神奇！手機是怎麼找到對方的？這些你一定要知道

今天是由國際電信聯盟確立的「世界電信日」，電信在我們的日常生活里扮演重要的角色。你在打電話的時候，你的手機是如何找到另一部手機的呢？

快來看看吧！

我們每次打電話的時候，撥完手機號碼，一般幾秒鐘就可以接通另一部手機。無論對方手機身在何處，我們的手機似乎總是可以準確找到它。那麼你知道，你在打電話的時候，你的手機是如何找到另一部手機的嗎？

也許有人會這麼想：「我知道手機是用無線電波通信的，我的手機給對方發一段無線電波，對方手機再給回發一段，這樣不就可以完成通信了嗎？」事情可沒有那麼簡單。想一想，如果中國的一部手機要直接發信號給千里之外的美國手機，那需要多大的能量才能做到？手機做不到，因為手機里只有一塊小小的電池。其次，你不知道自己想要接通的手機此刻在地球上的哪個位置，你需要向世界上所有的手機都發送信號才能找到對方，這樣一來，私密性就完全不能保證了。現在全球有幾十億手機用戶，如果這些手機用戶都在滿世界發信號，無線電波彼此之間會互相干擾，你的通話質量就會大打折扣。這就好像待在一個很吵的房間里，你很難聽清楚別人在說什麼。

也許還有人會這麼想：「我的手機先發送信號給電信公司，然後電信公司幫我找到對方手機，把信息悄悄傳給它，別的手機收不到。」一部北京手機要與一部上海手機取得聯繫，有兩地電信運營商的存在，北京手機的確不需要發信號到全世界來找那部上海手機，只需要發送給所在城市電信公司就可以了。可是，北京或者上海也有很多的手機用戶，它們的信號還是會互相干擾的，這個問題怎麼解決？

其實，所有手機通信用的無線電波頻率都在一個範圍內，我們只要把這個頻段再分成更小的頻段給不同的手機，它們之間就不會互相干擾了。這就好比我們將一條公路分成10條行車道，每條行車道上只允許一輛汽車行駛。每個手機分到的頻段就代表了手機每秒鐘每分鐘可以發的數據量。然而，手機無線電波的頻段像黃金一樣寶貴，這條看不見摸不著的公路其實並不寬，沒辦法分給那麼多的手機。於是人們想了各種辦法來解決這個問題，包括人們常常聽到的2G、3G等各種通信技術。如果有足夠多的頻段分給每部手機，那麼手機和手機之間通話就不會發生干擾了。但是，有限的頻段不管怎麼分還是沒辦法讓一個城市裡所有的手機同時使用。那怎麼辦呢？

其實解決方案很簡單，電信工程師把一個城市再分成很多很多個小的蜂窩形區域，每個區域都有一個手機基站，這就相當於電信公司的一個個小辦事處。在每個方圓幾百米的小區域里，手機用戶不會很多，「無線行車道」一般不會發生擁堵，手機信號可以順暢通行。儘管同一個城市裡還是會有其他手機和你用一樣的頻段，但是它們各自在相隔比較遠的兩個蜂窩內，互相不會有干擾。

當一部手機要和另一部手機聯繫時，只需要聯繫附近的手機基站就可以了，基站會把相關信息傳給當地電信公司的數據中心，在那裡，電腦會自動查詢你要撥打的電話號碼屬於哪個城市，然後你的信息會被送到對方城市的電信公司，該電信公司再把信息發給離對方手機最近的一個基站，接著這個基站再把信息發給對方手機。值得一提的是，基站與電信公司之間的那些通信，大多數是通過光纜進行的，也就是說手機通信雖然號稱無線通信，但是中間很多部分其實是有線通信的。

你也許還要問，全世界那麼多城市，每個城市都有那麼多基站，電信公司怎麼知道對方手機到哪裡了呢？這就像我們每到一個新地方都會給家裡報個平安一樣，手機也是這樣。當手機的主人帶著它到一個新的蜂窩區時，手機要做的第一件事就是主動向最近的手機基站報告自己的位置，這樣電信公司的資料庫里就有手機的大概位置信息了。如果有人撥打了這部手機號碼，那麼電信公司很快就可以查到這部手機的下落，可以在短時間內接通電話。

各家電信公司的手機基站構成一張巨大的網，我們每個人的手機正是遊走在這張網中，通過這張網找到彼此。

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