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智能手机的问世除了带动移动世代的崛起，更加速通讯技术的革新，在几年间，资料传输率的增加让使用者享受高速移动网络新体验，3G、4G、5G 的议题热度也始终居高不下，并跃居产官学研等单位的研究主题。但是一般人对4G 乃至于5G 的认知，就是手机上网的速度更快，并不了解背后的科学含意，本文将从不同通讯世代的角度切入，一步步带领读者认识这些技术背后的原理，到底什么是电磁波？什么是频宽？不同世代的差别又在哪里？移动电话的世代我们常常听到广告说：4G LTE，其中G 代表“世代（Generation）”，4G 代表第四代，是为了与之前的第二代（2G）、第三代（3G）移动电话做出区隔，我们以目前全球市占率最高的欧洲系统来说明，这也是目前台湾所使用的系统： · 第二代移动电话（2G）：GSM 系统只支持线路交换（注）的语音通道，主要透过语音通道打电话与传送简讯，GPRS 系统支持封包交换因此可以上网，但是由于利用语音通道传送资料封包，因此上网的速度很慢。 · 第三代移动电话（3G）：UMTS 系统支持封包交换（注），可以用更快的速度上网，由于3G 的手机同时支持2G ，因此当我们使用3G 的手机讲电话或传简讯时，其实是使用GSM 系统的语音通道来完成。 · 第四代移动电话（4G）：LTE / LTE-A 系统支持封包交换，可以用更快的速度上网，由于4G 的手机大多同时支持3G 与2G，因此在手机找不到LTE 基地台时仍然会以UMTS 基地台上网，讲电话或传简讯时仍然是使用GSM 系统的语音通道来完成。其实4G 使用的LTE 系统由于资料传输率很高，可以直接将语音资料切割成封包来传送，原理就和Skype 网络电话一样，可以让音质更好，但是封包交换通常费用是以资料传输率来计算，等于使用者讲再久费用都一样，对电信公司来说如何收到更多钱是个问题；反观线路交换是计时收费，电信公司能够赚到更多钱，因此目前台湾大部份电信公司的4G LTE 提供讲电话或传简讯时，仍然是使用GSM 系统的语音通道来完成。频宽的科学含意一般人对通讯世代的认知就是愈后面的世代表示频宽（Bandwidth）愈宽，频宽就好像高速公路，频宽愈宽就好像高速公路愈寛（车道愈多），代表行车速度愈快，也就是通讯时资料传输率愈高；再讲简单一点，就是手机上网的速度更快，这样的观念是对的，但是这种认知是不科学的，要解释频宽，我们需要从电磁波说起。
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