智能手機(jī)的問世除了帶動(dòng)移動(dòng)世代的崛起，更加速通訊技術(shù)的革新，在幾年間，資料傳輸率的增加讓使用者享受高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)新體驗(yàn)，3G、4G、5G 的議題熱度也始終居高不下，并躍居產(chǎn)官學(xué)研等單位的研究主題。但是一般人對(duì)4G 乃至于5G 的認(rèn)知，就是手機(jī)上網(wǎng)的速度更快，并不了解背后的科學(xué)含意，本文將從不同通訊世代的角度切入，一步步帶領(lǐng)讀者認(rèn)識(shí)這些技術(shù)背后的原理，到底什么是電磁波？什么是頻寬？不同世代的差別又在哪里？移動(dòng)電話的世代我們常常聽到廣告說：4G LTE，其中G 代表“世代（Generation）”，4G 代表第四代，是為了與之前的第二代（2G）、第三代（3G）移動(dòng)電話做出區(qū)隔，我們以目前全球市占率最高的歐洲系統(tǒng)來說明，這也是目前臺(tái)灣所使用的系統(tǒng)： · 第二代移動(dòng)電話（2G）：GSM 系統(tǒng)只支持線路交換（注）的語音通道，主要透過語音通道打電話與傳送簡(jiǎn)訊，GPRS 系統(tǒng)支持封包交換因此可以上網(wǎng)，但是由于利用語音通道傳送資料封包，因此上網(wǎng)的速度很慢。 · 第三代移動(dòng)電話（3G）：UMTS 系統(tǒng)支持封包交換（注），可以用更快的速度上網(wǎng)，由于3G 的手機(jī)同時(shí)支持2G ，因此當(dāng)我們使用3G 的手機(jī)講電話或傳簡(jiǎn)訊時(shí)，其實(shí)是使用GSM 系統(tǒng)的語音通道來完成。 · 第四代移動(dòng)電話（4G）：LTE / LTE-A 系統(tǒng)支持封包交換，可以用更快的速度上網(wǎng)，由于4G 的手機(jī)大多同時(shí)支持3G 與2G，因此在手機(jī)找不到LTE 基地臺(tái)時(shí)仍然會(huì)以UMTS 基地臺(tái)上網(wǎng)，講電話或傳簡(jiǎn)訊時(shí)仍然是使用GSM 系統(tǒng)的語音通道來完成。其實(shí)4G 使用的LTE 系統(tǒng)由于資料傳輸率很高，可以直接將語音資料切割成封包來傳送，原理就和Skype 網(wǎng)絡(luò)電話一樣，可以讓音質(zhì)更好，但是封包交換通常費(fèi)用是以資料傳輸率來計(jì)算，等于使用者講再久費(fèi)用都一樣，對(duì)電信公司來說如何收到更多錢是個(gè)問題；反觀線路交換是計(jì)時(shí)收費(fèi)，電信公司能夠賺到更多錢，因此目前臺(tái)灣大部份電信公司的4G LTE 提供講電話或傳簡(jiǎn)訊時(shí)，仍然是使用GSM 系統(tǒng)的語音通道來完成。頻寬的科學(xué)含意一般人對(duì)通訊世代的認(rèn)知就是愈后面的世代表示頻寬（Bandwidth）愈寬，頻寬就好像高速公路，頻寬愈寬就好像高速公路愈寛（車道愈多），代表行車速度愈快，也就是通訊時(shí)資料傳輸率愈高；再講簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是手機(jī)上網(wǎng)的速度更快，這樣的觀念是對(duì)的，但是這種認(rèn)知是不科學(xué)的，要解釋頻寬，我們需要從電磁波說起。