Bagaimana Telefon Menghantar Suara?

Pada suatu petang, Amir menelefon neneknya yang tinggal di Johor. Amir berada di Kuantan, tetapi dia dapat mendengar suara nenek dengan jelas.

“Amir sudah makan?” tanya nenek.

“Sudah!” jawab Amir.

Selepas panggilan tamat, Amir memandang telefon di tangannya.

“Ayah, suara nenek boleh sampai ke sini macam mana? Nenek jauh!”

Ayah tersenyum.

“Suara nenek tidak terbang terus dari Johor ke telinga kamu. Telefon menukar bunyi menjadi maklumat, kemudian menghantarnya melalui rangkaian komunikasi.”

Amir semakin ingin tahu. Dia menyangka suara mesti bergerak melalui udara sahaja, seperti ketika bercakap dengan orang di sebelahnya.

Bunyi Bermula daripada Getaran

Apabila kita bercakap, pita suara bergetar. Getaran itu menyebabkan udara di sekeliling turut bergetar. Getaran udara bergerak sebagai gelombang bunyi hingga ke telinga orang yang berhampiran.

Tetapi bunyi suara biasa semakin lemah apabila bergerak jauh. Jika Amir menjerit dari Kuantan, nenek di Johor tentu tidak dapat mendengarnya.

Di sinilah telefon membantu.

Alat kecil yang dipanggil mikrofon menerima gelombang bunyi daripada suara Amir. Mikrofon menukarkan getaran bunyi itu kepada isyarat elektrik.

“Jadi mikrofon seperti telinga telefon?” tanya Amir.

“Boleh bayangkan begitu. Tetapi mikrofon ialah alat pengesan bunyi, bukan telinga sebenar,” jawab ayah.

Suara Menjadi Nombor

Telefon pintar memproses isyarat daripada mikrofon menjadi maklumat digital. Maklumat itu boleh diwakili menggunakan angka sifar dan satu.

“Macam kod rahsia?” tanya Amir.

“Lebih kurang. Telefon menggunakan kod yang boleh dibaca dan diproses oleh sistem elektronik.”

Maklumat digital itu boleh dihantar dengan cepat. Telefon juga menggunakan kaedah khas supaya data suara tidak mengambil ruang yang terlalu besar.

Namun maklumat itu belum sampai kepada nenek. Maklumat tadi perlu melalui satu perjalanan lagi.

Gelombang Radio Membawa Maklumat

Ayah menunjukkan gambar menara telekomunikasi.

“Telefon bimbit mempunyai antena. Antena menghantar maklumat menggunakan gelombang radio kepada stesen pemancar yang berada dalam kawasan liputan.”

Gelombang radio tidak sama dengan gelombang bunyi. Gelombang radio ialah gelombang elektromagnet. Ia boleh bergerak melalui udara tanpa membawa getaran suara secara langsung.

Stesen pemancar menerima isyarat itu. Kemudian rangkaian telekomunikasi meneruskan maklumat panggilan ke kawasan penerima. Sebahagian perjalanan mungkin menggunakan kabel gentian optik yang membawa maklumat menggunakan cahaya.

“Jadi, panggilan saya bukan melompat terus dari telefon saya ke telefon nenek?” tanya Amir.

“Biasanya tidak. Rangkaian membantu menghubungkan kedua-dua telefon.”

Ayah menerangkan bahawa antena stesen pemancar tidak semestinya berada pada menara tinggi. Ada juga antena yang dipasang di atas bangunan atau struktur khas.

“Jadi, kita mungkin menggunakan rangkaian telefon tanpa nampak menaranya?” tanya Amir.

“Betul.”

Di Hujung Sana, Suara Muncul Semula

Apabila maklumat panggilan sampai kepada telefon nenek, telefon itu menerima dan memproses isyarat digital.

Komponen pembesar suara menukarkan isyarat elektrik kepada getaran. Getaran menghasilkan bunyi di udara.

Sebab itulah nenek boleh mendengar suara Amir.

Perjalanan yang sama juga berlaku dari arah nenek ke Amir. Kedua-dua telefon menghantar dan menerima maklumat supaya mereka boleh berbual.

Amir tersenyum.

“Maksudnya setiap kali kita bercakap, telefon bekerja dalam dua arah?”

“Betul.”

Semua proses tersebut berlaku dengan sangat pantas. Namun ada kalanya terdapat sedikit kelewatan sebelum suara didengar. Ini kerana maklumat perlu diproses dan bergerak melalui rangkaian.

Mengapa Kadangkala Suara Terputus?

Amir teringat panggilan yang pernah terhenti ketika keluarganya berada di kawasan berbukit.

Ayah menjelaskan bahawa liputan rangkaian boleh menjadi lemah apabila telefon jauh daripada stesen pemancar atau isyarat terhalang oleh bukit dan bangunan tertentu. Masalah rangkaian juga boleh mengganggu panggilan.

Sesetengah panggilan hari ini turut menggunakan sambungan internet melalui Wi-Fi. Laluan maklumatnya mungkin berbeza, tetapi suara tetap ditukarkan kepada isyarat yang boleh dihantar dan dibina semula sebagai bunyi.

“Sebab itu kita perlu guna telefon dengan baik,” kata ayah.

“Dapatkan izin sebelum menghubungi orang, jangan berkongsi nombor telefon orang lain sewenang-wenangnya dan gunakan bahasa yang sopan.”

Malam itu, Amir menelefon nenek sekali lagi bersama ayah. Dia mengucapkan selamat malam dan mendengar nenek ketawa kecil.

Kini Amir tahu, telefon tidak membawa nenek masuk ke dalamnya.

Telefon menerima getaran suara, menukarkannya kepada maklumat, menghantar maklumat melalui rangkaian, lalu menghasilkan bunyi semula.

Bagi Amir, teknologi itu masih mengagumkan.

Jauh di mata, tetapi suara tetap dapat didengar.

Nota sains: Telefon bimbit menggunakan mikrofon, pemprosesan isyarat digital, gelombang radio dan rangkaian stesen pangkalan untuk menghantar komunikasi. Penerangan ini disokong oleh International Telecommunication Union (ITU) dan Washington State University.

Perjalanan Suara Melalui Telefon

1. Suara Amir — Getaran udara menghasilkan bunyi.
2. Mikrofon dan pemproses — Bunyi ditukar kepada maklumat digital.
3. Antena dan gelombang radio — Maklumat dihantar ke stesen pemancar.
4. Rangkaian telekomunikasi — Maklumat dihalakan ke kawasan penerima.
5. Telefon nenek — Isyarat diterima dan diproses.
6. Pembesar suara — Getaran menghasilkan bunyi yang didengar.

Rajah dipermudahkan bagi panggilan telefon bimbit melalui rangkaian selular. Panggilan daripada nenek kepada Amir menggunakan proses yang seumpamanya dalam arah bertentangan.

Aktiviti Selepas Membaca

Misi STEM: Telefon Cawan dan Tali

Tujuan: Memahami bagaimana getaran boleh membawa bunyi.

Bahan: Dua cawan kertas, tali sepanjang kira-kira dua meter dan bantuan orang dewasa.

Langkah Aktiviti

Minta orang dewasa membuat satu lubang kecil pada dasar setiap cawan.

Masukkan tali melalui kedua-dua lubang dan ikat supaya tidak terkeluar.

Pegang cawan bersama seorang kawan dan tegangkan tali.

Seorang bercakap perlahan ke dalam cawan, seorang lagi mendengar.

Cuba longgarkan tali dan bandingkan bunyi yang didengar.

Apakah perbezaan bunyi ketika tali tegang dan longgar?

Catatan ini untuk latihan dalam pelayar sahaja; tidak dihantar atau disimpan.

Kesimpulan: Telefon cawan menggunakan getaran mekanikal yang bergerak melalui cawan dan tali. Telefon bimbit moden pula menukar bunyi kepada isyarat elektrik dan maklumat digital yang dihantar menggunakan gelombang radio serta rangkaian komunikasi.

Peringatan: Orang dewasa perlu membuat lubang pada cawan. Jangan gunakan alat tajam sendiri, ikat tali pada leher atau menjalankan aktiviti berhampiran jalan raya.

Nilai murni: Sifat ingin tahu, komunikasi berhemah dan menghargai teknologi.

Nota editorial: Amir dan perbualannya dengan ayah serta nenek ialah ilustrasi rekaan untuk menerangkan fakta teknologi.