1

บทท3ลกษณะทวไปของโครงการ

ประวตการสอสาร

(ววฒน, 2536) ในการดำารงชวตของมนษยนน จะตองมการตดตอกนและกนเปน

ธรรมดา การตดตอซงกนและกนนน เราเรยกวา การสอสาร (communication) เรมแรก เปนการสอสารระยะใกลแลวพฒนากระบวนการออกไปเปนการสอสารระยะไกลทเรยกวา การสอสาร

โทรคมนาคม (telecommunication) ในสมยโบราณการทจะทำาการสอสารถงกนและกน ในระยะไกลไดโดยรวดเรวนน ตองอาศยสญญาณตางๆมาชวยเปนสอในการสอสารเชน การใชสญญาณควน

ไฟ, การใชกระจกสะทอนแสงอาทตย และการใชสญญาณธง เปนตน ซงในการสอสารโดยวธการตางๆเหลา นน สภาพของสภาวะแวดลอมจะมอทธพลตอสถานะภาพของการสอสารนนเปนอยางมาก เชนการใชควนไฟ ถา

เกดลมพดแรง อาจเกดความผดเพยนของสญญาณ ทำาใหความหมายทใชในการสอสารผดพลาดได เปนตน

เนองจากขอจำากดตางๆทไมสะดวกในการใชวธการสอสารแบบเกาๆ จงมการพฒนาการ สอสารโดยตอเนองจนถงปจจบนทใชสญญาณไฟฟาเปนหลกของการสอสาร แตอยางไรกตามกระบวนการ

ของการสอสารในปจจบนนน กยงคงมรปแบบคลายกบกระบวนการสอสารแบบดงเดมอย คอ จะตองมผสง

ขาวสารขอมลหรอ เครองสง, สอกลางทใชสำาหรบสงขาวสารขอมลหรอ ตวกลาง ตางๆทใชในการสงถาย ขอมล ซงอาจจะเปนสายสงสญญาณหรอคลนวทย เปนตน และผรบขาวสารขอมลหรอ เครองรบ

ถาแบงประเภทของการสอสารดวยตวกลาง จะสามารถแบงการสอสารออกเปน 2 ประเภท ใหญๆ คอ การสอสารตามสาย ทใชสายสงสญญาณเปนตวกลางในการสงถายขอมล ไดแก สายเกลยวค

(twisted pair cable), สายโคแอกเชยล (coaxial) และเสนใยแกวนำาแสง (fiber optic cable) การสอสารตามสายสามารถเรยกอกอยางหนงวา การสอสารผานเครอ

ขายภาคพนดน อกประเภทหนงไดแก การสอสารวทย ทอาศยคลนแมเหลกไฟฟาสงผานบรรยากาศ ไดแกระบบ ไมโครเวฟ และระบบสอสารผานดาวเทยม

2

ภาพท 1 การพฒนาของการสอสารระหวางมนษยชาต ในการสอสารดวยสญญาณไฟฟา ทประสบความสำาเรจและถกจารกในประวตศาสตรของการ

สอสารกคอ การสอสารระบบโทรเลข ผคดคนเครองสงโทรเลขเครองแรกทไดรบการจารกไวในประวตศาสตร

นนเปนชาวสกอตแลนด ชอMarshall เครองสงโทรเลขของเขานนใชหลกการสงตวอกษรแยกกน แตละตวโดยใชสายสงหนงสำาหรบสงตวอกษรหนงตวMarshall ไดนำาเครองสงของเขามาใชจรงใน

ทางปฏบตเมอตนป ค.ศ. 1758

ตอมาในป ค.ศ. 1823 Ronalds ไดประดษฐโทรเลขชนดสมพทธ

(synchronous telegraph) ขน เครองสงและเครองรบนนใชจานหมน (disk) ซงหมนไปอยางชาๆ โดยมตวอกษรตางๆ เขยนอย ทตำาแหนงตางๆ บรเวณรอบๆ รมขอบจานนน เมอจาน

เครองสงหมนไปสญญาณจะถกสงไปตามสายจากเครองสงไปยงเครองรบ และจะมการควบคมทำาใหจานทาง ดานเครองรบหมนตามไปในตำาแหนง ทสมพทธกนกบตำาแหนงการหมนของจานทางเครองสง

ตอมาในป ค.ศ. 1839 ไดมการแถลงผลการวจยเกยวกบการใชรหสหลายหนวย

(multi-unit code) เพอใชแทนตวอกษรขนหลายรปแบบ จดประสงคในการคดรหสหลาย หนวยนกเพอทจะใหสามารถลดจำานวนสายสงสญญาณ ทใชสำาหรบการสงโทรเลขใหเหลอเพยงสายเดยว

เทานน ทงนโดยอาศยการเปด- ปดวงจรเพอควบคมการไหลของกระแสเพอทำาใหเกดเปนพลส (pulse) ของกระแส ตามรปแบบของรหสนน ในสมยนนมนกวทยาศาสตรททำาการคนควาเกยวกบเรองนอยหลายคน

เชนShilling, Gauss, Webber และSteinbeil เปนตน โดยนกวทยาศาสตร

เหลานนตางคน กตางคดตามวธการของตวเองGauss และWebber ไดทดลองตดตอกน โดย

อาศยการเบยงเบนของเขมชองกลวานอมเตอรเปนเครองแสดงผล (monitor) ทางดานเครองรบ

และไดขอสรปไวในป ค.ศ. 1853 วา รหส5 หนวย (5-unit code) นนพอเพยงทจะใชแทนตวอกษรในภาษาองกฤษทงหมดได

3

ในระหวางป ค.ศ. 1831 และ1832 Joseph Henry ไดประดษฐ โทรเลขซงใชelectromagnet เปนเครองรบขนเปนครงแรก ระบบโทรเลขของเขาประกอบดวย

แบตเตอร สายสง และเครองรบทมอารเมเจอรแมเหลกไฟฟา (electromagnetic armature) เปนสวนประกอบสำาคญ สำาหรบใชเคาะระฆงเมอมกระแสไหลผานวงจรขน ดงนน

Henry จงเปนคนแรกทประดษฐเครองรบโทรเลขทมเสยงใหไดยนขน ซงนบวาเขาเปนผทไดทำาใหเกด ความสะดวกในการใชระบบโทรเลขเพอการสอสารมากยงขน ทงนเพราะพนกงานรบโทรเลขนนไมจำาเปนทจะ

ตองคอยเฝาดเครองรบอยตลอด วาจะมสญญาณโทรเลขเขามาเวลาใดเหมอนกอน เสยงจากเครองรบจะ สามารถใชสำาหรบเตอนพนกงานไดเปนอยางด วาขณะนไดมการโทรเลขตอดตอเขามาแลว และเพราะการใช

ระฆงในการสอสารโทรเลขนเอง ทำาใหบรษทการสอสารทยงใหญของอเมรกาบรษทหนงใชระฆง (bell) เปนสญลกษณประจำาบรษทนน

หลงจากมววฒนาการใชระฆงแมเหลกไฟฟาของ Henry ในระบบโทรเลขเปนตนมา การ

สอสารโทรเลขกไดมการปรบปรงขนอยางมาก และโดยแนวความคดของ Henry เกยวกบโทรเลขแม เหลกไฟฟา (electromagnetic telegraph) นเอง เปนแรงดลใจให

Samuel Farmer B. Morse ไดทำาการคดคนระบบโทรเลขซงเปนทรจกกนอยางดเสมอนหนงวาเขาคอผประดษฐระบบโทรเลขขนเปนคนแรก

ในวนท24 มกราคม ค.ศ. 1838 ณ มหาวทยาลยนวยอรคMorse ไดทำาการ เปดแสดงผลงานเขาใหคนทวไปชม ผชมคนหนงไดเขยนขอความหนงสงใหMorse ใชทดลองสงไปโดย

โทรเลข ขอความนนคอ “Attention, the Universe! By Kingdom, right wheel!” ซงขอความนตอมาไดถกบนทกไวในประวตการสอสารวา เปนขอความแรกในการ

สอสารโทรเลขระบบของ Morse ตอมาระหวางป ค.ศ.1843 และ1844 ไดมการทดลอง ปฏบตการวางสายโทรเลขสอสารขน ระหวางวอชงตน (Washington) และบลตมอร

(Baltimore) และในวนท24 พฤษภาคม ค.ศ. 1844 Morse ไดสงโทรเลขซงเปน ขอความประวตศาสตรวา “What hath God wrought” จากวอชงตนไปบลตมอร

และจากผลสำาเรจในการบรการโทรเลขนน ในปถดมาคอป ค.ศ. 1845 กไดมการขยายขายการวางสาย โทรเลขไปยงทอนๆ เพมขนอกอยางมากมาย ในสมยนนMorse ไดใชเครองรบ ซงทำาจากระฆงสองลกท

มเสยงตางกนเปน sounder เพอแทนdot และdash ตามรหสของเขา คนเคาะระฆงนนใช อารเมเจอรแมเหลกไฟฟาตดตงอยตรงกลางระหวางระฆงทงสองลกนน โดยระฆงลกใดจะถกเคาะนน ขนอย

กบทศทางของกระแสทไหลในวงจรของอารเมเจอรนน ความสำาเรจของMorse ตอจากนนคอ ไดคดคน

เครองมลตเพลกซโทรเลข (Multiplex Telegraphy) ขนเปนผลสำาเรจ โดย

Morse ไดจดสทธบตรเครองสงโทรเลขทสามารถสงสญญาณจากหลายชองสญญาณรวมกนไปใน สายสงสายเดยว โดยในเครองรบและเครองสงใชคอมมวเตเตอร (commutator) ซงหมน

สมพทธกนอยางรวดเรว เปนตวรวมและแยกสงสญญาณเหลานน ซงหลกการดงกลาวนเปนหลกการทเรารจก

กนเปนอยางด และใชชอวาTDM (Time Division Multiplex) ในเวลาตอมา

4

ในขณะเดยวกนAlexerandra Graham Bell ชาวสกอตแลนดได ทำาการคดประดษฐโทรศพทขนสำาเรจ โดยBell ไดเปดการแสดงผลงานของเขาขนทCourt

Street ในบอสตน (Boston) เมอวนท10 มนาคม ค.ศ. 1876 และในการแสดงผล งานนนBell ไดใชโทรศพทตดตอไปหาThomas A. Watson ผชวยของเขา โดยใชคำา

พดประวตศาสตรวา “Mr. Watson, come here, I want you” ซง ขอความนเองทำาใหWatson ตองวงจากหองพกของเขาไปหาBell อยางทนท อยางไรกด การ

ทดลองครงนน โทรศพทของBell ยงไมเหมาะสมกบการใชงานจรง จนกระทงป ค.ศ. 1878 จงได มการเปดชมสายโทรศพทขนบรการธรกจเปนครงแรกทNew Haven และหลงจากนน การใช

โทรศพทกแพรหลายขนอยางรวดเรว ดงจะเหนไดจากสถตในป ค.ศ. 1907 ทโรงแรมWaldorf Astoria ในนวยอรคเพยงแหงเดยวมโทรศพทใชอยถง1,120 เครอง และอตราการใชโทรศพทม

มากกวา5 แสนครงตอป ในสมยนนไดมการพยายามทจะทำาการมลตเพลกซสญญาณโทรศพท แตกไม

สามารถพสจนทางคณตศาสตรไดเลย จนกระทงป ค.ศ. 1920 John R. Carson สามารถใชคณตศาสตรมาอธบายหลกการสมตวอยางสญญาณ ซงมระยะหางของคาบเวลาทใชในการสม

สญญาณเทากนอยางสมำาเสมอโดยใชหลกการวา ถาทำาการสมคาสญญาณคาหนงดวยอตราการสมสญญาณ ทสงเกนกวาสองเทาของความถสงสด ซงประกอบอยในสญญาณนนแลว สญญาณทไดจากการสมตวอยาง

ของสญญาณนนออกมา จะมขอมลตางๆของสญญาณเดมอยอยางครบถวน

นอกจากความคดทจะใชการมลตเพลกซโดยการแบงชวงเวลาหรอ TDM (Time Division Multiplex) กบระบบโทรศพทแลว ยงมการคดทจะใชการมลตเพลกซโดยการแบง

ความถ (Frequency Division Multiplex: FDM) กบระบบโทรศพทดวย เหมอนกน ในป ค.ศ. 1914 R.A.Heising ไดทดลองทำาการมลตเพลกซโทรศพทสองชอง

สญญาณไปในสายสงคเดยวดวยวธFDM ขนเปนผลสำาเรจ แตอยางไรกตาม ยงตองใชเวลาในการพฒนาอกหลายปกวาทจะสามารถนำามาใชงานไดจรง

หลงจากทBell ประดษฐโทรศพทไดสำาเรจแลวประมาณ20 ปGuglielmo Marconi กประสบความสำาเรจในการทดลองทำาการสอสารในอกระบบหนงคอ การสงวทยโทรเลข

(radio telegraph) และกไดววฒนาการเกดระบบวทยกระจายเสยงและโทรทศนตดตามมาเปนลำาดบ

ววฒนาการดานการสอสารไดเจรญขนอยางรวดเรว ในชวงเวลาประมาณ 2-3 ป กอนป ค.ศ. 1960 นนไดเรมมการทดลองเกยวกบการสอสารผานดาวเทยมขน และไดปฏบตเปนผลสำาเรจในป ค. ศ 1963 แตอยางไรกตามการสงดาวเทยมเพอบรการสอสารทวไปจรงๆ นนไดเกดขนในป ค.ศ. 1965 โดยดาวเทยมทถกสงขนไปโคจรเปนการเปดประวตศาสตรของการสอสารนนมชอวา “Early Bird” และในชวงเวลาใกลเคยงกนกบการเกดการสอสารดาวเทยมนน ไดเรมมการคนควาทดลองเกยว

กบการสอสารผานสายใยแกวนำาแสงขน เพอเพมประสทธภาพของการสอสารใหมากยงขน ซงประสบความ สำาเรจเปนอยางด และเปนการคนควาทสำาคญเกยวกบการสอสารสมยใหมในปจจบน

5

คำาจำากดความของการสอสาร

การสอสาร (communication) หมายถง การสงถายขอมลทมความหมายใน

ตวจากแหลงขอมลหนง (ผสง, เครองกำาเนดสญญาณหรอเครองสงขอมล) ไปสอกแหลงขอมลหนง

(ผรบ, เครองรบสญญาณปลายทางหรอเครองรบขอมล) นอกจากน ในการสอสารนนจำาเปนตองม ตวกลางเพอเปนทางนำาขอมลจากเครองสงไปยงเครองรบ ตวกลางทใชนำาขอมลนมชอเรยกเฉพาะวา ชอง

สญญาณ (channel) หรอ ทรานสมชชนลงค (transmission link) ซงสามารถ เขยนแผนผงการสอสารไดดงแสดงในภาพท2

การสอสารอาจแบงเปนประเภทใหญๆ ไดเปน 2 ประเภทคอ การสอสารตามสาย และการ สอสารวทย ทงนขนอยกบวา ชองสญญาณหรอตวกลางทใชสำาหรบสงสญญาณนนเปนสายสงสญญาณ

(transmission line) หรอเปนบรรยากาศ ซงไดแก การสอสารดาวเทยม และการสอสารดวยระบบไมโครเวฟ

ภาพท 2 บลอกไดอะแกรมของการสอสาร การเพมประสทธภาพของการสอสารและปองกนความลบของขอมล สามารถทำาไดโดยวธการ

จดการเขารหสใหกบขอมลนน โดยทางดานเครองสงจะใช เครองเขารหส (encoder) และทางดาน เครองรบกจะใช (decoder) สำาหรบการถอดรหส ซงปกตแลว เครองมอการสอสารสวนใหญนน มก

จะมเครองสงและเครองรบอยในเครองเดยวกน ดงนนเมอจำาเปนจะตองใชเครองเขารหสและเครองถอดรหส ในการสอสาร จงถกออกแบบมาคกนและบรรจอยภายในเครองมอสอสารเดยวกน ทำาใหเกดคำาศพทเฉพาะ

สำาหรบเรยกชอรวมของเครองเขารหส- ถอดรหส นวา โคเดค (codec) ซงไดมาจากรากศพทเดมคอ

coder และ decoder นนเอง ตามปกตนน สญญาณขอมลทไดจากตวแหลงกำาเนดขอมลโดยตรง หรอขอมลทไดออกมา

จากเครองเขารหสนน มกจะมคณสมบตไมเหมาะสมทจะใชสงผานชองสญญาณไปยงเครองรบโดยทนทใน ลกษณะรปแบบของสญญาณทไดออกมานน ยกตวอยางเชน เมอสญญาณขอมลคอสญญาณจากไมโครโฟน

ซงกำาเนดมาจากเสยงตางๆนน ถาเราตองการจะสงสญญาณนผานสายอากาศ แลวผานชองสญญาณซงเปน บรรยากาศออกไปจากสายอากาศไดแลว กจะตองใชสายอากาศทมความยาวหลายกโลเมตร ซงเปนการยากท

จะนำามาใชในการปฏบตงานจรง ดงนนเพอทจะใหสามารถสงขอมลของเสยงผานบรรยากาศไปยงเครองรบได โดยสะดวก เราจะตองอาศยวธการบางอยางมาชวย เชน การอาศยคลนสญญาณไฟฟา ทมความถสงพอ

สมควรมาเปนคลนพาห (carrier) ชวยนำาขอมลของเสยงนนผานบรรยากาศไปยงเครองรบ ทงน เพราะความถของคลนทใชงานมคาสงขน จะทำาใหสายอากาศซงใชชวยกระจายคลนแมเหลกไฟฟาจะมขนาดเลก

ลง โดยกระบวนการททำาการฝากขอมลไปกบคลนพาห เรยกวา การมอดดเลชน (modulation) และเครองมอทใชทำาหนาททางดานสงเรยกวา มอดดเลเตอร (modulator) สวนทางดานเครองรบ

จะมกระบวนการแยกเอาขอมลออกจากคลนพาห ซงเรยกวา การดมอดดเลชน

ผสง หรอเครองสง

ผรบ หรอเครองรบ

ตวกลาง หรอ ชองสญญาณ

ขอมล

6

(demodulation) และเครองมอทใชเรยกวา ดมอดดเลเตอร (demodulator) ถามอดดเลเตอรและดมอดดเลเตอรอยรวมกนในอปกรณชนเดยวจะเรยกวา โมเดม (modem) ซง

มาจากอกษรนำาของคำาวาmodulator และdemodulator

ภาพท 3 บลอกไดอะแกรมของระบบการสอสารทละเอยดขนการแบงยานความถของคลนแมเหลกไฟฟา

ปกตทวไปชองสญญาณตางๆทใชสงคลนผานไปนน จะมปฏกรยาตอเนองทความถตางๆไม เหมอนกน ทำาใหคณสมบตการเคลอนทของคลนแมเหลกไฟฟาทอยในยานความถทตางกนนนมความแตกตาง กนออกไป ยกตวอยางเชน คลนแมเหลกไฟฟาในยานความถแสงจะเดนทางผานชองสญญาณทเปน

บรรยากาศไปในลกษณะเลนตรง แตคลนในยานความถเสยงจะสามารถเดนทางออมผานสงกดขวางบางอยาง ได เปนตน ดงนนจงไดมการแบงยานความถของคลนแมเหลกไฟฟาไว เพอทจะไดรวบรวมคลนความถทม

คณสมบตใกลเคยงกนเขาไวดวยกน การแบงยานความถและการกำาหนดชอยานความถตางๆ มดงแสดงไวใน

ตารางท1 ยานความถตางๆนน บางครงเรยกวา แบนด (band) ลำาดบของแบนดดงแสดงในตารางท 1 นน เปนไปตามมาตรฐานขอตกลงระหวางประเทศซงกำาหนดโดย ITU (International Telecommunication Union)

คณสมบตและประโยชนของคลนแมเหลกไฟฟาในยานความถตางๆนน สามารถสรปสนๆไดดงตอไปนคอ

ELF เปนแบนดของคลนแมเหลกไฟฟาทมความถตำามาก เปนยานความถของสญญาณทเกดขน จากเครองดนตร และเสยงของสตว หรอเสยงของมนษยบางสวน อยางไรกตามยานความถของคลนทตรงกบ

ความถของเสยงของมนษยสวนใหญนนจะถกจดแบงไวเปนอกแบนดหนงคอ VF แบนด

ตารางท 1 การแบงความถตามยานความถยานความถ ชอความถ อกษรยอ ชอยานความถในระบบ

เมตรก

30 – 300 เฮรท Extremely-Low Frequency

ELF Megametric Wave

300 – 3000 เฮรท

Voice VF -

แหลงกำาเนดขอมล

มอดดเลเตอร

เครองเขารหส

ตวกลาง หรอชอง

สญญาณ

ดมอดดเลเตอร

จดรบขอมล

เครองถอดรหส

เครองสง เครองรบ

7

frequency3 – 30 กโลเฮรท Very-Low-

FrequencyVLF Myriametric

Wave30 – 300 กโล

เฮรทLow Frequency LF Kilometric

Wave300 – 3000

กโลเฮรทMedium

FrequencyMF Hectrometr

ic Wave3 – 30 เมกะเฮรท High

FrequencyHF Decametric

Wave30 – 300 เมกะ

เฮรทVery-High Frequency

VHF Metric Wave

300 – 3000 เมกะเฮรท

Ultra-High Frequency

UHF Decimetric Wave

3 – 30 กกะเฮรท Super-High Frequency

SHF Centimetric Wave

30 – 300 กกะเฮรท

Extremely-High

Frequency

EHF Millimetric Wave

300 – 3000 กกะเฮรท

- - Decimillimetric Wave

ทมา : พนฐานการสอสาร, 2536

ความถในยานVLF และLF แบนดนน เรมแรกใชสำาหรบวทยโทรเลข (radio telegraph) แตเนองจากความยาวคลนของสญญาณในแบนดนมความยาวเปนกโลเมตร ดงนน

สายอากาศทใชสำาหรบการกระจายคลนในยานนจงตองมความยาวมาก ดงนนการสงวทยในยานความถนปจจบนจะใชสำาหรบงานพเศษโดยเฉพาะเทานน

MF เปนยานความถทใชในการสงกระจายเสยง AM และHF เปนยานความถของ คลนทเรยกกนวา คลนสน เปนยานความถของคลนทใชสำาหรบสงกระจายเสยงวทยAM ในระบบคลนสน และวทยสมครเลน (amature radio) คณสมบตทสำาคญสำาหรบคลนแมเหลกไฟฟาในยาน

ความถทงสองนกคอ เมอคลนเดนทางไปถงบรรยากาศชนสงสดทหอหมโลกอย คอ ชนไอโอโนสเฟยร

(Ionosphere) พลงงานของคลนบางสวนจะถกสะทอนโดยบรรยากาศชนนกลบลงมายงพนโลก อกครง ทำาใหเกดการสะทอนไปมาระหวางพนโลกกบชนบรรยากาศ อนเปนสาเหตทำาใหคลนแมเหลกไฟฟาในชน

นสามารถเดนทางไปไดไกลมาก โดยเฉพาะคลนในยานHF แตขอเสยของการใชวทยสอสารในยานความถน

8

กคอ คณสมบตการเดนทางของคลนนนขนอยกบ คณสมบตของบรรยากาศขนไอโอโนสเฟยร ซงเปลยนแปลงอยตลอดเวลา

VHF และUHF เปนยานความถของคลนทมการสะทอนในชนบรรยากาศไอโอโน สเฟยรเกดขนนอยมาก คลนในยานนจะสามารถทจะเดนทางทะลผานบรรยากาศชนตางๆไปได เนองจากคลนใน

ยานนมความถสงมาก ดงนนคณสมบตของมนจงมความคลายคลงกบคณสมบตของคลนแสงมาก คลนใน ยานความถนจะเดนทางเปนแนวเสนตรง ทำาใหการตดตอสอสารในยานความถน เครองรบและเครองสงจะตอง

อยในแนวเสนตรงทมองเหนซงกนแลกนไดโดยไมมสงกดขวาง ซงลกษณะการสอสารดงกลาวนนมชอเรยก

เฉพาะวา การสอสารในแนวสายตา (line-of-sight communication) ยาน ความถสวนหนงของUHF ดานความถตำา และยานความถVHF ถกกำาหนดใหใชสำาหรบการสง

โทรทศน และวทยสอสารเคลอนท (mobile communication)

คลนแมเหลกไฟฟาทมความถสงกวา1 กกะเฮรท ทมชอรวมเรยกวา ไมโครเวฟ

(microwave) ปกตจะใชสำาหรบงานดานเรดาร (Radar) และการสอสารทตองการยาน ความถกวาง ขอดของการสอสารในยานความถนกคอ สายอากาศทใชจะมขนาดเลก เนองจากเมอไมโครเวฟทม

ความถอยระหวาง3 ถง30 กกะเฮรท ความยาวคลนจะมคาเทากบ10 เซนตเมตรจนถง1 เซนตเมตร ตามลำาดบ ทำาใหการออกแบบสายอากาศในการรบสงสามารถทำาไดงาย แตกมขอเสยคอ สภาพภม

อากาศจะมอทธพลตอการเคลอนทของคลนในยานความถนมาก โดยเฉพาะฝน เนองจากฝนมขนาดเพยงพอท จะเปนสายอากาศดดซบพลงงานของคลนสญญาณได ดงนนคลนสญญาณจงไมสามารถเดนทางไปถงจด

หมายปลายทางคอเครองรบได

การสอสารไมโครเวฟ

การสอสารไมโครเวฟ (Microwave) เปนการสอสารทใชแถบความถตงแตยาน

อลตรา- ไฮ (Ultra-high : UHF) จนถงยานความถเอกสตรมล- ไฮ (Extreamly-high : EFH) สญญาณทมความถตำากวา1 กกะเฮรทจะใชงานสญญาณโทรทศน ย.เอช. เอฟ

และ วทยมอถอ เปนตน ซงใชสายสงโคแอกเชยล (coaxcial) เปนตวนำาสญญาณ สวนสญญาณทม

ความถสงกวา1 กกกะเฮรท บางครงเรยกวา ไมโครเวฟ ใชงานดานเรดารและการสอสารแถบกวาง

(Wide band) เปนตน การแผกระจายของคลนทมความถสงมกสงเปนลำาแคบ ทำาใหสงสญญาณ ไดด และเสยงรบกวนนอย และความถสงจะทำาใหสายอากาศเลกลง แตมขอเสยดงทกลาวมาแลวในขางตนคอ

การสญเสยพลงงานเนองมาจากการดดซบพลงงานของฝน โดยการสอสารในยานไมโครเวฟ ไดแก การสอสาร

ผานดาวเทยม การสอสารในระยะสายตา และการสอสารผานยานบรรยากาศ (Tropospheric scatter) เปนตน

9

ภาพท 4 แสดงภาพของระบบการสอสารในแนวสายตา คณสมบตของคลนสญญาณในยานไมโครเวฟทสำาคญคอ คลนเดนทางเปนเสนตรงใน

บรรยากาศ และไมมผลกบการสะทอนในชนบรรยากาศตางๆ ทำาใหสามารถสงสญญาณผานชนบรรยากาศไดซงการสอสารผานดาวเทยมจงใชความถยานน

ลกษณะทวไปของโครงการไมโครเวฟแบบจดตอหลายจด

ระบบไมโครเวฟแบบจดตอหลายจดทเหมาะสมสำาหรบการนำามาใชในโครงการน ไดผานการคด

เลอกจากหลายผลตภณฑ ซงมชอผลตภณฑนวา Multipoint (นามสมมต)

10

Multipoint สามารถรบและสงไดทงขอมลและเสยงระหวางสถานฐาน (Base Station : BS) และสถานลกขาย (Terminal Station : TS) โดยทสถาน

ฐานเปนจดศนยกลาง สามารถใหบรการไดในรศมครอบคลม 360o ประมาณ10 กโลเมตร ดงแสดงใน

ภาพท5 ขนอยกบลกษณะพนทและการบงของทศทางสญญาณ

ภาพท 5 แสดงพนทครอบคลมของสถานฐานMultipoint สามารถรองรบอปกรณทางโทรคมนาคมทมมาตรฐานตางๆไดหลาย

ประเภทเชนn x 64 kbps, Leased Line, Fractional and Full E1, V.35 หรอX.21 เปนตน นอกจากนMultipoint ยงเปนระบบทตดตงและสามารถ

ขยายเครอขายไดงาย ทำาใหเปนระบบทมประสทธภาพและมความยดหยนสง เมอมความตองการในการใช

บรการเพมขน และMultipoint มระบบการจดการเครอขาย (Network Management) ทสามารถเฝาด, รายงาน และทดสอบระบบอยตลอดเวลา ทำาใหระบบมความ

เชอถอได (Reliability) สง

11

ภาพท 6 แสดงการเชอมตอทงหมดของโครงการระบบไมโครเวฟแบบจดตอหลายจด

ระบบไมโครเวฟแบบจดตอหลายจด จะมสถานฐาน (Base Station : BS) เปนจดศนยกลางซงทำาหนาทรบและสงขอมลจากสถานลกขาย (Terminal Station :

TS) ดวยรปแบบการรบและสงสญญาณแบบการแบงตามเวลา (Time Multiple Division Access : TDMA) โดยสถานฐาน1 สถานสามารถแบงออกเปน4 เซค

เตอร จงจะครอบคลมรอบสถานฐาน360o จำานวนของเซคเตอรจะขนอยกบความกวางของทศทางในการ รบสงสญญาณหรอบมวดธ ของจานสายอากาศ (Antenna) สำาหรบการออกแบบระบบไมโครเวฟ

แบบจดตอหลายจดของโครงการน เลอกจานสายอากาศทมขนาด 90o ทำาใหตองใชจานอากาศจำานวน4 ชด โดยใชความถประมาณ10.5 กกะเฮรท ครอบคลม360o ในรศมประมาณ10 กโลเมตรจาก

สถานฐาน

แตละเซคเตอรจะมBS-BU จำานวน2 ชด ซงแตละชดสามารถรองรบสถานลกขายได

สงสด16 สถาน โดยการใชระบบการเขาถงแบบเวลา (TDMA) ดวยความกวางของแถบคลนหรอแบ นวดธ1.75 เมกะเฮรท นอกจากนยงมหลกการการนำาความถกลบมาใช (Frequency

MUXBase Station

V.35/X.21ISDN

E1, T1

V.35/X.21ISDN

E1, T1

Sector 2V.35/X.21

ISDNE1, T1

V.35/X.21ISDN

E1, T1Sector 3

V.35/X.21

ISDN

E1, T1

V.35/X.21

ISDN

E1, T1Sector 1Terminal Station

RFUMUX

RouterInternet

PES 5000

ACUMEN

RFU

12

Reuse) โดยเซคเตอรตรงกนขามกนจะความถเดยวกนดงภาพท 7 ทำาใหสามารถใชความถไดอยางม ประสทธภาพ ดงนน1 สถานฐานจำาเปนตองใชแบนวดธทงหมดเทากบ1.75 x 4 = 7 เมกะเฮรท

ซงสามารถรองรบสถานลกขายไดสงสด128 สถาน

เมอผใชบรการเชอมตอกบรปแบบการบรการตางๆ ตามตารางท 3 ผานTelecom Interface Card ( ซงสามารถรองรบไดสงสด3 ชอง) ทตดตงอยกบTS-BU และสง

สญญาณไปยงสถานฐาน โดยผานอปกรณ RFU/Antenna ของสถานลกขาย การสงและรบ

สญญาณระหวางสถานลกขายและสถานฐาน จะใชวธการสงแบบตามเวลา คอ 1 ความถสามารถใชงานรวม กนไดโดยไมมสญญาณรบกวนระหวางกน เนองจากสถานฐาน จะมระบบการจดการกำาหนดให สถานลกขาย

แตละสถานสงสญญาณคนละชวงเวลา ทำาใหสามารถสงสญญาณไดดวยความถเดยวกน โดย 1 สถานฐาน สามารถรองรบสถานลกขายไดสงสด16 สถาน

ภาพท 7 แสดงการใชหลกการการนำาความถกลบมาใช สถาปตยกรรมของระบบไมโครเวฟแบบจดตอหลายจดของ Multipoint

Multipoint ประกอบดวย 2 สวนหลกคอ สถานฐาน และ สถานลกขาย ซงแตละ สวนประกอบดวยสวนตางๆ ดงน

1. สถานฐาน (Base Station : BS) โดยทวไปสวนประกอบตางๆของสถานฐานจะตดตงอยทศนยกลางของระบบ สถานฐานจะ

เชอมตอระหวางโครงขายหลกของโทรคมนาคมตางๆ กบสถานลกขาย ทอยในรศมของพนทใหบรการทเรยก

F1, F2

F1, F2F3, F4

F3, F4

13

วา เซล ซงสามารถแบงออกเปนสวนยอยๆ ทเรยกวา เซคเตอร ได 4, 6 และ8 เซคเตอร ขนอยกบการออกแบบของระบบ

ภาพท 8 Basic System Architecture

1.1 BS-BU

BS-BU เชอมตอระหวางโครงขายหลกของโทรคมนาคม และ IF MUX ของ สถานฐาน แตละBS-BU ใชความถทางดานสงและรบตางกนตามมาตรฐาน FDD และใชเทคนคการ

แบงการใชตามเวลา (Time Division Multiple Access : TDMA) ทำาให สามารถรองรบสถานลกขายไดสงสด16 สถาน นอกจากนแตละBS-BU ยงสามารถใชความถได

หลายความถ โดยแตละความถใชความกวางของแถบคลนหรอแบนวดธ เทากบ 1.75 เมกะเฮรท ทำาใหไม

จำาเปนตองเรมตนลงทนมากเกนไป โดยสามารถคอยๆลงทนเพมเตมได เมอมผใชบรการมากขน แตละ BS-BU ใชการมอดเลทแบบ64 QAM ทำาใหสามารถสงขอมลไดจำานวนมากเมอเปรยบเทยบกบชนดอนทใชแบนวดธเทากน

ตารางท 2 BS Capacity Parameters

PARAMETER MAX. VALUE

General :Maximum TS-Bus Per BS-BU 16Telecom Interfaces/BU 3Customer Premises Equipment Interfaces/TS-BU

3

3.5 GHz - Sectors/cell 4, 6, 8 - Maximum number of BS-BU/Sector 8 - Maximum number of TS-BU/Sector 12810.5 GHz - Sectors/cell 4, 6, 8 - Maximum number of BS-BU/Sector 16 - Maximum number of TS-BU/Sector 25626 GHz - Sectors/cell 4, 8, 12 - Maximum number of BS-BU/Sector 16

14

- Maximum number of TS-BU/Sector 256

ทมา : เอกสารประกอบของ Multipoint

BS-BU สนบสนนการเชอมตอทางโทรคมนาคมพนฐานและบรการตางๆ เพอเชอม

ตอกบโครงขายสาธารณะ ซงสามารถตดตงไดสงสด3 แบบ (Telecom Interface Cards) ดงแสดงในตารางท3

ตารางท 3 Telecom Services Supported By The BS-BU

SERVICE RATEFull E1 2.048 Mbps, 1.544 MbpsFractional E1 n x 64 kbpsV.95/X.21 n x 64 kbpsISDN Primary Rate (PRI)

2.048 Mbps (30B), Unframed

ทมา : เอกสารประกอบของ Multipoint

นอกจากนBS-BU ยงสามารถเชอมตอสำาหรบการจดการเครอขาย

(Network Management) คอ

- 10BaseT (802.3) จำานวน1 พอรท สำาหรบเชอมตอกบอเท

อรเนท เนทเวรค (Ethernet Network)- พอรตอนกรมRS-232 จำานวน1 พอรท

15

BS-BU มหลอดไฟสำาหรบแสดงสถานะของอปกรณเชอมตอตางๆ เชน RFU, อ เทอรเนท และTelecom Interface Card และเชอมตอกบ IF MUX ผานคอน

เนคเตอรแบบSMA ซงภาพท9 และ10 แสดงดานหนาและดานหลงของBS-BU ตามลำาดบ

ภาพท 9 ดานหนาของBS-BU

สถานฐาน 1 เซคเตอรสามารถมBS-BU ไดสงสดตางกน ขนอยกบความถทใชงาน

โดยความถ3.5 กกะเฮรท สามารถมBS-BU ไดสงสด8 เครอง สวนความถ10.5 และ26 กกะเฮรท สามารถมBS-BU ไดสงสด16 เครอง

ภาพท 10 ดานหลงของBS-BU

BS-BU สามารถรบสญญาณนาฬกาภายนอก (External Clock) จากอปกรณของโครงขายสาธารณะ เ พอนำามาใชในระบบและสงสญญาณนาฬกานไปยง BS-BU อนๆท

อยในเซคเตอรเดยวกนไดโดยผานจดเชอมตอทอยทางดานหลงเครอง นอกจากน BS-BU ยงใชไฟฟา แบบกระแสตรงขนาด48 โวลท

16

1.2 IF MUX ภาพท 11 ดานหนาของ IF MUX แบบ8 และ16 พอรท

IF MUX ทำาหนาทรวมสญญาณทางดานสงจากBS-BU หลายๆเครองและสง สญญาณไปยงRFU ซงตดตงอยใกลสายอากาศ (Antenna) โดยผานสายนำาสญญาณแบบ

โคแอก- เชยล เคเบล ทางภาครบสญญาณจะมขบวนการแบบเดยวกนแตมทศทางตรงกนขาม

IF MUX ตดตงอยระหวางRFU และBS-BU ของสถานฐาน ซง IF MUX จำานวน1 เครองจะม พอรทแบบSMA สำาหรบเชอมตอกบBS-BU ทางดานหนาของ

เครองจำานวน8 หรอ16 พอรททำาใหสามารถเชอมตอกบBS-BU ไดสงสด8 หรอ16 เครอง

สวนการเชอมตอไปยงRFU จะผานทางพอรทแบบN-Type ซงมอยเพยง1 พอรทเทานน

นอกจากนทางดานหนาของเครองยงมหลอดไฟสำาหรบแสดงสถานะการตดตอสอสารระหวางBS-BU และRFU เพอตรวจสอบวามความผดปกตระหวางการสอสารของอปกรณทงสองหรอไม และ IF

MUX ใชไฟฟาแบบกระแสตรงขนาด48 โวลท เชนเดยวกบBS-BU

ภาพท 12 ดานหลงของ IF MUX

1.3 RFU

RFU ตดตงอยระหวาง IF MUX และสายอากาศ ซงมหลายแบบขนอยกบความ

ตองการใชยานความถวทย (Radio Frequency) ไดแก3.5, 10.5 และ26 กกะ

17

เฮรทRFU ทำาหนาทเปลยนสญญาณ IF ทรบไดจาก IF MUX เปนสญญาณความถวทย (RF) และถกสงไปยงสายอากาศ เพอขยายสญญาณสงออกไปยงปลายทาง โดย RFU เชอมตอกบ IF

MUX และสายอากาศดวย สายสญญาณเพยงเสนเดยวเทานน

1.4 สายอากาศของสถานฐาน (BS Antenna)สายอากาศทำาหนาทขยายสญญาณเพอสงออกไปยงสถานลกขายตางๆทอยภายในแตละ

เซคเตอร สายอากาศแตละอนเชอมตอกบ RFU จำานวน1 เครอง ดวยสายสญญาณเพยงเสนเดยว

2. สถานลกขาย (Terminal Station : TS) อปกรณของสถานลกขายทงหมด โดยทวไปจะตดตงอยทสำานกงานของผใชบรการ ซง

สามารถใชไฟฟาแบบกระแสสลบขนาด220 โวลท หรอแบบกระแสตรงขนาด48 โวลท เพอจายใหกบอปกรณตางๆทงหมดของสถานลกขาย

สถานลกขายทำาหนาทเชอมตอระหวางอปกรณปลายทางของผใชบรการและสถานฐาน โดย

สถานลกขายสามารถรองรบบรการตางๆไดหลายรปแบบ (ดตารางท 3 ประกอบ) ซงสถานลกขายประกบ ดวยอปกรณภายใน (TS-BU) และอปกรณภายนอก (RFU และสายอากาศอยรวมกน)

2.1 TS-BU

จากภาพท13 และ14 แสดงดานหนาและดานหลงของTS-BU โดยทTS-BU จะเชอมตอระหวางอปกรณปลายทางของผใชบรการและ RFU ซงTS-BU จะมลกษณะคลาย

กบBS-BU

18

ภาพท 13 ดานหนาของTS-BU

TS-BU ใชการสงสญญาณแบบการแบงตามเวลาในการสงสญญาณขอมลไปยงสถาน ฐานของระบบ และสามารถตดตงอปกรณเชอมตอไดถง3 แบบทแตกตางกนตามตารางท 3 และTS-

BU เชอมตอกบRFU และสายอากาศ ผานสายสญญาณแบบโคแอกเชยล เคเบล เพยงเสนเดยว

ภาพท 14 ดานหลงของTS-BU

2.2 RFU และสายอากาศ

RFU และสายอากาศของสถานลกขายจะอยรวมกนเปนอปกรณเพยงชนเดยว และตด

ตงอยภายนอกอาคารเพอสงและรบสญญาณกบสถานฐาน ซงการทำางานเหมอนกบRFU และสายอากาศของสถานฐาน