ก
ารสื่อสารแบบไร้สาย (wireless) เป็นระบบที่มีบทบาทและความสำคัญยิ่งระบบหนึ่ง เพราะระบบไร้สายสะดวก ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในเรื่องการเดินสาย และไม่ยุ่งยาก ระบบการสื่อสารแบบไร้สายใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีลักษณะการสื่อสารแบบจุดไปจุด และแบบกระจายคลื่นรอบทิศ
การเชื่อมโยงระหว่างวิทยาเขตบางเขนกับกำแพงแสนใช้ระบบไมโครเวฟ เรื่องน่ารู้สำหรับสัปดาห์นี้ จึงขอนำเอาเรื่องราวเกี่ยวกับไมโครเวฟมานำเสนอ
การสื่อสารแบบไร้สาย (wireless) เป็นระบบที่มีบทบาทและความสำคัญยิ่งระบบหนึ่ง เพราะระบบไร้สายสะดวกไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในเรื่องการเดินสาย และไม่ยุ่งยาก ระบบการสื่อสารแบบไร้สายใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีลักษณะการสื่อสารแบบจุดไปจุด และแบบกระจายคลื่นรอบทิศ
ในบรรดาคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้กัน เริ่มจาก 300 กิโลเฮิร์ทซ์ขึ้นไป ถ้าจาก 30 เมกะเฮิร์ทซ์ ถึง 300 เมกะเฮิร์ทซ์ ก็เรียกว่า วีเฮชเอฟ (VHF) จาก 300 เมกะเฮิร์ทซ์ ถึง 30 จิกะเฮิร์ทซ์ ก็เรียกว่า ยูเฮชเอฟ (UHF)
ความถี่ของคลื่นในระดับจิกะเฮิร์ทซ์นี้ จะมีความยาวคลื่นเป็นไมโครเมตร เราก็เลยเรียกว่า ไมโครเวฟ และถ้าสูงกว่านั้นจะมีความยาวคลื่นที่สั้นลงจนเหลือนาโนเมตร เช่น คลื่นแสง
การสื่อสารไมโครเวฟเป็นคลื่นความถี่สูงมาก จึงมีลักษณะการกระจายคลื่นแบบตรง ไม่สะท้อนชั้นบรรยากาศ จึงเหมาะกับการสื่อสารที่ใช้กับดาวเทียม ดังนั้นลักษณะการสื่อสารไมโครเวฟก็คือเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้กับดาวเทียมนั่นเอง แต่เมื่อใช้ที่ภาคพื้นดินจะต้องให้จานเสาอากาศส่องตรงเป็นแนวเส้นตรงเดียวกัน จะมีปัญหาในเรื่องระยะทาง เพราะส่วนโค้งของโลกบังไว้
ปกติระยะทางที่ใช้บนพื้นดินจะมีค่าประมาณ 50 กิโลเมตร แต่ระยะทางเส้นตรงระหว่างวิทยาเขตบางเขนกับกำแพงแสน มีระยะทาง 68 กิโลเมตร (ตรวจสอบโดยใช้ GPS หาตำแหน่งบนพื้นโลกแล้วคำนวณ) ดังนั้นจึงต้องใช้เสาสูงกว่าปกติ (เสาที่กำแพงแสนสูง 120 เมตร เสาที่บางเขนสูง 80 เมตร)
ลักษณะของคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่สูงจะผ่านหมอกควันและก้อนเมฆได้ไม่ดี เมื่อเทียบกับคลื่นความถี่ต่ำกว่า สัญญาณคลื่นความถี่ที่ใช้กับดาวเทียมส่วนใหญ่ใช้ประมาณ 10-20 จิกะเฮิร์ทซ์ จึงมีปัญหากับเมฆฝนได้ แต่สัญญาณคลื่นที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ใช้ คือความถี่ 2.4 จิกะเฮิร์ทซ์ เป็นย่านที่มีอำนาจทะลุผ่านกลุ่มฝนได้ดี สัญญาณจึงไม่มีปัญหาเมื่อมีฝนตก
เมื่อนำข้อมูลซึ่งเป็นดิจิตอล ผสมเข้ากับสัญญาณตัวพาซึ่งเป็นไมโครเวฟ จึงต้องกำหนดแถบกว้างของสัญญาณ สำนักบริการคอมพิวเตอร์ได้ยื่นขอความถี่ 2.4 จิกะเฮิร์ทซ์ มีแถบกว้าง 3.5 เมกะเฮิร์ทซ์
โดยปกติ แถบกว้างขนาด 3.5 เมกะเฮิร์ทซ์ จะรับส่งได้ไม่เกิน 2 เมกะบิตต่อวินาที แต่ด้วยการใช้เทคนิคสมัยใหม่ ทำให้คลื่นดิจิตอลที่ผสมทำได้สูงถึง 8 เมกะบิตต่อวินาที
การขยายการรับส่งทำได้ด้วยการส่งคลื่นมากกว่าหนึ่งระนาบ เราเรียกว่า โพลาไลเซชั่น ทำให้สามารถผสมคลื่นดิจิตอลได้เพิ่มขึ้น
การผสมสัญญาณดิจิตอลเข้ากับสัญญาณพา (ไมโครเวฟ) ทำด้วยเทคนิค PSK (เหมือนโมเด็ม) หรือที่เรียกว่าผสมทางเฟส (Phase Shift Keying) แต่การผสมทางเฟสอย่างเดียวจะไม่ได้อัตราที่สูงพอ จึงใช้วิธีทางแอมปลิจูด หรือทางความสูงของคลื่นผสมที่เรียกว่า QPSK การผสมแบบนี้ทำให้โมเด็มใช้แถบกว้างของสายสัญญาณ 4 กิโลเฮิร์ทซ์ แต่รับส่งข้อมูลถึง 28.8 กิโลบิตต่อวินาที ได้การผสมของไมโครเวฟก็ใช้หลักการนี้
แต่เนื่องจากมาตรฐาน CCITT ในการขนส่งข้อมูลดิจิตอล ใช้มาตรฐานการขนส่งเป็นแบบ E1, E2, E3, ดังนั้นจึงต้องมีตัวผสมและแยกสัญญาณให้ได้ช่องสื่อสารเป็นแบบ E1 ซึ่งมีค่าเท่ากับ 2Mbps
ด้วยช่องสื่อสารที่เป็นแบบ E1 หลายช่อง ทำให้มีการผสมการประยุกต์ใช้งานหลายอย่างเข้าด้วยกันได้ เช่น ใช้เชื่อมโยงระบบโทรศัพท์ ใช้ส่งสัญญาณวิดิโอคอนเฟอเรนซ์ ใช้เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต หรือเชื่อมเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ไมโครเวฟจึงเป็นระบบสื่อสารข้อมูลที่ดีระบบหนึ่ง แต่เนื่องจากทรัพยากรทางความถี่มีจำกัด ปัจจุบันคณะกรรมการบริหารความถี่จึงพิจารณาคลื่นความถี่ให้ใช้งานสาธารณะประโยชน์เป็นสำคัญก่อน การขอใช้สัญญาณคลื่นไมโครเวฟจึงยากขึ้น
ที่สำคัญเด่นชัดคือ การใช้ช่องสื่อสารนี้ไม่ต้องเสียค่าเช่าช่องสัญญาณ แต่ต้องลงทุนอุปกรณ์และบำรุงรักษาอุปกรณ์เอง
สาระน่ารู้ประจำสัปดาห์
, ฉบับที่ 11 : 27 มีนาคม - 2 เมษายน 2543
สำนักบริการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
