2. คลื่นความถี่ของโทรศัพท์มือถือ

      ในยุคก่อนที่จะมีโทรศัพท์มือถือ มีหลายคนที่นิยมใช้วิทยุสื่อสารแบบติดตัว วิทยุสื่อสารแบบวอกกี้ทอร์กกี้ (walkie talkie), ติดตั้งในรถยนต์, ติดตั้งในที่พักอาศัยแล้วขึ้นเสาสูง วิทยุความถี่ประชาชน หรือวิทยุซีบี (CB radio) (ในปัจจุบันก็ยังคงมีใช้งานอยู่ในกลุ่มเฉพาะ)

รูปวิทยุสื่อสาร

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูปวิทยุซีบี

      ในระบบวิทยุโทรศัพท์สื่อสาร (Radio telephone system) จะมีหอเสาอากาศรับ / ส่งสัญญาณ ต่อหนึ่งอาณาบริเวณ หรือหนึ่งเมือง และอาจจะมีช่องสัญญาณถึง 25 ช่อง ในหอเสาอากาศรับ / ส่งสัญญาณนั้น

รูปการรับ / ส่งสัญญาณในวิทยุโทรศัพท์สื่อสาร

หอเสาอากาศกลาง สามารถทำการส่งการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ อาจมีกำลังส่งไปได้ไกลมากถึง 70 กิโลเมตร (ประมาณ 50 ไมล์) แต่การพูดคุยมันมีข้อจำกัด นั่นมีหมายความว่ามีคนที่ใช้งานอยู่จำนวนไม่มาก ที่จะสามารถใช้วิทยุโทรศัพท์นี้ได้ ซึ่งไม่เพียงพอต่อช่องการใช้งาน

โดยทั่วไปมีการจำแนกการสื่อสาร อยู่ 3 ประเภท ได้แก่

v การสื่อสารแบบทางเดียว (Simplex communication) เป็นการสื่อสารแบบทิศทางเดียว โดยจะมีแต่ละฝ่ายจะทำหน้าที่เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น เช่น ฝ่ายหนึ่งเป็นเพียงผู้ส่งเท่านั้น แต่อีกฝ่ายหนึ่งเป็นเพียงผู้รับเท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น การฟังวิทยุกระจายเสียง, การดูโทรทัศน์ ฯลฯ

รูปวิทยุ โทรทัศน์ และเสาส่งสัญญาณจากสถานี

v การสื่อสารแบบสองทิศทางสลับกัน (Half duplex communication) การสื่อสารโดยการส่งข้อมูลแบบช่องทางเดียว ทำให้ไม่สามารถรับ และส่งข้อมูลพร้อมกันได้ แต่จะใช้วิธีการสลับกันพูด สลับกันฟัง สามารถเปลี่ยนสถานะจากผู้รับกลายเป็นผู้ส่ง และจากผู้ส่งก็กลายเป็นผู้รับสลับกันจากการกดสวิตซ์เปลี่ยนในแต่ละครั้ง ยกตัวอย่างเช่น วิทยุสื่อสารวอล์กกี้ ทอล์กกี้ หรือ วอ

รูปวอ วิทยุสื่อสาร

v การสื่อสารแบบสองทิศทางในเวลาเดียวกัน (Full duplex communication) ทั้งฝ่ายผู้รับ และฝ่ายผู้ส่ง สามารถพูดคุย และรับฟังได้ในเวลาเดียวกันได้ โดยไม่ต้องรอให้อีกฝ่ายหยุดก่อน ยกตัวอย่างเช่น โทรศัพท์บ้าน, โทรศัพท์มือถือ  ซึ่งผู้สนทนากันจะสามารถโต้ตอบกันได้ในเวลาเดียวกัน   

รูปโทรศัพท์มือถือ

      จากการรับส่งแบบสองทิศทางในเวลาเดียวกัน จึงเกิดการพัฒนาในระบบโทรศัพท์มือถือ ให้มีความอัจฉริยะของระบบนี้ นั่นก็คือ จะมีการแบ่งส่วนของอาณาบริเวณเมืองเข้าสู่รูปแบบเซลล์ (Cells) เหมือนรังผึ้ง จากการตั้งเสาสัญญาณโทรศัพท์

รูปแบ่งสัญญาณเป็นช่องเซลล์

รูปเสาสัญญาณมือถือ

 เมื่อทำแบบนี้ นอกจากจะช่วยให้ใช้งานได้ความถี่อย่างกว้างขวางทั่วเมือง แล้วทำให้คนนับล้านสามารถใช้โทรศัพท์มือถือพร้อมกันได้อีกด้วย

      วิธีที่ดีที่จะทำให้มีความเข้าใจในความซับซ้อนของโทรศัพท์มือถือ ก็คือ การเปรียบเทียบโทรศัพท์มือถือกับวิทยุสื่อสารวอล์กกี้ ทอล์กกี้ หรือวิทยุความถี่ประชาชน ซึ่งเป็นดังนี้

o  การสื่อสารสองทิศทางในเวลาเดียวกัน กับการสื่อสารสองทิศทางสลับกัน ในการสื่อสารสองทิศทางสลับกัน เป็นอุปกรณ์ได้แก่ วิทยุสื่อสารวอล์กกี้ ทอล์กกี้ หรือวิทยุซีบี นั่นคือ คนสองคนสื่อสารกันในวิทยุซีบีโดยใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้น จึงมีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่คุยได้อีกคนเป็นผู้ฟัง ส่วนการสื่อสารสองทิศทางในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์นั่นหมายถึงคุณใช้ความถี่หนึ่งสำหรับใช้พูด และมีอีกความถี่หนึ่งที่แยกออกมาสำหรับใช้ฟัง ทำให้คนสองคนสามารถคุย และฟังได้ในเวลาเดียวกัน

o    ช่องสื่อสาร (Channels) วิทยุสื่อสารเป็นประเภทช่องสื่อสารเดียว และวิทยุซีบีมีถึง 40 ช่อง ส่วนโทรศัพท์มือถือสามารถมีช่องสื่อสารได้ถึง 1,664 ช่อง หรือมากกว่านั้น

รูปตัวอย่างช่องสื่อสาร

o  ระยะสื่อสาร (Range) ในวิทยุสื่อสารขนาดเครื่องส่งสัญญาณ 0.25 วัตต์ สามารถส่งได้ไกลประมาณ 1.6 กิโลเมตร (1 ไมล์) ถ้าในวิทยุซีบีที่ใช้เครื่องส่งสัญญาณ 5 ซึ่งสามารถส่งได้ไกลถึง 8 กิโลเมตร (5 ไมล์) วัตต์ เพราะว่ามันมีกำลังส่งสูงกว่า ส่วนโทรศัพท์มือถือทำงานภายในเซลล์ และพวกมันสามารถเปลี่ยนย้ายเซลล์ไปรอบ ๆ ได้ เซลล์ให้ระยะสื่อสารในระยะที่เหลือเชื่อ บางคนใช้โทรศัพท์มือถือ สามารถขับรถไปได้หลายร้อยไมล์ และมันก็ยังสามารถโทรศัพท์ได้ตลอดเพราะเข้าสู่ระบบเซลลูลาร์ (Cellular)

รูปตัวอย่างของระยะสื่อสารของวิทยุสื่อสาร

รูปตัวอย่างระบบเซลลูลาร์ในมือถือ

      ในชนิดของโทรศัพท์มือถือแบบอนาล็อกในสหรัฐอเมริกา ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือจะใช้ ภาครับที่มีความถี่ประมาณ 800 เมกะเฮิรตซ์ (MHz)  เพื่อใช้รับ / ส่งข้ามเมือง ผู้ให้บริการจะสับขึ้นจากเมืองไปยังเซลล์ โดยในแต่ละเซลล์ที่มีขนาดปกติจะครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 26 ตารางกิโลเมตร (10 ตารางไมล์) เซลล์ปกติจะถูกคิดเป็นรูปหกเหลี่ยมบนตารางของหกเหลี่ยมขนาดใหญ่

รูปเซลล์ของพื้นที่โทรศัพท์มือถือ

เพราะว่าโทรศัพท์มือถือ และสถานีฐาน (Base stations) ใช้เครื่องส่งสัญญาณกำลังต่ำ ความถี่เดียวสามารถนำมาใช้ใหม่ในเซลล์ที่อยู่ติดกัน ทั้งสองเซลล์ สีม่วง สามารถใช้ความถี่เดียวกัน

รูปตัวอย่างสถานีฐาน ที่มีเสาสัญญาณ และห้องบรรจุอุปกรณ์วิทยุ

      ในแต่ละเซลล์จะมีสถานีฐาน ที่ประกอบไปด้วยหอสัญญาณ และอาคารขนาดเล็กเพื่อบรรจุอุปกรณ์วิทยุ ซึ่งจะได้อธิบายถึงสถานีฐานทีหลัง ในอันดับแรกนี้ ให้รู้จักกับเซลล์ก่อน ในการทำให้เกิดระบบเซลลูลาร์

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“รู้จักให้ รู้จักรับ

รู้จักปรับ รู้จักให้อภัย

รู้จักแบ่ง รู้จักได้

รู้จักแข็ง รู้จักคลาย

ชีวิตจะเบาสบาย และมีความสุข”