ไมโครเวฟดาวเทียม (Satellite Microwave)
ที่จริงดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง
ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล
รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียมที่อยู่บนพื้นโลก
สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูล
ไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียมกับ ตำแหน่งบนพื้นโลก
ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 23,300ไมล์ เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียม ( Transponder) จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งมีกำลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย
จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณ และตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่ในอีกความถี่หนึ่งลงไปยังสถานีปลายทาง
ขั้นตอนในการส่งสัญญาณมี ทั้งหมด 3 ขั้นตอนคือ
• สถานีต้นทางจะส่งสัญญาณขึ้นไปยังดาวเทียม
เรียกว่าสัญญาณเชื่อมต่อขาขึ้น (Up-Link)
• ดาวเทียมจะตรวจสอบตำแหน่งสถานีปลายทาง
หากอยู่นอกเหนือขอบเขตสัญญาณจะส่งต่อไปยังดาวเทียมที่ครอบคลุมสถานีปลายทาง นั้น
• หากยู่ในขอบเขตพื้นที่ที่ครอบคลุมจะทำการส่งสัญญาณไปยังสถานีลายทาง
เรียกว่าสัญญาณเชื่อมต่อขาลง ( Down-Link) อัตราเร็วในการส่ง 1-2 Mbps
ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด
(Point-to-Point) หรือแบบแพร่สัญญาณ ( Broadcast) สถานีดาวเทียม 1 ดวง
สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง 25 เครื่อง
และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก ดังนั้นถ้าจะส่งสัญญาณข้อมูลให้ได้รอบโลกสามารถทำได้โดยการส่งสัญญาณผ่าน
สถานีดาวเทียมเพียง 3 ดวงเท่านั้น
ข้อดีและข้อเสียของ ไมโครเวฟดาวเทียม
ข้อดี
|
ข้อ เสีย
|
1. ส่งสัญญาณครอบคลุมไปยังทุกจุดของโลกได้
2. ค่าใช้จ่ายในการให้บริการส่งข้อมูล
ของระบบดาวเทียมไม่ขึ้นอยู่กับ ระยะทางที่ห่างกันของสถานีพื้นดิน
|
1. สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่น ๆ ได้
2. มีเวลาหน่วง (Delay Time) ในการส่งสัญญาณ
3. ค่าบริการสูง
|
ตัวเชื่อมต่อในระบบการสื่อสารผ่านไมโครเวฟ
ความน่าเชื่อถือของไมโครเวฟนั้นขึ้นอยู่กับสัญญาณวิทยุระหว่างหอส่งสัญญาณ
โดยจะต้องมีมาตรฐานระหว่างส่วนประมวลผลและส่วนส่งสัญญาณ
สัญญาณเหล่านี้ปกติจะเคลื่อนที่ผ่านสายโคแอกเชียลใน
ซึ่งสายโคแอกเชียลนี้จะใช้ทั้งใน ระบบ CATV และระบบแถบกว้าง
( Broadband ) ทำให้มีความหลากหลายของสายที่ใช้เปลี่ยนไปตามผู้จำหน่ายแต่ละราย
และปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือยังไม่มีมาตรฐานของสายและหัวต่อของไมโครเวฟที่แน่ นอน
มาตรฐานมรการกำหนดแตกต่างกันไปตามที่ต่างๆ เช่น the United Department of
Defense (MIL) หรือ Electronic Industries Association (EIA)
เป็นต้น
ซึ่งเปรียบเทียบเสมือนว่าไม่มีมาตรฐานที่แท้จริงให้ผู้ผลิตอุปกรณ์
ตัวเชื่อมต่อ (Connector)
ที่ใช้กันทุกวันนี้จะเป็นหัวต่อชนิดอนุกรม -N และตัวต่อ
EIA 7/8 นิ้ว
ซึ่งในระบบไมโครเวฟนั้นคำนึงถึงปัจจัยเรื่องการห่อหุ้มสาย ( Shield ) มากกว่าสายโคแอกเชียลในระบบแลน ( LAN ) มาก
การพัฒนาเรื่องมาตรฐานสากลนั้นยังอยู่ในการดำเนินการของสถาบันมาตรฐานแห่ง
ชาติของสหรัฐอเมริกา ( American National Standards Institute - ANSI ) ซึ่งการดำเนินการจะสร้างมาตรฐานในระบบอุตสาหกรรมในช่วงกลางปีทศวรรษที่ 90
สำหรับสายสัญญาณต่างๆ
ที่ใช้ภายนอกที่ขั้วต่อหรือ
ส่วนเชื่อมต่ออุปกรณ์นั้นจำเป็นต้องมีเจลเพื่อป้องกันความชื้นที่จะทำความ
เสียหายแก่แกนตัวนำภายใน
วิธีการลดสัญญาณรบกวนในสายอากาศอาจทำได้
โดยพยายามลดผลตอบสนอง
ของไซด์โหลบลงแม้ว่าผลตอบสนองในลำคลื่นตรง
หรือเมนบีมของสายอากาศ จะไม่หันเข้าหาด้านที่มีสัญญาณรบกวนมากในอากาศ
แต่ไซด์โหลบลูกใดลูกหนึ่งอาจหันไปทางนั้นทำให้สัญญาณรบกวนเข้ามาสู่สายอากาศ ได้
ทำให้ค่าของนอยส์เทมเพอเรเชอร์มีมากขึ้น
วิธีการที่ใช้ในการลดปัญหาของไซด์โหลบคือการติดตั้งตัวปกคลุมหรือชีลด์ (Shield)
รอบขอบของจานพาราโบลาร์ซึ่งจะทำให้เกิดขอบโลหะรอบ ๆ วิธีการดังกล่าว
จะช่วยเพิ่มอัตราส่วนฟรอนต์ทูแบ็คให้กับสายอากาศได
้ทำให้สามารถใช้สายอากาศในระบบทวนสัญญาณที่ความถี่เดียวกันซึ่งต่อแบบหัน
หลังชนกันได้ เนื่องจากสัญญาณรบกวนถูกลดให้น้อยลงส่วนหนึ่ง นอกจากนั้นที่ด้านนอกของสายอากาศอาจมีแผ่นพลาสติกบาง
ซึ่งมีผลลดทอนสัญญาณน้อยมากคลุมตัวชีลด์ไว้อีกชั้นหนึ่งเรียกว่าราโดม (Raome)
เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากสภาพอากาศเสาติดตั้งสายอากาศในระบบสสื่อสารไมโครเวฟ
ส่วนประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือเสาสำหรับติดตั้งสายอากาศ หากต้องการให้สัญญาณไมโครเวฟเดินทางได้ระยะทางไกลขึ้นเสาติดตั้งก็ควรจะสูง
ขึ้น จากการคำนวณปรากฎว่าสำหรับฮอปที่มีระยะทาง 48 กิโลเมตร
และภูมิประเทศราบเรียบก็จะต้องใช้เสาที่มีความสูงประมาณ 76 เมตร
ถ้าหากว่ามีสิ่งกีดขวางต่าง ๆ เช่นต้นไม้ เนินเขา เป็นต้น เสาติดตั้งก็ต้องเพิ่มความสูงขึ้นไปอีก
การประยุกต์ใช้งานระบบการสื่อสารผ่านไมโครเวฟ
ไมโครเวฟสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลายอย่าง
ตั้งแต่เรื่องการทหารไปจนถึงการค้า เพื่อใช้กับเครือข่ายทั้งระยะใกล้และระยะไกล
โดยจะมีหน้าที่ดังต่อไปนี้
• การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายระบบ
LAN จะใช้เพื่อเชื่อจุดต่อจุด ระหว่างระบบเครือข่าย 2
วง ที่อยู่ต่างที่กัน
ซึ่งไมโครเวฟนั้นมีข้อดีที่จะให้แบนด์วิดท์ที่กว้าง โดยจะพัฒนาในช่วง 800-1000
MHz สำหรับระบบเครือข่ายแลนไร้สาย ( Wireless LAN ) ซึ่งใช้เชื่อมต่อระหว่างจุดต่อจุด หรือจุด-หลายจุดเพื่อจะรวมเครือข่ายต่างๆ
เข้าสู้ฮับ ( Hub ) ตัวเดียวกัน
ในทุกวันนี้จะมีระบบที่ใช้ตามแต่ช่วงของความถี่ซึ่งรู้จักในชื่อ Spread
Spectrum ในกรณีที่ใช้ความถี่คงที่นั้นจะทำให้ระบบนั้นๆ
ไม่ต้องขออนุญาตจากคณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสาร ( FCC ) ในการใช้งาน
ภาพแสดงการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายระบบ LAN (
www.cits-bg.net )
• ข่ายงานเสียง
( Voice Networking ) จะใช้ในการเชื่อมต่อตู้สาขา ( Private
Branch Exchange - PBX ) ระหว่างตึก
ซึ่งการใช้สายเป็นเรื่องยุ่งยากและไม่คุ้มค่า
ภาพแสดงข่ายงานเสียง ( www.tlcthai.com )
• ข่ายงานข้อมูล
( Data Networking ) จะใช้เพื่อเชื่อมต่อส่วนประมวลผลที่อยู่ต่างสถานที่เข้าไว้ด้วยกั
ภาพแสดงข่ายงานข้อมูล ( wireless.sys-con.com )
• ข่ายงานสื่อสารส่วนบุคคล
( Personal Communications Networking ) ระบบไมโครเวฟถูกใช้ในระบบเซลลูล่าร์ด้วยเพื่อช่วยเรื่องความสามารถในการ
ติดต่อสื่อสาร โดยจะไม่ถูกจำกัดด้วยสิ่งกีดขวางระหว่างทาง
ภาพแสดงข่ายงานสื่อสารส่วนบุคคล ( http://cordis.europa.eu )
• การสื่อสารสำรอง
( Backup Communications ) จะใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลที่มีมากขึ้นทุกวัน
โดยจะถ่ายข้อมูลระหว่างสิงจุด โดยเฉพาะข้อมูลที่มีความสำคัญ เช่น ข้อมูลในธนาคาร
หรือสถาบันการเงินต่างๆ
ภาพสดงการสื่อสารสำรอง ( www.cits-bg.net
)
Microwave Communications ในประเทศไทย
การสื่อสารแห่งประเทศไทยไดจัดสร้างระบบสื่อสารไมโครเวฟ
( Microwave Communication ) เพื่อเป็นข่ายเชื่องโยงภายใน
( Terrestriral Link ) ระหว่างสถานีดาวเทียมศรีราชากับสถานีไมโครเวฟ
กรุงเทพฯ หน้าที่หลักของข่ายการสื่อสารนี้
ได้แก่การถ่ายทอดข่าวสารระหว่างสถานีดาวเทียมภาคพื้นดินศรีราชา กับสถานีไมโครเวฟ
กรุงเทพฯ ข่างสารเหล่านี้ได้แก่ ข้อมูลต่างๆ ภาพซึ่งมีทั้งนิ่งและเคลื่อนไหว
เสียงซึ่งบางครั้งส่งไปพร้อมกับภาพ เป็นต้น
สถานีดวงเทียมภาคพื้นดินศรีราชานั้นเปรียบเสมือนประตูสู่การติดต่อต่าง ประเทศ
ส่วนสถานีไมโครเวฟ กรุงเทพฯ เป็นประตูติดต่อกับการสื่อสารภายในประเทศ
ข่ายงานของไมโครเวฟ
ข่ายนี้ประกอบด้วยสถานีรับ – ส่งไมโครเวฟ 3 สถานี ได้แก่
• สถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ
• สถานีทบทวนสัญญาณบางปลา
• สถานีไมโครเวฟศรีราชา
เหตุที่ต้องใช้สถานีไมโครเวฟ
3 สถานี เพราะว่าระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างสถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ
กับศรีราชา นั้นยังห่างไกลกันเกินไป
ทำให้โครงของโลกมากีดขวางเส้นทางของคลื่นไมโครเวฟ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ
สถานีไมโครเวฟทั้งสองไม่ได้อยู่ในเส้นทางไม่ได้อยู่ในเส้นระดับสายตาอัน เดียวกัน
ฉะนั้นความจำเป็นที่จะต้องตั้งสถานีที่ 3 ระหว่างกรุงเทพฯ
กับศรีราชา ให้สามารถติดต่อโดยตรงกับสถานีไมโครเวฟทั้งสองจึงบังเกิดขึ้น
เพื่อเป็นสถานีทบทวนสัญญาณ และสถานีที่เหมาะสมได้แก่
ที่ตั้งปัจจุบันของสถานีทบทวนสัญญาณบางปลา สถานีไมโครเวฟกรุงเทพฯ
จะทำหน้าที่ถ่ายทอดสัญญาณระหว่างศรีราชากับในประเทศ
อุปกรณ์หลักโดยสังเขปสำหรับสถานีไมโครเวฟทั้งสาม
ได้แก่
• อุปกรณ์รับ –
ส่งไมโครเวฟ
• อุปกรณ์มัลติเพลกซ์
( MULTIPLEX )
ในแต่ละสถานีจะประกอบด้วยอุปกรณ์ไมโครเวฟสองชุด
ชุดหนึ่งจะใช้สำหรับการสื่อสารปกติ ส่วนอีกชุดหนึ่งมีสำรองไว้เพื่อทดแทน
ในขณะที่ชุดที่ใช้งานประจำอยู่เกิดการขัดข้องขึ้น
อุปกรณ์รับ –
ส่งไมโครเวฟที่ใช่อยู่ประกอบด้วย สายอากาศแบบ Parabolic Transmission Line , อุปกรณ์ Up และ Down Converter ซึ่งทำหน้าทีเปลี่ยนสัญญาณในย่าน Baseband Frequency ให้เป็นสัญญาณไมโครเวฟหรือในทางกลับกัน ส่วนอุปกรณ์ MUX จะทำหน้าที่รวมสัญญาณเสียง ( Voice signal ) หลยวงจรให้เป็น
Baseband Frequency หรือทำการแยก Baseband Frequency ให้ได้วงจรเสียงที่ต้องการ
นี่คือหลักการทำงานโดยทั่วไปของระบบไมโครเวฟที่มีอยู่
ในปัจจุบันนี้ข่ายงานไมโครเวฟนี้
สามารถจะให้บริการการสื่อสารระหว่างประเทศกับต่างประเทศได้ถึง 300
วงจรโทรศัพท์ และจะมีการเพิ่มขยายวงจรอีกในอนาคตอันใกล้นี้
ข้อได้เปรียบของไมโครเวฟ
ในหลายๆ
สถานการณ์ไมโครเวฟทำได้เหมือนกับการส่งข้อมูลอย่างอุคติไม่ว่าจะเรื่องเสียง
หรือข้อมูล ปัจจัยที่ใช้ตัดสินใจประเมิลผลระหว่างไมโครเวฟกับสายทองแดงนั้นคือ
ราคาของระบบ, สายหาได้สะดวกหรือไม่
และความเหมาะสมของการประยุกต์ใช้
• สามารถติดต่อได้สะดวกกว่าการใช้สายซึ่งจะเหมาะกับการใช้ในเมืองใหญ่ๆ
ที่ไม่สามารถใช้ระบบไร้สายได้
• สามารถติดตั้งได้ทุกที่โดยไม่ต้องมีการใช้สาย
• ระบบไมโครเวฟสามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็ว
( 2-3 ชั่วโมงเท่านั้น)
และต้องการเพียงแค่ให้สถานีส่ง-รับเห็นกันได้อย่างสะดวก ( LOS )
ข้อเสียเปรียบของไมโครเวฟ
ไมโครเวฟเหมาะสมกับการใช้งานบางประเภทเท่านั้น
และไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดในการใช้เป็นเครือข่าย โดยมีข้อเสียเปรียบหลักๆ
ดังนี้
• ค่าใช่จ่ายค่อนข้างมาก
• ขนาดของระบบ :
ทั้งส่วนประมวลผลและส่วนส่งสัญญาณมีขนาดค่อนข้างใหญ่
• มีความไวต่อสิ่งรอบข้าง
( Susceptibility to Interference ) : ไมโครเวฟนั้นจะมีความรู้สึกไวต่อสิ่งรอบข้าง
ทำให้อาจส่งผลเมื่อสภาพแวดล้อมแตกต่างกันออกไป
• จำเป็นต้อตั้งให้เห็นกันทั้งสองฝ่ายส่งและฝ่ายรับ
( LOS )
เมื่อนึกถึงการใช้เครือข่ายของไมโครเวฟจะต้องเลือกสิ่งที่เหมาะสม
ที่สุด แต่อย่างไรก็ดีไมโครเวฟอาจจะไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุดก็ได้
อ้างอิงมาจาก
• Microwave Communications –
History จาก http://www.shomepower.com/dict/m/microwave_communications_histor.htm
• ระบบโทรทัศน์ในประเทศไทย
จาก http://www.nectec.or.th/courseware/multimedia/0012.html#top
• มารู้จักกับการสื่อสารไมโครเวฟ
สืบค้นเมื่อวันที่ 27 มีนาคม - 2 เมษายน
2543 จาก http://www.ku.ac.th/magazine_online/satt.html
• รศ.ดร.ประสิทธิ์
ทีฆพุฒิ. ( 2549 ). การออกแบบระบบสื่อสาร .
กรุงเทพฯ : สำนักพิมพ์ดอกหญ้ากรุ๊ป .
• การสื่อสารแห่งประเทศไทย.
( 2526 ). 100 ปีการโทรคมนาค พ.ศ. 2426-2526 .
กรุงเทพฯ : ประยูรวงศ์
• เครือข่ายคอมพิวเตอร์
(Computer Network) จาก http://mail.cm.edu/~thanapun/network.doc
• ระบบการสื่อสารข้อมูล
จาก http://school.obec.go.th/mo/e-book.html
