By: lew 
on 6 December 2011 - 22:46
Tags:
Topics:
ช่วงหลังๆ นี่ Blognone มีข่าวโทรคมนาคมจำนวนมากทั้งในไทยและต่างประเทศ แต่ผมพบว่าความเห็นจำนวนมากนั้นจะซ้ำไปมาจากความเข้าใจผิดในความรู้พื้นฐาน ผมจึงตัดสินใจว่าถึงเวลาที่จะเขียนบทความเพื่อสร้างความเข้าใจให้ตรงกันเสียที
บทความนี้เน้นระบบ โทรคมนาคมไร้สาย เช่นโทรศัพท์มือถือ หรือการสื่อสารดาวเทียม ฯลฯ นะครับ ผมจะไม่ลงไปอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่เราอาจจะเจอคาบเกี่ยวกันบ่อยๆ เช่นโทรทัศน์วิทยุ (ที่ใช้คลื่นความถี่เหมือนกัน), หรือโทรคมอื่นๆ (เช่นโทรศัพท์บ้าน, ADSL, หรือบริการสายไฟเบอร์)
เพื่อไม่ให้ลากยาวลงฟิสิกส์พื้นฐานมากเกินไป เราทำความรู้จักกับคลื่นความถี่ คือในธรรมชาติ ทั้งในชั้นบรรยากาศโลกและ เราสามารถส่งพลังงานไปถึงกันได้ในรูปแบบหนึ่งของคลื่นเรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือนิยมเรียกว่าคลื่นวิทยุ โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี่มีหลายแบบจำแนกตาม "ความถี่" (frequency) เช่น คลื่นวิทยุ FM ที่เราใช้ฟังวิทยุนั้นเราเรียกว่าคลื่น VHF (Very High Frequency) มีช่วงตั้งแต่ 30MHz ไปจนถึง 300MHz
มนุษย์เราสามารถส่งข้อมูลข่าวสารผ่านคลื่นความถี่วิทยุได้ตั้งแต่ช่วงปี 1909 ที่เราอาจจะเคยได้ยินกันว่าเป็นโทรเลขไร้สายของมาโคนี
ตัวคลื่นความถี่นั้นเป็นคลื่นรูปแบบหนึ่ง โดยตัวมันเองไม่มีข้อมูลอะไรนอกจากเป็นพลังงานที่เคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ แต่เมื่อเราประยุกต์ จึงต้องมีการนำข้อมูลเข้าไปขี่กับคลื่น (เรียกว่า modulate) เพื่อให้คลื่นความถี่นำพาข้อมูลที่เราต้องการไปด้วย
ยุคสมัยแรกๆ การ modulate ก็ง่ายมาก เราปล่อยคลื่นแรงๆ สลับกับคลื่นเบาๆ เพื่อให้เป็นเสียงเป็นจังหวะเพื่อการส่งโทรเลข เป็นเสียงแต๊กๆ ที่เราเคยได้ยินในหนัง แต่ต่อมาก็มีพัฒนาการมากขึ้น การ modulate เริ่มซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ จนเราสามารถส่งข้อมูลเสียง (เป็นวิทยุ) ข้อมูลภาพ (เป็นโทรทัศน์) ชื่อที่เราเคยได้ยินดันเช่น AM นั้นย่อมาจาก Amplitude Modulation ซึ่งเป็นเทคนิคการนำเสียงไปกับคลื่นวิทยุแบบหนึ่ง ชื่ออื่นๆ ที่เราอาจจะได้ยินอีกก็เช่น FM ก็เป็นเทคนิคการนำข้อมูลไปกับคลื่นความถี่อีกแบบหนึ่ง
การส่งข้อมูลเองก็มีการส่งข้อมูลทั้งแบบอนาล็อกและดิจิตอล การส่งแบบอนาล็อกคือการส่งข้อมูลต่อเนื่องเช่นเสียง หรือภาพเข้าไปกับคลื่นโดยตรง แต่การส่งแบบดิจิตอลนั้นเป็นการส่ง "ตัวเลข" (digit แปลว่าตัวเลข digital อาจจะเรียกได้ว่าเป็น "เชิงตัวเลข") ข้อมูลทั้งหมดจะถูกแปลงให้อยู่ในตัวเลข แล้วส่งไปกับคลื่นความถี่
แต่หลักการพื้นฐานของการใช้คลื่นความถี่คือการจะรับส่งข้อมูลนั้น ต้องมีการ "จอง" ความถี่ของเสียก่อน แล้วจัดการการส่งข้อมูล เช่นสถานีวิทยุ 106.5 MHz ก็ต้องมีการระบุว่าใครจะมีสิทธิส่งคลื่นในย่านนั้นบ้าง เนื่องจากความถี่ที่ใกล้เคียงกันมักจะมีการรบกวนกันเป็นปรกติ เวลาจองคลื่นความถี่จึงต้องจองเป็น "ย่าน" (band) เช่น คลื่น 106.5MHz นั้นจริงๆ แล้วจะได้รับคลื่นตั้งแต่ 106.375MHz ไปจนถึง 106.625 เป็นต้น
การ modulate ข้อมูลในยุคแรกๆ เช่นวิทยุ AM นั้นใช้คลื่นความถี่เปลืองเมื่อเทียบกับข้อมูลที่ส่งได้ คือส่งข้อมูลเสียงได้คุณภาพต่ำ ขณะที่ใช้ย่านความถี่กว้างเพราะเทคนิคการ modulate นั้นเก่ามาก ส่วนการ modulate ยุคใหม่ๆ นั้นใช้คลื่นความถี่ประหยัดกว่าเดิมมาก เช่นทุกวันนี้ที่เราใช้งานการเทคนิคใหม่ๆ ในมาตรฐาน 802.11b หรือ 802.11n ก็จะส่งข้อมูลได้มากกว่าเดิมทั้งที่ใช้ย่านความถี่เท่าเดิม
คลื่นความถี่นั้นมีจำกัด โดยทั่วไปเรามักใช้ความถี่ต่ำกว่า 300GHz ลงมาเพื่อใช้งาน และหากมีการใช้ซ้ำซ้อนกันก็จะเกิดอาการรบกวนกันเองจนกระทั่งไม่มีใครใช้งานได้เลยในที่สุด รัฐบาลทั่วโลกจึงมองว่าคลื่นความถี่เป็นสมบัติของชาติ คนทั่วไปไม่สามารถเข้าใช้งานได้อย่างอิสระ แม้ในความเป็นจริงการผลิตเครื่องส่งวิทยุจะไม่ใช่เรื่องซับซ้อนเท่าใดนักก็ตาม
ขณะที่รัฐบาลทั่วโลกห้ามไม่ให้ประชาชนเข้าใช้งาน ก็มีการนำคลื่นความถี่เหล่านี้อนุญาตให้คนบางกลุ่มด้วยกระบวนการต่างๆ เช่นทหารสามารถใช้คลื่นความถี่บางย่าน หรืออนุญาตเป็นกรณีพิเศษให้กับกิจการของรัฐบาลเพื่อให้บริการกับประชาชน ตลอดจนการให้สัมปทานกับเอกชนบางรายเพื่อให้บริการกับประชาชน แต่ต่อมาแนวคิดการที่รัฐบาลจะทำกิจการของตัวเองก็เริ่มหายไปทั่วโลก รัฐบาลต่างๆ เริ่มหาทางให้เอกชนสามารถเข้ามาแย่งชิงคลื่นความถี่ได้อย่างเป็นระบบ เพื่อให้คลื่นความถี่ถูกใช้งานอย่างคุ้มค่า โดยตั้งหน่วยงานขึ้นมาดูแลโดยตรง เช่น FCC ของสหรัฐฯ, Ofcom ของอังกฤษ, หรือกสทช. ของไทย
หน่วยงานเหล่านี้มีหน้าที่กำกับดูแลทั้งการใช้คลื่นวิทยุ และอุปกรณ์ที่ใช้คลื่นวิทยุได้ เรามักจะเห็นตรา FCC ในโทรศัพท์มือถือ หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ นั่นเป็นเพราะสหรัฐฯ จะมีกฏหมายระบุให้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ปล่อยคลื่นความถี่ได้ต้องผ่านกระบวนการตรวจสอบของ FCC เสียก่อนว่าจะไม่ส่งคลื่นรบกวนอุปกรณ์อื่นๆ มากจนเกินไป ขณะเดียวกันก็ให้ใบอนุญาตกับผู้ที่ต้องการประกอบกิจการด้วยคลื่นความถี่ เช่นต้องการให้บริการโทรศัพท์มือถือ หรือต้องการตั้งสถานีวิทยุก็ต้องไปขออนุญาตจากหน่วยงานเหล่านี้ โดยหน่วยงานเหล่านี้ก็จะพิจารณาแต่ละย่านว่าจะนำไปใช้อะไร และจะจัดสรรอย่างไรบ้าง
การจัดสรรปรกติคือการประมูล โดยหน่วยงานกลางเหล่านี้จะหาคลื่นมาเป็นช่วงใหญ่ๆ ซึ่งมักจะเป็นคลื่นย่านใกล้ๆ กันที่สามารถใช้เทคโนโลยีเดียวกันได้ เช่นคลื่น 3G นั้นเรามักพูดถึงคลื่น 2100MHz ซึ่งหมายถึงคลื่นย่าน 1920MHz ไปจนถึง 2170MHz แล้วจัดประมูลคลื่นความถี่เหล่านี้ให้กับอาจจะหลายๆ รายพร้อมกัน เช่นเมื่อปีที่แล้วที่ไทยจัดการประมูลคลื่น 2100 นั้นก็มีการแบ่งให้ผู้เข้าประมูล 3 ราย ไม่เท่ากัน กระบวนการประมูลเหล่านี้เป็นการนำเงินเข้าสู่รัฐ ในขณะเดียวกันก็เป็นการรับรองว่าผู้ที่ได้คลื่นเหล่านี้ไปจะนำมาใช้งานให้เกิดประโยชน์สูงสุด (เพราะจ่ายเงินไปมากแล้ว)
นอกจากการประมูลหรือการให้ทหารใช้เพื่อความมั่นคงแล้ว ยังมีวิธีการอื่นๆ โดยเฉพาะที่เราใช้งานกันมากคือการ "แจกฟรี" คลื่นให้ประชาชนทั่วไปใช้งานโดยตรง โดยเป็นข้อตกลงร่วมกันทั่วโลกว่าคลื่นแต่ละช่วงควรมีการกันส่วนเล็กๆ เอาไว้ให้ประชาชนเข้าใช้งานได้โดยไม่ต้องขออนุญาตล่วงหน้า เรียกว่า ISM Band (industrial, scientific and medical bands) เหตุผลเช่นนี้ทำให้เราสามารถให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่าน Wi-Fi (คลื่น 2.4GHz) ได้โดยไม่ต้องขออนุญาตจากใครล่วงหน้า โดยจะกำหนดความแรงของการส่งสัญญาณไว้ให้ต่ำเพื่อให้ทุกคนใช้งานร่วมกันได้โดยไม่รบกวนกันมากเกินไปนัก เช่นคลื่น 2.4GHz นั้นแทบทุกประเทศในโลกกำหนดความแรงสูงสุดไว้ที่ 100mW หรือบางประเทศเช่นสหรัฐฯ นั้นกำหนดไว้ที่ 1W
เทคโนโลยีแต่ละตัวนั้นมักออกแบบมาเพื่อใช้กับคลื่นความถี่บางย่านเท่านั้น เช่น Wi-Fi นั้นใช้กับคลื่น 2.4/5GHz ซึ่งเป็นย่าน ISM ทั้งคู่จึงไม่ต้องขออนุญาตล่วงหน้า ส่วนเทคโนโลยี GSM นั้นใช้คลื่น 900/1800 ที่ต้องขออนุญาตล่วงหน้า เช่นเดียวกับเทคโนโลยี WiMAX ที่ใช้คลื่นย่าน 2.3GHz ก็ต้องขออนุญาตเช่นกัน
ประเทศไทยก่อนหน้านี้ในรัฐธรรมนูญฉบับ 2540 นั้นกำหนดให้มีสองหน่วยงานในการจัดสรรคลื่นความถี่คือ กทช. และกสช. เพื่อจัดสรรคลื่นความถี่ในสองอุตสาหกรรม คือ กทช. จัดสรรในเรื่องของโทรคม (อินเทอร์เน็ต, โทรศัพท์, ฯลฯ) และกสช.จัดสรรในส่วนของวิทยุโทรทัศน์ อย่างไรก็ตามด้วยปัญหาทางกฏหมาย กสช. นั้นไม่สามารถเกิดขึ้นได้ และกทช. นั้นก็ติดปัญหาที่ไม่สามารถจัดสรรคลื่นความถี่ได้เพราะกฏหมายกำหนดให้ทั้งสองหน่วยงานออกแผนแม่บทร่วมกันเสียก่อน
รัฐธรรมนูญ 2550 กำหนดให้มีหน่วยงานดูแลคลื่นความถี่เพียงหน่วยงานเดียวคือ กสทช. ซึ่งโปรดเกล้าฯ ไปเมื่อวันที่ 8 ตุลาคมที่ผ่านมา โดยกฏหมาย (ซึ่งออกมาตามที่รัฐธรรมนูญกำหนด) ได้กำหนดให้กสทช. ต้องออกแผนแม่บทการบริหารคลื่นความถี่ ตารางกำหนดคลื่นความถี่แห่งชาติ แผนแม่บทกิจการกระจายเสียงและกิจการโทรทัศน์ แผนแม่บทกิจการโทรคมนาคม แผนความถี่วิทยุและแผนเลขหมายโทรคมนาคม ให้เรียบร้อยเสียก่อนที่จะเริ่มจัดสรรได้ หรือยกเว้นกรณีที่เป็นบริการสาธารณะ (ไม่ได้ทำกำไร) ก็สามารถขอจัดสรรไปก่อนแผนเหล่านี้ได้เช่นกัน
ในระหว่างนี้ร่างแผนแม่บทต่างๆ กำลังเริ่มเสร็จ และทางกสทช. กำลังจะนำร่างออกมาสู่สาธารณะเพื่อรับฟังความคิดเห็น จากนั้นจึงประกาศบังคับใช้ เพื่อเริ่มประมูลต่อไป โดยระหว่างนี้ผู้ที่ได้รับใบอนุญาตไปแล้วจะสามารถใช้ใบอนุญาตต่อไปได้จนกว่าจะหมดอายุ
Get latest news from Blognone
Follow @twitterapi
Hiring! บริษัทที่น่าสนใจ
Blognone Jobs Premium
Cloudnone
- Kubernetes คืออะไร [Part 1] เกิดขึ้นมาอย่างไร? ทำไมต้องใช้มัน? | Cloudnone EP.14
- CI/CD ยังไงดี ตั้งเซิร์ฟเวอร์เอง vs เช่าคลาวด์ | Cloudnone EP.13
- รู้จักโน้ตบุ๊กบนคลาวด์ เช่าใช้งาน Jupyter Notebook ที่ไหนดี | Cloudnone Ep.12
- สรุปข่าวใหญ่ปี 23 และคาดการณ์เทรนด์ปี 24 ในวงการ Cloud | Cloudnone EP.11
- สรุปของใหม่และสาระสำคัญจาก AWS re:Invent 2023 | Cloudnone Special EP
Comments
"ตัวตลื่นความถี่นั้นเป็นคลื่นรูปแบบหนึ่ง"
"Those who make peaceful revolution impossible will make violent revolution inevitable." JFK.
ขอบคุณสำหรับบทความครับ และคงจะใช้เป็นจุดอ้างอิงต่อไปในอนาคต
น่าจะเป็น "คลื่น 106.25MHz" มากกว่า?
pittaya.com
ตาแหลมจัง น่าจะเป็นอย่างนั้น side bands ซ้ายขวาควรเท่ากัน ยกเว้นแบบ SSB
aka ohmohm
โทรศัพท์
อ่านแล้วงงครับ
คลื่น ไม้เอกหายครับ
"เช่นที่เราใช้ทุกวันนี้" จะเข้าใจง่ายกว่าหรือเปล่าครับ
หมายถึง "การกัก" หรือเปล่าครับ?
ขอบคุณสำหรับบทความครับ (^.^)
ขอบคุณสำหรับบทความดีๆครับ
4G แท้ๆ คือแบบไหนบ้างอะครับ
ตามนิยามต้นฉบับแท้ๆ ของ ITU ต้องเป็น LTE Advanced ครับ (ซึ่งเป็นคนละอย่างกับ LTE นะครับ)
ขอบคุณครับ
5Ghz บ้านเราเป็นของทหารครับ ปัจจุบันมีเอกชนบางรายใช้เพื่อการพานิชย์แล้วด้วย
เปลี่ยนนานแล้วครับ (ราชกิจจานุเบกษา)
lewcpe.com, @wasonliw
ขอบคุณครับพี่ ผมสงสัยมานานแล้วว่าบ้านเราใช้ Wifi 5GHz ได้ยังไง
บล็อกของผม: http://sikachu.com
ขอบคุณสำหรับบทความดีๆ ครับ
คราวนี้ใครบอกว่า Greenwave โดน "ยึดคลื่น" เราก็ควรส่งหน้านี้ให้อ่านซะ ห่ะๆๆๆ
บล็อกของผม: http://sikachu.com
+1 ไปกันเรื่อย
"คลื่นความถี่นั้นมีจำกัด โดยทั่วไปเรามักใช้ความถี่ต่ำกว่า 300GHz ลงมาเพื่อใช้งาน "
300GHz นี่ถูกแล้วใช่มั้ยครับ เห็นข้างบนเขียนเรื่อง FM 30-300MHz แล้วลงมาเป็น 300GHz น่ะครับ
ผมอยากรู้ว่าแล้วเมื่อไหร่จะได้ใช้คลื่น 3G ที่ 2100MHz กันทุกเจ้าซะทีครับเนี่ย
ตอนนี้ต้องรอกสทช.เขียนแผนแม่บทเสร็จก่อนครับ ถึงจัดประมูลคลื่นได้
ถ้าเป็นไปตามแผนที่เคยแถลงข่าวไว้ก็คงกลางๆปีหน้า
"With the first link, the chain is forged. The first speech censured, the first thought forbidden, the first freedom denied, chains us all irrevocably."
อย่างเร็วสุด น่าจะเป็นไตรมาสสามปี 2555 ครับ ถ้าไม่มีอะไรการใช้งานจริงน่าจะเป็น 2556
lewcpe.com, @wasonliw
ขอบคุณสำหรับข้อมูลครับ
จะได้วางแผนซื้อโทรศัพท์ใหม่ได้ถูก เปลี่ยนเครื่องใหม่ซักปี 2556 ก็ ok นะ
ขอบคุณสำหรับความรู้และบทความดีๆครับ
เลยจาก 300 GHz นี่หลุดจากคลื่นไมโครเวฟเป็นคลื่นอินฟราเรดแล้วฮะ :)
ขอบคุณสำหรับบทความดีๆ ครับ
ขอบคุณสำหรับบทความดีๆ ครับ ><
อยากกด like แต่ไม่อยากกด plus
ตดเป็นรหัสมอร์ส จัดเป็นคลื่นเสียง
มันเป็นลมแต่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเสียงครับ (- -)
ผมว่าตรงนี้น่าจะคลาดเคลื่อนไปครับ
จริงๆ แล้วมันไม่ใช่การเข้ารหัสครับ น่าจะใช้คำว่า "ผสม" ดีกว่า ซึ่งภาษาอังกฤษก็คือคำว่า Mod หรือ Modulate มันก็เลยกลายมาเป็นตัว M ที่อยู่ข้างหลังไงครับ ซึ่งการ Mod ก็มีสองกลุ่มใหญ่ๆ ก็คือ
Analog Modulation
Digital Modulation ในทางเทคนิคเราใช้คำว่า Keying
ตัวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นจะว่าตัวมันเองไม่มีข้อมูลก็ไม่ถูกต้องซะทีเดียวนัก คืออย่างนี้ครับ ข้อดีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็คือมันสามารถเดินทางไปในอากาศ (รวมทั้งอาวกาศด้วย) ได้ในระยะทางที่ไกลๆ โดยที่ไม่ได้ใช้พลังงานเยอะ และที่สำคัญคือมันอยู่นอกเหนือประสาทสัมผัสของร่างกายมนุษย์ โดยมนุษย์เรานั้นสามารถ:
Q เราจะสามารถส่งข้อมูลโดยใช้คลื่นเสียง ที่เป็นความถี่ของการเปลี่ยนแปลงความดันในอากาศได้หรือไม่?
A คำตอบคือ ได้ครับทั้งในทางทฤษฎี และในทางปฏิบัิติด้วย คือคุณก็เอาข้อมูล Mod ลงไปในคลื่นเสียง ในขั้นตอนนี้อาจจะทำในความถี่ของคลื่นไฟฟ้า แล้วใช้ amplifier ตัวใหญ่ๆ หน่อย แล้วเอาไปขับลำโพง ส่วนปลายทางก็มีไมค์ไว้รับสัญญาณเสียงแล้วก็แปลงกลับมาเป็นสัญญาณไฟฟ้า แล้วก็มา Demod ก็จะทำให้เราสามารถส่งสัญญาณไปได้ครับ แต่ข้อเสียคือ ถ้าเราต้องการส่งสัญญาณไปซัก 10 กิโลเมตร เราต้องใช้ amplifier ตัวใหญ่มาก ที่สำคัญ คงหนวกหูชาวบ้านน่าดู เสียงคงดังระดับ ปืนใหญ่ ของกองทับบก และสัญญารบกวนก็จะสูงพอสมควร
Q ถ้าอย่างนั้นเราจะส่งข้อมูลที่เป็นเสียงแต่แปลงเป็นแค่สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าได้เลยหรือไม่?
A คำตอบก็คือ ได้อีกนั่นแหละครับ คือเราพูดใส่ไมค์ แล้วเอาไปเข้า amplifier แล้ว ส่งต่อไปยังสายอากาศ โดยที่ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงลักษณะอะไรมันเลย มันก็จะกลายเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นข้อมูลในตัวมันเองแล้วครับ เพียงแต่เป็นการเปลี่ยนรูปของคลื่น จาก ความถี่ของความดันอากาศ => ความถี่ของแรงดันไฟฟ้า => ความถี่ของแม่เหล็กไฟฟ้า แล้วมันก็จะกระจายไปในอากาศได้ ส่วนฝั่งรับก็มี สายอากาศ รับลงมา ขยายสัญญาณ แล้วก็แปลงกลับมาเป็นเสียงด้วยลำโพง เราก็จะได้ยินเสียงเดียวกันกับที่เราส่งออกไป โดยที่ไม่ต้อง Mod เมิ๊ด อะไรทั้งสิ้น และก็ส่งไปได้เป็นสิบเป็นร้อยกิโลเมตรด้วย
Q อ้าวแล้วทำไมไม่ทำแบบนี้ไปเลยหละ
A ถ้าเราส่งคลื่นความถี่เสียงไปเลยเนื่องจากความถี่เสียงเป็นความถี่ต่ำ ความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะยาวมาก สายอากาศที่เราต้องใช้สำหรับความถี่เสียงที่อยู่ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าน่าจะเฉลี่ยอยู่ที่ 40 ก.ม. (เคยคำนวณเล่นๆ เมื่อนานมาแล้วแต่ขี้เกียจคำนวณใหม่ เอาเป็นว่าประมาณนี้) แค่นี้ก็แย่แล้วครับ จะส่งสัญญาณจากกรุงเทพฯ ไปสระบุรี ลากสายสัญญาณไปเลยดีกว่ามั๊ย เพราะสายอากาศฝั่งละ 40 ก.ม. สองฝั่ง 80 ก.ม. พอดี
แต่ถ้าเราเพิ่มความถี่เข้าไป เป็นซักหลัก 100 MHz สายอากาศจะสั้นลงมามากประมาณ 1 - 2 เมตร ดูได้จากสายอากาศของระบบโทรทัศน์สมัยก่อนที่ติดตามหลังคาบ้าน แต่ถ้าเพิ่มความถี่เข้าไปอีกเป็นซัก 10 GHz สายอากาศจะสั้นจุ๊ดจู๋ ดูได้จาก สายอากาศของระบบจานรับสัญญาณดาวเทียม ไอ้ที่เป็นจานใหญ่ๆ เอาไว้รวมสัญญาณให้มีความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ส่วนสายอากาศจริงๆ อยู่ในกล่องพลาสติกเล็กตรงหน้าจาน ที่เราเรียกว่า LNB
โอเคถึงไหนละ นอกเรื่องไปไกล กลับมาเรื่องการ Mod ดีกว่า
ในเมื่อความถี่สูงๆ เมื่อเปลี่ยนมันเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วมันทำให้ง่าย ลดต้นทุน และไม่รบกวนระบบประสาทที่เราใช้ชีวิตประจำวัน เราก็เลยต้องใช้มัน ซึ่งยังไม่มีทางเลือกอื่นที่ดีกว่าในตอนนี้ แล้วเราจะฝากข้อมูลของเราไปกับไอ้พวกความถี่สูงๆ นี้ได้อย่างไร และที่สำคัญฝากไปแล้ว ต้องขอเอาของเดิมออกมาคืนได้ด้วยนะ ไม่ใช่ฝากไปแล้วเอาของกอสระอูหายจ้อยไปเลยไม่ยอมคืน
วิธีที่ง่ายที่สุดก็คือการ คูณ ก็คูณมันดื้อๆ นี่แหละ เอาความถี่เสียง คูณ ความถี่ซัก 1 MHz ตอนที่มันเป็นคลื่นของแรงดันไฟฟ้าทั้งคู่ ปรากฏว่าความถี่เสียงมันต่ำ ความถี่ 1 MHz มันสูงกว่ามาก พอคูณกันแล้วเราถอยออกมาดูห่างๆ ก็จะเห็น amplitude ของคลื่น 1 MHz มันเปลี่ยนแปลงไปขึ้นลงตามคลื่นเสียง
ลองป้อนค่าพวกนี้เข้าไปใน google (ไม่แน่ใจว่าทุกคนใช้ Google Graph ได้หมดหรือเปล่า แต่ผมว่าดูใน Wolfram สวยกว่า)
sin(x) => สมมุติว่าเป็นคลื่นเสียง
sin(20x) => สมมุติว่าเป็น 1 MHz (จริงๆ มันต้องซัก 1000 เท่า แต่ผมอยากให้เห็นแบบสวยงาม)
sin(x) * sin(20x) => ได้แล้วครับ Mod เรียบร้อย
ถ้าดูทั้งหมดรวมกันก็จะได้
sin(x),sin(20x),sin(x) * sin(20x)
อันนี้เอาให้เห็นภาพนะครับ ส่วนสมการจริงๆ ดูได้ที่วิกิพีเดี่ย
โอเคในทางคณิตศาสตร์ง่ายนิดเดียว แล้วในวงจรไฟฟ้า (อิเล็กทรอนิกส์) หละ อันนั้นก็ง่ายครับ มีทรานซิสเตอร์ 1 ตัว ตัวเก็บประจุกับตัวต้านทานอีก 2 - 3 ตัว แล้วก็ขดลวด ก็ทำได้แล้วครับ หมูๆ
ตอน Demod นี่หัวอาหารเลยครับ (คือมันยิ่งกว่าหมูเพราะมันโดนหมูกิน) แค่ไดโอด 1 ตัว ตัวเก็บประจุอีกหนึ่งตัวก็ได้แล้วครับ จริงๆ มันคือการตัดครึ่งแล้วผ่าน low pass filter ครับ
ไอ้ตัว sin(x) เนี่ยเราเรียกว่า ข้อมูลครับ Message หรือ Data
ส่วน sin(20x) เนี่ยเราเรียกว่า คลื่นพาห์ครับ หรือ Carrier
ส่วนการ Mod แบบอื่นๆ ก็คล้ายๆ กันครับคือมันทำให้คลื่นพาห์เปลี่ยนแปลงไป จะเปลี่ยนไปแบบไหนก็แล้วแต่ลักษณะของการ Mod ครับ
กลับมาที่ประเด็นครับ ไอ้พวก encode encrypt เข้ารหัส มันไม่ได้เกี่ยวกับเรื่องนี้ครับ คำว่าเข้ารหัสน่าจะเอาไว้ปกปิดข้อมูลที่แท้จริง เหมือนพวกร้านขายของเขียนรหัสราคาส่งเอาไว้ในสินค้า ต่อให้ลูกค้าเห็นก็ไม่รู้เรื่อง แต่เจ้าของร้านรู้ว่าราคาเท่าไหร่ ลูกค้าต่อเท่านั้นเท่านี้ลดได้มั๊ย
การส่งข้อมูลตอนสงครามโลก แม้จะเป็นการส่งข้อมูลผ่านสายแต่ก็เข้ารหัส ศัตรูดักข้อมูลไปได้ก็ไม่มีประโยชน์ไม่เห็นข้อมูลหรือ Message ถ้าถอดรหัสไม่ได้ จนมาถึงปัจจุบันนี่แหละครับ WiFi, GSM มันก็มีทั้ง 2 อย่างคือ การ Mod เป็นการผสมเพื่อฝากข้อมูลไปกับคลื่นพาห์ ส่วนการ encode encrypt เป็นการปกปิดข้อมูลไม่อยากให้คนอื่นรู้
และอีกประเด็นที่ว่า
“โดยตัวมันเองไม่มีข้อมูลอะไรนอกจากเป็นพลังงานที่เคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ”
คือถ้าบอกว่าคลื่นพาห์ที่เราบังคับให้มันความถี่คงที่และความสูงของยอดคลื่นแตะละยอดเท่ากัน ไม่มีข้อมูลนั้นถูกครับ เพราะเราบังคับให้มันเป็นอย่างนั้น ก่อนจะเอาไป Mod
แต่โดยความหมายทั่วไปคลื่นเป็นข้อมูลได้ในตัวครับ ถ้าเราส่งมันไปแบบนั้นเลย คือเปลี่ยน Message เป็นสนามไฟฟ้าแล้วส่งออกไปเลย มันก็ได้ แต่มันไม่สะดวก และเสียค่าใช้จ่ายมากกว่า
และข้อดีอีกอย่างของการมีคลื่นพาห์ก็คือ มันสามารถแบ่งกันใช้ได้ครับ คือ ถ้าเราจะโทรศัพท์โดยการส่งคลื่นเสียง เสียงพูดมนุษย์ 1000 คน มันอยู่ในย่านเดียวกัน ตายหละครับคราวนี้เรา คงไปบังคับไม่ได้นะ เฮ้ย คุณพูดเสียงความถี่สูง ผมพูดความถี่ต่ำ ตายครับ คงมั่วกันไปหมด พอมีคลื่นพาห์ปัญหานี้จบครับ คุณก็ไปแบ่งคลื่นพาห์เป็นช่วงๆ ข้างบนนู้น แล้วก็เอาคลื่นเสียงต่ำๆ ของพวกเราแต่ละคน Mod เข้าไป คราวนี้ำก็ไม่ชนกันแล้วครับ สบายบรื๋อเหมือนขนของใส่เครื่องบินแล้วบินคนละความสูง ก็ไม่ชนกันแล้วครับ ทั้งๆ ที่ของที่ขนไปมันอาจจะเหมือนกันก็ได้ ส่วนของที่จะส่งก็ตามสบายครับ analog digital ตามใจชอบครับ
จริงๆ จะว่าไปแล้ว กสทช เกิดมาเพราะเงื่อนไขทางไฟฟ้าหรือฟิสิกส์ หรือคลื่นพาห์นี่แหละครับ
ส่วนคำว่าคลื่นเอาให้เคลียร์นะครับ
คลื่น หรือ Wave คือ การเปลี่ยนแปลงของปริมาณ (amplitude) ของสิ่งใดสิ่งหนึ่งที่มีลักษณะซ้ำกันเป็นคาบ ซึ่งถ้าหน่วยที่ใช้วัดคาบเป็นเวลา (คาบเวลา) เราเรียกกันว่าความถี่ f = 1/t ความถี่มากก็ใช้เวลาน้อย ความถี่น้อยก็ใช้เวลามากกว่าจะครบหนึ่งคาบ แต่ถ้าไม่ได้วัดค่าคาบเป็นเวลา เราวัดคาบเป็นระยะทางก็ไม่ใช่ความถี่
แต่สองอันหลังนี่ปกติแล้วมันไปด้วยกันเพียงแต่ตั้งฉากกันไปเท่านั้น เราเรียกเหมารวมว่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าครับ Electromagnetic (ใครเคยเรียนแล้วจะรู้ว่ามันมันส์แค่ไหน)
เราสามารถเปลี่ยนคลื่นของสิ่งต่างๆ ไปมาให้อยู่ในรูปแบบอื่นๆ ได้ครับ ไมค์เปลี่ยนคลื่นเสียงเป็นคลื่นไฟฟ้า ลำโพงทำกลับกัน สายอากาศเปลี่ยนคลื่นไฟฟ้า ให้เป็นคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า หรือกลับกันได้ครับ ถ้าจะเปลี่ยนคลื่นทะเลให้เป็นคลื่นไฟฟ้า ก็ทำได้ครับเอาลูกบอลซักอันไปลอยไว้ในทะเลแล้วตอนที่ลูกบอลลอยขึ้นลงเป็นคาบๆ ก็เอามันไปปรับค่าของตัวต้านทานซักตัวหนึ่งแล้วจ่ายกระแสคงที่เข้าไป ก็จะได้คลื่นของแรงดันไฟฟ้าออกมา สารพัดครับแล้วแต่จะคิดเอา
อธิบายยาวหน่อยนะครับเพราะผมเห็นว่ามันคลาดเคลื่อนไป
นึกถึง mixer ของ heterodyne
aka ohmohm
tl;dr; ครับ อ่านไม่ไหวจริงๆ
บล็อกของผม: http://sikachu.com
อ่านเถอะครับ ผมว่า อ่านเพลิน อ่านง่าย ได้ความรู้นะ
+๑ อ่านง่ายจริงครับ ขอบคุณด้วยคน
+1 อ่านสนุกดีครับ
ผมแก้ตามที่แนะนำโดยลดรายละเอียดลงนะครับ
ขอบคุณที่แนะนำครับ
lewcpe.com, @wasonliw
ที่อธิบายเพิ่มเติม เพราะต้องการให้ lew และก็คนที่เข้ามาอ่านเข้าใจสาระสำคัญหลักๆ ของการส่งข้อมูลผ่านทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าครับ เพราะว่าเราคงหนีมันไม่พ้น หลายๆ คนเข้ามาอ่านเอาความรู้และอ้างอิงข้อมูลจาก blognone ผมไม่อยากให้ท่านเหล่านั้นเข้าใจคลาดเคลื่อนไป
ถ้าคนที่อ่านบทความนี้ อ่านทั้งตัวบทความ และคอมเม้นท์ของผม ผมคิดว่าคงเข้าใจสาระสำคัญได้ถูกต้อง
อ้อ.. ยินดีสำหรับคำขอบคุณครับ
ร่วมกันสร้างสรรค์สังคมแห่งการเรียนรู้และแบ่งปันครับ
แหล่มมากครับ ได้ความรู้เพียบเลย...
[Blog ZeroEngine] [@ZeroEngines]
+1 ขอบคุณครับ
"จอง" ความถี่ของ?
ป.ล. คำว่า "กฎหมาย" ต้องสะกดด้วย ฎ ชฎา ไม่ใช่ ฏ ปฏัก ค่ะ
ขอบคุณครับ สำหรับบทความดีๆ
คนที่จบวิทยาศาตร์มามักสอบตกเรื่องการอธิบาย...