สารบัญ
 อภิธานศัพท์(Glossary)
 บทคัดย่อ(ไทย อังกฤษ)
 บทนำ
ประเภทของการสื่อสาร
เหนือพื้นน้ำ
 จดหมายเหตุ
 บรรณานุกรม
บทสารานุกรมอื่น ๆ
โทรคมนาคม: นิยามและความหมาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๑ - โทรเลขและโทรศัพท์
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๒ - คลื่นวิทยุและการสื่อสารไร้สาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๓ - การ
สื่อสารด้วยแสงและการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียม
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๔-การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
ประวัติศาสตร์การสื่อสารไทย: ยุคอดีต
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: วิวัฒนาการโทรเลขและโทรพิมพ์
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยกับกิจการโทรคมนาคม
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: ยุคเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
พื้นฐานร่วมเทคโนโลยี
โทรคมนาคมกับการสื่อสาร
มวลชน
พื้นฐานกฎหมายเกี่ยวกับการประกอบกิจการโทรคมนาคม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้านสื่อสาร
วิทยาการการทดสอบทางโทรคมนาคม

วิทยาการวางแผนและการสร้างแผนที่นำทางเทคโนโลยี
โทรคมนาคม

เศรษฐศาสตร์โทรคมนาคม

โซ่คุณค่าของอุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคม
พื้นฐานดัชนีวรรณกรรมสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารและ
แขนงที่เกี่ยวข้อง
วิวัฒนาการวิทยุโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่และมาตรฐานโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้อง
สมาคมวิชาการไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมและสารสนเทศกับกิจกรรมวิชาการ
ชมรมไฟฟ้าสื่อสาร สมาคมสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความถี่วิทยุเพื่อการสื่อสาร
การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
รหัสมอร์สเพื่อการสื่อสาร
กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อ
การสื่อสาร
พื้นฐานเทคโนโลยีรหัสควบคุมความผิดพลาดสำหรับการ
สื่อสาร
พื้นฐานการแผ่สเปกตรัมสำหรับการสื่อสาร
หลักการของซีดีเอ็มเอ
หลักการเทียบจังหวะสัญญาณโทรคมนาคม
หลักการของปริมาณการใช้งานวงจรสื่อสารและหมายเลขโทรคมนาคม
โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช
พื้นฐานคุณภาพการบริการในเครือข่ายการสื่อสาร
เครือข่ายเฉพาะที่
เทคโนโลยีเอทีเอ็ม 
อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล
เวอร์ชัน ๖
โครงข่ายโทรคมนาคมยุคหน้า
 พื้นฐานสายส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสาร
 วิทยาการโทรศัพท์พื้นฐานและโครงข่าย
 เทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน
หลักการของระบบตรวจสอบคู่สายโทรศัพท์พื้นฐาน
พื้นฐานระบบเทเลกซ์
หลักการทำงานเบื้องต้นของเครื่องโทรสาร
เทคโนโลยีสื่อสารผ่านสายความเร็วสูง: ดีเอสแอล
การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
โทรเลขเชิงแสง
พื้นฐานการสื่อสารเชิงแสง
พื้นฐานระบบสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง
พื้นฐานระบบเส้นใยนำแสงสู่บ้าน
ระบบสื่อสัญญาณแสงหลายช่องแบบ DWDM
พื้นฐานสายอากาศวิทยุเพื่อการสื่อสาร
สายอากาศฉลาด
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
ระบบการระบุด้วยคลื่นวิทยุหรืออาร์เอฟไอดี
วิทยาการเครือข่ายไร้สายแบบไวไฟ
วิทยุสมัครเล่น
วิทยาการเครือข่ายตรวจวัดสัญญาณแบบไร้สาย
อัลตราไวด์แบนด์สำหรับการสื่อสารไร้สาย
ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ๔๗๐ เมกกะเฮิรตซ์
การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
เครือข่ายเคเบิลใต้น้ำและ
การเชื่อมต่อในประเทศไทย
การแพร่ภาพโทรทัศน์พื้นฐาน
การพัฒนาเทคโนโลยี
เครือข่ายโทรทัศน์ไทยทีวีสี ช่อง
เทเลเท็กซ์
การสื่อสารบรอดแบนด์
การสื่อสารบรอดแบนด์ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
พื้นฐานโครงข่ายการสื่อสารร่วมระบบดิจิทัล
เทคโนโลยีเครือข่ายส่วนตัวแบบเสมือน
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
เทคโนโลยีการสื่อสารสำหรับระบบควบคุมการจำหน่ายไฟฟ้า
พื้นฐานระบบสื่อสารสำหรับการจ่ายไฟฟ้า
วิทยาการการสื่อสารข้อมูลจราจรผ่านคลื่นวิทยุกระจายเสียงเอฟเอ็ม
พื้นฐานระบบการสื่อสารเพื่อการบริหารทรัพยากรน้ำ
ระบบโทรมาตรเพื่อการ
ชลประทาน
ระบบการสื่อสารเพื่อการเตือนภัยสึนามิ
ระบบการสื่อสารเพื่อการแจ้งภัยและความปลอดภัยทางทะเล
ของโลก
พื้นฐานการสื่อสารกับหอเตือนภัย
เครือข่ายโทรคมนาคมเพื่อโครงการการพัฒนาภูเก็ต
ระบบสื่อสารกองทัพไทย
พื้นฐานการสื่อสารผ่าน
ดาวเทียม
ประวัติและพัฒนาการของดาวเทียมสื่อสาร
วิทยาการดาวเทียมธีออส
ดาวเทียมไทพัฒ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรประเทศไทย
การรังวัดด้วยดาวเทียมจีพีเอสเพื่อการสำรวจทางการแผนที่
ระบบสำรวจข้อมูลทางสมุทรศาสตร์และสภาพ
แวดล้อมทางทะเลโดยใช้เทคโนโลยีทุ่นลอยสื่อสารผ่านดาวเทียม

   การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
   (Water Surface Communications)

    เวช วิเวก และ ศราวุธ ชัยมูล
    สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
 

  ๑.อภิธานศัพท์ (Glossary)

 
 

  ย่านความถี่แอล (L Band)

          ย่านความถี่ในแถบช่วงไมโครเวฟระหว่าง ๑ ถึง ๒ กิกะเฮิรตซ์ (GHz) นำไปใช้สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมบางชนิดและระบบการกระจายเสียง
          ทางดิจิทัลภาคพื้นดิน หรือโครงการยูเรก้า 147 เป็นต้น รวมทั้งนำไปใช้สำหรับการบริการของวิทยุสมัครเล่นในช่วงความถี่ ๑๒๔๐ และ ๑๓๐๐
          เมกะเฮิรตซ์

  ย่านความถี่เอส (S Band)

          ย่านความถี่ ๒ ถึง ๔ กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งอยู่ในช่วงของความถี่ย่านไมโครเวฟใช้สำหรับเรดาห์ตรวจสภาพอากาศ และการสื่อสารผ่านดาวเทียม โดย
          เฉพาะถูกนำไปใช้ในองค์กรนาซ่า (NASA) ที่ใช้สำหรับการติดต่อระหว่างกระสวยอวกาศกับสถานีอวกาศนานาชาติ นอกจากนี้ยังใช้ สำหรับสื่อสาร
          ผ่านเส้นใยนำแสงโดยมีช่วงความยาวคลื่น ๑๔๕๐ ถึง ๑๔๙๐ นาโนเมตร

  สายอากาศแบบพาราโบลิก (Parabolic antenna)

          สายอากาศตัวสะท้อนประเภทหนึ่ง  ที่มีอัตราขยายสูง ใช้สำหรับการส่งสัญญาณวิทยุ โทรทัศน์ และการสื่อสารข้อมูลรวมทั้งระบบเรดาห์ บนช่วง
          ความถี่ยูเอชเอฟ (UHF) และเอสเอชเอฟ (SHF) โดยสายอากาศแบบพาราโบลิก จะประกอบด้วยจานสะท้อนที่เป็นรูปพาราโบลา และระบบป้อน
          สัญญาณ
  

  ย่านความถี่แอลเอฟ (Low Frequency Band: LF Band)

         ความถี่ในช่วง ๓๐ ถึง ๓๐๐ กิโลเฮิรตซ์ซึ่งอยู่ในช่วง ของความถี่วิทยุทวีปยุโรป บางส่วนของแอฟริกาเหนือ และเอเชีย ซึ่งย่านความถี่นี้ จะนำไปใช้
         สำหรับการบริการวิทยุกระจายเสียงระบบเอเอ็ม (AM)

  ย่านความถี่วีแอลเอฟ (Very Low Frequency Band: VLF Band)

          ความถี่ที่อยู่ในช่วงความถี่ ๓ ถึง ๓๐ กิโลเฮิรตซ์ซึ่งอยู่ในช่วงของความถี่วิทยุ เนื่องจากแบนด์วิดท์ มีไม่มากนักในช่วงแถบความถี่นี้  จึงมีเพียงการ
          นำไปใช้งานที่ใช้สัญญาณอย่างง่ายเช่น ระบบนำทางผ่านคลื่นวิทยุ

  สายอากาศแบบ Inverted-L (Inverted-L antenna)

          สายอากาศที่มีรูปร่างเมื่อตัวอักษรแอลกลับหัว เป็นสายอากาศโมโนโพลชนิดหนึ่ง ที่มีโพลาไรซ์แนวตั้งลักษณะคล้ายกลับสายอากาศ Inverted-F
          ส่วนใหญ่ใช้กับอุปกรณ์สื่อสารแบบพกพาเช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ เนื่องจากมีขนาดเล็กและมีการแผ่กระจายคลื่นค่อนข้างรอบตัว

  มาตรฐาน ITU-R P.368

          มาตรฐานของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศที่ว่าด้วยความเข้มสนามของคลื่นที่ผิวน้ำสำหรับความถี่ ๑๐ กิโลเฮิรตซ์ถึง ๓๐ เมกะเฮิรตซ์

  ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (Dielectric constant)

          อัตราส่วนสภาพยอมของวัตถุใดๆ เทียบกับสภาพยอมในอากาศว่าง ใช้แสดงความสามารถ ของการสะสมประจุของวัตถุ เมื่อมีการป้อนพลังงาน
          จาก  สนามแม่เหล็กไฟฟ้า เข้าไปยังวัตถุเมื่อเทียบกับป้อนผ่านอากาศว่าง โดยค่าคงที่นี้จะไม่มีหน่วย เนื่องจากเป็นค่าสัมพัทธ์กับค่าคงที่
          ไดอิเล็กตริกของอากาศว่างซึ่งมีค่าเท่ากับหนึ่ง

  ไดเวอร์ซิตี้ของสายอากาศ (Antenna Diversity)
          ความหลากหลาย ของการรับส่งสัญญาณของสายอากาศ เช่น โพลาไรเซชั่นที่แตกต่างกัน (แนวตั้งและแนวนอน) ใช้ความถี่ที่แตกต่างกัน หรือแม้
          กระทั้งมีสายอากาศวางในตำแหน่งที่แตกต่างกัน เป็นต้น
 

  ๒. บทคัดย่อ up

      การสื่อสารเหนือพื้นน้ำเป็นการสื่อสารไร้สายรูปแบบหนึ่งที่มีความสำคัญเนื่องจากพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลกครอบคลุมบริเวณที่เป็นพื้นน้ำรวมถึงหนองบึง แม่น้ำ ทะเล มหาสมุทร ดังนั้นคุณสมบัติการสื่อสารเหนือพื้นน้ำจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสื่อสารทางไกล โดยประเภทสำหรับการสื่อสัญญาณเหนือผิวน้ำแบ่งออกเป็น การสื่อสารโดยใช้คลื่นตรง การสื่อสารผ่านระบบดาวเทียม การสื่อสารโดยใช้คลื่นดิน การสื่อสารแบบกระจัดกระจายคลื่นในโทรโพสเฟียร์และการสื่อสารจากการสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ โดยการสื่อสารแต่ละประเภทนี้จะมีการใช้ย่านความถี่และวิธีการที่แตกต่างกัน

  Abstract   up

         Communications over surface of the water is a kind of wireless communications, which is important as much as communications over the ground. Due to the major part of the world covers by water, this communication system plays an important role for the long distance connection. The water surface communication are separated into five categories. Those are done on transmission through ground wave, satellite link, scattering to the troposphere, and reflecting from Ionosphere.


  ๓.
บทนำ
up  

        การสื่อสารเหนือพื้นน้ำเช่น ทะเล มหาสมุทรหรือแม่น้ำ มีข้อจำกัดและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกับการสื่อสารบนผิวดิน เช่น ค่าสภาพความนำไฟฟ้า (conductivity) ของน้ำทะเลมีค่าความนำประมาณ ๑ ถึง ๕ ซีเมนต์ต่อเมตร (ds/m) แต่ของพื้นดินจะมีค่าในช่วง ๐.๐๐๑ ถึง ๐.๐๐๓ ซีเมนต์ต่อเมตร (ds/m) ประกอบกับ ค่าสภาพยอม (permittivity) ที่ต่างกันซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการแพร่กระจายคลื่น นอกจากนี้ ยังมีข้อจำกัดทางกายภาพเช่น สถานที่ติดตั้งระบบสายอากาศ กำลังส่งของเครื่องวิทยุที่อยู่บนเรือ ความร้อน ทิศทางและความเร็วลม เป็นต้น การสื่อสารเหนือพื้นน้ำจึงจำเป็นต้องพิจารณาให้มีคุณสมบัติที่สัมพันธ์กับตัวแปรต่าง ๆ ดังกล่าวเพื่อให้สามารถใช้งานได้ทั้งระหว่างเรือกับเรือหรือระหว่างเรือกับสถานีบนพื้นดิน
 

  ๔.ประเภทของการสื่อสารเหนือพื้นน้ำ    up

         การสื่อสารเหนือผิวน้ำแบ่งออกเป็น ๕ ประเภท [๑] –[๒] ตามลักษณะของการสื่อสัญญาณดังแสดงในรูปที่ ๔.๑


 
                                                           
  รูปที่ ๔.๑ ช่องทางการสื่อสาร
สำหรับการสื่อสารเหนือพื้นน้ำประเภทต่างๆ

 

        ๔.๑ การสื่อสารผ่านคลื่นตรง (Direct Wave)

การสื่อสารผ่านคลื่นตรงเป็นรูปแบบการสื่อสารไร้สายเบื้องต้นโดยสัญญาณจะเคลื่อนที่จากสายอากาศตัวหนึ่งไปยังสายอากาศตัวอื่นๆในระยะสายตา (line-of-sight) ดังนั้นการติดต่อระหว่างสายอากาศตัวรับและส่งจะต้องอยู่ในทิศทางที่มองเห็นหรือไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างทาง ความถี่ที่ใช้จะอยู่ในย่านสูงมากหรือวีเอชเอฟ (VHF) ยูเอชเอฟ (UHF) และไมโครเวฟ (Microwave) ซึ่งการสื่อสารผ่านคลื่นตรงมีข้อจำกัดคือ ระยะทางของการสื่อสารจะถูกจำกัดโดยความโค้งของพื้นโลก โดยเฉพาะการสื่อสารระหว่างตัวรับ และตัวส่งในที่มีระดับความสูงไม่มาก เช่น การสื่อสารระหว่างเรือกับเรือจะเกิดปัญหาของส่วนโค้งของโลกมาบังการแพร่กระจายคลื่น นอกจากนั้นแล้วกำลังของตัวส่งต้องเพียงพอต่อระยะทางที่จะใช้ในการส่งด้วยซึ่งขึ้นอยู่กับการสูญเสียในอวกาศว่าง

           ๔.๒ การสื่อสารผ่านระบบดาวเทียม (Satellite link)

          การสื่อสารผ่านระบบดาวเทียม จะใช้หลักการส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมวงโคจรคงที่ที่อยู่นอกโลก (ระยะความสูงประมาณ ๓๖,๐๐๐ กิโลเมตร) ทำตัวเป็นตัวทวนสัญญาณส่งกลับมายังโลก ซึ่งข้อจำกัดของการสื่อสารแบบนี้คือเครื่องส่งจะต้องมีกำลังส่งสูงรวมทั้งทิศทางของการรับ-ส่งไปยังดาวเทียมสามารถควบคุมได้ยากทั้งทิศทางของคลื่นลมและคลื่นทะเลทำให้เรือไม่อยู่ในแนวระนาบ และประกอบกับค่าใช้จ่ายในการทำงานมีราคาสูง โดยการสื่อสารผ่านระบบดาวเทียมนั้นส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ย่านแอลและเอส (L and S bands) และใช้สายอากาศแบบพาราโบลิกทั้งเครื่องรับและส่งตัวอย่างดาวเทียมที่ใช้เกี่ยวกับการเดินทะเลสำหรับเรือที่ใช้สื่อสารระหว่างภาคพื้นดินกับเครื่องรับที่ชายฝั่งคือ ดาวเทียมอินมาแซท (INMARSAT) เริ่มนำมาใช้ปี ค.ศ.1982 (พ.ศ.๒๕๒๕) ณ ตำแหน่ง ๑๕ องศาตะวันตก (oW) ๑๗๖ องศาตะวันออก (o E) และ ๗๓ องศาตะวันออก (o E) เหนือมหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรแปซิฟิก และมหาสมุทรอินเดียตามลำดับ เพื่อครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก ด้วยดาวเทียมสามตำแหน่งนี้ สำหรับตัวอย่างของดาวเทียมอินมาแซทนี้ ตัวแปรที่สำคัญของการแพร่กระจายคลื่น จะรวมถึงแถบความถี่ที่ใช้งานที่ ๑.๖ กิกะเฮิรตซ์สำหรับความถี่ขาขึ้น (Uplink) จากเรือไปยังดาวเทียมและ ๑.๕ กิกะเฮิรตซ์(GHz)สำหรับความถี่ขาลง (Downlink) จากดาวเทียมมายังเรือ ส่วนความถี่ขาขึ้นและขาลงจากภาคพื้นดินที่ชายฝั่งไปยังดาวเทียมคือ ๖ กิกะเฮิรตซ์และ ๔ กิกะเฮิรตซ์ตามลำดับ สายอากาศที่ภาคพื้นดินเป็นจานพาราโบลิกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๑๓ เมตรและมีอัตราการขยายตัวต่ออุณหภูมิ (G/T) ประมาณ ๓๒ dB/K ส่วนที่เรือจะมีสายอากาศเส้นศูนย์กลางประมาณ ๑.๒ เมตรและต้องการอัตราส่วนกำลังของคลื่นพาห์ต่อกำลังของสัญญาณรบกวน (C/N) ทั้งระบบประมาณ ๕๒ เดซิเบล (dB) สำหรับการส่งสัญญาณเสียงและประมาณ ๓๑ dB สำหรับเทเลเท็กซ์ [๒]

           ๔.๓ การสื่อสารโดยใช้คลื่นดิน (Ground Wave)

          หลักการแพร่กระจายของคลื่นดินแสดงดังรูปที่ ๔.๒ สัญญาณจะกระจายออกจากเครื่องส่งผ่านสายอากาศไปตามผิวโลกแทนที่จะเดินทางโดยตรงในระยะสายตา ทั้งนี้เนื่องจากกระแสของคลื่นจะถูกเหนี่ยวนำโดยผิวของพื้นโลกและส่งผลทำให้คลื่นเคลื่อนที่ช้าลงรวมทั้งหน้าคลื่น มีทิศทางมุมเอียงลงเข้าหาผิวโลกเมื่อเปรียบเทียบกับทิศทางของหน้าคลื่นดังกล่าว คลื่นดินจึงสามารถเดินทางไปยังเครื่องรับผ่านส่วนโค้งของผิวโลกตามแนวนอนได้


 
                                                           
  รูปที่ ๔.๒ หลักการทำงานของการแพร่กระจายคลื่นดิน
 

      หน้าคลื่นของคลื่นดินที่เดินทางไปตามผิวโลกดังกล่าวจะถูกลดทอนจากหลายปัจจัย ซึ่งความถี่เป็นหนึ่งในปัจจัยหลัก โดยเมื่อพิจารณาจากการคำนวณการสูญเสียของคลื่นดินค่าการสูญเสียจะมีค่ามากขึ้นหากมีความถี่เพิ่มขึ้นเนื่องจากผิวดินไม่ได้เป็นตัวนำสมบูรณ์ ดังนั้นค่าการสูญเสียดังกล่าวนี้จะขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานโดยความถี่ที่ใช้ในโหมดของคลื่นดินจะมีค่าน้อยกว่า ๓๐ เมกกะเฮิรตซ์ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงแอลเอฟและวีแอลเอฟ (LF and VLF) เพื่อใช้สำหรับการสื่อสารของทหารที่เกี่ยวกับเรือและเรือดำน้ำ ซึ่งนอกจากความถี่แล้วผิวของพื้นที่ที่คลื่นเคลื่อนผ่านนับเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการสูญเสีย โดยการสูญเสียจากสภาพความนำและความซึมซาบของผิวโลกจะมีลักษณะไม่สม่ำเสมอเนื่องจากพื้นดินกับพื้นน้ำมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันออกไป นอกจากนี้โพลาไรซ์ ของสายอากาศจะส่งผลต่อการแพร่กระจายคลื่นดินนี้ด้วยเช่นกัน โดยที่โพลาไรซ์แนวตั้งจะมีค่าการสูญเสียต่ำกว่าโพลาไรซ์แนวนอน สายอากาศบนเรือจึงใช้แบบ inverted-L ที่มีโพลาไรซ์แนวตั้ง ซึ่งรายละเอียดรวมทั้งข้อเสนอแนะของผลกระทบของความถี่ ระยะทาง รวมทั้งชนิดของผิวโลกที่มีต่อการแพร่กระจายคลื่นดินดังกล่าวได้มีการเสนอไว้ในมาตรฐานของ ITU-R P. 368
      ข้อด้อยของการสื่อสารโดยใช้คลื่นดินคือ สายอากาศที่ใช้มีขนาดใหญ่เนื่องจากเป็นย่านความถี่ที่ต่ำมาก ดังนั้น การติดตั้งบนเรือจึงเป็นการดำเนินงานได้ยาก รวมทั้งกำลังของเครื่องส่งต้องมีค่ามากเพื่อที่จะสามารถส่งไปได้ในระยะทางไกล ส่วนข้อดีของการสื่อสารโดยใช้คลื่นดินคือสามารถส่งสัญญาณอาจจะไปได้ไกลถึง ๑๒๕ กิโลเมตรที่ความถี่ ๐.๕ เมกกะเฮิรตซ์ ทั้งในกรณีที่มีสิ่งกีดขวางและไม่ที่สิ่งกีดขวางก็ตาม

       ๔.๔ การสื่อสารแบบกระจัดกระจายในโทรโพสเฟียร์ (Troposphere)

       การสื่อสารเหนือพื้นน้ำรูปแบบนี้เ  ป็นการสื่อสารคลื่นวิทยุ  โดยใช้การกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศ  โทรโพสเฟียร์  ที่ระยะความสูง  จากพื้นโลก
ประมาณ ๑๐ กิโลเมตร (Km) เหมาะสำหรับการสื่อสารระยะทางไกล (๑๖๐ ถึง ๑๖๐๐ กิโลเมตรโดยใช้เครื่องส่งกำลังสูงและสายอากาศที่มีอัตราขยายสูง) โดยมีระดับความเข้มของสัญญาณที่รับได้ต่ำ ดังนั้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับการติดต่อสื่อสารให้มีความน่าเชื่อถือ และสามารถติดต่อสื่อสารในระยะทางไกลจึงจำเป็นต้องมีกำลังของเครื่องส่งสูง เครื่องรับมีความไวรวมทั้งสายอากาศที่มีอัตราขยายสูงด้วย ซึ่งส่วนใหญ่การสื่อสารแบบกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศนี้จะนำมาประยุกต์ใช้ในงานทางธุรกิจ และการทหารโดยใช้ช่วงความถี่มากกว่า ๕๐๐ เมกกะเฮิรตซ์ เช่น งานระบบย่อยการโทรมาตร (telemetry) หรือข่ายเชื่อมโยงแบบอื่นที่มีอัตราส่งข้อมูลต่ำ ข้อดีเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้การสื่อสารผ่านดาวเทียมคือมีค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่า


 
                                                           
  รูปที่ ๔.๓ หลักการทำงานของการการสื่อสาร
แบบกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์

 

การกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ หมายถึง การใช้งานในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์จากผลกระทบของคลื่นวิทยุที่ส่งไปแล้วเกิดการกระจัดกระจายในโทรโพสเฟียร์แล้วย้อนกลับมายังพื้นโลกสู่เครื่องรับ การกระจัดกระจายจะอาศัยพื้นที่ในชั้นบรรยากาศที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่แตกต่างกันเล็กน้อยที่ระดับความสูงระหว่าง ๒ ถึง ๕ กิโลเมตร แม้กระทั่งฝุ่นในชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงดังกล่าวนี้ยังช่วยเพิ่มการสะท้อนของสัญญาณได้ จากรูปที่ ๔.๓ เครื่องส่งจะทำการส่งสัญญาณกำลังงานสูงโดยสัญญาณส่วนใหญ่ จะผ่านชั้นบรรยากาศไปเข้าไปยังด้านนอกอวกาศ แต่ปริมาณสัญญาณส่วนน้อยที่เหลือ จะเกิดการกระจัดกระจาย เมื่อผ่านเข้าไปยังพื้นที่ในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์และย้อนกลับมายังพื้นโลก ซึ่งสัญญาณ ที่เกิดจากการกระจัดกระจายย้อนกลับมายังพื้นโลกนั้นจะมีขนาดเล็กมากเนื่องจากเกิดการสูญเสียสูง นอกจากนั้นแล้วมุมจากการสะท้อนจะมีขนาดเล็ก

พื้นที่ภายในที่เกิดการกระจัดกระจายจะเรียกว่า “ปริมาตรการกระจัดกระจาย” ซึ่งจะขึ้นอยู่กับขนาดของอัตราขยายของสายอากาศในแต่ละด้าน โดยส่วนใหญ่ปริมาตรการกระจัดกระจายจะมีขนาดใหญ่ ดังนั้น สัญญาณที่รับได้อาจเดินทางได้หลายเส้นทางโดยแต่ละเส้นทางมีระยะทางที่ไม่เท่ากัน ดังนั้นสัญญาณจึงมาถึงเครื่องรับด้วยเวลาที่ไม่เท่ากันทำให้เกิด การมัวของสัญญาณ (blurring) ที่รับมาได้ทั้งหมดและส่งผลทำให้อัตราเร็วของข้อมูลลดลง

การกระจัดกระจายของคลื่นดังกล่าวมีผลกระทบจากปัจจัยหลายด้าน ดังนั้นระบบการแพร่กระจายคลื่นในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ ที่มีคุณภาพจะใช้การกระจายคลื่นหลากหลายช่องทาง หรือไดเวอร์ซิตีหลายรูปแบบประกอบกัน เช่น การใช้ไดเวอร์ซิตีสายอากาศที่มีโพลาไรซ์ทั้งแนวตั้งและแนวนอนเพื่อรองรับกรณีที่ปริมาตรการกระจัดกระจายที่เปลี่ยนแปลงไป เป็นต้น

      ๔.๕ การสื่อสารจากการสะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ หรือคลื่นฟ้า (Ionosphere)

     การสื่อสารจากการสะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ใช้หลักการสะท้อนและหักเหที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่ระยะความสูงประมาณ ๒๐๐ กิโลเมตร (Km) จากพื้นดินช่วงความถี่ใช้งานคือ ๒-๓๐ เมกกะเฮิรตซ์(MHz) ซึ่งเป็นช่วงที่สะท้อนคลื่นได้ดีในชั้นไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งการสื่อสารแบบนี้มีข้อจำกัดคือ การกำหนดทิศทางของเครื่องรับจะเป็นไปได้ยากโดยเฉพาะเมื่อเครื่องรับมีการเคลื่อนที่


  ๕.จดหมายเหตุ
   up

        การสื่อสารเหนือพื้นน้ำมีลำดับเหตุการณ์สำคัญแสดงดังตารางที่ ๕.๑ ดังนี้

                        ตารางที่ ๕.๑
ลำดับเหตุการณ์สำคัญสำหรับการสื่อสารเหนือพื้นน้ำ

ปี พ.ศ.
(ค.ศ.)

ลำดับเหตุการณ์สำคัญ

๒๕๒๕
(1982)

นำดาวเทียมอินมาแซท(INMARSAT) มาใช้สำหรับการเดินทะเลเพื่อใช้สื่อสารระหว่างภาคพื้นดินกับเครื่องรับที่ชายฝั่ง ณ ตำแหน่ง ๑๕ องศาตะวันตก (oW) ๑๗๖ องศาตะวันออก (o E) และ ๗๓ องศาตะวันออก (o E) เหนือมหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรแปซิฟิกและมหาสมุทรอินเดีย ตามลำดับ


  ๖.บรรณานุกรม
  up

[] J. Griffiths Radio Wave Propagation and Antennas an Introduction PRENTICE HALL: International (UK). 1987.

[] K. D. Prasad Antenna & Wave Propagation Reprint Edition. Satya Prakashan: New Delhi 2003.