"คลื่นความถี่เป็นเบื้องหลังของความสำเร็จด้านการสื่อสาร" เป็นคำพูดที่ถูกเอ่ยขึ้นจากปากคำของผู้สันทัดกรณีด้านคลื่นความถี่วิทยุโดยเฉพาะและ "คุณรู้ไหมคนที่ทำงานด้านการสื่อสาร หรือบริหารความถี่เหมือนกับผู้ที่ปิดทองหลังพระมาตลอด" เหรียญชัย เรียววิไลสุข ผู้อำนวยการสำนักงานบริหารความถี่วิทยุ กรมไปรษณีย์โทรเลขกล่าวกับ "ผู้จัดการ" เชิงตั้งคำถาม

เหรียญชัยมีความรู้ด้านโทรคมนาคมมาโดยเฉพาะหลังจากจบการศึกษาที่สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าลาดกระบัง และปริญญาโทสาขาไฟฟ้าสื่อสารที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย หลังจากนั้นได้เข้ารับการอบรมการบริหารความถี่วิทยุ จากสถาบันฝึกอบรมด้านโทรคมนาคมแห่งสหรัฐอเมริกา

เมื่อแรกที่เข้าทำงานในกรมไปรษณีย์โทรเลข เหรียญชัยเริ่มต้นจากผู้ควบคุมงานติดตั้งปฏิบัติการ ซ่อมบำรุงรักษาเครื่องวิทยุคมนาคมไล่เรื่อยขึ้นมาถึงตำแหน่งหัวหน้าฝ่ายจัดสรรความถี่วิทยุ และผู้ช่วยผู้อำนวยการสำนักงานบริหารความถี่วิทยุก่อนที่จะขึ้นมาอยู่ในระดับผู้อำนวยการแทนที่เศรษฐพร คูศรีพิทักษ์ ที่ขยับขึ้นไปเป็นรองอธิบดีกรมไปรษณีย์โทรเลขเมื่อปีที่ผ่านมา ด้วยประสบการณ์และความรู้ที่คลุกคลีอยู่กับงานที่กรมมานานเหรียญชัยเล่าให้ฟังถึงโลกการสื่อสารที่น่าตื่นเต้น

โทรศัพท์มือถือที่มีใช้อยู่เกลื่อนกลาดทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นยี่ห้อใดก็ตามประมาณการกันว่ามีถึง 11 ล้านเครื่อง (ตัวเลขสิ้นปี 33) นี้หัวใจของการใช้งานไม่ใช่อยู่ที่ประสิทธิภาพของเครื่องเพียงอย่างเดียว ทว่าคลื่นความถี่วิทยุเป็นปัจจัยสูงสุดของารใช้งานการสื่อสาร กล่าวกันว่าอเมริกาเป็นประเทศทีได้ชื่อว่ามีการสื่อสารที่ดีที่สุด มีแผนความถี่วิทยุที่ดีเยี่ยมแต่ก็ใช้ระยะเวลาหลายปีกว่าจะสำเร็จจนเรียกได้ว่าการสื่อสารทางวิทยุเป็นการสื่อสารที่รวดเร็วที่สุดที่อเมริกาค้นพบได้

เหรียญชัยได้ยกตัวอย่างรายงานการบันทึกของนักวิทยาศาสตร์ว่า ไม่มีอะไรจะติดต่อสื่อสารได้เร็วเท่ากับคลื่นความถี่วิทยุ เมื่อ 500 ปีก่อนโคลัมบัสได้ส่งข่าวสารเรื่องการเดินทางรอบโลกไปยังประเทศสเปนใช้เวลาถึง 6 เดือน แต่เมื่อ 200 ปีผ่านมาการส่งข่าวสารเรื่องอับบราฮัมลิงคอร์นถูกสังหารกลับไปยังประเทศอังกฤษใช้เวลาเพียง 3 เดือนเท่านั้น อย่างไรก็ตามในปี 2512 ครั้งที่สหรัฐฯส่งนักบินอวกาศขึ้นไปบนดวงจันทร์ นักบินอวกาศได้ส่งข่าวจากดวงจันทร์มายังโลกที่มีระยะทางกว่า 300,000 กิโลเมตรใช้เวลาเพียง 1.3 วินาที

เหตุการณ์ในปีนั้นจึงกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาการใช้คลื่นวิทยุกันอย่างกว้างขวางมาจนปัจจุบัน

เมืองไทยได้พัฒนาระบบการสื่อสารแบบโบราณจนกลายเป็นการสื่อสารสมัยใหม่ โดยการเปลี่ยนจากการสื่อสารแบบม้าเร็ว หรือแบบสัญญาณไฟมาเป็นแบบไฟฟ้าเมื่อค้นพบว่าการส่งสัญญาณไฟฟ้าไปทางสายลวดตัวนำเมื่อเรานำลวดตัวนำส่งกระแสไฟไปเราเรียกว่า การส่งโทรเลทางสายซึ่งถือว่าเป็นโทรคมนาคมหรือสื่อสารทางไกลที่นำข่าวสารไปได้ไกลและรวดเร็วที่สุด เพราะไฟฟ้าไปได้เร็วมาก หากแต่ว่าการสื่อสารทางสายมีข้อจำกัดจะไปได้ไกลขนาดไหนก็ตามต้องมีเสาพาดสายไปยังสาถนที่นั้น ๆ ซึ่งหากเป็นสถานที่ทุรกันดารเสาพาดสายไปไม่ถึงเราก็ไม่สามารถสื่อสารไปถึงได้ จึงได้มีวิวัฒนาการค้นพบการสื่อสารสมัยใหม่ คือ คลื่นวิทยุขึ้นมา

คลื่นวิทยุได้มีการค้นพบทางทฤษฎีมาก่อนแล้วว่า เป็นปรากฎการณ์ของความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับระยะทางของการเคลื่อนที่ไฮลิกซ์ เฮิท์ซเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน สามารถประดิษฐ์เครื่องส่งวิทยุขึ้นมาเพื่อแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีนี้เป็นจริง แต่มาร์ดคนี่เป็นคนนำมาใช้และสามารถติดต่อทางไกลโดยใช้คลื่นวิทยุได้สำเร็จ

คลื่นวิทยุเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่ไม่มีตัวตนจับต้องไม่ได้แต่นำมาใช้ประโยชน์ได้เราเรียนกว่าพลังงาน ขนาดของพลังงานนี้กำหนดด้วยความถี่ มีหน่วยเป็นไซเคิลต่อวินาทีหรือ "เฮิรตซ์" หน่วยของคลื่นวิทยุมาจากการเปลี่ยนแปลงของคลื่นวิทยุครบ 1 รอบต่อช่วงเวลา 1 วินาทีหรือ 1 ไซเคิล

ใน 1 วินาทียังสามารถจับค่าการเปลี่ยนแปลงของคลื่นได้อีก คือ ถ้า 1 วินาทีเปลี่ยนแปลง 10 รอบจะเรียกว่า 10 เฮิท์ซหรือ 10 ไซเคลิต่อวินาทีแต่ในความเป็นจริงคลื่นวิทยุจะไม่เปลี่ยนแปลงแค่ 10 ครั้งจะเปลี่ยนแปลงครั้งละเป็นล้าน ๆ ครั้งต่อวินาทีจึงได้มีหน่วยที่เรียกการเปลี่ยนแปลงของคลื่นวิทยุล้านครั้ง/วินาทีว่า

1 กิโลไซเคิล (1 กิโลเฮิรตซ์) = 1 พันครั้ง/วินาที

1 เม็กกะไซเคิล (1 เม็กกะเฮิรตซ์) = 1 ล้านครั้ง/วินาที

1 กิ๊กกะเฮิท์ซ (1 กิโลเฮิรตซ์) = 1,000 เมกะเฮิท์ซ (1,000 ล้านครั้ง/วินาที)

ยกตัวอย่างเช่นคลื่นสั้นของกรมประชาสัมพันธ์ส่งด้วยคลื่นความถี่ 6.4 เมกะเฮิรตซ์ส่วนสถานีเอฟเอ็มของ 1 ปณ.ส่งด้วยความถี่ 98 เมกะเฮิรตซ์คลื่นวิทยุมีคุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อเปลี่ยนแปลงตามระยะทางและแพร่กระจายในอากาศรอบ ๆ ตัวเราโดยไม่มีตัวนำและมีความถี่วิทยุตั้งแต่ 10 กิโลเฮิรตซ์ขึ้นไป ซึ่งไม่มีข้อจำกัดในความถี่ด้านต่ำแต่ความถี่ด้านสูงเกินกว่า 3 ล้านเมกะเฮิรตซ์ขึ้นไปจะถือว่าเป็นคลื่นแสง เช่น แสงอินฟาเรด แสงเรเซอร์ เป็นต้น

คุณสมบัติสในการแพร่กระจายคลื่นไปในอากาศนี้มีการแบ่งการจัดกลุ่มคลื่นวิทยุออกเป็นย่านมีตั้งแต่ต่ำสุดถึงสูงสุด

ย่านความถี่ต่ำสุดเรียกว่า VLF (VERY LOW FREQUENCY) ถัดขึ้นมาเป็น LF ระดับกลางเรียกว่า MF สูงขึ้นมาอีกขั้นหนึ่งเรียกว่า HF สูงมากขึ้นเรียกว่า VERY HIGH FREQUENCY = VHF ถัดขึ้นมาเป็น UHF (URTAR HIGH FREQUENCY) ความถี่สูงถัดขึ้นมาอีกคือ SHSF (SUPER HIGH FREQUENCY) และย่านสุดท้ายซึ่งเป็นย่านสูงสุดของความถี่เรียกว่า EHF (EXTRA HIGH FREQUENCY)

"ย่านความถี่ที่เราใช้งานกันมากคือ VHF และ UHF เป็นคลื่นความถี่ที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารโทรคมนาคม เซลลูล่าร์วิทยุติดตามตัว วิทยุเคลื่อนที่ระบบต่าง ๆ มักใช้ย่านความถี่นี้มากที่สุด" เป็นคำบอกเล่าของเหรียญชัยให้เข้าใจถึงที่มาของคลื่นความถี่ที่ใช้กับอุปกรณ์โทรคมนาคมในปัจจุบัน

คลื่นต่าง ๆ เหล่านี้จะต้องมีเครื่องส่งซึ่งเป็นตัวกำเนิดคลื่นและเครื่องรับสัญญาณที่ใช้ช่องสัญญาณเดียวกัน ยิ่งไกลเครื่องส่งสัญญาณซึ่งเป็นตัวกำเนิดคลื่นความคมชัดของเครื่องรับก็จะอ่อนลง ดังนั้นจึงต้องมีการตั้งสถานีทวนสัญญาณเพื่อรับสัญญาณและส่งต่อจากระยะทางที่เกิน 50 กิโลเมตรจากเครื่องส่ง นั่นหมายความว่ามีสถานีทวนสัญญาณมากเท่าไรคลื่นก็จะไปได้ไกลเท่านั้นและสามารถขยายเขตการติดต่อสื่อสารไปได้ไกลเพิ่มขึ้น

ยกตัวอย่างระบบสื่อสารดาวเทียมที่นิยมมากที่สุดในปัจจุบันนี้ก็คือหนึ่งในสถานีทวนสัญญาณคลื่นวิทยุที่สามารถแพร่กระจายขยายการสื่อสารได้ทุกแห่งทั่วโลก

อย่างไรก็ตามความโค้งของโลกกลายเป็นข้อจำกัดของการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุเพราะคลื่นวิทยุวิ่งเป็นทางตรง ความโค้งของโลกจึงบังสัญญาณที่ถูกส่งออกมาจากเครื่องส่ง การปล่อยดาวเทียมขึ้นไปลอยอยู่ในอวกาศ จึงเป็นสถานีทวนสัญญาณที่ดีที่สุดคือส่งจากพื้นดินยิงสู่ดาวเทียมทำการขยายแล้วส่งกลับเข้าเครื่องรับบนพื้นโลกอีกครั้ง

การที่ผู้ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่บ่นกันมากว่ารับคลื่นไม่คอ่ยชัดเจนก็มาจากสาเหตุนี้คือ อยู่ไกลจากสถานีทวนสัญญาณนั่นเอง

เหรียญชัยได้อธิบายถึงความแตกต่างของคลื่นแต่ละชนิดที่จะสัมพันธ์กันไปถึงการใช้ช่องสัญญาณที่มักมีปัญหาในปัจจุบันจากผู้ใช้โทรศัพท์ธรรมดา และโทรศัพทืเคลื่อนที่ในการติดต่อสื่อสารไม่ได้ เพราะช่องสัญญาณเต็มนั่น

เนื่องจากคลื่นแต่ละอย่างมีความกว้างต่างกัน คลื่นวิทยุโทรศัพท์ที่ใช้กันในปัจจุบันมีความกว้างแค่ 25 กิโลเฮิรตซ์ในขณะที่โทรทัศน์ต้องใช้ความกว้าง 7 เมกะเฮิรตซ์ ช่องที่ใช้ส่งโทรทัศน์ 1 ช่องสามารถส่งโทรศัพท์ได้ถึง 1,200 ช่องโทรศัพท์หรือมากกว่านั่นขึ้นไป

ในขณะที่วิทยุบริการมีช่องสัญญาณจำกัดมีความหนาแน่นของผู้ใช้บริการมาก ขณะเดียวกันพื้นที่ครอบคลุมไปถึงจังหวัดใกล้เคียง ตั้งแต่นครปฐม อยุธยา ปทุมธานี สมุทรปราการ เป็นต้น เมื่อคนใช้มากช่องสัญญาณไม่สามารถสนองความต้องการได้เพียงพอการแก้ปัญหาก็คือการเพิ่มช่องความถี่ให้มากขึ้น

แต่คลื่นวิทยุที่ใช้มีลักษณะพิเศษค่อนข้างจำกัดคือ คลื่อนวิทยุแต่ละย่านใช้ตามความต้องการของประเภทกิจการคลื่นวิทยุที่ใช้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้ได้เฉพาะย่าน 137-174 เมกะเฮิรตซ์ซึ่งเป็นระบบ VHF ซึ่งในย่านนี้ได้แบ่งให้หน่วยงานราชการใช้ไปถึง 163 หน่วยแล้ว และยังแบ่งส่วนหนึ่งมาเป็นวิทยุบริการอีก เมื่อวิทยุบริการมีช่องสัญญาณใช้อย่างจำกัดจึงเกิดความคับคั่งขึ้นเสียงของผู้ใช้บริการจึงร้องเรียนมาเสมอ

ในปัจจุบันได้มีการแก้ไขปัญหาความคับคั่งของช่องสัญญาณนี้มาเป็น "ดิจิตอล" หรือที่เรียกว่าระบบ "เซลลูล่าร์" สามารถทำให้เขตบริการของสถานีเล็กลงโดยการนำความถี่ที่จำกัดให้เล็กลงและมีหลายแม่ข่ายเพิ่มขึ้น พร้อมทั้งจัดแม่ข่ายเพิ่มขึ้น พร้อมทั้งจัดแม่ข่ายเขตต่าง ๆ ไปใช้ซ้ำใหม่ย่อยให้เล็กลงคำว่าเซลมาจากความหมายนี้

การนำความถี่มาใช้ซ้ำใหม่นี้จะต้องมีเทคนิคในการที่จะไม่ทำให้เสียงของการสื่อสารขาดหาก โดยวิธีเปลี่ยนช่องวิทยุโดยอัตโนมัติจากแม่ข่ายหนึ่งไปยังอีกแม่ข่ายหนึ่งในขณะที่เราเคลื่อนที่ (HAND OVER) ซึ่งเมื่อแบ่งเซลเล็กมากเทาไรก็สามารถสนองตอบต่อผู้ใช้บริการมากเท่านั้น

แต่เดิมระบบเซลลูล่าร์ให้บริการประมาณ 15 กิโลเมตร รัศมีบริการ เมื่อมีเขตบริการมากขึ้นการใช้ช่องสัญญาณวิทยุก็สามาถรนำความถี่วิทยุที่ใช้แล้วมาใช้ซ่ำใหม่ได้ จึงสามารถให้บริการกับลูกข่ายจำนวนมาก ๆ เพิ่มขึ้นได้ นี่เป็นเทคนิคของระบบเซลลูล่าร์

ด้วยเหตุที่ระบบเซลลูล่าร์มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วตามความนิยมของผู้ใช้การสื่อสารในทั่วโลก มาตรฐานของระบบย่านความถี่จึงเป็นประเด็นที่น่าสนใจ

มาตรฐานของการใช้ระบบเซลลูล่าร์ในแต่ละประเทศมีมาตรฐานที่ต่างกันคือ

ในอเมริกาเป็นระบบ AMPS ใช้ย่านความถี่ 800 Mgh.

ในกลุ่มประเทศสแกนดิเนเวียนเป็นระบบ MNT ใช้ย่านความถี่ 450 และ 900 Mgh.

ในอังกฤษเป็นระบบ TACS ใช้ย่านความถี่ 900 Mgh.

ในญี่ปุ่นเป็นระบบ NAMP ใช้ย่านความถี่ 900 Mgh.

ส่วนยุโรปในอนาคตจะมีการรวมตัวกันใช้มาตรฐานเดียวคือระบบ GSN ใช้ย่านความถี่ 900 Mgh.

ระบบวิทยุมี 2 ระบบคือ ANALOG กับ DIGITAL สัญญาณ ANALOG เป็นสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงตามข่าวสารที่ส่งเข้าไปแต่การเปลี่ยนแปลงระบบ DIGITAL เป็นการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของการเปิดปิด ในอนาคตจะมีการยิงดาวเทียมขึ้นอีก 77 ดวงของโมโตโรล่า (IRIDIUM) ซึ่งจะก่อให้เกิดความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนมาใช้ DIGITAL ที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่า ANALOG ถึง 3 เท่า

คงไม่ช้าเกินไปสำหรับชนรุ่นเราที่จะได้ใช้ระบบสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุดิจิตอล