วิทยุสองทาง

วิทยุสองทาง () เป็นเครื่องรับส่งสัญญาณวิทยุ (วิทยุที่สามารถส่งและรับคลื่นวิทยุได้) ซึ่งใช้สำหรับการสื่อสารด้วยเสียงแบบบุคคลต่อบุคคลแบบสองทิศทางกับผู้ใช้รายอื่นที่มีวิทยุที่คล้ายกัน ตรงกันข้ามกับเครื่องรับกระจายเสียงซึ่งรับเฉพาะการส่งสัญญาณเท่านั้น  

วิทยุสองทางมักจะใช้ช่องทางการสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ ซึ่งอนุญาตให้มีการสื่อสารแบบสองทาง แม้ว่าจะมีข้อจำกัดที่ผู้ใช้เพียงรายเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งได้ในแต่ละครั้ง (ซึ่งตรงกันข้ามกับการสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์ ซึ่งการส่งสัญญาณสามารถส่งได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น และฟูลดูเพล็กซ์ซึ่งอนุญาตให้ส่งสัญญาณในทั้งสองทิศทางพร้อมกัน) ซึ่งกำหนดให้ผู้ใช้ในกลุ่มผลัดกันพูด โดยปกติแล้ววิทยุจะอยู่ในโหมดรับ ดังนั้นผู้ใช้สามารถได้ยินการส่งสัญญาณอื่น ๆ ทั้งหมดบนช่องสัญญาณได้ เมื่อผู้ใช้ต้องการพูด ให้กดปุ่ม "กดเพื่อพูด " ซึ่งจะปิดเครื่องรับและเปิดเครื่องส่ง เมื่อปล่อยปุ่ม เครื่องรับจะถูกเปิดใช้งานอีกครั้ง มีช่องสัญญาณหลายช่องเพื่อให้กลุ่มผู้ใช้ที่แยกจากกันสามารถสื่อสารในพื้นที่เดียวกันได้โดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน และวิทยุบางเครื่องได้รับการออกแบบให้สแกนช่องสัญญาณเพื่อค้นหาการส่งสัญญาณที่ถูกต้อง ระบบวิทยุสองทางอื่น ๆ ทำงานในโหมดฟูลดูเพล็กซ์ ซึ่งทั้งสองฝ่ายสามารถพูดคุยพร้อมกันได้ ซึ่งต้องใช้ช่องวิทยุสองช่องแยกกันหรือวิธีการแชร์ช่องสัญญาณ เช่น ทาม-ดิวิชั่น ดูเพล็กซ์  เพื่อดำเนินการสนทนาสองทิศทางพร้อมกันบนความถี่วิทยุเดียว

วิทยุสองทางเครื่องแรกเป็นอุปกรณ์เอเอ็มเท่านั้นที่เปิดตัวโดย กัลวิน แมนูแฟคเจอริ่ง คอร์ปอเรชั่น () ในปี พ.ศ. 2483 เพื่อใช้งานโดยตำรวจและทหารในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง และตามมาด้วยการเปิดตัววอล์คกี้-ทอล์คกี้ในปี พ.ศ. 2486 ซึ่งเป็นตัวอย่างวิทยุที่ดีที่สุดที่เป็นที่รู้จักของวิทยุสองทาง

 ประวัติ 
อุปกรณ์วิทยุสื่อสารสองทางเคลื่อนที่อย่างแท้จริงเครื่องแรกได้รับการพัฒนาในออสเตรเลียในปี พ.ศ. 2466 โดยตำรวจอาวุโส เฟรเดอริก วิลเลียม ดาวนี่ แห่งกรมตำรวจวิกตอเรีย ตำรวจวิกตอเรียเป็นตำรวจกลุ่มแรกในโลกที่ใช้การสื่อสารไร้สายในรถยนต์ และสิ้นสุดการรายงานสถานะที่ไม่มีประสิทธิภาพผ่านตู้โทรศัพท์สาธารณะที่เคยใช้มาจนถึงเวลานั้น อุปกรณ์ชุดแรกกินพื้นที่ประมาณครึ่งหนึ่งของพื้นเบาะหลังของรถสายตรวจยี้ห้อแลนเซียHaldane, Robert. (1995) The People's Force, A history of the Victoria Police. Melbourne University Press. , 1995

ในปี พ.ศ. 2476 กรมตำรวจเบย์โอนน์ รัฐนิวเจอร์ซีย์ ประสบความสำเร็จในการใช้งานระบบสองทางระหว่างสถานีประจำที่ส่วนกลางกับเครื่องรับส่งสัญญาณวิทยุที่ติดตั้งในรถตำรวจ สิ่งนี้ทำให้สามารถสั่งการการตอบสนองของตำรวจได้อย่างรวดเร็วในกรณีฉุกเฉินIEEE History Milestones retrieved Oct. 2, 2007

 ประเภท 
ระบบวิทยุสองทางสามารถจำแนกได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับคุณลักษณะ

 แบบธรรมดากับแบบทรังค์ 

 ธรรมดา 
ในระบบหลายช่องสัญญาณ ช่องสัญญาณจะถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แยกจากกันOne example of purpose-specific channel assignments is described in Ivanov, D. A., V. P. Savelyev, and P. V. Shemanski, "Organization of Communications," Fundamentals of Tactical Command and Control: A Soviet View, Soviet Military Thought Series #18, (Washington, D.C.: Superintendent of Documents, 1977) Library of Congress Control Number: 84602565. This is a US Air Force translation of a Soviet-era, Russian-language book. See also, "Inadequate System Capacity," Special Report: Improving Firefighter Communications, USFA-TR-099/January 1999, (Emmitsburg, Maryland: U.S. Fire Administration, 1999) pp. 18-19 and "5.2 Present System," The California Highway Patrol Communications Technology Research Project on 800 MHz, 80-C477, (Sacramento, California: Department of General Services, Communications Technology Division, 1982,) pp. V-4 - V-6. 

 การสแกนในวิทยุธรรมดา 
คุณสมบัติการสแกนไม่ได้ใช้หรือรายการสแกนถูกเก็บไว้ให้มีจำนวนน้อยในการใช้งานในกรณีฉุกเฉิน ส่วนหนึ่งของโครงการเอพีซีโอ 16 () กำหนดมาตรฐานสำหรับเวลาการเข้าถึงช่องสัญญาณและความล่าช้าที่เกิดจากค่าใช้จ่ายของระบบ คุณสมบัติการสแกนสามารถเพิ่มความล่าช้าเหล่านี้ได้อีก การศึกษาชิ้นหนึ่งกล่าวว่าไม่แนะนำให้ใช้ความล่าช้านานกว่า 0.4 วินาที (400 มิลลิวินาที) ในบริการฉุกเฉิน"3.4.1 User Equipment General Deficiencies," San Rafael Police Radio Committee: Report to Mayor and City Council, (San Rafael, California: City of San Rafael, 1995,) pp. 12.

 ดูเพล็กซ์ 
คำว่า "ฮาล์ฟดูเพล็กซ์" () ใช้กับระบบสื่อสารแบบใช้สายซึ่งวงจรสามารถส่งข้อมูลไปในทิศทางเดียวในแต่ละครั้ง แต่ไม่ใช่ทั้งสองทิศทางในเวลาเดียวกัน"IEEE 100 The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms", Seventh Edition, IEEE Press, 2000, ISBN SBN 0-7381 -2601 -2 
 ข้อได้เปรียบ: ช่องสัญญาณดูเพล็กซ์มักจะอนุญาตให้มีการทำงานของรีพีทเตอร์ซึ่งขยายช่วงของสัญญาณได้ (ในกรณีส่วนใหญ่มาจากกำลังส่งที่เพิ่มขึ้นและตำแหน่ง/ความสูงของสายอากาศที่ดีขึ้น) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้วิทยุมือถือ
 ข้อเสีย: ถ้าวิทยุไม่สามารถเข้าถึงเครื่องทวนสัญญาณได้ ก็ไม่สามารถสื่อสารได้ สิ่งนี้สามารถบรรเทาลงได้ด้วยการตั้งค่า "พูดคุยกับโดยรอบ" () หรือ "รถยนต์ถึงรถยนต์" () โดยที่สถานีที่อยู่นอกระยะของฐานสามารถสื่อสารกันโดยตรง สลับบทบาทการส่งและรับในรูปแบบซิมเพล็กซ์บนความถี่เดียวFor an example of talk around use, see "Problem Reporting," Special Report: Improving Firefighter Communications, USFA-TR-099/January 1999, (Emmitsburg, Maryland: U.S. Fire Administration, 1999) pp. 25-26. This article also confirms the definition of the phrase talk around.

 แอนะล็อก 
ระบบแอนะล็อกอาจสื่อสารในเงื่อนไขเดียว เช่น ระดับน้ำในถังน้ำปศุสัตว์ เครื่องส่งที่ที่ตั้งถังจะส่งสัญญาณอย่างต่อเนื่องพร้อมโทนเสียงคงที่ โทนเสียงจะเปลี่ยนระดับเสียงเพื่อระบุถึงระดับน้ำในถัง มิเตอร์ที่ปลายระยะไกลจะแตกต่างกันไปตามระดับเสียง เพื่อระบุปริมาณน้ำที่มีอยู่ในถังน้ำปศุสัตว์ วิธีการที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ในการวัดระยะไกลในสภาวะแอนะล็อกใดก็ได้ ระบบวิทยุประเภทนี้มีจุดประสงค์เทียบเท่ากับลูปสี่ถึงยี่สิบมิลลิแอมแปร์For examples, see, Mikhailov, K. E. "Communications Facilities on the Volga-Moscow Transmission Line," Long-Distance Electrical Transmission between the V. I. Lenin Hydroelectric Station and Moscow, (Jerusalem: Israeli Program for Scientific Translations, 1965). ในสหรัฐมักใช้ช่องสัญญาณความถี่ปานกลาง 72–76 MHz หรือความถี่สูงยิ่ง 450–470 MHz สำหรับระบบเหล่านี้ การวัดระยะไกลแบบมัลติเพล็กซ์ของระบบบางระบบอาจตั้งเงื่อนไขอนาล็อกหลายเงื่อนไข โดยการจำกัดให้แต่ละช่วงของระดับเสียงที่แยกกัน เป็นต้นFor an electrocardiogram telemetry example, see Planning Emergency Medical Communications: Volume 2, Local/Regional-Level Planning Guide, (Washington, D.C.: National Highway Traffic Safety Administration, US Department of Transportation, 1995) pp. 48.

 ดิจิทัล 
ระบบดิจิทัลอาจสื่อสารข้อความจากระบบคอมพิวเตอร์ช่วยจัดส่ง () เช่น การแสดงในรถบรรทุกพ่วงอาจระบุตำแหน่งที่เป็นข้อความสำหรับการโทรและรายละเอียดที่เกี่ยวข้อง คนขับรถบรรทุกพ่วงอาจกดปุ่ม รับทราบ () โดยส่งข้อมูลไปในทิศทางตรงกันข้าม และแจ้งสายตามที่คนขับได้รับ สามารถใช้กับระบบการวัดและส่งข้อมูลทางไกลแบบแอนาล็อก เช่น ระดับถังน้ำปศุสัตว์ ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือแรงดันน้ำมันหล่อลื่นในเครื่องยนต์รถโดยสารประจำทาง หรือความเร็วปัจจุบันของรถโดยสาร เงื่อนไขแอนะล็อกถูกแปลเป็นคำข้อมูล บางระบบส่งข้อความวิทยุเพจจิ้งซึ่งสามารถ 1) ส่งเสียงบี๊บไปยังตัวรับเพจจิ้ง 2) ส่งข้อความตัวเลข หรือ 3) ส่งข้อความตัวอักษร

 ออกแบบกับไม่ออกแบบ 
ระบบได้รับการออกแบบให้เป็นระบบที่มีอุปกรณ์ทั้งหมดที่จับคู่กันเพื่อทำงานร่วมกัน ตัวอย่างเช่น ระบบวิทยุสองทางของรัฐบาลท้องถิ่นสมัยใหม่ในสหรัฐ อาจได้รับการออกแบบเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ 95% ในเขตเมือง ผู้ออกแบบระบบใช้แบบจำลองความถี่วิทยุ แบบจำลองภูมิประเทศ และซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลองการแพร่กระจายสัญญาณ เพื่อพยายามประเมินอย่างแม่นยำว่าวิทยุจะทำงานที่ไหนภายในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่กำหนด แบบจำลองเหล่านี้ช่วยให้นักออกแบบเลือกอุปกรณ์ ตำแหน่งอุปกรณ์ เสาอากาศ และประเมินว่าสัญญาณจะทะลุผ่านอาคารได้ดีเพียงใด โมเดลเหล่านี้จะได้รับการสำรองข้อมูลโดยการทดสอบไดรฟ์และการวัดระดับสัญญาณภาคสนามจริง นักออกแบบปรับรูปแบบสายอากาศ เพิ่มหรือย้ายไซต์อุปกรณ์ และออกแบบเครือข่ายสายอากาศในลักษณะที่จะบรรลุผลสำเร็จในการสื่อสารตามระดับที่ต้องการFor two examples of drive testing and field measurements of received signal levels, see:

 "Section II: Radio Propagation Studies," The California Highway Patrol Communications Technology Research Project on 800 MHz, 80-C477, (Sacramento, California: Department of General Services, Communications Technology Division, 1982,) pp. II-1 - II-34.
 Ossanna, Jr., Joseph F., "A Model For Mobile Radio Fading Due to Building Reflections: Theoretical and Experimental Fading Waveform Power Spectra," Bell System Technical Journal, November 1964, pp. 2935-2971. 800 MHz trivia: this article shows that signal fades occur at audio frequencies near CTCSS tones, explaining why only DCS was used in Motorola 800 MHz systems in the 1970s.

 ตัวเลือก รอบการทำงาน และการกำหนดค่า 
โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์พกพาจำนวนมากมีรอบการทำงานที่จำกัด รอบการทำงานที่คืออัตราส่วนของเวลาในการฟังต่อเวลาในการส่งสัญญาณ และโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับว่าเครื่องส่งสัญญาณสามารถระบายความร้อนจากแผงระบายความร้อนที่ด้านหลังของวิทยุได้ดีเพียงใด รอบการทำงาน 10% (ทั่วไปในอุปกรณ์พกพา) แปลจากเวลาส่ง 10 วินาทีเป็นเวลา 90 วินาทีของเวลารับ อุปกรณ์เคลื่อนที่และอุปกรณ์พื้นฐานบางชนิดมีการระบุระดับพลังงานที่แตกต่างกัน เช่น รอบการทำงาน 100% ที่ 25 วัตต์ และ 15% ที่ 40 วัตต์Kenwood TKR-850 specification sheetthumb|200px|ตัวอย่างการจัดการการควบคุมบนวิทยุมือถือที่รองรับโปรเจค 25thumb|200px|โมโตโรลา โมโตโทรโร รีพีทเตอร์ DR3000 พร้อมดูเพล็กซ์เซอร์ที่ติดตั้งในกล่องกันไฟ, รอบการทำงาน 100% กำลังส่งสูงถึง 40 วัตต์

 อายุการใช้งานของอุปกรณ์ 
ในระบบของรัฐบาล อุปกรณ์อาจถูกเปลี่ยนตามงบประมาณมากกว่าแผนหรืออายุการใช้งานที่คาดไว้ เงินงบประมาณในหน่วยงานภาครัฐอาจเป็นวงรอบหรือรายครั้ง ผู้จัดการระบบอาจเปลี่ยนระบบคอมพิวเตอร์ ยานพาหนะ หรือคอมพิวเตอร์ราคาประหยัดและค่าใช้จ่ายในการสนับสนุนยานพาหนะ โดยไม่สนใจอุปกรณ์วิทยุสองทาง อุปกรณ์อาจยังคงใช้งานอยู่แม้ว่าค่าบำรุงรักษาจะไม่สมเหตุสมผลเมื่อมองจากมุมมองด้านประสิทธิภาพFor one example, see: "Plan Element S-7: Rationalized Funding" and "Plan Element L-2: Permanent Contra Costa Public Safety Radio Authority," Contra Costa County Public Safety Mobile Radio Master Plan, (Fairfax, Virginia: Federal Engineering, Inc., 2002,) pp. 45, 49.

เอกสารฉบับหนึ่งระบุว่า "7 ปี" นั้นอยู่นอกเหนืออายุการใช้งานที่คาดไว้ของเครื่องส่งรับวิทยุในการให้บริการของตำรวจ มีการอ้างว่าแบตเตอรี่จำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยกว่า แผงควบคุมการสั่งการ () อายุสิบสองปีที่กล่าวถึงในเอกสารเดียวกันถูกระบุว่าใช้งานได้ สิ่งเหล่านี้ถูกเปรียบเทียบกับแผงควบคุมอายุ 21 ปีที่มีปัญหาซึ่งใช้ในที่อื่นในระบบเดียวกันFor one example, see: "3.2.10.1 Current System Problems," Trunked Radio System: Request For Proposals, (Oklahoma City, Oklahoma: Oklahoma City Municipal Facilities Authority, Public Safety Capital Projects Office, 2000) pp. 56.

แหล่งข่าวอีกรายกล่าวว่าอุปกรณ์แกนหลักของระบบ เช่น แผงควบคุมและสถานีฐาน คาดว่าจะมีอายุการใช้งาน 15 ปี วิทยุเคลื่อนที่คาดว่าจะมีอายุการใช้งาน 10 ปี โดยทั่วไปแล้วเครื่องส่งรับวิทยุจะมีอายุใช้งาน 8 ปี"2.4 Equipment Inventory," San Rafael Police Radio Committee: Report to Mayor and City Council, (San Rafael, California: City of San Rafael, 1995,) pp. 8. ในเอกสารของรัฐแคลิฟอร์เนีย กระทรวงบริการทั่วไปรายงานอายุการใช้งานที่คาดหวังสำหรับแผงควบคุมการสื่อสารที่ใช้ในกระทรวงป่าไม้และป้องกันอัคคีภัยคือ 10 ปี"8000 Exhibits:Equipment Replacement Costs for a Typical Three Position CDF Command and Control Center," 8000 Telecommunications Manual, (Sacramento, California: State of California, Department of Forestry and Fire Protection, 2006) Adobe PDF file on console costs. 

 ความถี่วิทยุสองทาง 
วิทยุสองทางทั่วไปทำงานในช่องความถี่วิทยุคงที่ แม้ว่าบางช่องสามารถสแกนได้หลายช่องเพื่อค้นหาการส่งสัญญาณที่ถูกต้อง ในระบบแอนาล็อกแบบธรรมดา (ระบบประเภทที่ง่ายที่สุด) ความถี่หนึ่ง หรือช่องทางที่ทำหน้าที่เป็นสื่อทางกายภาพหรือลิงก์ที่มีข้อมูลการสื่อสาร ประสิทธิภาพการทำงานของระบบวิทยุส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของย่านความถี่ที่ใช้ การเลือกความถี่สำหรับระบบวิทยุสองทางได้รับผลกระทบบางส่วนจากSee, "Appendix B - FCC Regulations," California EMS Communications Plan: Final Draft, (Sacramento, California: State of California EMS Authority, September 2000) pp.38. and Arizona Phase II Final Report: Statewide Radio Inter-operability Needs Assessment, Macro Corporation and The State of Arizona, 2004.:

 ใบอนุญาตและข้อบังคับของรัฐบาล
 ความแออัดในท้องถิ่นหรือความพร้อมของความถี่
 ภูมิประเทศ เนื่องจากสัญญาณวิทยุเดินทางต่างกันในป่าและทัศนวิสัยในเมือง
 การปรากฏของเสียงรบกวน การรบกวน หรือการแทรกแซง
 การรบกวนของคลื่นฟ้าที่ต่ำกว่า 50–60 MHz และการโค้งงอของโทรโพสเฟียร์ที่ความถี่สูงมาก

 ยูเอชเอฟเทียบกับวีเอชเอฟ 
ระบบวิทยุสองทางทั่วไปทำงานในความถี่สูงมาก (VHF) และความถี่สูงยิ่ง (UHF) ของสเปกตรัมวิทยุ เนื่องจากส่วนนี้ของคลื่นความถี่ถูกใช้อย่างมากสำหรับการออกอากาศและการใช้งานที่แข่งขันกันหลายครั้ง การบริหารความถี่วิทยุจึงกลายเป็นกิจกรรมสำคัญของรัฐบาลในการควบคุมผู้ใช้วิทยุเพื่อประโยชน์ของการใช้วิทยุที่มีประสิทธิภาพและไม่รบกวน ทั้งสองย่านความถี่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับผู้ใช้ที่แตกต่างกัน"VHF or UHF... Which Is Better?"

 ช่วง 
ช่วงตรงที่มีประโยชน์ของระบบวิทยุสองทางขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการแพร่กระจายคลื่นวิทยุ ซึ่งเป็นฟังก์ชันของความถี่

มีปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อช่วงของวิทยุสองทาง เช่น สภาพอากาศ ความถี่ที่แน่นอนที่ใช้ และสิ่งกีดขวาง"2-Way Radio Range: How Far Can Two-Way Radios Communicate?"

 ดูเพิ่ม 
 TETRA (วิทยุทรังก์ภาคพื้นดิน)
 บริการวิทยุครอบครัว
 วิทยุเคลื่อนที่
 วิทยุเคลื่อนที่แบบมืออาชีพ
 วิทยุเคลื่อนที่เฉพาะทาง
 โทรศัพท์วิทยุเคลื่อนที่
 วิทยุตำรวจ
 วิทยุโทรศัพท์
 วิทยุคลื่นความถี่ภาคประชาชนในประเทศไทย

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:การสื่อสารทางวิทยุ