สถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่น

สถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่น () คือสถานีวิทยุสมัครเล่นที่ติดตั้งเครื่องวิทยุสำหรับรับสัญญาณจากคลื่นความถี่หนึ่ง แล้วส่งออกไปยังอีกคลื่นความถี่เดียวกัน หรือต่างคลื่นความถี่ ภายใต้กฎระเบียบและกติกาของประเทศหรือภูมิภาคนั้น ๆ ได้กำหนด เพื่อเพิ่มระยะการส่งสัญญาณวิทยุจากอุปกรณ์ที่มีกำลังส่งต่ำให้สามารถติดต่อสื่อสารได้ไกลมากขึ้น แนวคิดดังกล่าวมีความคล้ายคลึงกับสถานีทวนสัญญาณที่ใช้โดยหน่วยงานภาครัฐและเอกชน ซึ่งมีหลักการทำงานเช่นเดียวกัน

สำหรับสถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นนั้น มักจะอยู่ภายใต้การดูแลของกลุ่มนักวิทยุสมัครเล่นในท้องที่นั้น ๆ โดยเปิดให้ใช้งานได้สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นทุกคน ในบางครั้งอาจมีการเชื่อมโยงสถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นหลายแห่งเข้าด้วยกัน รวมถึงเชื่อมต่อกับโครงข่ายอื่นภายนอก เพื่อให้การสื่อสารมีความครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างยิ่งขึ้น ซึ่งในประเทศไทยได้มีการทดลองเชื่อมโยงระบบสถานีทวนสัญญาณในเขต 7 ของ กสทช. และระบบเอ็กโค่ลิงก์ในวันวิทยุสมัครเล่นโลก พ.ศ. 2565 ทำให้มีพื้นที่ครอบคลุมในการสื่อสารถึง 5 จังหวัด

ความถี่ 
ความถี่ที่ใช้งานในการทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นนั้นส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงของวีเอชเอฟ ย่านความถี่ 6 เมตร (50-54 MHz) ย่านความถี่ 2 เมตร (144-148 MHz) ย่านความถี่ 1.25 เมตร (222-225 MHz) และช่วงยูเอชเอฟ ย่านความถี่ 70 เซนติเมตร (430-440 MHz) และสามารถใช้งานได้กับทุกคู่ความถี่ที่สูงกว่า 28 MHz และในบางพื้นที่ใช้ย่านความถี่ 33 เซนติเมตร (902-928 MHz) และย่านความถี่ 23 เซนติเมตร (1.24-1.3 GHz) ในการทวนสัญญาณ โดยในแต่ละประเทศนั้น มีกฎหมายและระเบียบในการใช้งานคลื่นความถี่ที่แตกต่างกันไป เช่น ในสหรัฐอเมริกา ย่านความถี่ 2 เมตรคือ 144-148 MHz ในประเทศอังกฤษและส่วนใหญ่ของสหภาพยุโรปใช้งานความถี่ 144-146 MHz ในขณะที่ประเทศไทยใช้ความถี่ 144-147 MHz

สำหรับความถี่ที่ใช้ในการทวนสัญญาณนั้นจะเรียกว่า ความถี่รับ และความถี่ส่ง โดยในทางปฏิบัตินั้นจะมีระยะห่างกันคงที่ ในสหรัฐอเมริกานั้นย่านความถี่ 2 เมตร ค่าระยะห่างมาตรฐานคือ 600 kHz (0.6 MHz) ส่วนในประเทศไทยจะใช้ในรูปแบบของดูเพล็กซ์ -600 kHz คือเมื่อเราออกอากาศ เครื่องส่งวิทยุของเราจะส่งไปที่ความถี่ที่ต่ำกว่าช่องที่ตั้งไว้รับฟัง 600 kHz เมื่อไปถึงสถานีทวนสัญญาณ ระบบจะนำไปออกอากาศอีกครั้งในความถี่ที่สูงกว่าภาคส่งจากเราคือ 600 kHz ซึ่งเป็นช่องของสถานีทวนสัญญาณซึ่งมีบุคคลอื่นหรือบุคคลที่เราต้องการจะติดต่อสื่อสารด้วยรับฟังอยู่

ในอดีตสมัยที่วิทยุสื่อสารถูกควบคุมด้วยแร่บังคับความถี่ คู่ความถี่สถานีทวนสัญญาณถูกตั้งค่าไว้ที่ช่วงท้ายของความถี่ส่ง ตามด้วยความถี่รับ โดย (34/94) หมายความว่า สัญญาณจะถูกส่งผ่านความถี่ 146.34 MHz และรับฟังได้ที่ความถี่ 146.94 MHz ในขณะที่สถานีทวนสัญญาณจะถูกตั้งค่าในทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน คือความถี่รับ 146.34 MHz และความถี่ส่ง 146.94 MHz 

ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา (พ.ศ. 2513) ได้มีการใช้งานวิทยุสื่อสารแบบสังเคราะห์ความถี่ที่ถูกควบคุมการทำงานโดยไมโครโปรเซสเซอร์ ทำให้สามารถใช้งานและแยกความถี่โดยกำหนดให้เป็นค่ามาตรฐาน อาทิ การบอกทิศทางของการเปลี่ยนแปลงความถี่ในรูปแบบของ "+" เป็นการเพิ่มความถี่ในการส่ง และ "-" ในการลดความถี่ในการส่ง โดยกำหนดตามค่ามาตรฐานในการใช้งานความถี่นั้น ๆ เช่น 145.625 ค่าความถี่ลบ หมายความว่า ความถี่ส่งคือ 145.6250 MHz ความถี่รับคือ 145.0250 MHz ซึ่งมีความถี่ต่ำกว่า 600 kHz ส่วนในไทยนิยมแจ้งด้วยความถี่ และลงท้ายด้วย ดูเพล็กซ์ -600 ซึ่งเป็นค่ามาตรฐานของประเทศไทย

การใช้งาน 
ในต่างประเทศนั้น สถานีทวนสัญญาณสามารถเชื่อต่ออัตโนมัติกับสายโทรศัพท์พื้นฐานและเครือข่ายโทรศัพท์พื้นฐานเพื่อโทรศัพท์ออกจากวิทยุสื่อสารที่มีปุ่มกด โดยให้บริการกับสมาชิกของกลุ่มหรือชมรมเฉพาะกลุ่ม นอกจากนี้สถานีทวนสัญญาณวิทยุส่วนใหญ่มีการป้องกันการเข้าถึงด้วยรหัสควบคุม CTCSS (หรือที่คนไทยเรียกว่า โทน) เพื่อป้องกันไม่ให้ถูกรบกวนโดยสัญญาณวิทยุอื่น ๆ และสถานีข้างเคียงที่มีความถี่ใกล้หรือตรงกัน นักวิทยุบางคนใช้ระบบการเข้ารหัสดิจิทัลอื่น ๆ ที่เรียกว่า DCS, DCG หรือ DPL (เครื่องหมายการค้าของโมโตโรลา)

ในชุมชนนักวิทยุสมัครเล่นหลายแห่ง สถานีทวนสัญญาณนั้นกลายเป็นเหมือนสถานที่นัดหมายหลักในการออกอากาศในแต่ละพื้นที่ โดยเฉพาะในช่วงเวลาของการขับรถ (ในช่วงเช้าและช่วงบ่าย) ในช่วงเย็นอาจจะีการรายงานสภาพอากาศ หรือข่าวสารสาธารณะต่าง ๆ ในกรณีฉุกเฉินหรือภัยพิบัติต่าง ๆ สถานีทวนสัญญาณนั้นช่วยเชื่อมต่อการสื่อสารที่จำเป็นในพื้นที่ที่ห่างไกลและระบบสื่อสารหลักไม่สามารถใช้การได้

อุปกรณ์ในการทวนสัญญาณ 

อุปกรณ์พื้นฐานในการทวนสัญญาณประกอบไปด้วยเครื่องรับวิทยุย่านเอฟเอ็มที่ใช้งานในความถี่หนึ่ง และเครื่องส่งวิทยุย่านเอฟเอ็มในช่วงความถี่เดียวกัน และเชื่อมต่อเครื่องวิทยุทังสองตัวเข้าด้วยกัน เมื่อเครื่องรับวิทยุได้รับข้อความเข้ามา ก็จะถ่ายทอดเสียงนั้นก็จะถูกกดคีย์และถ่ายทอดสัญญาณเสียงนั้นอีกครั้งออกอากาศออกไปให้ได้ยิน

ในการทวนสัญญาณนั้น จำเป็นจะต้องมีอุปกรณ์ในการควบคุมการทวนสัญญาณ สามารถเป็นได้ทั้งอุปกรณ์แบบฮาร์ดแวร์ หรือใช้งานผ่านซอฟต์แวร์ก็ได้

อุปกรณ์ควบคุมในการทวนสัญญาณนั้นมักจะมีอุปกรณ์ในการจับเวลาในการออกอากาศ เพื่อตัดการเชื่อมต่อของสัญญาณที่ส่งมาออกอากาศนานเกินไป โดยเฉพาะในกลุ่มที่ใช้ในการสื่อสารในสถานการณ์ฉุกเฉิน มักจะตั้งค่าให้สามารถออกอากาศได้ครั้งละไม่เกิน 30 วินาทีในการถ่ายทอดข้อมูล โดยในกลุ่มอื่น ๆ อาจใช้เวลา 3 นาทีหรือนานกว่านั้น อุปกรณ์ในการจับเวลาจะมีการเริ่มต้นใหม่หลักจากการหยุดพักช่วงสั้น ๆ หลังการส่งสัญญาณออกอากาศแต่ละครั้ง และในหลาย ๆ ระบบจะมีการส่งเสียงบี๊บเตือนเพื่อแจ้งว่าระบบได้เริ่มต้นใหม่และให้บริการอีกครั้ง

ประเภทสถานีทวนสัญญาณ

สถานีทวนสัญญาณแบบทั่วไป 
สถานีทวนสัญญาณแบบทั่วไป เป็นการทวนสัญญาณภายในย่านความถี่เดียวกัน หรือย่านความถี่ใกล้เคียงกัน โดยทวนสัญญาณทุกอย่างที่ถูกส่งมาทั้งสัญญาณเสียงแบบเอฟเอ็มผสมมากับคลื่นความถี่ โดยใช้สายอากาศ 2 อัน อันแรกสำหรับภาครับ อันที่สองสำหรับภาคส่ง หรือการแยกภาคส่งและภาครับในสายอากาศต้นเดียวแบบดูเพล็กซ์

การใช้งานแบบดูเพล็กซ์เป็นการใช้งานอุปกรณ์ที่ป้องกันไม่ให้กำลังส่งที่สูงของภาคส่งกลบสัญญาณจากภาครับของสถานีทวนสัญญาณ ช่วยให้ใช้เครื่องรับส่ง 2 เครื่องสามารถใช้สายอากาศในต้นเดียวกันได้ นิยมติดตั้งในการทวนสัญญาณย่านความถี่ 2 เมตรกับความถี่ที่สองบนย่าน 440 MHz ในการแบ่งปันการใช้งานบนเสาอากาศที่ติดตั้งสายอากาศเพียงต้นเดียว

สถานีทวนสัญญาณส่วนใหญ่จะใช้การควบคุมระยะไกลผ่านการใช้โทนเสียงบนช่องความถี่สำหรับควบคุมระบบ

สถานีทวนสัญญาณแบบข้ามย่านความถี่ 
สถานีทวนสัญญาณแบบข้ามย่านความถี่ (Cross-band repeaters) เป็นการทวนสัญญาณโหมดเฉพาะบนย่านความถี่หนึ่งไปยังโหมดเฉพาะบนอีกย่านความถี่หนึ่งที่แตกต่างจากภาคส่ง วิธีดังกล่าวทำให้ระบบมีความซับซ้อนที่น้อยลง การทวนสัญญาณแบบนี้ทำให้สามารถรับและส่งข้อมูลในเวลาเดียวกันด้วยสายอากาศต้นเดียว เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาและความซับซ้อนในการทวนสัญญาณย่านความถี่เดียวกัน

ในเครื่องรับส่งวิทยุแบบหลายย่านความถี่บางเครื่องสามารถใช้งานเพื่อทวนสัญญาณแบบข้ามย่านความถี่ได้

สถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นโทรทัศน์ 
สถานีทวนสัญญาณโทรทัศน์วิทยุสมัครเล่น (Amateur television: ATV) ใช้ในการส่งสัญญาณวีดีโอแบบเคลื่อนไหวเต็มรูปแบบซึ่งช่วงความถี่ที่ใช้งานนั้นจะแตกต่างกันไปตามแต่ละประเทศกำหนด

ในประเทศสหรัฐอเมริกานั้นกำหนดในรูปแบบของการทวนสัญญาณข้ามความถี่ โดยมีภาครับในย่านความถี่ 33 หรือ 23 เซนติเมตร และความถี่ส่งในความถี่ 421.25 MHz หรือในบางครั้งที่ 426.25 MHz (ในย่านความถี่ 70 เซนติเมตร) ความถี่ในภาคส่งเหล่านี้ตรงกันกับความถี่เคเบิลทีวีมาตรฐาน ช่องที่ 57 และ 58 ทำให้ใครที่มีโทรทัศน์อนาล็อกแบบเอ็นทีเอสซี สามารถรับชมได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะในการรับ

นอกจากนี้ยังมียังมีการทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นโทรทัศน์แบบดิจิทัล (digital amateur TV) ที่ส่งสัญญาณวีดีโอในรูปแบบดิจิทัลตามมาตรฐานการแพร่สัญญาณภาพดิจิทัลผ่านดาวเทียมด้วยการกล้ำสัญญาณ เนื่องจากใช้ช่วงความถี่ที่แคบและการสูญเสียสัญญาณที่สูง โดยวิทยุสมัครเล่นโทรทัศน์แบบดิจิทัลเป็นที่นิยมในยุโรป อันเนื่องมาจากความพร้อมของอุปกรณ์ในการแพร่สัญญาณภาพดิจิทัลผ่านดาวเทียม

ดาวเทียมทวนสัญญาณ 
ดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น มีจุดประสงค์เพื่อเป็นสถานีทวนสัญญาณบนอวกาศ โดย AMSAT ได้ออกแบบและสร้างดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น โดยมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า OSCARs ซึ่งย่อมาจาก Orbiting Satellite Carrying Amateur Radio ดาวเทียมวิทยุสมัครเล่นหลายดวงที่อยู่บนอวกาศได้รับการออกแบบและสร้างโดยมหาวิทยาลัยต่าง ๆ ทั่วโลก นอกจากนี้ยังมีดาวเทียมวิทยุสมัครเล่นหลายดวงสร้างขึ้นเพื่อการทดลอง ซึ่งดาวเทียมวิทยุสมัครเล่นของประเทศไทยดวงแรกชื่อว่า JAISAT-1

ดาวเทียมทวนสัญญาณนั้น มีความแตกต่างจากสถานีทวนสัญญาณอื่น ๆ คือการที่มันโคจรอยู่รอบโลกซึ่งโดยปกติสถานีทวนสัญญาณจะตั้งอยู่บนภาคพื้นดินบนผิวโลก โดยประเภทที่เยอะที่สุดประกอบด้วย ลิเนียร์ทรานสปอนเดอร์ สถานีทวนสัญญาณแบบข้ามย่านความถี่ และรูปแบบดิจิพิเตอร์ (Digipeater)

ลิเนียร์ทรานสปอนเดอร์ 
ลิเนียร์ทรานสปอนเดอร์ (Linear transponders) เป็นการทวนสัญญาณที่มักจะถูกใช้งานกับดาวเทียมวิทยุสมัครเล่น โดยปกติจะใช้ช่วงกว้างระหว่าง 20 ถึง 800 kHz ซ้ำจากย่านความถี่หนึ่ง ไปสู่อีกย่านความถี่หนึ่งแบบเชิงเส้น ซึ่งในเชิงเทคนิคการทวนสัญญาณรูปแบบนี้เหมาะกับการสื่อสารแบบ SSB และแบบ คลื่นต่อเนื่อง (CW)

ระบบการจัดเก็บและส่งต่อ 
ระบบการจัดเก็บและส่งต่อ (Store-and-forward systems) เป็นระบบทวนสัญญาณอีกประเภทหนึ่ง ที่ไม่ได้รับและทวนสัญญาณข้อมูลส่งต่อในทันที แต่เป็นการรับสัญญาณและส่งสัญญาณซ้ำออกไปในความถี่เดียวกัน ข้อความเดียวกันหลังจากการหน่วงเวลาสั้น ๆ อาจไม่ถูกนิยามว่าเป็นสถานีทวนสัญญาณตามกฎหมายบางประเทศ ซึ่งมีกฎหมายเฉพาะในการกำกับดูแลสถานีประเภทนี้

 การทวนสัญญาณแบบซิมเพล็กซ์ (Simplex repeater) รู้จักกันในชื่อ รีพีทเตอร์นกแก้ว เป็นรูปแบบการใช้รับส่งสัญญาณตัวเดียว และเครื่องบันทึกเสียง โดยจะบันทึกทุกอย่างที่ส่งมาตามระยะเวลาที่กำหนด (ประมาณ 30 ปีหรือน้อยกว่า) หลังจากนั้นจึงเล่นเครื่องบันทึกเสียงข้อมูลที่ได้รับมาดังกล่าวออกไปในความถี่เดียวกัน 
 ดิจิพิเตอร์ (Digipeater) เป็นการทวนสัญญาณแบบวิทยุแพ็คเก็ตซึ่งเป็นข้อมูลการสื่อสารระหว่าคอมพิวเตอร์ด้วยกันเอง (สำหรับ DIGItal rePEATER) มักจะใช้ในกิจกรรมและโหมดต่าง ๆ เช่น วิทยุแพ็คเก็ต ระบบรายงานแพ็คเก็จอัตโนมัติ (APRS), โหมดข้อมูลดีจิทัลของ D-STAR โหมดดิจิทัลเชิงพาณิชย์ อาทิ มาตรฐานวิทยุเคลื่อนที่ดิจิทัล (DMR) มาตรฐาน P25 และ NXDN ซึ่งบางโหมดเป็นการสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ และมีการเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ต
 สถานีทวนสัญญาณ SSTV เป็นสถานีที่ใช้ในการทวนสัญญาณของ SSTV (slow-scan television) ซึ่งจะมาพร้อมกับตัวรับสัญญาณเฮชเอฟหรือวีเอชเอฟ และคอมพิวเตอร์ที่มีการ์ดเสียง ใช้ในการทำหน้าที่เป็นตัวถอดรหัสของ SSTV โดยนักวิทยุสมัครเล่นสามารถใช้การทวนสัญญาณ SSTV ในการและเปลี่ยนรูปภาพกัน หากทั้งสองสถานีไม่สามารถแลกเปลี่ยนรูปภาพกัน สถานีทวนสัญญาณ SSTV จะช่วยในการทวนสัญญาณอีกครั้ง

เครือข่ายการทวนสัญญาณ 
สถานีทวนสัญญาณอาจจะเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบเครือข่ายของสถานีทวนสัญญาณ เมื่อสถานีทวนสัญญาณสถานีหนึ่งถูกเข้ารหัสโดยได้รับสัญญาณที่กำหนด สถานีทวนสัญญาณอื่น ๆ ก็จะทำงานและถ่ายทอดสัญญาณเดียวกัน โดยเชื่อมต่อผ่านวิทยุ ซึ่งมักจะแตกต่างจากความถี่ในการส่งสัญญาณ บางระบบสามารถเปิดการใช้งานได้โดยตัวผู้ใช้เอง ผ่านการเข้ารหัส DTMF (Dual-tone multi-frequency signaling) เพื่อใช้งานคุณสมบัติต่าง ๆ ของระบบเครือข่าย โดยระบบดังกล่าวช่วยให้ระบบการทวนสัญญาณมีขนาดที่กว้างขวางมากยิ่งขึ้น ทำให้สามารถสื่อสารถึงกันได้แม้จะอยู่ห่างกันหลายร้อยกิโลเมตร มักใช้ในการสื่อสารระดับภูมิภาค อาทิ เครือข่าย Skywarn ที่ใช้ในการรายงานสภาพอากาศที่เลวร้ายผ่านเครือข่ายการทวนสัญญาณ ซึ่งผู้ใช้งานจะทราบดีกว่าช่องความถี่ใด ใช้ในการรับฟังและรายงานพื้นที่ใด

การเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต 
สถานีทวนสัญญาณสามารถเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้โดยใช้วอยซ์โอเวอร์ไอพี (VoIP) เป็นวิธีในการเชื่อมต่อกับสถานีทวนสัญญาณที่อยู่ห่างไกล ที่ไม่สามารถติดต่อได้ผ่านสัญญาณวิทยุวีเอชเอฟและยูเอชเอฟ สำหรับโปรโตคอลที่เป็นที่นิยมในการใช้งานในปัจจุบันประกอบไปด้วย  D-STAR, เอ็กโคลิงก์, IRLP, WIRES และ eQSO. โดยโปรตอคอลเหล่านี้ยังสามารถส่งและรับหมายเลขผู้ใช้ และข้อมูลการติดต่อ ทำให้สามารถเลือกที่จะพูดคุยกับนักวิทยุเฉพาะคน หรือเฉพาะกลุ่มได้

สถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นในประเทศไทย 

สถานีทวนสัญญาณวิทยุสมัครเล่นในประเทศไทย อยู่ภายใต้การกำหนดหลักเกฑณ์และมาตรฐานโดย กสทช. ซึ่งเป็นหน่วยงานในการกำกับดูแลการใช้ความถี่

ความถี่สถานีทวนสัญญาณทั้งหมดของวิทยุสมัครเล่นในประเทศไทย ประกอบไปด้วย 26 ช่องสัญญาณ โดยแบ่งใช้งานตามพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วประเทศ จังหวัดละ 1 ความถี่ ยกเว้นบางจังหวัดที่มีภูมิประเทศที่เป็นอุปสรรค์ต่อการติดต่อสื่อสาร อาจจะพิจารณาตั้งสถานีเพิ่ม โดยจังหวัดที่อยู่ติดกันจะใช้ช่องสัญญาณที่ต่างกันเพื่อป้องกันการรบกวนระหว่างสถานีทวนสัญญาณ รวมถึงมีการเข้ารหัส CTCSS (เข้ารหัสโทน) เพื่อป้องกันการรบกวนกันระหว่างคู่ช่องสัญญาณเดียวกัน

นอกจากนี้ยังมีใช้งานทั้งระบบอนาล็อก และระบบดิจิทัล อาทิ ระบบ D-Star ระบบ DMR

อ้างอิง 

วิทยุสมัครเล่น
วิทยุ
การสื่อสาร