เนื้อหา

ระบบวิทยุ 2.4 GHz Spread Spectrum(FHSS,DSSS)

พิมพ์

intro

ระบบวิทยุ 2.4 GHz Spread Spectrum(FHSS,DSSS)

     ปัจจุบันเทคโนโลยีการสื่อสารแบบไร้สายได้มีความต้องการใช้งานที่มากขึ้นแต่ความถี่(Frequency Spectrum)ที่สามารถใช้งานได้ก็ยังคงมีอยู่อย่างจำกัด ไม่เว้นแม้แต่ในวงการวิทยุบังคับซึ่งก็ใช้คลื่นวิทยุ(RF)ในการติดต่อสื่อสารเช่นเดียวกับการสื่อสารไร้สายทั่วไปเช่น วิทยุ,โทรทัศน์,ไวเลสแลนด์ เป็นต้น

spectrum

    ดังนั้นทุกๆประเทศจึงต้องมีการจัดสรรความถี่ในการใช้งานแต่ละสาขาของการใช้งาน เพื่อป้องกันการรบกวนกันของสัญญาณ ตัวอย่างเช่น วิทยุระบบ FM ใช้คลื่นความถี่อยู่ที่ 87.5 – 108.0 MHz เป็นตัน สำหรับคลื่นความถีที่ใช้กับอุปกรณ์ประเภทวิทยุบังคับก็ได้ถูกกำหนดมาแล้วเช่นกันซึ่งเราจะคุ้นเคยกันอยู่กับคลื่น  27MHz 49MHz 50MHz 72MHz 75MHz ซึ่งระบบวิทยุแบบเดิมด้วยการเข้ารหัสสัญญาณคลื่นวิทยุแบบ FM(Frequency Modulation)แน่นอนว่าในการเล่นวิทยุบังคับในแต่ละพื้นที่ที่ระยะส่งสัญญาณไปถึงจะต้องไม่มีการใช้วิทยุบังคับที่มีคลื่นความถื่ซ้ำกันซึ่งเป็นข้อจำกัดอย่างหนึ่งของระบบวิทยุนี้ แม้จะมีการแก้ปัญหาโดยการแบ่งความถี่ให้ย่อยลงไปอีกเพื่อให้มีการใช้งานพร้อมกันได้มากขึ้นเช่นความถื่ 72 MHz ที่แบ่งได้อีกถึง 50 ช่องสัญญาณ
 

  72.010 MHz - Ch 11
  72.030 MHz - Ch 12
  ……….  MHz - Ch xx
  72.970 MHz - Ch 59
  72.990 MHz - Ch 60
6EXP 72radiolink

ถึงแม้จะมีข่องความถี่ให้ใช้มากขึ้นถึง 50 ความถี่ แต่โอกาสที่จะไปเล่นเครื่องบินที่สนามแล้วเจอผู้เล่นคนอืนที่มีความถี่ตรงกับเราก็ยังมีเยอะอยู่ดีและทุกครั้งก่อนเล่นก็ต้องมีระบบจัดการคลื่นความถื่ของสนามนั้นๆเพื่อป้องกันการเล่นคลื่นความถื่เดียวกันพร้อมๆกันโดยส่วนมากก็จะเป็นการใช้ไม้หนีบหรือการเขียนลงบอร์ดไว้เพื่อให้ผู้เล่นท่านอื่นที่มาเล่นทีหลังได้ทราบว่าในตอนนี้มีคลื่นไหนบ้างที่กำลังเล่นอยู่ บางครั้งก็ต้องแก้ปัญหาหากความถื่ที่เราต้องการใช้นั้นมีคนอื่นใช้งานอยู่ด้วยการเปลื่ยนความถื่เป็นความถื่ที่ไม่มีคนอื่นใช้ด้วยการเปลี่ยนแร่ความถื่

72recieve crytal

และแล้วเมื่อไม่นานมานี้ก็มีเทคโนโลยีใหม่เข้ามาช่วยให้วงการวิทยบังคับได้ก้าวข้ามพ้นความลำบากเหล่านี้ ด้วยเทคโนโลยี Spread Spectrum บนคลื่นความถื่ 2.4GHz ทำให้ผู้เล่นวิทยุบังคับไม่ต้องกังวลเรื่องคลื่นวิทยุจะตรงกันและนอกเหนือจากนั้นรีซีฟยังสามารถใช้ร่วมกันได้กับวิทยุที่ใช้ระบบเดียวกันได้อีกด้วย
.......................................................................................................................................... 

ทำไมต้องเป็นความถื่ 2.4 GHz ?

    หลายๆท่านอาจเกิดข้อสงสัยนี้ในใจว่าทำไมต้องเป็น 2.4GHz เป็นคลื่นอื่นได้มั๋ย หรือเป็นคลื่นเดิมได้มั๊ย(72 MHz) มี 2 เหตุผลคือ
    1. เนื่องจากคลื่น 2.4 – 2.5 GHz เป็นคลื่นประเภท Unlicensed  ISM band (Industrial, Scientific and Medical band)หมายถึงทุกคนสามารถใช้ได้ภายใต้กำลังส่งที่กฏหมายกำหนด สำหรับประเทศไทยกำลังส่งต้องไม่เกิน 100mW (E.I.R.P.) ยกตัวอย่างเช่น Wirelesslan ก็ใช้ความถี่คลื่น 2.4 GHz เช่นกันซึ่งทุกๆคนสามารถซื้อมาใช้งานได้(ซื้อภายในประเทศ)โดยไม่ต้องขออนุญาตจากหน่วยงานของรัฐบาลแต่ทั้งนี้ต้องมีกำลังส่งอยู่ในอัตราที่กฎหมายกำหนดเพื่อไม่เป็นการรบกวนคนอื่นที่ใช้งานอยู่ด้วย สำหรับการนำเข้า Wirelesslanจากต่างปรเทศ ก็จะต้องถูกตรวจสอบจากหน่วยงานของรัฐในด้านความถื่และกำลังส่งก่อนเข้ามาในประเทศอยู่แล้ว
thaiuse24
     ข้อมูลจาก สำนักงาน กสทช.

    2. ไม่สามารถใช้เทคนิค Spread Spectrum กับความถื่สำหรับวิทยุบังคับเดิมได้ (27MHz 49MHz 50MHz 72MHz) เนื่องจากช่วงความถื่(Bandwidth)แคบเกินไปยกตัวอย่างเช่นคลื่น 72MHz Bandwidt 72.010 – 72.990 =  0.98MHz นั่นคือ 980,000HZ แต่สำหรับคลื่น 2.4 GHz แล้วมี Bandwidth ได้ถึง 2.5 – 2.4 = 0.1GHz นั่นคือ  100,000,000 จะเห็นได้ว่าคลื่น 2.4 GHz มี Bandwidth มากกว่าถึง 100 เท่า
 spektrum-dx6-30
spektrum-dx6-31
    จากภาพด้านบนเป็นรูปของสัญญาณวิทยุระบบ 2.4GHz จะเห็นได้ว่า(ในภาพขยายที่ 2)ความกว้างของความถี่คลื่น(Bandwidth) มีขนาดความกว้างถึง 834 kHz เมื่อเทียบกับ Bandwidth ของ คลื่น 72MHz ซึ่งมีความกว้างเพียง 20kHz เท่านั้น
..................................................................................................................... 

 วิทยุคลื่น 2.4 GHz ใช้ความถี่เดียวกันได้อย่างไร ?

     ด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่า Spread Spectrum ทำให้เราสามารถใช้คลื่นความถื่ร่วมกันได้โดยไม่เกิดการกวนกันของสัญญาณ ซึ่งความหมายของวิธีนี้ก็คือการ Spread = ตีแผ่ออกไป และ Spectrum = แถบความยาวของความถี่ซึ่งจะหมายความได้ทั้งความถี่ของคลื่นวิทยุและรวมไปถึงความถื่ของข้อมูล บนหลักการ Spred Spectrum ทำให้เกิดเทคนิคในการส่งข้อมูลออกเป็น 2 แบบหลักๆคือ FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) แลลจาะ DSSS(Direct Sequent Spread Spectrum)
spread_spectrum 

spsptech2 

ดังนั้น วิธีหลีกเลี่ยงการแทรกแซงของสัญญาณอื่นๆมี 2 วิธีคือ

1.Interference suppression (การขจัดคลื่นแทรก) ใช้ DSSS

2.Interference avoidance (การหลีกเลี่ยงคลื่นแทรก) ใช้ FHSS

    FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)
 fhss

      ด้วยช่วงควมถี่ที่กว้างของคลื่น 2.4 GHz ทำให้เราสามารถแบ่งช่องความถี่ได้อีกหลายช่องซึ่งเรียกว่า Narrow Band หรือคลื่นความถื่ช่วงแคบโดยปรกติจะแบ่งได้ถึง 79 ช่องสัญญาณ หลักการของวิธีนี้คือ การเปลี่ยนช่องสัญญาณในการส่งข้อมูลอยู่ตลอดเวลาซึ่งอาจเร็วถึง 1600 ครั้งต่อวินาที และในการสลับช่องสัญญาณในการส่งนั้นก็มีลักษณะเฉพาะตัวที่เรียกว่า (Psuedo-Random Frequency Hopping Sequence) ซึ่งเปรียบเหมือนการสร้างตารางความถี่ของตนเองที่รู้เฉพาะผู้ส่งและผู้รับเท่านั้นว่าตอนนี้ส่งข้อมูลในช่องสัญญาณใดอยู่และกำลังจะกระโดด(Hopping)ไปยังช่องสัญญาณใด ด้วยวิธีนี้เองที่ทำให้สารถใช้ความถี่ 2.4GHz ร่วมกันได้โดยไม่เกิดการกวนกันของสัญญาณ 
    ในการโดด(Hopping)นั้นเกิดขึ้นเร็วมากและเป็นไปอย่างไม่มีลำดับ(Psuedo-Random)ดังนั้นโอกาสที่คลื่นจะรบกวนกันก็มีน้อยมากมีโอกาสเกิดขึ้นเพียงแค่ 1/1600=0.625 microseconds เท่านั้นและถ้าหากมีการเกิดการชนกันของสัญญาณก็มีวิธีการในการตรวจสอบและแก้ใขข้อมูลได้ไม่ยากด้วยวิธีการทาง error correction techniques 

     DSSS(Direct Sequent Spread Spectrum)
dsss 

    สำหรับวิธีการของ DSS นี้จะต่างออกไปจากจากเทคนิคของ FHSS โดยการนำข้อมูลที่จะส่งนั้นซึ่งปรกติจะมี Bandwidth แคบเพราะส่วนใหญ่จะถูกปรับให้เป็นข้อมูลแบบ Digital คือ 1 กับ 0 เพื่อง่ายต่อการตรวจข้อผิดพลาดและสามารถแก้ใขข้อมูลให้ถูกต้องได้ แล้วนำข้อมูลนี้มาขยายหรือ Spread โดยการใช้ S Psuedo Code Sequent แทนบิต(0,1)ของข้อมูลเช่น ให้ 1 = 11001100 และ 0 คือส่วนกลับของ 1 นั่นคือ 00110011 โดยบิตข้อมูลใหม่ที่ได้จากการแทนที่ข้อมูลด้วย Psuedo Code เรียกว่า chip ซึ่งจะถูกส่งผ่านคลีน 2.4 GHz ในลักษณะ wideband ในช่องสัญญาณใดช่องสัญญาณหนึ่งที่อยู่ในช่วง 2.4-2.5 GHz นี้

.......................................................................................................................................

ข้อดีข้อเสียของ FHSS และ DSSS

การส่งข้องมูลด้วยวิธี Spred Spectrum ทั้งสองแบบนี้มีข้อดีร่วมกันคือ

1.ทำให้ สามารถใช้คลื่นความถี่ 2.4 GHz ร่วมกันได้โดยไม่เกินการกวนกันของสัญญาณ
2.ทนต่อการรบกวนจากสัญญาณอื่นๆที่อาจเข้ามาแทรกได้

ข้อแตกต่างของทั้งสองแบบ
   ในทางทฤษฎีแล้วระบบ
FHSS จะสามารถทนต่อการรบกวนของคลื่นแทรกที่เป็นลักษณะ WideBandได้ดีกว่าและมีอุปกรณ์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า แต่ระบบระบบ DSSS มีระบบความปลอดภัยที่ดีกว่าเนื่องจากมีการเข้ารหัสข้อมูลอีกทั้งสามารถเพิ่มจำนวนบิตในการเข้ารหัสเพื่อเพิ่มความปลอดภัยได้อีกแต่ก็ต้องแลกมากับอัตราการส่งข้อมูลที่ลดลง

......................................................................................................................................

ข้อดี-ข้อเสีย ของระบบวิทยุ 2.4GHz กับ ระบบเดิม(เช่น คลื่น 72MHz)

    อย่างที่ได้กล่าวมาขั้นต้นถึงข้อดีของวิทยุระบบ 2.4GHz ทั้งในเรื่องของคลื่นความถี่ที่ใช้ร่วมกันได้และยังทนต่อสัญญาณรบกวนอื่นๆแต่ในข้อดีหลายๆอย่างก็ย่อมมีข้อเสียอยู่บ้าง เหมือนเช่นที่ครั้งหนึ่งเราเคยฟังวิทยุระบบ AM(KHz) แล้ววันหนึ่งวิทยุระบบนี้ก็แทบจะหมดไปเพราะมีระบบ FM(MHz) มาแทนที่ทั้งนี้ก็เนื่องด้วยระบบ FM มีการรบกวนหรือการเพี้ยนของสัญญาณน้อยกว่าระบบ  AM มาก แต่ข้อจำกัดก็คือเรื่องของระยะส่งสัญญาณที่สั้นกว่าระบบ AM แต่ก็แลกมาด้วยสัญญาณที่ความชัดเจนกว่ามากก็เป็นสิ่งที่คุ้มค่าต่อการใช้งาน แม้ว่าเรื่องของระบบ AM,FM จะเป็นเรื่องของการเปลี่ยนวิธีการ Modulate สัญญาณแต่ลักษณะที่คล้ายกันคือระดับความถี่มีผลต่อระยะการรับส่งของสัญญาณวิทยุ(หากระดับพลังงาน Watt เท่ากัน)ซึ่งจะแปลผกผันกันเนื่องจากความถี่ของคลื่นวิทยุมีผลกับความยาวของคลื่นโดยคลื่นที่มีความถี่มากความยาวคลื่นจะสั้นลงและทำให้การทะลุทะลวงของคลื่นต่อสิ่งกีดขวางก็จะน้อยลงไปด้วย จึงเป็นสาเหตุให้ระบบ AM(ความถี่ระดับ 1,000Hz) ซึ่งมีความยาวคลื่นมากกว่าระบบ FM(ความถี่ระดับ 1,000,000Hz) จึงส่งสัญญาณได้ไกลกว่านั่นเอง  ในทำนองเดียวกันกับคลื่นความถี่ระบบ 72MHz และ 2.4GHz แน่นอนว่าคลื่นความถี่ 72MHz จะสามารถทะลุทะลวงสิ่งกีดขวางได้ดีกว่าแน่นอน
wavelenge 

แต่ทั้งนี้สำหรับเครื่องบินแล้วเนื่องจากเราบินอยู่ในอากาศซึ่งปรกติจะไม่มีสิ่งกีดขวางอะไรมากั้นระหว่างสัญญาณวิทยุกับรีซีฟดังนั้นหากกล่าวถึงระยะการรับสัญญาณที่ไม่มีสิ่งกีดขวางทั้งสองระบบ 72MHz และ  2.4GHz มีระยะการรับส่งที่ไม่ต่างกันมากนัก แต่สิ่งกีดขวางระหว่างคลื่นกับรีซีฟที่เราหลีกเลี่ยงไม่ได้นั่นคือตัวของเครื่องบินนั่นเอง ดังนั้นแล้วรีซีฟของวิทยุระบบ 2.4GHz จึงต้องคำนึงถึงจุดที่จะติดตั้งรีซีฟพอสมควร ไม่ควรจะถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงประเภทโลหะเป็นต้น ซึ่งรีซีฟในปัจจุบันก็ได้มีการแก้ใขข้อจำกัดนี้ด้วยการเพิ่มสายรับสัญญาณ หรือ การเพิ่มพอร์ตสำหรับต่อตัวรับสัญญาณเพิ่ม เป็นต้น แต่อย่างไรก็ดีระบบวิทยุ 2.4GHz ในรุ่นหลังๆก็ได้รับการปรับปรุงในด้านระบบการส่งและการรับข้อมูลทำให้ข้อเสียในด้านนี้ได้ลดน้อยลง
AR6200 TFR6

.......................................................................................................................................... 

ตัวอย่างวิทยุที่ใช้คลื่น 2.4 GHz

    ในที่นี้จะยกตัวอย่างค่ายวิทยุหลักๆก็คือ Futaba และ Specktrum ในยุคแรกๆของคลื่น 2.4GHz นั้นได้มีการแบ่งค่ายการใช้เทคนิค Spread Spectrum กันอย่างชัดเจนคือ ค่าย Futaba จะเป็นระบบ FHSS และ ค่าย Spectrum จะเป็นระบบ DSSS

ค่าย Futaba
futk9530-200
fasst-logo  fhss-logo fut24s-fhss

     ในการเปิดตัวระบบวิทยุของค่าย Futaba นั้นเรียกเทคนิค Spread Spectrum ของตัวเองว่า FASST(Futaba Advance Spread Spectrum Technology)ซึ่งเป็นการนำเทคนิค FHSS ไปประยุกต์ใช้นั่นเองแต่ทั้งนี้ Futaba ได้อ้างว่าได้เพิ่มความสามารถมากว่าระบบ FHSS ปรกติจึงได้ตั้งชื่อเป็นเทคโนโลยีของตนเอง แต่ก็เนื่องด้วยเทคโนโลยีที่นำสมัยที่ Futaba ใช้ทำให้ต้นทุนในการผลิตโดยเฉพาะรีซีฟที่มีราคาแพงมากเมื่อเทียบกับรีซีฟ 2.4GHz ของรุ่นอื่นๆ ดังนั้นจึงได้เกิดวิทยุบางรุ่นของ Futaba ที่เขียนกำกับว่าใช้ระบบ FHSS ซึ่งจริงๆแล้วเป็นรุ่นที่มาทีหลังวิทยุระบบ FASST เสียอีก ทั้งนี้ก็เป็นเรื่องของการตลาดเพราะการผลิตวิทยุและรีซีฟระบบ FHSS มีต้นทุนที่ถูกกว่า


ค่าย Specktrum
spektrumdx18 
dsm dsm2 dsmx

    สำหรับค่าย Specktrum นั้นก็เปิดตัววิทยุด้วยเทคโนโลยี Spread Spectrum ที่เรียกว่า DSM(Digital Spectrum Modulation)ซึ่งใช้เทคนิคของ DSSS เป็นหลักต่อมาก็ได้พัฒนามาเป็น DSM2 ซึ่งแก้ใขข้อบกพร่องโดยการเพิ่มตัวรับสัญญาณ(Dual Link) และล่าสุดเป็นระบบ DSMX ซึ่งเป็นการเพิ่มความเร็วและความน่าเชื่อถือของสัญญาณที่มากขึ้นด้วย แต่สำหรับระบบ DSMJ ดูเหมือนจะต่างออกไปเนื่องจากใช้เทคนิค FHSS ซึ่งเป็นระบบที่ถูกกฎหมายของประเทศญี่ปุ่น
 

เพิ่มคอมเมนต์ใหม่

ร่วมแสดงความคิดเห็นได้ค่ะ


รหัสป้องกันความปลอดภัย
รีเฟรช

คอมเมนต์   

#39 Guest 2561-07-16 10:33
Spot on with this write-up, I actually believe that this website needs a great deal more attention. I'll
probably be returning to read more, thanks for the information!

my blog post FIFA55: https://fifa55ez.com
#38 Guest 2561-07-16 08:48
I can see that your content probably doesn't have much traffic.
Your articles are interesting, you only need more new visitors.
I know a method that can cause a viral effect on your site.
Search in google: dracko's tricks make your content go viral

Here is my web site ... 73Latosha: https://Tressafat.blogspot.de
#37 Guest 2561-07-16 02:29
With havin so much content do you ever run into any problems of plagorism or copyright violation? My site has a lot of unique content I've either
authored myself or outsourced but it appears a lot of it is popping it up all over the internet
without my agreement. Do you know any solutions to help prevent content from being stolen? I'd genuinely appreciate
it.

Also visit my homepage FIFA55: https://www.fifa55zz.com
#36 Guest 2561-07-15 17:56
Its like you read my mind! You seem to know so much about this, like you wrote the book in it or something.

I think that you can do with some pics to drive the message
home a bit, but instead of that, this is excellent blog.
A great read. I will definitely be back.

Here is my blog post ... FIFA55: https://www.fifa55.in.th
#35 Guest 2561-07-15 15:44
What's up, I want to subscribe for this weblog to get most recent updates, thus where can i do it please help.


My website :: FIFA55: https://fifa55ez.com

สอบถาม ออนไลน์

LiveChat Help

เข้าสู่ระบบสมาชิก



ตรวจสอบการจัดส่ง

สมาชิกล่าสุด

  • hotp50lai1
  • te94en1
  • mold91de1
  • nis42ar7
  • in72rdis1

สถิติการเยี่ยมชม

284267
วันนี้
เมื่อวาน
อาทิตย์นี้
เดือนนี้
รวม
3
336
448
1734
284267

Your IP: 54.198.3.15