โดย จิตรยุทธ จุณณะภาต / Jitrayut Chunnabhata (HS0DJU)
Electrical Engineer, Amateur Radio Operator
Independent Researcher in RF and Applied Electromagnetics
หมายเหตุ: บทความนี้สงวนลิขสิทธิ์โดยผู้เขียน (โปรดดูรายละเอียดด้านล่างสุด)
ในโลกของวิทยุสมัครเล่น ระบบ FM (Frequency Modulation) คือหนึ่งในโหมดหลักที่เราใช้สื่อสารกันผ่านเครื่องวิทยุสื่อสาร และในเมนูตั้งค่า เรามักจะเจอกับตัวเลือกที่ชื่อว่า "Wide" และ "Narrow" ซึ่งทั้งสองแบบมีความแตกต่างกันที่ "ความกว้าง" ของสัญญาณที่เราส่งออกไป การส่ง-รับด้วยระบบที่ใช้แบนด์วิธ (bandwidth - ความกว้างของแถบความถี่ต่อช่องสัญญาณ) กว้างมาพร้อมกับการ "กินทรัพยากร" ที่เรามีอยู่นั่นคือจำนวนช่องจะน้อยลงแต่ก็ได้คุณภาพเสียงที่ดี ในขณะที่การส่ง-รับในระบบแบนด์วิธแคบ (narrow band) อาจจะทำให้คุณภาพต่ำลงบ้างแต่ก็เพียงพอกับการสื่อสารด้วยเสียง และข้อดีคือเราได้จำนวนช่องสื่อสารมากขึ้นในแถบความถี่รวมเท่าเดิม นอกจากนั้นการเลือกใช้ระบบการส่งให้ถูกต้องยังลดการรบกวนช่องสื่อสารข้างเคียงด้วย
ความแตกต่างในเชิงเทคนิค (ฉบับเข้าใจง่าย)
ในโหมดสื่อสารด้วยเสียงของคลื่น FM แล้ว Wide Band (25 kHz): เป็นมาตรฐานดั้งเดิม สัญญาณจะมีความกว้าง (Bandwidth) มากกว่า การเบี่ยงเบนทางความถี่ (Frequency Deviation) สูงกว่า
ส่วน Narrow Band (12.5 kHz): เป็นการบีบสัญญาณให้แคบลงครึ่งหนึ่ง เพื่อให้ในหนึ่งช่วงความถี่สามารถจุช่องสัญญาณได้มากขึ้น
ดูรูปที่ 1
แบบ Wide และ Narrow Band ต้อใช้ เห็น
ข้อดีและข้อเสีย
ในทางวิศวกรรมแล้วมักจะไม่มีอะไรได้เปล่า (หรือเสียไปเปล่าๆ) ในกรณีนี้ก็เช่นกัน การส่งสัญญาณแบบแถบความถี่แคบ (Narrow Band) ทำให้เราได้ช่องการสื่อสารมากขึ้น แต่ "พื้นที่" ที่จะบรรจุข้อมูลคุณภาพเสียงลงไปก็น้อยลง แคบลง ทำให้คุณภาพเสียงต่ำกว่าการผสมเสียงและส่งสัญญาณแบบ Wide Band ตารางที่ 1 แสดงข้อดีและข้อด้อยของสองระบบนี้
เกี่ยวกับการประหยัดพลังงานหรือเปล่า
คำตอบคือ "ไม่เกี่ยวโดยตรง" ครับ การปรับเป็น Narrow Band ไม่ได้ช่วยให้เครื่องวิทยุประหยัดแบตเตอรี่มากขึ้น เพราะกำลังส่ง (Watt) ที่ส่งออกไปยังคงเท่าเดิมตามที่เราตั้งค่าไว้ สิ่งที่เปลี่ยนไปคือ "ความกว้างของแถบคลื่น" เท่านั้นเอง ดังนั้นไม่ได้กินไฟน้อยลง นั่นคือเครื่องส่งของเรายังส่งกำลังออกไปเต็มที่ตามที่ออกแบบไว้ หรือพูดเล่นๆ อีกทีก็คือ "ถึงจะส่งแบบ Narrow Band ก็ยังแรงอยู่" นั่นเอง
แล้วควรเลือกใช้แบบไหนตอนไหน
ถ้าตัดเรื่องหลักปฏิบัติและระเบียบออกไป พิจารณาในแง่วิศวกรรมเพียงอย่างเดียว
เลือก Wide Band เมื่อ:
- ใช้งานในย่านวิทยุสมัครเล่นทั่วไป (VHF/UHF) ที่สมาชิกส่วนใหญ่ยังใช้มาตรฐานเดิม
- ต้องการคุณภาพเสียงที่ดีที่สุดในการสนทนา
- ใช้งานผ่าน Repeater ที่ตั้งค่าการรับสัญญาณแบบ Wide ไว้ (ถ้าเราส่ง Narrow ไปหาเครื่อง Wide เสียงเราจะเบามากสำหรับผู้รับ)
เลือก Narrow Band เมื่อ:
- ใช้งานในพื้นที่ที่มีการจราจรทางวิทยุหนาแน่น เพื่อลดการกวนกันของช่องติดกัน (Adjacent Channel Interference)
- เป็นการตกลงกันในกลุ่มเฉพาะที่ต้องการประหยัดช่องความถี่
- หรือในระบบวิทยุสื่อสารที่จัดสรรช่องความถี่ไว้ใกล้ชิดกัน (เช่น ระยะห่างระหว่างช่องเป็น 12.5KHz แทน 25KHz)
- ใช้งานในย่านความถี่ที่กฎหมายบังคับ (เช่น ย่านธุรกิจบางประเภท หรือมาตรฐานใหม่ในบางประเทศ)
สิ่งสำคัญในการใช้งานคือ "ต้องตั้งค่าให้ตรงกันทั้งผู้รับและผู้ส่ง" หากคนหนึ่งส่ง Wide แต่อีกคนเปิดรับแบบ Narrow เสียงจะแตกพร่า (Distorted) เพราะสัญญาณใหญ่เกินช่องรับ แต่ถ้าคนหนึ่งส่ง Narrow แต่อีกคนเปิดรับแบบ Wide เสียงก็จะเบาหวิวเหมือนพูดอยู่ในลำคอ
กรณีของสถานีทวนสัญญาณกรุงเทพมหานคร (E24CY)
สถานีทวนสัญญาณกรุงเทพมหานคร (และอาจจะรวมถึงสถานีทวนสัญญาณรุ่นใหม่ๆ ต่อไปในประเทศไทยในอนาคต) มีแนวทางที่ต้องการจัดสรรทรัพยากรความถี่ให้คุ้มค่าที่สุด (Spectrum Efficiency) และลดการรบกวนต่อกันให้มากที่สุดโดยการบีบช่องสัญญาณจาก 25 kHz ให้เหลือ 12.5 kHz เพื่อเพิ่มจำนวนช่องใช้งานใน
เหตุผลที่เครื่องรับ (Receiver) ของสถานีเหล่านี้ถูกออกแบบมาให้ "ตัด" หรือ "ปฏิเสธ" สัญญาณ Wide Band มีประเด็นสำคัญดังนี้:
- Strict Bandpass Filter: ภาครับของ Repeater ยุคใหม่มีตัวกรองสัญญาณที่คมมาก หากเราส่งแบบ Wide Band เข้าไป ส่วนที่เกิน (Deviation) จะล้นขอบตัวกรอง ทำให้ภาครับตรวจพบความผิดเพี้ยนสูง หรือมองว่าเป็นสัญญาณรบกวน (Splatter) ระบบจึงสั่งตัดการทำงานเพื่อป้องกันเสียงบี้แบนหรือเสียงแตกพร่าออกอากาศ
- ป้องกันการกวนข้ามช่อง (Adjacent Channel Rejection): เนื่องจากในกรุงเทพฯ มีการใช้งานความถี่หนาแน่นมาก หาก Repeater รับสัญญาณที่กว้างเกินไป มันจะไปดึงเอาสัญญาณจากช่องข้างเคียง (เช่น ช่องห่างไปแค่ 12.5 kHz) เข้ามารบกวนด้วย การบังคับใช้ Narrow จึงเป็นทางออกที่ดีที่สุดในการรักษาความสะอาดของสัญญาณ
คำแนะนำสำหรับเพื่อนนักวิทยุสมัครเล่น
หากท่านจะใช้งาน E24CY (หรืออาจจะรวมถึงรีพีทเตอร์ในเมืองใหญ่ต่อไปในอนาคต) "ต้อง" เข้าไปในเมนูตั้งค่า (มักเป็นเมนูชื่อ W/N) แล้วปรับให้เป็น "Narrow" เท่านั้นครับ ไม่อย่างนั้นสัญญาณของท่านอาจจะ "ถูกเมิน" โดยระบบอัตโนมัติของสถานีได้
เกิดอะไรขึ้นถ้าภาคส่งและภาครับตั้งความกว้างของแถบความถี่ไม่เหมือนกัน
พูดรวมๆ คือเกิดความผิดเพี้ยนขึ้น ไม่ว่าจะเสียงพร่าหรือเบา เหตุผลที่เสียงเพี้ยนเมื่อตั้งค่า Wide/Narrow ไม่ตรงกัน เกิดจากค่า Frequency Deviation (การเบี่ยงเบนความถี่) ที่ไม่สัมพันธ์กับ Bandwidth (ความกว้างช่องรับ) ของเครื่องรับนั่นเอง
อธิบายให้เห็นภาพทางเทคนิคได้ดังนี้:
1. กรณี: ส่ง Narrow (แคบ) — รับ Wide (กว้าง)
อาการ: เสียงเบามาก เหมือนพูดอยู่ในลำคอ
ทางเทคนิค: เครื่องส่งแบบ Narrow จะส่งสัญญาณที่มีความดังสูงสุด (Peak Deviation) อยู่ที่ประมาณ ±2.5 kHz แต่เครื่องรับแบบ Wide ออกแบบมาให้รอรับสัญญาณที่กว้างถึง ±5.0 kHz
ผลลัพธ์: เมื่อสัญญาณที่ส่งมา "แคบ" กว่าที่เครื่องรับคาดหวังไว้มาก วงจรภาคถอดรหัสสัญญาณเสียง (Discriminator) จะมองว่านี่คือสัญญาณที่เบามาก (Low Level) ผลที่ได้คือเสียงที่ออกมาจากลำโพงจึงเบาหวิวและขาดมิติเสียง
2. กรณี: ส่ง Wide (กว้าง) — รับ Narrow (แคบ)
อาการ: เสียงบี้ แตกพร่า หรือคุณภาพเสียงโดนตัดหายไป
ทางเทคนิค: เครื่องส่งแบบ Wide ส่งสัญญาณที่แกว่งกว้างถึง ±5.0 kHz แต่เครื่องรับแบบ Narrow มี "หน้าต่าง" ที่ยอมให้ความถี่ผ่านได้แค่ ±2.5 kHz เท่านั้น
ผลลัพธ์: ส่วนของคลื่นที่เกิน 2.5 kHz ออกไปจะถูกตัดออกไป ข้อมูลเสียงส่วนที่ดังที่สุดจะหายไป กลายเป็นความเพี้ยน (Distortion) ที่เราได้ยินเป็นเสียงบี้ๆ แตกๆ เหมือนลำโพงแตก หรือถ้าเป็นรีพีทเตอร์สมัยใหม่ ระบบจะมองว่านี่คือสัญญาณรบกวนและสั่งตัด (Squelch ตัด) ไปเลยครับ
3. "เสียงแบน" เกิดจากอะไร
ช่วงการตอบสนองความถี่: ในระบบ Wide Band จะมีช่วงการตอบสนองความถี่เสียงที่กว้างกว่า (Fidelity สูงกว่าหรือฟังชัดกว่าเพราะกว่า) เมื่อบีบมาเป็น Narrow Band นอกจากความดังจะลดลงแล้ว ย่านความถี่เสียงทุ้มและแหลมมักจะถูกบีบอัด (Compressed) เพื่อให้ลงตัวกับช่องสัญญาณที่แคบลง เสียงจึงฟังดู "แบน" (Flat) ไม่มีน้ำหนัก แต่ก็พอเพียงกับเสียงพูดของคนเรา
สรุปสั้นๆ
ส่งแคบ-รับกว้าง = เสียงหาย (เบา)
ส่งกว้าง-รับแคบ = เสียงล้น (แตก/บี้)
ถ้าอยากให้เสียงหล่อและเข้าได้ทุกระบบ ให้ตั้งเครื่องใช้งานแบบ Narrow Band ไว้ตามมาตรฐานใหม่จะปลอดภัยที่สุดสำหรับรีพีทเตอร์ยุคนี้
การส่ง-รับด้วยโหมดอื่นล่ะมี wide-narrow band หรือไม่
มีครับ แต่จะเรียกชื่อหรือมีรูปแบบการจัดการที่ต่างกันไปตาม โหมดการผสมคลื่น (Modulation) นั้นๆ เพราะคำว่า "Wide" และ "Narrow" ในทางเทคนิคคือการระบุ Bandwidth (ความกว้างของช่องสัญญาณ)นั่นเองครับ
สรุปให้เห็นภาพในโหมดอื่นๆ ดังนี้:
1. ระบบ AM (Amplitude Modulation)
ในระบบ AM ก็มี Wide และ Narrow แต่อาจจะไม่ได้เรียกสลับไปมาบ่อยเท่า FM
Wide Band AM: ใช้ในวิทยุกระจายเสียง (เช่น สถานี AM ทั่วไป) เพื่อให้เสียงเพลงมีความไพเราะ (Bandwidth ประมาณ 10-20 kHz)
Narrow Band AM: ใช้ในการสื่อสารการบิน (Aviation) หรือวิทยุ CB บางประเภท เพื่อประหยัดความถี่และเน้นแค่เสียงพูด (Bandwidth ประมาณ 6 kHz)
2. ระบบ SSB (Single Sideband)
SSB จริงๆ แล้วคือ "Super Narrow AM" เลย เพราะมันคือการตัดเอาคลื่นพาหะ (Carrier) และ Sideband อีกข้างออก เหลือเพียงข้างเดียว:
Bandwidth: ปกติจะแคบมากอยู่แล้ว (ประมาณ 2.4 - 3 kHz)
การปรับ Wide/Narrow: ในเครื่องวิทยุสมัครเล่นระดับสูง (HF) เราสามารถปรับ "Filter" ได้ เช่น ถ้าสัญญาณกวนเยอะ เราอาจจะบีบ Filter ให้เหลือ 1.8 kHz (Narrow) เพื่อตัดเสียงรบกวนรอบๆ ออก หรือขยายเป็น 3.0 kHz (Wide) เพื่อให้เสียงนุ่มนวลขึ้น
3. ระบบ Digital (DMR, C4FM, D-STAR)
ระบบดิจิทัลถูกออกแบบมาให้เป็น Narrow Band โดยธรรมชาติ อยู่แล้ว:
DMR: ใช้เทคโนโลยี TDMA แบ่งเวลาส่ง ทำให้ใช้ Bandwidth แค่ 12.5 kHz แต่คุยได้พร้อมกัน 2 ช่อง (Slot)
D-STAR / NXDN: บางระบบบีบลงไปได้ถึง 6.25 kHz ซึ่งถือเป็น Ultra Narrow เลยทีเดียวครับ
4. ระบบ CW (Morse Code)
นี่คือราชาแห่ง Narrow Band ที่แท้จริง นั่นคือในแถบความถี่กว้างเท่ากัน เราสามารถจัดช่องสื่อสารได้จำนวนมาก
Bandwidth: ใช้พื้นที่น้อยมหาศาล (ประมาณ 0.1 - 0.5 kHz หรือ 100-500 Hz เท่านั้น)
นักวิทยุสาย CW มักจะปรับ Filter ในเครื่องรับให้แคบที่สุด (Narrow) เพื่อให้ได้ยินแต่เสียง "ตื้ดๆ" ของคู่สถานี โดยไม่มีเสียงซ่าหรือสถานีข้างเคียงมาปน
ไม่ว่าจะผสมคลื่นแบบไหน "Wide" คือเน้นคุณภาพเสียง/ข้อมูล ส่วน "Narrow" คือเน้นการประหยัดความถี่และลดการรบกวน
สรุป
- Wide และ Narrow Band คือความกว้างของแถบความถี่ที่สัญญาณวิทยุของเรา "กิน" พื้นที่ในแถบความถี่ (ที่มีจำกัด)
- และก็ตามชื่อของมัน Wide คือกินเยอะเบียดเบียนคนอื่นมากในขณะที่ Narrow จะกินแถบความถี่แคบลงมา เปรียบเหมือนพออยู่พอกิน
- การจะได้คุณภาพเสียงที่ "ดี" จะต้องปรับทั้งเครื่องรับและส่งให้เป็นระบบเดียวกัน
- ไม่มีอะไรได้ฟรี แม้ Narrow Band จะทำให้ได้ช่องความถี่มากขึ้น แต่คุณภาพเสียงจะต่ำลงบ้าง
- ในหลายแถบความถี่และกิจการมีการบังคับอยู่แล้วว่าต้องใช้ระบบ Wide หรือ Narrow Band จึงควรปรับเครื่องของเราให้เหมาะสม
- สถานีทวนสัญญาณบางสถานีรับสัญญาณเฉพาะ Narrow Band เท่านั้น บางครั้งหากสถานีเหล่านี้เห็นว่ามีแถบความถีที่กว้างเกินไปเข้ามาด้วย มันจะแปลว่าเป็นการรบกวน และตัดการทำงานชั่วคราว
