โทรศัพท์ | Telecommunication

โทรศัพท์ Telephone

โทรศัพท์พื้นฐาน

โทรศัพท์พื้นฐาน (อังกฤษ: Plain old telephone service) คือเทคโนโลยีระบบโทรศัพท์แบบอนาลอกที่ให้บริการการสนทนาเสียงผ่านคู่สายทองแดง ซึ่งเป็นบริการโทรศัพท์แบบดั้งเดิมที่มีใช้มาตั้งแต่ช่วง พ.ศ. 2419 โดยปัจจุบันมักจะให้บริการอยู่ในรูปของโทรศัพท์บ้านในครัวเรือน ห้างร้าน สำนักงาน, และใช้ในโทรศัพท์สาธารณะ

ระบบโทรศัพท์พื้นฐานมีลักษณะเด่นจากความน่าเชื่อถือของระบบที่สูงมาก ใช้งานได้ในเหตุการณ์ภัยพิบัติ ให้เสียงสนทนาที่ชัดเจน และไม่มีปัญหาช่องสัญญาณเต็ม, ซึ่งปัจจุบัน ระบบโทรศัพท์พื้นฐานมีคุณสมบัติต่อไปนี้:

เป็นระบบสื่อสารด้วยเสียงแบบสองทาง
ใช้การส่งสัญญาณเสียงแบบบาลานซ์ ผ่านคู่สายทองแดง
ออกแบบไว้ให้ใช้กับสัญญาณย่านความถี่เสียงพูด ที่ประมาณ 300 - 3300 เฮิรตซ์
มีระบบเสียงแสดงสถานะการโทร (เช่น เสียงสัญญาณพร้อมโทรออก, สัญญาณสายไม่ว่าง)
สามารถโทรออกได้ โดยส่งเสียงสัญญาณกดปุ่มตามหมายเลขโทรศัพท์ปลายทาง
มีไฟเลี้ยง 48 โวลต์จากชุมสายโทรศัพท์ พร้อมระบบป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่า

สัญญาณต่างๆ ที่ใช้ในระบบ

Dial Tone

สัญญาณให้หมุนเลขหมาย (Dial Tone) เป็นสัญญาณเสียงที่บอกให้ผู้เรียก ทราบว่า ขณะนี้ชุมสายพร้อมใช้งานแล้วให้ผู้เรียกเริ่มหมุนหรือกดเลขหมายได้ ลักษณะของสัญญาณ

ไดอัลโทนจะประกอบด้วยความถี่ 400 Hz ถึง 450 Hz นำมามอดูเลต(modulate) กับความถี่ 50 Hz โดยสัญญาณจะดังต่อเนื่อง นานประมาณ 30 วินาทีถ้าผู้เรียกไม่หมุนหรือกดเลขหมายชุมสายจะตัด เป็น busy ทันที

Busy Tone

2.สัญญาณสายไม่ว่าง (Busy Tone) เป็นสัญญาณเสียงที่บอกให้ผู้เรียกทราบถึงความ ไม่พร้อมของชุมสายหรือผู้รับปลายทางสายไม่ว่าง หรืออาจเป็นกรณีวางสายไม่สนิท ดังนั้น เมื่อได้ ยินเสียงสัญญาณสายไม่ว่างให้วางหูแล้วเริ่มต้นใหม่ ลักษณะของสัญญาณสายไม่ว่าง จะเป็น ความถี่ประมาณ 400 Hz ถึง 450 Hz ดังเป็นจังหวะ เสียงดัง 0.5 วินาที (ON) และเสียงเงียบ 0.5 วินาที(OFF)

Ringing Tone

สัญญาณเสียงเรียก (Ringing Tone) เป็นสัญญาณกระดิ่งเพื่อบอกให้รู้ว่ามี ผู้เรียกเข้ามา สัญญาณนี้จะสิ้นสุดเมื่อท าการยกหูโทรศัพท์ขึ้นรับ หรือ ไม่มีผู้รับนานประมาณ 30 วินาที ลักษณะของสัญญาณเสียงเรียกจะเป็นไฟขนาด 90 โวลต์25 Hz เสียงดัง 1 วินาที(ON) เสียงเงียบ 4 วินาที(OFF

Ringback Tone

สัญญาณเรียกกลับ (Ring Back Tone) เป็นสัญญาณเสียงที่ดังขึ้นในหูฟังของผู้ ถูกเรียกบอกให้รู้ว่าเลขหมายปลายทางว่าง ต่อติดแล้วรอผู้รับสายอยู่ ลักษณะของเรียกกลับจะเป็น ความถี่ 400 Hz ถึง 450 Hz มีเสียงดัง 1 วินาที(ON) และมีเสียงเงียบ 4 วินาที(OFF)

Nu Tone

สัญญาณนูโทน (Nu Tone) เป็นสัญญาณเสียงที่บอกให้ผู้เรียกรู้ว่า หมายเลขที่ เรียกไปนั้นยังไม่ได้ติดตั้งให้บริการลักษณะของสัญญาณนูโทน จะเป็นความถี่ประมาณ 400 Hz ถึง 450 Hz ดังเป็นจังหวะ เสียงดัง 0.1 วินาที(ON) เสียงเงียบ 0.1 วินาที(OFF) ดังต่อเนื่อง

ระบบชุมสาย

ชุมสายโทรศัพท์ คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเลขหมายต่างๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งมีทั้งเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติ และเชื่อมต่อ โดยมีพนักงานต่อสาย (Operator)

ประเภทชุมสายโทรศัพท์แบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ 4 ประเภท คือ
1. ตู้สาขา (Brunch exchange)
2. ชุมสายท้องถิ่น (Local exchange)
3. ชุมสายต่อผ่าน (Transit exchange)
4. ชุมสายวิทยุโทรศัพท์ (Radio Telephone Exchange)

ระบบชุมสายโทรศัพท์ คือ หลักการทำงาน หรือวิธีการทำงานของเครื่อง ชุมสายโทรศัพท์ ว่าใช้วิธีการอย่างไร จึงสามารถ เชื่อมต่อหมายเลขต่างๆ เข้าด้วยกันได้ ระบบชุมสายโทรศัพท์ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน มีผู้ผลิตคิดค้นขึ้นมาใช้งานมากมายหลายแบบ ซึ่งพอจะรวบรวมเป็นระบบใหญ่ๆ ได้ดังนี้

ระบบชุมสายโทรศัพท์ แบ่งตามลักษณะใช้งาน แบ่งได้ 2 ระบบ คือ

1. ระบบ Manual เป็นชุมสายที่ไม่สามารถทำงานด้วยตนเองได้ ต้องมีพนักงานต่อสาย คอยควบคุมเชื่อมต่อ เลขหมายต่างๆ ให้จึงสามารถสนทนากันได้ เช่น ระบบแม็กนีโต (Magneto) ระบบคอมมอนแบตเตอร์รี่ (Common Battery) เป็นต้น

2. ระบบ Autometic เป็นชุมสายที่ทำงานหรือเชื่อมต่อเลขหมายต่างๆ ได้เอง โดยอัตโนมัติ โดยการหมุน เลขหมายที่ต้องการติดต่อ ชุมสายก็จะค้นหา และเชื่อมต่อให้ทันที โดยไม่ต้องมีพนักงานต่อสายมาต่อให้ เช่น ระบบสเต็บบายสเต็บ (Step By Step) ระบบครอสบาร์ (Cross Bar) ระบบอิเล็กทรอนิกส์สวิทซ์ชิ่ง (Electronic Switching) และ ระบบสเตอเรจโปรแกรมคอนโซน (Storage Program Control) เป็นต้น

ระบบชุมสายโทรศัพท์ แบ่งตามลักษณะการทำงานของชุมสาย แบ่งได้ 6 ระบบ คือ

2.1 ระบบแม็กนีโต (Magneto)
2.2 ระบบคอมมอนแบตเตอรี่ (Common Battery)
2.3 ระบบสเต็บ บาย สเต็บ (Step by Step)
2.4 ระบบครอส-บาร์ (Cross Bar)
2.5 ระบบอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Switching)
2.6 ระบบสเตอเรจโปรแกรมคอนโทรล (SPC-Storage Program Control)

โทรศัพท์เคลื่อนที่

โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือ โทรศัพท์มือถือ (บ้างเรียก วิทยุโทรศัพท์)

คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสื่อสารสองทางผ่าน โทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้คลื่นวิทยุในการติดต่อกับเครือข่ายโทรศัพท์มือถือโดยผ่านสถานีฐาน โดยเครือข่ายของโทรศัพท์เคลื่อนที่แต่ละผู้ให้บริการจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายของโทรศัพท์บ้านและเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ของผู้ให้บริการอื่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ที่มีความสามารถเพิ่มขึ้นในลักษณะคอมพิวเตอร์พกพาจะถูกกล่าวถึงในชื่อโทรศัพท์อัจฉริยะ

โทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันนอกจากความสามารถพื้นฐานของโทรศัพท์แล้ว ยังมีคุณสมบัติพื้นฐานของโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่เพิ่มขึ้นมา เช่น การส่งข้อความสั้นเอสเอ็มเอส ปฏิทิน นาฬิกาปลุก ตารางนัดหมาย เกม การใช้งานอินเทอร์เน็ต บลูทูธ อินฟราเรด กล้องถ่ายภาพ เอ็มเอ็มเอส วิทยุ เครื่องเล่นเพลง และ จีพีเอส

เครื่องลูกข่ายจะประกอบด้วยสองส่วนที่สำคัญได้แก่

เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ Mobile equipment (terminal) แต่ละเครื่องจะต้องมีการระบุคุณสมบัติของเครื่องโดยมี

International Mobile Equipment Identity (IMEI) ซึ่งจะแสดงว่าเครื่องโทรศัพท์นั้นสามารถใช้ในระบบใดได้บ้าง

ส่วนที่สองคือ SIM (Subscriber Identity Module) ซึ่งจะมี International Mobile Subscriber Identity (IMSI) จะเก็บข้อมูลต่างๆ ของหมายเลขที่จะใช้กับโทรศัพท์เคลื่อนที่สำหรับอ้างอิงข้อมูลสำหรับการให้บริการ ซึ่ง IMEI กับ IMSI จะแยกเป็นอิสระกัน เพื่อให้ผู้ที่ใช้สามารถนำหมายเลขที่อยู่ใน SIM ไปใช้กับเครื่องโทรศัพท์เครื่องอื่นได้

เครือข่ายระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดั้งนี้

1. เมื่อเปิดเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ ลำดับแรกโทรศัพท์เคลื่อนที่จะตรวจสอบหาสัญญาณจากช่องสัญญาณที่มีอยู่ในบริเวณหรือเซลล์นั้นโดยอัตโนมัติ และปรับความถี่ให้ตรงกับช่องสัญญาณที่มีความแรงมากที่สุดของสถานีฐานที่อยู่ใกล้ที่สุด และคงสถานะไว้จนกว่าเครื่องโทรศัพท์จะเคลื่อนที่ไปยังพื้นที่อื่นและมีความแรงของสัญญาณมากกว่าเซลล์เดิม

2. ขณะที่ผู้ใช้เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ต้องการติดต่อเลขหมายปลายทางโดยกดเลขหมายที่ต้องการติดต่อด้วยเรียบร้อยและกดส่ง เครื่องโทรศัพท์จะส่งสัญญาณออกไปให้กับสถานีฐาน ที่สถานีฐานเมื่อรับสัญญาณนั้นจะทำหน้าที่เลือกช่องสัญญาณให้โดยอัตโนมัติ ซึ่งข้อมูลของสัญญาณควบคุมและสัญญาณเรียกจะแฝงอยู่ในคลื่นวิทยุในระดับกำลังส่งต่ำออกจากเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ผ่านอากาศส่งไปยังสถานีฐาน ในส่วนของสถานีฐานจะเชื่อมต่ออยู่กับชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งเป็นส่วนทำหน้าที่ควบคุมและเชื่อมต่อสัญญาณและต่อกันเป็นระบบเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยจะมีฐานข้อมูลเลขหมายโทรศัพท์เคลื่อนที่ แต่หากสัญญาณนั้นเป็นเลขหมายของโทรศัพท์พื้นฐานหรือโทรศัพท์ประจำที่ สัญญาณเรียกเข้าจะถูกส่งต่อเข้าไปเชื่อมต่อกับระบบชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน (PSTN) เช่นชุมสายของ บริษัท ทีโอที คอร์ปอเรชั่น จำกัด (มหาชน)

3. กรณีใช้โทรศัพท์เรียกเข้าหาเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ ชุมสายโทรศัพท์ประจำที่จะสามารถแยกได้ว่าเป็นการเรียกไปยังปลายทางชนิดใด โดยตรวจสอบจากกลุ่มรหัสเลขหมายนำหน้า ซึ่งถ้าเป็นเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่จะขึ้นต้นด้วยเลข 08x หรือ 09x ตามด้วยเลขหมายโทรศัพท์ ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ต้องส่งข้อมูลสั้นๆ เข้าหาเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ตามข้อมูลของหมายเลขนั้นในการค้นหาเครื่องลูกข่าย แต่ละสถานีฐานทำการส่งข้อความเรียกผ่านทางช่องปรับแต่ง เมื่อเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่รับทราบว่ามีผู้เรียกเข้าหาตัวเองจะทำการติดต่อกลับผ่านทางช่องปรับแต่ง สถานีฐานจัดการหาช่องสัญญาณที่ว่างให้สามารถเชื่อมต่อการสนทนาได้ เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ทำการปรับจูนหาความถี่ของช่องสัญญาณตามคำสั่งของสถานีฐาน

4. การเคลื่อนที่เปลี่ยนเซลล์ของโทรศัพท์เคลื่อนที่ ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่สามารถทราบระดับความแรงของสัญญาณวิทยุที่ติดต่อกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้ ระดับความแรงของสัญญาณที่ลดจะหมายถึงเครื่องโทรศัพท์นั้นได้เคลื่อนที่ออกห่างจากสถานีฐานของเซลล์ที่ให้บริการอยู่ และถ้าสัญญาณต่ำลงมาก ระบบจะเปลี่ยนให้โทรศัพท์เคลื่อนที่นี้ย้ายไปติดต่อกับสถานีฐานในเซลล์อื่นซึ่งโทรศัพท์กำลังเคลื่อนที่เข้าใกล้และมีการรับสัญญาณแรงที่สุด เรียกวิธีการนี้ว่า แฮนด์ออฟ (Handoff) หรือแฮนด์โอเวอร์ (Handover)

สถานีฐาน

ส่วนอุปกรณ์ควบคุมสถานีฐาน

ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการติดต่อสื่อสารโดยตรงระหว่างเครื่องโทรศัพท์ลูกข่าย MS กับเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่โดยใช้คลื่นวิทยุในการติดต่อสื่อสารต้องทำงานร่วมกับอุปกรณ์ BSC และชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่

ส่วนประกอบของสถานีฐานสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วนหลักๆด้วยกัน

ส่วนแรกได้แก่ส่วนของระบบควบคุมการทำงานและการติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ BSC

ส่วนที่เหลือเป็นภาคการจักการสื่อสารทางคลื่นความถี่วิทยุสำหรับการติดต่อสื่อสารกับเครื่องลูกข่าย หน้าที่โดยทั่วไปของ BTS มีดังนี้
1. รายงานเกี่ยวกับคุณภาพช่องสัญญาณที่ไม่มีการใช้งานให้ BSC ทราบ
2. ทำการเข้ารหัสช่องสัญญาณ (Channel Code) และถอดรหัส (Decode)
3. เอ็นคริปชั่น (Encryption)
4. ทำการซิงโครไนซ์ (Synchronize) กับ MS