ระบบสื่อสาร

           ในระบบสื่อสารไม่ว่าจะเป็นระบบใดก็ตาม  แผนผังพื้นฐานมักเหมือนกับรูปที่ 1   ซึ่ง ระบบสื่อสาร โดยพื้นฐานประกอบด้วย  อุปกรณ์อินพุท ( input device)  เครื่องส่ง   ช่องทางสื่อสาร ( communication channel )  หรือแชนแนล  ซึ่งมักจะมีนอยส์มารบกวนเครื่องรับ และอุปกรณ์เอาต์พุต ( output device )

1.  อุปกรณ์อินพุต และเอาต์พุต
          ความจริงอุปกรณ์อินพุตก็คือ อุปกรณ์ที่แปลงข่าวสารเป็นสัญญาณไฟฟ้า   ส่วนอุปกรณ์เอาต์พุตก็คือ อุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณไฟฟ้ากลับมาเป็นข่าวสารนั่นเอง มีชื่อเรียกแตกต่างกันออกไปแล้วแต่การใช้งาน เช่น  ในระบบวิทยุกระจายเสียง อุปกรณ์อินพุตอาจเป็นไมโครโฟน และอุปกรณ์เอาต์พุตจะเป็นลำโพง  สำหรับไมโครโฟนทำหน้าที่แปลงคลื่นเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า และส่วนลำโพงทำหน้าที่แปลงสัญญาณไฟฟ้ากลับเป็นคลื่นเสียง
     ในทำนองเดียวกัน  ในระบบแพร่ภาพทางโทรทัศน์ อุปกรณ์อินพุตก็คือกล้องถ่ายโทรทัศน์ ซึ่งเปลี่ยนพลังงานแสง (จากภาพ ) ไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า  และอุปกรณ์เอาต์พุตก็คือหลอดภาพโทรทัศน์ซึ่งเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากลับคืนเป็นพลังงานแสง
     อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตของระบบสื่อสารยังมีอีกมากมาย เช่น คันเคาะโทรเลข  เครื่องโทรพิมพ์  เครื่องโทรสาร  เครื่องโทรมาตร ( telemetry )  ฯลฯ อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตจะต่อเข้ากับเครื่องส่งและเครื่องรับเสมอ

ข่าวสารที่รับหรือส่งระหว่างกัน แบ่งออกเป็น 3 พวกใหญ่ คือ


1. เสียงหรือออดิโอ ( audio)   ได้แก่  เสียงพูดในระบบโทรศัพท์  เสียงพูด  เสียงเพลง หรือเสียงดนตรี  ซึ่งต้องการคุณภาพเสียงดีในระบบวิทยุกระจายเสียง
   
2. ภาพ ( picture )  ได้แก่  ภาพนิ่งในระบบโทรสาร ( facsimile)  และระบบส่งภาพระยะไกล(telephoto ) ภาพยนต์ในระบบโทรทัศน์
   
3. ข้อมูล ( data )  ส่วนใหญ่ส่งมาเป็นรหัสให้แก่เครื่องยนต์ เครื่องจักร  เครื่องคอมพิวเตอร์  ฯลฯ  ได้แก่ ข้อมูลและคำสั่งในระบบโทรมาตร  ตัวอักษรในระบบโทรพิมพ์ หรือโทรเลข  ข้อมูลคอมพิวเตอร์ในระบบสื่อสารคอมพิวเตอร์
   

2.  เครื่องส่ง
          เครื่องส่งทำหน้าที่รับสัญญาณไฟฟ้าจากอุปกรณ์อินพุต แล้วทำการมอดูเลตลงบนคลื่นพาหะความถี่สูง  เครื่องส่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดสัญญาณความถี่สูง ( เรียกว่า ออสซิลเลเตอร์) กับมอดูเลต  เครื่องส่งส่วนใหญ่มักมีภาคขยายอีกเพื่อให้สัญญาณที่ส่งออกอากาศมีกำลังแรง ทำให้สื่อสารกันได้ไกลขึ้น

3.  ช่องทางสื่อสาร
          ช่องทางสื่อสาร  ในที่นี้ ได้แก่  บรรยากาศ  อวกาศว่าง (free space )  หรือสาย  ฯลฯ  แต่ในที่นี้เราจะกล่าวถึงเฉพาะระบบวิทยุเท่านั้น  ช่องทางสื่อสารของระบบวิทยุอาศัยการแผ่คลื่นวิทยุออกไป โดยผ่านบรรยากาศซึ่งเป็นตัวกลาง (medium) ซึ่งคลื่นเดินทางจากเครื่องส่งผ่านไปยังเครื่องรับ

4.  ความถี่และความยาวคลื่น
          เรานิยมแบ่งคลื่นวิทยุออกเป็นย่านความถี่ต่าง ๆ โดยมีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ ( Hertz )   ในประวัติศาสตร์การวิทยุ เราแบ่งคลื่นวิทยุตามความยาวคลื่น ( Wavelengh)  ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความยาวคลื่นเป็นไปตามสูตรดังนี้
     ในที่นี้     l   คือ   ความยาวคลื่นมีหน่วยเป็นเมตร
                      V   คือ   ความเร็วของคลื่นวิทยุในอากาศ เท่ากับความเร็วของแสง = 3 * 10⁸ เมตรต่อวินาที
                      f   คือ ความถี่มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์  ( Hz )

5.  นอยส์ ( noise)
          เป็นสัญญาณที่เข้ามาแทรกแซงหรือรบกวน  ( interfere )   นอยส์ที่รับเข้ามาได้  แบ่งออกได้  4  ประเภท  คือ

1. นอยส์บรรยากาศ  ( atmospheric noise )
         เกิดขึ้นจากความแปรปรวนของบรรยากาศที่ห่อหุ้มโลก  เช่น  ฟ้าแลบ  ฟ้าผ่า  ก่อให้เกิดคลื่นวิทยุแผ่กระจายออกไปรอบโลก   นอยส์บรรยากาศเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา แม้จะไม่มีพายุฝนฟ้าคะนองก็ตาม
   
2. นอยส์จากอวกาศ  ( space noise)
        เกิดจากดวงอาทิตย์และดวงดาวนับล้าน ๆ ดวงในจักรวาล   ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุที่มีขนาดมหึมาและมีความร้อนสูงถึง  6,000  องศาเซลเซียสที่ผิวดวงอาทิตย์   ฉะนั้น ดวงอาทิตย์จะแผ่พลังงานออกมามีสเปกตรัมความถี่กว้างมาก  พลังงานนี้ปรากฎออกเป็นนอยส์คงที่    อย่างไรก็ตามที่ผิวดวงอาทิตย์ยังมีความแปรปรวนอื่น ๆ อีก  เช่น  จุดบนดวงอาทิตย์ (sun spot )  การลุกโชติช่วง (solar flare ) ซึ่งก่อให้เกิดนอยส์เพิ่มขึ้นอีก   นอกจากนี้ดวงอาทิตย์บางดวงที่ไกลออกไปจากระบบสุริยจักรวาลก็มีคุณสมบัติเหมือนดวงอาทิตย์ คือ  มีความร้อนสูงและสามารถกำเนิดนอยส์มายังโลกได้
   
3. นอยส์ที่เกิดขึ้นจากสิ่งประดิษฐ์ที่มนุษย์สร้างขึ้น  ( man-made noise )
        ได้แก่  นอยส์จากมอเตอร์ไฟฟ้าเช่น  พัดลม ที่เป่าผม   เครื่องดูดฝุ่น  นอกจากนี้ก็ยังมีนอยส์ จากระบบจุดระเบิดของรถยนต์   การรั่วของสายไฟแรงสูง  หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์  ฯลฯ
   
4. นอยส์ภายในตัวอุปกรณ์ในเครื่องรับ  ( internal noise )
        แยกเป็น 2 ประเภท คือนอยส์อุณหภูมิ ( thermal noise ) และช็อตนอยส์( shot noise )  นอยส์อุณหภูมิเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในตัวอุปกรณ์ บางครั้งเรียกว่า  จอห์นสันนอยส์ ( Johnson noise )   ส่วนช็อตนอยส์เกิดขึ้นในอุปกรณ์แอกตีฟ (active device ) ทุกชนิด   เนื่องจากการรวมตัวของอิเล็กตรอนกับโฮล ( hole ) เช่น  ในทรานซิสเตอร์ ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
   

6.  เครื่องรับ
          เมื่อรับสัญญาณจากเครื่องรับ  สัญญาณจะมีกำลังอ่อนลงและยังมีนอยส์เข้ามาแทรกแซงสัญญาณที่ต้องการจะรับอีกด้วย  ดังนั้นการรับสัญญาณอ่อน ๆ เช่นนี้ เครื่องรับจึงต้องมีความสามารถพิเศษในการเลือกรับและขยายเอาเฉพาะสัญญาณความถี่ที่ต้องการ พร้อมทั้งต้องมีกรรมวิธีในการกำจัดนอยส์หรือต่อสู้เอาชนะนอยส์ที่รบกวน   สัญญาณที่รับได้จะผ่านการดีมอดเพื่อแปลงสัญญาณข่าวสารที่ เข้ามอดูเลตกลับมา กรรมวิธีนี้ค่อนข้างสลับซับซ้อนพอสมควร