การสื่อสารเหนือผิวน้ำแบ่งออกเป็น ๕ ประเภท [๑] –[๒] ตามลักษณะของการสื่อสัญญาณดังแสดงในรูปที่ ๔.๑

        ๔.๑ การสื่อสารผ่านคลื่นตรง (Direct Wave)

การสื่อสารผ่านคลื่นตรงเป็นรูปแบบการสื่อสารไร้สายเบื้องต้นโดยสัญญาณจะเคลื่อนที่จากสายอากาศตัวหนึ่งไปยังสายอากาศตัวอื่นๆในระยะสายตา (line-of-sight) ดังนั้นการติดต่อระหว่างสายอากาศตัวรับและส่งจะต้องอยู่ในทิศทางที่มองเห็นหรือไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างทาง ความถี่ที่ใช้จะอยู่ในย่านสูงมากหรือวีเอชเอฟ (VHF) ยูเอชเอฟ (UHF) และไมโครเวฟ (Microwave) ซึ่งการสื่อสารผ่านคลื่นตรงมีข้อจำกัดคือ ระยะทางของการสื่อสารจะถูกจำกัดโดยความโค้งของพื้นโลก โดยเฉพาะการสื่อสารระหว่างตัวรับ และตัวส่งในที่มีระดับความสูงไม่มาก เช่น การสื่อสารระหว่างเรือกับเรือจะเกิดปัญหาของส่วนโค้งของโลกมาบังการแพร่กระจายคลื่น นอกจากนั้นแล้วกำลังของตัวส่งต้องเพียงพอต่อระยะทางที่จะใช้ในการส่งด้วยซึ่งขึ้นอยู่กับการสูญเสียในอวกาศว่าง

           ๔.๒ การสื่อสารผ่านระบบดาวเทียม (Satellite link)

          การสื่อสารผ่านระบบดาวเทียม จะใช้หลักการส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมวงโคจรคงที่ที่อยู่นอกโลก (ระยะความสูงประมาณ ๓๖,๐๐๐ กิโลเมตร) ทำตัวเป็นตัวทวนสัญญาณส่งกลับมายังโลก ซึ่งข้อจำกัดของการสื่อสารแบบนี้คือเครื่องส่งจะต้องมีกำลังส่งสูงรวมทั้งทิศทางของการรับ-ส่งไปยังดาวเทียมสามารถควบคุมได้ยากทั้งทิศทางของคลื่นลมและคลื่นทะเลทำให้เรือไม่อยู่ในแนวระนาบ และประกอบกับค่าใช้จ่ายในการทำงานมีราคาสูง โดยการสื่อสารผ่านระบบดาวเทียมนั้นส่วนใหญ่จะใช้ความถี่ย่านแอลและเอส (L and S bands) และใช้สายอากาศแบบพาราโบลิกทั้งเครื่องรับและส่งตัวอย่างดาวเทียมที่ใช้เกี่ยวกับการเดินทะเลสำหรับเรือที่ใช้สื่อสารระหว่างภาคพื้นดินกับเครื่องรับที่ชายฝั่งคือ ดาวเทียมอินมาแซท (INMARSAT) เริ่มนำมาใช้ปี ค.ศ.1982 (พ.ศ.๒๕๒๕) ณ ตำแหน่ง ๑๕ องศาตะวันตก (oW) ๑๗๖ องศาตะวันออก (o E) และ ๗๓ องศาตะวันออก (o E) เหนือมหาสมุทรแอตแลนติก มหาสมุทรแปซิฟิก และมหาสมุทรอินเดียตามลำดับ เพื่อครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก ด้วยดาวเทียมสามตำแหน่งนี้ สำหรับตัวอย่างของดาวเทียมอินมาแซทนี้ ตัวแปรที่สำคัญของการแพร่กระจายคลื่น จะรวมถึงแถบความถี่ที่ใช้งานที่ ๑.๖ กิกะเฮิรตซ์สำหรับความถี่ขาขึ้น (Uplink) จากเรือไปยังดาวเทียมและ ๑.๕ กิกะเฮิรตซ์(GHz)สำหรับความถี่ขาลง (Downlink) จากดาวเทียมมายังเรือ ส่วนความถี่ขาขึ้นและขาลงจากภาคพื้นดินที่ชายฝั่งไปยังดาวเทียมคือ ๖ กิกะเฮิรตซ์และ ๔ กิกะเฮิรตซ์ตามลำดับ สายอากาศที่ภาคพื้นดินเป็นจานพาราโบลิกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๑๓ เมตรและมีอัตราการขยายตัวต่ออุณหภูมิ (G/T) ประมาณ ๓๒ dB/K ส่วนที่เรือจะมีสายอากาศเส้นศูนย์กลางประมาณ ๑.๒ เมตรและต้องการอัตราส่วนกำลังของคลื่นพาห์ต่อกำลังของสัญญาณรบกวน (C/N) ทั้งระบบประมาณ ๕๒ เดซิเบล (dB) สำหรับการส่งสัญญาณเสียงและประมาณ ๓๑ dB สำหรับเทเลเท็กซ์ [๒]

           ๔.๓ การสื่อสารโดยใช้คลื่นดิน (Ground Wave)

          หลักการแพร่กระจายของคลื่นดินแสดงดังรูปที่ ๔.๒ สัญญาณจะกระจายออกจากเครื่องส่งผ่านสายอากาศไปตามผิวโลกแทนที่จะเดินทางโดยตรงในระยะสายตา ทั้งนี้เนื่องจากกระแสของคลื่นจะถูกเหนี่ยวนำโดยผิวของพื้นโลกและส่งผลทำให้คลื่นเคลื่อนที่ช้าลงรวมทั้งหน้าคลื่น มีทิศทางมุมเอียงลงเข้าหาผิวโลกเมื่อเปรียบเทียบกับทิศทางของหน้าคลื่นดังกล่าว คลื่นดินจึงสามารถเดินทางไปยังเครื่องรับผ่านส่วนโค้งของผิวโลกตามแนวนอนได้

      หน้าคลื่นของคลื่นดินที่เดินทางไปตามผิวโลกดังกล่าวจะถูกลดทอนจากหลายปัจจัย ซึ่งความถี่เป็นหนึ่งในปัจจัยหลัก โดยเมื่อพิจารณาจากการคำนวณการสูญเสียของคลื่นดินค่าการสูญเสียจะมีค่ามากขึ้นหากมีความถี่เพิ่มขึ้นเนื่องจากผิวดินไม่ได้เป็นตัวนำสมบูรณ์ ดังนั้นค่าการสูญเสียดังกล่าวนี้จะขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้งานโดยความถี่ที่ใช้ในโหมดของคลื่นดินจะมีค่าน้อยกว่า ๓๐ เมกกะเฮิรตซ์ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงแอลเอฟและวีแอลเอฟ (LF and VLF) เพื่อใช้สำหรับการสื่อสารของทหารที่เกี่ยวกับเรือและเรือดำน้ำ ซึ่งนอกจากความถี่แล้วผิวของพื้นที่ที่คลื่นเคลื่อนผ่านนับเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการสูญเสีย โดยการสูญเสียจากสภาพความนำและความซึมซาบของผิวโลกจะมีลักษณะไม่สม่ำเสมอเนื่องจากพื้นดินกับพื้นน้ำมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันออกไป นอกจากนี้โพลาไรซ์ ของสายอากาศจะส่งผลต่อการแพร่กระจายคลื่นดินนี้ด้วยเช่นกัน โดยที่โพลาไรซ์แนวตั้งจะมีค่าการสูญเสียต่ำกว่าโพลาไรซ์แนวนอน สายอากาศบนเรือจึงใช้แบบ inverted-L ที่มีโพลาไรซ์แนวตั้ง ซึ่งรายละเอียดรวมทั้งข้อเสนอแนะของผลกระทบของความถี่ ระยะทาง รวมทั้งชนิดของผิวโลกที่มีต่อการแพร่กระจายคลื่นดินดังกล่าวได้มีการเสนอไว้ในมาตรฐานของ ITU-R P. 368
      ข้อด้อยของการสื่อสารโดยใช้คลื่นดินคือ สายอากาศที่ใช้มีขนาดใหญ่เนื่องจากเป็นย่านความถี่ที่ต่ำมาก ดังนั้น การติดตั้งบนเรือจึงเป็นการดำเนินงานได้ยาก รวมทั้งกำลังของเครื่องส่งต้องมีค่ามากเพื่อที่จะสามารถส่งไปได้ในระยะทางไกล ส่วนข้อดีของการสื่อสารโดยใช้คลื่นดินคือสามารถส่งสัญญาณอาจจะไปได้ไกลถึง ๑๒๕ กิโลเมตรที่ความถี่ ๐.๕ เมกกะเฮิรตซ์ ทั้งในกรณีที่มีสิ่งกีดขวางและไม่ที่สิ่งกีดขวางก็ตาม

       ๔.๔ การสื่อสารแบบกระจัดกระจายในโทรโพสเฟียร์ (Troposphere)

       การสื่อสารเหนือพื้นน้ำรูปแบบนี้เ  ป็นการสื่อสารคลื่นวิทยุ  โดยใช้การกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศ  โทรโพสเฟียร์  ที่ระยะความสูง  จากพื้นโลก
ประมาณ ๑๐ กิโลเมตร (Km) เหมาะสำหรับการสื่อสารระยะทางไกล (๑๖๐ ถึง ๑๖๐๐ กิโลเมตรโดยใช้เครื่องส่งกำลังสูงและสายอากาศที่มีอัตราขยายสูง) โดยมีระดับความเข้มของสัญญาณที่รับได้ต่ำ ดังนั้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับการติดต่อสื่อสารให้มีความน่าเชื่อถือ และสามารถติดต่อสื่อสารในระยะทางไกลจึงจำเป็นต้องมีกำลังของเครื่องส่งสูง เครื่องรับมีความไวรวมทั้งสายอากาศที่มีอัตราขยายสูงด้วย ซึ่งส่วนใหญ่การสื่อสารแบบกระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศนี้จะนำมาประยุกต์ใช้ในงานทางธุรกิจ และการทหารโดยใช้ช่วงความถี่มากกว่า ๕๐๐ เมกกะเฮิรตซ์ เช่น งานระบบย่อยการโทรมาตร (telemetry) หรือข่ายเชื่อมโยงแบบอื่นที่มีอัตราส่งข้อมูลต่ำ ข้อดีเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้การสื่อสารผ่านดาวเทียมคือมีค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่า

     การสื่อสารจากการสะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ใช้หลักการสะท้อนและหักเหที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์ที่ระยะความสูงประมาณ ๒๐๐ กิโลเมตร (Km) จากพื้นดินช่วงความถี่ใช้งานคือ ๒-๓๐ เมกกะเฮิรตซ์(MHz) ซึ่งเป็นช่วงที่สะท้อนคลื่นได้ดีในชั้นไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งการสื่อสารแบบนี้มีข้อจำกัดคือ การกำหนดทิศทางของเครื่องรับจะเป็นไปได้ยากโดยเฉพาะเมื่อเครื่องรับมีการเคลื่อนที่

[๑] J. Griffiths Radio Wave Propagation and Antennas an Introduction PRENTICE HALL: International (UK). 1987.

[๒] K. D. Prasad Antenna & Wave Propagation Reprint Edition. Satya Prakashan: New Delhi 2003.