WiMAX Technology

ในตอนที่ 1 นี้ เราจะพูดถึงความเป็นมาของระบบ 3G ว่าคืออะไร มีโครงสร้างและรูปแบบการเชื่อมต่อเป็นอย่างไร

ในยุคแรกของการนำเอาเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายมาใช้งานนั้นมักจะมุ่งเน้น ไป ที่การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) ซึ่งเชื่อมโยงระบบเครือข่ายภายในอาคาร 2 แห่งเข้าด้วยกันเพื่อให้ติดต่อสื่อสารถึงกันได้ ซึ่งต่อมาการใช้งานรูปแบบนี้มีข้อจำกัด จึงได้มีการพัฒนาการเชื่อมต่อในอีกรูปแบบหนึ่งขึ้น โดยเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดหนึ่งไปหลาย ๆ จุดได้ (Point-to-Multipoint) ซึ่งวิธีการนี้ทำให้ผู้ให้บริการระบบอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์สามารถให้บริการ ที่ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการได้กว้างขึ้น ซึ่งในแง่ของธุรกิจแล้วนั้นให้ความคุ้มค่าในการลงทุนมากกว่า ดังนั้นระบบบรอดแบนด์ไร้สายจึงเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้ผู้ให้บริการ สามารถขยายพื้นที่ในการให้บริการบรอดแบนด์ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังใช้งบประมาณในการลงทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการติดตั้งระบบ บรอดแบนด์แบบใช้สายอย่างโครงข่ายใยแก้วนำแสงที่ต้องมีการลากสายและติดตั้ง ท่อร้อยสายใต้ดินรวมถึงจะเป็นทางเลือกใหม่ให้กับผู้ใช้ในการใช้บริการ บรอดแบนด์ความเร็วสูงในราคาประหยัดอีกด้วย

สำหรับการเติบโตของบรอดแบนด์ทั่วโลกโดยเฉพาะในภูมิภาคเอเชียนั้นได้มีการ เติบโตอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและได้มีการคาดการณ์ไว้ว่าจะยัง คงเติบต่ออย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความต้องการการสื่อสารข้อมูลที่มีความเร็วสูงมากกว่า แต่เทคโนโลยีเก่าอย่าง Dial-Up ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้งานและสื่อแบบมัลติมีเดียที่เป็นการ สื่อสารทั้งสัญญาณภาพ เสียงและข้อมูลได้ ดังนั้นจากเหตุผลที่ได้กล่าวมาทำให้เทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ไร้สายกลาย เป็นทางเลือกใหม่ที่ลงทุนต่ำและเป็นเทคโนโลยีซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้ใน การให้บริการได้หลากหลายไม่ว่าจะเป็นส่วนขยายของบริการฮอตสปอทหรือการบ ริการบรอดแบนด์ความเร็วสูงไปยังจุดซึ่งโครงข่ายใยแก้วนำแสงไม่ได้ครอบคลุม ถึงตลอดจนเป็นส่วนขยายไปยังผู้ใช้ ปลายทางหรือที่เรียกว่า Last Mile ของเทคโนโลยีแบบมีสายอื่นๆ

WiMAX คืออะไร ?

WiMAX เป็นชื่อเรียกเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่ล่าสุดที่คาดหมายกันว่า จะถูกนำมาใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้ โดย WiMAX เป็นชื่อย่อของ Worldwide Interoperability for Microwave Access ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงรุ่นใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาบนมาตรฐาน IEEE 802.16 ซึ่งมาก็ได้พัฒนามาตรฐาน IEEE 802.16a ขึ้น โดยได้การอนุมัติออกมาเมื่อเดือนมกราคม 2004 โดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หรือ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ซึ่งมีรัศมีทำการที่ 30 ไมล์ หรือเป็นระยะทางประมาณ 50 กิโลเมตร ซึ่งนั่นหมายความว่า WiMAX สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าระบบโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ระบบ 3G มากถึง 10 เท่า ยิ่งกว่านั้นก็ยังมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ซึ่งเร็วกว่า 3G ถึง 30 เท่าทีเดียว

โดยมาตรฐาน IEEE 802.16a หรือ WiMAX มีความสามารถในการส่งกระจายสัญญาณในลักษณะจากจุดเดียวไปยังหลายจุด (Point-to-multipoint) ได้พร้อมๆ กัน โดยมีความสามารถรองรับการทำงานในแบบNon-Line-of-Sight ได้ สามารถทำงานได้แม้กระทั่งมีสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้ หรือ อาคารได้เป็นอย่างดี ส่งผลให้ WiMAX สามารถช่วยให้ผู้ที่ใช้งาน สามารถขยายเครือข่ายเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้กว้างขวางด้วยรัศมีทำการถึง 31 ไมล์ หรือประมาณ 48 กิโลเมตร และมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดถึง 75 Mbps มาตรฐาน IEEE 802.16a นี้ใช้งานอยู่บนคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ระหว่าง 2-11 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) และยังสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์มาตรฐานชนิดอื่นๆ ที่ออกมาก่อนหน้านี้ได้เป็นอย่างดี

จากจุดเด่นของการทำงานของ WiMAX ข้างต้น ทำให้เทคโนโลยีตัวนี้สามารถตอบสนองความต้องการของการเชื่อมต่อเครือข่ายอิน เทอร์เน็ตให้กับพื้นที่ที่ห่างไกล ที่สายเคเบิ้ลไม่สามารถลากไปไม่ถึงได้เป็นอย่างดี ตลอดจนเพิ่มความสะดวกสบาย และประหยัดสำหรับการขยายเครือข่ายในเมืองที่มีอยู่แล้วได้ เนื่องจากไม่ต้องลงทุน ขุดถนนเพื่อวางสายเคเบิลใยแก้วใหม่ นอกจากนั้น WiMAX หรือบรอดแบนด์ไร้สาย มาตรฐาน IEEE 802.16a ยังได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพของคุณภาพในการให้ ้บริการ (QoS) ซึ่งสามารถรองรับการใช้ การใช้งานภาพ (video) หรือการใช้งานเสียง (voice) ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรของเครือข่ายมากอย่างเก่า (low-latency network) อีกทั้งในเรื่องของความปลอดภัยยังได้เพิ่มคุณสมบัติของความเป็นส่วนตัว (privacy) ซึ่งต้องได้รับอนุญาต (authentication) ก่อนที่จะเข้าออกเครือข่าย และข้อมูลต่างๆ ที่รับส่งก็จะได้รับการเข้ารหัส (encryption) อีกด้วย ทำให้การรับส่งข้อมูลบน มาตรฐานตัวนี้มีความปลอดภัยมากขึ้น ซึ่งประโยชน์ดังกล่าวนี้ ทำให้เราสามารถนำ WiMAX ไปประยุกต์เพื่อลดช่องว่างของ เทคโนโลยีในพื้นที่ห่างไกลที่เทคโนโลยีเข้าไปไม่ถึง ตลอดจนสนองความต้องการ การใช้งานบรอดแบนด์ในเมืองที่มีพื้นที่แออัดได้อย่างสะดวกรวดเร็ว และมีค่าใช้จ่ายที่ประหยัดกว่าการติดตั้งเครือข่ายในแบบวางสายสัญญาณที่ใช้ งานกันอยู่

เปรียบเทียบเทคโนโลยีไร้สายในแบบต่างๆ

สำหรับมาตรฐานของเทคโนโลยี WiMAX ที่มีการพัฒนาขึ้นมาในขณะนี้นั้น มีดังต่อไปนี้

IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานที่ให้ระยะทางการเชื่อมโยง 1.6 – 4.8 กิโลเมตร เป็นมาตรฐานเดียวที่สนับสนุน LoS (Line of Sight) โดยมีการใช้งานในช่วงความถี่ที่สูงมากคือ 10-66 กิกะเฮิรตซ์ (GHz)
IEEE 802.16a เป็นมาตรฐานที่แก้ไขปรับปรุงจาก IEEE 802.16 เดิม โดยใช้งานที่ความถี่ 2-11 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งคุณสมบัติเด่นที่ได้รับการแก้ไข จากมาตรฐาน 802.16 เดิมคือคุณสมบัติการรองรับการทำงานแบบที่ไม่อยู่ในระดับสายตา ( NLoS – Non-Line-of-Sight) ทั้งยังมีคุณสมบัติการทำงานเมื่อมีสิ่งกีดขวาง อาทิ เช่น ต้นไม้, อาคาร ฯลฯ นอกจากนี้ก็ยังช่วยให้สามารถขยายระบบเครือข่ายเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตไร้สาย ความเร็วสูงได้อย่างกว้างขวางด้วยรัศมีทำการที่ไกลถึง 31 ไมล์ หรือประมาณ 48 กิโลเมตร และมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุด ถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ทำให้สามารถรองรับการเชื่อมต่อการใช้งานระบบเครือข่ายของบริษัทที่ ใช้สายประเภท ที1 (T1-type) กว่า 60 รายและการเชื่อมต่อแบบ DSL ตามบ้าน เรือนที่พักอาศัยอีกหลายร้อยครัวเรือนได้พร้อมกันโดยไม่เกิดปัญหาในการใช้ งาน
IEEE 802.16e เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาให้สนับสนุนการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พกพาประเภทต่างๆ เช่น อุปกรณ์พีดีเอ โน้ตบุ๊ก เป็นต้น โดยให้รัศมีทำงานที่ 1.6 – 4.8 กิโลเมตร มีระบบที่ช่วยช่วยให้ผู้ใช้งานยังสามารถสื่อสารได้โดยให้คุณภาพในการสื่อสาร ที่ดีและมีเสถียรภาพขณะใช้งาน แม้ว่ามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตาม

แผนภาพระบบ WiMAX

ระบบเครือข่าย WiMAX

โครงสร้างของเครือข่าย ไวซ์แม็ก (WiMAX) ประกอบด้วย

1. สถานีฐาน (Base Station : BSS) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ทั้งหมดใน Cell Site และเชื่อมต่อกับ Wired Internet Backbone

2. สถานีลูกข่าย ( Subscriber Station : SS) ทำหน้าที่ติดต่อกับสถานีส่ง โดยผ่านอุปกรณ์ลูกข่ายที่เรียกว่า CPE (Customer Premises Equipment) เป็นเสมือนเป็น Hub ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับและส่งข้อมูลกำลังสูงเพื่อให้ติดต่อระยะไกลได้

จากองค์ประกอบเครือข่าย WiMAX ข้างต้น จะเห็นว่าไม่มีความซับซ้อนดังเช่น ในกรณีของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยสถานีฐาน WiMAX แต่ละแห่งมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลได้สมบูรณ์แบบ พร้อมทั้งสามารถบันทึกข้อมูลในการใช้งาน และคำนวณหาเส้นทางในการับส่งข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปของ IP(Internet Protocol) ได้โดยตรง สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่าย WiMAX เข้าหากันทำได้หลายวิธีไม่ว่าจะเป็นการเช่าเครือข่าย IP เพื่อเชื่อมต่อสถานีฐานเข้าด้วยกัน หรือแม้กระทั่งใช้สถานีฐาน WiMAX ด้วยกันทำการรับส่งสัญญาณแบบ LOS นอกจากนั้นในกรณีที่ผู้ให้บริการเครือข่าย WiMAX มีเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่เป็นของตนเองอยู่แล้วก็สามารถใช้ประโยชน์จาก วงจรสื่อสัญญาณที่เชื่อมต่ออุปกรณ์เครือ ข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ดังกล่าว

รูปแบบการเชื่อมต่อของ WiMAX

1. รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ PTP (Point to Point) เป็นการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสถานีฐานกับลูกข่าย

2. รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ PMP ( Point to Multipoint) เป็นการเชื่อมระหว่างสถานีฐานกับหลายๆ สถานีลูกข่ายพร้อมกัน

3. รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ Mesh Topology เป็นการเชื่อมในแบบในลักษณะใยแมงมุม โดยสถานีฐานติดต่อกับสถานีฐานได้โดยตรง สถานีฐานติดต่อกับลูกข่ายได้ ลูกข่ายยังสามารถติดต่อกันได้เองด้วย ดังนั้น WiMAX จึงเป็นเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายที่มีอัตราความเร็วสูง และคุณลักษณะที่มีความโดดเด่นในเรื่องของพี้นที่ในการให้บริการ จากจุดเด่นของการทำงานของ WiMAX ในข้างต้น ทำให้ WiMAX สามารถตอบสนองความต้องการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเตอร์เน็ตในพื้นที่ห่างไกล ที่สายเคเบิ้ลไม่สามารถลากไปไม่ถึงได้เป็นอย่างดี ตลอดจนเพิ่มความสะดวกและประหยัดในการขยายเครือข่าย ดังกล่าว คือไม่ต้องลงทุนขุดถนนเพื่อวางสายเคเบิ้ลใยแก้ว ซึ่งเทคโนโลยี WiMAX ทำให้ช่วยรองรับและสนับสนุนการสื่อสารโทรคมนาคมในพื้นที่ที่ห่างไกลในชนบท โดยเมื่อสิ้นสุดเครือข่ายโทรคมนาคมพี้นฐาน โทรศัพท์บ้านหรือโทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือ ADSL ก็จะใช้ WiMAX กระจายเข้าสู่พื้นที่สุดท้ายที่อยู่ห่างไกลได้

ในสัปดาห์นี้เราจะจบกันที่หัวข้อนี้ แล้วไปต่อกันในสัปดาห์หน้าโดยจะพูดถึงหัวข้อการทำงานและความสามารถของ WiMAX, ประโยชน์ของ WiMAX, จุดอ่อนของ WiMAX, อนาคตของ WiMAX และอื่นๆ