WiMAX Technology


คลื่นลูกใหม่ของโลกไร้สายที่กำลังจะมาถึง



เมื่อการเชื่อมโยงแบบไร้สายเป็นทางเลือกที่เพิ่มมูลค่าขึ้นได้อย่างรวดเร็วดังเช่นที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน อุปสรรคทางภูมิศาสตร์ไม่อาจกางกั้นไฟแห่งแรงปรารถนาของมนุษยชาติ เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตได้ถือกำเนิดขึ้นเป็นโครงข่ายสื่อสารที่โยงใยผู้คนทั่วโลกเข้าไว้ด้วยกัน การสื่อสารไร้สายความเร็วสูงที่ครอบคลุมพื้นที่ได้ถูกวิวัฒนาการขึ้น ให้ผู้คนโลดเล่นไปเฉกเช่นจินตนาการของโลกแห่งเวทมนต์ ก็เพียงแต่คุณอยู่หน้าจอ ก็สามารถเดินทางรอนแรมท่องเที่ยวไปทั่วโลกได้แค่ชั่วพริบตา...



ในยุคแรกของการนำเอาเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายมาใช้งานนั้นมักจะมุ่งเน้นไปที่การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) ซึ่งเชื่อมโยงระบบเครือข่ายภายในอาคาร 2 แห่งเข้าด้วยกันเพื่อให้ติดต่อสื่อสารถึงกันได้ ซึ่งต่อมาการใช้งานรูปแบบนี้มีข้อจำกัด จึงได้มีการพัฒนาการเชื่อมต่อในอีกรูปแบบหนึ่งขึ้น โดยเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดหนึ่งไปหลาย ๆ จุดได้ (Point-to-Multipoint) ซึ่งวิธีการนี้ทำให้ผู้ให้บริการระบบอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์สามารถให้บริการที่ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการได้กว้างขึ้น ซึ่งในแง่ของธุรกิจแล้วนั้นให้ความคุ้มค่าในการลงทุนมากกว่า ดังนั้นระบบบรอดแบนด์ไร้สายจึงเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้ผู้ให้บริการสามารถขยายพื้นที่ในการให้บริการบรอดแบนด์ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังใช้งบประมาณในการลงทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการติดตั้งระบบบรอดแบนด์แบบใช้สายอย่างโครงข่ายใยแก้วนำแสงที่ต้องมีการลากสายและติดตั้งท่อร้อยสายใต้ดินรวมถึงจะเป็นทางเลือกใหม่ให้กับผู้ใช้ในการใช้บริการบรอดแบนด์ความเร็วสูงในราคาประหยัดอีกด้วย


สำหรับการเติบโตของบรอดแบนด์ทั่วโลกโดยเฉพาะในภูมิภาคเอเชียนั้นได้มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมาและได้มีการคาดการณ์ไว้ว่าจะยังคงเติบต่ออย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความต้องการการสื่อสารข้อมูลที่มีความเร็วสูงมากกว่า แต่เทคโนโลยีเก่าอย่าง Dial-Up ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้งานและสื่อแบบมัลติมีเดียที่เป็นการสื่อสารทั้งสัญญาณภาพ เสียงและข้อมูลได้ ดังนั้นจากเหตุผลที่ได้กล่าวมาทำให้เทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ไร้สายกลายเป็นทางเลือกใหม่ที่ลงทุนต่ำและเป็นเทคโนโลยีซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการให้บริการได้หลากหลายไม่ว่าจะเป็นส่วนขยายของบริการฮอตสปอทหรือการบริการบรอดแบนด์ความเร็วสูงไปยังจุดซึ่งโครงข่ายใยแก้วนำแสงไม่ได้ครอบคลุมถึงตลอดจนเป็นส่วนขยายไปยังผู้ใช้ ปลายทางหรือที่เรียกว่า Last Mile ของเทคโนโลยีแบบมีสายอื่นๆ




WiMAX คืออะไร ?

WiMAX เป็นชื่อเรียกเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่ล่าสุดที่คาดหมายกันว่า จะถูกนำมาใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้ โดย WiMAX เป็นชื่อย่อของ Worldwide Interoperability for Microwave Access ซึ่งเป็นเทคโนโลยี
บรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงรุ่นใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาบนมาตรฐาน IEEE 802.16 ซึ่งมาก็ได้พัฒนามาตรฐาน IEEE 802.16a ขึ้น โดยได้การอนุมัติออกมาเมื่อเดือนมกราคม 2004 โดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หรือ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ซึ่ง
มีรัศมีทำการที่ 30 ไมล์ หรือเป็นระยะทางประมาณ 50 กิโลเมตร ซึ่งนั่นหมายความว่า WiMAX สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าระบบโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ 3G มากถึง 10 เท่า ยิ่งกว่านั้นก็
ยังมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ซึ่งเร็วกว่า 3G ถึง 30 เท่าทีเดียว

โดยมาตรฐาน IEEE 802.16a หรือ WiMAX มีความสามารถในการส่งกระจายสัญญาณในลักษณะจากจุดเดียวไปยังหลายจุด (Point-to-multipoint) ได้พร้อมๆ กัน โดยมีความสามารถรองรับการทำงานในแบบ
Non-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 ทำให้เทคโนโลยีตัวนี้สามารถตอบสนองความต้องการของการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเทอร์เน็ตให้กับพื้นที่ที่ห่างไกล ที่สายเคเบิ้ลไม่สามารถลากไปไม่ถึงได้เป็นอย่างดี ตลอดจนเพิ่มความสะดวกสบาย และประหยัดสำหรับการขยายเครือข่ายในเมืองที่มีอยู่แล้วได้ เนื่องจากไม่ต้อง
ลงทุน 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 และมีค่าใช้จ่ายที่ประหยัดกว่าการติดตั้งเครือข่ายในแบบวางสายสัญญาณที่ใช้งานกันอยู่


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 ซึ่งคุณสมบัติเด่นที่ได้รับการแก้ไขจากมาตรฐาน 802.16 เดิมคือคุณสมบัติการรอง
รับการทำงานแบบที่ไม่อยู่ในระดับสายตา ( NLoS - Non-Line-of-Sight) ทั้งยังมีคุณสมบัติการทำงานเมื่อมีสิ่งกีดขวาง อาทิเช่น ต้นไม้, อาคาร ฯลฯ นอกจากนี้ก็ยังช่วยให้สามารถขยายระบบเครือข่ายเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงได้อย่างกว้างขวางด้วยรัศมีทำการที่ไกลถึง 31 ไมล์ หรือประมาณ 48 กิโลเมตร และมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ทำให้สามารถรองรับการเชื่อมต่อการใช้งานระบบเครือข่ายของบริษัทที่ใช้สายประเภท ที1 (T1-type) กว่า 60 รายและการเชื่อมต่อแบบ DSL ตามบ้านเรือนที่พักอาศัยอีกหลายร้อยครัวเรือนได้พร้อมกันโดยไม่เกิดปัญหาในการใช้งาน
IEEE 802.16e เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาให้สนับสนุนการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พกพาประเภทต่างๆ เช่น อุปกรณ์พีดีเอ โน้ตบุ๊ก เป็นต้น โดยให้รัศมีทำงานที่ 1.6 – 4.8 กิโลเมตร มีระบบที่ช่วยช่วยให้ผู้ใช้งานยังสามารถสื่อสารได้โดยให้คุณภาพในการสื่อสารที่ดีและมีเสถียรภาพขณะใช้งาน แม้ว่ามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตาม

เครื่องลูกข่ายต้นแบบสำหรับใช้งานกับเทคโนโลยี WiMAX



แผนภาพระบบ WiMAX

รูปแบบการใช้งาน WiMAX ในส่วนต่าง

ระบบบรอดแบนด์ตามความต้องการ (Broadband on-demand) สำหรับระบบเครือข่ายไร้สายมาตรฐาน WiMAX นั้น จะช่วยให้เหล่าโอเปอเรเตอร์ต่างๆ สามารถจัดสรรงานบริการที่มีความเร็วสูงเทียบเท่าระบบเครือข่ายแบบใช้สายได้ โดยใช้เวลาการติดตั้งที่น้อยกว่า มีราคาที่ถูกกว่ามาก นอกจากนั้น WiMAX ก็ยังช่วยให้มีการจัดเตรียมการใช้งานระบบสื่อสารความเร็วสูงในรูปแบบตามความต้องการได้ในทันทีทันใด โดยรูปแบบนี้เหมาะสำหรับการทำงานในแบบชั่วคราว อาทิเช่น การจัดนิทรรศการ การจัดงานงานประชุม การจัดงานแสดงสินค้า เป็นต้น

ระบบการสื่อสารบรอดแบนด์สำหรับที่พักอาศัย ขณะที่เทคโนโลยีการใช้งานสายเคเบิลและเทคโนโลยี DSL ที่ถูกใช้งานในปัจจุบันนั้นมีช่องว่างในการใช้งานมาก ด้วยข้อจำกัดของการวางโครงข่ายที่มีอยู่และต้นทุนของการวางระบบ ทำให้ไม่สามารถให้บริการกับผู้ที่ต้องการใช้งานจำนวนมากซึ่งต้องการระบบการสื่อสารระดับบรอดแบนด์ได้ แต่ข้อจำกัดเหล่านี้จะถูกทลายลง เมื่อมีการเปิดตัวระบบที่อ้างอิงกับมาตรฐาน WiMAX ออกมา โดยแอพพลิเคชันสำหรับการสื่อสารบรอดแบนด์ไร้สาย WiMAX จะช่วยให้สามารถพัฒนางานต่างๆ ที่สนองตอบความต้องการการใช้งานบรอดแบนด์ในรูปแบบต่างๆ ได้

พื้นที่ซึ่งบริการเข้าไม่ถึง นับว่าเทคโนโลยีระบบการสื่อสารอินเทอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงที่ได้อ้างอิงกับมาตรฐาน WiMAX นี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเป็นอย่างยิ่ง สำหรับการใช้งานในพื้นที่ห่างไกล ในเขตที่มีข้อจำกัดของการเดินสายนำสัญญาณในระบบ DSL
บริการการสื่อสารแบบไร้สายคุณภาพสูง มาตรฐานIEEE 802.16e ซึ่งเป็นส่วนต่อเติมของ IEEE 802.16a นั้นเป็นคุณสมบัติแบบพิเศษที่พัฒนาขึ้นมาให้รองรับการใช้งานในแบบที่ต้องเคลื่อนที่ตลอดเวลา เหมาะสำหรับอุปกรณ์ในแบบพกพาสำหรับการเดินทาง ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานยังสามารถสื่อสารได้โดยให้คุณภาพในการสื่อสารที่ดีและมีเสถียรภาพขณะใช้งาน แม้ว่ามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตาม
การส่งสัญญาณแบบ Cellular Backhaul ด้วยแบนด์วิดท์การใช้งานของ WiMAX ที่มีอยู่อย่างเหลือเฟือ จึงทำให้มีความเหมาะสมเป็นอย่างยิ่งกับการที่จะนำมาใช้งานให้รองรับการส่งสัญญาณในแบบย้อนกลับไปยังสถานีฐานระบบเซลลูลาร์ ซึ่งมีการติดต่อสื่อสารกันในแบบจุดต่อจุดได้


WiMAX มีอะไรใหม่ ๆ ที่โดนใจบ้าง ?



เรื่องของความเร็ว สำหรับ WiMAX นั้น ได้ให้อัตราความเร็วในการส่งสัญญาณข้อมูลมากถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) โดยใช้กลไกการเปลี่ยนคลื่นสัญญาณที่ให้ประสิทธิภาพสูง สามารถส่งสัญญาณออกไปได้ในระยะทางไกลมากถึง 30 ไมล์ หรือ 48 กิโลเมตร ภายใต้คลื่นความถี่ระดับสูงที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง ทั้งก็ยังไม่มีปัญหาเรื่องของสัญญาณสะท้อนอีกด้วย นอกจากนั้นแล้ว สถานีฐาน(Base Station) ยังสามารถพิจารณาความเหมาะสมในระหว่างความเร็ว และระยะทางได้อีก ตัวอย่างเช่น ถ้าหากการใช้เทคนิคในแบบ 64 QAM (Quadarature Amplitude Modulation) ไม่สามารถรองรับการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพได้ การเปลี่ยนไปใช้ 16 QAM หรือ QPSK (Quadarature Phase Shift Key) ซึ่งจะช่วยเพิ่มระยะทางการในการสื่อสารให้มากขึ้นได้

การบริการที่ครอบคลุม นอกจาก WiMAX จะใช้เทคนิคของการแปลงสัญญาณที่ให้ความคล่องตัวในการใช้งานสูง และเปี่ยมประสิทธิภาพแล้ว มาตรฐาน IEEE 802.16a ก็ยังสามารถรองรับการทำงานร่วมกับเทคโนโลยีซึ่งขยายพื้นที่การให้บริการให้กว้างขวางมากขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ระบบเครือข่ายที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบผสมผสาน (Mesh Topology) และเทคนิคการใช้งานกับเสาอากาศแบบอัจฉริยะ (Smart Antenna) ที่ช่วยประหยัดต้นทุนและเพิ่มอัตราความเร็วของการรับส่งสัญญาณที่ให้สมรรถนะในการทำงานน่าเชื่อถือสูง

ความสามารถในการขยายระบบ: WiMAX นั้นมีความสามารถในเรื่องการรองรับการใช้งานแบนด์วิดท์, ช่องสัญญาณ สำหรับการสื่อสารได้ด้วยความยืดหยุ่น โดยสามารถปรับให้สอดคล้องกับแผนการติดตั้งเซลล์ในย่านความถี่ที่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ หรือ ย่านความถี่ที่ได้รับการยกเว้นค่าลิขสิทธิ์ทั่วโลก อาทิเช่น ถ้าโอเปอเรเตอร์ที่ให้บริการนั้นได้รับคลื่นความที่ 20 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ก็สามารถที่จะทำการแบ่งคลื่นความถี่นี้ออกเป็น 2 ส่วน โดยแต่ละส่วนนั้นอยู่ที่ 10 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือจะแบ่งออกเป็น 4 ส่วน ๆ ละ 5 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ก็ได้ ทำให้โอเปอเรเตอร์สามารถบริหารจัดการแต่ละส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งยังเพิ่มเติมผู้ใช้งานในแต่ละส่วนได้อีกด้วย

การจัดลำดับความสำคัญของงานบริการ (QoS - Quality of Service) สำหรับระบบเครือข่ายไร้สายมาตรฐาน WiMAX นี้ มีคุณสมบัติด้าน QoS (Quality of Service) ที่รองรับการทำงานของบริการสัญญาณเสียงและสัญญาณวิดีโอ ซึ่งต้องการระบบเครือข่ายที่ไม่สามารถทำงานด้วยความล่าช้าได้ บริการเสียงของ WiMAX นี้ อาจจะอยู่ในรูปของบริการ Time Division Multiplexed (TDM) หรือบริการในรูปแบบ Voice over IP (VoIP) ก็ได้ โดยโอเปอเรเตอร์สามารถกำหนดระดับความสำคัญของการใช้งานให้เหมาะสมกับรูปแบบการใช้งานต่างๆ อาทิ สำหรับบริการให้องค์กรธุรกิจ, ผู้ใช้งานตามบ้านเรือน เป็นต้น

ระบบรักษาความปลอดภัย นับเป็นคุณสมบัติที่มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง โดยคุณสมบัติของการรักษาความลับของข้อมูลและการเข้ารหัสข้อมูล ซึ่งอยู่ในมาตรฐาน WiMAX ที่จะช่วยให้การสื่อสารมีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น แถมยังมีระบบตรวจสอบสิทธิการใช้งานและมีระบบการเข้ารหัสข้อมูลในตัวด้วย
รูป wimax_logo-1.gif?
สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายมาตรฐาน WiMAX นั้น มีองค์กรที่ได้รับการจัดตั้งจากบรรดาบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำอย่าง Nokia, Intel, Proxim, Fujitsu, Alvarion ฯลฯ ที่มีชื่อเรียกกันว่า WiMAX Forum ขึ้น เพื่อร่วมกันพัฒนาและกำหนดมาตรฐานกลางของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงมาตรฐาน IEEE 802.16 รวมถึงการทำหน้าที่ทดสอบและออกใบรับรองให้แก่อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานไร้สายระบบใหม่ ทั้งนี้มาตรฐาน IEEE 802.16 จะถูกเรียกกันโดยทั่วไปว่า WiMAX เช่นเดียวกับที่มาตรฐาน IEEE 802.11 เคยได้รับการรู้จักในชื่อ Wi-Fi มาแล้ว

บทสรุป
แม้ว่าในขณะนี้ WiMAX จะเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย แต่ WiMAX ก็ถือว่า เป็นเทคโนโลยีที่มีอนาคตสดใส เป็นทางเลือกหนึ่งที่จะเข้ามาช่วยตอบสนองความต้องการการใช้งานอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงซึ่งมีแนวโน้มเติบโตอย่างรวดเร็วได้เป็นอย่างดี และหากมองถึงประโยชน์ในการขยายเครือข่ายบรอดแบนด์ให้เข้าถึงพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลแล้ว ผลประโยชน์ก็จะเกิดขึ้นกับผู้ใช้งานทุกคนที่จะมีโอกาสได้ใช้เครือข่ายสื่อสารความเร็วสูงอย่างเท่าเทียมกัน รวมไปถึงการช่วยสร้างรายได้และโอกาสทางการตลาดให้กับเหล่าโอเปอเรเตอร์ ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตไร้สาย รวมทั้งบรรดาผู้ผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง และเชื่อได้ว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เราจะได้สัมผัสกับเทคโนโลยี WiMAX อย่างแพร่หลายเช่นเดียวกับที่ Wi-Fi ประสบความสำเร็จอยู่ในปัจจุบันนี้





Cover Story เรื่องอื่นๆ