Wireless Technology

ในปัจจุบัน Wireless Technology ได้เข้ามามีบทบาทอย่างมาก เทคโนโลยีไร้สาย (Wireless Technology) กำลังเข้ามามีบทบาทมากในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นการนำเอาไปประยุกต์ใช้ในงานส่วนตัว องค์กรและภาคธุรกิจ เนื่องจากช่วยอำนวยความสะดวกด้านการ ติดต่อสื่อสารสามารถเข้าถึงข้อมูลบนอินเตอร์เน็ตเว็บไซต์ได้อย่างรวดเร็ว โดยผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์มือถือ

ในที่นี้เราจะพูดถึงสามตัวด้วยกันคือ Radio, Microwave, Infrared

Radio Frequency Communication

คือ การสื่อสารคลื่นความถี่วิทยุ ในบรรดาคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้กัน เริ่มจาก 300 KHz ขึ้น 

1. ระบบ VHF (Very High Frequency) ระบบ VHF เป็นระบบคลื่นความถี่ที่ใช้ในกิจการวิทยุกระจายเสียง การแพร่ภาพโทรทัศน์ การสื่อสารระยะใกล้ ด้วยความถี่ 30 - 300 MHz นับเป็นระบบแรกที่นำมาใช้ในประเทศไทย โดยสถานีโทรทัศน์ช่อง 4 บางขุนพรหม สัญญาณที่ส่งเป็นสัญญาณ Analog ส่งสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดิน (Terestrial Station) ไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร รับสัญญาณด้วยเสาอากาศทั่วๆ ไป จัดเป็นระบบเปิดสาธารณะ หรือเรียกว่า ฟรีทีวี ( Free TV) เช่น ช่อง 3, 5, 7, 9 และ 11
2. ระบบ UHF (Ultra High Frequency) ระบบ UHF เป็นระบบที่พบได้กับช่อง ITV รวมทั้งการสื่อสารการบิน การสื่อสารระยะใกล้อื่นๆ ด้วยสัญญาณ Analog ในย่านความถี่ 300 MHz ถึง 3 GHz เนื่องจากสัญญาณมีย่านความถี่สูงมาก ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณได้ไกล จึงต้องมีสถานีเครือข่าย การรับสัญญาณสามารถใช้เสาอากาศทั่วไปได้เช่นกัน

Microwave Communication
เป็นแนวคิดของการวางแผนและติดตั้งระบบการสื่อสารโดยใช้คลื่นความถี่ Radio Frequency ช่วง Microwave เป็นรูปแบบการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง ทำให้สามารถสื่อสารในระยะทางที่ไกลๆ ผ่านชั้นบรรยากาศ และอวกาศได้ โดยจะทำการส่งสัญญาณจากสถานีส่งสัญญาณส่วนกลาง ไปยังเสารับสัญญาณในหลาย ๆ พื้นที่ สถานีส่วนกลางจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า จานรับ และ จานส่งคลื่นไมโครเวฟ มีลักษณะเป็นจานโค้งคล้ายพาราโบลา ซึ่งภายในจะบรรจุสายอากาศ ตัวรับสัญญาณ และอุปกรณ์เสริมอื่น ๆที่จำเป็นต่อการสื่อสาร หลักการทำงานของระบบ Microwave จะทำการรับข้อมูลจากอุปกรณ์อื่น แล้วส่วนประมวลผลจะทำการแปลงข้อมูลนั้นเป็นสัญญาณคลื่นวิทยุ และส่งไปที่ตัวรับ ระบบไมโครเวฟทั่วไปจะถูกกำหนดให้ใช้ความถี่ประมาณ 300MHz-100GHz และคงที่ หรือเราเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเป็นการสื่อสารไร้สาย Point-to-Point เป็นระบบช่องความถี่ที่ส่งสัญญาณไฟฟ้า โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยใช้วิธีส่งสัญญาณ ที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุเป็นทอดๆ จากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง ในลักษณะ line of sight

Microwave สามารถส่งได้ในระยะต่างๆ กันขึ้นอยู่กับ กำลังส่ง ความถี่ของสัญญาณ และสภาพแวดล้อมด้วย ระยะการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 30 กิโลเมตร สำหรับไมโครเวฟที่ไกลกว่านี้จะต้องใช้สถานีไมโครเวฟระดับกลาง ( Towers ) ซึ่งสถานีรับจะต้องไม่มีอะไรขวางระหว่างทางเพื่อให้การสื่อสารไม่ผิดเพี้ยน หรือถูกลดทอนลงไป ระบบไมโครเวฟปกติจะถูกติดตั้งที่ยอดหรือด้านข้างอาคารให้อยู่เหนือต้นไม้ หรือสิ่งก่อสร้างต่างๆ เพื่อจะได้ใช้ประโยชน์ของไมโครเวฟได้อย่างเต็มที่ ซึ่งจะแสดงให้เห็นถึงปัญหาในการการออกแบบว่า ไมโครเวฟโดยมากจะต้องการการติดตั้งที่มากกว่าระบบทั่วไป

ลักษณะของคลื่น Microwave

• เดินทางเป็นเส้นตรง
• สามารถหักเหได้ (Refract)
• สามารถสะท้อนได้ (Reflect)
• สามารถแตกกระจายได้ (Diffract)
• สามารถถูกลดทอนเนื่องจากฝน (Attenuate)
• สามารถถูกลดทอนเนื่องจากชั้นบรรยากาศ

 ข้อดีในการใช้วิทยุ Microwave ในการสื่อสาร

• คุณสมบัติการกระจายคลื่นไมโครเวฟคงที่
• ทิศทางของสายอากาศเป็นแนวพุ่งตรงไปในทิศทางที่ต้องการ
• อัตราขยายสัญญาณของสายอากาศสูง
• สามารถทำให้อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น คือมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้นน้อย
• สามารถส่งคลื่นได้ในย่านกว้างเพราะคลื่นมีความถี่สูงมาก
• เครือข่ายมีความน่าเชื่อถือสูงในการใช้งาน
• ปลอดภัยจากการเกิดภัยธรรมชาติ เช่น น้ำท่วม แผ่นดินไหว
• การรบกวนที่เกิดจากมนุษย์ทำขึ้นมีน้อย เช่น อุบัติเหตุ การก่อสร้าง ไฟไหม้ 
• การก่อสร้างทำได้ง่าย และเร็ว 
• สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างน้อย ใช้ค่าใช้จ่ายน้อยแต่คุณภาพสูง

 การใช้งานคลื่น Microwave นั้นก็จะแบ่งการใช้งานได้ดังนี้ 

• ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา ใช้ในงานสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง อย่างเช่น การโทรศัพท์ทางไกล ใช้การส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์จากจุดหนึ่ง ไปยังสถานีทวนสัญญาณจากจุดหนึ่งและส่งผ่านสัญญาณไปเรื่อยๆ จนถึงปลายทาง และในการส่งโทรทัศน์ก็จะทำการส่งสัญญาณโทรทัศน์จากห้องส่งไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ ส่งไปทางสายอากาศ และแพร่กระจากคลื่นของโทรทัศน์ของสถานีนั้นๆ ระยะห่างของสถานีสัญญาณจะเป็นดังนี้ ถ้าความถี่สูงระยะห่างก็จะน้อยแต่ถ้า ความถี่ของคลื่นไมโครเวฟต่ำระยะห่างของสถานีทวนสัญญาณก็จะมาก
• ระบบเหนือขอบฟ้า ซึ่งเป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้ชั้นบรรยากาศห่อหุ้มโลก ชั้นโทรโพสเฟียร์ ช่วยในการสะท้อนและหักเหคลื่นความถี่ไมโครเวฟ ให้ไปถึงปลายทาง ให้ได้ระยะทางมากขึ้น การใช้ในรูปแบบนี้ไม่ค่อยนิยมเท่าไรหรอกจะใช้เฉพาะในกรณีที่จำเป็นเท่านั้น เช่น ในเขตที่ไม่สามารถตั้งสถานีทวนสัญญาณได้ เป็นประการฉะนี้ เนื่องจากการใช้งานรูปแบบนี้สามารถทำได้ในระยะทางที่ไกลมาก ดังนั้นในการส่งคลื่นจึงทำให้คลื่นมีการ กระจัดกระจายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องส่งที่มีกำลังส่งที่สูงและสายอากาศที่รับต้องมีอัตราการขยายสัญญาณที่สูง เช่นเดียวกัน
• Satellite Microwave เป็นการใช้สถานีทวนสัญญาณลอยอยู่เหนือพื้นโลกกว่า 30,000 กิโลเมตร โดยการใช้ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณการใช้ระบบนี้สามารถทำการสื่อสารได้ไกลมากๆ ได้ ซึ่งเป็นระบบที่นิยมใช้ระบบหนึ่งในปัจจุบัน นิยมใช้มาก
• ระบบเรดาร์ ระบบนี้จะเป็นการใช้ไมโครเวฟ ในการตรวจจับวัตถุต่างโดยการส่งคลื่นไมโครเวฟออกไป ในมุมแคบ แล้วไปกระทบวัตถุที่อยู่ไกลออกไป และจากนั้นคลื่นก็จะสะท้อนกลับมาแล้วนำสัญญาณที่ได้รับเทียบกับสัญญาณเดิม แล้วเราค่อยนำไปแปรค่าเป็นข้อมูลต่างๆ อีกที
• ระบบเตาไมโครเวฟ ระบบนี้เป็นการส่งคลื่นไมโครเวฟ ที่มีกำลังสูงส่งในพื้นที่แคบๆ ที่ทำด้วยโลหะ คลื่นไมโครเวฟนี้ก็จะสะท้อนโลหะนั้นทำให้มีคลื่นไมโครเวฟ กระจัดกระจายอยู่พื้นที่นั้นสามารถ นำไปใช้ในการทำอาหารได้

สถานีทวนสัญญาณ Microwave
ใช้ในการสื่อสาร ในระดับสายตา เนื่องจากการสื่อสารในรูปแบบนี้มีผลต่อส่วนโค้งของโลก ดังนั้นในการสื่อสาร Microwave จึงต้องมีสถานีเพื่อทวนสัญญาณในระยะทุกๆ 50-80 กม. ซึ่งสถานีทวนสัญญาณจะทำการถ่ายทอดสัญญาณจากสถานีต้นทาง ทำการรับสัญญาณมาและทำการขยายสัญญาณ ให้แรงขึ้นแล้วก็ทำการส่งสัญญาณต่อไปจนถึงปลายทาง

• สถานีทวนสัญญาณข่าวสารข้อมูล จะทำการเปลี่ยนแปลงความถี่ ที่รับเข้ามาให้เหลือเพียงความถี่ข่าวสารข้อมูลก่อน แล้วก็ทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกที จากนั้นก็นำไปผสมกับความถี่ Microwave ความถี่ใหม่ แล้วทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ สามารถดึงสัญญาณข่าวสารข้อมูลมาใช้ได้ และสามารถทำการนำข่าวสารข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ด้วย ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ จะเกิดสัญญาณรบกวนแทรกเข้ามา และระดับความแรงของสัญญาณข่าวสารข้อมูลไม่คงที่
• สถานีทวนสัญญาณความถี่ IF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้จะทำการเปลี่ยนความถี่ที่รับเข้ามาให้เป็นความถี่ IF ก่อนแล้วจึงทำการขยายสัญญาณให้แรงขึ้นอีกที จากนั้นก็ค่อยทำการผสมกับคลื่น Microwave ความถี่ใหม่ แล้วจึงทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ อัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีขึ้น ระดับความแรงของสัญญาณข้อมูลข่าวสารคงที่ ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบคือ ไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้และไม่สามารถแทรกสัญญาณข้อมูลใหม่เข้าไปได้
• สถานีทวนสัญญาณความถี่ RF สถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้ จะทำการเปลี่ยนความถี่ RF เดิมไปเป็นความถี่ RF ใหม่ โดยตรงก่อนแล้วค่อยทำการส่งออกไป ข้อดีของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบคือ มีอัตราส่วนของสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนดีมาก สัญญาณข้อมูลข่าวสารมีความคงที่ ข้อเสียของสถานีทวนสัญญาณรูปแบบนี้คือ มีราคาแพงมาก และยังไม่สามารถดึงสัญญาณข้อมูลข่าวสารมาใช้ได้ และยังไม่สามารถนำสัญญาณข้อมูลใหม่แทรกเข้าไปได้ และยังมีความยุ่งยากในการออกแบบวงจรอีกด้วย

Infrared (IR)
Infrared มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า รังสีใต้แดง หรือรังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 Hertz มีความถี่ในช่วงเดียวกับ Microwave มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุ สสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 องศาเซลเซียสถึง 4,000 องศาเซลเซียส จะปล่อยรังสี Infrared ออกมา คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสี Infrared เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย ดังนั้น การใช้ประโยชน์ในการควบคุมเครื่องใช้ระบบไกล (Remote control) สร้างกล้อง Infrared ที่สามารถมองเห็นวัตถุในความมืดได้ เช่น อเมริกาสามารถใช้กล้องอินฟราเรดมองเห็นเวียตกงได้ตั้งแต่สมัยสงครามเวียตนาม และสัตว์หลายชนิดมีนัยน์ตารับรู้รังสีชนิดนี้ได้ ทำให้มองเห็นหรือล่าเหยื่อได้ในเวลากลางคืน
 
การประยุกต์ใช้ Infrared ในชีวิตประจำวัน

• กล้องถ่ายรูปในเวลาใช้กลางคืน และกล้องส่องทางไกลที่ใช้ในเวลากลางคืน แสดงภาพความร้อน เพิ่มความปลอดภัยเวลาขับรถในเวลากลางคืน
• Remote Control ในเครื่องใช้ไฟฟ้าก็เป็น Infrared อีกชนิดหนึ่ง
• การไล่ล่าทางทหาร มิดไซ ที่ใช้ไล่ล่าเครื่องบินก็เป็น Infrared อีกชนิดหนึ่ง
• เครื่องกำเนิดความร้อนทั่วไป เช่นเตาแก๊สอินฟาเรทในครัวเรือน เครื่องกำเนิดความร้อนในห้องซาวด์น่า
• แผ่นกายภาพบำบัด มีเป็นประคบร้อน Infrared ปัจจุบันเป็นวิธีการ กายภาพบำบัดที่ปลอดภัยชนิดหนึ่ง

Broadband Wireless Access (BWA) - การกำหนดรูปแบบการให้บริการ

• การใช้งานแบบประจำที่ (Fixed)
  ซึ่งผู้ใช้บริการไม่สามารถเคลื่อนที่ในขณะรับส่งข้อมูลได้ เนื่องจากจะทำให้เกิดการแทรกสอดจากหลายทิศทางของสัญญาณ (Multi-path Fading) และเทคโนโลยีที่รองรับการใช้งานในลักษณะนี้ ไม่มีขีดความสามารถในการแก้ไขผลกระทบที่เกิดจากสัญญาณรบกวนซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของผู้ใช้งาน อีกทั้งยังไม่มีความสามารถที่จะรองรับการย้ายพื้นที่ใช้งาน (Roaming) จากสถานีฐานหนึ่งไปอีกสถานีฐานหนึ่งได้ อย่างไรก็ตามหากจำกัดให้ผู้ใช้บริการอยู่ประจำที่ ก็จะทำให้เทคโนโลยีที่รองรับการใช้งานแบบนี้ทำการ รับส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราเร็วสูงสุด เทคโนโลยีในกลุ่มนี้ได้แก่ MMSD, LMDS, การสื่อสารดาวเทียมและมาตรฐานในตระกูล IEEE 802.16, 16a และ 16d ซึ่งก็คือ WiMAX ในระยะแรกนั่นเอง
• การใช้งานแบบเคลื่อนที่ช้าๆ (Portable)
  หมายถึงการนำอุปกรณ์สื่อสารไปใช้งานในขณะที่มีการเคลื่อนที่ แต่การเคลื่อนที่ดังกล่าวเป็นเพียง การขยับเปลี่ยนตำแหน่งการใช้งานเล็กน้อย หากมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องก็ต้องเป็นการเคลื่อนที่ช้าๆ เช่น การก้าวเดินเหยาะ มิใช่การโดยสารยานพาหนะซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เทคโนโลยีในกลุ่มนี้ต้อง ชดเชยความสามารถในการรองรับการใช้งานขณะเคลื่อนที่ กับพื้นที่ให้บริการที่แคบลง และอัตราเร็วในการ สื่อสารที่อาจจะต่ำกว่าการใช้งานแบบประจำที่ โดยในกลุ่มนี้ประกอบไปด้วยเทคโนโลยี IEEE802.16e หรือ WiMAX ในระยะที่ 2 และเทคโนโลยีอื่นๆ ได้แก่ IEEE 802.16a, b, g และ n ซึ่งก็คือเทคโนโลยี Wi-Fi ที่มีใช้ งานกันอยู่ทั่วไป ข้อดีของการใช้งานแบบ Portable ก็คือ ผู้ใช้งานสามารถเปลี่ยนสถานีฐานหรือจุดเชื่อม ต่อไปใช้งาน ณ สถานที่อื่นได้โดยเครือข่ายจะตรวจสอบโพรโฟล์ (profile) การใช้งานของผู้ใช้บริการ จาก ฐานข้อมูลส่วนกลาง เพื่ออนุญาตให้ใช้งานในต่างพื้นที่ (Roaming) ได้
• การใช้งานขณะเคลื่อนที่ (Mobility)
  หมายถึงการรับส่งข้อมูลในขณะกำลังเดินด้วยความเร็ว เช่น โดยสารยานพาหนะเป็นต้น ปัจจุบันมี เพียงเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่เท่านั้นที่สามารถรองรับการใช้งานในรูปแบบนี้แต่ในอนาคต IEEE มีแผน ที่จะผลักดันเทคโนโลยี IEEE802.20 เพื่อรองรับการให้บริการในลักษณะดังกล่าว ซึ่งคาดว่าจะมีข้อดีกว่า การใช้เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่มีการจำกัดอัตราเร็วในการสื่อสารข้อมูลดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น อย่างไรก็ตาม หากมีการพัฒนาเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่รูปแบบใหม่ๆ เช่น HSDPA และ HSUPA ขึ้น และสามารถเปิดใช้งานได้สำเร็จก็เท่ากับว่าผู้บริโภคมีทางเลือกในการใช้บริการ BWA ขณะเคลื่อนที่ทั้งผ่าน เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่และโดยใช้เทคโนโลยี IEEE802.20 ที่กำลังจะมาถึงในอนาคต

Broadband Wireless Access (BWA) - แบ่งตามลักษณะของการเข้าถึง


Wireless Personal Area Network (WPAN)
WPAN เป็น Technology ในส่วนสุดท้ายของ Wireless Network ที่จะรองรับผู้ใช้งานโดยตรง และเริ่มได้รับความสนใจมากขึ้นหลังจากที่ WLAN (Wireless Local Area Network) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและมีผลิตภัณฑ์ออกมาให้ใช้งานอย่างแพร่หลาย และเหตุที่ได้รับการยอมรับหรือตอบรับที่ดีจากผู้ใช้ ซึ่งจะประกอบด้วย สินค้ามีราคาถูก ใช้พลังานไฟฟ้าต่ำ สามารถติดต่อสื่อสารหรือทำงานร่วมกับอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายอื่นได้ และมีสมรรถนะหรืออัตราในการส่งข้อมูลที่สูง

ผู้ผลิตสินค้าหลายรายได้ร่วมมือกันในการสร้างมาตราฐาน WPAN หรือที่เราเรียกว่า IEEE802.15 ซึ่งเป้าหมายของมาตราฐานนี้ก็คือ การสร้างกรอบการทำงานและการพัฒนาสินค้า ภายใต้เงื่อนใขของ ราคาถูกและ การเชื่อมต่อระยะสั้นหรือเป็นเครือข่าย Wireless Technology ของ Infrared ใช้มาตรฐานของ IrDA (Infrared Data Association) และนิยมนำมาเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์ ที่อัตราเร็ว 9.6 – 115 kbps นอกจากนี้ยังได้มีการออกข้อกำหนด Very Fast Infrared ของ IrDA ที่จะเพิ่มอัตราเร็วของการส่งข้อมูลได้สูงถึง 4 Mbps

Infrared Technology นั้นสอดคล้องกับความต้องการของ WPAN 2 ใน 4 อย่าง นั่นก็คือมีราคาถูกและสามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายอื่นได้ (High Interoperability) ราคาของ Infrared Interface นั้นจะใกล้เคียงกับราคาของ USB Port หรือ Serial port เพราะว่า Infrared Interface ได้ถูกออกแบบมาเพื่อแทนที่ Infrared มีมาตราฐานอยู่แล้ว จึงทำให้ผู้ผลิตอุปกรณ์ต่างๆ สามารถผลิตอุปกรณ์ที่สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายอื่นได้

อย่างไรก็ตาม Infrared ยังคงดูเหมือนไม่ใช่เป็น Technology ที่จะนำมาใช้ Implement WPAN เป็นหลัก ถึงแม้ว่าจะถูก Integrate รวมเข้ากับอุปกรณ์แบบ Portable หรือ Mobile ได้ง่าย แต่ก็มีข้อจำกัดในเรื่องของระยะทางและการปรับหันทิศทางของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ Infrared จะต้องอยู่ภายใน line-of-sight ของอีกตัวหนึ่งเพื่อให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุปกรณ์จะต้องไม่ห่างจากเครื่องรับเกินกว่า 1 เมตร และอยู่ในทิศทางไม่เกินกว่า 15˚ จาก Infrared Port ขณะที่Technology อื่น อย่างเช่น Bluetooth สามารถใช้งานได้ที่ระยะทาง 4 – 10 เมตร และมีการส่งสัญญาณแบบรอบตัวในทุกทิศทางอีกด้วย ดังนั้นถึงแม้ว่า Infrared จะมีการเริ่มต้นออกมาใช้งานไปก่อน แต่ก็คาดว่า Bluetooth จะถูกนำมาใช้เป็น WPAN Technology แซงหน้า Infrared ได้ในเวลาอันรวดเร็ว เนื่องจากว่าได้รับการสนับสนุนจากผู้พัฒนาค่อนข้างมาก และชิพวงจรก็มีราคาไม่แพงและใช้กำลังไฟฟ้าต่ำอีกด้วย

• Bluetooth ตามมาตรฐาน IEEE 802.15.1
  มีหลายฝ่ายที่สนับสนุนให้ Bluetooth เป็น Technology ของ WPAN เนื่องจาก Bluetooth ใช้ประโยชน์จากคลื่นสัญญาณ RF และไม่ต้องการ line-of-sight เหมือนอย่าง Infrared จึงพบว่าสามารถนำมาใช้แทนการเชื่อมโยงของ serial port ได้เป็นอย่างดี ซึ่งจะช่วยผลักดันตลาดของอุปกรณ์ WPAN อย่างเช่น Wireless keyboard, Mouse และ Headset เป็นต้น
  
  เมื่อพิจารณาจากความต้องการพื้นฐานของ WPAN ทั้ง 4 อย่างที่กล่าวถึงตั้งแต่ต้น พบว่าอุปกรณ์ Bluetooth มีความเป็นไปได้ที่จะนำมาใช้งานร่วมกับอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายอื่นได้ (Interoperability) ส่วนในเรื่องราคา ชิพวงจรของ Bluetooth ยังคงมีราคาเกินกว่า $5.00 ขณะที่กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจะขึ้นกับอัตราเร็วของการส่งข้อมูลที่ใช้ อย่างไรก็ตาม อัตราเร็วของการส่งข้อมูลตามมาตรฐานของ Bluetooth ในปัจจุบัน ยังคงน้อยกว่า 1 Mbps อยู่ แต่ว่าการประยุกต์ใช้งานส่วนใหญ่ที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้ มีความต้องการอัตราเร็วของการส่งข้อมูลที่สูงกว่านี้อีก อย่างเช่น การส่ง Streaming Video ระหว่าง digital camera และเครื่อง PC หรือการส่งกระจาย content จาก set-top box ไปยัง TV หลายๆ เครื่อง เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ ปัญหาเรื่องอัตราเร็วของการส่งข้อมูล จึงกลายเป็นประเด็นสำคัญของเทคโนโลยี Bluetooth ในอนาคต
  
  ถึงแม้ว่า Bluetooth จะเหมาะกับการใช้งานสำหรับการส่งข้อมูลอัตราเร็วต่ำ แต่ก็ไม่เร็วเพียงพอสำหรับ CD-ROM หรือ DVD ได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องการอย่างมากในช่วง 2-3 ปีถัดไป ทำให้บางคนเชื่อว่า มาตรฐาน WLAN อย่างเช่น 802.11a หรือ b อาจถูกเลือกนำมาใช้เป็นมาตรฐานของ WPAN ก็ได้ เพราะว่าเมื่อ WPAN มีอัตราเร็วข้อมูลและฟังก์ชั่นเพิ่มขึ้น ทำให้มีแนวโน้มว่าจะมีความซับซ้อนเท่ากับมาตรฐาน WLAN ที่มีอยู่
• Ultra Wide Band (UWB) ตามมาตรฐาน IEEE 802.15.3a
  เป็น Technology ที่สอดคล้องกับความต้องการของ WPAN ได้แก่ UWB (Ultra Wideband) เทคโนโลยีนี้กำลังถูกนำเข้าไปพิจารณาในมาตรฐาน IEEE 802.15.3 High-Rate โดยสามารถรองรับอัตราเร็วการส่งข้อมูลได้สูงมาก ขณะเดียวกันก็ลดการรบกวนกับระบบอื่นได้น้อยที่สุดUWB เหมาะที่จะนำมาใช้กับ WPAN เนื่องจาก

1. มีอัตราเร็วการส่งข้อมูลที่สูงคือมากกว่า 10 Mbps
2. ใช้กำลังไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ
3. ไม่มีข้อจำกัดในเรื่อง line-of-sight การประยุกต์ใช้งานในอนาคต อย่างเช่น การเชื่อมต่อของกล้องวิดีโอ , เครื่องเล่น DVD และ MP3 จะต้องการอัตราเร็วการส่งข้อมูลอยู่ที่ 5 Mbps และมากกว่า
4. UWB ยังมีระยะทางการส่งอยู่ระหว่าง 10- 20 เมตร ซึ่งเกินกว่า 10 เมตร ตามที่กำหนดโดยมาตรฐาน WPAN
5. ราคา ชิพวงจรของ UWB ก็อยู่ระหว่าง $5-8 ซึ่งก็สอดคล้องกับความต้องการของ WPAN

เทคโนโลยีอื่นที่อาจถูกพิจารณานำมาใช้กับ WPAN ก็คือ การใช้เทคโนโลยีการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็ก (magnetic induction) สำหรับใช้ในการส่งข้อมูลอัตราเร็วต่ำ ระบบเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กนี้ถูกออกแบบสำหรับการเชื่อมโยงในระยะ 2- 3 เมตร ของสัญญาณเสียงหรือข้อมูลอัตราเร็วต่ำ เช่น การเชื่อมโยงระหว่าง headset กับ cell phone เป็นต้น รวมทั้งมีระดับกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานค่อนข้างต่ำมากและไม่มีการรบกวนกับคลื่นความถี่ในย่าน Gigahertz อื่นๆ ดังนั้นจึงสามารถนำมาใช้งานในที่เดียวกันกับ WLAN ได้ บริษัท Aura Communications กำลังทำการพัฒนาชิพ IC ที่ใช้การเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กนี้สำหรับการเชื่อมโยงสัญญาณแบบไร้สายในระยะสั้น

• Zigbee ตามมาตรฐาน IEEE 802.15.4

มาตรฐาน การเชื่อมต่อ Wireless Network แบบเล็กๆ ส่งข้อมูลกันน้อยๆ ราคาถูก จุดประสงค์ก็เพื่อ ความประหยัดพลังงาน นิยม ใช้กับพวก Sensor ต่างๆ Zigbee ได้ถูกออกแบบเฉพาะสำหรับการติดต่อเครื่อง Sensor ชนิดต่างๆ เพื่อการพัฒนา Application เช่นเครื่อง Sensor สำหรับ Home Automation ที่มีการสื่อสารระหว่าง Sensor ประตูกับกล้องเพื่อบันทึกภาพคนที่เข้ามาในบ้าน การสื่อสารแบบ Zigbee เป็นแบบ Multi-hop routing ที่สามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่อง Sensor ที่ต้องการโดยผ่านเครื่อง Sensor ตัวอื่นๆ ซึ่งคุณสมบัตินี้ไม่ได้รับการสนับสนุนใน Bluetooth การสื่อสารแบบ Zigbee ช่วยให้ขยายรัศมีการส่งของข้อมูลได้ออกไปเรื่อย เมื่อมีการเพิ่มจำนวนของเครื่อง Sensor ด้วย Zigbee ผลงานที่จะได้รับจากโครงการวิจัยและพัฒนาระบบการสื่อสารระยะใกล้ที่เป็นมาตรฐานสำหรับระบบการสื่อสารระหว่างเครื่อง Sensor ไร้สายโดยใช้มาตรฐานสากล จะช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว คือจะช่วยให้ระบบการสื่อสารในระบบจราจรและขนส่งอัจฉริยะ มีความหลากหลายของการสื่อสาร และช่วยให้เกิดเป็นการสื่อสารทางเลือกเพื่อการเก็บข้อมูลจากยานพาหนะ และการให้ข้อมูลกับผู้ใช้ท้องถนน


สำหรับ zigbee เป็นเทคโนโลยีไร้สายที่ร่วมกันสื่อสารข้อมูลผ่าน Sensor ขนาดเล็กจิ๋ว จำนวนเป็นพันๆ หมื่นๆ ชิ้นที่ฝังอยู่ตามส่วนต่างๆ ในอาคาร สำนักงาน โรงงาน หรือแม้แต่ในบ้าน การทำงานของมันจะเป็นการรับ-ส่งคลื่นสัญญาณข้อมูล ผ่านชิปเล็กจิ๋วนี้จุดต่อจุดไปเรื่อยๆ จนถึงปลายทางที่ต้องการดาวน์โหลดข้อมูลลงในเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ข้อมูลที่ได้อาจจะเป็นการวัดอุณหภูมิ การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิต จับปริมาณมลพิษในอากาศ ปริมาณน้ำ ท่อแก๊สโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์หรือแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่กินไฟน้อยมาก จึงสามารถฝังทิ้งไว้ในที่ห่างไกลได้เป็น 10 ปี ว่ากันว่าเทคโนโลยี zigbee นี้จะช่วยทำให้บริษัทที่เกี่ยวข้องกับการส่งพลังงานเช่น น้ำมัน ประปา น้ำในเขื่อน ท่อแก๊ส สามารถประหยัดการสูญเสียได้อย่างน้อย 10-15% และในอนาคตอันใกล้นี้เมื่อเทคโนโลยีนาโนก้าวหน้ามากขึ้น Sensor zigbee จะมีขนาดเล็กเท่าหัวเข็มหมุด สามารถฝังได้แม้กับในร่างกายของสิ่งมีชีวิตก็ได้

ปัจจุบันจากสำรวจตลาด ราคา Chip ที่สนับสนุนการส่งแบบ Zigbee ยังมีราคาใกล้เคียงกับชิบ Bluetooth แต่ในอนาคตคาดว่าจะคงมีราคาถูกกว่าอย่างมากเนื่องจากจะมีการใช้อย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม Electronic, Logistic การค้าปลีก และอื่นๆ


เครือข่าย Sensor ไร้สายเป็นนวัตกรรมใหม่ที่รวมเครื่อง Sensor และการสื่อสารแบบไร้สายระยะใกล้เข้าด้วย ซึ่งทำให้เกิดการนำมาใช้ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย เช่นอุตสาหกรรมยานยนต์ และอุตสาหกรรมการขนส่ง ปัจจุบันเครื่อง Sensor ไร้สายยังมีราคาแพงและต้องนำเข้าจากต่างประเทศ อีกทั้งองค์ความรู้ทางด้านเครือข่าย Sensor ไร้สายในประเทศไทยยังมีจำกัด โครงการนี้จึงนำเสนองานวิจัยและพัฒนาเพื่อสร้างเครื่อง Sensor ไร้สาย และนำมาประกอบเป็นเครือข่าย Sensor ไร้สาย เพื่อมาประยุกต์ใช้ในระบบขนส่งและการจราจรอัจฉริยะ เพื่อเพิ่มทางเลือกให้กับการสื่อสารระหว่างรถยนต์ หรือระหว่างรถยนต์กับสถานีข้างทาง เพื่อการเก็บข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อระบบขนส่งและการจราจรอัจฉริยะ เช่นการเก็บค่าความเร็วเฉลี่ยรถเพื่อสามารถบอกสภาพการจราจร หรือการเก็บค่าความเร็วของที่ปัดน้ำฝนเพื่อสามารถบอกปริมาณฝนที่ตกในพื้นที่ อีกทั้งงานวิจัยและพัฒนานี้สามารถขยายไปสู่งานด้านอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น อุตสาหกรรมเกษตรอีเล็กทรอนิกส์ (Agritronics) อุตสาหกรรมโรงพยาบาล และอุตสาหกรรมการก่อสร้าง และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ต้องใช้เครื่อง Sensor ในการดำเนินการ อีกทั้งฐานทดสอบที่ได้จากงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้เป็นฐานทดสอบเพื่อต่อยอดเป็นงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายแห่งอนาคตต่อไปซึ่งก็คือเครือข่ายทุกหนทุกแห่ง (Pervasive Networks) ที่อุปกรณ์อีเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดสามารถเชื่อมต่อกันได้

Wireless Local Area Network (WLAN)
 
WLAN คือ Technology ที่เป็นการติดต่อสื่อสารระหว่าง Computer และ Computer หรือ Computer กับ อุปกรณ์เครือข่ายของ Computer โดยใช้คลื่นวิทยุเป็นช่องทางการสื่อสาร พูดถึง Wireless Technology แล้ว WLAN เป็น Technology ที่ได้รับความสนใจอย่างมาก โดยนำมาประยุกต์ใช้กับองค์กรต่างๆ เพื่อความประหยัดค่าใช้จ่ายในเรื่องการติดตั้ง นอกจากนี้ยังมีความคล่องตัวในการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์สูงกว่าการเชื่อมต่อแบบใช้สาย WLAN ใช้ในพื้นที่เฉพาะ ซึ่งมักมีระยะทางไม่เกิน 100 เมตร อัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วที่สูงถึงระดับ 100 Mbps และต้องมีการติดตั้ง Access Point เพื่อทำหน้าที่เชื่อมต่อสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ปลายทาง (Terminal Equipment) ในลักษณะที่เป็น Cell ขนาดเล็กมาก (Pico Cells

การแลกเปรียนข้อมูล และการใช้ทรัพยกรร่วมกัน มีความจำเป็นมากในองค์กร การใช้ Wireless LAN เป็นทางเลือกหนึ่งที่ทำให้เกิดความคล่องตัวในการเชื่อมต่อ ผู้ใช้สามารถ Access ข้อมูลโดยไม่ต้องต่อสาย LAN ให้ยุ่งยาก สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการเชื่อมต่อแบบนี้ก็คือเรื่องของความปลอดภัย จุดเด่นมาตราฐานของ WLAN เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปโดย IEEE มีการวางรูปแบบให้รับส่งกันได้อย่างดี โดยฉพาะเรื่องความปลอดภัยของคลื่นสัญญานที่อาจถูกดัง กรณีนี้มีวิธีการเข้ารหัส โดยการ Encrypt ข้อมูลการให้บริการใช้งาน และการดูแลเครือข่ายทำได้ง่ายกว่าระบบใช้สาย ทั้งนี้เพราะระบบได้รับการออกแบบมาให้เป็นแบบอัตโนมัติ และตรวจสอบกันเอง WLAN จึงมีจุดเด่นที่ชัดเจนและจะเข้ามามีบทบาทที่สำคัญของเครือข่ายในระยะเวลาอันใกล้นี้


ข้อจำกัดสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีนี้ คือ จำนวนของผู้ใช้งานในขณะใดขณะหนึ่งพร้อมกัน ระยะห่างระหว่าง Access Point กับ Terminal Equipment และความพอเพียงของคลื่นความถี่ เนื่องจากส่วนใหญ่จะเป็นการใช้งานในลักษณะได้รับยกเว้นใบอนุญาต (unlicensed) จึงต้องใช้คลื่นความถี่ร่วมกันกับผู้ประกอบการรายอื่น

Technology มีการใช้กันอย่างแพร่หลายได้แก่

• WiFi (Wireless Fidelity) ก็คือองค์กรที่ทำหน้าที่ทดสอบผลิตภัณท์ WLAN หรือระบบ Wireless Network ภายใต้ Wireless Technology มาตรฐาน IEEE 802.11 ว่าอุปกรณ์ทุกตัวซึ่งต่างยี่ห้อกันนั้นมันสามารถติดต่อสื่อสารกันได้โดยไม่มีปัญหา หากว่าอุปกรณ์ตัวนั้นผ่านตามมาตราฐาน ก็จะได้ Wi-Fi Certified ซึ่งเป็นอันรู้กันว่าอุปกรณ์ชิ้นนั้นสามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ตัวอื่นที่มีตรา Wi-Fi Certified ได้
  Wi-Fi ได้กำหนดลักษณะการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ภายในเครือข่าย WLAN ไว้ 2 ลักษณะ

1. Infrastructure
โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ในเครือข่าย Wi-Fi จะเชื่อมต่อกันในลักษณะ Infrastructure ซึ่งเป็นโหมดที่อนุญาตให้อุปกรณ์ภายใน WLAN สามารถเชื่อมต่อกับ Network อื่นได้ ในโหมด Infrastructure นี้จะประกอบไปด้วยอุปกรณ์ 2 ประเภทได้แก่

1. Client Station ซึ่งก็คืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ( Desktop, Laptop, หรือ PDA ต่างๆ ) ที่มีอุปกรณ์ Client Adapter เพื่อใช้รับส่งข้อมูลผ่าน Wi-Fi
2. Access Point ซึ่งทำหน้าที่ต่อเชื่อม Client Station เข้ากับเครือข่ายอื่น (ซึ่งโดยปกติจะเป็นเครือข่าย IEEE 802.3 Ethernet LAN)

การทำงานในโหมด Infrastructure มีพื้นฐานมาจากระบบเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ กล่าวคือสถานีผู้ใช้จะสามารถรับส่งข้อมูลโดยตรงกับสถานีแม่ข่ายที่ให้บริการ แก่สถานีผู้ใช้นั้นอยู่เท่านั้น ส่วนสถานีแม่ข่ายจะทำหน้าที่ส่งต่อ (Forward) ข้อมูลที่ได้รับจากสถานีผู้ใช้ไปยังจุดหมายปลายทางหรือส่งต่อข้อมูลที่ได้ รับจากเครือข่ายอื่นมายังสถานีผู้ใช้

2. Ad-Hoc หรือ Peer-to-Peer
เครือข่าย Wi-Fi ในโหมด Ad-Hoc หรือ Peer-to-Peer เป็นเครือข่ายที่ปิดคือไม่มีสถานีแม่ข่ายและไม่มีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น บริเวณของเครือข่าย Wi-Fi ในโหมด Ad-Hoc จะถูกเรียกว่า Independent Basic Service Set (IBSS) ซึ่งสถานีผู้ใช้หนึ่งสามารถติดต่อสื่อสารข้อมูลกับสถานีผู้ใช้อื่นๆในเขต IBSS เดียวกันได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านสถานีแม่ข่าย แต่สถานีผู้ใช้จะไม่สามารถรับส่งข้อมูลกับเครือข่ายอื่นๆได้

• ETSI HIPERLAN ตามมาตรฐานของกลุ่มประเทศยุโรป

Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
คือ เทคโนโลยีการเข้าถึงไร้สายในพื้นที่เขตเมืองหรือพื้นที่ขนาดใหญ่ ซึ่งมีระยะทางตั้งแต่10-50 Km. ขึ้นอยู่กับคลื่นความถี่ที่ใช้งาน และมีอัตราการรับส่งข้อมูลที่ ความเร็วสูงในระดับ 15-50 Mbps ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ว่าเป็น non-line-of-sight (NLOS) หรือ line-of-sight (LOS) โดยเทคโนโลยีที่เป็นที่กล่าวถึงในปัจจุบันคือ

•  WiMAX (Worldwide interoperability for Microwave Access)

วิวัฒนาการมาจากเทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลโดยใช้คลื่นความถี่วิทยุย่านไมโครเวฟ ซึ่งเดิมมีรูปแบบการสื่อสารแบบเป็น เส้นตรง (Line of Sight หรือ LOS) และเป็นการเชื่อมต่อเพื่อส่งสัญญาณจากจุดหนึ่งไปสู่อีกจุดหนึ่ง (Point to Point) โดยมีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงให้ WiMAX มีรูปแบบการสื่อสารแบบแพร่กระจายคลื่นวิทยุรอบทิศทาง (Omni-direction) หรือเฉพาะทิศทาง (Directional) โดยขึ้นกับการเลือกใช้ระบบสายอากาศถือเป็น การสื่อสารแบบไม่เป็นเส้นตรง (Non Line of Sight หรือ NLOS) เช่นเดียวกับการแพร่กระจายคลื่นวิทยุใน กรณีของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่เซลลูลาร์ทั่วไป ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงรุ่นใหม่ ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาบนมาตรฐานที่เรียกเป็นทางการว่า IEEE 802.16

โครงสร้างของเครือข่าย WiMAX ประกอบด้วย
o สถานีฐาน (Base Station: BSS) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานทั้งหมดใน Cell Site และเชื่อมต่อกับ Wired Internet Backbone
o สถานีลูกข่าย (Subscriber Station: SS) ทำหน้าที่ติดต่อกับสถานีส่ง โดยผ่านอุปกรณ์ลูกข่ายที่เรียกว่า CPE (Customer Premises Equipment) เป็นเสมือนเป็น Hub ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับและส่งข้อมูลกำลังสูงเพื่อให้ติดต่อระยะไกล

ข้อดีของ WiMAX

1. ความเร็ว สำหรับ WiMAX นั้น ได้ให้อัตราความเร็วในการส่งสัญญาณข้อมูลมากถึง 75 Mbps โดยใช้กลไกการเปลี่ยนคลื่นสัญญาณที่ให้ประสิทธิภาพสูงสามารถส่งสัญญาณออกไปได้ในระยะทางไกลมากถึง 30 ไมล์ หรือ 48 กิโลเมตร ภายใต้คลื่นความถี่ระดับสูงที่มีประสิทธิภาพใน การ ทำงานสูง ทั้งก็ยังไม่มีปัญหาเรื่องของสัญญาณสะท้อนอีกด้วย นอกจากนั้นแล้ว สถานีฐาน (Base Station) ยังสามารถพิจารณาความเหมาะสมในระหว่าง ความเร็ว และระยะทางได้อีก ตัวอย่างเช่น ถ้าหากการใช้เทคนิคในแบบ 64 QAM (Quadarature Amplitude Modulation) ไม่สามารถรองรับการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพได้ การเปลี่ยนไปใช้ 16 QAM หรือ QPSK (Quadarature Phase Shift Key) ซึ่งจะช่วยเพิ่มระยะทางการในการสื่อสาร ให้มากขึ้นได้

 2. การบริการที่ครอบคลุม นอกจาก WiMAX จะใช้เทคนิคของการแปลงสัญญาณที่ให้ความคล่องตัวในการใช้งานสูง และเปี่ยมประสิทธิภาพแล้ว มาตรฐาน IEEE 802.16a ก็ยังสามารถรองรับการทำงานร่วมกับเทคโนโลยีซึ่งขยายพื้นที่การให้บริการให้กว้างขวางมากขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ระบบเครือข่าย ที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบ ผสมผสาน (Mesh Topology) และเทคนิคการใช้งานกับเสาอากาศแบบอัจฉริยะ (Smart Antenna) ที่ช่วยประหยัดต้นทุนและเพิ่มอัตราความเร็วของ การรับส่งสัญญาณที่ให้สมรรถนะในการทำงานน่าเชื่อถือสู่

 3. ความสามารถในการขยายระบบ WiMAX นั้นมีความสามารถในเรื่องการรองรับการใช้ งานแบนด์วิดท์, ช่องสัญญาณ สำหรับการสื่อสารได้ด้วยความยืดหยุ่น โดยสามารถปรับให้สอด คล้องกับแผน--การติดตั้งเซลล์ในย่านความถี่ที่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ หรือ ย่านความถี่ที่ได้รับการยกเว้นค่าลิขสิทธิ์ทั่วโลก อาทิเช่น ถ้าโอเปอเรเตอร์ที่ให้บริการนั้น ได้รับคลื่นความถี่ 20 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ก็สามารถที่จะทำการแบ่งคลื่นความถี่นี้ออกเป็น 2 ส่วน โดยแต่ละส่วนนั้นอยู่ที่ 10 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือจะแบ่ง ออกเป็น 4 ส่วนๆ ละ 5 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ก็ได้ ทำให้โอเปอเรเตอร์สามารถบริหารจัดการแต่ละส่วนได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งยังเพิ่มเติมผู้ใช้งานในแต่ละ ส่วนได้อีกด้วย

 4. การจัดลำดับความสำคัญของงานบริการ (QoS - Quality of Service) สำหรับระบบเครือข่ายไร้สายมาตรฐาน WiMAX นี้ มีคุณสมบัติด้าน QoS (Quality of Service) ที่รองรับการทำงานของ บริการสัญญาณเสียงและ สัญญาณวิดีโอ ซึ่งต้องการระบบเครือข่ายที่ไม่สามารถทำงานด้วยความล่าช้าได้ บริการเสียงของ WiMAX นี้ อาจจะอยู่ในรูปของบริการTime Division Multiplexed (TDM) หรือบริการในรูปแบบ Voice over IP (VoIP) ก็ได้ โดยโอเปอเรเตอร์สามารถกำหนดระดับความสำคัญของการใช้งานให้เหมาะ สมกับรูปแบบการใช้งานต่างๆ อาทิ สำหรับบริการให้องค์กรธุรกิจ, ผู้ใช้งานตามบ้านเรือน เป็นต้น

 5. ระบบรักษาความปลอดภัย เป็นคุณสมบัติ ที่มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง โดยคุณสมบัติของการรักษาความลับของข้อมูลและการเข้ารหัสข้อมูล ซึ่ง อยู่ในมาตรฐาน WiMAX ที่จะช่วยให้การสื่อสารมีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น แถมยังมีระบบตรวจสอบสิทธิการใช้งานและมีระบบการเข้ารหัสข้อมูลในตัวด้วย สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายมาตรฐาน WiMAX นั้นมีองค์กรที่ได้รับการจัดตั้งจากบรรดาบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำอย่าง Nokia, Intel, Proxim, Fujitsu, Alvarion ฯลฯ ที่มีชื่อเรียกกันว่า WiMAX Forum ขึ้น เพื่อร่วมกันพัฒนาและกำหนดมาตรฐานกลางของเทคโนโลยี บรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงมาตรฐาน IEEE 802.16 รวมถึงการทำหน้าที่ ทดสอบและออกใบรับรองให้แก่อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานไร้สายระบบใหม่ ทั้งนี้ มาตรฐาน IEEE802.16 จะถูกเรียกกันโดยทั่วไปว่า WiMAX เช่นเดียวกับที่มาตรฐาน IEEE 802.11 เคยได้รับการรู้จักในชื่อ Wi-Fi มาแล้ว

•  WiBro (Wireless Broadband)

WiBro เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Mobile WiMAX เป็น เทคโนโลยีสื่อสารตัวใหม่ที่ทำให้สามารถเข้าถึง Internet ความเร็วสูงได้ในขณะเคลื่อนที่ ซึ่ง Broadband โดยพัฒนามาจากมาตรฐาน IEEE 802.16 เช่นเดียวกับ WiMAX ถูกออกแบบให้รักษาการเชื่อมต่อในขณะที่ลูกข่ายมีการเคลื่อนที่ การติดตามและการรับสัญญาณขณะเคลื่อนที่ทำได้ที่ความเร็วสูงสุด 60 กม/ชม. แต่ต่างกันตรงที่ WiMAX ถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานในสภาวะหยุดนิ่ง จุดเด่นของ WiBro ก็คือการเปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อ Internet ด้วยอุปกรณ์ Mobile ได้ตลอดเวลาแม้ขณะเดินทาง WiBro จะตั้งอยู่บนมาตรฐาน IEEE 802.16e หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ "mobile WiMAX" โดยมี คุณสมบัติที่เหมาะสมอย่างมากกับบริการโทรคมนาคมแบบ Mobile Multimedia คือสามารถรับและส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วสูง โดยมีรัศมีการคลอบคลุมได้ไกล สามารถใช้งานในสภาวะเคลื่อนที่ได้ที่ความเร็วสูง และยังรับประกันคุณภาพการให้บริการด้วย ในทางทฤษฎีแล้วเกาหลีใต้น่าจะมีโอกาสที่ดีที่จะประสบความสำเร็จในการพัฒนา WiBro เนื่องจากมีความพร้อมในหลายๆ ด้าน ทั้งด้านตลาด Broadband ที่มีขนาดใหญ่อยู่แล้ว และด้านนโยบายยุทธศาสตร์ IT ที่สร้างสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการเติบโตของบริการ หากแต่ว่าในทางปฏิบัติแล้ว การมีเงื่อนไขการให้ใบอนุญาต WiBro ที่เข้มงวดเกินไปก็ได้สร้างปัญหาต่อภาคอุตสาหกรรมโทรคมนาคมของเกาหลีใต้พอสมควร

จุดเด่นของ WiBro
คุณลักษณะเด่นในเชิงเทคนิคของระบบ WiBro ซึ่งบางทีอาจเป็นภัยคุกคามที่สามารถเข้า แทนที่ระบบสื่อสารที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่าง High-speed Internet ADSL และ ระบบสื่อสารเคลื่อนที่ เซลลูล่า สามารถสรุปได้ดังนี้คือ

1. ความเร็วในการส่งข้อมูลในระดับ Broadband คือในระดับสูงกว่า 10 เมกกะบิตต่อวินาที
2. ความสามารถในการสื่อสารในระดับ Broadband ระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
3. ระบบสื่อสารที่มีอยู่เดิมเช่นระบบสื่อสารเคลื่อนที่เซลลูล่า สามารถนำมาปรับปรุงต่อเติมทำ ให้เกิดระบบ WiBro ได้ไม่ยากนักและลงทุนไม่สูงจนเกินไป
4. เปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตด้วยอุปกรณ์โมไบล์ได้ตลอดเวลา แม้ขณะ เดินทาง

ลักษณะพิเศษของ Mobile WiMAX

เทคโนโลยี Smart Antenna
เป็นเทคโนโลยีรุ่นใหม่ที่ว่ากันว่าเป็นอนาคตของระบบการสื่อสารไร้สายเลยทีเดียวซึ่งเรา อาจเรียกว่าการใช้เทคโนโลยี MIMO (Multiple Input Multiple Output) ก็ได้ โดยมีการใช้เสาอากาศรับส่งมากกว่า 1 ตัว มีการทำงานแบบ Spatial Multiplexing (SM) ซึ่งเป็นการเพิ่มอัตราการ รับส่งข้อมูลจากการที่มีเสาอากาศ 2 ชุดด้วย ถ้าหากมีการแยกกันส่งเป็นชุดข้อมูล 2 ชุดก็จะได้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลเป็น 2 เท่า ดาวน์ลิงค์จาก 30 Mbps ก็จะกลายเป็น 60 Mbps และอัปลิงค์ จาก 14 Mbps จะเป็น 28 Mbps เป็นต้น (ตัวเลขที่คำนวณจากการส่งดาวน์ลิงค์หรืออัปลิงค์เพียงอย่าง เดียว และใช้ช่องสัญญาณ 10 เมกะเฮิรตซ์) และมีการทำ Beam Forming ซึ่งเป็นเทคนิคในการใช้เสาอากาศหลายๆ ตัวช่วยในการเพิ่มพื้นที่ครอบคลุมของสัญญาณในบางพื้นที่ ทำให้มีระดับการ ให้บริการดีขึ้น ระบบ OFDMA ในไวแมกซ์นั้นเหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยี Smart Antenna ดังนั้น Mobile WiMAX จึงสนับสนุนการใช้งานที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ตัวอย่างเช่น ในสภาพที่สัญญาณดีๆ ก็จะใช้ในลักษณะ SM เพื่อให้ได้ความเร็วเพิ่มขึ้นหากเมื่อมีสัญญาณที่เริ่มไม่ดีก็ จะเปลี่ยนมาใช้ STC เพื่อให้ได้คุณภาพที่ดีขึ้น เป็นต้น


Fractional Frequency Reuse
Mobile WiMAX จริงๆ แล้วสามารถที่จะทกงานได้ด้วยความถี่ชุดเดียวกันหมดทุกๆ สถานีฐาน ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพด้านความถี่สูงที่สุด แต่ด้วยรูปแบบการใช้งานเช่นนี้ จะมีระดับความถี่รบกวนสูง และจะทำให้ผู้ใช้งานที่ขอบสัญญาณใช้งานได้ไม่ดี มีปัญหาในเรื่องของคุณภาพสัญญาฯมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ Mobile WiMAX ที่ต้องมีการ Handoff แต่ละสถานีฐานต้องมีพื้นที่สัญญาณครอบคลุมทับซ้อนกันล้าง ทำให้ความถี่รบกวนซึ่งกันและกันสูงขึ้น ดังนั้นด้วย ความสามารถของ Mobile WiMAX ที่ตัดแบ่งช่วงความถี่ใช้งานได้นั้นก็สามารถที่จะนำหลักการ Frequency Reuse ของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั่วๆ ไปมาใช้งานเพื่อแก้ไขปัญหาเรื่องความถี่ รบกวนได้ ที่เรียกว่า Fractional Frequency Reuse เทคนิคการทำ Fractional Frequency Reuse จะมีการแบ่งโซนและการแบ่งช่องสัญญาณย่อย ซึ่งโซนด้านในจะทำงานด้วยช่องสัญญาณย่อยทั้งหมดที่มี ขณะที่โซนชั้นนอกก็จะทำงานด้วยช่องความถี่ย่อยเฉพาะที่ได้กำหนดไว้ ซึ่งก็จะเป็นการแบ่งความถี่ใช้งานและสกัดกั้นไม่ให้เกิดความถี่รบกวนกันในพื้นที่ให้บริการที่ใกล้ชิดติดกันได้ ซึ่งจะมีการกำหนดการแบ่งโซนและช่องสัญญาณ ในโครงสร้างเฟรมของการรับส่งข้อมูล และอาจปรับเปลี่ยนได้ในแต่ละเฟรม ขึ้นกับระดับความถี่รบกวนที่เกิดขึ้น

• ETSI HIPERMAN ซึ่งเป็นมาตรฐานของกลุ่มประเทศยุโรป ซึ่งพัฒนาให้ทำงานร่วมกันได้กับมาตรฐาน IEEE 802.16

แต่เดิมนั้น เทคโนโลยีการเข้าถึงดังกล่าว มุ่งเน้นที่การใช้งานแบบประจำที่ (Fixed) ซึ่งอุปกรณ์ของ ผู้ใช้บริการจะติดตั้งอยู่กับที่ในลักษณะ Outdoor เป็นหลัก ก่อนที่จะพัฒนาไปเป็นการใช้ งานภาย Indoor แล้วจึงพัฒนาออกแบบให้สามารถใช้งานแบบเคลื่อนที่ (Mobile) ได้ด้วย อย่างไรก็ตาม ยังมีการเข้าถึง Wireless Technology ในลักษณะดังกล่าว ที่ไม่ได้อ้างอิงมาตรฐานหลักที่กล่าวไว้ข้างต้น และมีใช้งานอยู่ก่อนหน้าที่มาตรฐานทางเทคนิคดังกล่าวจะเป็นที่ยอมรับในวงกว้าง โดยเป็นมาตรฐานเฉพาะของผู้ผลิตแต่ละราย (Proprietary) ที่อาจมีข้อจำกัดในการใช้งานร่วมกันกับระบบของผู้ผลิตรายอื่น อุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีในลักษณะนี้ มักเรียกกันโดยทั่วไปว่า Pre-WiMAX

 Wireless Wide Area Network (WWAN)

คือ Wireless Technology ที่ใช้ในวงกว้าง ที่อาจครอบคลุมพื้นที่ทั่วประเทศ หรือเขตภูมิภาค มีอัตราการรับส่งข้อมูลที่มีความเร็วได้ไม่เกิน 1.5 Mbps เนื่องจากมุ่งเน้นที่การใช้งานแบบเคลื่อนที่ เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ต่างๆ เช่น GSM CDMA 3G เป็นต้น

• พัฒนาการของ Mobile Technology ยุกต์ 2G สู่ 3G ซึ่งเราแบ่งได้สองมาตราฐานคือ

i. Wideband CDMA (W-CDMA) ที่พัฒนาต่อเนื่องจากเทคโนโลยี GSM

ii. cdma2000 ที่พัฒนาต่อเนื่องจากจากเทคโนโลยี cdmaOne (IS-95)

CDMA2000

CDMA (Code Division Multiple Access) เป็น Technology การสื่อสารไร้สายระบบ Digital ซึ่งระบบ CDMA จะทำการแปลงสัญญาน Voice เป็นสัญญาน Digital และถูกนำไปเข้ารหัสเฉพาะสำหรับการใช้งานในแต่ละครั้งที่ใช้ CDMA จะให้จำนวนผู้ใช้ในคลื่นความถี่ต่อเมกะเฮิรตซ์ที่มากกว่า เทคโนโลยีของการสื่อสารระบบไร้สายเชิงพาณิชย์อื่นๆไม่ว่าจะเป็นระบบ Digital หรือ Analog ในระบบ CDMA มีประสิทธิภาพในการรองรับผู้ใช้ในคลื่นความถี่ มากกว่าระบบ Cellular ในปัจจุบันประมาณ 10 ถึง 20 Technology ด้วยการใช้งานย่านความถี่ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าในการใช้แถบความถี่ขนาดกว้างในย่านความถี่คลื่นวิทยุเพื่อส่งผ่านสัญญาณที่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่บนทุกๆเซ็กเตอร์ของทุกๆ สถานีแม่ข่าย ด้วยสัญญาณพาหะของ CDMA เพียงหนึ่ง Brand

การติดตั้ง สถานีเครืองข่ายและการสร้างเครือข่ายลดลงเป็นจำนวนมาก ไม่จำเป็นต้องใช้จำนวนมากจึงทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายถาวรและเงินลงทุน เพราะ การใช้ เทคนิคเฉพาะเรียกว่า RAKE ทำการรวมสัญญาณจากทิศทางต่างๆ เพื่อเพิ่มการรับสัญญาณที่เข้มและหนาแน่นมากขึ้น ทำให้สามารถขยายประสิทธิภาพการครอบคลุมของแต่ ละเซล ในขณะเดียวกันสามารถเลือกและรองรับสัญญาณที่ได้ดีที่สุดถึง 3 ชุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของระบบ
 
ในระบบ CDMA นั้นยังแบ่งเทคโนโลยีออกได้เป็น

• CDMAOne (IS-95A และ IS-95B)
• CDMA2000 1x เป็น Technology ที่ได้รับการพัฒนามาจาก CDMA เดิม โดยได้เพิ่มความสามารถในด้านการรองรับการใช้งานโทรศัพท์ และการรับส่งข้อมูลให้มีความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 144 Kbps ทำให้สามารถใช้งาน Multimedia ได้สะดวก การเริ่มต้นโลกธุรกิจการสื่อสารด้วยเสียงและข้อมูลความเร็วสูงหลังจากที่ได้นำออกสู่ตลาดที่ประเทศเกาหลีใต้เป็นประเทศแรก อีก 4 ปีต่อมา CDMA เวอร์ชัน CDMA2000 ขยายออกไปทั่วเอเซีย, ออสเตรเลีย, อเมริกา และยุโรป ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อของยุค 2G เทคโนโลยี CDMA เป็นตัวนำผู้ใช้ให้เข้ามาสู่ยุค 3G รวดเร็วขึ้น

i. CDMA2000 1xEV เป็นอีก Technology ที่พัฒนาขึ้นมาจาก CDMA2000 1x เดิม 1xEV เป็นยุคเครือข่าย 3G มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่มากกว่า 384 Kbps ใช้คลื่นย่านความถี่ 1.25 MHz โดยได้แบ่งออกเป็นสองแบบคือ

ii. CDMA2000 1xEV-DO (1x Evolution Data Only) หรือ Data Optimized ซึ่งเป็นการพัฒนาความสามารถในด้านการใช้งานรับส่งข้อมูลให้มีความเร็วสูงขึ้นถึง 2.4 Mbps ซึ่ง Technology นี้เติบโตอย่างรวดเร็วเพราะมีแรงผลักดันมาจากความต้องการการใช้งานสื่อสารแบบไร้สายด้วยความเร็วสูง แต่มีต้นทุนของการให้บริการส่งข้อมูลและมัลติมีเดียต่ำลง

iii. CDMA2000 1xEV-DV (1x Evolution Data and Voice) ซึ่งเป็นการพัฒนาให้รองรับทั้งการใช้งานเสียงและข้อมูลที่ดียิ่งขึ้น ความเร็วในการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 3-5 Mbps

iv. CDMA2000 3x ใช้คลี่นความถี่ย่าน 5 MHz (3x 1.25MHz channel) ความเร็วในการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 2-5 Mbps

CDMA2000 ได้รับการพัฒนาโดย Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2) ประกอบด้วย 5 มาตราฐานโทรคมนาคม เช่น ARIB และ TTC (Japan), CWTS (China), TTA (South Korea), TIA (North America) เทคโนโลยี CDMA เป็นตัวนำผู้ใช้ให้เข้ามาสู่ยุค 3G รวดเร็วขึ้น


บทบาทของ CDMA2000 ในยุค 3G ทำให้สามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงเน้นการติดต่อสื่อสารอย่างสมบูรณ์แบบเช่น Teleconference, การ download contents หรือ application ต่าง, การตรวจสอบเส้นทาง (GPS) หัวใจหลักของการเชื่อมต่อคือ Always on นั่นคือไม่จำเป็นต้องต่อโทรศัพท์เข้าเครือข่าย และล็อกอินทุกครั้งเพื่อใช้บริการรับส่งข้อมูล ซึ่งการเสียค่าบริการแบบนี้ จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเรียกใช้ข้อมูลผ่านเครือข่ายเท่านั้น โดยจะต่างจากระบบทั่วไป ที่จะเสียค่าบริการตั้งแต่เราล็อกอินเข้าในระบบเครือข่าย

• MBWA (Mobile Broadband Wireless Access) ตามมาตรฐาน IEEE 802.20 ซึ่งเป็น มาตรฐานที่เทียบเคียงกันได้กับ IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) แต่ยังอยู่ระหว่างการจัดทำมาตรฐาน

สรุป Wireless Technology ได้เข้ามามีบทบาท และเพิ่มทางเลือกให้กับผู้ใช้งานปัจจุบันเป็นอย่างมาก เพราะช่วยขจัดข้อจำกัดในหลายๆ เรื่องของการเชื่อมต่อใช้งานผ่านระบบเครือข่าย เพราะเดียวนี้เราสามารถทำการเชื่อมต่อได้ทุกที่ ทุกเวลา หรือการทำงานนอกสถานที่ก็เป็นเรื่องง่ายมากสำหรับปัจจุบัน ขอเพียงแค่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์สามารถรับสัญญาณเครื่อข่ายไร้สาย (Wireless Signal) ได้เท่านั้น ซึ่งปัจจุบันก็มีผู้ให้บริการเครือข่ายไร้สายหลายค่าย ที่วางระบบเครือข่ายไร้สายสาธารณะ ทำให้การใช้งานกว้างขวางมากขึ้น
 
 
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
 
Reference
[1] http://www.technologymedia.co.th/articledetail.asp?arid=2491&pid=257
[2] http://service.nectec.or.th/project0/pgShowPrj.php?chrFlg01=1&chvCodPrj=II5101&color=brown
[3] http://www.adslthailand.com/forum/viewtopic.php?t=755
[4] http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/index.asp
[5] http://www.phrae.mju.ac.th/ITS/wireless.asp
[6] http://www.wimax.in.th/wimax/wimax-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3/
[7] http://www.technologymedia.co.th/articledetail.asp?arid=2927&pid=291
[8] http://www.ntc.or.th/uploadfiles/1150273685_1)BWAstandardRev2.pdf
[9] http://www.gits.net.th/knowledge/newsletter/ittrip/index.asp?MenuID=28&RootMenuID=8&book=9
[10] http://www.navy22.com/smf/index.php?topic=17643.0;wap2