เครือข่ายไร้สาย

       โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์ไร้สายสามารถอำนวยสะดวกและมีความสำคัญอย่างไร เชื่อว่าหลายคนคงตอบได้อย่างไม่ลังเล แต่ถ้าหากถามว่าสิ่งใดอยู่เบื้องหลังการสนทนาและใช้งานข้อมูลผ่านอุปกรณ์เหล่านี้ เชื่อว่าเฉพาะบุคคลบางกลุ่มสามารถอธิบายได้เป็นอย่างดี จึงเป็นโอกาสที่ดีที่เราจะมาทำความรู้จักกับเครือข่ายไร้สายในรูปแบบต่างๆ

ภาพที่ 1 สถานีฐานในเครือข่ายรังผึ้ง
ที่มา https://pixabay.com , Coyotechnical

        เริ่มต้นจากเครือข่ายรังผึ้ง (cellular network) เป็นการสื่อสารแบบสองทางสำหรับอุปกรณ์ไร้สาย การสื่อสารทางเสียงถือเป็นวัตถุประสงค์หลักในยุคแรกของเครือข่ายรังผึ้ง การสื่อสารข้อมูลที่มีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็วได้กลายเป็นหนึ่งในปัจจัยของการพัฒนาเครือข่ายรังผึ้งในปัจจุบัน แนวคิดของเครือข่ายนี้คือการแบ่งพื้นที่ให้บริการเป็นเซลล์ย่อยจำนวนมาก สถานีฐาน (base station) ถูกติดตั้งบริเวณจุดศูนย์กลางของเซลล์ โดยมีหน้าที่กระจายสัญญาณและควบคุมการติดต่อสื่อสารของอุปกรณ์ไร้สายภายในเซลล์ดังกล่าว รัศมีของเซลล์และกำลังส่งของสถานีฐานมีความหลากหลาย ตัวอย่างเช่น แมโครเซลล์ (macrocell) ซึ่งอาจใช้กำลังส่งสูงถึง 40 วัตต์ สามารถมีรัศมีครอบคลุมในระดับหลายตารางไมล์ ขณะที่เฟมโตเซลล์ (femtocell) ซึ่งใช้กำลังส่งเพียง 100 มิลลิวัตต์หรือน้อยกว่า มีรัศมีขนาดเล็กสำหรับการใช้งานภายในอาคารหรือที่พักอาศัย เป็นต้น GSM เป็นมาตรฐานเครือข่ายรังผึ้งแบบดิจิทัล (2G: second generation) ซึ่งถูกใช้งานอย่างแพร่หลายเป็นเวลายาวนาน ขณะที่ LTE ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อเป็นมาตรฐานหลักสำหรับการสื่อสารไร้สายในยุคที่สี่ (4G: fourth generation)

ภาพที่ 2 สัญลักษณ์มาตรฐาน IEEE 802.11 (WiFi)
ที่มา https://pixabay.com , OpenClipart-Vectors

       ถัดมาคือเครือข่ายบริเวณเฉพาะที่แบบไร้สาย (WLAN: wireless local area network) ซึ่งถูกใช้งานในพื้นที่ขนาดเล็กและย่านความถี่สาธารณะ อุปกรณ์ไร้สายสามารถได้รับอัตราข้อมูลที่สูงกว่าหากเปรียบเทียบกับเครือข่ายรังผึ้ง จึงถูกใช้งานในหลากหลายพื้นที่และวัตถุประสงค์ เช่น ที่พักอาศัย ร้านกาแฟ เป็นต้น มาตรฐานที่สำคัญของเครือข่ายนี้คือ IEEE 802.11 (WiFi) ซึ่งหลายคนรู้จักเป็นอย่างดี

       นอกเหนือจากนี้เครือข่ายดาวเทียมอาจถูกใช้ในพื้นที่ห่างไกล ซึ่งเครือข่ายไร้สายข้างต้นไม่สามารถเข้าถึงได้ เครือข่ายตัวรับรู้ (sensor network) และเครือข่ายงานบริเวณกว้างกำลังต่ำ (LPWAN: low-power wide-area network) อาจเป็นตัวอย่างของเครือข่ายไร้สายในอนาคต ซึ่งมีความต้องการพลังงานต่ำและสามารถปรับเปลี่ยนทอพอโลยีของเครือข่ายให้เหมาะสมกับการใช้งาน เครือข่ายรังผึ้งอย่างเดียวคงไม่สามารถรองรับความต้องการของผู้ใช้งานที่มีปริมาณสูงและหลากหลายในการสื่อสารยุคที่ห้า (5G: fifth generation) เช่น วิดีโอแบบคมชัดสูง อินเตอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT: Internet of things) เป็นต้น การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ การเคลื่อนที่ของอุปกรณ์ไร้สาย การมีเสถียรภาพที่ดีและความล่าช้าที่ต่ำในการสื่อสารเป็นประเด็นที่สำคัญอย่างยิ่ง อาจกล่าวได้ว่าการทำงานร่วมกันของเครือข่ายไร้สายข้างต้นเป็นสิ่งที่จำเป็นและไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้สำหรับการสื่อสารไร้สายในอนาคตอันใกล้นี้

ภาพที่ 3 อินเตอร์เน็ตของสรรพสิ่ง
ที่มา https://pixabay.com , Tumisu

แหล่งที่มา

IEEE Communications Society. (2012). A Brief History of Communications. (2^nd ed). NJ: IEEE.

Goldsmith, A. (2005). Wireless Communications. Cambridge University Press.