WIMAX IEEE 802.16 การสื่อสารไร้สื่อสาย

WIMAX IEEE 802.16 การสื่อสารไร้สื่อสาย

WIMAX IEEE 802.16 การสื่อสารไร้สื่อสาย

        (W) -  WIMAX IEEE 802.16

              “WiMAX  WiMAX IEEE 802.16 ทำไมเมื่อกล่าวถึง WiMAX จะต้องมาคู่กับ IEEE 802.16 เพราะ IEEE คือ องค์กรที่ทำหน้าที่ออกแบบ และวางข้อกำหนดต่างๆ ทางวิศวกรรมไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาคือ ซึ่งย่อมาจาก Institute of Electrical and Electronics Engineer และเป็นผู้กำหนดมาตรฐานของการสื่อสารแบบไร้สาย

      รูปที่ 1 : มาตรฐานของการสื่อสารแบบไร้สาย จากรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าระยะการให้บริการการเชื่อมต่อนั้นถูกแบ่งออกเป็นบริเวณต่างๆ PAN (Personal Area Network) จัดอยู่การสื่อสารแบบไร้สายอัตราเร็วต่ำ ใช้ได้กับระยะใกล้ๆ อัตราความเร็วรับส่งจะอยู่ในช่วงที่น้อย มาตรฐานช่วงนี้จะเป็น IEEE 802.15 ส่วนการสื่อสารในส่วนอื่นจะเป็น การสื่อสารไร้สายแบบ บรอดแบนด์ ได้แก่ เครือข่ายเฉพาะที่ LAN (Local Area Network)  การสื่อสารไร้สายในพื้นที่กว้าง MAN (Metropolitan Area Network) และเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเซลลูลาร์โดยทั่วไปWAN (Wide Area Network)

 

 

 

 

(I) - WIMAX IEEE 802.16

   ก่อนที่จะเข้าสู่ WIMAX IEEE 802.16 นั้นจุดเริ่มต้นของการสื่อสารแบบไร้สายเสียก่อน นั่นคือ Wireless คำนี้เรามักจะได้ยินกันเป็นประจำมันคืออะไร มันก็คือการเชื่อมต่ออย่างหนึ่งที่ใช้ในการต่อเชื่อมสัญญาณการรับส่งข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งเข้ากับอีกอุปกรณ์หนึ่ง ดูๆไปแล้วก็คล้ายๆกับช่องที่เอาไว้เสียบสายเชื่อมต่อ หรือ สาย LAN ที่รู้จักกัน เพียงแต่ Wireless นั้นทำการเชื่อมต่อกันโดยไม่มีช่องไว้สำหรับเสียบ แต่เป็นช่องที่ไว้ค่อยรับสัญญาณแลกเปลี่ยนข้อมูล Wireless ได้มีเทคโนโลยีแบบต่างเช่น Wi-Fi ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบไร้สายด้วยความเร็วในการรับส่งอยู่ระหว่าง 5-11 Mbps ระยะทางในการรับส่ง 100 เมตร และ WiMAX IEEE 802.16 ที่จะกล่าวในลำดับต่อไป เป็นต้น

รูปที่ 2 : ตารางแสดงเทคโนโลยี Wi-Fi และ WIMAX WIMAX IEEE 802.16 WIMAX ย่อมาจากคำว่า Worldwide Interoperability for Microwave Access เป็นเทคโนโลยีแบบไร้สายประเภทที่มีความสามารถที่สูงกว่า เทคโนโลยีแบบ Wi-Fi ทั้งด้านความเร็วและระยะทาง ความสามารถในการกระจายสัญญาณจะเป็นแบบจากจุดเดียวไปยังหลายจุด (Point-to-Multipoint) อีกทั้งรองรับการทำงานแบบ Non-Line of Sign คือ สามารถทำการเชื่อมต่อหรือทำงานได้ แม้จะมีสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้ ผนัง และอาคารเป็นต้น

รูปที่ 3 : อุปกรณ์ที่ใช้ในการส่งสัญญาณ  ตัวรับสัญญาณ ที่มีใน Notebook หรือ Home Computer อุปกรณ์เหล่านี้จะเป็นตัวอุปกรณ์ลูกข่ายที่รับสัญญาณจากการให้บริการของเสาสัญญาณ

รูปที่ 4 : แสดงอุปกรณ์รับสัญญาณที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ

                                                                                                                                                 

(M) - WIMAX IEEE 802.16

     มาตรฐานของ WIMAX IEEE 802.16 - IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานที่ให้ระยะทางในการให้บริการภายในระยะทาง 1.6-4.8 กิโลเมตร ส่งสัญญาณในความถี่ช่วงความถี่สูง 10-66 GHZ ซึ่งมาตรฐานนี้เป็นต้นแบบหรือแบบแรกในการพัฒนาการส่งสัญญาณรุ่นอื่น - IEEE 802.16aพัฒนามาจากต้นแบบ IEEE 802.16 ความสามารถที่เพิ่มขึ้นคือการทำงานแบบรองรับ Non-Line of Sign เพิ่มประสิทธิภาพในการผ่านสิ่งกีดขวาง ช่วงความถี่ที่ใช้ 2-11 GHZ พร้อมทั้งขยายระบบเครือข่ายเชื่อมต่อ Internet แบบไร้สายความเร็วสูงได้อย่างก้าวขวางสามารถเชื่อมต่อเข้ากับ ระบบเชื่อมต่อแบบ DSL ที่ใช้ตามที่พักอาศัยต่างๆหลายๆการเชื่อมต่อได้พร้อมกันหรือระบบเครือข่ายระหว่างบริษัทหรือภายในบริษัทเอง -IEEE 802.16e เป็นการออกแบบมาเพื่อสนับสนุนการทำงานกับอุปกรณ์เคลื่อนที่แบบพกพาต่างๆ เช่น Notebook และ PDA เป็นต้น ทั้งแบบIEEE 802.16 และ IEEE 802.16a เป็นมาตรฐานบนอุปกรณ์ที่ใช้ในโครงสร้างพื้นฐาน ในส่วนของอุปกรณ์หลัก ส่วนแบบ IEEE 802.16eเป็นรุ่นนี้ใช้บนอุปกรณ์ที่เป็นโครงสร้างพื้นฐาน ในส่วนของตัวรับสัญญาณ

ความสามารถใน WIMAX IEEE 802.16

1. ความเร็ว ในความสามารถนี้ WIMAX นั้นมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลถึง 75 Mbps อีกทั้งสามารถให้บริการครอบคลุมถึง 48 กิโลเมตร ในเรื่องสัญญาณสะท้อนก็ไม่มีปัญหา อีกทั้งความสามารถของสถานีฐาน นั้น ยังสามารถให้บริการที่เป็นประโยชน์กับผู้รับบริการอีกด้วย เช่น ในกรณีที่ไม่สามารถรับบริการแบบ 64 QAM (Quadarature Amplitude Modulation) สถานีฐานจะเปลี่ยนเป็นแบบ 16 QAM (Quadarature Amplitude Modulation) และจะขยายระยะทางเพิ่มขึ้นให้

2. ความสามารถในการขยายระบบ WIMAX นั้นสามารถขยายระบบได้ด้วยการแบ่งความถี่ออกออกเป็นส่วนได้ ยกตัวอย่างในพื้นที่ได้รับคลื่นความถี่ 20 MHz สามารถแบ่งคลื่นความถี่ได้ออกเป็น 2 กลุ่มๆละ 10 MHz หรือสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มละ 4-5 MHz ก็ได้ทั้งนี้เมื่อแบ่งกลุ่มแล้วยังสามารถที่จะเพิ่มผู้ใช้งานในระบบได้อีกด้วย

 3. ด้านความปลอดภัย WIMAX นั้นในการรับส่งสัญญาณจะมีการเข้ารหัสข้อมูลเพื่อเป็นการรักษาความลับของข้อมูลของผู้ใช้งาน นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบสิทธิการเข้าใช้งานและมีระบบการเข้ารหัสข้อมูลของผู้ใช้งานด้วย

 4. การจัดลำดับความสำคัญของงานบริการ WIMAX นั้นบางครั้งอาจให้บริการในรูปแบบของ TDM (Time Divission Multiplexed) ความต้องการของผู้ใช้งานไม่เท่ากัน ผู้ใช้งานอาจเป็นองค์กรซึ่งอาจต้องการใช้บริการด้านข้อมูลที่เป็นภาพและเสียง ก็ต้องการความเร็วในการรับส่งข้อมูล ซึ่งผู้ใช้งานตามครัวเรือนอาจไม่ต้องใช้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลมากกว่าองค์กร ระบบ WIMAX สามารถจัดลำดับหรือกำหนดระดับความสำคัญของการใช้งานให้เหมาะสมกับผู้ใช้ได้

(A) - Wimax IEEE 802.16 ในชีวิตปัจจุบัน

    รูปที่ 5 : แสดงการเชื่อมต่อแบบไร้สายในปัจจุบันและอนาคต ในปัจจุบันได้มีการเริ่มใช้การเชื่อมต่อ       แบบไร้สายมากขึ้น โดยเฉพาะการเชื่อมต่อกันเองระหว่างหน่วยงานภายในองค์กร ซึ่งระยะทางในการเชื่อมต่อก็ไม่ไกลมากนักประมาณไม่เกิน 100 เมตรและอุปกรณ์กระจายสัญญาณเองก็ตัวไม่ใหญ่มากนัก จากรูปที่ 5 จะเห็นได้ว่าการเชื่อมต่อแบบไร้สายนั้นโดยมีอุปกรณ์กระจายสัญญาณใช้เทคโนโลยีแบบ Wi-Fi ซึ่งสามารถให้บริการเชื่อมต่อกับผู้ใช้ได้ปริมาณหนึ่ง โดยทั่วไปในปัจจุบันจะเป็น Notebook กับ PDA ที่มักจะใช้การเชื่อมต่อแบบไร้สายมากกว่าPersonal Computer เพราะว่า Notebook กับ PDA เหล่านี้ทางบริษัทผู้ผลิตเองจะติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณมาให้แล้ว การเชื่อมต่อแบบไร้สายนั่นจะไม่ต้องมีการกำหนด IP Address เพราะระบบจะทำการจัดสรรให้เอง ซึ่งก็เป็นข้อดีของการเชื่อมต่อแบบไร้สาย เพราะถ้าเครื่องใดออกจากระบบไปแล้ว ถ้าเมื่อเครื่องใหม่มาเชื่อมต่อกับระบบ IP Address ก็จะถูกนำไปให้กับเครื่องใหม่ที่เข้ามาเชื่อมต่อ นอกจากตามองค์กรต่างๆแล้ว ตามที่พักอาศัยประเภท คอนโดนิเนียม หรือ หอพัก ต่างๆ ก็เริ่มมีการให้บริการการเชื่อมต่อแบบไร้สายเพิ่มมากขึ้น

(X) - WIMAX IEEE 802.16 ในอนาคต

   จากรูปที่ 5 การติดต่อสื่อสารกับระบบเครือข่าย จะสามารถกระทำได้ทุกที่ทุกเวลาและการเชื่อมต่อนั้นจะยังคงอยู่กับเราไปเรื่อยๆจนกว่าเราจะปิดการติดต่อนั้นออกไปเอง การเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายนั้นอุปกรณ์ต่างๆสามารถเข้าเชื่อมกับระบบได้โดยตรง Personal Computer เองก็จะมีอุปกรณ์ใช้รับส่งสัญญาณ เพื่อเข้าสู่ระบบเครือข่ายแบบไร้สายได้ องค์กรแต่ละองค์กร หรือองค์กรที่มีสาขาอยู่รอบรัศมีการให้บริการของเครือข่าย ก็จะสามารถทำการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายขององค์กรตังเองได้ทันที ไม่ต้องมีการวางสายการเชื่อมหรือต้องเชื่อมต่อเข้ากับระบบ Internet ก่อนจึงจะสามารถเชื่อมต่อกับองค์กรสาขาของตนเองได้ ในองค์กรหลักและองค์กรสาขาเพียงแต่มีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณระหว่างกันแล้วทำการกระจายไปสู่เครื่องอุปกรณ์อื่นๆ เท่านั้นก็สามารถเปิดการเชื่อมต่อได้ทันที อีกทั้งองค์กรก็ไม่ต้องไปลงทุน ทุบผนัง หรือ ขุดท่อ เพื่อวางระบบสายเชื่อมโยงอีกทั้งจำนวน IP Address อาจไม่เพียงพอกับจำนวนผู้ใช้ แต่การเชื่อมต่อแบบ WIMAX นั้นช่วงความถี่สามารถเชื่อมต่อกับผู้ใช้ได้ในปริมาณที่มาก ในส่วนความเร็วอย่างที่ได้เคยกล่าวไปแล้วว่า WIMAX นั้นสามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็ว 15-70 Mbps ส่วนอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องเคลื่อนที่ตลอด จำพวก อุปกรณ์สื่อสารแบบไร้สาย ก็จะมีขีดความสามารถที่เพิ่มขึ้นไปอีกในด้านความเร็วในการรับส่งข้อมูล เมื่อผู้ใช้ต้องเคลื่อนที่ตลอดและต้องการ load ข้อมูลไปด้วยกัน WIMAX ได้ให้บริการด้วยความเร็ว 1.5 Mbps และผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องไปกังวลถึงการหลุดการติดต่อกับเครือข่ายด้วย อนาคต มาตรฐาน IEEE 802.16 กับ มาตรฐาน IEEE เอง

รูปที่ 6 : แสดง IEEE 802 กับลักษณะการใช้งาน การพัฒนาก็ย่อมมีการเปลี่ยนแปลงไปได้เรื่อยๆ เพราะเทคโนโลยีและความสามารถของการคิดค้นของมนุษย์ มาตรฐาน IEEE 802.16e ก็จะออกมาสนับสนุนการทำงานแบบผู้ใช้เคลื่อนที่ตลอดเวลา แต่การเชื่อมต่อยังคงมีอยู่นั้น แต่ก็ยังคงจำกัดในระยะทางและอุปกรณ์การสื่อสารโดยเฉพาะโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเซลลูลาร์ ย่อมต้องมีการพัฒนาขึ้นไปอีก มาตรฐานที่จะออกมารองรับใส่ส่วนนี้คือ IEEE 802.20 ซึ่งจะเข้ามามีบทบาทอย่างมากในเรื่องของการให้บริการในระยะที่ไกลมากกว่ามาตรฐานของ IEEE 802.16 อนาคต มาตรฐาน IEEE 802.16 กับ คู่แข่ง

      รูปที่ 7 : แสดง มาตรฐาน IEEE 802.16 กับการแข่งขัน ถ้าเปรียบเทียบกับระบบเครือข่ายโทรศัพท์ที่พัฒนามาจากระบบ GSM แล้วจะพบมาตรฐานที่เป็นคู่แข่งคือ UMTS กับ WCDMA ซึ่งทั้งสองมาตรฐานนี้จะเน้นการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 2-10 Mbps เพราะระบบนี้จะมีอุปกรณ์ที่ได้วางโครงสร้างไว้เรียบร้อยกว่าของ WIMAX แล้วอีกทั้งระบบเครือข่ายที่วางไว้แล้วนั้นได้ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการในปริมาณที่กว้าง รวมไปถึงอุปกรณ์ต่างๆมีการผลิตมาเพื่อรองรับกับระบบเครือข่ายนี้อยู่แล้ว นอกจากนี้การมาของมาตรฐาน CDMA 2000 1xEV-DO ซึ่งจะเข้ามาสนับสนุนในด้านความเร็วการรับส่งข้อมูล รวมไปถึงผู้ใช้บริการในเครือข่ายนี้ก็ยังคงมีปริมาณที่มากอยู่แล้ว อนาคต มาตรฐาน IEEE 802.16 กับการเข้าสู่4G

      รูปที่ 8 : แสดง มาตรฐาน IEEE 802.16 กับ ยุค 4G ในส่วนของ WIMAX IEEE 802.16 นั้นการเข้าสู่ในยุคที่ 4G (Fourth Generation Mobile) ซึ่งเป็นยุคของการสื่อสารแบบไร้สาย มาตรฐาน IEEE 802.16 นั้นได้มีแนวคิดรองรับการทำงานไว้แล้ว โดยมาตรฐานIEEE 802.16e ซึ่งจะเน้นการรับส่งข้อมูลไร้สายในอุปกรณ์พกพาต่างๆจำพวก Notebook หรือ PDA แล้วทำให้ WIMAX IEEE 802.16ต้องจะสามารถให้บริการกับอุปกรณ์สื่อสารแบบผสมผสาน (Convergence Device) สามารถสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์ต่างๆอย่างมีประสิทธิภาพ เพราะผู้ใช้บริการเองต้องการเชื่อมต่อกับเครือข่ายเดียว แต่ต้องสามารถติดต่อสื่อสารกับเครือข่ายได้หลายประเภท และสามารถใช้บริการต่างๆได้ โดยไม่ขึ้นกับเครือข่ายไร้สายที่ผู้ใช้บริการใช้งานอยู่

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 เดิมคือคุณสมบัติการรองรับการทำงานแบบที่ไม่อยู่ในระดับสายตา ( 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 แม้ว่ามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตา

สรุป

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

เอกสารอ้างอิง

http://www.vcharkarn.com/varticle/17947

http://pongthep.150m.com/Page%205.html

การสื่อสารบรอดแบนด์ (Broadband Communications)

การสื่อสารบรอดแบนด์ (Broadband Communications)

1. อภิธานศัพท์ (Glossary)

การสื่อสารบรอดแบนด์ (Broadband Communications)

               การสื่อสารบรอดแบนด์หรือการสื่อสารแบบแถบความถี่กว้างเป็นคำที่ใช้ทั้งในระบบสื่อสารโทรคมนาคม และระบบสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์เพื่อเรียกกลุ่มของเทคโนโลยีที่ใช้แถบความถี่กว้างในการสื่อสารหรือใช้ช่องสัญญาณสื่อสารข้อมูลที่มีความสามารถในการส่งข้อมูลปริมาณมากมีลักษณะการใช้งานช่องสัญญาณสื่อสารเพียงหนึ่งช่องหรือหลายช่องสัญญาณได้พร้อมกัน โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยีบรอดแบนด์มีความสามารถในการส่งข้อมูลแบบดิจิทัลด้วยอัตราการส่งข้อมูลความเร็วสูง และสามารถให้บริการสื่อสารข้อมูลได้หลายรูปแบบ เช่นทั้งภาพและเสียงพร้อมกัน

การบริการบรอดแบนด์ (Broadband Services)

               การให้บริการสื่อสารด้วยอัตราการส่งข้อมูลความเร็วสูง และสามารถรองรับ การส่งข้อมูลปริมาณมาก โดยรูปแบบการให้บริการสื่อสารข้อมูล ได้แก่ เสียง ภาพ วีดิทัศน์ ข้อมูลอักษร ตัวเลข หรือข้อมูลทุกประเภทดังกล่าวพร้อมกันในลักษณะของสื่อประสม บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงคือรูปแบบหนึ่งของบริการบรอดแบนด์ เป็นต้น

การเข้าถึงบรอดแบนด์ (Broadband Access)

               ความสามารถของอุปกรณ์สื่อสารที่ทำให้ผู้ใช้งานสามารถเชื่อมต่อเข้ากับระบบสื่อสารทั้งโทรคมนาคมและคอมพิวเตอร์เพื่อใช้บริการรูปแบบต่างๆ เช่น อินเทอร์เน็ต เสียง ภาพ วีดิทัศน์ การส่งข้อมูลความเร็วสูงหรือข้อมูลในลักษณะสื่อประสมได้

เครือข่ายบรอดแบนด์ (Broadband Network)

               ระบบเครือข่ายโทรคมนาคมหรือเครื่อข่ายสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์ที่เป็นตัวกลางที่สามารถให้บริการบรอดแบนด์ให้แก่ผู้ใช้ที่มีการเชื่อมต่อกับระบบผ่านทางอุปกรณ์การเข้าถึง ซึ่งบนเครือข่ายดังกล่าวสามารถส่งข้อมูลทุกประเภทด้วยความเร็วสูง โดยเทคโนโลยีเครือข่ายบรอดแบนด์มีจุดเด่นในด้านความสามารถที่จะจัดสรรคุณภาพการให้บริการให้แก่ผู้ใช้แตกต่างกันไปตามความต้องการของผู้ใช้แต่ละราย

2. บทคัดย่อ

               การสื่อสารบรอดแบนด์หรือการสื่อสารแบบแถบความถี่กว้างใช้ในการเรียกระบบสื่อสารทั้งในสาขาโทรคมนาคมและสาขาสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์ ที่มีความสามารถในการให้บริการสื่อสารข้อมูลดิจิทัลด้วยอัตราการส่งข้อมูลความเร็วสูง หรือข้อมูลที่มีปริมาณมากมีความสามารถในการสื่อสารข้อมูลประเภทต่างๆ ได้มากกว่าหนึ่งชนิดเช่น เสียง ภาพ วีดิทัศน์ หรือข้อมูลอักษรในเวลาเดียวกันในลักษณะที่เรียกว่าสื่อประสม ระบบสื่อสารบรอดแบนด์ถูกใช้เพื่อเปรียบเทียบให้ทราบถึงความแตกต่างจากระบบสื่อสารแถบความถี่แคบ ทั้งในด้านการใช้งานแถบความถี่ของสัญญาณที่กว้างกว่า อัตราการส่งข้อมูลด้วยความเร็วที่สูงกว่าหรือปริมาณข้อมูลมากกว่า และการนำไปประยุกต์ใช้ สำหรับรองรับในการให้บริการสื่อสารข้อมูลประเภทต่างๆได้หลายรูปแบบ เทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มคือ แบบส่งข้อมูลผ่านสายนำสัญญาณชนิดต่างๆ และแบบไร้สายผ่านคลื่นวิทยุของเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ไอเอสดีเอ็น เอทีเอ็ม บริการบรอดแบนด์ผ่านสายไฟฟ้า โซเน็ตและเอสดีเอช ไวแมกซ์ รวมทั้งการนำเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ไปประยุกต์ใช้งานเพื่อให้บริการต่างๆ แก่ผู้ใช้งาน

 3. บทนำ(Introduction) 

               การสื่อสารบรอดแบนด์หรือการสื่อสารแถบความถี่กว้าง (Broadband communications) คือการสื่อสารที่มีการใช้แถบความถี่หรือสเปกตรัมที่ใช้ในการสื่อสารที่มีช่วงความถี่กว้าง (Broad or wide bandwidth) ในการส่งและรับข้อมูล ข้อมูลส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบข้อมูลดิจิทัลและมีความต้องการอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลสูง (High speed data) หรือเป็นข้อมูลที่มีปริมาณมากและมีการส่งข้อมูลโดยใช้ช่องความถี่หรือช่องสื่อสารหลายช่องสัญญาณพร้อมกันเพื่อเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลความเร็วสูง และมีปริมาณมากโดยใช้แถบความถี่ในการสื่อสารที่อยู่ข้างเคียงกัน ในการสื่อสารผ่านแถบความถี่เหล่านี้สามารถใช้สำหรับคู่สนทนาเพียงสองรายหรืออาจเป็นการใช้บริการร่วมกันโดยผู้ใช้หลายราย

               การสื่อสารบรอดแบนด์มักถูกเปรียบเทียบกับการสื่อสารในแบบแถบความถี่แคบ (Narrowband communications) ซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้ในปริมาณที่น้อยกว่าหรือด้วยความเร็วในการส่งข้อมูลที่ช้ากว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบสื่อสารบรอดแบนด์ โดยการสื่อสารในแถบความถี่แคบมักจะหมายถึงการสื่อสารโทรคมนาคมของข้อมูลเสียงหรือข้อมูลดิจิทัลผ่านช่องสัญญาณเสียงของระบบโทรศัพท์แบบพื้นฐาน (Plain old telephone system: POTS) ซึ่งข้อมูลเสียงจะมีการใช้แถบความถี่ในการส่งสัญญาณแบบแอนะล็อกที่มีความกว้างของแถบความถี่เพียง ๔ กิโลเฮิรตซ์ และเทคโนโลยีการใช้โมเด็มเรียกเลขหมายผ่านสายโทรศัพท์ (Dial-up modem) ในการส่งข้อมูลดิจิทัลที่มีอัตราเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูงสุดที่ ๕๖ กิโลบิตต่อวินาที

               ข้อมูลที่สื่อสารผ่านการสื่อสารบรอดแบนด์มักเป็นข้อมูลประเภทสื่อประสม (Multimedia) ซึ่งได้แก่การสื่อสารข้อมูลเสียง (Voice) ภาพนิ่ง (Still picture) ภาพเคลื่อนไหวหรือวิดีทัศน์ (Motion picture or video) และอักษรหรือข้อความทั่วไป (Text data) ซึ่งข้อมูลสื่อประสมเช่นข้อมูลวีดิทัศน์ที่ถูกบีบอัดแล้ว (Compressed video) มีความต้องการใช้แบนด์วิดท์หรือความกว้างแถบความถี่ (Bandwidth) ที่สามารถรองรับการสื่อสารข้อมูลในระดับหลายร้อยเมกกะบิตต่อวินาทีหรือมากกว่านั้น ในทางสาขาสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์ (Data communications) เรียกระบบสื่อสารที่สามารถถ่ายโอนข้อมูลข้ามเครือข่ายได้มากกว่าหนึ่งชนิดว่าเป็นระบบสื่อสารข้อมูลบรอดแบนด์เช่นเดียวกันนอกจากนั้นยังรวมไปถึงการสื่อสารที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตด้วยสัญญาณดิจิทัลที่เรียกว่าการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ (Broadband Internet access)

               เทคโนโลยีเครือข่ายบรอดแบนด์ถูกออกแบบเพื่อให้สามารถจัดสรรคุณภาพของบริการ หรือที่เรียกว่าคุณภาพของการบริการ (Quality of Service: QoS)ซึ่งทำให้เครือข่ายบรอดแบนด์สามารถแบ่งระดับความสำคัญ(Priority)ของข้อมูลที่ถูกส่งผ่านเครือข่ายได้ตามความต้องการของการใช้งานและความต้องการของผู้ใช้งานเครือข่าย หรือตามคุณสมบัติของข้อมูลประเภทต่างๆที่มีความต้องการใช้ทรัพยากรหรือการตอบสนองของเครือข่ายที่แตกต่างกัน เช่น อัตราความเร็วในการส่งข้อมูลขั้นต่ำ ค่าหน่วงเวลาที่ยอมรับได้ในการส่งข้อมูล และอัตราการสูญเสียที่เกิดจากความผิดพลาดในการสื่อสารข้อมูลที่สามารถยอมรับได้

               ระบบโทรคมนาคมและระบบสื่อสารข้อมูลโดยทั่วไปถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้งานเฉพาะอย่าง เช่นระบบโทรศัพท์จะมีการใช้งานเพื่อการส่งข้อมูลข่าวสารในรูปของเสียงเท่านั้น ซึ่งใช้การถ่ายโอนข้อมูลแบบสลับวงจร (Circuit switching) ระบบโทรสาร (Telegraph) ซึ่งใช้สำหรับส่งข่าวสารในรูปแบบข้อความอักษรจะใช้เพื่อส่งข้อความสั้นๆได้เพียงอย่างเดียวแต่เมื่อมีการพัฒนาเทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล ข้อมูลข่าวสารรูปแบบต่างๆ ทั้งเสียงและข้อความได้ถูกแปลงให้กลายเป็นข้อมูลดิจิทัลซึ่งมีหน่วยย่อยของข้อมูลเป็นเลขฐานสอง คือข้อมูลข่าวสารถูกแทนด้วยศูนย์หรือหนึ่งการแปลงข้อมูลประเภท แอนะล็อกเช่น เสียง ให้เป็นข้อมูลดิจิทัลจะมีการสูญเสียคุณภาพของข้อมูลต้นฉบับไปบางส่วนแต่เป็นที่ยอมรับได้

               หลังจากนั้นจึงเกิดการพัฒนาเทคโนโลยีการถ่ายโอนข้อมูลแบบสลับกลุ่ม (Packet switching) ทำให้สามารถส่งข้อมูลดิจิทัลเป็นกลุ่มย่อยหรือมีขนาดจำกัดที่เกิดจากผู้ใช้หลายคนผ่านช่องสัญญาณสื่อสารเดียวกันได้ โดยที่มีการผลัดกันส่งเป็นการประหยัดการใช้ช่องสัญญาณสื่อสาร ทำให้การใช้งานเครือข่ายมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จนกระทั่งเกิดการสร้างระบบสื่อสารเพียงระบบเดียว ที่สามารถใช้งานสื่อสารได้หลายรูปแบบ เพื่อเป็นการประหยัดการลงทุนติดตั้งระบบสื่อสารหลายประเภทที่ต้องติดตั้งแยกจากกัน หรือในอีกนัยหนึ่งคือมีความต้องการรวมเทคโนโลยีถ่ายโอนข้อมูลแบบสลับกลุ่มข้อมูลเข้ากับการถ่ายโอนข้อมูลแบบสลับวงจร (Circuit switching) ให้อยู่บนระบบเครือข่ายเดียวกัน

               แรงผลักดันสำคัญที่ทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีบรอดแบนด์ ได้แก่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีระบบสื่อสารผ่านเส้นใยนำแสง (Optical fiber transmission systems) ที่ทำให้มีค่าใช้จ่ายที่ถูกลงในการส่งข้อมูลปริมาณมาก รวมทั้งเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายที่สามารถสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงได้ทำให้เกิดการใช้งานบริการบรอดแบนด์มากกขึ้นเนื่องจากสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในการวางสายเคเบิล

               แรงผลักดันที่สองที่สำคัญก็คือ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ที่สามารถสร้างอุปกรณ์สำคัญ เช่นวงจรรวมสำหรับประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (Digital signal processing integrated circuit) ที่มีราคาถูกทำให้เกิดชุมสาย (Switching office) และอุปกรณ์ของผู้ใช้ (Subscriber equipment) ที่มีราคาถูกแต่สามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงได้ และแรงผลักดันอีกประการหนึ่งคืออุปกรณ์ฮาร์ดแวร์รุ่นใหม่ที่สามารถแสดงผลหรือส่งผ่านข้อมูลความเร็วสูงเช่นกล้องโทรทัศน์และจอภาพความละเอียดสูง ทำให้เกิดการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีรูปแบบใหม่ ๆ นอกเหนือไปจากการสื่อสารข้อมูลเสียงเพียงอย่างเดียวและแรงผลักดันในกลุ่มสุดท้าย คือ ความก้าวหน้าทางซอฟต์แวร์ประยุกต์ที่ใช้งานที่สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก ๆ ในระยะเวลาสั้นๆได้

 4. เทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์

               เทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ได้มีการพัฒนาขึ้นมาหลายรูปแบบทั้งแบบส่งข้อมูลผ่านสายนำสัญญาณและแบบส่งข้อมูลผ่านช่องสัญญาณไร้สาย สามารถแบ่งกลุ่มของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ตามสื่อที่ใช้ในการส่งผ่านข้อมูลและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง แสดงดังนี้

               4.1 เทคโนโลยีสื่อสารบรอดแบนด์ผ่านสายนำสัญญาณ

               ก) บีไอเอสดีเอ็นหรือไอเอสดีเอ็นแถบกว้าง (Broadband ISDN: B-ISDN) เป็นเทคโนโลยีโครงข่ายบริการสื่อสารร่วมแบบดิจิทัลซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ยุคเริ่มแรกที่ถูกออกแบบและพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ.1988 (พ.ศ. 2531) เพื่อให้บริการทั้งข้อมูลเสียง ภาพ และ ข้อมูลอักษร เทคโนโลยีบีไอเอสดีเอ็นได้ถูกกำหนดขึ้นเป็นมาตรฐานโดยคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านโทรเลขและโทรศัพท์สากล (International Telegraph and Telephone Consultative Committee: CCITT) และได้เปลี่ยนชื่อเป็นสหพันธ์โทรคมนาคมระหว่างประเทศ ส่วนงานมาตรฐานโทรคมนาคม (International Telecommunication Union – Telecommunications Standardization Sector: ITU-T) ได้กำหนดนิยามความหมายของคำว่าบรอดแบนด์ คือบริการหรือระบบที่มีความต้องการช่องสื่อสารข้อมูลที่สามารถรองรับอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่าอัตราการส่งข้อมูลขั้นพื้นฐาน (Primary rate) โดยอัตราการส่งข้อมูลขั้นพื้นฐานตามมาตรฐานไอเอสดีเอนคือ 1.544 หรือ 2.048 เมกกะบิตต่อวินาที

               ตามมาตรฐานบีไอเอสดีเอ็น ได้กำหนดให้เครือข่ายเอทีเอ็ม (Asynchronous Transfer Mode: ATM) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีแบบการสลับกลุ่มข้อมูล (Packet switching) ประเภทหนึ่งได้รับเลือกให้เป็นเทคโนโลยีหลักในการสร้างเครือข่ายบีไอเอสดีเอ็น โดยเทคโนโลยีเครือข่ายเอทีเอ็มใช้เทคนิคการส่งกลุ่มข้อมูลที่มีขนาดเล็กและมีขนาดคงที่โดยเรียกว่าเซลล์ (Cell)ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูงและมีค่าใช้จ่ายในการส่งข้อมูลต่ำ นอกจากนี้เครือข่ายเอทีเอ็มมีการประยุกต์ใช้เทคนิคสำหรับการควบคุมการคับคั่งของการส่งข้อมูล(Congestion control)และการควบคุมการไหลของข้อมูล (Flow control) ในเครือข่ายและสามารถเลือกใช้สื่อนำสัญญาณในการส่งข้อมูลได้เป็นอิสระ ซึ่งทำให้สามารถใช้สื่อนำสัญญาณชนิดต่างๆ เช่น สายตีเกลียวคู่ เส้นใยนำแสง

               อย่างไรก็ตาม มาตรฐานบีไอเอสดีเอ็นแม้จะได้มีการกำหนดเป็นมาตรฐาน แต่มีการใช้งานอยู่เฉพาะในระบบเครือข่ายโครงสร้างพื้นฐานของผู้ให้บริการโทรคมนาคมขนาดใหญ่ เช่น

ในประเทศสหรัฐอเมริกา เนื่องจากเทคโนโลยีเครือข่ายเอทีเอ็มมีความซับซ้อนและราคาค่อนข้างสูง เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่นที่มีความสามารถทัดเทียมหรือดีกว่า

               ข) ระบบเครือข่ายเส้นใยนำแสง (Fiber optical network) การสื่อสารข้อมูลผ่านช่องสัญญาณชนิดเส้นใยนำแสงเป็นเทคโนโลยีการแปลงสัญญาณข้อมูลดิจิทัลให้เปลี่ยนไปอยู่ในรูปแบบของสัญญาณแสงเพื่อส่งข้อมูลผ่านสื่อนำสัญญาณชนิดเส้นใยนำแสง การสื่อสารด้วยแสงมีประสิทธิภาพ ในการถ่ายโอนข้อมูลที่มีปริมาณมาก ด้วยอัตราการส่งข้อมูลที่สูงมากในระดับหลายกิกะบิตต่อวินาที ซึ่งมากกว่าสายนำสัญญาณชนิดสายตีเกลียวคู่และสายเคเบิลชนิดโคแอกเชียล (Coaxial)

               เส้นใยนำแสงมีความเหมาะสมสำหรับใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างจุดที่ห่างกันไกลเป็นระยะทางหลายกิโลเมตร และด้วยวงจรขยายสัญญาณแสงที่เรียกว่าวงจรขยายเส้นใยนำแสงแบบเออเบี่ยมโดป (Erbium-doped fiber amplifier) ทำให้สัญญาณแสงเดินทางไปได้เป็นระยะทางไกลโดยไม่ต้องลงทุนทางด้านอุปกรณ์ทวนสัญญาณจำนวนมาก ราคาของเส้นใยนำแสงในระยะเริ่มแรกที่มีการนำมาใช้งานนั้นมีราคาสูงจึงยังไม่ถูกนำไปใช้เชื่อมต่อไปยังเครื่องลูกข่ายทั่วไป ทำให้มีการติดตั้งเครือข่ายเส้นใยนำแสงจำกัดอยู่เฉพาะภายในเครือข่ายหลัก (Backbone network) ของผู้ให้บริการ (Service provider) เท่านั้น จนกระทั่งในปี พ.ศ.2551 ได้มีการเชื่อมต่อสายเส้นใยนำแสงไปยังเครื่องลูกข่ายโดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่าเอฟทีทีเฮช (Fiber-to-the-home: FTTH) เช่นประเทศญี่ปุ่น และเกาหลีใต้

               เส้นใยนำแสงสามารถแบ่งออกเป็นสองชนิด ได้แก่แบบโหมดเดี่ยว (Single mode fiber) เส้นใยนำแสงชนิดนี้แกนกลางจะมีขนาด 9 ไมโครเมตร และมีการกระจาย(Disperse)ของแสงต่ำทำให้สามารถส่งข้อมูลไปได้ไกลและสามารถสื่อสารข้อมูลได้ด้วยอัตราความเร็วสูง เนื่องจาก มีความกว้างแถบความถี่มากสำหรับแบบที่สองคือแบบหลายโหมด (Multimode fiber) มีขนาดของแกนกลางที่มีขนาดใหญ่กว่าเส้นใยนำแสงแบบโหมดเดี่ยวโดยมีขนาด 50 หรือ 62.5 ไมโครเมตร ทำให้สามารถส่งแสงที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันได้หลายความยาวคลื่นเส้นใยนำแสงในแบบหลายโหมดมีราคาต่ำกว่าเส้นใยนำแสงแบบโหมดเดี่ยว และมีการกระจายของแสงมากกว่าทำให้สัญญาณถูกลดทอนไปได้มาก และมีความกว้างแถบความถี่ที่กว้างน้อยกว่าเส้นใยนำแสงแบบโหมดเดี่ยว ทำให้เส้นใยนำแสงแบบหลายโหมดสามารถสื่อสารข้อมูลได้เป็นระยะทางที่น้อยกว่า

               โพรโทคอลหลายชนิดรวมไปถึงโพรโทคอลเครือข่ายเอทีเอ็มสามารถสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายเส้นใยนำแสงได้ เนื่องจากมีการแปลงสัญญาณไฟฟ้าให้กลายเป็นสัญญาณแสง โดยในอดีตโพรโทคอลเครือข่ายที่เรียกว่า โครงข่ายเชิงแสงประสานเวลา หรือโซเน็ตและเอสดีเฮช (SONET/SDH) ได้มีการใช้งานบนเครือข่ายเส้นใยนำแสง แต่เนื่องจากโพรโทคอลดังกล่าวมีขีดจำกัดในการเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลให้สูงขึ้นและมีค่าใช้จ่ายในการขยายเครือข่ายสูง ทำให้มีการประยุกต์ใช้เทคนิคเพื่อเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลขึ้นด้วยวิธีการเพิ่มจำนวนความยาวคลื่นอย่างหนาแน่นเข้าไปในเส้นใยนำแสงที่เรียกว่า ดีดับบลิวดีเอ็ม (Dense Wavelength Digital Multiplexing: DWDM) ทำให้การเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลมีความคล่องตัวมากขึ้นและมีการขยายความจุของการโอนถ่ายข้อมูลได้แทบจะไม่จำกัดในทางทฤษฎี ซึ่งขีดจำกัดขึ้นอยู่กับความสามารถของเทคโนโลยีในการสร้างแหล่งกำเนิดของแสง

               ค) สายผู้เช่าดิจิทัล หรือดีเอสแอล(Digital Subscriber Line: DSL)เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ที่ใช้สื่อนำสัญญาณชนิดสายตีเกลียวคู่ซึ่งถูกใช้สำหรับให้บริการโทรศัพท์มาให้บริการข้อมูลโดยการส่งข้อมูลจะใช้แถบความถี่ที่อยู่เหนือขึ้นไปจากแถบความถี่เสียงพูดของบริการโทรศัพท์โดยมีความถี่ตั้งแต่ 25 กิโลเฮิรตซ์ขึ้นไป ระบบดีเอสแอลสามารถสื่อสารข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูงในระดับเมกกะบิตต่อวินาทีซึ่งมากกว่าการสื่อสารข้อมูลด้วยอุปกรณ์โมเด็มปกติที่ทำงานในแถบความถี่เสียงและส่งข้อมูลได้ไม่เกิน 56 กิโลบิตต่อวินาที ทำให้ระบบดีเอสแอลเป็นที่นิยมเนื่องจากการติดตั้งระบบดีเอสแอลที่เครื่องลูกข่ายมีความสะดวก เพราะไม่จำเป็นต้องทำการติดตั้งสายนำสัญญาณใหม่

               ระบบดีแอสแอลสามารถให้บริการโทรศัพท์ปกติและการส่งข้อมูลพร้อมกันได้ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมีการใช้แถบความถี่ที่ใช้ในการส่งเสียงพูดแยกจากข้อมูลทำให้รองรับบริการทั้งสองประเภทพร้อมกันในเวลาเดียวกัน[๓]และเนื่องจากดีเอสเอลเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด(point-to-point) โดยใช้สายตีเกลียวคู่ในการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องลูกข่ายกับระบบเครือข่ายทำให้อัตราเร็วในการส่งข้อมูลในแต่ละเครื่องลูกข่ายมีความเร็วคงที่ เทคโนโลยีดีเอสแอลมีอัตราการส่งข้อมูลจากเครื่องลูกข่ายไปยังชุมสาย (Upstream) น้อยกว่าอัตราการส่งข้อมูลจากชุมสายกลับมาที่ลูกข่าย (Downstream) ซึ่งเหมาะกับการประยุกต์ใช้กับอินเทอร์เน็ต

               เทคโนโลยีดีเอสแอลใช้เทคนิคการผสมสัญญาณที่เรียกว่าดีเอ็มที (Discrete Multitone: DMT) ซึ่งจะทำการส่งข้อมูลดิจิตอลในแบบขนานโดยใช้ช่องสัญญาณย่อย(Subchannel)ในการส่งข้อมูล ทำให้สามารถเพิ่มอัตราความเร็วในการสื่อสารข้อมูลได้สูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับอัตราความเร็ว 56 กิโลบิต ของโมเด็มแบบแอนะล็อกที่ใช้ในโทรศัพท์ (Analog Modem)อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพหรืออัตราการส่งข้อมูลสูงสุดของระบบดีเอสแอลจะขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างชุมสายโทรศัพท์กับเครื่องลูกข่ายโดยเครื่องลูกข่ายอยู่ใกล้ชุมสายโทรศัพท์มากเท่าใดก็จะทำให้เกิดการลดทอนของสัญญาณน้อยทำให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราเร็วเต็มที่

               ง) ระบบบรอดแบนด์บนสายนำสัญญาณไฟฟ้า (Broadband over power line: BPL) สามารถให้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านสายนำสัญญาณไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านเรือนและอาคารทั่วไป ด้วยคุณสมบัติเด่นของอุปกรณ์เรื่องราคาและสะดวกต่อการใช้งาน โดยใช้โมเด็มของระบบบีพีแอลกับปลั๊กไฟมาตรฐานทั่วไปตามอาคารก็สามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านเครือข่ายได้ เทคโนโลยีดังกล่าวทำให้บริษัทที่ให้บริการไฟฟ้าสามารถให้บริการเครือข่ายสำหรับใช้ในการส่งข้อมูลได้ ปัญหาที่อาจพบได้จากการใช้งานเครือข่ายบีพีแอลก็คือสัญญาณของบีพีแอลอาจไปรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นที่ใช้สายส่งพลังงานไฟฟ้าเดียวกัน

หลักการทำงานของบีพีแอลคล้ายคลึงกับระบบดีเอสแอลคือสัญญาณของพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับจะอยู่ที่ช่วง 50 ถึง 60 เฮิรตซ์ แต่สัญญาณข้อมูลของบีพีแอลจะอยู่ในช่วง 30 ถึง 50 เม็กกะเฮิรตซ์ ซึ่งใช้แถบความถี่คนละช่วงความถี่ เทคนิคการผสมสัญญาณหรือมอดูเลชันในบีพีแอลนั้นใช้เทคนิคที่เรียกว่า โอเอฟดีเอ็ม (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) ซึ่งมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกันกับในระบบดีเอสแอลคือ ทำการส่งข้อมูลในลักษณะขนานในช่องสัญญาณย่อยที่ใช้ความกว้างแถบความถี่แคบโดยแต่ละช่องสัญญาณความถี่ย่อยจะไม่รบกวนกัน ปัญหาในระบบสายส่งเนื่องจากระบบสายส่งไฟฟ้ามีการใช้หม้อแปลงไฟฟ้า(Transformer)ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าระดับปานกลางให้เป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำที่เหมาะสมกับการใช้งานในอาคาร ในกระบวนการนี้ทำให้สัญญาณข้อมูลของบีพีแอลหายไป วิธีการแก้ไขทำได้โดยการติดตั้งอุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวคู่ต่อ(Coupler) ซึ่งทำการนำสัญญาณข้อมูลบีพีแอลจากสายสัญญาณข้ามตัววงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าแล้วใส่สัญญาณกลับเข้าไปในสายไฟฟ้าแรงดันต่ำตามบ้าน

5. การประยุกต์ใช้งานการสื่อสารบรอดแบนด์

               การใช้งานระบบบรอดแบนด์ถูกใช้สำหรับการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเป็นหลัก ซึ่งลักษณะของการสื่อสารข้อมูลเป็นการแลกเปลี่ยนข้อมูลทั้งในระดับประเทศและระหว่างประเทศ สื่อที่ใช้ในการส่งผ่านข้อมูลมีความหลากหลายเช่น ชนิดใช้สายนำสัญญาณหรือผ่านคลื่นวิทยุในอากาศแบบไร้สาย ซึ่งอาจมีการผสมผสานสื่อต่างๆเข้าด้วยกันในการใช้งานบรอดแบนด์เช่น ผู้ส่งข้อมูลอยู่บนเครือข่ายไร้สายในขณะที่ผู้รับข้อมูลอาจอยู่บนเครือข่ายที่ใช้สายนำสัญญาณ

               การใช้งานโดยเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตทำให้เกิดความต้องการในการถ่ายโอนข้อมูลปริมาณมากจากแหล่งข้อมูลต่างๆทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นเอกสาร ข้อมูลภาพ ข้อมูลเสียงและข้อมูลสื่อประสมต่างๆ ผ่านโปรแกรมสำหรับการท่องอินเทอร์เน็ต คือเว็บบราวเซอร์ (Web browser) หรือโปรแกรมประยุกต์อื่นๆ เช่นการใช้งานเพื่อการศึกษาโดยการส่งข้อมูลภาพการเรียนการสอนระยะไกล (Distance learning) หรือการแพทย์ระยะไกล (Telemedicine) เช่นการให้การวิเคราะห์รักษาผู้ป่วยโดยแพทย์จากระยะทางไกลจากผู้ป่วย ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีบรอดแบนด์ได้ถูกใช้ในด้านธุรกิจ เช่นการประชุมวีดิทัศน์ระยะไกล (Video teleconferencing) ซึ่งตารางที่  5.1 ได้แสดงการเปรียบเทียบเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ชนิดต่างๆพร้อมทั้งชนิดของสื่อ และอัตราการส่งข้อมูล

               ตารางที่ 5.1 การเปรียบเทียบเทคโนโลยีสื่อสารบรอดแบนด์

เทคโนโลยี	ชนิดของสื่อนำสัญญาณที่ใช้	อัตราการส่งข้อมูล(หน่วยต่อวินาที)
บีไอเอสดีเอ็น( B-ISDN)	ไม่เจาะจงแต่เฉพาะกลุ่มที่ใช้สาย	155.52 – 622.08 เมกกะบิต
เครือข่ายเส้นใยนำแสง  (Fiber Optical Network)	เส้นใยนำแสง	เมกกะบิต – เทอราบิต (ขึ้นอยู่กับโพรโตคอล)
ดีเอสแอล (DSL)	สายตีเกลียวคู่(Twisted pair)	128 กิโลบิต – 52 เมกกะบิต (เฉพาะจากชุมสายมายังลูกข่าย)
บีพีแอล (BPL)	สายส่งกำลังไฟฟ้า	(มาตรฐานยังไม่สมบูรณ์ ในปี พ.ศ.2008)
ไวแมกซ์ (WiMax)	ผ่านอากาศ ไม่ใช้สายนำสัญญาณ	2-75 เมกกะบิต
เซลลูลาร์บรอดแบนด์  (Broadband cellular network)	ผ่านอากาศ ไม่ใช้สายนำสัญญาณ	348  กิโลบิต – 2 เมกกะบิต

นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีบรอดแบนด์อื่น เช่นเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ผ่านดาวเทียม (Satellite broadband communications) ซึ่งเป็นเทคโนโลยี ที่สามารถให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม และเทคโนโลยีเคเบิลโมเด็ม (Cable modem) ซึ่งให้บริการข้อมูลความเร็วสูงเพื่อเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านระบบเครือข่ายของผู้ให้บริการเคเบิลทีวี โดยส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านสายนำสัญญาณชนิดโคแอกเชียลร่วมกับสัญญาณเคเบิลทีวี (Cable TV) ทำให้ผู้ใช้งานสามารถรับชมรายการทางบริการเคเบิลทีวีไปพร้อมกับการใช้งานบริการอินเทอร์เน็ต

 6. จดหมายเหตุ (Milestones)

        เหตุการณ์ที่สำคัญของเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์ถูกรวบรวมและแสดงดังตารางที่ 6.1

                ตารางที่ 6.1 เหตุการณ์สำคัญของเทคโนโลยีการสื่อสารบรอดแบนด์

พ.ศ. (ค.ศ.)	เหตุการณ์
2503  (1960)	เริ่มต้นการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ผ่านโมเด็มสายโทรศัพท์ในประเทศสหรัฐอเมริกา
2513  (1970)	ครั้งแรกในการสื่อสารข้อมูลด้วยแสงผ่านเส้นใยนำแสง
2523  (1980)	หลักการทั่วไปของเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลดิจิทัลของเสียงและข้อมูลที่เรียกว่าไอเอสดีเอ็น (ISDN) ได้รับการพัฒนาขึ้น
2527 -2531 (1984-1988)	มาตรฐานไอซีรีย์ (I-series) ของไอเอสดีเอ็น (ISDN) ได้รับการประกาศโดยซีซีไอทีที (CCITT) หรือ ที่เปลี่ยนมาเป็นไอทียู-ที (ITU-T)
2531  (1988)	เทคโนโลยี เอดีเอสแอล (ADSL) ได้รับการพัฒนาขึ้นโดย โจ เลเชลเดอร์ (Joe Lechleider)  จากบริษัทเบลคอร์ (Bellcore) (และได้เปลี่ยนชื่อเป็น เทลคอร์เดียร์เทคโนโลยี (Telcordia Technologies)
2540  (1997)	มาตรฐานแรกของโพรโตคอลเครือข่ายเอทีเอ็ม(ATM )ซึ่งเป็นเครือข่ายสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงที่รองรับคุณภาพของการบริการ (QoS) ได้รับการกำหนดโดยเอทีเอ็มฟอรัม(ATM Forum)
2544 (2001)	มาตรฐานแรกของเคเบิลโมเด็ม (DOCCIS 1.0)ได้รับการพัฒนาขึ้น
2547 (2004)	มาตรฐานไวแมกซ์ (WiMAX) ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับใช้งานในช่วงความถี่ 11-66 กิกะเฮิรตซ์
2548  (2005)	คณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสาร (FCC) ของประเทศสหรัฐอเมริการอนุญาตให้มีการให้บริการบรอดแบนด์ผ่านเครือข่ายไฟฟ้ากำลัง
2551 (2008)	มาตรฐานไวแมกซ์ IEEE802.16a-2003 ได้รับการพัฒนาขึ้น เพื่อใช้ในช่วงความถี่ 2-11 กิกะเฮิรตซ์  และมาตรฐานไวแมกซ์ IEEE802.16e พัฒนาสำหรับเครื่องลูกข่ายที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและสามารถสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงได้ในขณะเดียวกัน

บรรณานุกรม

การสื่อสารบรอดแบนด์( Broadband Communications )

กมล เขมะรังษี ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ

เข้าถึงได้จาก : http://thaitelecomkm.org/TTE/topic/attach/Broadband_Communications/index.php

วันที่ค้นข้อมูล : 16 มกราคม 2558