News Image Thumbnail:



จากข่าวมาตรฐานการให้บริการข้อมูล 2G/3G ของกสทช. ผมพบว่าแม้แต่ผู้อ่านของ Blognone เองที่น่าจะเป็นกลุ่มคนที่มีความรู้เทคโนโลยีมากกว่า เฉลี่ยของสังคมไทยโดยรวมก็ยังถูกการตลาดของค่ายผู้ให ้บริการต่างๆ สร้างความหวังและความฝันว่าเมื่อเรามีเครือข่าย 3G ให้บริการกันแล้ว เราจะได้ใช้งานเครือข่ายที่ความเร็วสูงในระดับที่แทบ จะไม่ต้องการวายฟายหรือบรอดแบนด์ตามบ้านกันอีกเลย
ขณะที่เครือข่ายไร้สายระยะไกลอย่าง 3G เป็นความหวังของคนไทยอย่างมากว่าน่าจะสามารถเข้ามาขย ายโอกาสในการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตของคนไทยได้มากขึ้น การสื่อสารข้อมูลด้วยสัญญาณวิทยุมีข้อจำกัดในตัวมันเ องหลายประการ และในการใช้งานข้อมูลมากๆ เช่น วิดีโอความสะเอียดสูง หรือการดาวน์โหลดไฟล์ขนาดใหญ่ อย่างต่อเนื่องโดยมีราคาต่ำที่ให้ทุกคนเข้าถึงได้นั้ นกลับเป็นเรื่องที่เป็นไปได้ยาก บทความนี้ผมเขียนเพื่อแสดงข้อมูลพื้นฐานถึงข้อจำกัดโ ดยทั่วไปของการสื่อสารไร้สาย เราจะได้ตั้งความหวังกับมันได้อย่างตรงความเป็นจริง
คลื่นวิทยุกับการการส่งข้อมูล

ข้อมูลคอมพิวเตอร์นั้นเป็นข้อมูลดิจิตอลอย่างที่เราร ู้กัน ว่ามันประกอบไปด้วยเลขศูนย์และหนึ่ง แต่ในคลื่นวิทยุนั้นการส่งคลื่นเป็นเพียงการบอกว่ามี คลื่นนั้นอยู่หรือไม่ จำเป็นต้องหาทางแปลงคลื่นวิทยุที่เราจับได้ในอากาศมา เป็นข้อมูลศูนย์และหนึ่งอีก กระบวนการหนึ่งที่เป็นไปได้ เช่น เมื่อส่งคลื่นนั้นไปในอากาศในถือว่าช่วงเวลานั้นเป็น การส่งข้อมูลหนึ่ง และเมื่อหยุดส่งให้ถือว่าว่าข้อมูลเป็นศูนย์ เมื่อเรากำหนดช่วงเวลาศูนย์และหนึ่งแต่ละตัวจะกินเวล านานเท่าใด เราก็สามารถจับคลื่นสัญญาณในอากาศออกมาเป็นข้อมูลเหม ือนในสายไฟที่เราใช้งานกันได้
การเข้ารหัสสัญญาณแบบ FSK (Frequency Shift Keying) ทำให้ความถี่ของสัญญาณเปลี่ยนไปเพื่อแสดงแทนข้อมูลศู นย์และหนึ่ง เป็นการเข้ารหัสสัญญาณพื้นฐานแบบหนึ่ง ภาพโดย Ktims
เทคนิคการแปลงข้อมูลให้เป็นคลื่นวิทยุนี้ เราเรียกว่ากระบวนการเข้ารหัสสัญญาณ (modulation) เทคนิคการเข้ารหัสสัญญาณมีมากมายหลากหลาย และได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายสิบปีที่ผ ่านมา ทำให้เราสามารถส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายไร้สายอย่างมีป ระสิทธิภาพขึ้นมาก วายฟายที่เราใช้งานทุกวันนี้ทำความเร็วเพิ่มขึ้นจาก 1 Mbps ในมาตรฐาน 802.11 ไปเป็น 300 Mbps ในมาตรฐาน 802.11n อย่างรวดเร็ว
สัญญาณรบกวน

สิ่งที่คู่กันกับการส่งข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุ คือ สัญญาณรบกวนที่เป็นคลื่นวิทยุที่มีอยู่ในธรรมชาติทั่ วไป ไม่ว่าจะเป็นจากการใช้งานของมนุษย์ด้วยกันเอง ไปจนถึงรังสีจากดวงอาทิตย์ที่ส่งมายังโลก ทำให้ทุกคลื่นความถี่ที่เราใช้งานกัน ล้วนมีคลื่นวิ่งอยู่ในอากาศความแรงคลื่นที่แต่ละความ ถี่ต่างๆ กันออกไปอย่างคาดเดาไม่ได้
สัญญาณรบกวนเมื่อมาพบกับสัญญาณที่เป็นข้อมูลทำให้สัญ ญาณรวมเปลี่ยนรูปร่างไป ภาพโดย Yves-Laurent
โดยทั่วไปแล้วเมื่อสัญญาณรบกวนมีไม่มากนัก ก็จะไม่มีผลอะไรต่อการส่งข้อมูล เช่น เสียงที่เราได้ยินกันทุกวันนี้ (ซึ่งเป็นคลื่นแบบหนึ่งเช่นเดียวกัน) เรายังสามารถพูดคุยกันได้ คือ การรับรู้คลื่นที่ฝ่ายตรงข้ามส่งมา และแปลความหมายของข้อมูลได้ แม้จะมีเสียงรบกวนรอบข้างก็ตาม แต่หากเสียงรบกวนมีมากเกินไป เช่น มีเครื่องจักรทำงานอยู่ใกล้ๆ สัญญาณรบกวนก็จะเริ่มทำให้การพูดคุยทำได้ลำบาก สิ่งที่เราทำได้ เช่น การพูดให้เสียงดังขึ้น ก็สามารถทำให้แก้ปัญหาเสียงรบกวนเหล่านั้นได้
คลื่นโดยทั่วไปนั้น เมื่อเราใช้ส่งออกไปแล้วความแรงสัญญาณก็จะลดลงตามระย ะทางที่เพิ่มขึ้น จนกระทั่ง ความแรงสัญญาณใกล้เคียงกับสัญญาณรบกวนในธรรมชาติจนแย กจากกันไม่ออกในที่สุดสัญญาณรบกวนและการที่คลื่นอ่อน แรงลงเช่นนี้ ทำให้ระยะทำการของการส่งข้อมูลวิทยุมีข้อจำกัด เช่น วายฟายในมาตรฐาน 802.11b นั้นจะมีระยะทำการในที่โล่งประมาณ 40 เมตร แต่ถ้าเราอยู่ในย่านที่มีคลื่นรบกวนสูงๆ เช่น ในเมือง หรือคอนโดที่มีการใช้งานคลื่นความถี่เดียวกันมากๆ สัญญาณรบกวนก็จะแรงขึ้น ทำให้ระยะทำการลดลง
ประสิทธิภาพการใช้งานคลื่นความถี่

ประสิทธภาพในการใช้งานคลื่นความถี่ (Spectral Frequency) เป็นตัวเลขที่บอกว่าเราเมื่อเรามีคลื่นอยู่ในมือเป็น ความกว้างค่าหนึ่ง โดยความกว้างของคลื่นความถี่ คือ ความถี่ที่เริ่มใช้งานได้ไปจนถึงความถี่สุดท้ายที่ใช ้งานได้ เราจะสามารถส่งข้อมูลผ่านคลื่นความถี่นั้นๆ ได้มากน้อยแค่ไหน เช่น วายฟาย 802.11b นั้นใช้คลื่นความถี่ 22MHz ตัวอย่างช่อง 1 ของวายฟาย คือ คลื่น 2401MHz

อ่านต่อ...