Scribe Book 4_5: คำถามเพิ่มเติมในเรื่อง Wifi_WiBRO_WiMax

1. Wi-Fi Standards 802.11e กับ 802.11i ต่างกันอย่างไร

มาตรฐานเครือข่ายไร้สาย IEEE 802.11

เครือข่ายไร้สายมาตรฐาน IEEE 802.11 ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2540 โดยสถาบัน IEEE (The Institute of Electronics and Electrical Engineers) ซึ่งมีข้อกำหนดระบุไว้ว่า ผลิตภัณฑ์เครือข่ายไร้สายในส่วนของ PHY Layer นั้นมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่ความเร็ว 1, 2, 5.5, 11 และ 54 เมกะบิตต่อวินาที โดยมีสื่อนำสัญญาณ 3 ประเภทให้เลือกใช้งานอันได้แก่ คลื่นวิทยุย่านความถี่ 2.4 กิกะเฮิรตซ์, 2.5 กิกะเฮิรตซ์และคลื่นอินฟาเรด ส่วน.ในระดับชั้น MAC Layer นั้นได้กำหนดกลไกของการทำงานแบบ CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับ CSMA/CD (Collision Detection) ของมาตรฐาน IEEE 802.3 Ethernet ซึ่งนิยมใช้งานบนระบบเครือข่ายแลนใช้สาย โดยมีกลไกในการเข้ารหัสข้อมูลก่อนแพร่กระจายสัญญาณไปบนอากาศ พร้อมกับมีการตรวจสอบผู้ใช้งานอีกด้วย

มาตรฐาน IEEE 802.11 ในยุคเริ่มแรกนั้นให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ค่อนข้างต่ำ ทั้งไม่มีการรับรองคุณภาพของการให้บริการที่เรียกว่า QoS (Quality of Service) ซึ่งมีความสำคัญในสภาพแวดล้อมที่มีแอพพลิเคชันหลากหลายประเภทให้ใช้งาน นอกจากนั้นกลไกในเรื่องการรักษาความปลอดภัยที่นำมาใช้ก็ยังมีช่องโหว่จำนวน มาก IEEE จึงได้จัดตั้งคณะทำงานขึ้นมาหลายชุดด้วยกัน เพื่อทำการพัฒนาและปรับปรุงมาตรฐานให้มีศักยภาพเพิ่มสูงขึ้น

IEEE 802.11e

เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานแอพพลิเคชันทางด้านมัลติเมียอย่าง VoIP (Voice over IP) เพื่อควบคุมและรับประกันคุณภาพของการใช้งานตามหลักการ QoS (Quality of Service) โดยการปรับปรุง MAC Layer ให้มีคุณสมบัติในการรับรองการใช้งานให้มีประสิทธิภาพ

IEEE 802.11i

เป็นมาตรฐานในด้านการรักษาความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์เครือข่ายไร้สาย โดยการปรับปรุง MAC Layer เนื่องจากระบบเครือข่ายไร้สายมีช่องโหว่มากมายในการใช้งาน โดยเฉพาะฟังก์ชันการเข้ารหัสแบบ WEP 64/128-bit ซึ่งใช้คีย์ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับสภาพการใช้งานที่ต้องการความมั่นใจในการรักษาความ ปลอดภัยของการสื่อสารระดับสูง มาตรฐาน IEEE 802.11i จึงกำหนดเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้คีย์ชั่วคราวด้วย WPA, WPA2 และการเข้ารหัสในแบบ AES (Advanced Encryption Standard) ซึ่งมีความน่าเชื่อถือสูง

Reference: http://www.buycoms.com/upload/coverstory/121/Wireless.html

2. การใช้ Wibro ในเกาหลีใต้

WiBRO (Wireless Broadband) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Mobile WiMAX คือ เทคโนโลยีสื่อสารตัวใหม่ที่ทำให้เราสามารถเข้าถึงอินเตอร์เน็ตความ เร็วสูงได้ในขณะเคลื่อนที่ ซึ่งบรอดแบรนด์ไร้สายดังกล่าวนี้ได้ถูกพัฒนา ขึ้นในประเทศเกาหลีใต้ ซึ่งเป็นระบบสื่อสารเคลื่อนที่ที่ถูกจัดไว้ใน มาตรฐาน IEEE 802.16 เช่นเดียวกับ WiMAX (Worldwide interoperability for MicrowaveAccess) มีคุณลักษณะใกล้เคียงกับ WiMAX แต่ถูกออกแบบให้รักษาการเชื่อมต่อในขณะที่ลูกข่ายมีการเคลื่อนที่ การติดตามและการรับสัญญาณขณะเคลื่อนที่ทำได้ที่ความเร็วสูงสุด 60 กม./ชม. ซึ่งต่างกับ WiMAX ที่ถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานในสภาวะหยุดนิ่ง เป็นเทคโนโลยีที่ถูกจับตาว่า เป็นปรากฎการณ์ใหม่ของตลาดการให้บริการสื่อสารอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงที่ สามารถให้บริการทั้งในรูปแบบประจำ (fixed) เคลื่อนที่ตามจุด (Nomadic) และเคลื่อนที่อิสระ (Mobile) เพื่อการรองรับการทำงานของแอคพลิเคชั่นทั้ง ในรูปแบบของไฟล์ข้อมูล เสียงและวิดีโอ ดังนั้น ด้วยการเชื่อมต่อแบบ เคลื่อนที่ตามจุด จะทำให้ผู้ใช้ไม่ถูกจำกัดการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต ณ จุดใดจุดหนึ่ง แต่สามารถเลือกใช้งานจากจุดอื่นๆภายในเครือข่ายเดียวกันได้ ในขณะที่การเชื่อมต่อแบบอิสระ จะทำให้ผู้ใช้งานสามารถเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ในทุกที่แม้ขณะที่กำลังเดิน ทางความสามารถในการทำงานร่วมกัน (interoperability) ของเทคโนโลยี Mobile WiMAXช่วยทำให้ผู้ใช้งานสามารถเชื่อมต่อไปยังบริการหรือแอพลิเค ชั่นส์ต่างๆ จากอุปกรณ์ หรือเครือข่ายระดับโลกที่แตกต่างและหลากหลายบน มาตรฐานของ WiMAX ได้

บริการ WiBRO จะเร็วกว่า Wi-Fi ถึง 25% โดยที่ผู้ใช้ไม่จำเป็นว่าจะต้องอยู่ใกล้ฮอตสปอตตลอดเวลา ซึ่งทำให้สมาชิกผู้ใช้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงใช้งานได้อย่างอิสระใน ราคาที่ถูกอีกด้วย WiBRO มีคุณสมบัติที่ดีหลายประการคือ สามารถรับและส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วสูงถึง 50Mbps โดยมีรัศมีการครอบคลุมได้ไกลถึง 5 กิโลเมตร นอกจากนี้ WiBRO ยังรั บประกันคุณภาพการใช้บริการ (Quality of Service) จึงสามารถใช้รับและส่งข้อมูลที่ Loss-Sensitive อื่นๆได้ด้วยดังนั้น จึงอาจกล่าวได้ว่า WiBRO เหมาะอย่างมากกับบริการโทรคมนาคมยุคใหม่ที่เป็นแบบ Mobile Multimedia

โดยสรุปก็คือ WiBRO หมายถึง บรอนด์แบรนด์ไร้สายที่ถูกพัฒนาในประเทศเกาหลีใต้ โดยมีคุณสมบัติที่ เหมาะสมอย่างมากกับบริการโทรคมนาคมแบบ Mobile Multimedia คือสามารถรับและส่ง ข้อมูลได้ที่ความเร็วสูง โดยมีรัศมีการคลอบคลุมได้ไกล สามารถใช้งานในสภาวะเคลื่อนที่ได้ที่ความเร็วสูง และยังรับประกันคุณภาพการให้บริการด้วย

จุดเด่นของ WiBRO

คุณลักษณะ เด่นในเชิงเทคนิคของระบบ WiBRO ซึ่งบางทีอาจเป็นภัยคุกคามที่สามารถเข้าแทน ที่ระบบสื่อสารที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่าง High-speed Internet ADSL และ ระบบสื่อสารเคลื่อนที่เซลลูล่า สามารถสรุปได้ดังนี้คือ

1. ความเร็วในการส่งข้อมูลในระดับ Broadband คือในระดับสูงกว่า 10 เมกกะบิตต่อวินาที
2. ความสามารถในการสื่อสารในระดับ Broadband ระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 100กิโลเมตรต่อชั่วโมง
3. ระบบสื่อสารที่มีอยู่เดิมเช่นระบบสื่อสารเคลื่อนที่เซลลูล่า สามารถนำมาปรับปรุงต่อเติมทำให้เกิดระบบ WiBRO ได้ไม่ยากนักและลงทุนไม่สูงจนเกินไป
4. เปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตด้วยอุปกรณ์โมไบล์ได้ตลอด เวลา แม้ขณะเดินทาง

ตามรายงานข่าวมีการอ้างว่า ผู้ใช้สามารถใช้บริการ WiBRO บนรถยนต์ที่วิ่งด้วยความเร็ว 60 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้อย่างสบายๆ โดยซัมซุงได้สาธิตการใช้บริการ WiBRO ด้วยอุปกรณ์โมไบล์ของทางบริษัทเป็นครั้งแรกในเกาหลีใต้ ซึ่งเป็นการเริ่มต้นก่อนผู้ค้ารายอื่นๆ เพื่อเตรียมความพร้อมให้กับ ทางบริษัทในการบุกตลาดนี้ต่อไป

3. การ Implement ของ WiMax ในต่างประเทศ

WiMAX คือ อะไร

WiMAX คือการออกแบบโครงสร้างและอุปกรณ์สื่อสารแบบไร้สายที่ได้ถูกพัฒนามาจากWireless LAN หรือ Wi-Fi ผลดีคือ ระยะทำการที่ครอบคลุมมากกว่าเครือข่ายแบบ Wireless LANหลายเท่า แถมยังได้ความเร็วในการให้บริการสูงเทียบเท่ากัน จึงทำให้ สามารถเชื่อมต่อระหว่างตึกต่าง ๆ ได้ง่ายไม่มีข้อจำกัดในเรื่องของภูมิประเทศอีกต่อไปWiMAX เป็นชื่อเรียกเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่ล่าสุดที่คาดหมายกันว่า จะถูกนำมาใช้งานในอนาคตอันใกล้นี้ โดย WiMAX เป็นชื่อย่อของ Worldwide Interoperability for Microwave Access ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงรุ่นใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาบนมาตรฐานIEEE 802.16 ซึ่งมาก็ได้พัฒนามาตรฐาน IEEE 802.16a ขึ้น โดยได้การอนุมัติออกมาเมื่อเดือนมกราคม 2004 โดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หรือ IEEE (Institute of Electricaland Electronics Engineers) ซึ่งมีรัศมีทำการที่ 30 ไมล์ หรือเป็นระยะทางประมาณ 50 กิโลเมตร ซึ่งนั่นหมายความว่า WiMAX สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าระบบโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ 3G มากถึง 10 เท่า ยิ่งกว่านั้นก็ยังมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ซึ่งเร็วกว่า 3G ถึง 30 เท่าทีเดียวโดยมาตรฐาน IEEE 802.16a หรือ WiMAXมีความสามารถในการส่งกระจายสัญญาณในลักษณะจากจุดเดียวไปยังหลายจุด(Point-to-multipoint) ได้พร้อมๆ กันโดยมีความสามารถรองรับการทำงานในแบบNon-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 นี้ใช้งานอยู่บนคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ระหว่าง2-11 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) และยังสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์มาตรฐานชนิดอื่นๆ ที่ออกมาก่อนหน้านี้ได้เป็นอย่างดี

WiMAX มีข้อดีดังนี้

1. ความเร็ว สำหรับ WiMAX นั้น ได้ให้อัตราความเร็วในการส่งสัญญาณข้อมูลมากถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) โดยใช้กลไกการเปลี่ยนคลื่น สัญญาณที่ให้ ประสิทธิภาพสูงสามารถส่งสัญญาณออกไปได้ในระยะทางไกลมากถึง 30 ไมล์ หรือ 48 กิโลเมตร ภายใต้คลื่นความถี่ระดับสูงที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง 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 นั้นมีความสามารถในเรื่องการรองรับการใช้งานแบนด์วิดท์, 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 รวมถึงการทำหน้าที่ทดสอบและออกใบรับรองให้แก่อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานไร้สายระบบใหม่

ทั้งนี้ มาตรฐาน IEEE802.16 จะถูกเรียกกันโดยทั่วไปว่า WiMAX เช่นเดียวกับที่มาตรฐาน IEEE 802.11 เคยได้รับการรู้จักในชื่อ Wi-Fi มาแล้ว

สำหรับมาตรฐานของเทคโนโลยี WiMAX ที่มีการพัฒนาขึ้นมาในขณะนี้นั้น มีดังต่อไปนี้

1. IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานที่ให้ระยะทางการเชื่อมโยง 1.6 – 4.8 กิโลเมตร เป็นมาตรฐานเดียวที่สนับสนุน LoS (Line of Sight) โดยมีการใช้งานในช่วงความถี่ที่สูงมากคือ 10-66 กิกะเฮิรตซ์ (GHz)
2. IEEE 802.16a เป็นมาตรฐานที่แก้ไขปรับปรุงจาก IEEE 802.16 เดิม โดยใช้งานที่ความถี่2-11 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 (T1type) กว่า 60 รายและการเชื่อมต่อแบบDSL ตามบ้านเรือนที่พักอาศัยอีกหลายร้อยครัวเรือนได้พร้อมกันโดยไม่เกิดปัญหาในการใช้งาน
3. IEEE 802.16e เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาให้สนับสนุนการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พกพาประเภทต่างๆ เช่น อุปกรณ์พีดีเอ โน้ตบุ๊ก เป็นต้น โดยให้รัศมีทำงานที่ 1.6 – 4.8 กิโลเมตรมีระบบที่ช่วยช่วยให้ผู้ใช้งานยังสามารถสื่อสารได้โดยให้คุณภาพในการสื่อสารที่ดีและมีเสถียรภาพขณะใช้งาน แม้ว่ามีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตามมีการตั้งเสาสัญญาณWiMAXกระจายเป็นเครือข่ายครอบคลุมบริเวณที่ต้องการให้บริการ หรือนำเอามาใช้เพื่อเพิ่มระยะทางในการให้บริการให้ไกลขึ้นถึงชานเมือง หรือตั้งเสา WiMAXเพื่อรับส่งข้อมูลและกระจายต่อให้กับผู้ใช้ ADSL,DSL ในพื้นที่ที่ลากสาย สัญญาณหลักเข้ามาลำบากเป็นWireless Broadbandผู้ใช้งานทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 2 ช่วง
   • นำเอาระบบมาให้บริการ internet โดยผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า Fix wireless access อุปกรณ์ตัวนี้จะเป็นตัวรับสัญญาณที่สามารถติดที่ไหนก็ได้ เช่น ข้างตัวบ้าน หรือตัวตึกแล้วรับสัญญาณ WiMAX มา นำไปกระจายต่อยังเครื่องคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ผ่าน Switch ซึ่งตัวอุปกรณ์จะอยู่กับที่ไม่ได้ขยับไปไหน
   • จะมีการพัฒนาอุปกรณ์ลูกข่ายให้ใช้งานมาตรฐาน IEEE 802.16e เพื่อให้ใช้งานในขณะที่มีการเคลื่อนที่ และสามารถใช้งานข้ามเสาส่งสัญญาณได้ เช่น ขับรถไปรอบเมืองก็ยังใช้งานได้

ประโยชน์ของ WiMAX กับชีวิตประจำวัน

จะเห็นได้ว่า WiMAX มีจุดเด่นคือระยะทางที่ไกล ความเร็วที่สูง และไม่จำเป็นต้องใช้สายส่งสัญญาณ แถม WiMAX ยังมีการ เข้ารหัสข้อมูลที่ปลอดภัยสูงอีกด้วย WiMAX จะทำให้การติดตั้ง internet ในสถานที่ต่าง ๆ ทำได้ง่าย เพียงติดตั้งอุปกรณ์เสียบปลั๊กและใช้งาน ทำให้ผู้ให้บริการ internet สามารถให้บริการได้หลากหลายมากขึ้น เช่น การออกร้านในศูนย์ประชุม ก็ให้บริการแก่บริษัทต่าง ๆ ได้สะดวกมากขึ้น ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งก็น้อยกว่า ความเร็วสูงกว่า เมื่อไปเทียบกับการให้บริการข้อมูลผ่านสายสัญญาณ การให้บริการ internet ความเร็วสูงสำหรับที่อยู่อาศัย ด้วยข้อจำกัดของการใช้งานระบบ ADSL ที่เป็นอยู่ในขณะนี้มีมากเช่น ระบบเครือข่ายที่จำกัด

ชุมสาย และระยะทางระหว่างผู้ใช้กับชุมสาย จำนวนผู้ใช้ที่สามารถให้บริการได้ ทำให้กลุ่มผู้ใช้ตามที่อยู่อาศัยถูกจำกัด ไม่สามารถให้บริการได้เพียงพอกับความต้องการ ดังนั้นการนำเอาระบบWiMAX มาใช้ จะเป็นการเพิ่มจำนวนผู้ใช้งานให้มากขึ้น และบริการต่าง ๆ ที่จะให้บริการก็มีมากขึ้น เช่น การดูทีวีผ่าน internet หรือการเลือกดูหนังเรื่องที่ต้องการผ่าน internet เป็นต้น การให้บริการ internet ในพื้นที่ห่างไกล หรือในชนบท ด้วยข้อดีของระบบ WiMAX ที่มีระยะทางการรับส่งข้อมูลไกล ดังนั้น พื้นที่ไหนที่ไม่สามารถให้บริการได้ทั้งสายโทรศัพท์ เคเบิล ก็เป็นอีกทางออกสำหรับการใช้งานบริการสื่อสารแบบไร้สายคุณภาพสูงมาตรฐาน IEEE 802.16e ซึ่งเป็นส่วนต่อเติมของ IEEE 802.16a นั้น เป็นคุณสมบัติ พิเศษที่พัฒนาขึ้นมาให้รองรับการใช้งานในแบบที่ต้องเคลื่อนที่ตลอดเวลา เหมาะสำหรับอุปกรณ์แบบพกพาในการเดินทาง ช่วยให้ ผู้ใช้งานสามารถสื่อสารได้โดยให้คุณภาพในการสื่อสารที่ดี และมีเสถียรภาพขณะใช้งาน แม้มีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาก็ตาม การส่งสัญญาณแบบ Cellular Backhaul สามารถนำไปประยุกต์ใช้ให้เป็นการรับส่งข้อมูลระหว่างสถานีฐานของเครือข่าย โทรศัพท์ เพราะช่องสัญญาณของ WiMAX ที่มีขนาดใหญ่ทำให้สามารถรองรับการรับส่งข้อมูลของสถานีฐานได้สะดวกมากขึ้น และไม่ มีข้อจำกัดด้านภูมิประเทศและไม่ต้องอาศัยสายส่งสัญญาณอีกด้วย ทำให้ต้นทุนและค่าเช่าต่อเดือนในการตั้งสถานีฐานลดลงอย่างมาก

คู่แข่ง
หากมองในด้านระยะทางการให้บริการแล้ว WiMAX ถือว่าได้เปรียบคู่แข่งรายอื่นมาก แต่ถ้าดูถึงความพร้อมของตลาด และการ สนับสนุนจากผู้ผลิตแล้ว จะพบว่ามีคู่แข่งอยู่สองมาตรฐานคือ UMTS / WCDMA เป็นระบบเครือข่ายโทรศัพท์ที่พัฒนามาจากระบบ GSM โดยจะเน้นเรื่องการเพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูล โดยจะได้ความเร็วตั้งแต่ 2Mbps จนถึง 10Mbps จุดเด่นของระบบนี้คือ ผู้ผลิต อุปกรณ์มือถือมี Roadmap อย่างชัดเจนแล้วว่าจะมีการผลิตอุปกรณ์มารองรับและหลากหลายแน่นอน อีกทั้งระบบเครือข่ายที่ครอบคลุม พื้นที่ให้บริการอยู่แล้ว รวมไปถึงฐานผู้ใช้งานเดิมที่มีจำนวนมากที่พร้อมจะเปลี่ยนมาใช้มาตรฐานใหม่นี้ CDMA 2000 1xEV-DO เป็นระบบเครือข่ายโทรศัพท์อีกค่ายที่พัฒนาขึ้นมา โดยเน้นเรื่องความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 2.4Mbpsในด้านความเร็วอาจสู้ลำบาก แต่ด้วยเทคโนโลยีที่ออกแบบมาให้มีการเพิ่มความเร็วได้ในอนาคตโดยมีการเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์บางชนิดที่สถานีฐาน ทำให้ค่าใช้จ่ายของการให้บริการต่ำกว่าWiMAX ที่ต้องลงทุนใหม่หมดทุกอย่าง

วิวัฒนาการของ Mobile WiMAX

ความเป็นมาของไวแม็กซ์ (WiMAX :Worldwide Interoperability for Microwave Access)นั้นเกิดจากการรวมตัวกันในปี 2544 ของบริษัทชั้นนำอย่าง Nokia, Agilent, Intracom, HugesNetwork, Fujitsu Microelectronics, Alvairon และอีกหลายบริษัท โดยมีจุดมุ่งหมายให้เกิดมาตรฐานสากล และทำงานร่วมกันได้ ซึ่งหมายถึงผู้ใช้บริการสามารถเลือกซื้ออุปกรณ์เครื่องรับไร้สายความเร็วสูงตามมาตรฐานไวแม็กซ์ของยี่ห้อใดๆ ก็ได้ แล้วสามารถนำมาใช้ร่วมกับอุปกรณ์เครื่องส่งของบริษัทอื่นๆ ได้เน้นไปที่การใช้งานในระดับที่กว้างขึ้นกว่าเทคโนโลยีไวไฟฮอตสปอตซึ่งจะทำงานในย่านคลื่นระหว่าง 2.5 ถึง 66 กิกะเฮิรตซ์ สามารถให้บริการบรอดแบนด์ในราคาที่คุ้มค่าสำหรับบ้านเรือน ในรัศมีห่างออกไป 30 ไมล์ (48 กิโลเมตร) และสามารถส่งข้อมูลได้ราว 70 เมกะบิตต่อวินาที โดยมุ่งเน้นการให้บริการข้อมูล (Data) มากกว่าเสียง (Voice)ไวแม็กซ์ได้รับการอนุมัติให้เป็นมาตรฐานระดับนานาชาติ โดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE) และมีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า IEEE 802.16 มีการแตกเวอร์ชั่นย่อยออกมามากมาย ซึ่งการแบ่งมาตรฐานแบบนี้ ทำให้เชื่อได้ว่า มีความเป็นไปได้สูงที่ IEEE 802.16 จะประสบความสำเร็จ เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆอย่างไรก็ตาม ไวแม็กซ์ก็ยังมีจุดอ่อนอยู่คือ เมื่อมีการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง จะทำให้ประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลลดลงอย่างมาก จนอาจถึงขั้นที่ไม่สามารถเชื่อมต่อการสื่อสารได้เลยนั่นคือยังมีปัญหาด้านโมบิลิตี้อยู่มาก จากปัญหาด้านโมบิลิตี้ของไวแม็กซ์ทำให้กลุ่มอุตสาหกรรมโทรคมนาคมในประเทศเกาหลีเห็นเป็นโอกาสที่สำคัญ จึงได้ทำการพัฒนาระบบ ไวโบร้ (WiBRO:Wireless Broadband) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า "โมบาย ไวแม็ก (Mobile WiMAX)” ซึ่งเป็นระบบสื่อสารเคลื่อนที่ที่อยู่บนมาตรฐานเดียวกันกับไวแม็กซ์โดยจัดไว้ในมาตรฐาน IEEE802.16 เช่นกัน และมีคุณลักษณะหลักใกล้เคียงกับไวแม็กซ์ "ไวโบร้" มีจุดแข็งที่สำคัญที่สามารถฉีกตัวออกมาเป็นเทคโนโลยีที่ไม่ซ้ำซ้อนและมีคุณลักษณะที่โดดเด่นกว่าเทคโนโลยีสื่อสารอื่น คือ ความสามารถในการดาวน์โหลดข้อมูลในระดับสูงกว่า 10 เมกะบิตต่อวินาที ในขณะที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นั่นคือมีความสามารถ บรอดแบนด์ และโมบิลิตี้ (Broadband & Mobility) ร่วมกันทั้งสองประการ ซึ่งเป็นคุณลักษณะเด่นที่ยังหาไม่ได้ในเทคโนโลยีสื่อสารอื่นๆ ในขณะนี้กลุ่มบริษัทโทรคมนาคมในประเทศเกาหลี โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัท ซัมซุง ได้ให้ความสนใจและทุ่มทุนเพื่อการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี WiBRO เป็นอย่างมากโดยให้การสนับสนุนการทดลองใช้งานเพื่อการประชุมแบบมัลติมีเดียผ่านระบบ WiBRO ในช่วงเทศการโอลิมปิคฤดูหนาว Torino 2006 อีกทั้ง บริษัท ซัมซุง ยังร่วมมือกับ บริษัท Sprint NextelCorporation สร้างอุปกรณ์ต้นแบบเพื่อทดสอบการทำงานของระบบ

การพัฒนาเทคโนโลยีของ Mobile WiMAX

Physical Layer ของ Mobile WiMAX

802.16e นั้นก็ยังคงใช้งาน OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)เป็นหลักเช่นเดิม OFDMA เป็นเทคนิคการมัลติเพล็กซ์ทางความถี่ที่ไม่มีช่วงความถี่กันชน ช่วงสัญญาณ ความถี่ย่อยต่างๆ จะอยู่ชิดติดกันมากจนกระทั่งเกยกัน (Overlap) หลักการคือการใช้ความถี่ที่เป็นอิสระต่อกัน (Orthogonal) ซึ่งจะช่วยให้ช่วงความถี่ย่อยนั้นสามารถเกยกันได้โดยที่ไม่มีการรบกวน ข้อมูลของกันและกัน ซึ่งสามารถใช้งานในแบนด์วิดธ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า โดย OFDMA ได้แบ่งช่องสัญญาณต่างๆ เป็นช่องสัญญาณย่อย (Sub channel) ให้แก่ผู้ใช้แต่ละคน ซึ่งเทคนิคนี้จะกินแบนด์วิดธ์กว้างเท่าเดิม แต่จะได้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลแบ่งกันไปใช้ สิ่งที่แตกต่างสำหรับ 802.16e คือจะใช้ Scalable OFDMA (S-OFDMA) ซึ่งมีแบนด์วิดธ์ที่แตกต่าง กันเพื่อความเหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน ช่วยให้การจัดการแบนด์วิดธ์ของผู้ใช้งานแต่ละคนมีประสิทธิภาพมากขึ้น ต้องการใช้น้อยก็ให้แบบแบด์วิดธ์น้อย ถ้าใช้มากก็ให้มาก ทำให้รองรับจำนวนผู้ใช้งานได้มากขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น แบนด์วิดธ์ต่างกันนี้เกิดขึ้นจากการปรับขนาดของ Fast Fourier Transform (FFT) ที่ฝั่งผู้รับซึ่งใช้ในการถอดข้อมูลที่ใช้งานออกมาโดยที่ยังเว้นระยะระหว่างความถี่ sub-carrier ไว้ที่ 10.94 กิโลเฮิรตช์ โดยแบนด์ วิดธ์ต่างๆ ที่จะมีได้แก่ 1.25, 5, 10 และ 20 เมกะเฮิรตช์ แต่ในรีลีสแรกนี้กลุ่มของ Technical Working Group ของ WiMAX Forum ได้กำหนดให้มีเพียงแค่ 5 และ 10 เมกะเฮิรตช์ก่อนเท่านั้น

กลุ่มมาตรฐาน 802.16 ปกติจะ Backward compatible คืออุปกรณ์ในเวอร์ชันก่อนจะใช้ในเวอร์ชันถัดไปมีข้อยกเว้นขึ้นมา เพราะทั้ง OFDMA และ S-OFDMA จัดเป็นเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน และไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ และใช้เทคนิคบางอย่างเหมือนกันก็ตาม แต่ข้อแตก ต่างในรายละเอียดทีมากเกินไป ความแตกต่างของสิ่งที่ได้จากการใช้เทคโนโลยีแตกต่างกันนั้นก็คือการใช้ OFDMA นั้นค่อนข้างจะง่าย ไม่ซับซ้อน แต่ SOFDMA มีปัญหาด้านสัญญาณ รบกวน interface น้อยกว่า มีความสามารถในด้านการทำงานแบบนอกแนวระยะสาย ตา (NLOS) ได้ดีกว่า การบริการที่ได้ในพื้นที่ต่างๆ จึงดีกว่าไปด้วย อาจจะมองไม่ค่อยเห็นภาพนัก ลองนึกถึงการทำงานแบบ LOS ที่ห้ามมีอะไรมาบดบังการรับส่งกัน ฉะนั้นหากเดินผ่านพุ่มไม้เล็กๆ การบริการก็จะมีปัญหาแล้ว ในขณะที่การทำงานแบบ NLOS จะไม่มีปัญหานี้มาก นักจึงทำให้มีพื้นที่ใช้งานดีกว่า

802.11e สามารถที่จะใช้งานได้ทั้งแบบ TDD, FDD และ Half-Duplex FDD อย่างไรก็ตามสำหรับเวอร์ชันแรกนี้ก็จะให้ ใช้ได้เพียง TDD ซึ่งจะมีข้อดีต่างๆ ที่เหนือกว่า FDD ดังนี้

• การใช้ TDD จะทำให้เราสามารถปรับอัตราส่วนทราฟฟิกดาวน์ลิงก์และอัปลิงก์ได้ ทำให้เราสามารถจัดอัตราส่วนให้เหมาะสมกับการใช้งาน อย่างเช่น การดาวน์โหลดหรือการอัปโหลดต่างๆ ทำได้ดีขึ้น ได้ความเร็วและประสิทธิภาพที่ดีกว่า ในขณะที่ FDD จะทำได้แต่ในกรณีที่ ดาวน์ลิงก์กับอัปลิงก์มีแบนด์วิดธ์เท่ากันเท่านั้น ใช้มากใช้น้อยก็แบ่งให้เท่านี้
• TDD จะมีระบบสนับสนุนการทำ Link Adaptation, MIMO และเทคโนโลยีด้านเสาอากาศรับส่งแบบ closed loop ที่ดีกว่า
• TDD จะมีช่องความถี่เดียวในการรับและส่งซึ่งจะมีข้อดีมากกว่า ในขณะที่ FDD จะต้องมีช่องความถี่เป็นคู่ ซึ่งทำให้การออกแบบภาครับส่งสัญญาณความถี่ยุ่งยากและมีราคาแพงมากขึ้น และยังอาจจะยุ่งยากต่อการกำหนดช่วงความถี่ในประเทศต่างๆซึ่งอาจมีการใช้งานความ ถี่บางช่วงไปแล้วก็ได้สำหรับการมอดูเลชันและการเข้าโค้ดนั้น 802.11e ยังคงใช้งาน QPSK, 16QAM และ 64QAM พร้อมกับการทำ Link Adaptation เช่นเดิมหากแต่ได้มีการเปลี่ยนแปลงการเข้ารหัสโดยหันมาใช้ Convolution Code และ Convolution Turbo Code แทน

ลักษณะพิเศษของ Mobile WiMAX

1. เทคโนโลยี Smart Antenna
เป็นเทคโนโลยีรุ่น ใหม่ที่ว่ากันว่าเป็นอนาคตของระบบการสื่อสารไร้สายเลยทีเดียวซึ่งเราอาจ เรียกว่าการใช้เทคโนโลยี MIMO (Multiple Input Multiple Output) ก็ได้ โดยมีการใช้เสาอากาศรับส่งมากกว่า 1 ตัว มีการทำงานแบบ Spatial Multiplexing (SM) ซึ่งเป็นการเพิ่มอัตราการรับส่งข้อมูลจากการที่มีเสา อากาศ 2 ชุดด้วย ถ้าหากมีการแยกกันส่งเป็นชุดข้อมูล 2 ชุดก็จะได้ความ เร็วในการรับส่งข้อมูลเป็น 2 เท่า ดาวน์ลิงค์จาก 30 Mbps ก็จะกลายเป็น 60 Mbps และอัปลิงค์จาก 14 Mbps จะเป็น 28 Mbps เป็นต้น (ตัวเลขที่คำนวณจากการส่งดาวน์ลิงค์หรืออัปลิงค์เพียงอย่างเดียว และใช้ช่องสัญญาณ 10 เมกะเฮิรตซ์) และมีการทำ Beam Forming ซึ่งเป็นเทคนิคในการใช้เสาอากาศหลายๆ ตัวช่วยในการเพิ่มพื้นที่ครอบคลุมของสัญญาณในบางพื้นที่ ทำให้มีระดับการให้ บริการดีขึ้น
ระบบ OFDMA ในไวแมกซ์นั้นเหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยี Smart Antenna ดังนั้นMobile WiMAX จึงสนับสนุนการใช้งานที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ตัวอย่างเช่น ในสภาพที่สัญญาณดีๆ ก็จะใช้ในลักษณะ SM เพื่อให้ได้ความเร็วเพิ่มขึ้นหากเมื่อมีสัญญาณที่เริ่มไม่ดีก็จะเปลี่ยน มาใช้ STC เพื่อให้ได้คุณภาพที่ดีขึ้น เป็นต้น

2. Fractional Frequency Reuse
Mobile WiMAX จริงๆ แล้วสามารถที่จะทกงานได้ด้วยความถี่ชุดเดียวกันหมดทุกๆ สถานีฐาน ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพด้านความถี่สูงที่สุด แต่ด้วยรูปแบบการใช้งานเช่นนี้ จะมีระดับความถี่รบกวนสูง และจะทำให้ผู้ใช้งานที่ขอบสัญญาณใช้งานได้ไม่ดี มีปัญหาในเรื่องของคุณภาพสัญญาณมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ Mobile WiMAX ที่ต้องมีการ Handoff แต่ละสถานีฐานต้องมีพื้นที่สัญญาณครอบคลุม ทับซ้อนกันล้าง ทำให้ความถี่รบกวนซึ่งกันและกันสูงขึ้น ดังนั้นด้วยความสามารถของ Mobile WiMAX ที่ตัดแบ่งช่วงความถี่ใช้งานได้นั้นก็สามารถที่จะนำหลักการ Frequency Reuse ของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั่วๆ ไปมาใช้งานเพื่อแก้ไขปัญหาเรื่องความถี่รบกวนได้ ที่เรียกว่า Fractional Frequency Reuse เทคนิคการทำ Fractional Frequency Reuse จะมีการแบ่งโซนและการแบ่งช่องสัญญาณย่อยซึ่งโซนด้านในจะทำงานด้วยช่อง สัญญาณย่อยทั้งหมดที่มี ขณะที่โซนชั้นนอกก็จะทำงานด้วยช่องความถี่ย่อย เฉพาะที่ได้กำหนดไว้ ซึ่งก็จะเป็นการแบ่งความถี่ใช้งานและสกัดกั้นไม่ให้เกิดความถี่รบกวนกัน ในพื้นที่ให้บริการที่ใกล้ชิดติดกันได้ ซึ่งจะมีการกำหนดการแบ่งโซนและช่องสัญญาณ ในโครงสร้างเฟรมของการรับส่ง ข้อมูล และอาจปรับเปลี่ยนได้ในแต่ละเฟรมขึ้นกับระดับความถี่รบกวนที่เกิดขึ้น

Reference:
1. http://www.bloggang.com/mainblog.php?id=hibombman&month=13-07-2010&group=1&gblog=7
2. http://www.eclubthai.com/board/index.php?topic=22075.0