เรื่องยาวกับเรื่องราวของ WiMAX ในประเทศไทย

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา ITM 640: เทคโนโลยีการสื่อสารและอินเตอร์เน็ต

โดยมีอาจารย์ พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ เป็นผู้สอน

WiMAX
WiMAX หรือ (World wide Interoperability for Microwave Access)เป็นเทคโนโลยีสื่อสารข้อมูลดิจิทัลความเร็วสูงที่ถูกพัฒนาเพื่อให้บริการบรอดแบนด์ไร้สาย (Broadband Wireless Access) โดยใช้คลื่นไมโครเวฟสามารถให้บริการด้วยรัศมีระยะไกล สามารถสื่อสารข้อมูลได้ทั้งแบบจุดต่อจุด (Point-to-point) ด้วยระดับความเร็วข้อมูล 72 ล้านบิตต่อวินาที (Mbps) ที่ระยะทาง 50 กิโลเมตร หรือแบบกระจายสัญญาณในลักษณะจากจุดเดียวไปยังหลายจุด (Point-to-multipoint) ที่ระดับความเร็วข้อมูลเดียวกัน ได้พร้อมๆ กัน โดยมีความสามารถรองรับการทำงานในแบบ Non-Line-of-Sight หมายถึงสามารถทำงานได้แม้กระทั่งมีสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้ หรือ อาคารได้เป็นอย่างดี แต่ด้วยระยะทางลดลงเหลือประมาณ 6 กิโลเมตร หรือแบบที่เครื่องลูกข่ายอยู่ในสภาวะเคลื่อนที่ (Mobile) ด้วยความเร็วของข้อมูลที่ลดหลั่นลงไป ด้วยความเร็วข้อมูลที่สูงกว่า 3G ถึงเกือบ 4 เท่า WiMAX จึงเป็นเทคโนโลยีที่เหมาะมากสำหรับการสื่อสารข้อมูล อินเทอร์เน็ตความเร็วสูง โทรศัพท์ผ่านไอพี วีดิโอ และไอพีทีวี ด้วยระดับความเร็ว 72 Mbps ทำให้สามารถส่งวีดิโอคุณภาพดี แบบ MPEG4 ส่งผลให้ WiMAX สามารถช่วยให้ผู้ที่ใช้งาน สามารถขยายเครือข่ายเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้กว้างขวางด้วยรัศมีทำการถึง 31 ไมล์ หรือประมาณ 48 กิโลเมตร และยังสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์มาตรฐานชนิดอื่นๆ ที่ออกมาก่อนหน้านี้ได้เป็นอย่างดี จากคุณสมบัติดังกล่าว WiMAX จึงถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มของ Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
จากจุดเด่นของการทำงานของ WiMAX ข้างต้น ทำให้เทคโนโลยี WiMAX สามารถตอบสนองความต้องการของการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเทอร์เน็ตให้กับพื้นที่ที่ห่างไกล ที่สายเคเบิ้ลไม่สามารถลากไปไม่ถึงได้เป็นอย่างดี ตลอดจนเพิ่มความสะดวกสบาย และประหยัดสำหรับการขยายเครือข่ายในเมืองที่มีอยู่แล้วได้ เนื่องจากไม่ต้องลงทุน ขุดถนนเพื่อวางสายเคเบิลใยแก้วใหม่ นอกจากนั้น WiMAX ยังได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพของคุณภาพในการให้ บริการ (QoS) ซึ่งสามารถรองรับการใช้งานทั้งภาพ (video) และเสียง (voice) ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรของเครือข่ายมากมาย อีกทั้งในเรื่องของความปลอดภัยยังได้เพิ่มคุณสมบัติของความเป็นส่วนตัว (privacy) และการพิสูจน์ตัวจริง (authentication) ก่อนที่จะเข้าออกเครือข่าย และข้อมูลต่าง ๆ ที่รับส่งข้อมูลก็จะได้รับการเข้ารหัสลับ (encryption) อีกด้วย ทำให้การรับส่งข้อมูลบน มาตรฐานนี้มีความปลอดภัยมากขึ้น จึงมีประโยชน์ในการนำไปประยุกต์ใช้เพื่อลดช่องว่างของเทคโนโลยีในพื้นที่ห่างไกล
เทคโนโลยี WiMAX เกิดจากการรวมตัวของบริษัทชั้นนำ เช่น Nokia, Agilent, Intracom, Huges Network, Fujitsu และอีกหลายบริษัทในปี ค.ศ.2001 ได้มีการก่อตั้ง WiMAX Forum โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสนับสนุนและพัฒนาข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ที่เป็นมาตรฐานสากล จึงทำให้ผู้ใช้บริการสามารถเลือกซื้ออุปกรณ์เครื่องรับไร้สายตามมาตรฐาน WiMAX ของยี่ห้อใดๆ ก็ได้ จึงส่งผลให้อุปกรณ์มีราคาต่ำ และสามรถทำงานร่วมกันในมาตรฐาน IEEE 802.1.16 บนคลื่นความถี่ไมโครเวฟที่ความถี่ระหว่าง 2-66 GHz จึงทำให้สามารถบริการบรอดแบนด์ในราคาที่คุ้มค่าและบริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าระบบ 3 G มากถึง 10 เท่า การพัฒนาระยะแรกเริ่มจากมาตรฐาน IEEE 802.16-2004 หรือ IEEE 802.16d ซึ่งรองรับการใช้งานในลักษณะประจำที่หรือย้ายถิ่น (Fixed/Nomadic broadband access) และต่อมามีการพัฒนาเป็นมาตรฐาน IEEE 802.16.e (Mobile WiMAX) เพื่อรองรับการใช้งานในรูปแบบเคลื่อนที่ รูปที่ 1 แสดงถึงวิวัฒนาการทางเทคโนโลยี ของ WiMAX ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2004

รูปที 1 วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของ WiMAX

วิวัฒนาการของ WiMAX
การสื่อสารโดยใช้คลื่นไมโครเวฟ (Microwave transmission) แบบที่ใช้งานใน WiMAX นี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายมานานแล้วตั้งแต่หลังสงครามโลกครั้งที่สอง โดยใช้เป็นระบบสื่อสารหลักสำหรับสื่อสารข้อมูลปริมาณมากๆ ระหว่างสองจุดใดๆ (point-to-point) การสื่อสารไมโครเวฟใช้คลื่นความถี่สูงมากในช่วง 800 MHz ถึง 60 GHz มีการกระจายคลื่นแบบตรงไม่สะท้อนชั้นบรรยากาศ เหมาะกับการสื่อสารผ่านดาวเทียม แต่เมื่อใช้ที่ภาคพื้นดินจะต้องใช้จานเสาอากาศของทั้งสองจุด สามารถเห็นเป็นแนวเส้นตรงเดียวกัน (line of sight : LOS) ซึ่งทั้งสองจุดจะต้องมีระยะห่างไม่เกินประมาณ 50 กิดลเมตร มิฉะนั้นแล้วส่วนโค้งของผิวโลกจะบังเส้นทางเดินของคลื่น ถ้าจะสื่อสารให้ไกลกว่านี้จะต้องใช้สถานีทวนสัญญาณมาช่วย ระบบนี้จึงถือเป็นต้นแบบสำหรับการสื่อสารแบบจุดต่อจุดของเทคโนโลยี WiMAX แบบ IEEE 802.16d ซึ่งเป็นการสื่อสารแบบประจำที่ (Fixed wireless service) แต่ได้รับการการพัฒนาให้ใช้เทคนิคการมอดูเลชันและการเข้ารหัสชั้นสูง
ในช่วงปี 1990 ได้มีการนำคลื่นไมโครเวฟในย่านความถี่ 2-3GHz มาใช้ในการกระจายเสียงสัญญาณวิทยุโทรทัศน์โดยใช้คลื่นไมโครเวฟระบบ MMDS (Multipoint Microwave Distribution System หรือ Multipoint Multichannel Distribution System) และนอกจากนั้นยังมีการแพร่สัญญาณโทรทัศน์ระบบดิจิทัลแบบภาคพื้นดิน (Terrestrial Digital TV : DVB-T) ในปี ค.ศ. 1998 ใช้เทคนิคการมอดูเลชันแบบ COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) โดยการแบ่งและส่งสัญญาณผ่านคลื่นพาหะขนาดเล็กเป็นจำนวนมาก สามารถทนทานต่อการรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะจากการผสมของสัญญาณที่เดินทางหลายเส้นทาง (Multi-paths) อันเป็นผลจากการสะท้อนกับอาคารและสิ่งกีดขวาง
เทคโนโลยี OFDM หรือ Orthogonal Frequency Division Multiplexing ถือได้ว่าเป็นต้นแบบและถูกต่อยอดมาใช้ใน WiMAX จึงเป็นที่มาของเทคโนโลยี WiMAX ในมาตรฐาน IEEE 802.16e ที่ถูกรองรับในปี ค.ศ.2005 ให้เป็นการสื่อสารแบบกระจายสัญญาณ (Point-to-multipoint) และเป็นบรอดแบนด์ไร้สายแบบเคลื่อนที่ได้ (Mobile wireless Broadband Access)

เทคโนโลยี OFDM
OFDM หรือ Orthogonal Frequency Division Multiplexing ถือเป็นหัวใจสำคัญของมาตรฐาน WiMAX โดยเป็นข้อกำหนดที่ตรงกับมาตรฐาน IEEE802.16 เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยในการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็วสูงผ่านคลื่นความถี่วิทยุ ภายใต้เงื่อนไขการแพร่กระจายสัญญาณแบบ NLOS แม้เทคโนโลยี WiMAX จะกำหนดให้ใช้แถบความถี่คลื่นวิทยุ (Bandwidth) ที่กว้างมาก ๆ เช่นเดียวกับมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบ 3G แต่ก็ไม่ได้สนใจเลือกใช้เทคโนโลยีการรับส่งสัญญาณแบบ CDMA (Code Division Multiple Access) ซึ่งถือเป็นหนึ่งในการสื่อสารแบบแถบความถี่กว้าง (Spread Spectrum) ทั้งนี้เพราะแม้เทคโนโลยี Spread Spectrum ที่นิยมนำมาใช้กันในการสื่อสารไร้สายอัตราเร็วสูง ไม่ว่าจะเป็นในเครือข่าย W-CDMA, cdma2000-1X หรือแม้กระทั่งในเครือข่าย Wi-Fi เพราะมีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้สารพัดรูปแบบ เนื่องจากใช้หลักการกระจายส่งสัญญาณไปในแถบความถี่ที่กว้างมาก ๆ จนยากที่จะทำถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนต่าง ๆ แต่ก็ยังคงมีข้อจำกัดในเรื่องของการรองรับปริมาณข้อมูลจำนวนมาก ๆ ทำให้เกิดปัญหาคอขวดในช่องสื่อสาร และมีผลทำให้จำกัดอัตราเร็วในการสื่อสารไปโดยปริยาย
เทคโนโลยี OFDM แม้จะเป็นหนึ่งในมาตรฐานทางเทคนิคที่แตกแขนงออกมาจากเทคโนโลยี Spread Spectrum ก็ตาม แต่ก็ถือว่ามีการรับส่งข้อมูลแบบ Multiple Carrier Mode ซึ่งหมายถึงการแบ่งย่อยแถบความถี่ออกเป็นแถบย่อย ๆ สำหรับแยกส่งข้อมูลหลาย ๆ ช่อง แตกต่างจากมาตรฐาน Spread Spectrum ทั่วไปที่ใช้แถบความถี่เดียวสำหรับรับส่งข้อมูลช่องเดียว แนวคิดในการสื่อสารแบบ Spread Spectrum ตั้งอยู่บนพื้นฐานที่ว่านำข้อมูลที่ต้องการส่งทั้งหมด ไม่ว่าจะมาจาก กี่แหล่งก็ตาม มาทำการมอดูเลตเข้ากับสัญญาณรบกวนเสมือน (Pseudo Noise) แล้วทำการส่งแบบให้กระจายไปทั่วในแถบความถี่สำหรับรับส่ง ตัวอย่างเช่น ในกรณีของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ 3G มาตรฐาน W-CDMA ซึ่งมีการกำหนดแถบความถี่กว้าง 5 เมกะเฮิตรซ์ สำหรับวงจรความถี่หนึ่งช่อง ข้อมูลของผู้ใช้งานทั้งหมดจะถูกนำมามอดูเลตกับสัญญาณรบกวนเสมือนแล้วกระจายส่งไปตลอดแถบความถี่ 5 เมกะเฮิตรซ์นั้น ๆ คล้ายกับการเป่าผงแป้งหลากสีบนฝ่ามือให้กระจายออกไปในวงกว้าง เครื่องรับปลายทางจะทราบเองว่าต้องแยกรับสัญญาณรบกวนเสมือนรหัสใด โดยจะพิจารณาจับข้อมูลที่ต้องการตลอดแถบความถี่ 5 เมกะเฮิตรซ์นั้น

รูปที่ 2 ความแตกต่างระหว่างการสื่อสารแบบ Spread Spectrum

แบบ Single Carrier Mode กับ OFDM

สำหรับการรับส่งข้อมูลด้วยเทคโนโลยี OFDM จะมีข้อแตกต่างออกไป โดยก่อนส่ง จะทำการแบ่งแยกแถบความถี่ออกเป็นแถบความถี่ย่อย ๆ จากนั้นจึงนำข้อมูลที่ต้องการจะส่งมาทำการเรียงลำดับเป็นกลุ่มรหัสข้อมูล (Symbol) โดยเนื้อหาข้อมูลที่อยู่ภายในแต่ละกลุ่มรหัสข้อมูลนั้นไม่จำเป็นว่าจะต้องเป็นข้อมูลของผู้ใช้บริการรายเดียวกัน เปรียบเสมือนการดักน้ำที่ปลายท่อ ซึ่งต้นทางอาจมีการเก็บสะสมน้ำสีต่าง ๆ จากหลากหลายท่อย่อยที่เทรวมกันมา อธิบายให้ง่ายก็คือเป็นการเพิ่มเงื่อนไขในการทำงานขึ้นจากมาตรฐาน Spread Spectrum แทนที่จะส่งข้อมูลออกไปในแถบความถี่กว้าง ก็ให้นำข้อมูลมาจัดเป็นกลุ่มรหัสข้อมูลเสียก่อน กลุ่มรหัสข้อมูลแต่ละกลุ่มจะถูกนำไปส่งออกอากาศโดยมีการกำหนดแบ่งแยกแถบความถี่ออกเป็นแถบย่อย ๆ มีจำนวนแถบเท่ากับกลุ่มรหัสข้อมูล ส่วนที่ว่าจะกำหนดให้มีกี่กลุ่มรหัสข้อมูลหรือแถบความถี่ย่อยนั้น ก็แล้วแต่ข้อกำหนดของเทคโนโลยีนั้น ๆ จึงคล้ายกับว่ามีการตัดตอนข้อมูลออกเป็นกลุ่มย่อย ๆ แล้วให้แต่ละกลุ่มส่งขนานกันไปในเวลาเดียวกัน เพียงแต่อยู่ในแถบความถี่ย่อย ๆ ผิดกับมาตรฐาน Spread Spectrum ที่หากคิดแบบเดียวกับ OFDM ว่ามีการจัดกลุ่มรหัสข้อมูลขึ้นเหมือนกัน ก็จะเห็นราวกับว่ามีการส่งกลุ่มรหัสข้อมูลเรียงต่อกันไปตามเวลา มาตรฐาน OFDM จึงคล้ายกับเป็นการคิดนอกกรอบออกจากมาตรฐาน Spread Spectrum โดยมีการส่งข้อมูลในแนวขนานแทนที่จะเป็นการส่งต่อเป็นทอด ๆ หรือที่เรียกกันว่าเป็นอนุกรม

รูปที่ 3 ข้อดีของการรับส่งข้อมูลแบบ OFDM เปรียบเทียบกับการสื่อสาร
แบบ Spread Spectrum ชนิด Single Carrier Mode

ข้อดีของการรับส่งข้อมูลแบบ OFDM นั้นสามารถอธิบายให้เห็นได้ชัดเจนด้วยรูปที่ 3 ในกรณีที่เกิดการรบกวนทางความถี่ อันอาจสืบเนื่องมาจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า หรือถูกรบกวนด้วยคลื่นความถี่วิทยุอื่น ๆ อันมีผลทำให้คุณสมบัติของช่องสื่อสารเกิดเปลี่ยนแปลงไปดังแสดงในด้านซ้ายของรูปที่ 3 การรับส่งข้อมูลแบบ Spread Spectrum Single Carrier Mode ก็จะเริ่มประสบปัญหาทันที สมมติว่าเกิดการรบกวนในแถบความถี่ดังแสดงในรูปซ้าย ในช่วงเวลาเดียวกับที่มีการส่งกลุ่มรหัสข้อมูล S3 ก็จะมีผลทำให้ข้อมูลเกิดความผิดพลาด อุปกรณ์สื่อสารต้นทางและปลายทางจำเป็นต้องเริ่มทำกระบวนการกู้และแก้ไขข้อมูล (Error Collection) กว่าจะย้อนส่งข้อมูลในกลุ่มรหัส S3 ได้ทั้งหมด ก็ต้องทำให้เกิดความล่าช้าและเกิดภาวะคอขวดต่อรหัสข้อมูลในกลุ่มอื่น ๆ ที่ติดตามมา มองในแง่ของการใช้บริการก็คือ มีปัญหาช่องสื่อสารขัดข้องรับส่งข้อมูลได้ล่าช้าโดยไม่ทราบสาเหตุ ในกรณีเดียวกันหากเป็นการรับส่งข้อมูลแบบ OFDM ปัญหาการลดทอนของสัญญาณที่ปรากฏขึ้นจะกลายเป็นเพียงผลกระทบที่มีต่อรหัสข้อมูลเฉพาะกลุ่มเท่านั้น มิได้มีผลกระทบต่อช่องสัญญาณโดยรวม ซึ่งหากเป็นเพียงการทำให้ระดับสัญญาณของแถบความถี่ย่อยบางช่องลดลง ก็อาจไม่มีผลต่อการสื่อสารแต่อย่างใด เนื่องจากวงจรขยายสัญญาณของอุปกรณ์ภาครับอาจทำหน้าที่ปรับระดับความแรงของสัญญาณได้ หรือแม้จะเกิดการรบกวนจนทำให้ข้อมูลในกลุ่มรหัสข้อมูลผิดเพี้ยนไปจนต้องมีการแก้ไขโดยกระบวนการกู้และแก้ไขข้อมูล แต่ก็เป็นเพียงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นกับเฉพาะช่องสื่อสารที่เป็นของกลุ่มรหัสข้อมูลเฉพาะกลุ่มเท่านั้น มิได้ส่งผลกระทบต่อภาพรวมของการสื่อสารข้อมูล ผลที่เกิดขึ้นในทางปฏิบัติแม้จะสามารถสังเกตได้โดยผู้ใช้บริการ แต่แทบจะไม่ทำให้การสื่อสารผ่านเครือข่าย WiMAX เกิดความล่าช้าขึ้นแต่อย่างใด ยิ่งในภาวะปกติที่ไม่มีการถูกรบกวนอย่างรุนแรง ก็ต้องรับว่าเครือข่าย WiMAX ซึ่งใช้เทคโนโลยีการรับส่งข้อมูลแบบ OFDM ยังคงมีภูมิต้านทานต่อสัญญาณรบกวนทั่ว ๆ ไปเหนือกว่าเครือข่าย 3G ที่ใช้เทคโนโลยี Spread Spectrum อยู่มาก ส่งผลเกื้อหนุนให้รองรับการสื่อสารข้อมูลด้วยอัตราเร็วที่สูงกว่ามาก

มาตรฐานของ IEEE 802.16
IEEE 802.16 หรือ WiMAX จัดเป็นการสื่อสารไร้สายชนิดหนึ่งอยู่ในกลุ่มของ Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) หมายถึง เทคโนโลยีการเข้าถึงไร้สายในพื้นที่เขตเมืองหรือพื้นที่ขนาดใหญ่ มีระยะทางตั้งแต่ 10 ถึง 50 กิโลเมตร ขึ้นอยู่กับคลื่นความถี่ใช้งานและมีอัตราการรับส่งข้อมูลที่ความเร็วสูงถึง 15-50 Mbps โดยในปี ค.ศ. 1999 คณะทำงาน IEEE 802.16 ได้กำนิดขึ้นเพื่อพัฒนามาตรฐานสำหรับ Broadband Wireless Access Working Group อยู่ภายใต้องค์กร IEEE Standard Association (IEEE-SA) ซึ่งประกอบไปด้วยนักวิจัยและพัฒนา จากหน่วยงานงานภาครัฐ และเอกชนทั่วโลกร่วมกันพัฒนาต่อเนื่องมา และได้รับการรับรองให้เป็นมาตรฐานดังนี้.-

รูปที่ 4 มาตรฐานการสื่อสารแบบ Broadband Wire Access

1. IEEEE 802.16 เป็นมาตรฐานแรกที่ได้รับรองในปี ค.ศ. 2001 ออกแบบให้เป็นมาตรฐานการนำ LMDS (Local Multipoint Distribution Systems) ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับ Fixed BWA ที่ให้ระยะทางการเชื่อมโยง 1.6-4.8 กิโลเมตร เป็นมาตรฐานที่สนับสนุนการทำงานแบบ Line of Sight (LOS) คือต้องไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างเครื่องรับเครื่องส่งเท่านั้นจึงจะสามารถทำงานได้ โดยมีการใช้งานในช่วงความถี่สูงมากคือ 10-66 GHz

2. IEEE 802.16a เป็นมาตรฐานที่ออกในปี ค.ศ. 2002 เป็นการแก้ไขปรับปรุงคุณสมบัติ IEEE 802.16 โดยใช้งานที่ความถี่ 2-11 GHz และยังรองรับการทำงานแบบ Non-Line-of-Sight (NLOS) นอกจากนี้ ยังช่วยให้สามารถขยายระบบเครือข่ายเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงได้อย่างกว้างขวาง ด้วยรัศมีทำการไกลถึง 48 กิโลเมตร และมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดถึง 75 mbps ทำให้สามารถรองรับการเชื่อมต่อใช้งานระบบเครือข่ายของผู้ให้บริการที่ใช้สายประเภท T1 (T1-type) ได้หลายราย หรือใช้รองรับการเชื่อมต่อแบบ DSL ตามบ้านเรือนที่พักอาศัยได้หลายครัวเรือนได้พร้อมกันโดยไม่เกิดปัญหาการใช้งาน

3. IEEE 802.16-2004 เป็นมาตรฐานที่ออกในปี ค.ศ. 2004 โดยได้รวบรวมมาตรฐาน IEEE 802.16 ทั้งหมด ไว้เป็นมาตรฐานเดียวกัน

4. IEEE 802.16e เป็นมาตรฐานที่ออกในปี ค.ศ.2005 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ได้รับการพัฒนามาจากมาตรฐาน IEEE 802.16-2004 เพื่อรองรับการทำงานแบบ Mobile BWA โดยให้สนับสนุนการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พกพาประเภทต่างๆ เช่น อุปกรณ์พีดีเอ โน้ตบุ๊ก เป็นต้น

ความแตกต่างระหว่าง WiMAX กับเทคโนโลยีอื่นๆ ที่สำคัญ
1. WiMAX กับ Wi-Fi
WiMAX การทำงานจะอยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีตามมาตรฐาน IEEE 802.16 ขณะที่ Wi-Fi อยู่บนพื้นฐานของเทคโนโลยีตามมาตรฐาน IEEE 802.11 และปัจจุบัน Wi-Fi มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย อุปกรณ์หาได้ง่าย และราคาถูก มีการนำไปใช้งานในหลายๆ สถานที่ เช่น ที่พักอาศัย สนามบิน ร้านกาแฟ เป็นต้น ทำให้ผู้รับบริการมีความสะดวกในการเข้าถึงอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงแบบไร้สาย ถึงแม้ว่า WiMAX และ Wi-Fi เป็นเทคโนโลยีที่ให้บริการเครือข่ายไร้สายความเร็วสูงเหมือนกัน แต่มีเป้าหมายการให้บริการที่ต่างกัน คือ Wi-Fi มีการเป้าหมายในการให้บริการในพื้นที่ขนาดเล็ก หรือเป็น WLAN ซึ่งให้บริการในพื้นที่จำกัด (รัศมีน้อยกว่า 100 เมตร) ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง ขณะที่ WiMAX มีความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำกว่า แต่มีพื้นที่ให้บริการที่กว้างกว่า คือเป็น WMAN ดังนั้นการใช้งาน WiMAX และ Wi-Fi จึงเสริมซึ่งกันและกัน คือ เมื่อผู้ใช้อยู่นออฟฟิศหรือภายในอาคารที่มีบริการ Wi-Fi ผู้ใช้จะเข้าถึงอินเตอร์เนตผ่านเครือข่าย Wi-Fi แต่เมื่อผู้ใช้ออกสู่ภายนอกอาคารไปตามสถานที่ต่างๆ ผู้ใช้ก็สามารถเปลี่ยนไปใช้บริการ WiMAX ได้ นอกจากนี้ WiMAX ยังสามารถนำไปใช้เป็น Wi-Fi hotspot backhaul ได้อีกด้วย
2. WiMAX กับ 3G
เทคโนโลยี 3G เป็นเทคโนโลยีของโครงข่ายเซลลูลาร์ ซี่งมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องโดยสามารถให้บริการทั้งเสียงและสื่อผสม สามารถรองรับการรับส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูงได้ เทคโนโลยี 3G จะมีอยู่สองค่ายหลักๆ คือ WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) ซึ่งมีการพัฒนามาจากระบบ GSM และอีกค่ายหนึ่งคือ CDMA 2000 ซึ่งพัฒนามาจาก CDMAOne โดยที่ WiMAX มีพื้นฐานมาจากโครงข่ายข้อมูล สามารถให้บริการเครือข่ายไร้สายความเร็วสูงในแบบ Fixed Access ซึ่งหมายถึงการเชื่อมต่อด้วยอุปกรณ์ลูกข่ายที่บรรจุรวมอยู่ด้วยกันที่ติดตั้งอยู่กับที่ ยึดติดกับอาคารสถานที่อย่างมั่นคง ส่วนเสาอากาศรับส่งมักติดตั้งอยู่ภายนอกอาคาร และ Mobile Access หมายถึงการเชื่อมต่ออุปกรณ์ลูกข่ายที่สามารถพกพาได้ และสามารถใช้งานในลักษณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้ จะเห็นได้ว่า WiMAX กับ 3G มีส่วนแบ่งการตลาดบางส่วนร่วมกันอยู่ ดังนั้น ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือส่วนหนึ่งจึงมองว่า WiMAX เป็นคู่แข่งในการให้บริการ แต่อีกส่วนมีความเห็นว่าทั้งสองเทคโนโลยีจะเสริมซึ่งกันและกันถึงแม้จะมีฐานลูกค้าเดียวกัน แต่ก็ไม่สามารถทดแทนกันได้อย่างสมบูรณ์

รูปที่ 5 เปรียบเทียบเทคโนโลยีไร้สายในแบบต่างๆ

โครงสร้างเครือข่าย WiMAX
1. สถานีฐาน (Base Station : BS) ทำหน้าที่ควบคุมการรับส่งข้อมูลกับสถานีลูกข่ายทั้งหมดในพื้นที่บริการของสถานีฐาน (Cell Site) และเชื่อมต่อกับ Wired Internet Backbone
2. สถานีลูกข่าย ( Subscriber Station : SS) ทำหน้าที่ติดต่อกับสถานีส่ง โดยผ่านอุปกรณ์ลูกข่ายที่เรียกว่า CPE (Customer Premises Equipment) เป็นเสมือนเป็น Hub ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับและส่งข้อมูลกำลังสูงเพื่อให้ติดต่อระยะไกลได้
จากองค์ประกอบเครือข่าย WiMAX จะเห็นว่าไม่มีความซับซ้อนดังเช่น ในกรณีของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยสถานีฐาน WiMAX แต่ละแห่งมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลได้สมบูรณ์แบบ พร้อมทั้งสามารถบันทึกข้อมูลในการใช้งาน และคำนวณหาเส้นทางในการับส่งข้อมูลซึ่งอยู่ในรูปของ IP (Internet Protocol) ได้โดยตรง การวางเครือข่าย WiMAX จึงไม่มีความแตกต่างไปจากการวางเครือข่ายเราท์เตอร์ (Router) ในองค์กรขนาดใหญ่ ประเด็นสำคัญ คือเรื่องของการสร้างเครือข่ายสนับสนุน เพื่อคิดคำนวณค่าใช้บริการ (Charging and Billing System) ที่จะต้องรับข้อมูลจากสถานีฐานWiMAX ทั้งหมดมาประมวลผล สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่าย WiMAX เข้าหากันทำได้หลายวิธีไม่ว่าจะเป็นการเช่าเครือข่าย IP เพื่อเชื่อมต่อสถานีฐานเข้าด้วยกัน หรือแม้กระทั่งใช้สถานีฐาน WiMAX ด้วยกันทำการรับส่งสัญญาณแบบ LOS นอกจากนั้นในกรณีที่ผู้ให้บริการเครือข่าย WiMAX มีเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่เป็นของตนเองอยู่แล้วก็สามารถใช้ประโยชน์จากวงจรสื่อสัญญาณที่เชื่อมต่ออุปกรณ์เครือ ข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ดังกล่าว

รูปแบบการเชื่อมต่อของโครงข่าย (Network Topology) ของ WiMAX
การเชื่อมต่อโครงข่ายมีได้ 3 วิธี คือ
1. PTP (Point to Point) เป็นการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสถานีฐานกับสถานีฐาน หรือระหว่างสถานีฐานกับสถานีลูกข่าย รูปแบบนี้เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบส่งต่อ (backhaul connection)
2. PMP ( Point to Multipoint) เป็นการเชื่อมระหว่างสถานีฐานกับหลายๆ สถานีลูกข่ายพร้อมกัน การเชื่อมต่อนี้เป็นรูปแบบหลักที่ใช้มากที่สุดของ WiMAX

รูปที่ 6 การเชื่อมต่อของโครงข่ายแบบ PTP และ PMP

3.Mesh Topology เป็นการเชื่อมต่อในรูปแบบตาข่าย (Mesh) คือ นอกจากสถานีลูกข่ายจะสามารถเอต่อกับสถานีฐานแล้วสถานีลูกข่ายยังสามารถติดต่อด้วยกันเองได้ ซึ่งเป็นการสร้างเครือข่ายในรูปแบบตาข่ายเพื่อให้สามารถขยายพื้นที่การให้บริการ ซึ่งการเชื่อมต่อนี้เป็นรูปแบบเสริมในมาตรฐาน WiMAX

รูปที่ 7 การเชื่อมต่อของโครงข่ายแบบ Mesh Topology

การสื่อสารแบบ LOS และ NLOS
โดยทั่วไปการสื่อสารโดยใช้คลื่นความถี่ไม่ว่าจะเป็นด้วยเทคโนยีใด ล้วนจำเป็นต้องต้องกำหนดให้ชัดเจนว่ามีรูปแบบการสื่อสารแบบ Line of Sight (LOS) หรือ Non Line of Sight (NLOS) พอจะอธิบายได้ ดังนี้.-
- กรณีของการสื่อสารแบบ LOS (Line of Sight) อุปกรณ์เครื่องส่งและเครื่องรับจะติดต่อถึงกันได้ จำเป็นต้องมีการติดตั้งให้อยู่ในแนวการสื่อสารที่ตรงกันไม่มีสิ่งกีดขวางหรืออุปสรรค (Obstruction) มาบดบังการแพร่กระจายของคลื่นความถี่วิทยุ ทั้งนี้เพื่อความสะดวกในการสำรวจเส้นทางการแพร่กระจายคลื่นและลดปัญหาที่เกิดจากสิ่งกีดขวาง จึงมีการกำหนดพื้นที่ดังกล่าว ซึ่งเรียกว่า Fresnel Zone ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีการแพร่กระจายพลังงานส่วนใหญ่จากคลื่นความถี่วิทยุตลอดเส้นทางไปสู่เครื่องรับปลายทาง โดยขอบเขตของพื้นที่ Fresnel Zone จะกว้างหรือใหญ่เพียงใดขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นวิทยุที่ใช้รับส่งและระยะห่างระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ โดยในทางทฤษฎี การยิงสัญญาณคลื่นความถี่แบบ LOS ไดๆ ก็ตาม พื้นที่ Fresnel Zone จะมีอยู่หลายชั้น แต่ถ้าต้องการตรวจสอบแนวพื้นที่เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางต่างๆ แล้ว มักจะพิจารณาจากเฉพาะพื้นที่ Fresnel Zone แรก โดยให้กำหนดให้พื้นที่ 60 เปอร์เซ็นต์แรก หรือ 0.6 เท่าของ Fresnel Zone แรกเป็นเขตปลอดสิ่งกีดขวาง ดังในรูปที่ 8 วิธีการง่ายๆ คือ ทดลองเล็งแนวยิงสัญญาณคลื่นวิทยุระหว่างจุดรับส่งต้นทางและปลายทาง หากมีสิ่งกีดขวางใดๆ บดบังภายในพื้นที่ 60 เปอร์เซ็นต์ ของ Fresnel Zone แรก ก็จะทำการปลี่ยนมุมยิงจนกว่าจะไม่พบสิ่งกีดขวาง

รูปที่ 8 การเชื่อต่อแบบ LOS

- กรณีการสื่อสารแบบ NLOS (Non Line of Sight) ผู้ออกแบบเครือข่ายไม่ต้องกังวลกับปัญหาสิ่งกีดขวางแต่อย่างใด เนื่องจากคลื่นความถี่วิทยุจากเครื่องส่งสามารถเดินทางมายังเครื่องรับได้ไม่ว่าจะเป็นการแพร่กระจายในแนวตรง หรือสะท้อนจากสิ่งกีดขวางใดๆ ผลจากการสะท้อนของสัญญาณต่าง ๆ จากหลายเส้นทาง ย่อมมีผลทำให้ระดับความแรงของสัญญาณโดยรวมที่ปรากฏที่เครื่องรับมีค่าน้อยกว่าในกรณีของการรับส่งแบบ LOS อีกทั้งยังมีผลทำให้รูปทรงของสัญญาณผิดเพิ้ยนไปเนื่องจากการแทรกสอดของสัญญาณที่มาจากหลาย ๆ ทิศทางและมีเวลาหน่วยแตกต่างกันไปดังแสดง ในรูปที่ 9 ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า Multi-path Fading

รูปที่ 9 การสื่อสารแบบ NLOS

แม้การสื่อสารแบบ NLOS จะก่อให้เกิดปัญหากับการสื่อสารข้อมูลไม่ว่าจะทำให้เกิดความยุ่งยากในการปรับสภาพของสัญญาณ (Signal Conditioning) และยังมีผลทำให้พื้นที่ให้บริการแคบลงหรือมีระยะทางในการสื่อสารสั้นกว่าการสื่อสารแบบ LOS ก็ตาม แต่ในกรณีของ WiMAX กลับพบข้อดีมากมายของการสื่อสารแบบ NLOS ประเด็นแรกก็คือ เนื่องจากความต้องการในการแยกย่อยพื้นที่ให้บริการออกเป็นเซล (Cell) เพื่อปรับสมดุลระหว่างขนาดของพื้นที่ให้บริการ ความถี่วิทยุที่กำหนดให้ใช้พื้นที่นั้น ๆ และปริมาณวงจรหรือความจุของช่องสัญญาณที่ใช้รองรับการใช้งานในเซลนั้น ๆ โดยทำให้สามารถนำความถี่ที่ใช้ในเซลนั้น ๆ ย้อนกลับไปใช้ใหม่ได้ในเซลอื่น ๆ ที่อยู่ไกลออกไป (Frequency Reuse) ถือเป็นกลวิธีที่ผู้ออกแบบระบบโครงข่ายสื่อสารไร้สายจำเป็นต้องใช้เพื่อบริหารจัดการทรัพยากรความถี่ที่ได้รับสัมปทานมาให้เกิดประโยชน์สูงสุด ประเด็นที่สองก็คือการออกแบบเครื่องลูกข่าย ซึ่งมีหลากหลายรูปแบบ และจำเป็นต้องเอาใจผู้ใช้งานเป็นสำคัญ ธรรมชาติของผู้บริโภคย่อมต้องการความสะดวกและคล่องตัว สามารถหยิบฉวยอุปกรณ์สื่อสารไปใช้งานที่ใด ๆ ก็ได้ หากบังคับให้มีการสื่อสารได้เฉพาะแบบ LOS ผู้ใช้บริการก็จำเป็นต้องอยู่กับที่ อีกทั้งยังต้องคอยระมัดระวังให้อุปกรณ์เครื่องลูกข่ายของตนอยู่ในแนวยิงสัญญาณกับสถานีฐาน ยิ่งกลายเป็นเรื่องวุ่นวายสำหรับผู้ใช้งาน หนักกว่าการถูกบังคับให้อยู่กับที่เพื่อใช้คู่สายโทรศัพท์ หากไม่มีความจำเป็นจริง ๆ คงไม่มีผู้ใช้บริการรายใดนิยมใช้การสื่อสารแบบ LOS อย่างแน่นอน
สรุปในเบื้องต้น เทคโนโลยี WiMAX สามารถรองรับทั้งการสื่อสารแบบ LOS และ NLOS การเปิดให้บริการส่วนใหญ่น่าจะอยู่ในรูปแบบ NLOS เนื่องจากไม่แตกต่างจากการให้บริการเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ รองรับตลาดมหาชน มีความคุ้มค่าในการลงทุน เพราะสถานีฐาน WiMAX จะสามารถให้บริการเป็นพื้นที่วงกว้าง มีความคล่องตัว สามารถทำการสื่อสารได้แม้ในอาคารที่ไม่อยู่ในแนวระดับการยิงของสัญญาณ ส่วนการเปิดให้บริการแบบ LOS ต้องพิจารณาในกรณีการเชื่อมโยงกับเครื่องลูกข่ายที่อยู่ไกลออกไปมากๆ และไม่สะดวกในการติดตั้งสถานีฐาน

WiMAX ในประเทศไทย
สำหรับ WiMAX ในประเทศไทย โดยคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ซึ่งเป็นหน่วยงานที่มีอำนาจหน้าที่พิจารณาจัดสรรคลื่นความถี่และการกำหนดระเบียบข้อบังคับต่างๆ สำหรับประยุกต์ใช้เทคโนโลยี WiMAX เพื่อให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายในประเทศไทย ได้มีการดำเนินการมาตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2543 โดยทาง กทช. ได้ร่วมกับศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) ศึกษาแนวทางการจัดสรรคลื่นความถี่สำหรับเทคโนโลยี WiMAX ในเบื้องต้น ตามรายงานการศึกษาแนวทางการจัดสรรคลื่นความถี่สำหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี WiMAX ในประเทศไทย

ในขณะเดียวกัน กทช.ได้มีประกาศคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ เรื่อง แผนความถี่วิทยุ Broadband Wireless Access (BWA) เพื่อการทดลองหรือทดสอบ (รวมถึง WiMAX ) โดยประกาศลงใน ราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ 124 ตอนพิเศษ 92 ง ลงวันที่ 3 สิงหาคม 2550 โดยมีสาระสำคัญดังนี้.-
1. ย่านความถี่ที่ใช้งาน มี 4 ย่านดังนี้
- 2300 - 2400 MHz
- 2500 - 2520 และ 2670 - 2690 MHz
- 3300 - 3400 MHz
- 3400 - 3700 MHz
2. เงื่อนไขการใช้งานความถี่วิทยุ
- การทดลองหรือทดสอบต้องปฏิบัติตามประกาศคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ เรื่องหลักเกณฑ์การจัดสรรคลื่นความถี่เพื่อการทดลองหรือทดสอบเป็นการชั่วคราว
- การทดลองหรือทดสอบสามารถเลือกใช้เทคโนโลยีใดก็ได้ที่เป็นมาตรฐานสากล
- เครื่องวิทยุคมนาคมที่นำมาทดลองหรือทดสอบ ต้องได้รับใบอนุญาตตามที่คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติประกาศกำหนด
- การทดลองหรือทดสอบในย่านความถี่วิทยุที่ได้ถูกจัดสรรให้กับกิจการอื่นแล้ว ผู้ทดลองหรือทดสอบต้องแจ้งถึงแผนการทดลองหรือทดสอบและผลกระทบที่คาดว่าจะ เกิดแก่กิจการดังกล่าวให้ผู้ได้รับการจัดสรรความถี่วิทยุทราบล่วงหน้า ทั้งนี้ สำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติจะแจ้งรายชื่อผู้ได้รับการจัดสรร ความถี่วิทยุให้ทราบ
- การทดลองหรือทดสอบใดที่ก่อให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรงต่อกิจการที่ได้รับการ จัดสรรความถี่วิทยุอยู่ก่อนแล้ว หรือในกรณีที่มีการร้องเรียนเกี่ยวกับการรบกวนการใช้ความถี่วิทยุจะต้องหยุดการทดลองหรือทดสอบทันที เว้นแต่กรณีที่ได้มีข้อตกลงร่วม หรือได้รับความเห็นชอบจากผู้ที่ได้รับการจัดสรรความถี่วิทยุสำหรับกิจการดัง กล่าว ว่าสามารถทดลองหรือทดสอบด้านการรบกวนระหว่างกิจการ หรือการอยู่ร่วมกันระหว่างกิจการ
- การทดลองหรือทดสอบตามบริเวณชายแดนประเทศเพื่อนบ้าน ต้องปฏิบัติตามพันธกรณีการประสานงานชายแดน
- เมื่อการทดลองหรือทดสอบเสร็จสิ้น ต้องรายงานผลการทดลองหรือทดสอบ รวมถึงการรบกวนระหว่างกิจการ เงื่อนไขการอยู่ร่วมกันระหว่างกิจการ และประสิทธิภาพการใช้ความถี่วิทยุ ต่อสำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ
กทช.ได้มีมติที่ประชุม ครั้งที่ 44/2550 เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 2550 อนุญาตให้มีการใช้ความถี่เพื่อทดลองบริการ Broadband Wireless Access (BWA) ซึ่งรวมถึง WiMAX และต่อมาได้อนุมัติให้บริษัทเอกชนทำการทดลองทดสอบเพื่อให้บริการ WiMAX ในหลายพื้นที่ เพื่อเป็นการดูประสิทธิภาพในทางเทคนิคและผลกระทบจากการใช้งาน และจะได้เป็นข้อมูลประกอบการพิจารณาจัดทำแผนคลื่นความถี่วิทยุในกิจการ Broadband Wireless Access ทั้งนี้ได้ออกใบอนุญาตให้ใช้คลื่นความถี่วิทยุเพื่อการทดลองหรือทดสอบเป็นการชั่วคราว (WiMAX) ให้กับบรรดาบริษัทเอกชน จำนวน 18 ราย ได้แก่ บริษัท ทรู ยูนิเวอร์แซล คอนเวอร์เจ้นซ์ จำกัด, บริษัท ยูไนเต็ด อินฟอร์เมชั่น ไฮเวย์ จำกัด, บริษัท ทรานส์ แปซิฟิก เทเลคอม (ประเทศไทย) จำกัด,บริษัท ซีเอส ล็อกซอินโฟ จำกัด (มหาชน), บริษัท สามารถเทลคอม จำกัด (มหาชน) และ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค, บริษัท ล็อกซเล่ย์ จำกัด (มหาชน), บริษัท แอดวานซ์ อินโฟร์ เซอร์วิส จำกัด (มหาชน), บริษัท กสท โทรคมนาคม จำกัด (มหาชน), บริษัท ทีทีแอนด์ที จำกัด (มหาชน), บริษัท ทรูมูฟ จำกัด, บริษัท ทริปเปิลที บรอดแบนด์ จำกัด (มหาชน), บริษัท ซุปเปอร์ บรอดแบนด์ จำกัด, บริษัท ทีโอที จำกัด (มหาชน) และบริษัท แพลนเน็ตคอมมิวนิเคชั่น เอเชีย จำกัด, บริษัท โทเทิ่ล แอ็คเซ็ส คอมมูนิเค ชั่น จำกัด (มหาชน), บริษัท อีซี่ ซิสเต็ม เทเลคอม จำกัด, บริษัท วิน วิน เน็ต คอร์ปอเรชั่น จำกัด, บริษัท ไออีซี เทคโนโลยี จำกัด, บริษัท มิลคอมซิสเต็มซ์ จำกัด โดยมีระยะเวลาทดสอบ 90-180 วัน ซึ่งสำนักงาน กทช. ได้มีประกาศให้ยุติการจัดสรรความถี่เพื่อทดสอบทดลอง BWA ชั่วคราวเมื่อวันที่ 22 สิงหาคม 2551 หลังจากทดลองเสร็จจะนำผลการทดลองมาประกอบการตัดสินใจจัดทำแผนความถี่วิทยุสำหรับ Broadband Wireless Access (BWA) เพื่อจัดทำหลักเกณฑ์การอนุญาต BWA หรือที่เรียกกัน WiMAX
ปัจจุบันแม้ว่าคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ยังไม่เปิดไฟเขียวอนุมัติใบอนุญาต WiMAX เนื่องจากอยู่ในระหว่างขั้นตอนรับฟังความคิดเห็นสาธารณะ ร่างแผนความถี่วิทยุและมาตรฐานทางเทคนิค สำหรับกิจการ Broadband Wireless Access (BWA) แต่ได้มีการอนุญาตให้ใช้ความถี่ 2.5 GHz สำหรับติดตั้งเทคโนโลยี WiMAX ในโครงการที่เกี่ยวข้องกับการกระจายโทรคมนาคมอย่างทั่วถึง (USO) ในพื้นที่ 4 จังหวัด ใน 4 โครงการ อาทิเช่น โครงการนำร่องเทคโนโลยี WiMAX ของโรงพยาบาลสมเด็จพระยุพราช จังหวัดเชียงราย ซึ่งเป็นความร่วมมือกันระหว่างโรงพยาบาลสมเด็จพระยุพราช กระทรวงสาธารณสุข และ กทช. โดย กทช. สนับสนุนงบประมาณ 20 ล้านบาท ทั้งนี้ การทดลอง WiMAX ดังกล่าว จะช่วยให้แพทย์ที่โรงพยาบาลกับเจ้าหน้าที่ในสถานีอนามัยสามารถปรึกษาหารือและประสานงานกันได้ทันทีทันใด สำหรับโครงการนี้มีระยะเวลาดำเนินโครงการหนึ่งปี ตั้งแต่ธันวาคม 2551 ถึง พฤศจิกายน 2552 และจะมีการประเมินโครงการเพื่อเสนอต่อ กทช. ต่อไป และอีกโครงการหนึ่ง คือ โครงการศูนย์ต้นแบบทางไกลเพื่อการศึกษาและพัฒนาชนบทเฉลิมพระเกียรติ ซึ่งได้รับความร่วมมือจาก กทช. ทีทีแอนด์ที และมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง โดยให้บริการ WiMAX กับโรงเรียน 21 แห่งที่อยู่ใกล้กับมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ซึ่งนำ WiMAX ไปประยุกต์ใช้ในด้านการเรียนการสอนแบบออนไลน์ อาทิ การใช้ห้องสมุดดิจิตอลและห้องเรียนเสมือนจริง เป็นต้น ทั้งนี้ WiMAX ยังช่วยลดข้อจำกัดด้านเวลาและสถานที่ส่งผลให้เกิดการเรียนรู้ได้จากทุกที่ทุกเวลา WiMAX ช่วยให้ครูและนักเรียนที่อยู่ไกลกันสามารถเห็นหน้าเห็นตากัน และยังช่วยให้ครูสามารถส่งสื่อการเรียนการสอนแบบดิจิตอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

รูปที่ 10 สรุปข้อมูลการใช้ความถี่วิทยุในโครงการ USO

ตัวอย่าง การทดลองทดสอบ WiMAX ในประเทศไทย

1. บริษัท กสท โทรคมนาคม จำกัด(มหาชน) เริ่มทำการทดสอบให้บริการไวแมกซ์ โดยติดตั้งเสาสัญญาณในเขตอำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ จำนวน 3 แห่ง คือ ตำบลข่วงสิงห์, ต้นพะยอม และช้างคลาน ใช้คลื่นความถี่ 2.3 และ 2.5 กิกะเฮรตซ์ ใช้อุปกรณ์ของบริษัทแซดอีที, โมโตโรล่า และบริษัท อินเทล จากการทดสอบ สามารถให้บริการอินเตอร์เน็ต บรอดแบนด์ไร้สาย มีรัศมีจากเสาสัญญาณประมาณ 5 กิโลเมตร จากปกติไวแมกซ์จะมีรัศมีให้บริการประมาณ 30 กิโลเมตร แต่ถ้าอยู่ในเขตเมือง มีตึกรัศมีอาจลดลงเหลือประมาณ 10 กิโลเมตร และมีบางช่วงมีคลื่นความถี่ที่มีการใช้งานอยู่เดิม รบกวนการให้บริการเป็นระยะ

2. บริษัท ทีโอที จำกัด (มหาชน) ได้ร่วมมือกับบริษัท แพลนเน็ต คอมมิวนิเคชั่น เอเชีย จำกัด ดำเนินการทดลองทดสอบให้บริการไวแมกซ์ ที่ย่านความถี่ 2.5 กิกะเฮรตซ์ โดยเลือกพื้นที่ทดสอบที่จังหวัดชลบุรีเพราะเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพใกล้เคียงกับกรุงเทพมหานคร อีกทั้งเป็นแหล่งท่องเที่ยว มีการใช้งานอินเตอร์เน็ตค่อนข้างสูง และมีกลุ่มลูกค้าผู้ใช้งานหลากหลาย สามารถทำการทดสอบได้หลายรูปแบบและมีความพร้อมทางด้านโครงข่ายพื้นฐานและมีสิ่งอำนวยความสะดวกในเรื่องการเชื่อมโยงระบบสื่อสัญญาณ โดยใช้อุปกรณ์ระบบ Wireless Broadband ยี่ห้อ MOTOROLA รุ่น Expedience ครอบคลุมพื้นที่ 9 ตารางกิโลเมตร ทั้งนี้ได้ติดตั้งสถานีฐานเพื่อทดสอบในเขตอำเภอเมือง จังหวัดชลบุรี จำนวน 3 แห่ง คือที่ศูนย์โทรคมนาคมชลบุรี ชุมสายเขาบางทราย และอาคารที่พักอาศัยบริเวณอำเภอเมือง และอุปกรณ์ลูกข่าย จำนวน 22 ชุด แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ แบบที่ใช้ภายในอาคาร หรือ Indoor CPE จำนวน10 ชุด และ แบบภายนอกอาคาร หรือ Outdoor CPE จำนวน 5 ชุด เพื่อติดตั้งทดสอบที่โรงพยาบาล สถานีตำรวจ สถานศึกษา ร้านค้า บ้านพักอาศัย แบบพีซีไอ การ์ด หรือ PCI Card จำนวน 5 ชุด เพื่อติดตั้งให้ใช้งานกับโน้ตบุกที่สถานศึกษา สำนักงานที่ดิน บริษัทเอกชน และแบบชนิดติดรถยนต์ หรือ Mobile CPE จำนวน 2 ชุด เพื่อใช้กับรถตำรวจ โดยที่รูปแบบบริการที่ทำการทดสอบ เช่น บริการวิดีโอ คอนเฟอร์เรนซ์, บริการโทรศัพท์ผ่านอินเตอร์เน็ต, ทีโอทีเน็ตคอลล์ และ วีโอไอพี, บริการวิดีโอสตรีมมิ่ง เป็นต้น มีพื้นที่ครอบคลุมประมาณ 8 ตารางกิโลเมตร รองรับลูกค้าได้สูงสุด 50-100 รายต่อสถานีฐาน มีความเร็วดาวลิงค์สูงสุด 8 เมกะบิตต่อวินาที ผลการทดสอบการใช้อุปกรณ์ CPE (รุ่น RSU) ในลักษณะ Indoor

3. บริษัท โทเทิ่ล แอ็คเซ็ส คอมมูนิเคชั่น จำกัด (มหาชน)ได้ทดสอบการใช้งานเทคโนโลยีไวแมกซ์ ที่ย่านความถี่ 2.5 กิกะเฮิรตซ์ ภายในพื้นที่ของมหาวิทยาลัยสารคาม จังหวัดมหาสารคาม เนื่องจากเป็นพื้นที่ที่ มีความหลากหลายในการใช้งานเทคโนโลยี คือเป็นพื้นที่ที่มีผู้ใช้งานหนาแน่น และพื้นที่ด้านเปิดโล่งเพื่อการทดสอบพื้นที่ให้บริการ โดยใช้เทคโนโลยีของบริษัท อินเทล คอร์ป ผู้ผลิตชิพรายใหญ่ของโลก ผลการทดสอบสอดคล้องกับตามมาตรฐานเทคโนโลยี ไวแมกซ์ โดยอัตราความเร็วในการดาวน์โหลดข้อมูลสูงสุด (Downlink) 10 เมกะบิตต่อวินาที และความเร็วในการอัพโหลดข้อมูล (Uplink) อยู่ที่ 4 เมกะบิตต่อวินาที

บทบทสรุป

จะเห็นได้ว่าปัจจุบันเทคโนโลยีด้านการสื่อสารไร้สายเข้ามามีบทบาทและมีประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันเป็นอย่างมาก ความต้องการการใช้อินเตอร์เน็ตความเร็วสูงบรอดแบนด์ อื่นๆ มีเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แม้กระทั้งในต่างจังหวัดและพื้นที่ห่างไกล การลงทุนสร้างโครงข่ายพื้นฐานแบบเดิมในบางพื้นที่อาจมีค่าใช้จ่ายสูงเมื่อเทียบกับการนำเทคโนโลยี WiMAX ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบรนด์ไร้สาย มีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูล ได้สูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) มีรัศมีทำการไกลสุดประมาณ 48 กิโลเมตร มีความสามารถในการรับส่งสัญญาณความเร็วสูง และครอบคลุมพื้นที่ระยะไกล ผ่านเครือข่ายไร้สาย โดยมิต้องเดินสายโทรศัพท์หรือสายเคเบิลใหม่ นอกจากนั้น WiMAX ยังได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพของคุณภาพการให้บริการ (QoS) สามารถรองรับการใช้งานทั้งภาพและเสียงได้ อีกทั้งในเรื่องความปลอดภัย ยังได้เพิ่มคุณสมบัติความเป็นส่วนตัว(privacy) และการพิสูจน์ตัวจริง (authentication) ก่อนที่จะเข้าออกเครือข่ายและข้อมูลต่างๆ ทำให้การส่งข้อมูลบนมาตรฐาน WiMAX มีความปลอดภัยมากขึ้น ซึ่งจากประโยชน์ดังกล่าวของเทคโนโลยี WiMAX ทำให้การประยุกต์ใช้งานเพื่อลดช่องว่าง ของเทคโนโลยีในพื้นที่ห่างไกลที่เทคโนโลยีเข้าไปไม่ถึง ตลอดจนตอบสนองความต้องการในการใช้งานบรอดแบนด์ในเมือง ที่มีพื้นที่แออัดได้อย่างสะดวกรวดเร็ว และมีค่าใช้จ่ายที่ประหยัดกว่าการติดตั้งเครือข่ายแบบวางสายสัญญาณที่ใช้งานกันอยู่ในปัจจุบันถึงแม้ว่าขณะนี้ประเทศไทยอยู่ในขั้นของการทดสอบ WiMAX ในบางพื้นที่อยู่ แต่ด้วยเทคโนโลยี WiMAX เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูง อีกทั้งยังรองรับเครือข่ายแบบไร้สายที่กว้างขวางสำหรับการใช้งานอินเตอร์เน็ตความเร็วสูง และหากมองถึงประโยชน์ในการขยายเครือข่ายบรอดแบนด์ให้เข้าถึงพื้นที่ห่างไกลแล้ว ผลประโยชน์ก็จะเกิดกับผู้ใช้งานทุกคนที่จะมีโอกาสได้ใช้เครือข่ายความเร็วสูงอย่างเท่าเทียมกัน ทำให้อนาคตอันใกล้นี้ เราคงได้สัมผัสกับเทคโนโลยีอันทรงประสิทธิภาพของ WiMAX อย่างแน่นอน

เอกสารอ้างอิง

(1) http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16

(2) http://en.wikipedia.org/wiki/WiMAX

(3) http://www.wimaxthailand.com/home.php

(4) http://www.ntc.or.th/

(5) http://www.ntc.or.th/uploadfiles/6DOC_BWA.pdf

(6) http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing

(7) http://www.thaicert.org/paper/wimax/NECTEC-NTC_WiMAX_Frequency_Report_For_Thailand.pdf

(8) http://www.ratchakitcha.soc.go.th/DATA/PDF/2550/E/092/2.PDF

(9) นิตยสาร เทเลคอม ไดเจสท์ (ปีที่ 2 ฉบับที่ 11 เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2551) พิมพ์โดย

คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ

ประวัติอาจารย์ พ.อ.รศ.ดร. เศรษฐพงศ์ มะลิสุวรรณ

พ.อ.รศ.ดร. เศรษฐพงศ์ มะลิสุวรรณ
Email: settapong_m@hotmail.com
Tel: 08-1870-9621
หลักสูตรวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
สาขาการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศ (MS.ITM. Online)
(ระบบการศึกษาทางไกลทางอินเทอร์เน็ต)



- ITM 640 : เทคโนโลยีการสื่อสารและอินเตอร์เน็ต
- ITM 633 : การจัดการความมั่นคงปลอดภัยสารสนเทศ

การศึกษา
- ปริญญาเอกวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม Ph.D. in Electrical Engineering (Telecommunications) จาก State University System of Florida; Florida Atlantic University, USA
- ปริญญาโทวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม (ระบบสื่อสารเคลื่อนที่) MS in EE (Telecommunications) จาก The George Washington University, USA
- ปริญญาโทวิศวกรรมไฟฟ้า (เครือข่ายสื่อสารคอมพิวเตอร์) MS in EE จาก Georgia Institute of Technology, USA
- ปริญญาตรีวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม (เกียรตินิยมเหรียญทอง) จาก โรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า (นักเรียนเตรียมทหารรุ่น 26, จปร. รุ่น 37) BS.EE. (Telecommunication Engineering) - มัธยมปลาย จากโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา

หลักสูตรประกาศนียบัตร
- หลักสูตรการรบร่วมรบผสม (Joint and Combined Warfighting Course), National Defense University, Norfolk ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยทุนต่อต้านก่อการร้ายสากล (Counter Terrorism Fellowship Program) กระทรวงกลาโหม สหรัฐอเมริกา
- หลักสูตรการบริหารทรัพยากรเพื่อความมั่นคง (Defense Resourse Management) โดยทุน International Military Education and Training (IMET) program, Naval Postgraduate School ประเทศสหรัฐอเมริกา
- หลักสูตร Streamlining Government Through Outsourcing Course โดยทุน International Military Education and Training (IMET) program, Naval Postgraduate School ประเทศสหรัฐอเมริกา เกียรติประวัติด้านการศึกษา
- จบการศึกษาปริญญาตรีวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม อันดับที่ ๑ ด้วยเกียรตินิยมเหรียญทอง
- ได้รับเกียรตินิยมปริญญาเอก Outstanding Academic Achievement จาก Tau Beta Pi Engineering Honor Society และ Phi Kappa Phi Honor Society

ตำแหน่งและหน้าที่ปัจจุบัน
- ประจำกรมข่าวทหาร กองบัญชาการกองทัพไทย
- กรรมการกำหนดและจัดสรรคลื่นความถี่ใหม่ ภายใต้คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.)
- กรรมการประสานงานการบริหารคลื่นความถี่เพื่อความมั่นคงของรัฐ ภายใต้คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.)
- บรรณาธิการวารสาร International Journal of Telecommunications, Broadcasting, and Innovation Management
- ประธานโครงการศึกษาความเป็นไปได้ในการกำกับดูแลเรื่องการบริหารคลื่นความถี่ด้วยเทคโนโลยี Dynamic Spectrum Allocation เพื่ออุตสาหกรรมโทรคมนาคมไทย ภายใต้การสนับสนุนของ คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.)
- อาจารย์พิเศษภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ โรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า
- รองศาสตราจารย์ Business School, TUI University International, USA. (Accredited Internet Distance Learning University)
- อาจารย์พิเศษในมหาวิทยาลัยหลายแห่ง

ตำแหน่งและหน้าที่สำคัญในอดีต
- ผู้บังคับหมวด กองพันทหารสื่อสารที่ ๑ รักษาพระองค์
- อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์โรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า
- ผู้พิพากษาสมทบศาลทรัพย์สินทางปัญญาและการค้าระหว่างประเทศกลาง
- นายทหารฝ่ายเสนาธิการ สำนักงานเสนาธิการประจำเสนาธิการทหารบก
- ผู้เชี่ยวชาญและเลขานุการ ประธานกรรมการฯ บริษัท กสท โทรคมนาคม จำกัด (มหาชน)
- อนุกรรมการบริหารโปรแกรมเทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิว เตอร์แห่งชาติ (NECTEC)
- อนุกรรมาธิการ ทรัพยากรน้ำ ในคณะกรรมาธิการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมสนช.
- ที่ปรึกษาโครงการดาวเทียมเพื่อความมั่นคงศูนย์พัฒนากิจการอวกาศเพื่อความมั่นคง กระทรวงกลาโหม
- หัวหน้าโครงวิจัย การศึกษาความเป็นไปได้การจัดสร้างพื้นที่ทดสอบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและสอบเทียบสายอากาศ ศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (PTEC) สนับสนุนโครงการโดย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (NSTDA)
- ที่ปรึกษาในคณะกรรมการเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (CIO Board) สำนักงานตรวจเงินแผ่นดิน
- นักวิจัย Visiting Researcher, Asian Center for Research on Remote Sensing (ACRoRS); Asian Institute of Technology (AIT)
- ผู้เชี่ยวชาญเพื่อพิจารณาข้อเสนอโครงการวิจัย พัฒนาและวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC)
- ผู้เชี่ยวชาญเพื่อพิจารณาข้อเสนอโครงการวิจัยและพัฒนา กระทรวงกลาโหม
- ผู้ประเมินนักวิจัยดีเด่นประจำปี ของสภาวิจัยแห่งชาติ
- Adjunct Professor, School of Information Technology, Southern Cross University, Australia
- Adjunct Professor, Southern Cross University, Australia (Cooperation with Narasuan University, Thailand)
- Adjunct Professor, University of Canberra, Australia (Cooperation with Narasuan University, Thailand)

ผลงานตีพิมพ์ทางวิชาการ
- วารสารวิจัยระดับนานาชาติ ๒๒ ฉบับ
- วารสารการประชุมทางวิชาการระดับชาติและนานาชาติ ๖๓ ฉบับ