เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายในอนาคต

ไมโครคอมพิวเตอร์มีพัฒนาการมาจากการทดลองของนักอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่น ในยุคศตวรรษที่ 1970 ไมโครคอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถที่จำกัด แต่ก็ท้าทายความสามารถ มีการประกอบเป็นคิตให้นักพัฒนานำไปสร้างเอง เช่น ไมโครคอมพิวเตอร์ยี่ห้อ MITS และ IMSAI เป็นต้น
รูปแบบของไมโครคอมพิวเตอร์เริ่มเด่นชัดปลายศตวรรษที่ 1970 เมื่อบริษัท แอปเปิ้ลคอมพิวเตอร์ ผลิตแอปเปิ้ลทู โดยมีเป้าหมายเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และหลังจากนั้นในศตวรรษ 1980 ไอบีเอ็มก็เปิดศักราชของการใช้คอมพิวเตอร์ ส่วนบุคคล โดยเฉพาะมีโปรแกรมสำเร็จรูปออกมามากมายให้เลือกใช้งาน
ครั้นถึงยุคศตวรรษ 1990 พีซีมีบทบาทที่สำคัญยิ่งต่อชีวิตประจำวัน ขณะเดียวกันพัฒนาการทางพีซีทำให้ขีด ความสามารถเชิงการคำนวณสูงขึ้น มีการใช้ซีพียูที่เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ในอุปกรณ์และงานอื่น ๆ มากมาย เมื่อพีซีมีขนาดจากที่วางอยู่บนโต๊ะ ลดขนาดลงมาวางอยู่ที่ตัก (แลบท็อป) และเล็กจนมีน้ำหนักเบาขนาดเท่ากับกระดาษ A4 ที่มีความหนาประมาณหนึ่งนิ้ว เรียกว่าโน้ตบุค และสับโน้ตบุค จนในที่สุดมีขนาดเล็กเป็นปาล์มท็อป และใส่กระเป๋าได้เรียกว่า พ็อกเก็ตคอมพิวเตอร์
การใช้คอมพิวเตอร์พีซียังต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านเครือข่าย เพื่อให้เกิดการเชื่อมโยงการทำงาน การสร้างเครือข่ายแลนที่ต้องการอุปกรณ์สวิตช์และเราเตอร์ เพื่อให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางไปถึงเป้าหมายได้ถูกต้องและรวดเร็ว หลังจาก ปี 1990 เป็นต้นมา พัฒนาการทางด้านอุปกรณ์เชื่อมโยงและเครือข่ายเป็นไปอย่างรวดเร็ว ขีดความสามารถในเรื่องการขนส่งข้อมูลจำนวนมาก และการคัดแยกหรือสวิตช์ข้อมูลเพิ่มความเร็วอย่างต่อเนื่อง พัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีพอที่จะเขียนเป็น ไดอะแกรมได้ดังรูปที่ 1

พัฒนาการทางเทคโนโลยี
รูปที่ 1 พัฒนาการทางเทคโนโลยี

ครือข่ายคอมพิวเตอร์มีรากฐานที่สำคัญมาจากเครือข่าย IP พัฒนาการทุกอย่างในขณะนี้จึงให้ความสำคัญที่จะวิ่งอยู่บนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตนี้ แม้แต่เครือข่ายไร้สายอย่างเช่นโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่มีรากฐานมาจากโทรศัพท์เดิม

ความเป็นมาของโทรศัพท์เคลื่อนที่เซลลูลาร์

อเล็กซานเดอร์เกร แฮม เบล เป็นผู้วางรากฐานระบบโทรศัพท์ไว้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2419 หรือประมาณร้อยปีเศษแล้ว โทรศัพท์มีพัฒนาการค่อนข้างช้า เริ่มจากการสวิตช์ด้วยคน มาเป็นการใช้ระบบสวิตช์แบบอัตโนมัติด้วยกลไกทางแม่เหล็กไฟฟ้าจำพวกรีเลย์ จนในที่สุดเป็นระบบครอสบาร์
ครั้นเข้าสู่ยุคดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ ระบบโทรศัพท์ที่ใช้ได้เปลี่ยนแปลงวิธีการสวิตช์มาเป็นแบบดิจิตอล มีการแปลงสัญญาณเสียงให้เป็นดิจิตอล โดยแถบเสียงขนาด 4 กิโลเฮิร์ทซ์ต่อวินาที ใช้อัตราสุ่ม 8,000 ครั้งต่อวินาที ได้สัญญาณดิจิตอลขนาด 64 กิโลบิตต่อวินาที แถบเสียงแบบดิจิตอลจึงเป็นข้อมูลที่มีการรับส่งกันมากที่สุดในโลกอยู่ขณะนี้
จนประมาณปี 1983 ระบบเซลลูลาร์เริ่มพัฒนาขึ้นใช้งาน ระบบแรกที่พัฒนามาใช้งานเรียกว่า ระบบ AMPS (Analog Advance Mobile Phone Service) ระบบดังกล่าวส่งสัญญาณไร้สายแบบอะนาล็อก โดยใช้คลื่นความถี่ที่ 824-894 เมกะเฮิร์ทซ์ โดยใช้หลักการแบ่งช่องทางความถี่หรือที่เรียกว่า FDMA - Frequency Division Multiple Access
ต่อมาประมาณปี 1990 กลุ่มผู้พัฒนาระบบเซลลูลาร์ได้พัฒนามาตรฐานใหม่โดยให้ชื่อว่า ระบบ GSM-Global System for Mobile Communication โดยเน้นระบบเชื่อมโยงติดต่อกันได้ทั่วโลก ระบบดังกล่าวนี้ใช้วิธีการเข้าถึงช่องสัญญาณด้วยระบบ TDMA-Time Division Multiple Access โดยใช้ความถี่ในการติดต่อกับสถานีเบสที่ 890-960 เมกะเฮิร์ทซ์
สำหรับในสหรัฐอเมริกาเองก็มีการพัฒนาระบบของตนขึ้นมาใช้ในปี 1991 โดยให้ชื่อว่า IS - 54 - Interim Standard - 54 ระบบดังกล่าวใช้วิธีการเข้าสู่ช่องสัญญาณด้วยระบบ TDMA เช่นกัน แต่ใช้ช่วงความถี่ 824-894 เมกะเฮิร์ทซ์ และในปี 1993 ก็ได้พัฒนาต่อเป็นระบบ IS-95 โดยใช้ระบบ CDMA ที่มีช่องความถี่มากขึ้นคือ 824-894 และ 1,850-1,980 เมกะเฮิร์ทซ์ ซึ่งเป็นระบบที่ใช้ร่วมกับระบบ AMPS เดิมได้
พัฒนาการของโทรศัพท์แบบเซลลูล่าร์แบ่งออกเป็นยุคตามรูปของการพัฒนาเทคโนโลยีได้ดังนี้
ยุค 1G เป็นยุคแรกของการพัฒนาระบบโทรศัพท์แบบเซลลูลาร์ การรับส่งสัญญาณใช้วิธีการมอดูเลตสัญญาณอะนาล็อกเข้าช่องสื่อสารโดยใช้การแบ่งความถี่ออกมาเป็นช่องเล็ก ๆ ด้วยวิธีการนี้มีข้อจำกัดในเรื่องจำนวนช่องสัญญาณ และการใช้ไม่เต็มประสิทธิภาพ จึงติดขัดเรื่องการขยายจำนวนเลขหมาย และการขยายแถบความถี่ ประจวบกับระบบเครื่องรับส่งสัญญาณวิทยุกำหนดขนาดของเซล และความแรงของสัญญาณเพื่อให้เข้าถึงสถานีเบสได้ ตัวเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ยังมีขนาดใหญ่ ใช้กำลังงานไฟฟ้ามาก ในภายหลังจึงเปลี่ยนมาเป็นระบบดิจิตอล และการเข้าช่องสัญญาณแบบแบ่งเวลา โทรศัพท์เคลื่อนที่แบบ 1G จึงใช้เฉพาะในยุคแรกเท่านั้น
ยุค 2G เป็นยุคที่พัฒนาต่อมาโดยการเข้ารหัสสัญญาณเสียง โดยบีบอัดสัญญาณเสียงในรูปแบบดิจิตอล ให้มีขนาดจำนวนข้อมูลน้อยลงเหลือเพียงประมาณ 9 กิโลบิตต่อวินาที ต่อช่องสัญญาณ การติดต่อจากสถานีลูก หรือตัวโทรศัพท์เคลื่อนที่กับสถานีเบส ใช้วิธีการสองแบบคือ TDMA คือการแบ่งช่องเวลาออกเป็นช่องเล็ก ๆ และแบ่งกันใช้ ทำให้ใช้ช่องสัญญาณความถี่วิทยุได้เพิ่มขึ้นจากเดิมอีกมาก กับอีกแบบหนึ่งเป็นการแบ่งการเข้าถึงตามการเข้ารหัส และการถอดรหัสโดยใส่แอดเดรสหมือน IP เราเรียกวิธีการนี้ว่า CDMA - Code Division Multiple Access ในยุค 2G จึงเป็นการรับส่งสัญญาณโทรศัพท์แบบดิจิตอลหมดแล้ว
ยุค 3G เป็นยุคแห่งอนาคตอันใกล้ โดยสร้างระบบใหม่ให้รองรับระบบเก่าได้ และเรียกว่า Universal Mobile Telecommunication Systems (UMTS) โดยมุ่งหวังว่า การเข้าถึงเครือข่ายแบบไร้สาย สามารถกระทำได้ด้วยอุปกรณ์หลากหลาย เช่น จากคอมพิวเตอร์ จากเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ระบบยังคงใช้การเข้าช่องสัญญาณเป็นแบบ CDMA ซึ่งสามารถบรรจุช่องสัญญาณเสียงได้มากกว่า แต่ใช้แบบแถบกว้าง (wideband) ในระบบนี้จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า WCDMA


นอกจากนี้ยังมีกลุ่มบริษัทบางบริษัทแยกการพัฒนาในรุ่น 3G เป็นแบบ CDMA เช่นกัน แต่เรียกว่า CDMA2000 กลุ่มบริษัทนี้พัฒนารากฐานมาจาก IS95 ซึ่งใช้ในสหรัฐอเมริกา และยังขยายรูปแบบเป็นการรับส่งในช่องสัญญาณที่ได้อัตราการรับส่งสูง (HDR-High Data Rate)
การพัฒนาในยุคที่สามนี้ยังต้องการความเกี่ยวโยงกับการใช้งานร่วมในเทคโนโลยีเก่าอีกด้วย โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาที่ยังคงให้ใช้งานได้ทั้งแบบ 1G และ 2G โดยเรียกรูปแบบใหม่เพื่อการส่งเป็นแพ็กเก็ตว่า GPRS-General Packet Radio Service ซึ่งส่งด้วยอัตราความเร็วตั้งแต่ 9.06, 13.4, 15.6 และ 21.4 กิโลบิตต่อวินาที โดยในการพัฒนาต่อจาก GPRS ให้เป็นระบบ 3G เรียกระบบใหม่ว่า EDGE-Enhanced Data Rate for GSM Evolution

ในยุค 3G นี้ เน้นการรับส่งแบบแพ็กเก็ต และต้องขยายความเร็วของการรับส่งให้สูงขึ้น โดยสามารถส่งรับด้วยความเร็วข้อมูล 384 กิโลบิตต่อวินาที เมื่อผู้ใช้กำลังเคลื่อนที่ และหากอยู่กับที่จะส่งรับได้ด้วยอัตราความเร็วถึง 2 เมกะบิตต่อวินาที

ตารางที่ 1 แสดงการพัฒนาของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่
ระบบ ปีที่เริ่ม โปรโตคอลเข้าช่องสัญญาณ ความถี่ การบริการ
AMPS 1983 FDMA 824-894 เสียง, ข้อมูลผ่านโมเด็ม
GSM 1990 TDMA/FDMA 890-960 เสียง, ข้อมูล, เพ็จจิ้ง
IS54 1991 TDMA/FDMA 824-894 เสียง, ข้อมูล, เพ็จจิ้ง
IS95 1993 CDMA 824-894
1850-1980
เสียง, ข้อมูล, เพ็จจิ้ง
DCS1900 1994 TDMA/FDMA 1840-1990 เสียง, ข้อมูล, เพ็จจิ้ง
WCMA
(CDMA2000)
IMT2000
หลังปี 2000 WCDMA 1885-2025
2100-2200
มัลติมีเดีย, วิดีโอ, เสียง, ข้อมูล

แนวทางการปรับเปลี่ยนจาก 2G ไปสู่ 3G
ปัญหาสำคัญของระบบไร้สาย
การที่พัฒนาการของการสื่อสารไร้สายและระบบติดตามตัวยังไปได้ไม่ทันใจ ทั้งนี้เพราะมีอุปสรรคและปัญหาที่สำคัญ ซึ่งเป็นปัญหาหลักสี่ประการคือ
1. ระบบไร้สายใช้อัตราการรับส่งข้อมูลได้ต่ำ
2. ค่าบริการค่อนข้างแพง
3. โมเด็มรับส่งแบบคลื่นวิทยุ ใช้กำลังงานไฟฟ้าสูง
4. ระบบยูสเซอร์อินเตอร์เฟสที่ใช้กับระบบติดตามตัวยังไม่ดี ไม่เหมาะกับการใช้งานขณะเคลื่อนที่
ปัญหาเหล่านี้เป็นปัญหาที่ระบบไร้สายในยุค 3G ต้องแก้ไขให้ได้ให้หมด โดยเฉพาะระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ต้องเพิ่มอัตราการรับส่งข้อมูลให้ได้มาก เพื่อจะส่งรูปภาพหรือภาพเคลื่อนไหวได้ ต้องมีอัตราค่าใช้บริการที่ถูกลง และเครื่องที่ใช้ต้องใช้กำลังงานต่ำเพื่อจะใช้ได้นาน ส่วนระบบการเชื่อมต่อในปัจจุบันก็ก้าวมาในรูปแบบ WAP - Wireless Application Protocol หรือที่เรียก ย่อ ๆ ว่า WAP
รูปแบบของการเอาชนะปัญหาสี่ข้อเป็นเรื่องที่ท้าทายและจะต้องทำให้ได้ ระบบ 3G ที่กำลังจะเกิดขึ้นในเร็ววันนี้ได้ตั้งเป้าหมายไว้เรียบร้อยแล้ว

ความท้าทายในการพัฒนา 3G

การเปลี่ยนกรอบความคิด

การที่จะเอาชนะสิ่งที่เป็นปัญหาของระบบไร้สายในขณะนี้เป็นเรื่องที่ต้องสร้างแนวคิดใหม่ ทั้งนี้เพราะความคิดเดิมอาจจะถึงจุดทางตันที่ไม่สามารถเอาชนะอุปสรรคต่าง ๆ ได้ ตลอดระยะเวลากว่ายี่สิบปีของการพัฒนาระบบไร้สายที่ใช้กับระบบเซลลูลาร์ กำลังเดินเข้าจุดอับบางอย่าง โดยเฉพาะทรัพยากรทางความถี่มีแถบกว้างจำกัด เมื่อมีจำนวนผู้ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่มากย่อมให้บริการได้ไม่ดี ขณะเดียวกันความต้องการของผู้ใช้กำลังต้องการได้แถบกว้าง หรืออัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงขึ้น
ลองมาพิจารณาดูว่า กรอบความคิดเดิมของระบบไร้สายที่ใช้กันอยู่เป็นอย่างไร และข้อจำกัดเหล่านั้นคืออะไร
การใช้แถบความถี่ที่อนุญาตจากคณะกรรมการจัดสรรคลื่นความถี่ หรือเรียกว่า Licensed Spectrum เช่น ระบบ GSM ใช้แถบความถี่ 890-960 เมกะเฮิร์ทซ์ ซึ่งแถบความถี่นี้จำกัด และทำให้จำนวนผู้ใช้ที่ใช้งานได้พร้อมกันมีจำนวนจำกัด หากให้ผู้ใช้รายหนึ่งใช้แถบกว้าง 10 กิโลเฮิร์ทซ์ แบบอานาล็อก ซึ่งสามารถคำนวณอย่างง่าย ๆ ว่า ในแต่ละเซลจะมีผู้เรียกเข้าถึงได้ประมาณ 700 คนทุกขณะ
สัญญาณวิทยุเป็นแบบมาตรฐาน ทุกระบบมีการกำหนดมาตรฐานกันไว้อย่างชัดเจน ตั้งแต่รูปแบบของการเข้ารหัส การมอดูเลตสัญญาณ การรับส่ง เพื่อว่าการผลิตอุปกรณ์ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน
โครงสร้างเครือข่าย มีการวางเครือข่ายแบกโบน ของชุมสาย การวางสถานีฐาน การเชื่อมต่อระหว่างสถานี และการสร้างเป็นเครือข่ายโดยมีโครงสร้างพื้นฐานอย่างชัดเจน เช่น ในประเทศไทย ถ้าจะให้เชื่อมโยงเข้าใช้ได้ สถานีฐานหรือแต่ละเซล จะครอบคลุมพื้นที่และมีการเชื่อมโยงเครือข่ายเข้าด้วยกัน
การรับส่งเป็นแบบสมมาตร หมายถึง ข้อมูลเส้นทางขาเข้ากับขาออกจากผู้ใช้มีความเร็วและอัตราเท่ากัน การบริการมีรูปแบบที่ไม่คำนึงถึงว่าผู้ใช้จะใช้ข้อมูลอย่างไร ช่องสัญญาณที่ออกแบบเน้นแบบสมมาตรเป็นหลัก
ต้องครอบคลุมทุกหนแห่ง ความคิดของผู้ออกแบบระบบเซลลูลาร์ เน้นให้ครอบคลุมพื้นทีให้ได้หมด ทำให้สามารถเข้าถึงได้จากทุกหนทุกแห่ง
การเปลี่ยนกรอบความคิดใหม่ เพื่อให้ได้ในสิ่งที่ดีกว่า กรอบความคิดใหม่อาจแตกต่างจากเดิมโดยสิ้นเชิง กรอบความคิดในการเอาชนะปัญหาสี่ข้อจึงอยู่ที่ทำให้ระบบไร้สายมีความฉลาด และปรับตัวเองได้ โดยเริ่มจาก ไม่จำเป็นต้องเจาะจงอยู่กับความถี่ที่ได้รับอนุญาต ทั้งนี้เพราะแต่ละที่ แต่ละสถานะการณ์อาจใช้ความถี่คลื่นวิทยุที่แตกต่างกันได้ การใช้คลื่นความถี่ได้มากขึ้นหรือกำหนดขนาดเซลเล็กใหญ่ แตกต่างกันทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้คลื่นความถี่วิทยุที่กำหนดให้อย่างเดียว
ประการที่สองคือ ลักษณะของมาตรฐานของสัญญาณก็ต้องปรับเปลี่ยนได้ หรือ Adaptive signal การปรับเปลี่ยนสัญญาณทำให้ระบบมีความหลากหลายไม่เจาะจงอยู่แบบใดแบบหนึ่ง เครือข่ายเชื่อมโยงระบบไร้สาย ก็ไม่จำเป็นต้องเป็นเครือข่ายโครงสร้างหลักแบบที่ทำมา แต่ใช้เครือข่ายอื่นประกอบ เช่น อินเทอร์เน็ต อินทราเน็ต หรือเครือข่ายเฉพาะกิจ อื่น ๆ ก็ได้ การเชื่อมโยงผ่าน เครือข่ายอื่นได้อีก ทำให้ระบบมีความยืดหยุ่น และขยายตัวได้มากโดยเฉพาะเครือข่ายอินเทอร์-เน็ตที่เชื่อมโยงกันทั่วโลกแล้ว
ความเร็วในการรับส่งข้อมูล คนจะเป็นแบบ อสมมาตร คือ อัตราการรับและส่งข้อมูลไม่จำเป็นต้องเท่ากัน เพราะบริการบางอย่าง เช่น การเรียกข้อมูล หรือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตนั้น เราต้องการอัตราเร็วของข้อมูลขาเข้ามากกว่าขาออก ดังนั้นการออกแบบแบ่งช่องสัญญาณภายใต้พาหะคลื่นวิทยุ จึงน่าจะตอบสนองตามความต้องการได้
ประการสุดท้ายคือ การออกแบบระบบไร้สายไม่เน้นให้ครอบคลุมพื้นที่หรืออาณาบริเวณทั้งหมด แต่เน้นเฉพาะพื้นที่ของตนเองหรือพื้นที่เล็ก ๆ ที่ใช้งานและเชื่อมโยงเข้าสู่เครือข่ายได้

ตัวอย่างที่น่าสนใจ

สมมตินิสิตคนหนึ่งอาศัยอยู่บ้านแถบชานเมือง ภายในบ้านมีเครือข่ายไร้สาย และมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในบ้านเป็นเซิร์ฟเวอร์ ก่อนออกจากบ้าน นิสิตผู้นื้ใช้ปาล์มท้อปของตน อ่านอีเมล์ และดำเนินการส่งการบ้านผ่านเครือข่ายไร้สายไปให้อาจารย์ ครั้นพอถึงมหาวิทยาลัย ปาล์มท้อปนั้นก็เชื่อมเข้าสู่เครือข่ายของมหาวิทยาลัย สามารถดาวน์โหลดเอกสารคำสอนที่อาจารย์กำลังสอน และรับข้อมูลบางอย่างของที่โรงเรียนเพื่อนำกลับไปทำงานต่อที่บ้าน เครือข่ายที่บ้านและที่มหาวิทยาลัยเป็นเครือข่ายเฉพาะแต่ก็เชื่อมถึงกันผ่านทางอินเทอร์เน็ต
อีกตัวอย่างหนึ่งเพื่อให้เห็นว่า ระบบไร้สายตามแนวความคิดใหม่เป็นเช่นไร จึงขอยกตัวอย่างที่สนามบิน นักธุรกิจ ผู้หนึ่งเดินทางไปถึงสนามบินจึงรีบทำการเช็คอิน ขณะที่เครื่อง เช็คอินตรวจสอบเอ็กซ์เรย์กระเป๋า ภายในกระเป๋ามีคอมพิวเตอร์ โน้ตบุค คอมพิวเตอร์โน้ตบุคจะติดต่อกับเครือข่ายผ่านทางเครื่องเอ็กซเรย์ เพื่อทำการดาวน์โหลดอีเมล์ แฟกซ์ หรือ ftp ข้อมูลบางส่วนมาไว้ในโน้ตบุค เมื่อขึ้นเครื่องบิน นักธุรกิจก็นำโน้ตบุคนั้นมาอ่านจดหมาย ดำเนินการโต้ตอบ หรือเขียน ข้อความที่เกี่ยวกับการทำงาน ครั้นเมื่อเครื่องบินลงจอดที่สนามบินปลายทาง นักธุรกิจก็ให้โน้ตบุคติดต่อกับเครือข่ายเฉพาะกิจของสนามบิน เพื่อนำจดหมายและเอกสารสำคัญอื่นส่งไปต่อให้กับผู้ร่วมงานที่บริษัท
เห็นได้ชัดว่า ระบบไร้สายเป็นระบบที่มีคุณค่า และมีบทบาทที่สำคัญมาก WAP โทรศัพท์มือถือ PDA และปาล์ม หลังจากปี ค.ศ. 1998 อุปกรณ์ประจำตัวอย่างหนึ่งที่มีแนวโน้มประสบผลสำเร็จในเรื่องการขายคือ PDA-Personal Digital Assistant โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์มือถือประเภทปาล์ม ปาล์มได้รับการออกแบบมาให้ถูกใจผู้ใช้ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ใช้งานง่าย ระบบการอินพุตใช้เครื่องมือที่เรียกว่า stylus ซึ่งเป็นเสมือน ปากกาเขียนป้อนตัวอักษร หรือเป็นพอยเตอร์โดยตรง
การพัฒนาซอฟต์แวร์บนปาล์มมีความก้าวหน้ามาโดยตลอด จากการใช้เป็น PDA ก็เริ่มทำให้เชื่อมโยงกับพีซี และต่อเข้าสู่เครือข่ายอินเทอร์เน็ต มีการเพิ่มขีดความสามารถให้เป็น eBook มี MP3 ที่ทำให้ปาล์มกลายเป็นเครื่องบันเทิง มีโมเด็มต่อโทรศัพท์เข้าสู่เครือข่าย ปาล์มยังมีเวอร์ชั่นที่เชื่อมโยงแบบไร้สาย เพื่อเข้าสู่เครือข่ายโดยง่าย

การบริการข้อมูลข่าวสาร

ขณะเดียวกันโทรศัพท์มือถือก็พัฒนาให้มีระบบ WAP-Wireless Application Protocol เพื่อให้เชื่อมโยง โดยมีการสร้างมาตรฐานภาษาที่ชื่อ WML-Wireless Mark Up Language เพื่อให้บริการข้อมูลข่าวสาร โดยมี WAP เซิร์ฟเวอร์ การดำเนินการทางโทรศัพท์เคลื่อนที่จึงมีบริการเข้าถึงข้อมูลข่าวสารได้มากขึ้น

บูลทูธ เครือข่ายไร้สาย สำหรับทุกอุปกรณ์

จากปัญหาสี่ประการที่กล่าวมาแล้ว ประกอบกับแนวคิดที่จะเปลี่ยนกรอบความคิดเดิมที่จะทำให้เกิดเครือข่ายในแนวความคิดใหม่ พัฒนาการของกลุ่มบริษัท ไอบีเอ็ม อินเทล มอโตโรล่า อีริกสัน โนเกีย และบริษัทผู้ผลิตอื่นอีกหลายบริษัท จึงพัฒนาระบบสื่อสารไร้สายแบบใหม่ และเรียกระบบใหม่นี้ว่า บูลทูธ (Blue Tooth)
ปัญหาเดิมของระบบสื่อสารไร้สายคือ ทำอย่างไรให้อุปกรณ์พกพาติดตัวมีความอิสระใช้งานง่าย กินกำลังงานไฟฟ้าน้อย ใช้ได้นาน ได้อัตราการรับส่งข้อมูลสูง และมีต้นทุนการให้บริการต่ำ บูลทูธจึงเป็นการแก้ปัญหาดังกล่าว บูลทูธเป็นระบบสื่อสารไร้สายระยะใกล้ที่เชื่อมต่อเครือข่าย โดยตั้งเป้าหมายที่รัศมีไม่เกินสิบเมตร หรืออยู่ใกล้กับสถานีเบส แต่ใช้กำลังงานไฟฟ้าต่ำมาก มีอัตราการรับส่งข้อมูลได้ถึง 721 กิโลบิตต่อวินาที ใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่ประมาณ 2,400 เมกะเฮิร์ทซ์ อุปกรณ์เชื่อมต่อในรูปแบบเครื่องรับส่งที่ต่ออยู่กับอุปกรณ์มีขนาดเล็กเท่ากับบัตรเครดิต ใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กมากได้
กรอบความคิดที่เปลี่ยนไปคือ ให้เครือข่ายบูลทูธเป็นเครือข่ายเฉพาะกิจขนาดเล็ก เช่น ใช้ในบ้าน ในที่ทำงาน โดย เครือข่ายเหล่านั้นเชื่อมโยงต่ออินเทอร์เน็ตได้ บูลทูธไม่เน้นการครอบคลุมพื้นที่กว้าง แต่ทำให้การเข้าถึงเครือข่ายทำได้ง่าย

ระบบไร้สายกับเครือข่ายในบ้าน (Home Network)

ด้วยเงื่อนไขของบูลทูธที่ทำให้การเชื่อมโยงเครือข่ายทำได้ง่ายขึ้น โดยเฉพาะการเชื่อมโยงที่ไม่ต้องเดินสายสัญญาณใหม่ ทั้งนี้เพราะการเดินสายสัญญาณภายในอาคาร หรือการใช้ระบบสายสัญญาณย่อมไม่ คล่องตัวต่อการใช้งาน
รูปแบบการเชื่อมโยงจึงเน้นการใช้เทคโนโลยีที่สะดวกต่อการติดตั้ง การใช้งาน และการบำรุงรักษา รูปที่ 7 เป็นโมเดลของเครือข่ายในบ้านที่ใช้ระบบไร้สาย
โครงสร้างการสื่อสารในบ้านผ่านระบบสื่อสาร

ในที่สุดโทรศัพท์เซลลูลาร์และอินเทอร์เน็ตก็เป็นเครือข่ายเดียวกัน

ในระบบ 2G ใช้เทคโนโลยีการเข้าสู่ช่องสื่อสารทั้งแบบ TDMA คือ แบ่งช่องเวลา และ CDMA คือ การเข้ารหัส แล้วส่งในช่องสื่อสารที่มีแถบกว้างเต็มช่อง ซึ่งแบบ CDMA ก็เหมือนกับการรับส่งเป็นแพ็กเก็ต โดยมีแอดเดรสประจำในแพ็กเก็ตนั่นเอง
ระบบ 3G เป็นระบบที่ใช้ WCDMA ซึ่งก็เน้นการรับส่งเป็นแพ็กเก็ตนั่นเอง ระบบ WCDMA จึงเน้นช่องสื่อสารขนาดใหญ่ที่แบ่งการใช้งานโดยการเข้ารหัสแล้วส่งเป็นแพ็กเก็ต เพื่อให้ใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพสูงสุด
การหาเส้นทางและการเดินทางของแพ็กเก็ตข้อมูล จึงต้องอาศัยสวิตชิ่ง และระบบ IP แพ็กเก็ตจะเข้ามามีบทบาทที่สำคัญที่จะรวมเครือข่ายต่าง ๆ ให้เป็นเครือข่ายเดียว (Unity Communication)


รูปที่ 8 เป็นโมเดลของระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยงทั้งเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เครือข่ายโทรศัทพ์ที่มีไอพีโฟนเป็นตัวเชื่อมโยง ระบบวิดีโอคอนเฟอเรนซ์แบบ H.323 ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ 3G ระบบเครือข่ายในบ้านที่ใช้บูลทูธ ระบบ VoIP หรือมัลติมีเดียอื่น ๆ ที่วิ่งอยู่บนไอพีเป็นหลัก

ทำไมต้องทำให้อุปกรณ์เคลื่อนที่มีความฉลาดและปรับตัวได้

การแก้ปัญหาหลักในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ก็ดี โครงข่ายสื่อสารระบบไร้สายก็ดี ต้องหันมาใช้กรอบความคิด 3A (AAA) กล่าวคือ Adaptive Ad hoc network และ Asymmetric 3A หมายถึงเครือข่ายที่เชื่อมโยงจะเป็นเครือข่ายเฉพาะกิจมากขึ้น มิได้เป็นโครงข่ายสาธารณะที่ครอบคลุมพื้นที่กว้างแบบเดิม หรือมีมาตรฐานที่แน่นอน ดังนั้นต้องทำให้อุปกรณ์โมบาย (mobile) มีลักษณะปรับตัวได้และปรับตัวได้ง่าย ปัจจุบันโทรศัพท์เคลื่อนที่ใช้วิธีการใส่การ์ดอิเล็กทรอนิกส์ที่รู้จักและเรียกกันว่า ซิมการ์ด หรือการ์ดส่วนตัว แต่จากนี้ไปจะต้องใช้การ์ดที่เรียกว่า Smart Card หรือการ์ดที่มีความชาญฉลาดที่จะปรับตัวให้เข้ากับเครือข่ายเฉพาะที่ (Ad hoc Network) ได้ ทั้งนี้เพราะการเข้าสู่ระบบ เครือข่ายเฉพาะกิจจะมีมากขึ้น เช่น เข้าสู่เครือข่ายของมหาวิทยาลัย เข้าสู่สนามบิน ฯลฯ การปรับตัวเข้าสู่ระบบเครือข่ายไร้สายที่ แตกต่างกันจึงต้องมีการปรับรูปแบบของการรับส่งสัญญาณ
อีกประการหนึ่งคือ ผู้ใช้แต่ละรายมักมีพฤติกรรมการใช้แตกต่างกัน จึงทำให้ระบบการรับส่งเป็นแบบ Asymmetric เช่น เมื่อต่อเข้ากับฐานข้อมูล ก็จะใช้โหลดข้อมูลมามากกว่า เหมือน ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตในปัจจุบันใช้ข้อมูลไม่สมมาตร
แนวคิดในเรื่อง 3A จึงเป็นแนวคิดที่ทำได้โดยการใช้สมาร์ทการ์ดที่เชื่อมใส่ในอุปกรณ์มือถือเคลื่อนที่ต่าง ๆ

อนาคต M-Commerce

นักวิเคราะห์ทางด้านธุรกิจศึกษาพฤติกรรมของผู้ใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันและดูแนวโน้มพบว่า ภายในปี 2004 การเรียกเข้าสู่รายการย่อยของการดำเนินการทางธุรกิจต่าง ๆ ที่มีการรับส่งกันบนเครือข่ายจะมีการเรียกผ่านระบบมือถือถึงกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ และเปอร์เซ็นต์ส่วนนี้จะมีอัตราเพิ่มขึ้นอีก เหตุผลที่สำคัญคือ ราคา ต่อการใช้งานจะถูกลง และมีการใช้งานที่คล่องตัวสะดวกกว่าการเรียกผ่านคอมพิวเตอร์ M-Commerce จะมีแนวโน้มที่สำคัญและทำให้การเรียกเข้าหา หรือทำธุรกิจบน E-Commerce หันมาใช้อุปกรณ์พกพาติดตามตัว
สำหรับในสหรัฐอเมริกาเองได้พัฒนาต้นแบบ E911 ซึ่งเป็นต้นแบบของการให้บริการข่าวสาร และการติดต่อผ่านระบบไร้สาย โดยมีพื้นที่การให้บริการรัศมี 100 เมตร นั่นหมายถึง เมื่อเราเดินทางเข้ามาในกรอบ พื้นที่บริการ อุปกรณ์มือถือเราจะติดต่อกับสถานีบริการนี้ได้ ดังนั้น ธนาคาร สถานที่ราชการ ห้างร้าน ตลอดจนหน่วยงานต่าง ๆ สามารถตั้งสถานีเบสครอบคลุมพื้นที่บริการของตนเองภายในรัศมี 100 เมตร ลูกค้าที่เข้ามาในบริเวณสามารถติดต่อเชื่อมโยงได้
E911 จึงเป็นหนทางที่จะทำให้การบริการะบบไร้สาย มีฐานการให้บริการได้อีกมาก
อนาคตกรอบการใช้งานระบบไร้สายจึงเป็นภาพที่ทำให้บริการอีกมากมายเกิดขึ้นได้ และไม่ว่าเราจะอยู่ที่ใดบนพื้นโลกก็จะเข้าถึงแหล่งข้อมูลข่าวสารได้ไม่น้อยกว่าที่เรานั่งอยู่บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
-----------------------------------------------------------
เอกสารอ้างอิง
1. Upkar Varshney, "Recent Advance in Wireless Networking" IEEE Computer Magazine, Vol.33, No.6, June 2000.
2. William Sweet, "Cell phones Answer internet's call" IEEE Spectrum, Vol. 37, No. 8, August, 2000.


สาระน่ารู้ประจำสัปดาห์, ฉบับที่ 57: 12-18 กุมภาพันธ์ 2544