เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่

 เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่

 ยุค 1G

 เมื่อเข้าถึงยุคสมัยที่มีโทรศัพท์มือถือใช้บนโลกใบนี้ ในยุคแรกสุดนั้นเรายังไม่ได้มีการกำหนดว่านั่นเป็นยุค 1G แต่อย่างใด แต่เราได้กำหนดคำนี้ขึ้นเมื่อเริ่มมีการพัฒนาในวงการเทคโนโลยีการสื่อสารทางไกลผ่านโทรศัพท์มือถือผ่านมาได้ถึงยุค 3G แล้วนั่นเอง โดยในรุ่นแรกๆ นี้ หลายคนอาจจะเคยผ่านตามาบ้างกับโทรศัพท์มือถือร่างยักษ์ที่มีปุ่มกดนูนๆกับเสาอากาศใหญ่โตที่ทำได้เพียงโทรเข้า-ออก รับสาย ซึ่งเป็นการใช้เทคโนโลยีการสื่อสารแบบ Analog ได้รับการพัฒนาเป็นครั้งแรกในเครือข่ายโทรศัพท์ NTT ของประเทศญี่ปุ่นและมีการใช้ครั้งแรกที่โตเกียว ประเทศญี่ปุ่นในปี ค.ศ. 1979 ก่อนจะเริ่มแพร่หลายใช้ทั่วทั้งประเทศญี่ปุ่น และเข้ามาสู่ประเทศในแถบสแกนดิเนเวีย (ยุโรปตอนเหนือ) ในปี 1981

ยุค 2G

พอมาถึงในยุค 2G เริ่มมีการพัฒนารูปแบบการส่งคลื่นเสียงแบบ Analog มาเป็น Digital โดยการเข้ารหัส โดยส่งคลื่นเสียงมาทางคลื่นไมโครเวฟ โดยการเข้ารหัสเป็นแบบดิจิตอลนี้ จะช่วยในเรื่องของความปลอดภัยในการใช้งานมากยิ่งขึ้น และช่วยในเรื่องของสัญญาณเสียงที่ใช้ติดต่อสื่อสารให้มีความคมชัดมากขึ้นด้วย โดยมีเทคโนโลยีการเข้าถึงช่องสัญญาณของผู้ใช้เป็นลักษณะเชิงผสมระหว่าง FDMA และ TDMA (Time Division Multiple Access) เป็นการเพิ่มช่องทางการสื่อสารทำให้รองรับปริมาณผู้ใช้งานที่มีมากขึ้นได้

ยุค 2.5G

2.5G ในยุคนี้ได้ถือกำเนิดเทคโนโลยีที่เรียกว่า GPRS (General Packet Radio Service) ซึ่งพัฒนาในเรื่องของการรับส่งข้อมูลที่มากขึ้น ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 115 Kbps (แต่ถูกจำกัดการใช้งานจริงอยู่ที่ 40 kbps) สิ่งที่เราจะเห็นได้ชัดถึงการเปลี่ยนแปลงในยุคนี้ก็คือ โทรศัพท์เคลื่อนที่ได้เพิ่มฟังก์ชั่นการรับส่งข้อมูลในส่วนของ MMS (Multimedia Messaging Service) หน้าจอโทรศัพท์เริ่มเข้าสู่ยุคหน้าจอสี และเสียงเรียกเข้าก็ถูกพัฒนาให้เป็นเสียงแบบ Polyphonic จากของเดิมที่เป็น Monotone และเข้ามาสู่ยุคที่เสียงเรียกเข้าเป็นแบบ MP3 ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้

การใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 2.5G 

โทรออก รับสาย

ส่ง SMS

ส่ง MMS

เสียงเรียกเข้าแบบ Polyphonic

เล่นอินเทอร์เน็ตบนมือถือได้ด้วยความเร็ว 115 kbps 

ยุค 2.75G

2.75G เป็นยุคที่กำลังจะก้าวเข้าสู่ 3G แล้ว ซึ่งยุคนี้เป็นยุคของ EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) ที่พัฒนาต่อยอดมาจาก GPRS นั่นเอง และในปัจจุบันนี้เราก็ยังคงได้ยินและมีการใช้เทคโนโลยีนี้กันอยู่ ซึ่งได้พัฒนาในเรื่องของความเร็วในการรับส่งข้อมูลไร้สายนั่นเอง

การพัฒนาทางเทคโนโลยีในยุคนั้น ทำให้เกิดการแข่งขันกันทางการตลาดของวงการโทรศัพท์มือถือมากขึ้น ทั้งในเรื่องของการดาวน์โหลดเสียงรอสาย รับส่งภาพผ่าน MMS ดาวน์โหลดภาพต่างๆ ซึ่งได้รับการตอบรับที่ดีจากผู้ใช้งาน ทั้งหมดนี้เป็นพื้นฐานที่ทำให้พัฒนาเข้าสู่ยุคต่อไป

ยุค 3G

เข้ามาถึงยุค 3G กันแล้ว ซึ่งยุคนี้ก็ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงวงการโทรศัพท์เคลื่อนที่อยู่พอสมควร เรียกได้ว่าเปลี่ยนแปลงวิถีประจำวันของผู้ใช้งานไปด้วยก็ว่าได้ สิ่งที่ 3G ต่างกับ 2G ก็คือ ความสามารถในการออนไลน์ตลอดเวลา (Always On) ซึ่งก็จะเท่ากับโทรศัพท์ของคุณจะเหมือนมี High Speed Internet แบบบ้านอยู่บนมือถือของคุณอยู่ตลอดเวลา หากเป็น 2G นั้นเวลาจะออนไลน์แต่ละทีนั้นจะต้องมีการ Log-On เพื่อเข้าเครือข่าย ในขณะที่ 3G นั้นจะมีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายอยู่ตลอดเวลาซึ่งการเสียค่าบริการแบบนี้ จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเรียกใช้ข้อมูลผ่านเครือข่ายเท่านั้น โดยจะต่างจากระบบทั่วไป ที่จะเสียค่าบริการตั้งแต่เราล็อกอินเข้าในระบบเครือข่ายเลย

ข้อดีของระบบ Always On คือ จะมีการเตือน (Alert) ขึ้นมาทันที หากมีอีเมล์เข้ามา หรือมีการส่งข้อความต่างๆ จากโปรแกรมทางอินเทอร์เน็ตของเรา นอกจากนั้นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแต่ละครั้งก็จะเร็วกว่ามาก (Initial Connection) เพราะไม่ต้องมีการ Log-On เข้ากับระบบอีกต่อไป (การ Log-On เข้าระบบให้นึกถึงตอนสมัยที่เราใช้ Modem แบบ Dial Up ร่วมกับสายโทรศัพท์) เราจะสามารถเชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ตได้ตลอดเวลา แล้วคิดค่าบริการตามการรับส่งข้อมูลของเราแทน



ในยุคนี้จะเน้นการสื่อสารทั้งการพูดคุยแบบเสียงตามปกติ (Voice) และแบบรับส่งข้อมูล (Data) ซึ่งในส่วนของการรับส่งข้อมูลนี้เอง ที่ทำให้ 3G นั้นต่างจากระบบเก่า 2G ที่มีพื้นฐานในการพูดคุยแบบเสียงตามปกติอยู่มาก เนื่องจากเป็นระบบที่ทำขึ้นมาใหม่เพื่อให้รองรับกับการรับส่งข้อมูลโดยตรง มีช่องความถี่และความจุในการรับส่งสัญญาณที่มากกว่า ส่งผลให้การรับส่งข้อมูลหรือการใช้อินเทอร์เน็ตผ่านมือถือนั้นเร็วมากขึ้นแบบก้าวกระโดด ประสิทธิภาพในการใช้งานด้านมัลติมีเดียดีขึ้น และยังมีความเสถียรกว่า 2G อีกด้วยค่ะ

ยุค 4G

ถึงแม้ว่าเราจะเห็นวิวัฒนาการของ 3G ที่ก้าวกระโดดจาก 2G มาแล้วนั้น ทำให้เราสามารถใช้งานโทรศัพท์มือถือได้โดยสามารถเชื่อมต่อสัญญาณอินเทอร์เน็ตตลอดเวลา (Always on) เราสามารถ Video Call ผ่านโทรศัพท์มือถือได้ เราสามารถดูทีวีออนไลน์ผ่านโทรศัพท์มือถือได้ แต่หลายครั้งหลายคราก็ต้องประสบกับปัญหา สัญญาณข้ดข้อง ภาพกระตุกบ้าง ความเร็วในการรับส่งข้อมูลถูกจำกัดบ้าง ดังนั้นจึงมีการพัฒนาต่อเข้าสู่ยุค 4G

ยุค 5G

ความเป็นมาของ 5G 

การสือสารไร้สายรุ่นใหม่ๆมักปรากฏทุกๆ 10 ปีนับจากครั้งแรกที่ระบบเครือข่าย 1G โดย Nordic Mobile Telephone ได้เป็นที่รู้จักกันในปี 1981 ต่อมาระบบเครือข่าย2G ก็ได้เริ่มถูกใช้งานในปี 1992 ส่วนระบบเครือข่าย 3G ได้ปรากฏเป็นครั้งแรกเมื่อปี 2001 และระบบเครือข่าย 4G ที่ทำงานสอดคล้องกับระบบ IMT Advancedก็ได้รับมาตรฐานในปี 2012 เช่นกัน

การพัฒนาของมาตรฐาน 2G (GSM) และ 3G (IMT-2000 และ UMTS) ที่ใช้เวลาประมาณ 10 ปี จากจุดเริ่มต้นอย่างเป็นทางการของโครงการ R & D และการพัฒนาระบบเครือข่าย 4G เริ่มต้น ในปี 2001 หรือ 2002 เทคโนโลยีรุ่นก่อนที่เกิดขึ้นในตลาดไม่กี่ปีก่อนรุ่นมือถือใหม่เช่นระบบ Pre-3G CDMAOne / IS95 ในสหรัฐอเมริกา ในปี 1995 และระบบ Pre-4G Mobile WiMAX ในภาคใต้ ของเกาหลี ปี 2006 และเป็นครั้งแรกที่ปล่อยสัญญาณ LTE ในสแกนดิเนเวียเมื่อปี 2009

องค์ประกอบ

สถานี

อุปกรณ์ทุกตัวที่สามารถเชื่อมต่อเข้ากับตัวกลางไร้สายในเครือข่ายได้จะถูกเรียกว่า สถานี สถานีทุกสถานีจะใช้ตัวควบคุมระบบติดต่อประสานเครือข่ายไร้สาย (อังกฤษ: wireless network interface controller) หรือ WNIC สถานีไร้สายแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ Access Point และ เครื่องลูกข่าย Access Point (AP) ส่วนใหญ่จะเป็น เราต์เตอร์ คือสถานีฐานสำหรับเครือข่ายไร้สาย AP จะรับและส่งคลื่นความถี่วิทยุเพื่อให้อุปกรณ์ไร้สายสามารถสื่อสารกับตัวมันเองได้ เครื่องลูกข่ายแบบไร้สายมีได้หลายแบบ เช่น แล็ปท็อป, อุปกรณ์ช่วยเหลือแบบดิจิตอล (อังกฤษ: Personal Digital Assistance), โทรศัพท์ IP และ สมาร์ทโฟน อื่นๆ หรืออุปกรณ์ที่ติดตั้งอยู่กับที่อย่าง คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ และ เวิร์คสเตชัน(คอมพิวเตอร์แบบหนึ่งที่ออกแบบมาใช้งานเฉพาะด้านเช่นด้านเทคนิคหรือวิทยาศาสตร์) ที่มีอุปกรณ์เชื่อมต่อกับระบบไร้สาย

เซ็ตบริการพื้นฐาน

เซ็ตบริการพื้นฐาน (Basic Service Set หรือ BSS) คือเซ็ตของสถานีทุกสถานีที่สามารถสื่อสารกันได้ ทุกเซ็ตบริการพื้นฐานจะมีหมายเลข (ID) กำกับ ที่เรียกว่า BSSID ซึ่งก็คือ MAC Address ของ Access Point ที่ให้บริการในเซ็ตบริการพื้นฐานนั่นเอง เซ็ตบริการพื้นฐาน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ เซ็ตบริการพื้นฐานอิสระ (Independent BSS หรือ IBSS) และ เซ็ตบริการพื้นฐานโครงสร้างพื้นฐาน (infrastructure BSS) เซ็ตบริการพื้นฐานอิสระก็คือ Ad-hoc Network (เครือข่ายเฉพาะกิจ) ที่จะไม่มี Access Point โดยทุกเครื่องลูกข่ายจะติดต่อกันเองซึ่งหมายถึงจะไม่มีการเชื่อมต่อกับเซ็ตบริการพื้นฐานอื่น แต่ใน infrastructure BSS เครื่องลูกข่ายจะสามารถสื่อสารกับ Access Point เท่านั้น

เซ็ตบริการขยาย

เซ็ตบริการขยาย (extended service set หรือ ESS) คือชุดของหลาย BSSs เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน Access points ใน ESS มีการเชื่อมต่อกันด้วย'ระบบการกระจาย'. แต่ละ ESS มีรหัสเรียกว่า SSID หรือชื่อเครือข่ายเช่น ICT Free Wi-Fi by XXX หรือ APSPCCTV-1234 เป็นต้นซึ่งมีความยาวสูงสุด 32 ไบต์

ระบบการกระจาย

ระบบการกระจาย (distribution system หรือ DS) เชื่อมต่อหลาย access points ใน ESS เข้าด้วยกัน แนวคิดของ DS ก็คือเพื่อใช้ในการเพิ่มความครอบคลุมเครือข่ายผ่านบริการโรมมิ่งระหว่างหลายเซลล์  DS อาจเป็นแบบใช้สายหรือไร้สายก็ได้ ปัจจุบันระบบการกระจายไร้สายส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับโพรโทคอล Wireless Distribution System (WDS) แต่ระบบอื่น ๆ ก็ยังใช้งานได้