คลื่นวิทยุกับระบบเครือข่าย

จาก การคาดคะเนแนวโน้มการใช้อุปกรณ์ที่ต่อเชื่อมเครือข่ายในปี 2007 ของหลายสถาบันพบว่า ประมาณ 70 เปอร์เซนต์ของอุปกรณ์ต่อบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตจะเชื่อมต่อด้วยคลื่นสัญญาณ วิทยุ กลุ่มใหญ่ของอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายด้วยสัญญาณคลื่นวิทยุได้แก่ โทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเซลลูลาร์ ปาล์ม พ็อกเก็ตพีซี และอุปกรณ์ของใช้ต่าง ๆ ในบ้าน คลื่นวิทยุเป็นทรัพยากรที่มีค่าอย่างหนึ่ง ของมวลชน ประเทศไทยกำลังตื่นตัวในเรื่องกฎหมายการจัดสรรคลื่นความถี่วิทยุ ทั้งนี้เพราะกฎหมายเดิมที่ใช้อยู่ใช้มานานมากกว่าห้าสิบปี และอา จไม่เหมาะสมกับสถานการณ์ทางเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปมาก อีกทั้งคลื่นความถี่วิทยุมีค่ามากมหาศาล และมีผลต้องการใช้ประโยชน์เพื่อพัฒนาประเทศได้มากมาย หาก พิจารณาการส่งสัญญาณเสียงเป็นคลื่นไฟฟ้า สัญญาณเสียงที่ได้รับการแปลงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จะมีแถบกว้างเชิงความถี่ที่ใช้งานกันอยู่ในช่วงไม่เกิน 4 กิโลเฮิร์ทซ์ และเมื่อแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลแบบการสุ่มค่า 8,000 ครั้งต่อวินาที ครั้งละ 8 บิต ก็จะได้แถบกว้างของสัญญาณดิจิตอลนี้เท่ากับ 64 กิโลบิตต่อวินาที หาก พิจารณากันอย่างง่าย ๆ ก็พบว่า ถ้าจะส่งสัญญาณเสียงพูดเพื่อการสื่อสารไปในช่องสื่อสารใด ๆ แบบอะนาล็อก ก็ใช้แถบกว้างประมาณ 4 กิโลเฮิร์ทซ์ และถ้าใช้ช่องดิจิตอลก็จะใช้แถบกว้างประมาณ 64 กิโลบิตต่อวินาที หรือ 64 Kbps การจัดสรรความถี่ให้กับการใช้งานจึงต้องดูที่แถบกว้าง ด้วย เช่น มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ได้รับการจัดสรรคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่พาหะ 2,435 เมกกะเฮิร์ทซ์ หรือ 2.435 จิกะเฮิร์ทซ์ โดยมีแถบกว้าง 3.5 เมกะเฮิร์ทซ์ และถ้าพิจารณาจากสเปกตรัมเชิงความถี่จะเห็นได้ชัดว่า แถบกว้างดังกล่าวมีขอบเขตจำกัด โดยเฉพาะช่วงความถี่ต่ำ เช่น ในช่วง VHF (ประมาณ 30 เมกะเฮิร์ทซ์ ถึง 300 เมกเฮิร์ทซ์) ในอดีต การใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่สูงมาก และคลื่นไมโครเวฟ (ความถี่เป็นจิกะเฮิร์ทซ์) มีปัญหาในเรื่องของเทคโนโลยี เพราะเทคโนโลยีความถี่สูงมากยังไม่ได้รับการพัฒนาเท่าที่ควร ปัจจุบันการพัฒนาระบบรับส่งคลื่นความถี่สูงระดับไมโครเวฟ ได้รับการพัฒนาจนสามารถทำเครื่องรับส่งในราคาต่ำได้ ดังนั้นในช่วงหลังนี้การใช้คลื่นความถี่ระดับจิกะเฮิร์ทซ์มีการใช้งานกันมาก ขึ้น ด้วยเทคนิคทางดิจิตอล ทำให้การบีบอัดสัญญาณลงได้มาก รวมถึงการใช้หลักการแบ่งความถี่ และการเข้ารหัสที่เรียกว่า CDMA - Code Division Multiple Access อีกทั้งการลดระดับขนาดสัญญาณให้ส่งในระยะใกล้ ทำให้ช่วงความถี่หนึ่งมีผู้ใช้ได้มากมายมหาศาล และมีความเป็นไปได้ที่ระบบแลนในอนาคตจะก้าวมาใช้ระบบคลื่นวิทยุ ดัง นั้นจึงมีการจัดสรรความถี่ในรูปแบบใช้งานสาธารณะ โดยมีการจัดสรรความถี่ด้วยแถบกว้างขนาด 300 เมกะเฮิร์ทซ์ โดยแบ่งในช่วงความถี่ 5.1-5.3 จิกะเฮิร์ทซ์ มีแถบกว้างให้ใช้ 200 เมกะเฮิร์ทซ์ และ 5.7 จิกะเฮิร์ทซ์ มีแถบกว้างให้ใช้ 100 เมกะเฮิร์ทซ์ ระบบ แลนแบบ IEEE 802.11a ที่กำหนดเป็นแลนที่ใช้คลื่นวิทยุได้รับการกำหนดให้ใช้คลื่นวิทยุในย่านความ ถี่ไมโครเวฟ การรับส่งข้อมูลผ่านระบบ IEEE 802.11a เป็นแบบฟูลดูเพล็กซ์ด้วยความเร็วขาส่ง 11 เมกะบิตต่อวินาที และขารับก็เต็มความเร็ว 11 เมกะบิตต่อวินาที แต่ในปัจจุบันใช้คลื่นความถี่ในช่วง 2.4 จิกะเฮิร์ทซ์ ตามมาตรฐานที่กำลังกำหนดขึ้นมาใหม่คือ IEEE 802.11b เน้นให้ใช้ที่คลื่น 5.1 จิกะเฮิร์ทซ์ และขยายความเร็วการเข้าถึงเป็น 54 เมกะบิตต่อวินาทีซึ่งเร็วกว่าเดิม การใช้คลื่นวิทยุมีจุดเด่น ที่สำคัญคือ มีความคล่องตัว ติดตั้งและใช้งานง่าย ลดข้อยุ่งยากในเรื่องการเดินสายสัญญาณ การดูแลสายสัญญาณ ตลอดจนความสวยงามของสถานที่เมื่อมีการรื้อเพื่อเดินสายสัญญาณ ใช้ระบบคลื่นวิทยุเป็นระบบที่เพียงใช้เสาอากาศที่ติดมาส่งสัญญาณ ทำให้สะดวกต่อการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ สำหรับราคาของระบบแลนไร้สายมีแนวโน้มที่ถูกลง ทั้งนี้เพราะการผลิตชิพเพื่อใช้เป็นโมเด็มรับความเร็วสูง มีราคาถูกลงมาก การ์ดเชื่อมต่อแลนไร้สายมีแนวโน้มที่ถูกลงได้อีกมาก นอก จากระบบแลนที่เป็นมาตรฐานแบบ IEEE 802.11 แล้ว ขณะนี้มีการพัฒนาระบบไร้สายที่เชื่อมโยงจากบ้านสู่เครือข่ายเข้าแทนระบบ DSL - Digital Subscriber Line โดยระบบมีเสาอากาศติดที่หลังคาบ้านสามารถเชื่อมเข้าสู่ชุมสายหลักเช่นเดียว กับการใช้สายโทรศัพท์ ระบบที่ออกแบบนี้มีความเร็วในการเข้าถึง 12 เมกะบิตต่อวินาที การที่ระบบคลื่นความถี่วิทยุระดับสูงในย่าน ความถี่ไมโครเวฟมีพัฒนาการประยุกต์ใช้ได้กว้างขวาง เพราะเทคโนโลยีการผลิตชิพจำพวก CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor ได้พัฒนาไปไกลมาก ปัจจุบันสามารถผลิตชิพจำพวกใช้งานกับคลื่นวิทยุย่านความถี่สูงมากได้ดี กินพลังงานไฟฟ้าในวงจรต่ำมาก และมีแนวโน้มที่จะผลิตในราคาที่ถูกลงได้ เป้า หมายของการใช้คลื่นวิทยุจึงอยู่ที่การสร้างเครือข่ายในวงขนาดเล็ก แต่เป็นเครือข่ายเฉพาะกิจ เช่น แลน มีระบบเชื่อมต่อระหว่างแลน ซึ่งอาจยังใช้สาย ซึ่งเป็นแบกโบนกลางให้ การสื่อสารเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตในระบบสัญญาณวิทยุ จึงเป็นทางเลือกใหม่ที่จะมีบทบาทสำคัญมากในอนาคตอันใกล้นี้