บรอดแบนด์ไร้สาย BWA (Broadband Wireless Access )
โดย : พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ
ความหมายและความเป็นมา
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายได้ถูกพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการ ใช้งานที่สูงมากในปัจจุบันและมีแนวโน้มที่จะมีอัตราการใช้งานที่สูงมากใน อนาคต ทำให้มีผลกระทบต่อการวางมาตรฐานและการจัดสรรคลื่นความถี่ของประเทศต่างๆทั่ว โลกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ประกอบกับมีการกำหนดนโยบายและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารโทรคมนาคม ในระดับสากลโดยสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecommunication Union : ITU) จึงทำให้มีความจำเป็นที่ประเทศต่างๆทั่วโลก (รวมทั้งประเทศไทย) จะต้องให้ความสำคัญกับการบริหารจัดการการใช้งานเทคโนโลยีดังกล่าว ซึ่งถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาประเทศ ไม่ว่าจะในด้านเศรษฐกิจ และความมั่นคงของชาติ
บรอดแบนด์เป็นคำที่นำมาใช้ในความหมายเดิมของการให้บริการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงระดับมากกว่า 1.544 Mb/s (ระบบสื่อสาร Lease line T-1 มาตรฐานสหรัฐอเมริกามีความเร็วค่าเท่ากับ 1.544 Mb/s) และมีความจุช่องสัญญาณ (Channel capacity) เพียงพอต่อการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ความเป็นมาของบริการบรอดแบนด์เริ่มจากการพัฒนาเทคโนโลยีอินเตอร์เนต ซึ่งมีการใช้งานในยุคแรกๆ เริ่มในราวปี ค.ศ. 1990 ต่อจากนั้นก็มีการใช้งานอย่างแพร่หลายไปสู่ผู้ใช้ในทุกระดับ การพัฒนาของอินเตอร์เนตทำให้การส่งข้อมูลสื่อประสม (multimedia) ที่ประกอบไปด้วย เสียง ภาพ วีดีโอ ตัวอักษร และข้อมูล ทำได้อย่างสะดวกรวดเร็วและมีราคาถูก อีกทั้งยังมีบริการด้านสารสนเทศแบบใหม่ๆ ที่สามารถให้บริการบนโครงข่ายอินเตอร์เนต
การเข้าถึงบริการอินเตอร์เนตได้ทุกที่ ทุกเวลาต้องอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีการพัฒนาเพื่อตอบสนองการขยายตัวของผู้ใช้อินเตอร์เนตทั่วโลก หลายประเทศได้กำหนดเป็นนโยบาย (Broadband policy) เพื่อให้ประชาชนสามารถใช้บริการอินเตอร์เนตได้อย่างทั่วถึงโดยอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ และเรียกบริการที่ใช้เทคโนโลยีบรอดแบนด์ว่า บริการบรอดแบนด์ (broadband services)
การให้บริการบรอดแบนด์ในยุคต้นๆ ใช้เทคโนโลยีสื่อสารด้วยสายที่เรียกว่า Digital Subscriber Line (DSL) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรศัพท์ ในสายทองแดงของโครงข่ายโทรศัพท์เ และการใช้เทคโนโลยี cable modem ซึ่งเป็นการรับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรทัศน์ในสายเคเบิล การให้บริการบรอด์แบนด์โดยใช้เทคโนโลยี DSL และ cable modem มีอัตราการส่งข้อมูลประมาณไม่เกิน 10 Mb/s ทั้งนี้ขึ้นกับระยะห่างระหว่างผู้ใช้กับชุมสาย ถึงแม้ว่าการให้บริการบรอดแบนด์ด้วยเทคโนโลยีกลุ่ม DSL หรือ cable modem สามารถเพิ่มจำนวนผู้ใช้ได้อย่างมากมาย แต่การให้บริการก็จำกัดในบริเวณที่โครงข่ายสายทองแดงไปถึง ด้วยข้อจำกัดของอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลของโครงข่ายสายทองแดง และความต้องการของตลาดที่ประสงค์จะให้บริการบรอดแบนด์ได้ทุกหนทุกแห่ง จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยี บรอดแบนด์ที่ใช้ใยแก้วนำแสงและคลื่นวิทยุในการเข้าถึงผู้ใช้ สำหรับเทคโนโลยีบรอดแบนด์ที่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อเป็นที่รู้จักในชื่อว่า "บรอดแบนด์ไร้สาย (Broadband wireless)"
การสื่อสารไร้สายมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เมื่อแม๊กเวล (Maxwell) สามารถอธิบายถึงหลักการของการส่งผ่านของข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องใช้สายได้สำเร็จ ต่อมาอีกไม่กี่ปีได้มีการทดลองโดย Marconi ซึ่งทดสอบว่าการส่งสัญญาณแบบไร้สายอาจจะเป็นจริงและไปได้ที่จะทำการส่งได้ในระยะไกล ต่อมาในปี 1970 Bell Labs ได้เสนอความคิดเกี่ยวกับระบบเซลลูลาร์ ซึ่งเป็นความคิดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขว้างจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก จนสามารถนำมาใช้ในการสร้างอุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก ตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีแบบไร้สายมีการใช้งานอย่างกว้างขว้าง จนกระทั่งเกิดระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับจนถึงปัจจุบันนี้
รูปแสดงวิวัฒนาการเทคโนโลยีสื่อสารโทรคมนาคมไร้สาย
หากพิจารณาวิวัฒนาการของเทคโนโลยีไร้สาย สามารถอธิบายจากรูป ซึ่งจะเห็นว่าเทคโนโลยีไร้สายมีเส้นทางการพัฒนา โดยสามารถแบ่งได้ 2 เส้นทางหลักคือ
เส้นทางที่ 1 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยเริ่มต้นจากยุคที่ 1 ด้วยระบบ AMPS ต่อมาเป็นยุคที่ 2 ด้วยระบบ GSM ยุคที่ 3 ด้วยระบบ WCDMA และก่อนไปสู่ยุคที่ 4 ด้วยเทคโนโลยี LTE
เส้นทางที่ 2 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจาก Wireless Local Area Network (WLAN) ไปสู่ BWA ด้วยระบบ WiMAX จนในที่สุด มีแนวโน้มที่จะมุ่งสู่มาตรฐานเดียวกันกับโทรศัพท์เคลื่อนที่
WLAN และ BWA (WiMAX) เป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่พัฒนามาคนละเส้นทางกับโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น 3G ซึ่ง BWA นั้นถูกพัฒนามาจากมาตรฐานทางเทคนิคที่เรียกว่า IEEE802.16 ซึ่งมุ่งเน้นไปในการพัฒนาด้านการส่งข้อมูลสื่อประสม (Multimedia) ด้วยความเร็วสูงเป็นหลัก โดยมิได้เน้นความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) มากนัก แต่ในปัจจุบันก็มีความพยายามที่จะเพิ่มขีดความสามารถในการเคลื่อนที่ให้สูงขึ้นด้วย (พัฒนาจาก IEEE802.16d ไปเป็น IEEE802.16e) และสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ อาทิเช่น VoIP, Web Browsing, Video Streaming, Video Conferencing และ IPTV เป็นต้น
แต่ในทางกลับกันโทรศัพท์เคลื่อนที่เริ่มจากการมุ่งเน้นไปในการสื่อสารทางเสียง (Voice) ประกอบกับความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) พร้อมกันโดยมิได้มุ่งเน้นการส่งข้อมูลความเร็วสูง แต่การพัฒนาการด้านการส่งข้อมูลสื่อประสมด้วยความเร็วสูงบนโทรศัพท์เคลื่อนที่ ก็ถูกให้ความสนใจมากขึ้นในระยะหลังเนื่องจากความต้องการและพฤติกรรมของผู้ใช้เปลี่ยนไปนั่นเอง จึงทำให้ทั้งสองเทคโนโลยีเริ่มมีการพัฒนาการเข้าหากันจนอาจเกิดการทับซ้อนกันในอนาคตตามที่แสดงในรูป
ลักษณะการให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่ (Fixed Wireless Broadband) และบริการบรอดแบนด์คลื่อนที่ (Mobile Broadband) การให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่เป็นการให้บริการในลักษณะเช่นเดียวกับ การให้บริการบรอดแบนด์ตามสาย เพียงแต่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล ผู้ใช้ต้องมีสายอากาศและอยู่ประจำที่ หรือผู้ใช้อาจเคลื่อนย้ายตำแหน่งอย่างช้าๆ (normadic) ขณะรับส่งข้อมูล เนื่องจากข้อจำกัดของสมรรถนะทางเทคโนโลยีของของบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่จึง ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้บริการบรอดแบนด์ขณะเคลื่อน ที่ ซึ่งในปัจจบันมีเทคโนโลยีหลายแบบที่สามารถให้บริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่ และยังมีการพัฒนาต่อไปอีกในอนาคต
เทคโนโลยีการเข้าถึงบรอดแบนด์ไร้สาย (Broadband Wireless Access Technologies)
ในปัจจุบัน มีการพัฒนาเทคโนโลยีหลายแบบสำหรับการเข้าใช้บรอดแบนด์ไร้สายโดยองค์กรมาตรฐานระดับนานาชาติ การพัฒนาเทคโนโลยีมีลักษณะเป็นการปรับปรุงเทคโนโลยีเดิมให้สามารถเข้าใช้บรอดแบนด์ไร้สายได้ หรือเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับบรอดแบนด์ไร้สาย เทคโนโลยีบรอดแบนด์นำมาใช้ตามลักษณะของโครงข่ายการใช้งานแบ่งได้ตามลักษณะของการเข้าใช้โครงข่าย (Network) ดังนี้
1. โครงข่ายรอบตัวบุคคล (Personal Area Network: PAN)
เทคโนโลยี WPAN ถูกกำหนดให้อยู่ในมาตรฐาน IEEE 802.15 และมีมาตรฐานย่อย IEEE 802.15.1 ที่เป็นมาตรฐานเฉพาะของเทคโนโลยีบูลทูธ (Bluetooth) ซึ่งในขั้นต้นได้เสนอมาตรฐานนี้โดยการร่วมกันของผู้ผลิตจากหลายบริษัท โดยการใช้งานในปัจจุบันนั้น การส่งข้อมูลด้วย Bluetooth สามารถใช้งานแทนการส่งผ่านสาย (Cable) และมีระยะการส่งถึง 20 เมตร ต่อมามีการเสนอมาตรฐาน IEEE 802.15.3a เป็นมาตรฐานสำหรับระบบ Ultra Wide Band (UWB) ซึ่งเป็นระบบเครือข่ายที่มีอัตราการรับส่งสูงมาก (11Mbps 55Mbps) และ มีระยะการรับส่งข้อมูลใกล้ (ไม่เกิน 20 เมตร) ซึ่งมาตรฐาน IEEE 802.15.3a ยังไม่มีความสมบูรณ์และยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ส่วนมาตรฐาน IEEE 802.15.4 เป็นมาตรฐานระบบ ZigBee ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนน้อย ออกแบบมาเพื่อเป็นโครงข่ายไร้สายสำหรับอุปกรณ์ควบคุม ในโรงงานอุตสาหกรรม
2. โครงข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN)
มาตรฐาน IEEE 802.11 WLAN หรือ แลนไร้สาย เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในนามเทคโนโลยี Wi-Fi และเป็นที่นิยมกันมาก มาตรฐาน IEEE 802.11 ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2540 ซึ่งอุปกรณ์ตามมาตรฐานดังกล่าวจะมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 1 และ 2 Mbps ด้วยสื่ออินฟราเรด (Infrared) หรือคลื่นวิทยุที่ความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz เนื่องจากมาตรฐาน IEEE 802.11 เวอร์ชันแรกมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำและไม่มีการรองรับ Quality of Service (QoS) ซึ่งเป็นที่ต้องการของตลาด อีกทั้งกลไกรักษาความปลอดภัยที่ใช้ยังมีช่องโหว่อยู่มาก IEEE จึงได้จัดตั้งคณะทำงาน (Task Group) ขึ้นมาหลายชุดด้วยกันเพื่อทำการปรับปรุงเพิ่มเติมมาตรฐานให้มีศักยภาพสูงขึ้น โดยคณะทำงานกลุ่มที่มีผลงานที่น่าสนใจและเป็นที่รู้จักกันดีได้แก่ IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11e, IEEE 802.11g, และ IEEE 802.11i
3. โครงข่ายครอบคลุมพื้นที่กว้าง (Wide Area Network: WAN)
มาตรฐาน IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานเทคโนโลยีล่าสุดมาตรฐานหนึ่งที่กำหนดสำหรับ BWA (Broadband Wireless Access) ซึ่งถือว่าเป็นโครงข่ายที่มีพื้นที่ครอบคลุมในการให้บริการที่กว้างขวาง (WAN) พัฒนาขึ้นโดย IEEE ของสหรัฐอเมริกา โดยภาคอุตสาหกรรม ซึ่งประกอบไปด้วย ผู้ผลิตอุปกรณ์ ผู้พัฒนา chipset และผู้ประกอบการ ได้รวมตัวกันก่อตั้ง WiMAX Forum หรือ Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum เป็นองค์กรที่ไม่แสวงหาผลกำไร มีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนและพัฒนาอุปกรณ์เครือข่ายให้มาตรฐานในกลุ่ม IEEE 802.16 เป็นไปในแนวทางเดียวกัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้อุปกรณ์จากผู้ผลิตต่างๆ สามารถใช้งานร่วมกันได้ เกิดความกลมกลืนของมาตรฐานและมีราคาเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค ดังนั้น IEEE 802.16 จึงมีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าWiMAX
BWA เป็นระบบเครือข่ายที่มีขอบเขตคลอบคลุมพื้นที่กว้างขวางมากกว่า WLAN หรือ Wi-Fi โดยแท้จริงแล้วมาตรฐาน IEEE 802.16 BWA แบ่งได้ 2 แบบ คือ (1) มาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ซึ่งกำหนดใช้ได้ในลักษณะการเข้าถึงแบบอยู่กับที่ (Fixed Wireless Access) เรียกว่า WMAN และ (2) มาตรฐาน IEEE 802.16e ซึ่งเป็นการปรับปรุงพัฒนามาจากมาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ที่ได้ประกาศเป็นมาตรฐานในเดือนธันวาคม 2005 โดยวัตถุประสงค์ของมาตรฐาน IEEE 802.16e เพื่อให้ใช้งานในขณะที่มีการเคลื่อนที่ และมีประสิทธิภาพการ Roaming ข้ามเซลที่ดีกว่า
อีกหนึ่งมาตรฐานในส่วนของ BWA คือ มาตรฐาน IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) ซึ่งกำหนดให้ใช้งานบนพื้นฐานโครงข่าย IP (Internet Protocol) มีการเชื่อมต่อผ่านอากาศแบบแพ็กเกต (Packet) แต่อย่างไรก็ตามผู้กำหนดมาตรฐานมีความต้องการให้มาตรฐานนี้เข้าได้กับมาตรฐานอื่นๆที่มีอยู่ด้วย เป็นเทคโนโลยีที่กำหนดสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ความเร็วสูง (High-Speed Mobile) ร่างมาตรฐาน IEEE 802.20 มีการอนุมัติเมื่อ 18 มกราคม 2006 และเมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2006
รูปต่อไปเป็นการแสดงมาตรฐานการสื่อสารไร้สาย WPAN, WLAN, WMAN และ WWAN โดยเชิงเปรียบเทียบกับพื้นที่ครอบคลุม (Coverage)
รูปแสดงการสื่อสารไร้สาย WPAN, WLAN, WMAN และ WWAN เชิงเปรียบเทียบกับพื้นที่ครอบคลุม (Coverage)
-----มีต่อ-----
มาทำความรู้จัก บรอดแบนด์ไร้สาย BWA (Broadband Wireless Access ) กันเถอะ
โดย : พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ
ความหมายและความเป็นมา
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายได้ถูกพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการ ใช้งานที่สูงมากในปัจจุบันและมีแนวโน้มที่จะมีอัตราการใช้งานที่สูงมากใน อนาคต ทำให้มีผลกระทบต่อการวางมาตรฐานและการจัดสรรคลื่นความถี่ของประเทศต่างๆทั่ว โลกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ประกอบกับมีการกำหนดนโยบายและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารโทรคมนาคม ในระดับสากลโดยสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecommunication Union : ITU) จึงทำให้มีความจำเป็นที่ประเทศต่างๆทั่วโลก (รวมทั้งประเทศไทย) จะต้องให้ความสำคัญกับการบริหารจัดการการใช้งานเทคโนโลยีดังกล่าว ซึ่งถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาประเทศ ไม่ว่าจะในด้านเศรษฐกิจ และความมั่นคงของชาติ
บรอดแบนด์เป็นคำที่นำมาใช้ในความหมายเดิมของการให้บริการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงระดับมากกว่า 1.544 Mb/s (ระบบสื่อสาร Lease line T-1 มาตรฐานสหรัฐอเมริกามีความเร็วค่าเท่ากับ 1.544 Mb/s) และมีความจุช่องสัญญาณ (Channel capacity) เพียงพอต่อการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ความเป็นมาของบริการบรอดแบนด์เริ่มจากการพัฒนาเทคโนโลยีอินเตอร์เนต ซึ่งมีการใช้งานในยุคแรกๆ เริ่มในราวปี ค.ศ. 1990 ต่อจากนั้นก็มีการใช้งานอย่างแพร่หลายไปสู่ผู้ใช้ในทุกระดับ การพัฒนาของอินเตอร์เนตทำให้การส่งข้อมูลสื่อประสม (multimedia) ที่ประกอบไปด้วย เสียง ภาพ วีดีโอ ตัวอักษร และข้อมูล ทำได้อย่างสะดวกรวดเร็วและมีราคาถูก อีกทั้งยังมีบริการด้านสารสนเทศแบบใหม่ๆ ที่สามารถให้บริการบนโครงข่ายอินเตอร์เนต
การเข้าถึงบริการอินเตอร์เนตได้ทุกที่ ทุกเวลาต้องอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีการพัฒนาเพื่อตอบสนองการขยายตัวของผู้ใช้อินเตอร์เนตทั่วโลก หลายประเทศได้กำหนดเป็นนโยบาย (Broadband policy) เพื่อให้ประชาชนสามารถใช้บริการอินเตอร์เนตได้อย่างทั่วถึงโดยอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ และเรียกบริการที่ใช้เทคโนโลยีบรอดแบนด์ว่า บริการบรอดแบนด์ (broadband services)
การให้บริการบรอดแบนด์ในยุคต้นๆ ใช้เทคโนโลยีสื่อสารด้วยสายที่เรียกว่า Digital Subscriber Line (DSL) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรศัพท์ ในสายทองแดงของโครงข่ายโทรศัพท์เ และการใช้เทคโนโลยี cable modem ซึ่งเป็นการรับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรทัศน์ในสายเคเบิล การให้บริการบรอด์แบนด์โดยใช้เทคโนโลยี DSL และ cable modem มีอัตราการส่งข้อมูลประมาณไม่เกิน 10 Mb/s ทั้งนี้ขึ้นกับระยะห่างระหว่างผู้ใช้กับชุมสาย ถึงแม้ว่าการให้บริการบรอดแบนด์ด้วยเทคโนโลยีกลุ่ม DSL หรือ cable modem สามารถเพิ่มจำนวนผู้ใช้ได้อย่างมากมาย แต่การให้บริการก็จำกัดในบริเวณที่โครงข่ายสายทองแดงไปถึง ด้วยข้อจำกัดของอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลของโครงข่ายสายทองแดง และความต้องการของตลาดที่ประสงค์จะให้บริการบรอดแบนด์ได้ทุกหนทุกแห่ง จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยี บรอดแบนด์ที่ใช้ใยแก้วนำแสงและคลื่นวิทยุในการเข้าถึงผู้ใช้ สำหรับเทคโนโลยีบรอดแบนด์ที่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อเป็นที่รู้จักในชื่อว่า "บรอดแบนด์ไร้สาย (Broadband wireless)"
การสื่อสารไร้สายมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เมื่อแม๊กเวล (Maxwell) สามารถอธิบายถึงหลักการของการส่งผ่านของข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องใช้สายได้สำเร็จ ต่อมาอีกไม่กี่ปีได้มีการทดลองโดย Marconi ซึ่งทดสอบว่าการส่งสัญญาณแบบไร้สายอาจจะเป็นจริงและไปได้ที่จะทำการส่งได้ในระยะไกล ต่อมาในปี 1970 Bell Labs ได้เสนอความคิดเกี่ยวกับระบบเซลลูลาร์ ซึ่งเป็นความคิดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขว้างจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก จนสามารถนำมาใช้ในการสร้างอุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก ตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีแบบไร้สายมีการใช้งานอย่างกว้างขว้าง จนกระทั่งเกิดระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 1, 2 และ 3 ตามลำดับจนถึงปัจจุบันนี้
หากพิจารณาวิวัฒนาการของเทคโนโลยีไร้สาย สามารถอธิบายจากรูป ซึ่งจะเห็นว่าเทคโนโลยีไร้สายมีเส้นทางการพัฒนา โดยสามารถแบ่งได้ 2 เส้นทางหลักคือ
เส้นทางที่ 1 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยเริ่มต้นจากยุคที่ 1 ด้วยระบบ AMPS ต่อมาเป็นยุคที่ 2 ด้วยระบบ GSM ยุคที่ 3 ด้วยระบบ WCDMA และก่อนไปสู่ยุคที่ 4 ด้วยเทคโนโลยี LTE
เส้นทางที่ 2 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจาก Wireless Local Area Network (WLAN) ไปสู่ BWA ด้วยระบบ WiMAX จนในที่สุด มีแนวโน้มที่จะมุ่งสู่มาตรฐานเดียวกันกับโทรศัพท์เคลื่อนที่
WLAN และ BWA (WiMAX) เป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่พัฒนามาคนละเส้นทางกับโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น 3G ซึ่ง BWA นั้นถูกพัฒนามาจากมาตรฐานทางเทคนิคที่เรียกว่า IEEE802.16 ซึ่งมุ่งเน้นไปในการพัฒนาด้านการส่งข้อมูลสื่อประสม (Multimedia) ด้วยความเร็วสูงเป็นหลัก โดยมิได้เน้นความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) มากนัก แต่ในปัจจุบันก็มีความพยายามที่จะเพิ่มขีดความสามารถในการเคลื่อนที่ให้สูงขึ้นด้วย (พัฒนาจาก IEEE802.16d ไปเป็น IEEE802.16e) และสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ อาทิเช่น VoIP, Web Browsing, Video Streaming, Video Conferencing และ IPTV เป็นต้น
แต่ในทางกลับกันโทรศัพท์เคลื่อนที่เริ่มจากการมุ่งเน้นไปในการสื่อสารทางเสียง (Voice) ประกอบกับความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) พร้อมกันโดยมิได้มุ่งเน้นการส่งข้อมูลความเร็วสูง แต่การพัฒนาการด้านการส่งข้อมูลสื่อประสมด้วยความเร็วสูงบนโทรศัพท์เคลื่อนที่ ก็ถูกให้ความสนใจมากขึ้นในระยะหลังเนื่องจากความต้องการและพฤติกรรมของผู้ใช้เปลี่ยนไปนั่นเอง จึงทำให้ทั้งสองเทคโนโลยีเริ่มมีการพัฒนาการเข้าหากันจนอาจเกิดการทับซ้อนกันในอนาคตตามที่แสดงในรูป
ลักษณะการให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่ (Fixed Wireless Broadband) และบริการบรอดแบนด์คลื่อนที่ (Mobile Broadband) การให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่เป็นการให้บริการในลักษณะเช่นเดียวกับ การให้บริการบรอดแบนด์ตามสาย เพียงแต่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล ผู้ใช้ต้องมีสายอากาศและอยู่ประจำที่ หรือผู้ใช้อาจเคลื่อนย้ายตำแหน่งอย่างช้าๆ (normadic) ขณะรับส่งข้อมูล เนื่องจากข้อจำกัดของสมรรถนะทางเทคโนโลยีของของบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่จึง ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้บริการบรอดแบนด์ขณะเคลื่อน ที่ ซึ่งในปัจจบันมีเทคโนโลยีหลายแบบที่สามารถให้บริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่ และยังมีการพัฒนาต่อไปอีกในอนาคต
เทคโนโลยีการเข้าถึงบรอดแบนด์ไร้สาย (Broadband Wireless Access Technologies)
ในปัจจุบัน มีการพัฒนาเทคโนโลยีหลายแบบสำหรับการเข้าใช้บรอดแบนด์ไร้สายโดยองค์กรมาตรฐานระดับนานาชาติ การพัฒนาเทคโนโลยีมีลักษณะเป็นการปรับปรุงเทคโนโลยีเดิมให้สามารถเข้าใช้บรอดแบนด์ไร้สายได้ หรือเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับบรอดแบนด์ไร้สาย เทคโนโลยีบรอดแบนด์นำมาใช้ตามลักษณะของโครงข่ายการใช้งานแบ่งได้ตามลักษณะของการเข้าใช้โครงข่าย (Network) ดังนี้
1. โครงข่ายรอบตัวบุคคล (Personal Area Network: PAN)
เทคโนโลยี WPAN ถูกกำหนดให้อยู่ในมาตรฐาน IEEE 802.15 และมีมาตรฐานย่อย IEEE 802.15.1 ที่เป็นมาตรฐานเฉพาะของเทคโนโลยีบูลทูธ (Bluetooth) ซึ่งในขั้นต้นได้เสนอมาตรฐานนี้โดยการร่วมกันของผู้ผลิตจากหลายบริษัท โดยการใช้งานในปัจจุบันนั้น การส่งข้อมูลด้วย Bluetooth สามารถใช้งานแทนการส่งผ่านสาย (Cable) และมีระยะการส่งถึง 20 เมตร ต่อมามีการเสนอมาตรฐาน IEEE 802.15.3a เป็นมาตรฐานสำหรับระบบ Ultra Wide Band (UWB) ซึ่งเป็นระบบเครือข่ายที่มีอัตราการรับส่งสูงมาก (11Mbps 55Mbps) และ มีระยะการรับส่งข้อมูลใกล้ (ไม่เกิน 20 เมตร) ซึ่งมาตรฐาน IEEE 802.15.3a ยังไม่มีความสมบูรณ์และยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ส่วนมาตรฐาน IEEE 802.15.4 เป็นมาตรฐานระบบ ZigBee ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีความซับซ้อนน้อย ออกแบบมาเพื่อเป็นโครงข่ายไร้สายสำหรับอุปกรณ์ควบคุม ในโรงงานอุตสาหกรรม
2. โครงข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN)
มาตรฐาน IEEE 802.11 WLAN หรือ แลนไร้สาย เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในนามเทคโนโลยี Wi-Fi และเป็นที่นิยมกันมาก มาตรฐาน IEEE 802.11 ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2540 ซึ่งอุปกรณ์ตามมาตรฐานดังกล่าวจะมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 1 และ 2 Mbps ด้วยสื่ออินฟราเรด (Infrared) หรือคลื่นวิทยุที่ความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz เนื่องจากมาตรฐาน IEEE 802.11 เวอร์ชันแรกมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำและไม่มีการรองรับ Quality of Service (QoS) ซึ่งเป็นที่ต้องการของตลาด อีกทั้งกลไกรักษาความปลอดภัยที่ใช้ยังมีช่องโหว่อยู่มาก IEEE จึงได้จัดตั้งคณะทำงาน (Task Group) ขึ้นมาหลายชุดด้วยกันเพื่อทำการปรับปรุงเพิ่มเติมมาตรฐานให้มีศักยภาพสูงขึ้น โดยคณะทำงานกลุ่มที่มีผลงานที่น่าสนใจและเป็นที่รู้จักกันดีได้แก่ IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11e, IEEE 802.11g, และ IEEE 802.11i
3. โครงข่ายครอบคลุมพื้นที่กว้าง (Wide Area Network: WAN)
มาตรฐาน IEEE 802.16 เป็นมาตรฐานเทคโนโลยีล่าสุดมาตรฐานหนึ่งที่กำหนดสำหรับ BWA (Broadband Wireless Access) ซึ่งถือว่าเป็นโครงข่ายที่มีพื้นที่ครอบคลุมในการให้บริการที่กว้างขวาง (WAN) พัฒนาขึ้นโดย IEEE ของสหรัฐอเมริกา โดยภาคอุตสาหกรรม ซึ่งประกอบไปด้วย ผู้ผลิตอุปกรณ์ ผู้พัฒนา chipset และผู้ประกอบการ ได้รวมตัวกันก่อตั้ง WiMAX Forum หรือ Worldwide Interoperability for Microwave Access Forum เป็นองค์กรที่ไม่แสวงหาผลกำไร มีเป้าหมายเพื่อสนับสนุนและพัฒนาอุปกรณ์เครือข่ายให้มาตรฐานในกลุ่ม IEEE 802.16 เป็นไปในแนวทางเดียวกัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้อุปกรณ์จากผู้ผลิตต่างๆ สามารถใช้งานร่วมกันได้ เกิดความกลมกลืนของมาตรฐานและมีราคาเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค ดังนั้น IEEE 802.16 จึงมีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าWiMAX
BWA เป็นระบบเครือข่ายที่มีขอบเขตคลอบคลุมพื้นที่กว้างขวางมากกว่า WLAN หรือ Wi-Fi โดยแท้จริงแล้วมาตรฐาน IEEE 802.16 BWA แบ่งได้ 2 แบบ คือ (1) มาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ซึ่งกำหนดใช้ได้ในลักษณะการเข้าถึงแบบอยู่กับที่ (Fixed Wireless Access) เรียกว่า WMAN และ (2) มาตรฐาน IEEE 802.16e ซึ่งเป็นการปรับปรุงพัฒนามาจากมาตรฐาน IEEE 802.16-2004 ที่ได้ประกาศเป็นมาตรฐานในเดือนธันวาคม 2005 โดยวัตถุประสงค์ของมาตรฐาน IEEE 802.16e เพื่อให้ใช้งานในขณะที่มีการเคลื่อนที่ และมีประสิทธิภาพการ Roaming ข้ามเซลที่ดีกว่า
อีกหนึ่งมาตรฐานในส่วนของ BWA คือ มาตรฐาน IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA) ซึ่งกำหนดให้ใช้งานบนพื้นฐานโครงข่าย IP (Internet Protocol) มีการเชื่อมต่อผ่านอากาศแบบแพ็กเกต (Packet) แต่อย่างไรก็ตามผู้กำหนดมาตรฐานมีความต้องการให้มาตรฐานนี้เข้าได้กับมาตรฐานอื่นๆที่มีอยู่ด้วย เป็นเทคโนโลยีที่กำหนดสำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ความเร็วสูง (High-Speed Mobile) ร่างมาตรฐาน IEEE 802.20 มีการอนุมัติเมื่อ 18 มกราคม 2006 และเมื่อวันที่ 8 มิถุนายน 2006
รูปต่อไปเป็นการแสดงมาตรฐานการสื่อสารไร้สาย WPAN, WLAN, WMAN และ WWAN โดยเชิงเปรียบเทียบกับพื้นที่ครอบคลุม (Coverage)
รูปแสดงการสื่อสารไร้สาย WPAN, WLAN, WMAN และ WWAN เชิงเปรียบเทียบกับพื้นที่ครอบคลุม (Coverage)
-----มีต่อ-----