เทคโนโลยี LTE (Long Term Evolution) และมาตรฐาน

เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของการใช้ชีวิตประจำวันสำหรับผู้คนเกือบส่วนใหญ่ทั่วโลกในปัจจุบัน บทบาทหน้าที่ของการสื่อสารไร้สายพลิกโฉมหน้าจากยุคแรกเริ่มในอดีตซึ่งเป็นเพียงทางเลือกสำหรับผู้บริโภคที่มีฐานะการเงิน ในการหาซื้ออุปกรณ์โทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งมีราคาแพง เพื่อเพิ่มความสะดวกในการติดต่อสื่อสารขณะอยู่นอกบ้านหรือสำนักงาน มาเป็นเทคโนโลยีสำหรับผู้คนทั่วไปที่มีราคาไม่แพงทั้งในส่วนของตัวเครื่องลูกข่ายและราคาค่าใช้บริการ โดยยังคงมีฐานะในการให้บริการสื่อสารสนทนา (Voice Communication) เป็นสำคัญ เทคโนโลยีมีการพัฒนาต่อเนื่องเพื่อนำเสนอทางเลือกในการสื่อสารข้อมูล (Data Communication) ซึ่งค่อยๆ ได้รับการตอบรับจากผู้ใช้บริการ จนถึงปัจจุบันในยุคที่การสื่อสารข้อมูลแบบบรอดแบนด์ (Broadband Communication) ได้รับการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์กับโครงข่ายสื่อสารแบบมีสายด้วยอัตราเร็วในการสื่อสารข้อมูลระดับเมกะบิตต่อวินาทีกลายเป็นเรื่องปกติที่มีต้นทุนและค่าใช้จ่ายไม่มากนัก แรงผลักดันของการสื่อสารแบบบรอดแบนด์ผ่านอุปกรณ์สื่อสารไร้สาย ส่งผลให้เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้น ทั้งในส่วนของระบบเครือข่ายและอุปกรณ์เครื่องลูกข่าย รวมถึงบรรดาแอพพลิเคชั่นใช้งานต่างๆ

เทคโนโลยี WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) ซึ่งรองรับการสื่อสารข้อมูลไร้สายด้วยอัตราเร็ว 384 กิโลบิตต่อวินาที มาเป็นเทคโนโลยี HSPA (High Speed Packet Access) ซึ่งสามารถรองรับการสื่อสารด้วยอัตราเร็วสูงสุดถึง 42 เมกะบิตต่อวินาที และเทคโนโลยี LTE (Long Term Evolution) ที่ได้รับการกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคเพื่อรองรับการสื่อสารด้วยอัตราเร็วกว่า 100 เมกะบิตต่อวินาที
จุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์โทรศัพท์เคลื่อนที่
จุดเริ่มต้นของการใช้ประโยชน์จากคลื่นวิทยุมาเป็นตัวกลางสำหรับการติดต่อสื่อสาร เพื่อประโยชน์ในวงการโทรศัพท์เคลื่อนที่เริ่มต้นตั้งแต่ช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 โดยหน่วยงาน FCC (Federal Communications Commission) ของสหรัฐอเมริกาอนุมัติให้บริษัทเอทีแอนด์ทีให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบติดตั้งในรถยนต์ในปี พ.ศ. 2489 แนวคิดของการออกแบบเครือข่ายในยุคนั้นเป็นไปอย่างง่ายๆ ด้วยการตั้งสถานีฐานเพื่อใช้รับส่งสัญญาณคลื่นวิทยุกับเครื่องลูกข่าย (Terminal) ที่อยู่ในรถยนต์ โดยสถานีฐานส่งคลื่นวิทยุด้วยกำลังส่งสูง เพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งเมือง อันมีผลให้เครื่องลูกข่ายจำเป็นต้องกินไฟมาก เพื่อรับประกันว่าจะมีกำลังส่งกลับมายังสถานีฐานได้ แต่ละเมืองก็จะมีสถานีฐานเพียงแห่งเดียว ต่อมาใน พ.ศ. 2490 บริษัทเอทีแอนด์ทีจึงได้ทำการคิดค้นเทคนิคการนำความถี่วิทยุมาใช้งานซ้ำ (Frequency Reuse) โดยเป็นการออกแบบให้สถานีฐานที่อยู่ห่างไกลกันจนหมดโอกาสที่คลื่นวิทยุจะรบกวนกันเองสามารถนำความถี่ที่ถูกจัดสรรไปแล้วมาใช้งานใหม่ได้ ถือเป็นต้นแบบของปรัชญาการวางเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามด้วยสนนราคา ขนาดที่ใหญ่ และการ สิ้นเปลืองกระแสไฟของเครื่องลูกข่าย แม้จะมีการนำเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคเริ่มต้นนี้ไปใช้งานในเมืองต่างๆ ทั้งในสหรัฐอเมริกาและยุโรปนับจากนั้นมาอีกถึงกว่า 20 ปี แต่ปริมาณผู้ใช้บริการสื่อสารในลักษณะนี้ก็มีจำนวนรวมไม่มากนัก แนวโน้มการขยายตัวของตลาดผู้ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่เริ่มมีมากขึ้น พร้อมๆกับความพยายามของอุตสาหกรรมโทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งต้องการผลักดันให้มีมาตรฐานสากลสำหรับเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ มีการจัดตั้งองค์กรและหน่วยงานขึ้นเพื่อวางข้อกำหนดสากลที่เป็นมาตรฐานแน่นอน ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 1 หรือ 1G เริ่มจากการประกาศมาตรฐาน NMT (Nordic Mobile Telephony) ในช่วง พ.ศ. 2524 เพื่อใช้เป็นมาตรฐานสำหรับกลุ่มประเทศนอร์ดิค (ประกอบด้วยประเทศสวีเดน นอร์เวย์ และเดนมาร์ก) ในขณะที่ฝั่งของสหรัฐอเมริกาก็มีการพัฒนามาตรฐาน AMPS (Advanced Mobile Phone Service) ขึ้นเพื่อใช้งานในทวีปอเมริกาเหนือ นอกจากนั้น ยังมีมาตรฐาน TACS (Total Access Communications Service) และ J-TACS (Japan-TACS) มาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ 1G เหล่านี้ได้รับการออกแบบขึ้นเพื่อให้เป็นทางเลือกของการใช้งานโทรศัพท์พื้นฐาน โดยเน้นการสื่อสารขณะเคลื่อนที่เป็นสำคัญ และมุ่งรองรับการสนทนาเท่านั้น พร้อมทั้งมีการนำเทคโนโลยีใช้งานความวิทยุซ้ำ (Frequency Reuse) มาใช้งานอย่างเต็มรูปแบบ ทำให้มีการเรียกชื่อเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่เหล่านี้ว่า “โทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเซลลูล่าร์” เนื่องจากรูปแบบพื้นที่การแพร่กระจายคลื่นวิทยุมีลักษณะเป็นเหมือนเซลล์ย่อยๆ ที่เรียงต่อกันในลักษณะของรวงผึ้ง ในประเทศไทยเองเมื่อมีการนำโทรศัพท์เคลื่อนที่ NMT โดยบริษัท TOT (องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยในขณะนั้น) และ AMPS โดยบริษัท CAT Telecom (การสื่อสารแห่งประเทศไทยในขณะนั้น) มาใช้งานตั้งแต่ พ.ศ. 2528 ก็นิยมเรียกเทคโนโลยีชนิดนี้ว่า “โทรศัพท์เคลื่อนที่แบบรวงผึ้ง”
โทรศัพท์เคลื่อนที่ 1G ได้สร้างกระแสความนิยมใช้งานอุปกรณ์สื่อสารไร้สายมากขึ้น แม้ตลาดผู้บริโภคจะมีการขยายตัว ส่งผลให้เกิดการพัฒนาเพื่อลดขนาดตัวเครื่องลูกข่ายให้เล็กลงจากที่มีขนาดใหญ่เทอะทะและกินพลังงานมาก มาเป็นอุปกรณ์สื่อสารที่มีขนาดเล็กลง แต่ด้วยข้อจำกัดทางเทคนิคทั้งในแง่ของการมอดูเลตสัญญาณคลื่นวิทยุแบบอนาล็อกซึ่งไวต่อการถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนต่างๆ เสี่ยงต่อการถูกลักลอบดักฟัง อีกทั้งมักพบปัญหาคู่สายสนทนาหลุดในขณะเคลื่อนที่ นอกจากนั้นการจัดสรรและบริหารคลื่น
ความถี่วิทยุที่เป็นแบบ FDMA (Frequency Division Multiple Access) ซึ่งกำหนดให้ช่องสัญญาณ (Channel) ที่ใช้ในการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุระหว่างสถานีฐานและเครื่องลูกข่ายแต่ละช่องใช้แถบความถี่ (Bandwidth) ตายตัวหนึ่งช่องความถี่ ทำให้การออกแบบอุปกรณ์ชุดรับส่งคลื่นความถี่วิทยุ (Transceiver Unit) เป็นไปโดยสิ้นเปลือง กล่าวคือหนึ่งอุปกรณ์รับส่งหนึ่งชุดรองรับการสื่อสารเพียง 1 ช่องความถี่ การติดตั้งอุปกรณ์รับส่งในสถานีฐานแต่ละแห่งจึงถูกจำกัดด้วยขนาดทางกายภาพของตู้อุปกรณ์สถานีฐาน อีกทั้งยังมีการใช้กระแสไฟฟ้ามาก ก่อให้เกิดภาระด้านต้นทุนที่ค่อนข้างสูงต่อผู้ให้บริการเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ การพัฒนามาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 2 หรือ 2G โดยมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับจำนวนผู้ใช้บริการให้มากขึ้นด้วยใช้การมอดูเลตสัญญาณผ่านคลื่นวิทยุในลักษณะดิจิตอล ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค 1G แล้วจะมีขีดความสามารถในการรองรับปริมาณผู้ใช้บริการที่มากกว่าต่อแถบความถี่ นอกจากนั้นการสื่อสารแบบดิจิตอลยังทำให้สามารถเข้ารหัสข้อมูล ทั้งเพื่อลดโอกาสเกิดการผิดพลาดของข้อมูลระหว่างการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุ (Error Protection) และเพื่อป้องกันการลักลอบดักฟังข้อมูล (Ciphering) โดยผู้ไม่หวังดี นอกจากนั้นยังเป็นการเริ่มต้นยุคของการสื่อสารข้อมูลในลักษณะ Data C Long-Term Evolution (LTE) ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง ซึ่งเป็นมาตรฐานของโครงข่ายไร้สายในยุคหน้า ซึ่งบางทีถูกเรียกว่า 4G
สถาปัตยกรรมของ LTE

เทคโนโลยี LTE ซึ่งเป็นระบบสื่อสารไร้สายที่มีการพัฒนาขึ้นมาอีกขั้นและถูกกำหนดในมาตรฐานของ 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Release 8 ซึ่งอันที่จริงแล้วเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายที่มีใช้กันอยู่ได้แก่ GSM, GPRS, EDGE หรือ 3G ที่มีการพูดถึงกันมากก็อยู่ภายใต้มาตรฐานนี้ด้วย (แต่ Release แตกต่างกันไป) โดยภายใต้มาตรฐาน 3GPP Release 8 นี้ก็พยายามกำหนดมาตรฐานเพื่อการอัพเกรดจาก 3G ไปสู่ 4G และโครงสร้างให้เป็นแบบไอพีทั้งหมดที่มีลำดับขั้นน้อยชั้น (All-IP flat architecture) นั้นเอง
ภาพรวมของ LTE นั้นมุ่งไปที่สองประเด็นหลักของความต้องการพื้นฐานหลักในระบบสื่อสารโทรคมนาคมก็คือความเร็วในการรับส่งข้อมูล และดีเลย์หรือค่าความหน่วงที่เกิดขึ้นในระบบ (latency) โดยมี ความเร็วอย่างน้อย 100Mbps (downlink) และ 50Mbps (uplink) ส่วนดีเลย์กำหนดให้มีค่าต่ำกว่า 10ms สำหรับแบนด์วิทธ์ก็เปิดกว้างเริ่มตั้งแต่ปริมาณน้อยๆ จนถึง 20MHz การที่กำหนดให้มีแบนด์วิทธ์แถบความถี่น้อยด้วยนั้นก็เพื่อเปิดไว้ให้กับบางพื้นที่ที่มีปริมาณไม่มาก แต่ถ้าเราต้องการประสิทธิภาพสูงๆ ก็คงหนีไม่พ้นที่จะต้องการทรัพยากรความถี่แถบกว้าง
จุดประสงค์หลักของ LTE ก็เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ความถี่ (Spectral efficiency) เพื่อลดต้นทุนต่อบิตที่รับส่ง พัฒนาบริการใหม่ๆ โดยใช้คลื่นความถี่ย่านใหม่หรือย่านเดิมหลังจากการจัดสรรคลื่นความถี่ (Refarming)
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี LTE

การพัฒนาเทคโนโลยี LTE ในประเทศญี่ปุ่น
- เคดีดีไอ (KDDI) โมบายโอเปอเรเตอร์รายใหญ่อันดับสองของญี่ปุ่น ประกาศจะวางโครงข่ายไร้สายยุคหน้า LTE โดยใช้โครงข่ายหลักจากผู้ผลิตญี่ปุ่นร่วมกับผู้ผลิตจากชาติโลกตะวันตก นับเป็นกลยุทธ์พันธมิตรระหว่างผู้ผลิตอุปกรณ์โทรคมนาคมอย่างชาญฉลาด โดยโครงข่าย LTE จะวางบนโครงข่ายปัจจุบันที่ใช้อยู่ภายใต้เทคโนโลยีซีดีเอ็มเอ (CDMA) ด้วยโครงข่ายใหม่นี้จะส่งผลให้สามารถให้บริการมัลติมีเดียความเร็วสูงที่ต้องด้วยคอนเทนต์และแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย สอดคล้องกับลูกค้าที่มีอยู่ในระบบของเคดีดีไอ กว่าสามสิบล้านราย ซึ่งรวมทั้งผู้ใช้งานทั่วไปและกลุ่มธุรกิจ นอกจากระบบใหม่จะช่วยเพิ่มประสบการณ์ดีๆ จากการใช้งานโมบายบรอดแบนด์ของผู้ใช้ ไม่ว่าจะเป็นเวลาการดาวน์โหลดไฟล์เพลง วิดีโอ และบริการเพื่อความบันเทิงต่างๆ อาทิเช่น เกมออนไลน์ หรือบริการออนไลน์ ต่างๆ แบบไม่ยึดติดกับที่อีกต่อไป แล้ว ระบบยังช่วยลดต้นทุนบริการของเคดีดีไอ และยังสามารถให้บริการได้อย่างต่อเนื่องกับระบบ3Gภายใต้เทคโนโลยีซีดีเอ็มเอ (CDMA) อีกด้วย
ภายใต้คอนเซ็ปต์ “Challenge 2010” ทำให้เคดีดีไอ (KDDI) สามารถให้บริการที่หลากหลายตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด ด้วยหลักการใหญ่ๆ สี่ประการด้วยกันคือ
High reliability ระบบที่มีความน่าเชื่อถือได้สูง ไม่ว่าจะเป็นลูกค้าประเภทใดก็ตามย่อมต้องการบริการที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยเฉพาะกลุ่มลูกค้าองค์กรด้วยแล้วเรื่องนี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
Convenience ให้บริการที่เพิ่มความสะดวกให้กับลูกค้า เป็นประเด็นอันดับต้นๆ
ommunication ซึ่งเป็นบริการที่นอกเหนือไปจากการสื่อสารสนทนา (Voice Communication)
Service differentiation การสร้างบริการที่แตกต่างย่อมจะเป็นสิ่งจูงใจให้ลูกค้าเดิมอยู่ในระบบ และดึงลูกค้าใหม่เข้ามาใช้บริการ แต่ในโลกของโทรคมนาคมแล้ว การสร้างบริการที่แตกต่างอย่างยั่งยืนอาจจะลำบากอยู่ซะหน่อย เนื่องจากเมื่อเราเปิดให้บริการเสริมใหม่ๆ และประสบความสำเร็จ เพียงไม่นานหลังจากนั้นก็จะมีสมัครพรรคพวกเปิดให้บริการตามกันมาติดๆ อย่างไรก็ตาม ผู้นำที่เปิดบริการเป็นรายแรกๆ น่าจะได้รับประโยชน์ที่เรารู้จักกันว่า First-mover advantage
Customer satisfaction อย่างที่ทราบกันทั่วไปว่าการได้มานั้นยาก แต่การรักษาไว้นั้นยิ่งยากยิ่งกว่า ฉันใดก็ฉันนั้น การให้บริการโทรคมนาคมการแย่งชิงลูกค้าให้มาใช้บริการกับเราภายใต้สภาวะการณ์แข่งขันที่รุนแรงเป็นเรื่องที่ท้าทายแล้ว การรักษาลูกค้าให้อยู่ในระบบเป็นสิ่งที่ท้าทายยิ่งกว่าสำหรับผู้บริหารองค์กร ดังนั้นการสร้างความพึงพอใจให้กับลูกค้าได้รับความสนใจอย่างมาก นอกจากบริการหลังการขายทั่วไปแล้ว จะต้องควบคุมตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้อย่างถึงกึ๋น คือ ดูแลมากกว่าเพียงความสัมพันธ์ แต่เป็นการลงมาดูลึกถึงประสบการณ์ต่างๆ ที่ลูกค้าจะได้รับ
จะเห็นได้ว่า โอเปอเรเตอร์เบอร์สองนอกจากจะเตรียมความพร้อมด้านเทคโนโลยีแล้ว ด้านการตลาดและการขายก็เป็นสิ่งสำคัญไม่ได้ยิ่งหย่อนต่างกันเลย ด้วยโครงข่ายที่ทันสมัยจะเป็นตัวเสริมให้ทั้งสี่ประการข้างต้นอย่างดีเยี่ยม การเลือกพาร์ทเนอร์ (partner) สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์ในครั้งนี้ได้ใช้เหตุผลจากความเป็นผู้นำในเรื่องเทคโนโลยี ประสบการณ์ ความเชี่ยวชาญ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าเคดีดีไอ (KDDI) จะได้รับประโยชน์จากการเข้าสู่ตลาดได้เร็ว (time to market advantage) การให้บริการได้อย่างต่อเนื่อง (seamless) นับเป็นประเด็นสำคัญในการเลือกผู้ผลิต โดยผู้ผลิตได้เคยทำการทดลองใช้งานข้ามโครงข่ายระหว่าง LTE กับซีดีเอ็มเอ (CDMA) ซึ่งเป็นโครงข่ายที่เคดีดีไอใช้อยู่ในปัจจุบัน นอกจากนั้นยังต้องคำนึงถึงการทำงานร่วมกันได้ของอุปกรณ์จากต่างผู้ผลิต (multi-vendor compatibility) เนื่องจากคงไม่มีโอเปอเรเตอร์รายไหนจะทิ้งโครงข่ายมูลค่ามหาศาลที่เคยลงทุนมาแล้วเปลี่ยนทั้งหมดไปเป็นโครงข่ายใหม่ของผู้ผลิตรายใหม่ทั้งหมด การเลือกผู้ผลิตในครั้งนี้ได้ตอบโจทย์สำคัญๆ ทางด้านเทคนิค ซึ่งนำมาซึ่งผลประโยชน์ในเชิงพาณิชย์
- หัวเว่ย เดินหน้าพัฒนาเทคโนโลยีสื่อสารโลกอนาคต LTE หรือ Long Term Evolution แก่ผู้ให้บริการโทรคมนาคมทั่วโลก โดยล่าสุดเปิดศูนย์ปฏิบัติการ LTE แห่งแรกในเอเชียแปซิฟิกที่กรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น ทั้งนี้ ยังได้ประกาศความพร้อม หัวเว่ยสามารถให้บริการติดตั้งสถานีฐาน LTE eNodeB เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ได้เป็นครั้งแรกของโลกแล้ว เมื่อพ.ศ. 2549 ซึ่งศูนย์ LTE แห่งนี้จะใช้เป็นศูนย์ค้นคว้า พัฒนา และทดสอบเทคโนโลยี LTE ก่อนจะนำไปติดตั้งให้แก่ผู้ประกอบการโทรคมนาคม นอกจากนี้ สภาพแวดล้อมภายในศูนย์จะมีการจำลองสภาพภายนอกเหมือนจริง เพื่อให้ได้ผลการทดสอบที่แม่นยำและนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีได้อย่างมีประสิทธิภาพ อัตราความเร็วในการดาวน์โหลดของการทดสอบอยู่ที่ 140 เมกกะบิตต่อวินาที นอกจากนี้ ในระยะเวลาใกล้เคียงกัน หัวเว่ย ได้ออกมาประกาศความพร้อม ขณะนี้สามารถให้บริการติดตั้งสถานีฐาน LTE eNodeB เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ได้แล้วเป็นครั้งแรกของโลก โดยสถานีฐาน LTE eNodeB สามารถรองรับอัตราการดาวน์โหลดได้ถึง 150 เมกกะบิตต่อวินาที ด้วยอัตราความเร็วในการดาวน์โหลดนี้ทำให้ผู้ใช้บริการสามารถใช้บริการ วิดีโอออนดีมานต์ที่มีความละเอียดสูง และการประชุมเสมือนจริง ด้วยโซลูชั่นการจัดการเครือข่ายได้ด้วยตนเองใน eNodeB ทำให้การปรับใช้เครือข่าย LTE เป็นไปอย่างอัตโนมัติ ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและไม่จำเป็นต้องใช้เงินลงทุนสูงในการพัฒนาเครือข่ายในอนาคต

- โอเปอเรเตอร์มือถือเบอร์หนึ่งในญี่ปุ่นนาม เอ็นทีที โดโคโม (NTT DoCoMo)
ผู้นำของโดโคโม ใช้ความพยายามอย่างเต็มที่เพื่อรักษาระยะห่างกับเบอร์สองและสามให้มากที่สุด สิ่งที่โฟกัส ณ เวลานี้ก็คือการเปิดบริการเทคโนโลยี Beyond 3G ด้วย Long-Term Evolution (LTE) ให้เป็นไปอย่างราบรื่น ให้เป็นไปตามแผนที่วางเอาไว้ จากที่เคยเป็นผู้นำด้านเว็บบนมือถือด้วยบริการที่รู้จักกันดีทั่วโลกชื่อ ไอ-โหมด (i-mode) มาในคราวนี้ก็ได้วางแผนเพื่อวางโครงข่ายและตระเตรียมเงินลงทุนก้อนโตสำหรับวางโครงข่ายใหม่นี้ในอีกห้าปีข้างหน้า ซึ่งคาดกันว่าจะสามารถสื่อสารข้อมูลได้รวดเร็วกว่าบริการ 3G ที่ให้บริการอยู่ในปัจจุบันถึงสิบเท่า
เอกสารอ้างอิง
1.http://www.thaipr.net/nc/readnews.aspx?newsid=C1F54CB608A82107BACA5CE9957D5D0F&sec=all&query=bG9uZyB0ZXJt
2. http://en.wikipedia.org/wiki/3GPP_Long_Term_Evolution
3. http://www.ericsson.com/technology/whitepapers/lte_overview.pdf
4. http://its.in.th/index.php?option=com_content&view=article&id=406%3A--3gpp-lte--wimax&Itemid=57

Image processing เทคโนโลยีการประมวลผลภาพ

การประมวลผลภาพ (Image Processing) หมายถึง การนำภาพมาประมวลผลหรือคิดคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เราต้องการทั้งในเชิงคุณภาพและปริมาณ

โดยมีขั้นตอนต่าง ๆ ที่สำคัญ คือ การทำให้ภาพมีความคมชัดมากขึ้น การกำจัดสัญญาณรบกวนออกจากภาพ การแบ่งส่วนของวัตถุที่เราสนใจออกมาจากภาพ เพื่อนำภาพวัตถุที่ได้ไปวิเคราะห์หาข้อมูลเชิงปริมาณ เช่น ขนาด รูปร่าง และทิศทางการเคลื่อนของวัตถุในภาพ จากนั้นเราสามารถนำข้อมูลเชิงปริมาณเหล่านี้ไปวิเคราะห์ และสร้างเป็นระบบ เพื่อใช้ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ เช่น ระบบรู้จำลายนิ้วมือเพื่อตรวจสอบว่าภาพลายนิ้วมือที่มีอยู่นั้นเป็นของผู้ใด ระบบตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม ระบบคัดแยกเกรดหรือคุณภาพของพืชผลทางการเกษตร ระบบอ่านรหัสไปรษณีย์อัตโนมัติ เพื่อคัดแยกปลายทางของจดหมายที่มีจำนวนมากในแต่ละวันโดยใช้ภาพถ่ายของรหัสไปรษณีย์ที่อยู่บนซอง ระบบเก็บข้อมูลรถที่เข้าและออกอาคารโดยใช้ภาพถ่ายของป้ายทะเบียนรถเพื่อประโยชน์ในด้านความปลอดภัย ระบบดูแลและตรวจสอบสภาพการจราจรบนท้องถนนโดยการนับจำนวนรถบนท้องถนนในภาพถ่ายด้วยกล้องวงจรปิดในแต่ละช่วงเวลา ระบบรู้จำใบหน้าเพื่อเฝ้าระวังผู้ก่อการร้ายในอาคารสถานที่สำคัญ ๆ หรือในเขตคนเข้าเมือง เป็นต้น จะเห็นได้ว่าระบบเหล่านี้จำเป็นต้องมีการประมวลผลภาพจำนวนมาก และเป็นกระบวนการที่ต้องทำซ้ำ ๆ กันในรูปแบบเดิมเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งงานในลักษณะเหล่านี้ หากให้มนุษย์วิเคราะห์เอง มักต้องใช้เวลามากและใช้แรงงานสูง อีกทั้งหากจำเป็นต้องวิเคราะห์ภาพเป็นจำนวนมาก ผู้วิเคราะห์ภาพเองอาจเกิดอาการล้า ส่งผลให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้ ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงมีบทบาทสำคัญในการทำหน้าที่เหล่านี้แทนมนุษย์ อีกทั้ง เป็นที่ทราบโดยทั่วกันว่า คอมพิวเตอร์มีความสามารถในการคำนวณและประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ในเวลาอันสั้น จึงมีประโยชน์อย่างมากในการเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลภาพและวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากภาพในระบบต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้น


การประชุมทางไกลผ่านระบบเทเลคอนเฟอเรน ใช้เทคนิคการบีบอัดภาพ


การตรวจลายนิ้วมือโดยใช้ ระบบสแกนลายนิ้วมือ

ภาพถ่ายดาวเทียมใช้หลักการของการประมวลผลภาพ


งานทางหุ่นยนต์ ใช้ในการออกแบบหุ่นยนต์กู้ภัยค้นหาผู้บาดเจ็บหรือเสียชีวิตจากอุบัติเหตุ
นอกจากตัวอย่างระบบต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นแล้ว งานที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับชีวิตและสุขภาพเราอย่างมาก คือ งานวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ก็จำเป็นต้องนำศาสตร์ทางด้านการประมวลผลภาพมาประยุกต์ใช้เช่นกัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายของผู้ป่วยได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นตัวอย่างการนำภาพถ่ายมาทำการวิเคราะห์ ใช้หลักการของการประมวลผลภาพให้ภาพคมชัดมากยิ่งขึ้นในการหาเชื้อแบตทีเรีย
ในปัจจุบัน เทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ ซึ่งทำให้แพทย์สามารถตรวจดูอวัยวะสำคัญ ๆ ต่าง ๆ ภายในร่างกายได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัด ได้พัฒนาไปไกลมาก เริ่มจากเครื่องเอ็กซเรย์ (X-Ray) ซึ่งสามารถถ่ายภาพโครงสร้างกระดูกและอวัยวะบางอย่างเช่น ปอด ภายในร่างกายได้ ต่อมาได้มีการพัฒนาสร้างเครื่อง CT (Computed Tomography) ซึ่งสามารถจับภาพอวัยวะต่าง ๆ ในแนวระนาบตัดขวางได้ ทำให้เราเห็นข้อมูลภาพได้มากขึ้น


การใช้เครื่อง CT สแกนเพื่อตรวจหาความผิดปกติของมะเร็งเต้านม


อีกทั้งยังมีเครื่อง MRI (Magnetic Resonance Imaging) ซึ่งใช้ถ่ายภาพส่วนที่เป็นเนื้อเยื้อที่ไม่ใช่กระดูก (soft tissues) ได้ดี ภาพ MRI นี้นอกจากจะให้ข้อมูลทางกายภาพแล้วยังให้ข้อมูลทางเคมีได้อีกด้วย เครื่อง MRI ยังสามารถถ่ายภาพอวัยวะที่ต้องการในระนาบต่าง ๆ ได้ด้วย โดยไม่จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายตำแหน่งของผู้ป่วย

หรือแม้กระทั่ง เทคนิคการถ่ายภาพด้วยอัลตราซาวด์ (Ultrasound) ซึ่งใช้ตรวจดูความสมบูรณ์ของทารกในครรภ์มารดา หรือตรวจดูขนาดของ ตับ ม้าม ถุงน้ำดี และ ไต เพื่อหาความผิดปกติของอวัยวะเหล่านี้ ในปัจจุบันก็ยังมีใช้กันอย่างแพร่หลาย ด้วยเทคนิคใหม่ ๆ ในการถ่ายภาพทางการแพทย์เหล่านี้ บวกกับเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้น ซึ่งเพิ่มความสะดวกรวดเร็วในการใช้งานเครื่องถ่ายภาพเหล่านี้ ทำให้มีการถ่ายภาพทางการแพทย์เพื่อเป็นแนวทางในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ กันอย่างแพร่หลาย นั้นหมายความว่า ปัจจุบันมีภาพทางการแพทย์ที่จำเป็นต้องนำมาประมวลผลเป็นจำนวนมหาศาล ซึ่งอาจจะเกินกำลังที่จะให้บุคลากรทางการแพทย์แต่ละคนมาวิเคราะห์ได้ในแต่ละวัน จึงมีความจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีทางการประมวลผลภาพเข้าช่วย เนื่องจากภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เหล่านี้ ปัจจุบันได้ถูกพัฒนาให้สามารถเก็บอยู่ในรูปแบบดิจิทัลได้แล้ว ทำให้สะดวกในการจัดเก็บ รักษา และส่งข้อมูลภาพ และที่สำคัญเรายังสามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านี้ได้ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้รวดเร็วยิ่งขึ้น อีกทั้งในการถ่ายภาพเพื่อตรวจดูการทำงาน หรือตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะหนึ่ง ๆ นั้นในแต่ละครั้งนั้น อาจต้องใช้ภาพจำนวนมากในการเปรียบเทียบวิเคราะห์ เช่น การถ่ายภาพหัวใจด้วยเครื่อง MRI จำเป็นต้องถ่ายภาพตลอดระยะเวลาการเต้นของหัวใจในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งอาจได้ภาพออกมาเป็นจำนวนร้อย ๆ ภาพ เป็นต้น ดังนั้น ในการทำงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญกับภาพถ่ายจำนวนมากเหล่านี้ จึงทำให้ต้องเสียเวลาและใช้แรงงานของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญอย่างมากเกินจำเป็น อีกทั้งผู้เชี่ยวชาญเองอาจเกิดอาการล้าได้ หากจำเป็นต้องวิเคราะห์ภาพเป็นเวลาติดต่อกันเป็นเวลานาน ๆ ด้วยเหตุนี้เอง จึงได้มีการนำการประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ ซึ่งถือเป็นศาสตร์ใหม่ เรียกว่า การประมวลผลภาพทางการแพทย์ (Medical Image Processing) เพื่อให้แพทย์ผู้เชี่ยวชาญสามารถวิเคราะห์ภาพจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว และเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการวินิจฉัยโรคได้ดีขึ้นด้วย

การประมวลผลภาพทางการแพทย์ เป็นการนำเทคนิคหรือวิธีการต่าง ๆ ของการประมวลผลภาพ มาใช้กับภาพทางการแพทย์ โดยการเลือกใช้เทคนิคต่าง ๆ กับภาพทางการแพทย์นี้ จะขึ้นอยู่กับเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์นั้น ๆ เพื่อให้ได้ผลลัพท์ ที่ช่วยให้แพทย์สามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านั้นได้สะดวกและรวดเร็วมากขึ้น โดยเทคนิคของการประมวลผลภาพมีมากมายหลายวิธีการ ซึ่งส่วนใหญ่แล้ว ในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์มักจะใช้หลาย ๆ วิธีการร่วมกัน เพื่อให้ได้สิ่งที่ต้องการตามเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์นั้น ๆ เทคนิคของการประมวลผลภาพที่สำคัญ ๆ ในการจัดการกับภาพทางการแพทย์ มีดังตัวอย่างต่อไปนี้
การแบ่งส่วนภาพ (Image Segmentation) เป็นวิธีการแบ่งส่วนใดส่วนหนึ่งของภาพที่เราสนใจออกมาจากภาพที่เราต้องการ ซึ่งการแบ่งส่วนภาพนี้ โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นขั้นตอนเบื้องต้นและสำคัญอย่างมากของการประมวลผลภาพทางการแพทย์ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพแบบต่าง ๆ นั้น โดยปกติมักจะมีองค์ประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้เคียงกับอวัยวะที่ทำถ่ายภาพมา เช่น เนื้อเยื่อ กระดูก อวัยวะข้างเคียง หรือแม้กระทั่งสัญญาณรบกวน (Noise) ที่ขึ้นในขณะถ่ายภาพ ด้วยเหตุนี้ การวิเคราะห์เฉพาะอวัยวะที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้การแบ่งส่วนภาพมาทำหน้าที่ตัดแยกส่วนที่เราต้องการออกมา ตัวอย่างเช่น การแบ่งส่วนเนื้อสมองจากภาพสมอง การแบ่งส่วนภาพหัวใจห้องล่างซ้ายจากภาพหัวใจ MRI การแบ่งส่วนเฉพาะเส้นโลหิต การแบ่งส่วนข้อกระดูกสันหลังจากภาพลำกระดูกสันหลัง หรือ การแบ่งส่วนของทารกจากภาพอัลตราซาวด์ เป็นต้น การแบ่งส่วนภาพทางการแพทย์มีทั้งการแบ่งส่วนภาพแบบ 2 มิติ และ 3 มิติ ขึ้นอยู่ความจำเป็นและวัตถุประสงค์ของการนำไปวิเคราะห์ โดยวิธีการแบ่งส่วนภาพที่กำลังได้รับความนิยมในงานวิจัยเกี่ยวกับภาพทางการแพทย์ ได้แก่ แอ็กทิฟคอนทัวร์ (Active Contour) และ แอ็กทิฟเซอร์เฟส (Active Surface) เป็นต้น
การซ้อนทับภาพ (Image Registration)
เป็นวิธีการนำข้อมูลของสองภาพหรือมากกว่า มารวมกันเพื่อให้เกิดภาพใหม่ที่มีข้อมูลภาพสมบูรณ์มากขึ้น โดยภาพใหม่ที่ได้นี้ จะเป็นการรวมตัวกันของข้อมูลหรือรายละเอียดในแต่ละภาพที่นำมาผสานกัน มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ภาพที่มีรายละเอียดและข้อมูลที่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้งาน หรือการนำภาพไปวิเคราะห์ โดยส่วนใหญ่แล้วภาพที่จะนำมาซ้อนทับกันนั้น อาจเป็นภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกัน ที่ถ่ายต่างเวลากัน ต่างมุมมองกัน หรือ ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพที่แตกต่างกัน เป็นต้น และการนำวิธีการซ้อนทับภาพมาใช้กับภาพทางการแพทย์ มีประโยชน์ในหลาย ๆ ด้าน ตัวอย่างเช่น การตรวจ ติดตาม หรือหาความผิดปกติของอวัยวะต่าง ๆ ทำได้โดยการนำภาพถ่ายของอวัยวะที่ต้องการตรวจ ที่ได้ถ่ายไว้ในอดีต มาทำการซ้อนทับกับภาพถ่ายของอวัยวะเดียวกันที่ถ่ายไว้ในปัจจุบัน โดยทำให้ตำแหน่งของอวัยวะต่าง ๆ ของทั้งสองภาพตรงกัน ซึ่งการทำในลักษณะนี้ จะทำให้เห็นถึงความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นของอวัยวะนั้น ว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรบ้างในช่วงเวลานั้น มีแนวโน้มที่จะเป็นอย่างไรต่อไป มีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นหรือไม่ มีอวัยวะที่โตขึ้นผิดปกติหรือไม่ เป็นต้น การนำภาพทางการแพทย์ที่ใช้เทคนิคในการถ่ายภาพแตกต่างกัน มาทำการซ้อนทับภาพ เป็นอีกหนึ่งประโยชน์ของวิธีการนี้ เนื่องจากภาพทางการแพทย์ที่ถ่ายโดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพเพียงแบบเดียว อาจจะทำให้ได้ข้อมูลไม่ครบถ้วนตามที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการถ่ายภาพหลาย ๆ แบบ เพื่อให้ได้ข้อมูล รายละเอียดของอวัยวะ หรือองค์ประกอบรอบข้างอื่น ๆ ของอวัยวะนั้น ๆ เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากในการนำภาพไปวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่น การนำภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT ซึ่งมีรายละเอียดที่ชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เป็นกระดูก มาซ้อนทับกับภาพสมองที่ถ่ายด้วยเครื่อง MRI ซึ่งให้รายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ภายในสมองได้ดีกว่าภาพที่ถ่ายด้วยเครื่อง CT และเห็นได้ว่า ภาพใหม่ที่ได้จากการซ้อนทับของข้อมูลจากภาพทั้งสองนี้ จะมีรายละเอียดขององค์ประกอบต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น คือ มีทั้งส่วนที่เป็นกะโหลกศีรษะและรายละเอียดของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ในสมอง จึงทำให้สามารถวิเคราะห์ภาพใหม่นี้เพียงภาพเดียวได้ โดยไม่ต้องพิจารณาภาพทั้งสองแยกกัน

การสร้างภาพ 3 มิติ (3D Image Reconstruction)
การวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์โดยใช้ภาพ 3 มิติ กำลังได้รับความต้องการอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากภาพ 3 มิติ สามารถแสดงให้เห็นถึงภาพรวมหรือรายละเอียดในมุมมองต่าง ๆ ของอวัยวะได้ จึงมีประโยชน์อย่างมากในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ โดยอวัยวะหรือส่วนของร่างกายที่ได้มีการวิเคราะห์ในรูปแบบ 3 มิติ ตัวอย่างเช่น สมอง หัวใจ กระดูก ฟัน และขากรรไกร เป็นต้น
ภาพ 3 มิติสำหรับภาพทางการแพทย์นั้น มักสร้างมาจากภาพ 2 มิติหลาย ๆ ภาพ ทำได้โดยการนำภาพเหล่านั้น มาผ่านกระบวนการประมวลผลภาพ เช่น การแบ่งส่วนภาพ เป็นต้น เพื่อให้ได้รายละเอียด ส่วนประกอบต่าง ๆ หรือข้อมูลที่จำเป็นของอวัยวะที่ต้องการ จากนั้น นำมาประกอบกันเพื่อขึ้นรูปเป็นภาพ 3 มิติ ซึ่งภาพ 3 มิติที่ได้นี้ จะมีลักษณะหรือรูปร่างที่เหมือนกับอวัยวะจริงเพียงใด ขึ้นอยู่กับข้อมูลของภาพ 2 มิติที่นำมาประมวลผล ถ้าภาพ 2 มิติที่ได้จากเครื่องถ่ายภาพมีภาพจำนวนมากเพียงพอ ถ่ายในทุกส่วนสัดอย่างละเอียด หรือ ได้ถ่ายไว้ในหลายมุมมอง ก็ยิ่งทำให้ภาพ 3 มิติที่ได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น

ข้อดีของภาพ 3 มิติ คือ สามารถพิจารณาในลักษณะของปริมาตรหรือขนาดได้ ทำให้สามารถตรวจหาความผิดปกติของอวัยวะได้ โดยดูจากขนาดที่เห็น หรือดูจากค่าที่คำนวณออกมาเป็นตัวเลข เช่น ปริมาตร หรือค่าความบ่งชี้ต่าง ๆ ทางการแพทย์ เป็นต้น เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการวิเคราะห์ว่าอวัยวะนั้น ๆ มีขนาดที่ใหญ่หรือเล็กผิดปกติหรือไม่ ตัวอย่างการนำภาพ 3 มิติมาช่วยงานในด้านการวางแผนการรักษา เช่น การวางแผนการฝังรากฟันเทียม ทำได้โดยการจัดการวางแผนกับภาพฟัน 3 มิติในคอมพิวเตอร์ ที่สร้างมาจากภาพฟันและขากรรไกร 2 มิติของผู้ป่วย หรือการวางแผนการจัดฟัน ที่ทำให้ผู้ป่วยสามารถเห็นลักษณะฟันของตนเอง ก่อนและหลังการจัดฟันได้ เพื่อเป็นตัวช่วยในการตัดสินใจว่าจะเข้ารับการรักษาหรือไม่ และ ในด้านการวางแผนการผ่าตัดฝังวัสดุในส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย จะช่วยให้แพทย์สามารถวางแผนและจัดการฝังวัสดุได้อย่างมีความถูกต้อง แม่นยำ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งนี้ การประมวลผลภาพทางการแพทย์ ไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อเข้ามาทำหน้าที่หลักแทนแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ แต่เข้ามาทำหน้าที่เป็นเครื่องมืออำนวยความสะดวกหรือเป็นผู้ช่วยในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์ต่าง ๆ เพื่อให้แพทย์สามารถวิเคราะห์ภาพเหล่านั้นได้สะดวกและ รวดเร็วขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพในวิเคราะห์ให้ดีขึ้น ปัจจุบันยังมีความจำเป็นและต้องการผู้รู้ ผู้เชี่ยวชาญในการพัฒนาเทคนิคการประมวลผลภาพทางการแพทย์อีกมาก ทั้งนี้ ผู้ที่พัฒนากระบวนการประมวลผลภาพทางการแพทย์นี้ นอกจากจะต้องรู้วิธีการสั่งงานคอมพิวเตอร์ได้แล้ว ยังต้องเข้าใจความสามารถในการวิเคราะห์ภาพของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในงานนั้น ๆ อีกด้วย เพื่อจะสามารถผสมผสานศาสตร์ทั้งสองนั้น และนำมาพัฒนาศักยภาพในการประมวลผลภาพได้สูงขึ้น

ตัวอย่างการนำการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลไปใช้งานด้านต่างๆ


ข้อดี-ข้อเสียของการประมวลผลดิจิตอล

จากที่ ได้ยกตัวอย่างการใช้งานของ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล มาทั้งหมดนั้น ก็คงพอจะทำให้ได้ทราบถึง แนวทางการประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ในงานด้านต่างๆ เช่น ทางการทหาร การแพทย์ บันเทิง หรือ การสื่อสารโทรคมนาคม และ อื่นๆ ความนิยมในการใช้ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล ที่เพิ่มมากขึ้น ก็เนื่องมาจากการ ข้อได้เปรียบเมื่อเปรียบเทียบกับการสร้างวงจรด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่สิ่งที่สำคัญกว่านั้นก็คือ ทฤษฎีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยตัวของมันเอง มิใช่เพื่อเป็นการประมาณค่าการประมวลผลสัญญาณทางอนาลอก และนี่เป็นสิ่งที่ทำให้การประยุกต์ใช้งาน การประมวลผลสามารถทำได้ในรูปแบบที่หลากหลายและ มีประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้นเรื่อยๆ

เอกสารอ้างอิง
1. http://ce.thainichi.net/index.php/articles/technology-reviews/51-image-processing-
2 http://www.tedmontgomery.com/the_eye/
3 http://www.codeproject.com/KB/GDI-plus/csharpfilters.aspx
4. http://www.eegrad.mut.ac.th/home/peerapol/article.htm
5. Denise Chiavetta, Top 12 Areas for Technology Innovation through 2025, Changer Waves, November
20, 2007, available online at changewaves.socialtechnologies.com/home/2007/11/20/top-12-areas-for-
technology-innovation-through-2025.html

Mobile Broadband Technology

Mobile Broadband Technology

เทคโนโลยีต่างๆที่ใช้สำหรับ บรอดแบนด์ไร้สาย (mobile broadband) ในปัจจุบัน ค่อนข้างมีความหลากหลายและ ผ่านการพัฒนาเทคโนโลยีให้มีความก้าวหน้า ทันสมัยขึ้นเป็นลำดับเพื่อสนองตอบความต้องการของลูกค้าหรือผู้ใช้บริการ Mobile Broadband Technology หรืออาจเรียกว่า “ WWAN” (Wireless Wide Area Network) เป็นการต่อเชื่อมคอมพิวเตอร์เข้ากับโครงข่ายสื่อสาร ข้อมูลเซ็ลลูลาร์โดยตรง กล่าวคือ ไม่จำเป็นต้องต่อเชื่อมเข้ากับโครงข่ายท้องถิ่น (local network) หรือ WiFi hotspot ในทางปฏิบัติ โครงข่ายข้อมูลมีหลายรูปแบบ ซึ่งจะมีระดับสมรรถนะ (performance) ที่แตกต่างกันไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าผู้ให้บริการโครงข่ายไร้สาย(หรือ เซลลูลาร์)จะเลือกใช้งาน โดยทั่วไป ประเภทของโครงข่ายข้อมูลจะกำหนดด้วยมาตรฐานของการสื่อสารไร้สายที่ใช้เป็นสำคัญ และมีอยู่ด้วยกันหลายมาตรฐาน เทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายอาจแบ่งออกได้เป็น 4 ยุค (generation) มีการพัฒนาต่อเนื่องมาเป็นลำดับ และแต่ละยุคมีระยะเวลาโดยเฉลี่ยไม่เกิน 10 ปีจะถูกพัฒนาและปรับเปลี่ยนไปสู่ยุคใหม่ เช่น การพัฒนาจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบอนาล็อก (1G) เป็นระบบดิจิตอล (2G) การพัฒนาจากระบบ 2G ไปเป็น 3G เพื่อรองรับการใช้งานด้านการสื่อสารข้อมูลที่มีความเร็วสูง ปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีได้ก้าวเข้าสู่ยุค beyond 3G หรือ 4G ที่ค่อนข้างสมบูรณ์และพร้อมเปิดใช้งานเชิงพาณิชย์แล้ว บรรดาผู้ให้บริการโทรคมนาคมรายใหญ่ของโลกจำนวนไม่น้อยได้ทยอยเปิดให้บริการเช่น ประเทศสหรัฐอเมริกา บางประเทศในยุโรป และหลายประเทศในภูมิภาคเอเชียกำลังจะเริ่มเปิดใช้งานเชิงพาณิชย์หลังจากได้เสร็จสิ้นการทดสอบไปแล้ว (เช่น ญี่ปุ่น และเกาหลี)

รูปที่ 1 การพัฒนาเทคโนโลยีของการเข้าถึงไร้สาย (wireless access)

เทคโนโลยียุค 2G เป็นโครงข่ายดิจิตอลยุคแรกที่มีการพัฒนาขึ้นมาใช้งานแทนโครงข่ายยุคแรกและได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในเวลาไม่นานนัก ถึงแม้ว่าโครงข่าย 2G อาจมีไม่กี่รูปแบบ เช่น Edge Evolution แต่ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและพอจะแข่งขันได้กับโครงข่าย 3G พอสมควร แต่โครงข่าย 2G ส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้งานเฉพาะอย่าง เช่น การส่งข่าวสาร การสืบค้น และการรับ-ส่งอีเมล์ เป็นต้น เทคโนโลยียุค 3G เป็นเทคโนโลยีที่ให้สมรรถนะสูงสุดในขณะนี้ เหมาะมากกับการใช้งานด้านมัลติมีเดีย เช่น การดาวน์โหลด และดูหนัง ฟังเพลง รวมทั้งการส่งและรับข้อมูลขนาดใหญ่ (เช่น แฟ้มข้อมูลเอกสาร และพรีเซนเตชั่น) โครงข่าย 3G มีให้เลือกใช้ได้หลายรูปแบบ แต่รูปแบบที่บรรดาผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ส่วนใหญ่นิยมใช้กันคือ HSDPA และ EVDO
HSDPA เป็นเทคโนโลยีโครงข่ายบรอดแบนด์ไร้สาย 3G ที่นิยมใช้กันมาก ให้ความเร็วดาวน์ลิงก์ 14.4 Mbps และเป็นเทคโนโลยีที่ยังมีการพัฒนาต่อเนื่องไปเป็น Evolved HSDPA ที่คาดกันว่าจะทำความเร็วได้มากขึ้นเป็น 42 Mbps สมรรถนะของ mobile broadband adapters ขึ้นอยู่กับความเร็วในการดาวน์ลิงก์ (downlink speed) แลอัพลิงก์ (uplink speed) ของเทคโนโลยีโครงข่าย ความเร็วดาวน์ลิงก์ หมายถึงความเร็วที่ใช้ในการดาวน์โหลดข้อมูลจากอินเทอร์เน็ตเข้าไปยังคอมพิวเตอร์ ส่วนความเร็วอัพลิงก์ หมายถึงความเร็วที่ใช้ในการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ไปยังอินเทอร์เน็ต ทั้งนี้ความเร็วดาวน์ลิงก์ยิ่งสูง อแดปเตอร์จะทำงานได้เร็วขึ้น อย่างไรก็ดีแม้ความเร็วอัพลิงก์จะเป็นเรื่องสำคัญด้วยก็ตาม แต่ความเร็วอัพลิงก์ที่แตกต่างกันไม่มีความสำคัญมากเท่ากับความเร็วดาวน์ลิงก์ที่ต่างกัน ด้วยเหตุผลที่ว่าปกติข้อมูลที่เราอัพโหลดไปยังอินเทอร์เน็ตนั้นมีปริมาณไม่มาก เช่น อาจเป็นเพียงแค่ที่อยู่ของเว็บ (web address) หรือวลีหรือคำที่จะสืบค้น เท่านั้น แต่หากเป็นข้อมูลที่ดาวน์โหลดแล้วจะมีปริมาณมาก เช่น การโหลดข้อความ ภาพนิ่ง และภาพเคลื่อนไหว จากหน้าเว็บเข้ามายังเบร้าเซอร์ ด้วยเหตุนี้หากความเร็วดาวน์ลิงก์ยิ่งสูงแสดงว่ามีสรรถนะโดยรวมดีมากขึ้นด้วย ความเร็วในการดาวน์ลิงก์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ peak performance และ average live network performance peak performance หมายถึงความเร็วดาวน์ลิงก์สูงสุดที่อแดปเตอร์รองรับได้ ในขณะที่ average live network performance หมายถึงสมรรถนะที่เป็นจริง
ตารางที่ 1 และตารางที่ 2 เป็นสรุปความเร็วในการอัพลิงก์และความเร็วสูงสุด และความเร็วเฉลี่ยในการดาวน์ลิงก์ของเทคโนโลยีแต่ละแบบ โดยเทคโนโลยีของอแดปเตอร์ที่ใช้นั้นขึ้นอยู่กับว่าจะใช้กับงานประเภทใด

เทคโนโลยี UMTS/HSPA
HSPA ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 3 และเป็นซอฟต์แวร์ที่ได้ทำการยกระดับ (Upgrade) โครงข่ายที่เป็นโครงสร้างพื้นฐาน เพื่อให้สามารถใช้งานข้อมูลที่แปรผันตามอัตราความเร็วข้อมูลได้ ดังนั้นเราต้องการอุปกรณ์เคลื่อนที่ซึ่ง HSPA ถือว่าเป็นทางเลือกหนึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นใหม่และเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาระดับสูงได้ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ไว้เป็นมาตรฐานแล้ว HSPA มีความเป็นมาที่ยิ่งใหญ่ เนื่องจากกลุ่มของเทคโนโลยีระบบ GSM ซึ่งได้ให้กำเนิดการติดต่อสื่อสารเคลื่อนที่ของประชากรโลกที่อยู่ในโลกที่สาม HSPA เป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่สามารถเลือกการทำงานได้แม้กระทั่งอัตราความเร็วข้อมูลที่มีอัตราความเร็วข้อมูลสูง สำหรับผู้ใช้งานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันนี้สามารถใช้งานได้ ซึ่งวิวัฒนาการนี้จะเห็นได้จากตระกูลที่พวกเราคุ้นเคย เช่น เทคโนโลยี GPRS
(เป็นเทคโนโลยีแบบแพ็คเก็จตัวแรกที่มีอัตราความเร็วข้อมูล 128 Kbps) เทคโนโลยี EDGE (เป็นเทคโนโลยีที่ได้เพิ่มอัตราความเร็วข้อมูลสูงขึ้นประมาณ 240 Kbps) และจึงเข้าไปสู่เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 3 ที่กำลังเพิ่มอัตราความเร็วข้อมูลเป็น 384 Kbps HSPA เป็นคำทั่วๆ ไป เพื่อรวบรวมคำย่อทั้งหมดสำหรับ HSDPA และ HSUPA และ HSPA Evolve (HSPA+) ในปัจจุบันเทคโนโลยีบรอดแบนด์เคลื่อนที่ (Mobile Broadband Technology) ได้ถูกเผยแพร่ออกไปอย่างกว้างขวางทั่วโลกด้วยจำนวนของอุปกรณ์ที่แสดงมีจำนวนมากมายไม่เพียงแต่จำนวนในเชิงปริมาณ แต่ความหลากหลายของอุปกรณ์ที่แสดงให้เห็น ซึ่งประชาชนมีเส้นทางที่แตกต่างกันในการเข้าถึงข่าวสารข้อมูลที่มีการเคลื่อนที่ โครงข่ายทั้งหลายที่ได้ถูกนำมาใช้งานโดยหลักอยู่ที่สเปกตรัมย่านความถี่ 1900 MHz และ 2100 MHz และการจัดสรร สเปกตรัมย่านความถี่ UHF ซึ่งจำนวนของผู้ให้บริการรายอื่นๆ จะนำสเปกตรัมย่านความถี่นี้มาใช้งานเพื่อช่วยให้ครอบคลุมพื้นที่การให้บริการ (Coverage Area) เมื่อ HSPA เริ่มเปิดให้บริการ HSPA เป็นสิ่งที่เหนือกว่าด้วยการยกระดับซอฟต์แวร์ที่อยู่บน Rel.99 ของมาตรฐานUMTS การยกระดับนี้เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพและลดปัจจัยแฝงของการเชื่อมโยง (Link) และได้รับโดยการใช้ประโยชน์ควบคู่ไปกับจำนวนเทคนิคต่างๆ คือ Adaptive Modulation and Coding ซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งอยู่ใน Node B (สถานีฐาน (Base Station) จะทำการวิเคราะห์ผู้ใช้งานแต่ละคนที่อยู่บนเซลล์ (Cell) ในเรื่องคุณภาพของสัญญาณและการใช้งานข้อมูลและความจุของเซลล์ ณ เวลาที่ทำการตรวจสอบที่ใช้รูปแบบในการมอดูเลชั่นสัญญาณเพื่อติดต่อกับอุปกรณ์แต่ละตัว ดังนั้นคุณภาพของสัญญาณที่ดีและเซลล์รับภาระโหลดน้อย Node B จะกำหนดให้ใช้เทคนิคการมอดูเลชั่นแบบ 16QAM เพื่อเลือกค่าอัตราความเร็วข้อมูลที่มีค่ายอดสูงถึง 3.6 Mbps และลดค่าลงไปสู่การใช้เทคนิคการมอดูเลชั่นแบบ QPSK ที่เกี่ยวเนื่องอัตราความเร็วข้อมูลต่ำถ้าเงื่อนไขได้กลายเป็นที่ไม่ได้รับความนิยม
Fast Packet Scheduling ขึ้นอยู่กับตัวอุปกรณ์ที่อยู่ในเซลล์ได้รายงานความแข็งแรงของสัญญาณ โดย Node B สามารถที่จะตรวจสอบว่าอุปกรณ์ตัวใดส่งข้อมูลไปยังกรอบเวลา (Time Frame) ในระยะเวลาอีก 2 ms ดังนั้นจะทำให้การใช้งานมีประสิทธิภาพมากที่สุดจากแบนด์วิธที่ใช้งานได้ ซึ่ง Node B สามารถที่จะทำการตรวจสอบได้ด้วยเหมือนกันว่า มีจำนวนข้อมูลมากเท่าใดที่ส่งไปยังอุปกรณ์แต่ละตัวที่อยู่บนพื้นฐานของการเชื่อมต่อ ระบบ HSPA ใช้ 16 Codes ซึ่งจำนวน 15 codes ถูกใช้งานกับ HSPA ดังนั้น Node B ทำการตรวจสอบว่ามีจำนวน Codes เท่าใดที่กำหนดไปยังอุปกรณ์แต่ละตัวที่อยู่ภายในเซลล์ที่กำหนดค่า Time Slot ไว้ 2 ms ซึ่งจะทำการตรวจสอบอัตราความข้อมูลทั้งหมดที่ถูกส่งออกไป Node B สามารถกำหนด Time Slot ทั้งหมดและจำนวนทั้งหมด 15 Codes ไปยังอุปกรณ์ตัวเดียวที่อยู่ในเซลล์และถ้าตัวอุปกรณ์รายงานผลว่าสถานภาพของสัญญาณดี ก็จะได้รับอัตราความเร็วข้อมูลสูงสุด Hybrid Automatic Repeat request (HARQ) เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ในการแก้ค่าผิดพลาด (Correct Errors) ในการส่งสัญญาณของแพ็คเก็จระหว่าง Node B และตัวอุปกรณ์ของผู้ใช้งาน (User’s Device) ตัวอุปกรณ์ได้มีการร้องขอการส่งสัญญาณใหม่อีกในส่วนของแพ็คเก็จใดๆ ที่เป็นค่าผิดพลาดในขณะที่กำลังเก็บแพ็คเก็จเก่าทั้งหมดที่ไม่ถูกต้องไว้ ดังนั้นตัวอุปกรณ์เริ่มรวบรวมแพ็คเก็จทั้งหมดเพื่อแก้ค่าผิดพลาด ซึ่งมันจะเก็บค่าแพ็คเก็จทั้งหมดที่Hzผิดพลาดและใช้งานเพื่อแก้ไขสัญญาณจะเป็นวิธีการที่มีความเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพมากกว่า HSDPA (High Speed Data Package Access) มีความสามารถในการรับไฟล์ข้อมูลที่มีขนาดใหญ่บนเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ของเราได้ เช่น ไฟล์ข้อมูลที่แนบมากับจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (e-mail) การนำเสนอผลงานด้วยโปรแกรม Power Point หรือ Web Page โดยที่โครงข่าย HSDPA มีอัตราความข้อมูลสูงสุดประมาณ 3 – 6 Mbps สามารถดาวน์โหลดข้อมูลปกติที่เป็นไฟล์ข้อมูลดนตรีที่มีขนาด 3 Mbytes ใช้ระยะเวลาในการดาวน์โหลดไฟล์นี้เพียง 8.3 วินาที และไฟล์ข้อมูลที่เป็นวิดีโอคลิปมีขนาด 5 Mbytes สามารถดาวน์โหลดไฟล์ข้อมูลนี้ใช้เวลาเพียง 13.9 วินาที ซึ่งอัตราความเร็วข้อมูลที่ได้รับจากเทคโนโลยี HSDPA นี้จะมีอัตราความเร็วข้อมูลสูงสุด 14.4 Mbps แต่ผู้ให้บริการโครงข่ายส่วนใหญ่ได้จัดเตรียมอัตราความเร็วข้อมูลอยู่ที่ 3.6 Mbps และในการเปิดให้บริการครั้งแรกจะมีอัตราความเร็วข้อมูล 7.2 Mbps นั้นมีอัตราการเติบโตที่รวดเร็วมาก โครงข่าย HSDPA ได้มีการเปิดใช้งานมา 2 ปีแล้ว และได้ถูกจัดวางไว้ในการนำเสนอเป็นบรอดแบนด์เคลื่อนที่ (Mobile Broadband) ไปงานทั่วโลก กับการดำเนินงานเพียงไม่กี่รายที่ได้ใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมย่านความถี่ 850 MHz
HSUPA เป็นการใช้ประโยชน์เทคนิคเดียวกันกับ HSDPA เทอมของการปรับตัวของการเชื่อมโยงบนการมอดูเลชั่นที่ถูกนำมาใช้งานและ HARQ ใช้งานเพื่อปรับปรุง Uplink และสร้างการส่งสัญญาณข้อมูลที่พร้อมกันที่มีอัตราความเร็วข้อมูลสูงถึง 5.7 Mbps มีข้อแตกต่างเพียงเล็กน้อยที่อญุ่ในเส้นทางการทำงานเพื่อที่จะให้บริการอุปกรณ์ได้ทั้งหมดในการ Upload และลดวิธีการมอดูเลชั่น Scheduling นี่คือ กลไกการร้องขอที่เกิดขึ้นคล้ายๆ กับ Fast Packet Scheduling ข้างบน แต่เริ่มต้นโดยตัวอุปกรณ์ ตัวอุปกรณ์ร้องขอให้มรการอนุญาตในการส่งข้อมูลและ Node B จะทำการตรวจสอบอยู่บนเซลล์ที่กำลังรับภาระโหลดร้องขอและระดับกำลังงานที่อยู่ภายในเซลล์ เมื่อใดและจำนวนอุปกรณ์เท่าใดที่ถูกยอมให้อนุญาตและที่อัตราความเร็วข้อมูลเท่าไร Non-Scheduling สำหรับการใช้งานที่แน่นอนเมื่อมีการหน่วงเวลาบนฐานของการร้องขอ Scheduling และอยู่บน Node B ควรจะมีขนาดใหญ่พอ เช่น VoIP มีวิธีการอื่นที่ตัวอุปกรณ์เริ่มต้นส่งสัญญาณ ในกรณีนี้ระดับพลังงานถูกกำหนดโดยตัวอุปกรณ์และมีค่าคงที่ เมื่อมีกิจกรรมที่มีการร้องขอ Schedule ซึ่ง Node B จะตรวจสอบระดับพลังงานของตัวอุปกรณ์ในการส่งสัญญาณและจะถูกควบคุมแบบพลวัตเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดทุกตัวที่อยู่บนเซลล์นั้นๆ
HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) นี่เป็นการขยายเพิ่มออกไปอีกในการเพิ่มอัตราความเร็วข้อมูล โดยที่เราสามารถติดต่อสื่อสารจากตัวอุปกรณ์เคลื่อนที่ของเรา ตัวอย่างเช่น กรณีนี้เราสามารถเลือกอัพโหลดวิดีโอ (Upload Video) ไปยัง YouTube ใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที ดังนั้นเราสามารถแลกเปลี่ยนประสบการณ์กันได้อย่างรวดเร็วแบบทันทีทันใด อัตราความเร็วข้อมูลในการอัพโหลดที่ 384 Kbps ด้วยเทคโนโลยี HSUPA ในขณะนี้อัตราความเร็วข้อมูลได้เพิ่มสูงสุดประมาณ 5.7 Mbps ในปัจจุบันนี้ HSUPA สามารถใช้บริการได้เพียงไม่กี่ประเทศ และในปีนี้คาดว่าจะเปิดให้บริการอย่างจริงจังทั่วโลก HSPA Evolved บางครั้งก็อ้างถึง HSPA+ หรือ I-HSPA (มีความแตกต่างกันเล็กน้อยแต่จำนวนเป้าหมายสุดท้ายเหมือนกันสำหรับผู้ใช้งาน) ระบบนี้จะเพิ่มอัตราความเร็วข้อมูลของ Downlink ที่จัดเตรียมไว้ 42 Mbps ด้วยการใช้ประโยชน์จากเทคนิคการมอดูเลชั่นแบบ 64QAM และอัตราความเร็วข้อมูล Uplink สูงถึง 11.5 Mbps ด้วยการใช้เทคนิคการมอดูเลชั่นแบบ 16QAM สำหรับการเพิ่มในอนาคตเพื่อช่วยให้การรับข้อมูลในการเพิ่มอัตราความเร็วข้อมูลเป็นการเสริมของสายอากาศ MIMO (Multiple in multiple out) ปกติถูกนำมาใช้งานในการขยายประสิทธิภาพของระบบโดยมีขนาด 4 เท่า HSPA Evolve หรือที่รู้จักเทคโนโลยีนี้ในนามของ HSPA+ นั้นเป็นขั้นตอนต่อไปและได้เป็นที่น่าสนใจอย่างมากในการให้บริการส่งข้อมูลที่สามารถเลือกอัตราความเร็วข้อมูลในการส่งข้อมูลให้มีอัตรา ความเร็วข้อมูลสูงสุดได้ถึง 42 Mbps ในการดาวน์ลิงค์ (Downlink) และมีอัตราความเร็วข้อมูล 11 Mbps สำหรับการอัพลิงค์ (Uplink) ซึ่ง HSPA+ จะนำมาให้บริการได้อย่างเป็นทางการในปลายปี 2008 หรือต้นปี 2009 เทคโนโลยีไวแมกซ์ (WiMAX) กำลังเข้ามาเป็นคู่แข่งที่น่ากลัวของ 3G ด้วยแนวความคิดที่ต้องการพัฒนาระบบสื่อสารที่สามารถเข้าถึงด้วยเทคนิคของการสื่อสารแบบไมโครเวฟ (microwave) ที่ใช้งานร่วมกันได้ทั่วโลก (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ซึ่งเป็นที่มาของชื่อย่อว่า “ไวแมกซ์” (WiMAX)

รูปที่ 2 รูปแบบเทคโนโลยีไวแมกซ์

ไวแมกซ์เป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงที่ถูกพัฒนาขึ้นมาพร้อมๆกับการพัฒนา 3G มีรัศมีทำการที่ 30 ไมล์ (ประมาณ 50 กิโลเมตร) ซึ่งหมายความว่า ไวแมกซ์สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่า 3G มากถึง 10 เท่าตัว และยิ่งกว่านั้นยังมีอัตราความเร็วในการ ส่งผ่านข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) รวมทั้งข้อมูลล่าสุดในการพัฒนาเทคโนโลยีสู่ “ไวแมกซ์ยุคใหม่” (Next Generation WiMAX) ในภาคสนาม ที่เปิดเผยต่อสาธารณะ ปรากฏว่ามีความสามารถในด้านต่างๆไม่ด้อยกว่า 3.5G หรือเข้าใกล้เทคโนโลยี 4G การพัฒนาเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายสำหรับประเทศไทย
จากการที่เทคโนโลยี 3G ได้เริ่มตั้งแต่ ค.ศ. 2000 (พ.ศ. 2543) หรือเกือบ 10 ปีมาแล้วตามกรอบของการพัฒนาเทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ผ่านมา และ ค.ศ. 2010 (พ.ศ. 2553) จะเป็นช่วงเวลาเริ่มต้นของเทคโนโลยีและมาตรฐานใหม่ตามแนวคิดของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) นั่นคือ “IMT-Advanced” เต็มรูปแบบ

รูปที่ 3 การพัฒนาเทคโนโลยีจาก IMT-2000 ไปสู่ IMT-Advanced หรือ 4G

จากสภาพตลาดของธุรกิจการสื่อสารโทรคมนาคมที่มีการแข่งขันอย่างรุนแรงผนวกกับความก้าวหน้าของการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถพัฒนาได้ทันกับความต้องการของการสื่อสารโทรคมนาคม เป็นตัวผลักดันที่สำคัญต่อบรรดาผู้พัฒนาและผู้ผลิต ได้เริ่มทยอยนำเครื่องอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้เทคโนโลยี 4G ออกสู่ตลาดมาตั้งแต่ ประมาณ พ.ศ. 2547 และผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่รายใหญ่ทั่วโลกจำนวนมากได้เริ่มเปิดให้บริการเชิงพาณิชย์ด้วยเทคโนโลยี 4G แล้ว ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ที่ต้องการใช้งานโมบายล์ บรอดแบนด์ และบริการต่างๆตามความชอบของตนเอง

รูปที่ 4 จำนวนผู้ใช้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั้งหมดของไทย (สิ้นสุดไตรมาส 3 ปี 2551)

โดยผู้ประกอบการโทรศัพท์เคลื่อนที่ภาคเอกชนของประเทศ ให้บริการภายใต้สัญญาสัมปทานกับหน่วยงานของรัฐในลักษณะ B-T-O (ลงทุนสร้าง – ส่งมอบให้เป็นทรัพย์สินของรัฐ - และได้รับสิทธิ์ในการนำไปให้บริการ) ซึ่งยังคงเหลือระยะเวลาอีกอย่างน้อยรายละตั้งแต่ 4 – 8 ปี ดังนั้นบรรดาเครื่องอุปกรณ์โครงข่าย และสิ่งอำนวยความสะดวกที่ภาคเอกชนลงทุนไปทั้งหมดจะเป็นของรัฐ ยกเว้นในส่วนที่เป็น “ฐานลูกค้าหรือผู้ใช้บริการ” ที่ยังไม่มีความชัดเจนทางกฎหมายหรือสัญญา ว่าควรจะเป็นกรรมสิทธิ์ของหน่วยงานรัฐหรือภาคเอกชนที่เป็นผู้ให้บริการภายหลังสิ้นสุดสัญญาสัมปทาน และหากหน่วยงานของรัฐจะถือสิทธิ์ความเป็นเจ้าของด้วยนั้น จะสามารถทำได้เพียงใดในเมื่อผู้ใช้บริการมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดและติดต่อโดยตรงกับผู้ประกอบการภาคเอกชน ซึ่งบทพิสูจน์ในเรื่องนี้เคยเกิดขึ้นแล้วกับกรณีของบริษัท กิจการร่วมค้าไทยโมบายล์ ซึ่งเป็นบริษัทภายใต้การกำกับดูแลของรัฐวิสาหกิจโทรคมนาคมรายใหญ่และรายเดิมของประเทศ 2 ราย ที่ก่อนหยุดให้บริการมีจำนวนผู้ใช้บริการไม่ถึง 30,000 รายจากที่เคยมีสูงสุดไม่เกิน 100,000 ราย

รูปที่ 5 ส่วนแบ่งตลาดบริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ของไทย (สิ้นสุดไตรมาส 3 ปี 2551)

หากผู้ประกอบการภาคเอกชนที่ให้บริการ 2G ภายใต้สัญญาสัมปทานฯ เลือกที่จะจัดตั้งบริษัทใหม่เพื่อขอรับใบอนุญาต (ซึ่งจะเป็นใบอนุญาตของตนเองและไม่ต้องจ่ายส่วนแบ่งรายได้ให้แก่หน่วยงานของรัฐ) และลงทุนให้บริการ 3G แยกต่างหาก ซึ่งแน่นอนไม่อาจหลีกเลี่ยงที่จะคิดได้ว่า หมายถึง เกิดการถ่ายโอนผู้บริหารระดับสูง ผู้ปฏิบัติงานและพนักงานที่มีความรู้ความสามารถและประสบการณ์ในธุรกิจโทรศัพท์เคลื่อนที่ไม่ต่ำกว่า 10 ปี ไปยังบริษัทใหม่ และ(อาจ)ปล่อยให้การให้บริการที่มีอยู่เดิมเป็นไปตามยถากรรม (เนื่องจากการดำเนินธุรกิจโทรศัพท์เคลื่อนที่ส่วนใหญ่นั้นจะมีระยะคืนทุนและสร้างผลกำไรได้อย่างเป็นกอบเป็นกำ ตั้งแต่ประมาณปีที่ 7 เป็นต้นไป ขณะนี้หลายรายได้ผ่านช่วงเวลาเริ่มสร้างผลกำไรมาไม่น้อยกว่า 10 ปี) ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลใดที่จะต้องลงทุนพัฒนา 3G ภายใต้สัญญาสัมปทานฯและทรัพย์สินต้องตกเป็นของรัฐ ซึ่งเรื่องนี้เห็นได้ชัดจากการที่ผู้ประกอบการภาคเอกชนเลือกที่จะพัฒนาบริการด้วยเทคโนโลยีที่สูงกว่า 2G ในรูปแบบ in-band migration เพียงเพื่อรักษาฐานลูกค้าของตนเท่านั้น

รูปที่ 6 การพัฒนาเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายเคลื่อนที่และบริการที่เกิดขึ้น

การลงทุนสร้างโครงข่ายและให้บริการ 3G ที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้เต็มความสามารถนั้นจำเป็นต้องลงทุนสร้างโครงข่ายบนแพลตฟอร์ม (platform) ใหม่ และถึงแม้อาจจะมีสิ่งอำนวยความสะดวกบางส่วนที่สามารถใช้ของที่มีอยู่เดิมได้บ้างก็ตาม แต่ต้นทุนที่จะต้องลงทุนแต่ละบริษัท มีมูลค่าไม่ต่ำกว่า 20,000 ล้านบาทในขณะที่ยังต้องรับภาระการซ่อมบำรุงในส่วนที่เป็นการให้บริการ 2G พร้อมกันไปด้วย ประกอบกับสภาพเศรษฐกิจถดถอยในขณะนี้ ทั้งนี้ยังไม่นับค่าใช้จ่ายที่ต้องลงทุนเพื่อการประมูลคลื่นความถี่และใบอนุญาตซึ่งในเบื้องต้นคาดว่าจะไม่ต่ำกว่า 5,000 ล้านบาท ด้านผู้ใช้บริการที่เคยใช้บริการด้วยเทคโนโลยี 2G มีความพร้อมเพียงใด และมีจำนวนเท่าใดที่ยินดีจะย้ายไปใช้บริการด้วยเทคโนโลยี 3G ซึ่งแม้จะทันสมัยกว่า แต่แน่นอนว่าจะต้องเสียค่าใช้บริการในอัตราที่สูงขึ้นตามบริการเสริม (Value Added Service) รายบริการที่เลือกใช้ ซึ่งสวนทางกับพฤติกรรมของผู้ใช้บริการ และสภาพการแข่งขันและตลาดปัจจุบันที่ผู้ประกอบการภาคเอกชนพยายามปรับลดอัตราค่าบริการลง เพื่อดึงดูดลูกค้า อุปกรณ์ที่ใช้งานเทคโนโลยี บรอดแบนด์ไร้สาย เฟมโตเซ็ล (Femtocells) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้อำนวยความสะดวกในการเข้าถึง (access point) แบบไร้สาย กำลังต่ำ ที่ทำงานด้วยความถี่ซึ่งหน่วยงานกำกับดูแลด้านกิจการโทรคมนาคมของประเทศกำหนด เพื่อใช้เป็นตัวต่อเชื่อมระหว่างอุปกรณ์ไร้สายหรือเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ (โทรศัพท์มือถือ) กับโครงข่ายของผู้ให้ บริการสื่อสารไร้สาย โดยใช้ประโยชน์จากบริการ บรอดแบนด์ที่เชื่อมต่อด้วยสายทองแดงหรือ DSL

รูปที่ 1 ตัวอย่างการใช้งานของเฟมโตเซลล์

เหตุผลที่มีการพัฒนาอุปกรณ์ต่อเชื่อมไร้สายที่เรียกว่าเฟมโตเซ็ลนี้ขึ้นมา เนื่องจากผู้ใช้งานส่วนใหญ่ต้องการที่จะใช้โทรศัพท์มือถือแม้เมื่ออยู่ในบ้าน ซึ่งมีสายโทรศัพท์ (และเครื่องโทรศัพท์ประจำที่) อยู่แล้ว ทั้งนี้อาจจะเป็นเพราะความเคยชิน และมีความรู้สึกว่าสะดวกสบายกว่า รวมทั้งสังคมปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะติดต่อถึงกันด้วยการเรียกหมายเลขโทรศัพท์ของโทรศัพท์มือถือก่อน ตลอดจนผู้ใช้งานได้เก็บข้อมูลหมายเลขโทรศัพท์และข่าวสารต่างๆไว้ในตัวเครื่องอีกด้วย ในทางปฏิบัติ ผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ยังคงมีปัญหาในการให้บริการที่มีสัญญาณครอบคลุมทุกพื้นที่ ทุกบริเวณ ซึ่งคาดว่าจะมีผู้ใช้บริการของตน เช่น ในคอนโดมิเนียม และอาคารสำนักงานทุกๆห้อง ทั้งนี้ที่ผ่านมาผู้ให้บริการโทรศัพท์ประจำที่ซึ่งใช้สายโทรศัพท์ต่อเชื่อมจะได้เปรียบในส่วนนี้ อย่างไรก็ดี จากการแข่งขันทางการตลาดที่รุนแรงระหว่างผู้ให้บริการโทรศัพท์ประจำที่กับโทรศัพท์ เคลื่อนที่ อุตสาหกรรมโทรคมนาคมจึงมีการพัฒนาอุปกรณ์เฟมโตเซ็ลขึ้นมา เพื่ออำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้บริการให้สามารถเข้าถึงหรือใช้บริการวีโอไอพี และ ไว-ฟาย ในบ้านได้ทั้งจากโทรศัพท์ประจำที่และโทรศัพท์เคลื่อนที่ รวมทั้งอุปกรณ์ไร้สายต่างๆ เช่น พีดีเอ ผู้ให้บริการโทรศัพท์ประจำที่จะได้รับประโยชน์ กล่าวคือ สามารถลดการคืนหมายเลขโทรศัพท์ (churn) จากการที่ผู้ใช้สามารถเลือกได้ว่า จะใช้อุปกรณ์ปลายทางหรือเครื่องลูกข่ายอย่างไร รวมทั้งมีส่วนแบ่งการตลาดมากขึ้น และการมีรายได้เพิ่มขึ้นนั่นเองนอกจากนั้นแล้ว ในอนาคตเมื่อมีการนำระบบไร้สายยุคที่ 3 (หรือ 3G) เข้ามาให้บริการ ผู้ใช้บริการก็จะได้รับประโยชน์จากบริการพิเศษหรือลูกเล่นต่างๆที่บริการไร้สาย 3G จะรองรับได้ อีกด้วย

ที่มา
- http://www.carucel.com/
- http://communication.howstuffworks.com/mobile-broadband-service1.htm
- www.digitalworldforum.eu
- http://www.telecomjournal.net/index.php?option=com_content&task=view&id=630&Itemid=37
- http://www.cellular-news.com/story/37029.php
- http://www.pansak.net/?p=3308

ประวัติอาจารย์ผู้สอน

ประวัติอาจารย์ผู้สอน
พ.อ. รศ. ดร. เศรษฐพงศ์ มะลิสุวรรณ
Mobile: 081-870-9621
Email Address: settapong_m@hotmail.com
จบการศึกษา:
ระดับปริญญาตรี
ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม จากโรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเก้า (เกียรตินิยมเหรียญทอง)
ระดับปริญญาโท
ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม จาก Geogia Institute of Technology ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยทุนกองทัพไทย
ระดับปริญญาเอก
ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารโทรคมนาคม จาก State University System of Florida (Florida Atlantic University) ประเทศสหรัฐอเมริกา โดยทุนกองทัพไทยหลัก
สูตรเสนาธิการทหารบก ในระหว่างรับราชการในกองบัญชาการกองทัพไทยได้รับคัดเลือกจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา เพื่อเข้ารับการฝึกอบรมในหลักสูตรต่อต้านก่อการร้ายสากล (Counter Terrorism Fellowship Program) ที่ National Defense University, Washington D.C.
หลักสูตรการบริหารทรัพยากรเพื่อความมั่นคง (Defense Resource Management) ที่ Naval Postgraduate School, Monterey, CA ประเทศสหรัฐอเมริกา
ประสบการณ์ด้านการวิจัย
มีประสบการณ์การวิจัยหลายด้านเช่น
- Electromagnetic Interference and Compatibility (EMI/EMC)- Mobile Cellular Communication, Satellite Communication- Broadband Communication และ ICT Management and Policy ผลงานตีพิมพ์ระดับนานาชาติทั้งในวารสารการประชุมระดับนานาชาติและวารสารวิจัยระดับนานาชาติที่เป็นที่ยอมรับมากกว่า 80 ฉบับ
ประสบการณ์การทำงาน
ประสบการณ์การทำงานที่หลากหลาย เช่น
- อาจารย์โรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า
- เลขานุการประธานกรรมการ บริษัท กสท โทรคมนาคม จำกัด (มหาชน) โดยมี พลเอกมนตรี สังขทรัพย์ เป็นประธานบอร์ด
- คณะกรรมการกำกับดูแล การดำเนินงานและโครงการของ บริษัท กสท โทรคมนาคม จำกัด (มหาชน)
- นายทหารฝ่ายเสนาธิการประจำเสนาธิการทหารบก
- คณะกรรมการร่างหลักเกณฑ์ใบอนุญาตประกอบกิจการโทรคมนาคมผ่านดาวเทียมสื่อสารและโครงข่ายสถานีวิทยุคมนาคมภาคพื้นดิน กทช.
- คณะกรรมการเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร สำนักงานตรวจเงินแผ่นดิน
- คณะทำงานวางระบบเทคโนโลยสารสนเทศ C4ISR กองทัพบก
- ผู้พิพากษาสมทบศาลทรัพย์สินทางปัญญาและการค้าระหว่างประเทศกลาง
- คณะอนุกรรมการ การประชาสัมพันธ์ สื่อทางอินเทอร์เน็ต ศาลยุติธรรม
- ที่ปรึกษาคณะอนุกรรมาธิการพิจารณาศึกษาหามาตรการในการป้องกันการแพร่ระบาดของเกมส์คอมพิวเตอร์ สภาผู้แทนราษฎร
- คณะอนุกรรมาธิการทรัพยากรน้ำในคณะกรรมาธิการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม สนช.
- ผู้เชี่ยวชาญเพื่อพิจารณาข้อเสนอโครงการวิจัย พัฒนาและวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC)
- ผู้เชี่ยวชาญเพื่อพิจารณาข้อเสนอโครงการวิจัยและพัฒนา กระทรวงกลาโหม
- ที่ปรึกษาโครงการดาวเทียมเพื่อความมั่นคง ศูนย์พัฒนากิจการอวกาศเพื่อความมั่นคง กระทรวงกลาโหม
- นักวิจัย (Visiting Researcher), Asian Center for Research on Remote Sensing (ACRoRS); Asian Institute of Technology
- กรรมการพิจารณาผลงานวิจัยในวารสารวิจัยระดับนานาชาติหลายแห่ง
ปัจจุบัน:
- ปฏิบัติหน้าที่ในตำแหน่ง นายทหารฝ่ายเสนาธิการประจำรองผู้บัญชาการทหารสูงสุด กองบัญชาการกองทัพไทย (พลเอกมนตรี สังขทรัพย์)
- อาจารย์พิเศษโรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า
- กองบรรณาธิการ NGN Forum กทช.
- คณะอนุกรรมการบริหารโปรแกรมเทคโนโลยีเพื่อความมั่นคง ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC)
- Associate Professor of New Hampshire University, USA.