ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5G กำลังถูกพูดถึงในวงกว้าง เพื่อขับเคลื่อน Digital Transformation

ทั้งในกลุ่มผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ ผู้ให้บริการเครือข่าย และภาคอุตสาหกรรม ด้วยความสามารถของเทคโนโลยีที่ทลายข้อจำกัดเดิม อาทิ ความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 50Mbit/s ถึง 2Gbit/s ซึ่งสูงกว่าเทคโนโลยีเครือข่าย 4G ในปัจจุบันถึง 4 เท่า และคุณสมบัติอื่น ๆ อีก หลายท่านอาจจะยังไม่คุ้นเคยว่าก่อนจะถึง 5G เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายมีวิวัฒนาการอย่างไร ซึ่งสามารถอ่านได้ในบทความนี้

0G

หรือ Pre-Cellular ยุคของวิทยุโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile Radio Telephone) ซึ่งเป็นครั้งแรกที่โทรศัพท์ ถูกเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายโทรศัพท์สาธารณชน (Public-Switched Telephone Network: PTSN) แทนที่เครือข่ายปิดอย่างที่ถูกใช้งานโดยทหาร ตำรวจ และรถแท็กซี่ โดยในยุคนี้ โทรศัพท์ส่วนมากมีขนาดใหญ่ และถูกติดตั้งไว้ในรถยนต์ หรือรถบรรทุกเป็นหลัก และถูกนำมาใช้ทางพาณิชย์ครั้งแรกโดย Bell System ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อปี 1946

1G

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคแรก ถูกใช้งานเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกในวันที่ 1 ธันวาคม 1979 โดย Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) ประเทศญี่ปุ่น และใช้สัญญาณวิทยุ ซึ่งเป็นระบบอนาล็อก (Analog) ก่อนจะแพร่หลายมากขึ้นในช่วงปี 1980 เป็นต้นมา โดยในยุค 1G เครือข่ายไร้สายสามารถรับส่งข้อมูลเสียงเท่านั้น

2G

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคที่ 2 ซึ่งเปิดให้บริการครั้งแรกในปี 1991 ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแทนที่ 1G โดยยังคงใช้คลื่นวิทยุในการรับส่งสัญญาณ แต่มีการเปลี่ยนมาใช้การเข้ารหัสแบบดิจิทัล พัฒนาให้สามารถรับส่งข้อความ และรูปภาพ ซึ่งมีแต่ผู้รับเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงได้ ทำให้มีความปลอดภัยสูงกว่า 1G มาก อีกทั้งยังรองรับผู้ใช้งานต่อคลื่นความถี่เพิ่มขึ้นอีกด้วย โดย 2G เป็นยุคแรกที่เครือข่ายไร้สายทำงานภายใต้มาตรฐาน GSM (Global System for Mobile Communications)

จากนั้น เครือข่าย 2G ได้ถูกพัฒนาต่อ โดยเพิ่มบริการ General Packet Radio Services ระบบบริการเสริมที่ส่งข้อมูลด้วยการแบ่งข้อมูลเป็นชุด (Packet) แทนที่การส่งทีเดียว ทำให้เครือข่าย 2G ในยุคนี้ ถูกเรียกว่า 2.5G และในท้ายสุด ได้มีการนำ Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) เทคโนโลยีมาตรฐานการรับส่งข้อมูลด้วยเครือข่ายไร้สาย และถูกเรียกว่า 2.75G

3G

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคที่ 3 ซึ่งการันตีความเร็วขั้นต่ำอยู่ที่ 144 kbit/s เป็นยุคแรกที่โทรศัพท์มือถือ สมาร์ทโฟน และคอมพิวเตอร์แล็บท็อปสามารถเชื่อมต่อเข้ากับระบบอินเทอร์เน็ตไร้สายได้ โดยเครือข่าย 3G เปิดให้บริการครั้งแรกโดย NTT DoCoMo เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2001 ซึ่งด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ทำให้อุปกรณ์พกพาสามารถรับส่งไฟล์มัลติมีเดีย เช่น วีดิโอ โดยเทคโนโลยีเครือข่ายจะเป็น 3G ได้นั้น จะต้องมีคุณสมบัติตามมาตรฐาน IMT-2000 ซึ่งประกอบด้วยความน่าเชื่อถือ ความเร็วในการรับส่งข้อมูล และองค์ประกอบทางเทคนิคอื่น ๆ ซึ่งในช่วงหลังของยุค 3G เทคโนโลยีเครือข่ายที่ก้าวหน้าขึ้น เช่น High Speed Packet Access (HSPA) ทำให้เครือข่ายถูกพัฒนาต่อ และเรียกว่า 3.5G และ 3.75G ตามลำดับ

4G

เทคโนโลยีเครือข่ายยุคที่ 4 ซึ่งมีขีดความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดจากการนำมาตรฐาน Long-Term Evolution (LTE) เข้ามาใช้งาน โดยมีความเร็วสูงสุดถึง 100 Mbit/s สำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่ และ Gbit/s สำหรับอุปกรณ์ติดตั้งอยู่กับที่ มีจุดแตกต่างที่เห็นชัดคือการเปลี่ยนจากการสื่อสารแบบ circuit-switched มาเป็นใช้ Internet Protocol โดย 4G ถูกใช้งานครั้งแรกที่นอร์เวย์ และสวีเดน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากในช่วงแรก สเปคของเครือข่ายยังไม่เป็นไปตามมาตรฐาน ทำให้มีข้อถกเถียงว่าควรใช้ชื่อ 4G แน่หรือไม่ และการใช้งานที่โดดเด่นคือการเข้าถึงเว็บไซต์ การโทรศัพท์ผ่านอินเทอร์เน็ต การประชุมแบบ VDO Call และการเล่นเกมผ่านสมาร์ทโฟน

5G

เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 ซึ่งเป็นคลื่นลูกใหม่มาแรงทั้งในกลุ่มผู้บริโภค และภาคอุตสาหกรรม ด้วยความเร็ว 50Mbit/s ถึง 2Gbit/s และอาจเพิ่มขึ้นสูงกว่า 100Gbit/s ในอนาคต ซึ่งเร็วกว่ายุค 4G ถึง 100 เท่า มีคุณสมบัติสำคัญ 3 ข้อ คือ

1.enhanced Mobile Broadband รองรับการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง

2.massive Machine Type Communications รองรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จำนวนมากขึ้น

3.Ultra-reliable and Low Latency Communications ความหน่วงต่ำ

โดยในช่วงแรก เครือข่าย 5G จะมีความเร็วอยู่ที่ 1-5 Gbps Latency ต่ำกว่า 20 ms และเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วง 3 ปีนับจากนี้ไป

ซึ่งทั้งหมดนี้ ทำให้ไม่เพียงผู้ใช้โทรศัพท์มือถือเท่านั้นที่ให้ความสนใจ แต่อุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งปัจจุบันอยู่ในยุคอุตสาหกรรม 4.0 เองก็เช่นกัน เนื่องจากคุณสมบัติทั้งหมดของ 5G นั้น ตอบสนองต่อความต้องการเชื่อมต่อเครื่องจักรสู่เครื่องจักร หรือเครื่องจักรสู่อุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อการทำงานอัตโนมัติ มีการรับส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ Big Data และแนวทางการใช้งานอื่น ๆ อีกมาก ตามแนวทาง Industrial Internet of Things (IIoT) ซึ่งจะช่วยยกระดับอุตสาหกรรมให้ก้าวหน้าไปจากที่ผ่านมาเป็นอย่างมากอีกด้วย

ที่มา : M Report

ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร
2021-01-06 17:01:26 ใน Article บทความ »
ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร
0
ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร
19461

เทคโนโลยี 5G คืออะไร?  

เทคโนโลยีสำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้ถูกพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่โทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคแรก ซึ่งใช้งาน ระบบอนาล็อก จนถึงยุคปัจจุบันที่โทรศัพท์กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของ ผู้คนส่วนใหญ่ในสังคมการใช้งานอินเตอร์เน็ตเป็นไปด้วยความรวดเร็วและแพร่หลาย อย่างไรก็ตามความต้องการในการเข้าถึงข้อมูลเหล่านี้ ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเราจำเป็นที่จะต้องหาเทคโนโลยีใหม่เพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มสูงขึ้น รวมถึง รองรับการใช้งานในรูปแบบใหม่ๆ เพื่อสนองต่อการพัฒนาสังคมดิจิทัลในยุค 4.0 เทคโนโลยี 5G คือเทคโนโลยีที่จะเข้ามาตอบโจทย์ในเรื่องนี้ ระบบ 5G จะสามารถรองรับการใช้งานที่ต้องการอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่า 4G รองรับ อุปกรณ์เชื่อมต่อกับระบบจำนวนมหาศาลรวมทั้งยังสามารถนำมาใช้ในกิจการที่ต้องการการส่งข้อมูลที่รวดเร็วและทันที โดยเฉพาะกิจการที่ต้องการความแม่นยำสูง ซึ่งการที่ระบบ 5G จะสามารถการรองรับการใช้งานเหล่านี้ได้ จำเป็นต้องใช้ เทคนิคใหม่ๆ รวมถึงจำเป็นต้องใช้คลื่นความถี่ในปริมาณมากขึ้น โดยเฉพาะความถี่ในย่านที่สูงกว่า 1 GHz

 

5G เป็นเครือข่ายไร้สายที่ถูกพัฒนาและเริ่มใช้ในปีพ.ศ. 2561 เป็นต้นมา เทคโนโลยีพื้นฐานได้แก่คลื่นความถี่ (Millimeter wave bands 26, 28, 38, และ 60 GHz) มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 20 จิกะบิตต่อวินาที  MIMO (Multiple Input Multiple Output - 64-256 antennas) ประสิทธิภาพสูงซึ่งเร็วกว่า 4G ถึง 10 เท่า 5G ย่านความถี่ต่ำและกลางใช้ความถี่ระหว่าง 600 MHz ถึง 6 GHz โดยเฉพาะระหว่าง 3.5-4.2 GHz

ในปีพ.ศ. 2560 หลายบริษัทต่างพัฒนาเทคโนโลยี 5G เช่น SamsungIntelQualcommNokiaHuaweiEricssonZTE  รวมถึงการมาของ Internet of Things อย่างเช่น Smart Home, Smart Infrastructure, Smart City, Smart Car เป็นต้น ตามคอนเซ็ปต์ “Anything that can be connected, will be connected.” หรืออะไรที่สามารถเชื่อมต่อได้ก็จะถูกเชื่อมต่อด้วยระบบอินเทอร์เน็ต แต่เพื่อให้มีประสิทธิภาพการทำงานสูงสุด และอะไรที่ต้องการแสดงผลเรียลไทม์จึงจำเป็นต้องมีความรวดเร็วในการรับส่งข้อมูลเช่น การศึกษา, การขนส่ง, การแพทย์ เป็นต้น

แนวคิดของเทคโนโลยี 5G


         การพัฒนามาตรฐานสำหรับระบบ 5G หรือมาตรฐาน IMT for 2020 and beyond ของ ITU-R นั้น มีวัตถุประสงค์หลักแตกต่างจากระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ผ่านมาตั้งแต่ยุค 1G ถึง 4G โดยระบบ 5G ไม่ได้มี วัตถุประสงค์เพียงเพื่อให้เกิดการเชื่อมโยง การรองรับการติดต่อสื่อสาร และการเข้าถึงข้อมูลของคน (Humancentric communication) เพียงอย่างเดียวอีกต่อไป แต่ยังมีวัตถุประสงค์เพื่อรองรับความต้องการในการ ติดต่อสื่อสารของสรรพสิ่ง (Machine-centric communication) ในภาคส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจ หรือที่เรา เรียกว่า Verticals ซึ่งได้แก่ ภาคอุตสาหกรรม ภาคการขนส่ง ภาคการเงิน หรือ ภาคของสื่อ เป็นต้น อีกด้วย การที่ระบบ 5G สามารถรองรับการติดต่อสื่อสารในภาคส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจ จะส่งผลให้โลกของเราก้าวสู่ ยุคที่ 4 ของการปฏิวัติอุตสาหกรรมซึ่งเป็นยุคของการเปลี่ยนผ่านสู่สังคมดิจิทัลอย่างเต็มตัว แนวโน้มอุตสาหกรรม จะมีการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ หรือที่เรียกว่า Internet of things (IoT) และการท างาน แบบอัตโนมัติจะเข้ามามีบทบาทส าคัญ โดยการท างานต่างๆที่เป็นกิจวัตรของมนุษย์ในปัจจุบันอาจถูกแทนที่ด้วย เทคโนโลยี อุตสาหกรรมจะมีความแข็งแกร่งขึ้น รวดเร็วขึ้น และฉลาดขึ้น เทคโนโลยีสื่อสารจะไม่เป็นเพียงแค่ ส่วนประกอบหนึ่งในวิถีชีวิตของเราอีกต่อไป แต่จะเป็นสิ่งจ าเป็นที่เราขาดไม่ได้ในชีวิตประจ าวัน รวมทั้งจะเป็น แรงผลักดันให้เกิดการรวบรวมข้อมูลและองค์ความรู้ขนาดใหญ่ และข้อมูลเหล่านี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่ม ศักยภาพและประสิทธิภาพในการใช้ชีวิตของมนุษย์ ไม่ว่าจะในด้านเศรษฐกิจหรือสังคม เนื่องจากเทคโนโลยี 5G จะท าให้อัตรา คว ามเร็ วในกา รส่งข้อมูลแบบไร้ส ายนั้น เทียบเท่ากับการเชื่อมต่อแบบไฟเบอร์ เทคโนโลยี 5G จึงจะมีบทบาทสำคัญในด้าน ต่างๆ มากมาย ไม่ว่าจะเป็น เกษตรกรรม ยาน ยนต์ การขนส่ง สิ่งก่อสร้าง พลังงาน การเงิน สุขภาพ อุตสาหกรรมการผลิต การบันเทิง ความมั่นคงปลอดภัย และพฤติกรรมผู้บริโภค ทั้งนี้ ITU-R ได้กำหนดมาตรฐาน IMT for 2020 and beyond ซึ่งมีขีดความสามารถในด้าน ต่างๆเพิ่มขึ้นจากมาตรฐาน IMT-Advanced ของระบบ 4G โดยมีรายละเอียดที่สำคัญตาม แผนภาพใยแมงมุมในรูป

   

ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร
 


      จะเห็นว่าระบบ 5G จะมีอัตราการส่งข้อมูลสูงสุด (Peak data rate) เพิ่มขึ้น 20 เท่า, อัตราการส่งข้อมูล ที่ผู้ใช้ได้รับ (User experienced data rate) เพิ่มขึ้น 10 เท่า, ความหน่วงของระบบ (Latency) ลดลง 10 เท่า , ความสามารถในการรับข้อมูลในขณะเคลื่อนที่ (Mobility) โดยสามารถรองรับการเคลื่อนที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า, ความหนาแน่นในการเชื่อมต่อ (Connection density) ซึ่งหมายถึงจ านวนอุปกรณ์ที่ระบบสามารถ รองรับได้ เพิ่มขึ้น 10 เท่า, ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของโครงข่าย (Energy efficiency) เพิ่มขึ้น 100 เท่า, ประสิทธิภาพการใช้คลื่นความถี่ (Spectrum efficiency) เพิ่มขึ้น 3 เท่า และอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดต่อพื้นที่ (Area traffic capacity) เพิ่มขึ้น 100 เท่า ซึ่งขีดความสามารถที่มากขึ้นเหล่านี้ จะตอบสนองความสามารถใน รองรับการท างานของ ระบบ 5G ใน 3 ด้านหลัก ดังนี้

eMBB หรือ enhanced Mobile Broadband คือ การใช้งานในลักษณะที่ต้องการการส่ง ข้อมูลความเร็วสูงในระดับกิกะบิตต่อวินาที (Gbps) ซึ่งการใช้งานลักษณะนี้ตอบสนองความต้องการการส่ง และรับข้อมูลที่มากขึ้นเรื่อย ๆ
           mMTC หรือ massive Machine Type Communications คือการใช้งานที่มีการเชื่อมต่อของ อุปกรณ์จำนวนมากในพื้นที่เดียวกัน โดยมีปริมาณมากถึงระดับล้านอุปกรณ์ต่อตารางกิโลเมตร โดยการส่งข้อมูล ของอุปกรณ์ในการใช้งานลักษณะนี้ จะเป็นการส่งข้อมูลปริมาณน้อยๆ ที่ไม่ต้องการความเร็วสูง หรือ ความหน่วงเวลาต่ำ อุปกรณ์โดยทั่วไปมีราคาถูก และมีอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่มากกว่าอุปกรณ์ทั่วไป ซึ่ง ความสามารถนี้ทำให้ระบบ 5G เหมาะสมกับการทำงานของอุปกรณ์จำพวก IoT
           URLLC หรือ Ultra-reliable and Low Latency Communications คือการใช้งานที่ต้องการ ความสามารถในการส่งข้อมูลที่มีความเสถียรมาก รวมทั้งมีความหน่วงเวลา (latency) หรือความหน่วงในการส่งข้อมูลต่ำในระดับ 1 มิลลิวินาที (ระบบ 4G ในปัจจุบันรองรับความหน่วงเวลาในระดับ 10 มิลลิวินาที) ซึ่ง ความสามารถนี้ทำให้ระบบ 5G เหมาะกับการใช้งานระบบที่ต้องการความแม่นยำสูง (critical application) เช่น การผ่าตัดทางไกล การควบคุมเครื่องจักรในโรงงาน หรือการควบคุมรถยนต์ไร้คนขับ เป็นต้น

5G เหนือกว่า 4G อย่างไร?

  • ตอบสนองไวขึ้น สามารถสั่งงาน และควบคุมสิ่งต่างๆ ได้เร็วขึ้น ตอบสนองได้ไว 1 ส่วนพันวินาที
  • รับ-ส่งข้อมูลได้มากกว่า ถ้าเป็น 4G จะสามารถ รับ-ส่ง ข้อมูลได้ราว 7.2 Exabytes ต่อเดือน แต่สำหรับ 5G จะเพิ่มขึ้นราว 7 เท่า หรือ 50 Exabytes ต่อเดือน
  • เร็วขึ้นกว่าเดิม 5G มีความเร็วมากกว่า 20 เท่า สามารถดาวน์โหลดดูวิดีโอ 8K หรือ ดาวน์โหลดภาพยนตร์ 3 มิติ ได้ในภาย 6 วินาที
  • ความถี่มากกว่า 5G สามารถใช้งานคลื่นความถี่ได้จนถึง 30GHz ซึ่งเป็นความถี่ย่านใหม่ที่ไม่เคยมีการใช้งานมาก่อน
  • รองรับการใช้งานมากกว่า รองรับจำนวนผู้ใช้งานเพิ่มขึ้น 10 เท่า จากที่สามารถรับคนได้ราว 1 แสนคนต่อพื้นที่ 1 ตร.กม. กลายเป็น 1 ล้านคนต่อพื้นที่ 1 ตร.กม.       

ยุคเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5g การสื่อสารเป็นอย่างไร


ที่มา : 5G คลื่นและเทคโนโลยี (เอกสารจาก กสทช.)
         ข่าวไอที/เทคโนโลยี (SiamPhone)

เครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 หรือ 5G มีลักษณะเป็นอย่างไร

5G (เครือข่ายโทรศัพท์มือถือรุ่นหรือระบบไร้สายรุ่นที่ 5) เป็นเครือข่ายไร้สายที่ถูกพัฒนาและเริ่มใช้ในปี พ.ศ. 2561 เป็นต้นมา เทคโนโลยีพื้นฐานได้แก่คลื่นความถี่ (Millimeter wave bands 26, 28, 38, และ 60 GHz) มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 20 จิกะบิตต่อวินาที MIMO (Multiple Input Multiple Output - 64-256 antennas) ประสิทธิภาพสูง ...

เครือข่ายไร้สายยุค 5G คืออะไร

5G เป็นเทคโนโลยีเซลลูลาร์ไร้สายยุคที่ 5 ซึ่งให้ความเร็วในการอัพโหลดและดาวน์โหลดที่สูงขึ้น ให้การเชื่อมต่อที่สม่ำเสมอมากขึ้น และให้ศักยภาพที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับเครือข่ายยุคก่อนหน้านี้ 5G นั้นเร็วกว่าและเชื่อถือได้มากกว่าเครือข่าย 4G ที่เป็นที่นิยมในปัจจุบันอย่างมาก และอาจเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราใช้อินเทอร์เน็ตเพื่อเข้าถึง ...

ความเร็วของการสื่อสารในยุค 5G ตรงกับข้อใด ?

และแล้วก็ถึงคราวของเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายยุคที่ 5 ซึ่งเป็นคลื่นลูกใหม่มาแรงทั้งในกลุ่มผู้บริโภค และภาคอุตสาหกรรม ด้วยความเร็ว 50Mbit/s ถึง 2Gbit/s และอาจเพิ่มขึ้นสูงกว่า 100Gbit/s ในอนาคต ซึ่งเร็วกว่ายุค 4G ถึง 100 เท่า มีคุณสมบัติสำคัญ 3 ข้อ คือ

ข้อใดเป็นคุณสมบัติของโทรศัพท์ที่อยู่ในยุคของเครือข่ายไร้สายยุคที่ 1

ยุค 1G (1st Generation) เป็นยุคที่ใช้ระบบอนาล็อก (Analog) คือใช้สัญญาณวิทยุในการส่งคลื่นเสียง (Voice) โดยสามารถโทรออก-รับสายได้อย่างเดียว ไม่สามารถส่งผ่านข้อมูลใดๆ ทั้งสิ้น แม้แต่การรับ-ส่ง SMS โดยในยุคนั้นผู้ใช้งานโทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่มักเป็นบุคคลที่มีรายได้สูง