บทที่ 8 เครือข่ายแบบไร้สาย
การสื่อสารไร้สาย (อังกฤษ: Wireless communication) หมายถึงการถ่ายโอนข้อมูลสารสนเทศระหว่างจุดสองจุดหรือมากกว่า โดยไม่ได้เชื่อมต่อกันด้วยตัวนำไฟฟ้า
เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นคลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่, เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ, ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือ PDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS, รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย, เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย
วิธีการอื่นของการสื่อสารไร้สายที่ไม่ได้ใช้คลื่นวิทยุได้แก่ การใช้แสง, เสียง, สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า
ตัวอย่างทั่วไปของอุปกรณ์ไร้สายได้แก่:
การควบคุมระบบโทรมาตรและระบบการควบคุมการจราจร
อุปกรณ์ควบคุมระยะไกลด้วยอินฟราเรดและอัลตราโซนิก
วิทยุเคลื่อนที่ภาคพื้นมืออาชีพ LMR (Land Mobile Radio) และ วิทยุมือถือเฉพาะกิจ SMR (Specialized Mobile Radio) ที่ใช้โดยทั่วไปในธุรกิจ, อุตสาหกรรมและหน่วยงานความปลอดภัยสาธารณะ
วิทยุสองทางผู้บริโภครวมทั้ง FRS (Family Radio Service) GMRS (General Mobile Radio Service) และวิทยุ Citizens band ("CB")
วิทยุสมัครเล่น (แฮมวิทยุ)
วิทยุ VHF สำหรับผู้บริโภคและมืออาชีพทางทะเล
อุปกรณ์ Airband และวิทยุนำทางที่ใช้โดยนักบินและการควบคุมการจราจรทางอากาศ
โทรศัพท์มือถือและวิทยุติดตามตัว: ให้การเชื่อมต่อสำหรับการใช้งานแบบพกพาและโทรศัพท์มือถือทั้งในส่วนบุคคลและธุรกิจ
ระบบ Global Positioning System (GPS): ช่วยให้คนขับรถยนต์และรถบรรทุก, กัปตันของเรือและเรือและนักบินของเครื่องบินเพื่อยืนยันสถานที่ของพวกเขาที่ใดก็ได้บนโลก.
อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ไร้สาย: เมาส์ไร้สายเป็นตัวอย่างที่พบโดยทั่วไป, แป้นพิมพ์และเครื่องพิมพ์ยังสามารถเชื่อมโยงไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านเทคโนโลยีไร้สายเช่น Wireless USB หรือ Bluetooth
โทรศัพท์บ้านแบบ cordless: เป็นอุปกรณ์ที่จำกัดระยะการใช้ อย่าสับสนกับโทรศัพท์มือถือ
โทรทัศน์ดาวเทียม: มีการออกอากาศจากดาวเทียมในวงโคจร บริการโดยทั่วไปจะใช้ดาวเทียมออกอากาศทางตรงที่จะให้สถานีโทรทัศน์หลายสถานีกับผู้ชม
ครือข่ายไร้สาย
เครือข่ายไร้สาย (เช่นประเภทต่างๆของอุปกรณ์ WiFi 2.4 GHz ที่ไม่มีใบอนุญาต ) จะใช้ในการตอบสนองความต้องการจำนวนมาก บางทีการใช้งานที่พบมากที่สุดได้แก่การเชื่อมต่อผู้ใช้แล็ปท็อปที่เดินทางจากที่ตั้งหนึ่งไปยังอีกสถานที่หนึ่ง อีกประการหนึ่งคือการใช้โดยทั่วไปสำหรับเครือข่ายมือถือที่เชื่อมต่อผ่านดาวเทียม วิธีการส่งไร้สายเป็นทางเลือกที่ตรรกะเพื่อเครือข่าย LAN ที่มักจะต้องเปลี่ยนสถานที่ สถานการณ์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นการใช้เทคโนโลยีไร้สาย:
เพื่อให้ครอบคลุมระยะทางเกินความสามารถของสายทั่วไป,
เพื่อให้เป็นการเชื่อมโยงการสื่อสารสำรองในกรณีที่เครือข่ายปกติเกิดความล้มเหลว
เพื่อเชื่อมโยงเวิร์คสเตชั่แบบพกพาหรือแบบชั่วคราว
เพื่อจะเอาชนะสถานการณ์ที่การใช้สายปกติเป็นเรื่องยากหรือทำไม่ได้ทางการเงินหรือ
เพื่อเชื่อมต่อผู้ใช้โทรศัพท์มือถือหรือผู้ใช้เครือข่ายแบบระยะไกล
นักพัฒนาต้องพิจารณาพารามิเตอร์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี RF ไร้สายสำหรับการพัฒนาเครือข่ายไร้สายให้ดีขึัน เช่น:
แนวโน้มความถี่ Sub-GHz เทียบกับ 2.4 GHz
ระยะการทำงานและอายุแบตเตอรี่
ความไวและอัตราความเร็วของข้อมูล
โทโปโลยีเครือข่ายและโหนดฉลาด
ประวัติ
Photophone ( photophone ของเบลล์และ Tainter, 1880.)
การสนทนาทางโทรศัพท์ไร้สายครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นในปี 1880 เมื่ออเล็กซานเดอร์ แกรฮ์ม เบลล์และชาร์ลส์ Sumner Tainter ได้คิดค้นและจดสิทธิบัตร photophone หรือโทรศัพท์ที่สนทนาทางเสียงแบบไร้สายผ่านลำแสงที่ถูกมอดูเลท (ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแคบๆ) ในยุคที่ห่างไกลจากสาธารณูปโภคที่ยังไม่มีอยู่สำหรับกระแสไฟฟ้าและแสงเลเซอร์ ที่ไม่ได้รับการยอมรับแม้แต่ในจินตนาการของนิยายวิทยาศาสตร์ที่ไม่มีการใช้งานจริงสำหรับการประดิษฐ์ซึ่งเป็นข้อจำกัดอย่างมากจากความพร้อมของแสงแดดและสภาพอากาศที่ดี คล้ายกับการสื่อสารแบบแสงในพื้นที่ว่าง, photophone ต้องมีเส้นสายตาที่ชัดเจนระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณ หลังจากนั้นหลายสิบปีก่อนที่จะหลักการ photophone จะถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติเพื่อการสื่อสารทางทหารและต่อมาในการสื่อสารใยแก้วนำแสง
การประยุกต์ใช้งานของเทคโนโลยีไร้สาย
โทรศัพท์เคลื่อนที่
หนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักดีที่สุดของเทคโนโลยีไร้สายก็คือโทรศัพท์เคลื่อนที่หรือที่เรียกว่าโทรศัพท์มือถือ ที่มีมากกว่า 4.6 พันล้านผู้เช่าทั่วโลก ณ สิ้นปี 2010. โทรศัพท์ไร้สายเหล่านี้ใช้คลื่นวิทยุเพื่อช่วยให้ผู้ใช้โทรศัพท์โทรฯเข้าออกจากหลาย ๆ สถานที่ทั่วประเทศ ที่สัญญาณส่งไปถึง
การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย
การสื่อสารข้อมูลไร้สายเป็นองค์ประกอบสำคัญของการประมวลเคลื่อนที่. เทคโนโลยีที่สามารถใช้ได้มีความหลากหลายแตกต่างกันในแต่ละท้องถิ่น, ระยะครอบคลุมและประสิทธิภาพ ในบางสถานการณ์ที่หลายๆผู้ใช้จะต้องสามารถที่จะเชื่อมต่อได้หลายประเภทและหลายเครือข่าย. เพื่อทำให้ง่ายขึ้น ซอฟแวร์จัดการการเชื่อมต่อจะต้องถูกนำมาใช้ หรือ VPN เคลื่อนที่ เพื่อรับมือกับการเชื่อมต่อหลายประเภท เหมือนกับเป็นเครือข่ายเสมือนเดี่ยวที่มีการรักษาความปลอดภัยอย่างดี เทคโนโลยีที่สนับสนุนได้แก่:
Wi-Fi เป็นเครือข่ายท้องถิ่นไร้สายที่ช่วยให้อุปกรณ์การคำนวณแบบพกพาสามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่มาตรฐาน IEEE 802.11 b, g, n, Wi-Fi ให้ความเร็วเท่ากับบางชนิดของสายอีเธอร์เน็ต Wi-Fi ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการเข้าถึงในบ้านส่วนตัว, ภายในสำนักงานและที่ฮอตสปอตสาธารณะ. บางธุรกิจลูกค้าเสียค่าใช้จ่ายค่าบริการรายเดือนเพื่อใช้บริการขณะที่บางธุรกิจได้เริ่มเสนอให้ฟรีในความพยายามที่จะขายสินค้าของพวกเขา.
บริการข้อมูลมือถือที่จะใช้ได้ภายในระยะ 10-15 ไมล์จากเซลล์ไซต์ที่ใกล้ที่สุด. ความเร็วได้เพิ่มสูงขึ้นเมื่อเทคโนโลยีมีการพัฒนา จากเทคโนโลยีก่อนหน้านี้เช่น GSM, CDMA และ GPRS ไปเป็นเครือข่าย 3G เช่น W-CDMA, EDGE หรือ CDMA2000.
การสื่อสารเคลื่อนที่ผ่านดาวเทียมอาจจำเป็นต้องใช้ในที่ที่การเชื่อมต่อไร้สายอื่น ๆ ไม่สามารถใช้ได้ เช่นในพื้นที่ชนบทส่วนใหญ่ หรือสถานที่ห่างไกล. การสื่อสารผ่านดาวเทียมมีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการขนส่ง, การบิน, การใช้งานเกี่ยวกับการเดินเรือและการทหาร.
การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย
การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายเป็นกระบวนการซึ่งพลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งจากแหล่งพลังงานที่ยังโหลดไฟฟ้าที่ไม่ได้มีแหล่งพลังงานในตัวโดยไม่ต้องใช้สายเชื่อมต่อ เช่นเครื่องชาร์จแปรงสีฟันไฟฟ้า
อุปกรณ์อินเตอร์เฟซคอมพิวเตอร์
เพื่อตอบโจทย์จากการเรียกร้องของลูกค้าที่หัวเสียกับความยุ่งเหยิงสายเคเบิล หลายบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์หันไปใช้เทคโนโลยีไร้สายเพื่อตอบสนองความต้องการของนผู้บริโภคดังกล่าว แต่เดิม อุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้ใช้ transceivers ขนาดใหญ่และจำกัดอย่างมากที่จะเป็นสื่อกลางระหว่างคอมพิวเตอร์และแป้นพิมพ์และเมาส์ แต่อุปกรณ์รุ่นล่าสุดได้ใช้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงและขนาดเล็ก, แม้แต่ บลูทูธก็ยังถูกนำมาใช้ ระบบเหล่านี้ได้กลายเป็นที่แพร่หลายซะจนผู้ใช้บางคนเริ่มบ่นหาอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใช้สาย เพราะอุปกรณ์ไร้สายมักจะมีเวลาตอบสนองที่ช้ากว่าอุปกรณ์ใช้สายอันเนื่องมาจากข้อจำกัดอันเป็นธรรมชาติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า.. แต่ช่องว่างกำลังลดลง
ความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของแป้นพิมพ์ไร้สายเกิดขึ้นในตอนปลายปี 2007 เมื่อมีการเปิดเผยว่าการดำเนินงานการเข้ารหัสของไมโครซอฟท์ในบางส่วนของรูปแบบ 27 MHz ไม่ปลอดภัยอย่างสูง.
แหล่งข้อมูล
