ยุคระบบไร้สายแต่ละยุค สู่ 5G เครือข่ายไร้สายยุคที่ 5

อัปเดตล่าสุด 6 เม.ย. 2563

ปัจจุบัน 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 การเปลี่ยนแปลงของเครือข่ายไร้สาย 1G-5G มีวิวัฒนาการอย่างไร 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

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

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

enhanced Mobile Broadband รองรับการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง
massive Machine Type Communications รองรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จำนวนมากขึ้น
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 ซึ่ง IHS Markit สำนักวิเคราะห์ตลาดจากอังกฤษ คาดการณ์ว่า ในปี 2035 เครือข่าย 5G จะนำมาซึ่งการเติบโตของเศรษฐกิจทั่วโลกเป็นเม็ดเงินสูงถึง 13.2 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยเป็นมูลค่าจากภาคอุตสาหกรรมการผลิตถึง 4.7 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 1 ใน 3 จากทั้งตลาดโลก

อ่านต่อ: