การให้บริการโทรคมนาคมโดยใช้เทคโนโลยี WiMAX แห่งแรกของประเทศไทย       

เขียนโดย dyo  
24 ธ.ค. 2008 10:49น.

การให้บริการโทรคมนาคมโดยใช้เทคโนโลยี WiMAX แห่งแรกของประเทศไทย ที่มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 
                                                                                                                โดย  สุเมธ  อักษรกิตติ์

            ปัจจุบันเทคโนโลยีด้านสื่อสารโทรคมนาคมได้มีการพัฒนามาโดยตลอด จากระบบโทรศัพท์ในยุคแรก ๆ ที่เป็น analog จนเปลี่ยนมาเป็นระบบ digital และได้พัฒนาอย่างรวด เร็วและต่อเนื่องจนถึงยุคการสื่อสารไร้สาย ที่ทำให้ผู้บริโภคได้รับความสะดวกสบายยิ่งขึ้น    ดัง ที่ทราบมาแล้วว่าระบบโทรศัพท์ แบ่งเป็น ๓ ส่วนหลัก ๆ คือ ส่วนที่เป็นระบบชุมสาย (Exchange) ระบบสื่อสัญญาณ (Transmission) และส่วนที่เป็นเครือ ข่ายท้องถิ่น (Local network หรือ Access network) ซึ่งเป็นส่วนสุดท้าย ที่ทำให้ผู้บริโภคเข้าถึงเครือข่ายโทรคมนาคม และสามารถติดต่อกับโลกภายนอกได้  เราเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า last mile                                

         ระบบสื่อสัญญาณมีทั้งแบบมีสาย ที่ใช้ไยแก้วนำแสงเป็นตัวนำ และแบบไร้สายที่ใช้คลื่นวิทยุ (Microwave) เป็นตัวนำ ทำนองเดียวกันกับส่วนที่เป็น access network หรือ last mile ก็มีทั้งแบบใช้สาย (wire line) และไร้สาย (wireless) ดังนั้นการที่ผู้บริโภค จะเข้าถึงระบบสื่อสารก็จะขาดส่วนของ access network ไม่ได้   ซึ่งแต่เดิม access network จะใช้สายทองแดง เป็นส่วนใหญ่ ต่อมาได้มีการนำเทคโนโลยีไร้สายมาใช้งาน และมีการศึกษาพัฒนาอย่างต่อเนื่องจนสามารถรองรับ broadband ได้            

        การ สื่อสารไร้สาย ระหว่างอุปกรณ์สื่อสารกับ base station เราเรียกว่า air interface ซึ่งได้กำหนดในเรื่อง ความถี่, channel bandwidth, modulation และองค์ประกอบอื่น ๆ  ตัวอย่างเช่น CDMA, TDMA เป็น air interface ของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่    มาตรฐาน IEEE 802.11 เป็น air interface ของ WiFi network และมาตรฐาน IEEE 802.16 เป็น air interface ของ WiMAX network เป็นต้น                  

     WiMAX เป็นคำที่มาจาก Worldwide Interoperability for Microwave Access   ซึ่งหมาย ถึงเทคโนโลยีโทรคมนาคมที่ใช้คลื่นวิทยุในย่านความถี่ Microwave มาใช้เป็น last mile รองรับ missing link ในเครือข่ายโทรคมนาคม ที่ DSL, Cable และ Broadband เข้าไปไม่ถึง หรือไม่สามารถดำเนินการได้สะดวกรวดเร็ว เช่นพื้นที่ห่างไกล เกาะต่างๆ ตลอดจนสามารถนำมาใช้ใน เมืองใหญ่เพื่อรองรับการขยายตัวของธุรกิจได้ เพราะสามารถลดขั้นตอนการดำเนินงาน ในส่วนของการขออนุญาต และงานด้าน civil work ได้มาก  บาง ประเทศในยุโรป เช่นบัลกาเรีย มีการติดตั้งระบบ WiMAX ทั่วทั้งเมืองหลวง Sofia เพื่อรองรับการสื่อสาร ความเร็วสูง และเสริมสร้างเป็นเครือข่ายสำรอง  ส่วนในภูมิภาค เอเซีย ปากีสถานเป็นประเทศที่มีการนำเทคโนโลยี WiMAX มาใช้อย่างเต็มรูปแบบมากที่สุดในโลก เป็นต้น   WiMAX เป็นเทคโนโลยีที่อยู่ภาย ใต้มาตรฐาน IEEE 802.16 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลที่กล่าวถึง air interface ระหว่าง subscriber’s transceiver station และ base transceiver station  ส่วนใหญ่ ใช้ modulation แบบ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) และ OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) สำหรับ fixed และ mobile WiMAX ตามลำดับ                

            “802.16” เป็น working group ที่ได้ทำการศึกษาเรื่อง นี้มาตั้งแต่ปี 1998 และได้กำหนดเป็นมาตรฐานซึ่งได้ทำการตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 2001 โดยมีการศึกษาทั้งหมด ๑๔ มาตรฐาน  แต่ในส่วนที่นำมาใช้ใน WiMAX ประกอบด้วยมาตรฐาน ๒ ชุด คือ 802.16-2004 หรือ 802.16 d สำหรับใช้ประจำที่ (Fixed WiMAX) และ 802.16-2005 หรือ 802.16 e ใช้สำหรับ Mobile WiMAX               

         สำหรับประเทศไทยคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ได้ออกประกาศเกี่ยวกับมาตรฐาน WiMAX แล้ว  จึง เป็นโอกาสดีที่จะสามารถนำเทคโนโลยี WiMAX มาใช้งานจริง เพื่อใช้ในการเสริมสร้างความเท่าเทียมในการรับรู้ข่าวสาร และเป็นการสร้างทางด่วนข้อมูลแบบใหม่เพื่อรองรับความต้องการใช้งานด้าน ICT ในทุกรูปแบบ ซึ่งเป็นทางเลือกหนึ่งในการนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้งานแทนทางด่วนข้อมูลที่เป็น wire line หากจะเปรียบเทียบการให้ บริการ ADSL หรือ Cable modem ที่ต้องใช้สายเคเบิ้ล เป็นทางด่วนปกติ การนำเทคโนโลยี WiMAX มาใช้งานก็เปรียบเสมือนเป็นทางด่วนลอยฟ้า ที่สามารถรองรับข้อมูลได้ไม่ต่างกัน แต่สามารถติดตั้งได้รวดเร็วกว่ามาก  อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีแต่ละชนิดย่อมมีข้อดี ข้อเสียแตกต่างกันซึ่งจะได้กล่าวต่อไป                  

              เมื่อประมาณไตรมาสที่ ๒ ของปี ๒๕๕๑ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง จังหวัดเชียงราย ได้มีโครงการต้นแบบศูนย์ทางไกลเพื่อการศึกษาและพัฒนาชนบทเฉลิมพระเกียรติ ฯ ซึ่งเป็นโครงการที่จะต้องวางระบบสื่อสารความเร็วสูงระหว่างมหาวิทยาลัยแม่ ฟ้าหลวงกับโรงเรียนต่าง ๆ ในบริเวณนั้น จำนวน ๒๑ โรงเรียน โดยใช้เทคโนโลยีในการ สื่อสารหลากหลายรูปแบบ เช่น ADSL, IP- star และ Wireless Broadband  เช่น WiMAX เป็นต้น      ใน การนี้ กทช. ได้อนุญาตให้ใช้ความถี่  2.5 GHz เพื่อใช้กับเทคโนโลยี WiMAX ในโครงการดังกล่าว ทั้งนี้ มีหน่วยงานต่าง ๆ อาทิเช่น กระทรวงศึกษาธิการ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เขตพื้นที่การศึกษาในจังหวัดเชียงราย และองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น มีส่วนร่วมในโครงการนี้ด้วย   ดังนั้นในวันที่ ๑๑ มิถุนายน ๒๕๕๑ จึงได้มีการลงนามในสัญญาจ้างระหว่าง มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง กับกลุ่มธุรกิจร่วมค้าจำนวน ๓ บริษัท ประกอบด้วย ๑.     บริษัทจัสมิน เทเลคอม ซิสเต็มส์ จำกัด (มหาชน)๒.     บริษัท ที ที แอนด์ ที ซับสไครเบอร์ เซอวิสเซส จำกัด๓.     บริษัท ทริปเปิลที บรอดแบนด์ จำกัด

                 เพื่อ ทำการวางระบบเครือข่ายสื่อสารให้โครงการ ฯ ดังกล่าว โดยเป็นการผสมผสานระหว่างการใช้ WiMAX จำนวน ๘ โรงเรียน และ IP VPN ผ่านโครงข่าย IP DSLAM จำนวน ๑๓ โรงเรียน (ดังตารางที่ ๑)  จึงนับเป็นโอกาสดีที่ประเทศไทยจะได้เรียนรู้ พัฒนา และเก็บเกี่ยวข้อมูลในการที่ได้นำ WiMAX มาใช้งานจริง และเหนือสิ่งอื่นใด ประเทศไทยจะได้มีชื่อในแผนที่โลกที่เป็นผู้นำ WiMAX มาใช้งานในเชิงธุรกิจสื่อสาร และเสริมสร้างการให้บริการอย่างทั่วถึง (USO – Universal Service Obligation)  อย่างไรก็ตามเมื่อวันที่ ๒๑ สิงหาคม ๒๕๕๑ ประเทศมาเลเซีย  โดยบริษัท Packet One Network  ได้เปิดให้บริการสื่อสารโทรคมนาคมโดยใช้เทคโนโลยี WiMAX แล้ว ซึ่งตามข้อตกลงจะต้องให้บริการแก่ประชาชนประมาณ ๒๕ เปอร์เซ็นต์ของประเทศ  และการเปิดให้บริการก่อนประเทศไทยเพียงไม่กี่สัปดาห์  

ตารางที่ ๑ โรงเรียนที่อยู่ในโครงการต้นแบบศูนย์ทางไกลเพื่อการศึกษาของมหาวิทยาลัยแม่ ฟ้าหลวง
 ลำดับที่     โรงเรียน     Lat.(องศา-ลิปดา)เหนือ      Long. (องศา-ลิปดา)ตะวันออก       Media     หมายเหตุ
๑     บ้าน ดู่ (สหราษฎร์พัฒนาคาร)     ๑๙-๕๗     ๙๙-๕๑     IP VPN     สายทอง แดง
๒     จุฬา ภรณ์ราชวิทยาลัย     ๑๙-๕๕     ๙๙-๕๓     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๓     เมือง เชียงราย     ๑๙-๕๓     ๙๙-๕๑     IP VPN     สายทอง แดง
๔     บ้าน แม่จัน(เชียงแสนประชานุสาสน์)     ๒๐-๐๘     ๙๙-๕๑     IP VPN     สายทอง แดง
๕     บ้าน แม่คำ(ประชานุเคราะห์)     ๒๐-๑๓     ๙๙-๕๑     IP VPN     สายทอง แดง
๖     สัน ทราย(พรหมมณีวิทยา)     ๒๐-๑๑     ๙๙-๕๓     IP VPN     สายทอง แดง
๗     บ้าน แม่ข้าวต้มท่าสุด     ๒๐-๐๔     ๙๙-๕๒     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๘     ธรรม จาริกอุปถัมภ์     ๒๐-๐๘     ๙๙-๕๔     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๙     ศึกษา สงเคราะห์แม่จัน     ๒๐-๐๘     ๙๙-๕๑     IP VPN     สายทอง แดง
๑๐     สัน สลีหลวง-สันนายาว     ๒๐-๑๒     ๙๙-๕๐     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๑๑     แม่ จันวิทยาคม     ๒๐-๑๐     ๙๙-๕๑     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๑๒     บ้าน ร่องก๊อ-ม่วงคำ     ๒๐-๑๔     ๙๙-๕๓     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๑๓     เวียง เชียงรุ้งวิทยา     ๑๙-๕๗     ๑๐๐-๐๐     IP VPN     ไยแก้ว นำแสง
๑๔     สามัคคี วิทยาคม     ๑๙-๕๔     ๙๙-๔๙     WiMAX     WiMAX
๑๕     ดำรง ราษฎร์สงเคราะห์     ๑๙-๕๔     ๙๙-๔๙     WiMAX     WiMAX
๑๖     บ้าน สันโค้ง(เชียงรายจรูณราษฎร์)     ๑๙-๕๔     ๙๙-๕๑     WiMAX     WiMAX
๑๗     เทศบาล ๑ ศรีเกิด     ๑๙-๕๔     ๙๙-๕๔     WiMAX     WiMAX
๑๘     เทศบาล ๖ นครเชียงราย     ๑๙-๕๕     ๙๙-๕๑     WiMAX     WiMAX
๑๙     วัด ฝังหมิ่นวิทยา     ๑๙-๕๕     ๙๙-๕๑     WiMAX     WiMAX
๒๐     เม็ง รายมหาราชวิทยาคม     ๒๐-๐๐     ๙๙-๕๒     WiMAX     WiMAX
๒๑     ชุมชน บ้านแม่ข้าวต้มหลวง     ๒๐-๐๐     ๙๙-๕๔     WiMAX     WiMAX
๒๒     มหาวิทยาลัย แม่ฟ้าหลวง Main link                 Trunk     ไยแก้ว นำแสง
หมายเหตุ  จำนวน โรงเรียน และจุดติดตั้งอาจเปลี่ยนแปลงได้

            ภารกิจที่ต้องดำเนินการในการวางระบบสื่อสารในโครงการนี้คือ การติดตั้ง Base Station จำนวน ๒ ชุด และ Subscriber Station จำนวน ๘ ชุด  โดย ใช้อุปกรณ์ของ Cisco/USA และ Navini Networks ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 802.16 – 2005 หรือ 802.16 e ใช้ความถี่ 2.5 GHz  และสามารถ รองรับ mobility ได้ หรือเรียกว่า mobile WiMAX แต่ในการใช้งานส่วนใหญ่ เป็นแบบ Fixed & Nomadic Access เพื่อรองรับการใช้งาน Internet ความเร็วสูง, VoIP, Video streaming และโปรแกรมประยุกต์ใช้งาน สื่อการเรียน การสอนต่างๆสำหรับโครงการนี้    อุปกรณ์ที่จะ ต้องติดตั้งใช้งานประกอบด้วย

 ๑.     BWX 8305 Base Station (BTS – MX8)

๒.     BWX 8303 Base Station Timing System เป็น External GPS unit

๓.     Radio Frequency Subsystem,  Base Station Antenna เป็นแบบ Smart Beam-Forming + MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของสายอากาศและครอบ คลุมพื้นที่ได้ไกลขึ้น

๔.     Desktop Modem (CPE) ที่สามารถใช้งานแบบ NLOS-non line of sight 

รูปที่ ๑  จุดติดตั้งสาย อากาศที่มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง (ชั้นบนสุด มุมขวาของอาคาร)

 

รูปที่ ๒  Base Station Antenna ที่มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 
 

รูปที่ ๓  External GPS Unit ที่มหาวิทยาลัยแม่ฟ้า หลวง 

รูปที่ ๔  Base Station Antenna และอุปกรณ์ External GPS Unit มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 

                   จาก การที่ได้ติดตามการติดตั้งและวางระบบสื่อสารในโครงการ ฯ นี้พอสรุปได้ว่า เทคโนโลยี WiMAX หรือทางด่วนข้อมูลลอยฟ้านี้สามารถดำเนินการได้สะดวก รวดเร็ว และประหยัดเวลาได้มากเมื่อเปรียบเทียบกับการวางระบบสื่อสารแบบเดิม   โดย เฉพาะโครงการต้นแบบศูนย์ทางไกลเพื่อการศึกษา ฯ ของมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ซึ่งได้เริ่มดำเนินการในส่วนของ IP VPN ที่ใช้สายทองแดง และไยแก้วนำแสง เมื่อประมาณต้นเดือน กรกฎาคม ๒๕๕๑ เพื่อให้บริการแก่โรงเรียน ลำดับ ๑-๑๓ (ในตารางที่ ๑)   แต่ในส่วนที่ใช้เทคโนโลยี WiMAX ได้เริ่มดำเนินการตาม แผนงานตั้งแต่วันที่ ๑๘ สิงหาคม ๒๕๕๑ จนแล้วเสร็จ พร้อมทดสอบประมาณ ต้นเดือน กันยายน ๒๕๕๑   จะเห็นได้ว่าการติดตั้งอุปกรณ์ WiMAX สามารถดำเนินการได้ภาย ในระยะเวลาอันสั้น ประมาณ ๓-๔ อาทิตย์เท่านั้น ภายใต้เงื่อนไขที่มี อุปกรณ์พร้อมติดตั้งใช้งาน ที่หน้างาน  ทั้งนี้เราสามารถ เปรียบเปรียบจากการดำเนินการในขั้นตอนสำคัญ ดังนี้  (ตารางที่ ๒)
 

ตารางที่ ๒ เปรียบเทียบขั้นตอนการดำเนินงานติดตั้งเครือข่ายฯแบบมีสายและไร้สาย (WiMAX)
ขั้นตอน                 IP     VPN     WiMAX
การสำรวจ / ออกแบบ         มากกว่า ๑ เดือน     น้อย กว่า ๑ สัปดาห์
การขออนุญาตต่างๆ / right of way     มี         ไม่มี
การก่อสร้าง / ติดตั้ง             ๑-๒ เดือน         ประมาณ ๑ สัปดาห์
การทดสอบ / ตรวจรับ         มากกว่า ๑ สัปดาห์     ประมาณ ๒-๓ วัน
รวม                 ๒-๓ เดือน     ๓-๔ สัปดาห์

=
รูป ที่ ๕  Base Station Antenna ที่ชุมสายร่องปลาค้าว อ.เมือง เชียงราย   
 

          อุปกรณ์ สายอากาศของ Cisco Mobile Wimax ประกอบด้วย adaptive beam forming และ MIMO ซึ่งมีความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพ และ throughput ของข้อมูลได้มากขึ้น อีกทั้งยังเพิ่ม signal strength เพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่บริการได้ไกลขึ้นด้วย ใช้ air interface แบบ Scalable OFDMA ร่วมกับ TDD (Time Division Duplex) และ FDD (Frequency Division Duplex) สามารถรองรับการใช้งาน แบบ nomadic, portability และ Full mobility ได้  จากผลการทดสอบในเบื้องต้น สามารถวัดค่า Downlink/Uplink rate ได้ประมาณ  3.7/1.4 Mbps  ที่ระยะทางประมาณ  ๒ กม. ซึ่งทางผู้ผลิตจะทดลองปรับปรุงอุปกรณ์ CPE เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพ ดีขึ้น                  

                   อย่างที่ได้กล่าวในตอนต้นว่าเทคโนโลยีแต่ละชนิดย่อมมีข้อดีและข้อ เสียแตกต่างกัน หากพิจารณาโดยทั่วไปแล้ว การวางเครือข่ายโทรคมนาคมไร้สายที่ใช้เทคโนโลยี WiMAX สามารถดำเนินการขยาย ข่ายสื่อสารได้ทั่วถึง รวดเร็ว โดยไม่ต้องเสียเวลากับขั้นตอนการขออนุญาตพาดสายกับการไฟฟ้า การขออนุญาตกรมทางหลวง กรมทางหลวงชนบท หรือเทศบาล เพื่อทำท่อร้อยสาย ท่อลอดถนน และลดภาระด้านงานโยธาอื่น ๆ ที่อาจจะต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ขยายข่ายสายแบบเดิม  อีกทั้ง ปัจจุบันราคาสายทองแดงแพงมาก และอาจถูกลักขโมยทำให้ระบบสื่อสารต้องหยุดชะงัก เป็นต้น  แต่ WiMAX ก็มีขีดจำกัดในเรื่อง ของความเสถียร ระยะทาง และพื้นที่ให้บริการ หรือ throughput ของข้อมูล  ประกอบ กับเทคโนโลยีนี้ได้มีการปรับปรุงและพัฒนาตลอดเวลาทำให้ผู้ผลิตต้องออก ผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆเพื่อการแข่งขันในตลาด และผู้ประกอบการต้องลงทุนปรับปรุงเพื่อให้ทันกับเทคโนโลยีที่เปลี่ยนไปด้วย  ดังนั้น WiMAX จึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่จะนำมาใช้ในเงื่อนไขดัง กล่าวข้างต้น  อย่างไรก็ตาม เพื่อตอบสนองความต้องการเครือข่ายโทรคมนาคมที่เข้าสู่ยุค Ubiquitous และ Triple Play ที่สามารถรองรับการ ประยุกต์ใช้งานได้อย่างหลากหลายรูปแบบ WiMAX ก็จะเป็นคำตอบได้เช่น กัน 

              ดังนั้น กทช. ควรจะเร่งออกอนุญาตให้ใช้ความถี่ WiMAX โดยเร็วต่อไป………………………………

หมายเหตุ    บทความ นี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนในเชิงวิชาการ ที่เขียนจากประสบการณ์ เพื่อให้ผู้อ่านได้รับทราบข้อมูลและความรู้ตามสมควร  ไม่มี ส่วนเกี่ยวข้องใด ๆกับองค์กรที่ผู้เขียนสังกัดอยู่ 

อ้างอิง

[1]   www.cisco.com

[2]   เอกสารนำเสนอ คณะกรรมการประเมินผลการทดสอบ WiMAX

[3]   Roger Marks, chair IEEE 802.16 Working Group on Broadband Wireless Access, “IEEE 802.16 : The Foundation of WiMAX Systems” 2007 IEEE Mobile WiMAX Symposium          

                     ประวัติผู้เขียน   นายสุเมธ  อักษร กิตติ์  

:  sumetha@ttt.co.th

- รองผู้อำนวยการ สายงานวางแผนกลยุทธ์องค์กร  บมจ. ที ที แอนด์ ที      

 - กรรมการมาตรฐาน กทช.

- วุฒิสมาชิก และกรรมการสาขาวิชาการวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ  (วสท.)

- วุฒิวิศวกรสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า  วฟก. ๕๕๗

-วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

-วิศวกรรมศาสตร์บัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยขอนแก่น 
แก้ไขล่าสุดเมื่อ ( 24 ธ.ค. 2008 11:17น. )

ที่มา http://ngnforum.ntc.or.th/index.php?option=com_content&task=view&id=39&I...