fbpx

7 Wi-Fi Systems

7 Wi-Fi Systems

เมื่อพูดถึง Wi-Fi ในปัจจุบันแทบทุกคนก็คงได้ยินมามากพอสมควร แต่ก็อาจจะไม่ได้รู้ถึงรายละเอียดอะไรมากรู้เพียงแต่การใช้งานเป็น Internet ไร้สาย ดังนั้นเราจะอธิบายให้คุณได้เข้าใจมากยิ่งขึ้นเอง

Wi-Fi

Wi-Fi คืออะไร

Wi-Fi ย่อมาจาก Wireless Fidelity หมายถึง ชุดผลิตภัณฑ์ต่างๆที่สามารถใช้ได้กับมาตรฐานเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบไร้สาย (WLAN : Wireless LAN) หรือ เข้าใจง่ายๆก็คือการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายไร้สายนั่นเอง ซึ่งอยู่บน มาตรฐาน IEEE 802.11

เดิมที Wi-Fi ออกแบบมาใช้สำหรับอุปกรณ์พกพาต่างๆและใช้เครือข่าย LAN เท่านั้น แต่ปัจจุบันนิยมใช้ Wi-Fi เพื่อติดต่อกับอินเทอร์เน็ต โดยอุปกรณ์พกพาต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้ ผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า Access Point หรืออุปกรณ์ที่มีหน้าที่ในการกระจายสัญญาณและบริเวณที่ระยะทำการของ Access Point ครอบคลุมเรียกว่า ฮอสปอต (Hotspot)

รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบ Wi-Fi

Peer to Peer (ad-hoc mode)

เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อแลนไร้สายที่มีลักษณะการเชื่อมต่อแบบโครงข่ายโดยตรงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวน 2 เครื่องหรือมากกว่านั้น โดยเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีความเท่าเทียมกัน การเชื่อมต่อด้วยวิธีนี้จะเหมาะกับเครือข่ายขนาดเล็กที่มีโหนดเชื่อมต่อจำนวนไม่มาก

Client/server (Infrastructure mode)

เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อที่มีลักษณะการรับส่งข้อมูลโดยต้องมีแอกเซสพอยต์ (Access Point: AP) เพื่อใช้เป็นตัวรับส่งสัญญาณ เครือข่ายสามารถมี Access Point มากกว่า 1 เครื่อง ก็ได้ สามารถเชื่อมต่อ Access Point เข้ากับเครือข่ายหลัก (แบบมีสาย) เพื่อเพิ่มทางเลือกในการสื่อสารทั้งแบบมีสายและไร้สาย การเชื่อมต่อรูปแบบนี้จะเหมาะสำหรับองค์กรที่ต้องการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายเข้ากับระบบหลักที่เป็นเครือข่ายแบบใช้สาย

ระบบคลื่นความถี่

การส่งสัญญาณของระบบ Wi-Fi เป็นการใช้คลื่นวิทยุเป็นช่องทางการสื่อสารแทน การรับส่งข้อมูลระหว่างกันจะผ่านอากาศ ทำให้ไม่ต้องเดินสายสัญญาณและติดตั้งใช้งานได้สะดวกขึ้น ซึ่งแตกต่างจากระบบ LAN ที่จะต้องใช้สาย LAN เป็นตัวเชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายนั่นเอง และ ปัจจุบันนิยมใช้ Wi-Fi เพื่อเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้ Access Point เป็นตัวช่วยกระจายสัญญาณ โดยจะแบ่งออกเป็น 3 คลื่นความถี่ คือ

2.4GHz

  • สัญญาณคลื่นไปได้ไกล (ระยะไกล) ส่งได้ไกล 100 เมตร แต่ถ้ามีสิ่งกีดขวางส่งได้ 10 เมตร (ตัวกระจายสัญญาณมีผลต่อประสิทธิภาพของการกระจายสัญญาณ)
    • สัญญาณรบกวนเยอะ สัญญาณชนกันและมีข้อจำกัดเรื่องช่องสัญญาณ
  • การถ่ายโอนข้อมูล (รับส่งข้อมูลช้า)
    • การนำไปใช้ ควรใช้เล่นโซเชียลมิเดียต่างๆ ที่ไม่ได้ใช้ปริมาณเน็ตมาก เช่น facebook instragram หรือเว็บไซต์ต่างๆ
  • ปัญหาที่พบบ่อย สัญญาณรบกวนเยอะ

5GHz

  • สัญญาณคลื่นไปได้ไม่ไกล (ระยะใกล้) ส่งได้ไกล 30 เมตร แต่ถ้ามีสิ่งกีดขวางส่งได้ 5 เมตร
    • ได้ความเร็วสูงขึ้นไม่รบกวนผู้ใช้ไกลกัน  ระยะทางสั้นลง เพราะคลื่นความถี่สูงระยะทางจะใกล้กว่าความถี่ต่ำ
  • การถ่ายโอนข้อมูล (รับส่งข้อมูลเร็ว)
    • สัญญาณอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงเหมาะกับ ดูหนังที่มีความระเอียดสูง เล่นเกมออนไลน์ รวมถึงการเทรดหุ้น
  • ปัญหาที่พบบ่อย ปล่อยสัญญาณได้อ่อน

6GHz

  • สัญญาณคลื่นไปได้ไม่ไกล (ระยะใกล้) ส่งได้ไกล 10 เมตร แต่ถ้ามีสิ่งกีดขวางส่งได้ 3 เมตร
    • ได้ความเร็วสูงที่สุด ไม่รบกวนผู้ใช้ไกลกัน  ระยะทางสั้นลง เพราะคลื่นความถี่สูงระยะทางจะใกล้กว่าความถี่ต่ำ
  • การถ่ายโอนข้อมูล (รับส่งข้อมูลเร็ว)
    • สัญญาณอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงเหมาะกับการทำอะไรที่ต้องใช้อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงหรือต้องการความละเอียดที่สูงมาก และสามารถรองรับการใช้งานได้จำนวนมาก
  • ปัญหาที่พบบ่อย ปล่อยสัญญาณได้อ่อน ใช้ได้เพียงระยะใกล้

*หมายเหตุ

  • ตัวกระจายสัญญาณ(Access point)มีผลต่อประสิทธิภาพของการกระจายสัญญาณ
  • พื้นที่อาคาร บ้านเรือน สถานที่แต่ละที่มีวัสดุที่เป็นที่เป็นสิ่งกีดขวางสัญญาณต่างกัน อาจส่งผลให้การกระจายสัญญาณต่างกันหากเปรียบเทียบพื้นที่ต่างกัน (ดังนั้นในความเป็นจริงการออกแบบสัญญาณ เราควรลงพื้นที่เพื่อตรวจสอบหน้างานว่าสิ่งก่อสร้างมีการใช้วัสดุชนิดใด โครงสร้างอย่างไร เพื่อที่จะได้ออกแบบการกระจายสัญญาณได้ครอบคลุม เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูงที่สุด)
  • แต่ละความถี่มีความสามารถในการทะลุทะลวงวัสดุที่ต่างกัน

ประเภทของ Wi-Fi ตามมาตรฐาน IEEE 802.11

การกำหนดมาตรฐาน IEEE 802.11 เริ่มตั้งแต่ปี 1997 มีการพัฒนาหลายกลุ่ม ทั้งนี้ไม่เกี่ยวว่า a จะเก่ากว่า b หรือ c เป็นมาตรฐานใหม่ตามอักษร แต่ขึ้นอยู่กับมาตรฐานของกลุ่มใดทำเสร็จก่อนแล้วก็จะออกเปิดตัวก่อนโดยไม่เรียงลำดับตามอักษร (Wi-Fi 0-3 นั้นเป็นชนิดที่เก่ามากแล้ว)

TypeYearMax Data RateFrequencyModulation
802.1119971-2 Mbps2.4 GHzDSSS,FHSS
802.11b (Wi-Fi 1)199911 Mbps2.4 GHzDSSS, CCK
802.11a (Wi-Fi 2)199954 Mbps5 GHzOFDM
802.11g (Wi-Fi 3)200354 Mbps2.4 GHzOFDM
802.11n (Wi-Fi 4)2009600 Mbps2.4 / 5 GHzSU-MIMO, OFDM
802.11ac (Wi-Fi 5)20143.5 Gbps2.4 / 5 GHzBeamforming, MU-MIMO
802.11ax (Wi-Fi 6)2019/20209.6 Gbps2.4 / 5 GHzOFDMA, 1024QAM,
MU-MIMO
802.11ax (Wi-Fi 6E)20219.6 Gbps2.4 / 5 / 6 GHzBased on wi-fi 6 and
5G networks
802.11be (Wi-Fi 7)จะมาในปี 2024
การ Modulation ที่แตกต่างกันเกิดจากการปรับปรุงให้สามารถรองรับกับการใช้งานของผู้ใช้ได้จำนวนมากขึ้นและมีความเร็วมากขึ้น ซึ่งเป็นการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด ซึ่งต้องใช้ Bandwidth ที่สูงขึ้น Wi-Fi Generation ใหม่ๆที่เกิดขึ้นก็จะตอบโจทย์กับผู้ใช้งานและอุปกรณ์เทคโนโลยีต่างๆในอนาคตมากขึ้น

ระบบ MU-MIMO

MU-MIMO หรือ Muti-user, Multiple Input, Multiple Outputs จะทำให้อุปกรณ์ไร้สายหลายเครื่องสื่อสารกับ Router ได้พร้อมกัน ซึ่งก่อนหน้านี้ Router สื่อสารกับอุปกรณ์โดยใช้ SU-MIMU ( Single-user, Multiple Input, Multiple Output ) หรือ ผู้ใช้คนเดียวหลายอินพุตและหลายเอาต์พุต ใช้กับเทคโนโลยีไร้สายก่อนหน้า Wireless Standard 802.11n ซึ่งมันยังอนุญาตให้ Wi-Fi สื่อสารกับอุปกรณ์หลายเครื่อง แต่ใช้ทีละเครื่องเท่านั้น

ดังนั้นแต่ละอุปกรณ์จะต้องรอจนกว่าจะถึงคิวที่จะสื่อสารกับ Router เมื่อมีอุปกรณ์เชื่อมต่อกับ Wi-Fi Router มากขึ้นความแออัดก็จะยิ่งเพิ่มขึ้น แต่ก็ไม่ใช่เรื่องใหญ่อะไร เพราะอุปกรณ์เหล่านี้ใช้แอปพลิเคชันข้อมูลต่ำ เช่นการใช้อินเทอร์เน็ตเฉยๆ แต่หากเป็น VDO streaming ผลลัพธ์ก็คือทำให้ความเร็วอินเทอร์เน็ตช้าลง ซึ่งมันเกิดความล่าช้าและการบัปเฟอร์ หลักการทำงานของ SU-MIMO คือ มาก่อนได้ก่อน หรือ คุณมาเชื่อม Wi-Fi ก่อน คุณก็จะได้รับ ความเร็วที่มากกว่าคนที่มาเชื่อมต่อหลังจากคุณ

อย่างไรก็ตาม router ที่ใช้ MU-MIMO อุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อไม่จำเป็นต้องรอคิว เพราะมันจะช่วยให้สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์หลายๆเครื่องในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมันแบ่ง Bandwidth ของอินเทอร์เน็ตและส่งไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ทำให้งานที่ต้องใช้ Bandwidth จำนวนมาก เช่น VDO Streaming หรือ Download ช่วยลดการล่าช้าไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเนื่องจากการเชื่อมต่อจะไม่ขัดจังหวะซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ดังนั้นเหมือนกับว่าอุปกรณ์แต่ละเครื่องมี Wi-Fi Router แยกต่างหาก แต่หากมีจำนวนผู้ใช้ที่เยอะมากก็จะทำให้ได้ความเร็วที่ช้าเหมือนกัน

MU-MIMO มี Beamforming เป็นเทคนิคที่ส่งสัญญาณแบบลำแสงอย่างเฉพาะเจาะจง ทำให้สัญญาณมีความสเถียร แต่ถ้าไม่มีวิธีนี้ก็จะทำให้การส่งสัญญาณนั่นอ่อนลง และไม่ใช่ทุก Router จะมี MU-MIMO เนื่องจากระบบนี้ใช้ในคลื่นความถี่ 5 GHz เท่านั้น

Radio Chains

เลขสองตัวนี่คือจำนวนเสาสัญญาณ (Antenna) ที่ผูกกันเป็นวงจร หรือมีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า “Radio Chains” บางคนจะเรียก 2X2 ว่า AP 2 เสา ส่วน 3X3 ก็ AP 3 เสา เลขตัวแรกคือจำนวนเสาทั้งหมดที่สามารถใช้  “ส่ง” คลื่นสัญญาณ หรือ Transmitting (Tx) Antenna ส่วนเลขตัวหลังคือจำนวนเสาทั้งหมดที่ใช้ “รับ” สัญญาณ หรือ Receiving (Rx) Antenna ฉะนั้น AP 8X8 สามารถใช้เสาทั้ง 8 ต้นรับและส่งสัญญาณได้

การใช้งาน Wi-Fi ในปัจจุบัน

ปัจจุบันระบบ 802.11ax (Wi-Fi 6E) ก็ยังใช้ไม่ครอบคลุมมากพอเนื่องจากยังไม่อนุญาติให้สามารถใช้ระบบความถี่ 6 GHz ได้ จึงมีแค่ระบบความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz ให้เราได้เห็นเป็นส่วนใหญ่

อุปกรณ์ที่รองรับต่างๆนั้นพัฒนาไปไวอย่างน่าเหลือเชื่อ ซึ่งมันสามารถรองรับการใช้งานระบบ Wi-Fi 6E ได้ ก็ถือว่าเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่น่าจับตา

Wi-Fi 6 ถึงจะยังไม่สามารถใช้งานได้แต่เราสามารถเตรียมพร้อมอุปกรณ์ที่รองรับได้เนื่องจากอุปกรณ์มี Features ที่หลากหลาย เช่น หากยังไม่รองรับ 6GHz เราก็ปิดใช้งานไว้ก่อน ไปใช้แค่ 2.4 และ 5 GHz และเมื่อความถี่ 6 GHz ได้รับการอนุญาติและการใช้งานที่หลากหลายแล้ว เราค่อยมาปรับให้อุปกรณ์เราใช้ความถี่ 6 GHz

เทคโนโลยีที่คลาดว่าจะมาในระบบ Wi-Fi 7

  • 320 MHz bandwidth, ความเร็วประมาณ 30 Gbps
  • 4096-quadrature amplitude modulation (QAM)
  • Multi-resource unit (RU)
  • Multi-link operation (MLO)
  • Enhanced multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO)
  • Multi-access point (AP) coordination