0

เทคโนโลยีสื่อสาร 5G

2021-01-06 17:01:26 ใน Article บทความ » 0 2088 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

    


      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.       

 





 


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