เทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สาย

ระบบสื่อสารมีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องปัจจุบันมีเทคโนโลยีแบบไร้สายที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ใช้ระบบจีเอสเอ็ม(Global System for Mobile Communication:GSM ) การพัฒนาโทรศัพท์เคลื่อนที่นั้นพัฒนามาหลายรุ่น เทคโนโลยีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีตั้งแต่ยุคที่2(2G) จนถึงยุคที่3(3G) โดยโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุค2G เริ่มมีการบีบอัดสัญญาณเสียงในรูปแบบดิจิทัลแต่การรับส่งข้อมูลนั้นยังม่มีประสิทธิภาพมากนักต่อมาผู้ให้บริการมีการตอบสนองความต้องการด้านการรับส่งข้อมูลให้กับลูกค้า โดยพัฒนามาเป็นยุคของ2.5G มีการนำระบบจีพีอาร์เอส (General Packet Radio service: GPRS ) มาใช้ร่วมกับระบบจีเอสเอ็มทำให้โทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ใช้ในระบบนี้สามารถรับส่งข้อมูลและเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้

ให้บริการโทรศัพท์ที่นำเทคโนโลยีจีพีอาร์เอสมาใช้จะต้องมีการปรับการทำงานของเครือข่ายโดยการนำซอฟต์แวร์และอุปกรณ์เพิ่มเข้าไปในระบบเพื่อแยกเส้นทางที่ส่งเสียงข้อมูลเสียงพูดออกจากเส้นทางที่ใช้ส่งข้อมูล เทคโนโลยีจีพีอาร์เอสนี้สามารถสื่อสารข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงสุด171.2 กิโลบิตต่อวินาที

ต่อมาได้มีการปรับปรุงระบบจีพีอาร์เอสให้มีความเร็วในการสื่อสารสูงขึ้นถึง384กิโลบิตต่อวินาที เทคโนโลยีนี้มีชื่อว่าเอจ(Enhanced Data Rates for Global Evolution:EDGE ) ซึ่งจัดอยู่ในยุค 2.75G ถ้าหากพิจารณาการนำเทคโนโลยีของโทรศัพท์เคลื่อนที่มาใช้ในการรับส่งข้อมูลที่ไม่ใช่เสียงแล้วเครือข่ายแบบจีพีอาร์เอสสามารถใช้บริการรับส่งไฟล์รูปภาพ เสียงเพลง หรือไฟล์มัลติมิเดี่ยต่างๆได้ดีขึ้น

เทคโนโลยี 3G

แม้ว่ามาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ 2.5G หรือ 2.75G จะสามารถตอบสนองการใช้งานมากกว่าการสื่อสารด้วยเสียงเพียงอย่างเดียว แต่มีข้อจำกัดหลายประการเนื่องจากเป็นการนำเทคโนโลยีเก่ามาต่อยอดการทำงานในระบบเดิมทำให้ไม่มีผู้ให้บริการรายใดสามารถให้บริการจีพีอาร์เอสที่อัตราเร็ว171.2กิโลบิตต่อวินาทีหรือเอจที่อัตราเร็ว384กิโลบิตต่อวินาที ต่อมาได้มีการพัฒนามาถึงยุคที่3 ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้โทรศัพท์เคลื่อนที่สามารถสื่อสารข้อมูลมัลติมีเดี่ยด้วยความเร็วสูง สำหรับในระบบ 3G จะทำงานในระบบซีดีเอ็มเอ(Code Division Multiple Access: CDMA) อัตราเร็วในการรับส่งข้อมูล(transmission rate)ไม่ต่ำกว่า2เมกะบิตต่อวินาที ผู้ใช้สามารถใช้งานมัลติมีเดี่ยความเร็วสูงได้อย่างต่อเนื่อง เช่น การรับชมวิดิทัศน์จากอินเทอร์เน็ต การสนทนาแบบเห็นภาพคู่สนทนา

เมื่อเทคโนโลยี 3G ทำให้การสื่อสารทางโทรศัพท์เคลื่อนที่เร็วขึ้นจึงมีการพัฒนาบริการต่างๆขึ้นอีกมากมาย เช่น มีการห้บริการแบบมัลติมีเดี่ยที่สามารถรับส่งข้อมูลขนาดใหญ่ มีการประชุมทางไกลผ่านหน้าจอของโทรศัพท์เคลื่อนที่

เทคโนโลยี 4G

ในอนาคตเทคโนโลยี3Gอาจมีความเร็วและคุณภาพของการส่งข้อมูลไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของโปรแกรมประยุกต์ที่ต้องทำงานด้วยความเร็วสูง จึงมีการพัฒนาระบบ 4G ที่ทำให้ส่งข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ตด้วยความเร็วที่สูงกว่า 3G มีการให้บริการที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น โดยกำหนดอัตราในการส่งข้อมูไม่ต่ำกว่า100เมกะบิตต่อวินาที

ความก้าวหน้าของ เทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายได้ถูกพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการใช้งานที่สูงมากใน ปัจจุบันและมีแนวโน้มที่จะมีอัตราการใช้งานที่สูงมากในอนาคต ทำให้มีผลกระทบต่อการวางมาตรฐานและการจัดสรรคลื่นความถี่ของประเทศต่างๆทั่ว โลกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ประกอบกับมีการกำหนดนโยบายและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารโทรคมนาคม ในระดับสากลโดยสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (International Telecommunication Union : ITU) จึงทำให้มีความจำเป็นที่ประเทศต่างๆทั่วโลก (รวมทั้งประเทศไทย) จะต้องให้ความสำคัญกับการบริหารจัดการการใช้งานเทคโนโลยีดังกล่าว ซึ่งถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาประเทศ ไม่ว่าจะในด้านเศรษฐกิจและความมั่นคงของชาติ

บรอดแบนด์เป็นคำที่นำมาใช้ในความหมายเดิมของการให้บริการสื่อสารข้อมูลความ เร็วสูงระดับมากกว่า 1.544 Mb/s (ระบบสื่อสาร Lease line T-1 มาตรฐานสหรัฐอเมริกามีความเร็วค่าเท่ากับ 1.544 Mb/s) และมีความจุช่องสัญญาณ (Channel capacity) เพียงพอต่อการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย ความเป็นมาของบริการบรอดแบนด์เริ่มจากการพัฒนาเทคโนโลยีอินเตอร์เนต ซึ่งมีการใช้งานในยุคแรกๆ เริ่มในราวปี ค.ศ. 1990 ต่อจากนั้นก็มีการใช้งานอย่างแพร่หลายไปสู่ผู้ใช้ในทุกระดับ การพัฒนาของอินเตอร์เนตทำให้การส่งข้อมูลสื่อประสม (multimedia) ที่ประกอบไปด้วย เสียง ภาพ วีดีโอ ตัวอักษร และข้อมูล ทำได้อย่างสะดวกรวดเร็วและมีราคาถูก อีกทั้งยังมีบริการด้านสารสนเทศแบบใหม่ๆ ที่สามารถให้บริการบนโครงข่ายอินเตอร์เน็ต

การเข้าถึงบริการอินเตอร์เนตได้ทุกที่ทุกเวลาต้องอาศัยเทคโนโลยีบรอดแบนด์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีการพัฒนาเพื่อตอบสนองการขยายตัวของผู้ใช้ อินเตอร์เนตทั่วโลก หลายประเทศได้กำหนดเป็นนโยบาย (Broadband policy) เพื่อให้ประชาชนสามารถใช้บริการอินเตอร์เนตได้อย่างทั่วถึงโดยอาศัย เทคโนโลยีบรอดแบนด์ และเรียกว่า บริการบรอดแบนด์ (broadband services)

การให้บริการบรอดแบนด์ในยุคต้นๆ ใช้เทคโนโลยีสื่อสารด้วยสายที่เรียกว่า Digital Subscriber Line (DSL) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรศัพท์ ในสายทองแดงของโครงข่ายโทรศัพท์เ และการใช้เทคโนโลยี cable modem ซึ่งเป็นการรับ-ส่งข้อมูลร่วมกับสัญญาณโทรทัศน์ในสายเคเบิล การให้บริการบรอด์แบนด์โดยใช้เทคโนโลยี DSL และ cable modem มีอัตราการส่งข้อมูลประมาณไม่เกิน 10 Mb/s ทั้งนี้ขึ้นกับระยะห่างระหว่างผู้ใช้กับชุมสาย ถึงแม้ว่าการให้บริการบรอดแบนด์ด้วยเทคโนโลยีกลุ่ม DSL หรือ cable modem สามารถเพิ่มจำนวนผู้ใช้ได้อย่างมากมาย แต่การให้บริการก็จำกัดในบริเวณที่โครงข่ายสายทองแดงไปถึง ด้วยข้อจำกัดของอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลของโครงข่ายสายทองแดง และความต้องการของตลาดที่ประสงค์จะให้บริการบรอดแบนด์ได้ทุกหนทุกแห่ง จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยี บรอดแบนด์ที่ใช้ใยแก้วนำแสงและคลื่นวิทยุในการเข้าถึงผู้ใช้ สำหรับเทคโนโลยีบรอดแบนด์ที่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อเป็นที่รู้จักในชื่อว่า “บรอดแบนด์ไร้สาย ”

คำว่า G ย่อมาจากคำว่า Generation ที่แปลว่า ยุค, สมัย, รุ่น ซึ่งเมื่อเอาไปใช้รวมกับตัวเลข ในภาษาอังกฤษจะออกเสียงว่า First Generation, Second Generation, Third Generation เป็นต้น และถูกย่อเป็นคำว่า 1G, 2G, 3G ซึ่งเป็นชื่อเรียกในแต่ละยุคของเทคโนโลยีการสื่อสารทางไกลผ่านโทรศัพท์มือถือ การสื่อสารไร้สายมีมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เมื่อแม๊กเวล (Maxwell) สามารถอธิบายถึงหลักการของการส่งผ่านของข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องใช้สายได้ สำเร็จ ต่อมาอีกไม่กี่ปีได้มีการทดลองโดย Marconi ซึ่งทดสอบว่าการส่งสัญญาณแบบไร้สายอาจจะเป็นจริงและไปได้ที่จะทำการส่งได้ใน ระยะไกล ต่อมาในปี 1970 Bell Labs ได้เสนอความคิดเกี่ยวกับระบบเซลลูลาร์ ซึ่งเป็นความคิดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขว้างจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก จนสามารถนำมาใช้ในการสร้างอุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก ตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีแบบไร้สายมีการใช้งานอย่างกว้างขว้าง จนกระทั่งเกิดระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามลำดับจนถึงปัจจุบันนี้

หากพิจารณาวิวัฒนาการของเทคโนโลยีไร้สายสามารถอธิบายจากรูป ซึ่งจะเห็นว่าเทคโนโลยีไร้สายมีเส้นทางการพัฒนา โดยสามารถแบ่งได้ 2 เส้นทางหลักคือ

   เส้นทางที่ 1 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจากโทรศัพท์เคลื่อนที่ โดยเริ่มต้นจากยุคที่ 1 ด้วยระบบ AMPS ต่อมาเป็นยุคที่ 2 ด้วยระบบ GSM ยุคที่ 3 ด้วยระบบ WCDMA และก่อนไปสู่ยุคที่ 4 ด้วยเทคโนโลยี LTE

   เส้นทางที่ 2 เป็นการพัฒนาที่เริ่มต้นจาก Wireless Local Area Network (WLAN) ไปสู่ BWA ด้วยระบบ WiMAX จนในที่สุด มีแนวโน้มที่จะมุ่งสู่มาตรฐานเดียวกันกับโทรศัพท์เคลื่อนที่

WLAN และ BWA (WiMAX) เป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่พัฒนามาคนละเส้นทางกับโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น 3G ซึ่ง BWA นั้นถูกพัฒนามาจากมาตรฐานทางเทคนิคที่เรียกว่า IEEE802.16 ซึ่งมุ่งเน้นไปในการพัฒนาด้านการส่งข้อมูลสื่อประสม (Multimedia) ด้วยความเร็วสูงเป็นหลัก โดยมิได้เน้นความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) มากนัก แต่ในปัจจุบันก็มีความพยายามที่จะเพิ่มขีดความสามารถในการเคลื่อนที่ให้สูง ขึ้นด้วย (พัฒนาจาก IEEE802.16d ไปเป็น IEEE802.16e) และสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ อาทิเช่น VoIP, Web Browsing, Video Streaming, Video Conferencing และ IPTV เป็นต้น

แต่ในทางกลับกันโทรศัพท์เคลื่อนที่เริ่มจากการมุ่งเน้นไปในการสื่อสารทาง เสียง (Voice) ประกอบกับความสามารถในการเคลื่อนที่ (Mobility) พร้อมกันโดยมิได้มุ่งเน้นการส่งข้อมูลความเร็วสูง แต่การพัฒนาการด้านการส่งข้อมูลสื่อประสมด้วยความเร็วสูงบนโทรศัพท์เคลื่อน ที่ ก็ถูกให้ความสนใจมากขึ้นในระยะหลังเนื่องจากความต้องการและพฤติกรรมของผู้ ใช้เปลี่ยนไปนั่นเอง จึงทำให้ทั้งสองเทคโนโลยีเริ่มมีการพัฒนาการเข้าหากันจนอาจเกิดการทับซ้อน กันในอนาคตตามที่แสดงในรูป

ลักษณะการให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่ (Fixed Wireless Broadband) และบริการบรอดแบนด์คลื่อนที่ (Mobile Broadband) การให้บริการบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่เป็นการให้บริการในลักษณะเช่นเดียวกับ การให้บริการบรอดแบนด์ตามสาย เพียงแต่ใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล ผู้ใช้ต้องมีสายอากาศและอยู่ประจำที่ หรือผู้ใช้อาจเคลื่อนย้ายตำแหน่งอย่างช้าๆ (normadic) ขณะรับส่งข้อมูล เนื่องจากข้อจำกัดของสมรรถนะทางเทคโนโลยีของของบรอดแบนด์ไร้สายประจำที่จึง ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้บริการบรอดแบนด์ขณะเคลื่อน ที่ ซึ่งในปัจจุบันมีเทคโนโลยีหลายแบบที่สามารถให้บริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่ และยังมีการพัฒนาต่อไปไม่หยุดยั้งในอนาคต

การประมวลผลภาพ

คอมพิวเตอร์สามารถทำงานเกี่ยวข้องกับภาพ (image) หรือรูปภาพ (picture) ได้หลากหลายลักษณะคอมพิวเตอร์กราฟิกเป็นการสั่งให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูลแล้วสร้างเป็นภาพขึ้นมาส่วนการประมวลผลภาพ(image processing) เป็นการนำภาพมาเปลี่ยนเป็นข้อมูลดิจิทัล แล้วใช้กรรมวิธีใดๆมากระทำกับข้อมูลภาพเพื่อให้ได้ภาพที่มีคุณสมบัติตามต้องการเป็นการประยุกต์ใช้งานการประมวลผลสัญญาณบนสัญญาณ 2 มิติ เช่น ภาพนิ่ง (ภาพถ่าย) หรือภาพวีดิทัศน์ (วีดิโอ) และยังรวมถึงสัญญาณ 2 มิติอื่นๆ ที่ไม่ใช่ภาพด้วย

Digital Image Processing (DIP) การประมวลผลภาพดิจิตทัล เป็นสาขาที่กล่าวถึงเทคนิคและอัลกอริทึมต่างๆ ที่ใช้การประมวลผลภาพที่อยู่ในรูปแบบดิจิทัล(ภาพดิจิทัล) ภาพในที่นี้ รวมความหมายถึงสัญญาณดิจิทัลใน 2 มิติอื่นๆ โดยทั่วไปคำนี้เมื่อใช้อย่างกว้างๆ จะครอบคลุมถึงสัญญาณวีดิโอ (video) หรือภาพเคลื่อนไหว ซึ่งจะเป็นชุดของภาพนิ่ง เรียกว่า เฟรม (frame) หลายๆภาพต่อกันไปตามเวลาซึ่งก็คือสัญญาณ 3 มิติ เมื่อนับเวลาเป็นมิติที่ 3 หรือ อาจจะครอบคลุมถึงสัญญาณ 3 มิติอื่นๆ เช่น ภาพ 3 มิติทางการแพทย์ หรือ อาจจะมากกว่านั้น เช่น ภาพ 3 มิติ และ หลายชนิด (multimodal image)

ตัวอย่างการนำการประมวลผลภาพไปใช้งานเช่น

ระบบตรวจกระดาษคำตอบ โดยมีการเปรียบเทียบภาพกระดาษคำตอบที่ถูกต้องกับกระดาษคำตอบที่ตรวจว่าตำแหน่งตรงกันหรือไม่ ถ้าตำแหน่งตรงกันก็จะได้คะแนน

ระบบตรวจจับใบหน้าในกล้องดิจิทัล โดยกล้องจะมีระบบตรวจว่าส่วนไหนของภาพมีลักษณะคล้ายใบหน้า แล้วกล้องก็จะทำการโฟกัสตำแหน่งที่ตรวจจับเพื่อภาพมีความคมชัดมากขึ้น เช่น ระยะห่างระหว่างคิว มุมปาก จมูก โหนกแก้ม โครงหน้า

ระบบอ่านบาร์โค้ด โดยระบบนี้จะอ่านรหัสจากบาร์โค้ด แล้วแปลงเป็นข้อมูลซึ่งสามารถนำไปใช้งานได้ เช่น QR code, Microsoft tag

ภาพที่นำมาประมวลผลนั้นเป็นได้ทั้งภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหว ในการนำภาพนิ่งเข้ามาประมวลผลนั้น โปรแกรมจะอ่านไฟล์ภาพขึ้นมาแล้วถอดรหัสจากค่าสีของภาพแต่ระจุดเป็นตัวเลข เพื่อนำมาประมวลผลสำหรับการประมวลผลภาพเคลื่อนไหวนั้นโปรแกรมจะมองเป็นภาพนิ่งหลายภาพที่เรียงต่อกันนั้นเอง