บทที่ 6 เครือข่ายไร้สาย

     ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN) ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LANs) เกิดขึ้นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1971 บนเกาะฮาวาย โดยโปรเจกต์ ของนักศึกษาของมหาวิทยาลัยฮาวาย ที่ชื่อว่า “ALOHNET” ขณะนั้นลักษณะการส่งข้อมูลเป็นแบบBi-directional ส่งไป-กลับง่ายๆ ผ่านคลื่นวิทยุ สื่อสารกันระหว่างคอมพิวเตอร์ 7 เครื่อง ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะ 4 เกาะโดยรอบ และมีศูนย์กลางการเชื่อมต่ออยู่ที่เกาะๆหนึ่ง ที่ชื่อว่า Oahu

เครือข่ายไร้สาย

 
     ระบบเครือข่ายไร้สาย (WLAN = Wireless Local Area Network) คือ ระบบการสื่อสารข้อมูลที่มีรูปแบบในการสื่อสารแบบไม่ใช้สาย โดยใช้การส่งคลื่นความถี่วิทยุในย่านวิทยุ RF และ คลื่นอินฟราเรด ในการรับและส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ผ่านอากาศ, ทะลุกำแพง, เพดานหรือสิ่งก่อสร้างอื่นๆ โดยปราศจากความต้องการของการเดินสาย นอกจากนั้นระบบเครือข่ายไร้สายก็ยังมีคุณสมบัติครอบคลุมทุกอย่างเหมือนกับระบบ LAN แบบใช้สาย

     ที่สำคัญก็คือ การที่ไม่ต้องใช้สายทำให้การเคลื่อนย้ายการใช้งานทำได้โดยสะดวก ไม่เหมือนระบบ LAN แบบใช้สาย ที่ต้องใช้เวลาและการลงทุนในการปรับเปลี่ยนตำแหน่งการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์

6.1 จุดเด่นของเครือข่ายไร้สาย

     ในความเป็นจริงแล้วระบบเครือข่ายแบบไร้สายมีอยู่มากมาย ระบบแลนไร้สาย  หรือ WLAN หมายถึงการให้บริการติดต่อกับระหว่างเครือข่ายผ่านทางระบบไร้สาย ต่อมาเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายนั้นจะมีมาตรฐานที่ถูกกำหนดจากองค์กรสำคัญที่ทำหน้าที่ออกแบบและวางข้อกำหนดวิศวกรรมไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาคือ IEEE (Institute for Electrical and Electronics Engineers: IEEE) ว่าเป็นมาตรฐานแบบ 802.11 หรือ IEEE 802.11 จึงทำให้ระบบเครือข่ายไร้สายที่ให้มาตรฐานนี้เรียกว่า Wi-Fi (Wireless Fidelity) เทคโนโลยีนี้จะมีประโยชน์ดังนี้

          อำนวยความสะดวกในการทำงาน : เครือข่ายไร้สายอำนวยความสะดวกในการทำงาน โดยเอื้อต่อการใช้คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ระหว่างสำนักงานและที่บ้าน ทำให้พนักงานสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

          สะดวกต่อการติดตั้ง : เครือข่ายไร้สายจะต้องการ access point เป็นจุดกระจายสัญญาณเพื่อให้เครือข่ายทำงานได้ แทนการใช้สายสัญญาณเพิ่มและฮับหรือสวิตช์ เพื่อทำการติดตั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ใหม่เข้ากับระบบ

          สะดวกต่อการขยายเครือข่าย : เครือข่ายไร้สายสามารถเพิ่มเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายได้โดยไม่จำเป็นต้องรอความพร้อมของสายสัญญาณ และสามารถจัดตำแหน่งต่าง ๆ ใหม่ได้ เมื่อต้องการย้ายตำแหน่งที่ตั้งของเครื่องคอมพิวเตอร์

          ประหยัด : เครือข่ายไร้สาย จะลดต้นทุนของสายสัญญาณ และยังช่วยลดต้นทุนการติดตั้งสายสัญญาณอีกด้วย

6.2 ข้อด้อยของเครือข่ายไร้สาย

อย่างไรก็ตาม เครือข่ายไร้สายก็ยังมีจัดอ่อนที่ต้องพิจารณาก่อนทำการติดตั้งเครือข่าย ดังนี้

ความปลอดภัย : เนื่องจากเครือข่ายไร้สายใช้สัญญาณวิทยุเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล ซึ่งจะทำการส่งสัญญาณออกไปทุกทิศทาง ข้อมูลนี้สามารถรับได้โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณเครือข่ายไร้สายที่อยู่ในระยะของสัญญาณที่ไปถึงได้ ดังนั้นข้อมูลต่าง ๆ อาจถูกดักจับได้ จึงได้มีการคิดค้นการเข้ารหัสสัญญาณก่อนทำการส่งสัญญาณออกไป ผู้ที่ทราบวิธีการเข้ารหัสหรือมีโปรแกรมการเข้ารหัสดังกล่าวเท่านั้นจึงจะสามารถรับข้อมูลนั้นได้

ระยะทาง : ระยะทางการทำงานของเครือข่ายไร้สายนั้นจะมีระยะทางที่จำกัด ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งในอาคารขนาดใหญ่ เพราะจะต้องใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater) หรือ Access point เพิ่มเติม นอกจากนี้ระยะทางของเครือข่ายยังขึ้นกับสภาพแวดล้อมอีกด้วย

ความน่าเชื่อถือ : การใช้สัญญาณวิทยุเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูลนั้น เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในจุดอับสัญญาณอาจเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ยาก หรืออาจเชื่อมต่อกับเครือข่ายไม่ได้เลย

ความเร็วการเชื่อมต่อ : ความเร็วในการเชื่อมต่อกับเครือข่ายไร้สายนั้น จะมีความเร็วตั้งแต่ 1-54 Mbps ซึ่งจะเห็นว่ามีความเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำเมื่อเทียบกับเครือข่ายแบบใช้สายสัญญาณที่มีความเร็วสูงถึง 100 Mbps นอกจากนี้เครือข่ายไร้สานยังต้องพบกับปัญหาคอขวด (Bottle neck) เมื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ทำให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลจึงจะต่ำกว่าความเร็วที่แสดงในการเชื่อมต่อมาก

6.3 ระบบเครือข่ายแลนไร้สาย (Wireless LAN, WLAN) 

     แลนไร้สาย หรือ ไวเลสแลน (Wireless LAN, WLAN) คือระบบที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายภายในพื้นที่แบบไร้ สาย โดยใช้คลื่นความถี่ วิทยุใน การเชื่อมต่อหรือสื่อสารกัน การเชื่อมต่อแลนไร้สายมีทั้งแบบเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วยกัน และเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านอุปกรณ์กระจายสัญญาณ (Access Point)
 

      คำว่าไวเลส(Wireless) คือไม่มีสายลองนึกภาพถึงแลนปกติที่เชื่อมต่อกันระหว่างคอมพิวเตอร์กับสวิตซ์ (Switch) หรือฮับ (Hub) ด้วยสายสัญญาณที่เรียกว่า สาย UTP แต่ไวเลส คือการเชื่อมต่อที่ไม่มีมีสายแลนนั่นเอง

     แลน (LAN or Local Area Network) คือระบบที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายภายในพื้นที่ เช่นระบบแลนภายในบ้าน ในบริษัทหรือองค์กร ในมหาวิทยาลัย เป็นต้น

     มาตราฐานความเร็วของแลนไร้สาย ความเร็วที่ใช้ในการสื่อสารกันหรือเชื่อมต่อกัน มีมาตราฐานรองรับ เช่น IEEE 802.11a, b และ g ซึ่งแต่ละมาตราฐานจะบอกถึงความเร็วและคลื่นความถี่ที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร

6.3.1 มาตรฐานของระบบแลนไร้สาย

          ดังที่กล่าวมาแล้วว่าระบบแลนแบบไร้สายจะใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อกลางในการรับส่งข้อมูล กับอุปกรณ์ต่างๆ มาตรฐานของเครือข่ายแลนแบบไร้สายจะมีมาตรฐาน IEEE 802.11 ซึ่งสามารถแยกเป็นมาตรฐานย่อยๆ ได้ดังนี้

IEEE 802.11a
     เป็นมาตรฐานที่ได้รับการตีพิมพ์และเผยแพร่เมื่อปี พ.ศ. 2542 โดยใช้เทคโนโลยี OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) เพื่อพัฒนาให้ผลิตภัณฑ์ไร้สายมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูงสุด 54 เมกะบิตต่อวินาที โดยใช้คลื่นวิทยุย่านความถี่ 5 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานโดยทั่วไปในประเทศไทย เนื่องจากสงวนไว้สำหรับกิจการทางด้านดาวเทียม ข้อเสียของผลิตภัณฑ์มาตรฐาน IEEE 802.11a ก็คือมีรัศมีการใช้งานในระยะสั้นและมีราคาแพง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ไร้สายมาตรฐาน IEEE 802.11a จึงได้รับความนิยมน้อย 

IEEE802.11b
     เป็นมาตรฐานที่ถูกตีพิมพ์และเผยแพร่ออกมาพร้อมกับมาตรฐาน IEEE802.11a เมื่อปี พ.ศ. 2542 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีและได้รับความนิยมในการใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาให้รองรับมาตรฐาน IEEE802.11b ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า CCK (Complimentary Code Keying) ร่วมกับเทคโนโลยี DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) เพื่อให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราความเร็วสูงสุดที่ 11 เมกะบิตต่อวินาที โดยใช้คลื่นสัญญาณวิทยุย่านความถี่ 2.4 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่อนุญาตให้ใช้งานในแบบสาธารณะทางด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์ โดยผลิตภัณฑ์ที่ใช้ความถี่ย่านนี้มีชนิด ทั้งผลิตภัณฑ์ที่รองรับเทคโนโลยี Bluetooth, โทรศัพท์ไร้สายและเตาไมโครเวฟ จึงทำให้การใช้งานนั้นมีปัญหาในเรื่องของสัญญาณรบกวนของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ข้อดีของมาตรฐาน IEEE802.11b ก็คือสนับสนุนการใช้งานเป็นบริเวณกว้างกว่ามาตรฐาน IEEE 802.11a ผลิตภัณฑ์มาตรฐาน IEEE 802.11b เป็นที่รู้จักในเครื่องหมายการค้าWi-Fi ซึ่งกำหนดขึ้นโดย WECA (Wireless Ethernet Compatability Alliance) โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้รับเครื่องหมาย Wi-Fi ได้ผ่านการตรวจสอบและรับรองว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐาน IEEE 802.11b ซึ่งสามารถใช้งานร่วมกันกับผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตรายอื่นๆ ได้ 

EEE802.11g
    เป็นมาตรฐานที่นิยมใช้งานกันมากในปัจจุบันและได้เข้ามาทดแทนผลิตภัณฑ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11bเนื่องจากสนับสนุนอัตราความเร็วของการรับส่งข้อมูลในระดับ54เมกะบิตต่อวินาทีโดยใช้เทคโนโลยีOFDMบนคลื่นสัญญาณวิทยุย่านความถี่2.4กิกะเฮิรตซ์ และให้รัศมีการทำงานที่มากกว่าIEEE802.11aพร้อมความสามารถในการใช้งานร่วมกันกับมาตรฐานIEEE 802.11b ได้ (Backward-Compatible)

EEE802.11n

     เป็นเทคโนโลยีที่อยู่ระหว่างการทดสอบ มีความเร็วและระยะทางสูงสุดมากกว่าเทคโนโลยี802.11g

http://www.dms.moph.go.th/dmsict/it03.html

มาตรฐาน	ปีที่ประกาศรับรอง	ย่านความถี่ที่ใช้ (GHz)	ความเร็วสูง สุด(Mbps)	ระยะทางในร่ม(m)	ระยะทางกลางแจ้ง(m)
802.11a	1999	5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz	54 Mbit/s	-25 m	-75 m
802.11b	1999	2.4-2.5 GHz		-35 m	-100 m
802.11g	2003	2.4-2.5 GHz	11 Mbit/s	-25 m	-75 m
802.11n	อยู่ระหว่างการพิจารณา	2.4 GHz หรือ 5 GHz bands	54 Mbit/s 540 Mbit/s	-50 m	-125 m

                            ตารางเปรียบเทียบมาตรฐาน IEEE 802.11 แบบต่างๆ

6.3.2 รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สาย

     ระบบเครือข่ายไร้สาย เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ไม่มากนัก และมักจำกัดอยู่ในอาคารหลังเดียวหรืออาคารในละแวกเดียวกัน การใช้งานที่น่าสนใจที่สุดของเครือข่ายไร้สายก็คือ ความสะดวกสบายที่ไม่ต้องติดอยู่กับที่ ผู้ใช้สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้โดยที่ยังสื่อสารอยู่ในระบบเครือข่าย

รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบเครือข่ายไร้สาย

     การเชื่อมต่อเครื่องต่อเครื่อง (Peer-to-peer)  รูปแบบการเชื่อมต่อระบบแลนไร้สายแบบ Peer to Peer เป็นลักษณะ การเชื่อมต่อแบบโครงข่ายโดยตรงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ จำนวน 2 เครื่องหรือมากกว่านั้น เป็นการใช้งานร่วมกันของ wireless adapter cards โดยไม่ได้มีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบใช้สายเลย โดยที่เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีความเท่าเทียมกัน สามารถทำงานของตนเองได้และขอใช้บริการเครื่องอื่นได้ เหมาะสำหรับการนำมาใช้งานเพื่อจุดประสงค์ในด้านความรวดเร็วหรือติดตั้งได้โดยง่ายเมื่อไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่จะรองรับ ยกตัวอย่างเช่น ในศูนย์ประชุม, หรือการประชุมที่จัดขึ้นนอกสถานที่

      Infrastructure หรือ Distribution system   ระบบเครือข่ายไร้สายแบบ Infrastructure หรือ Distribution system   เป็นลักษณะการรับส่งข้อมูลโดยอาศัย Access Point (AP) หรือเรียกว่า “Hot spot” ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างระบบเครือข่ายแบบใช้สายกับเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย (client) โดยจะกระจายสัญญาณคลื่นวิทยุเพื่อ รับ-ส่งข้อมูลเป็นรัศมีโดยรอบ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในรัศมีของ AP จะกลายเป็น เครือข่ายกลุ่มเดียวกันทันที โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ จะสามารถติดต่อกัน หรือติดต่อกับ Server เพื่อแลกเปลี่ยนและค้นหาข้อมูลได้ โดยต้องติดต่อผ่านAP เท่านั้น ซึ่ง AP 1 จุด สามารถให้บริการเครื่องลูกข่ายได้ถึง 15-50 อุปกรณ์ ของเครื่องลูกข่าย เหมาะสำหรับการนำไปขยายเครือข่ายหรือใช้ร่วมกับระบบเครือข่ายแบบใช้สายเดิมในออฟฟิต, ห้องสมุด หรือในห้องประชุม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากขึ้น

http://www.thaicyberpoint.com/ford/blog/id/194/

6.4 ระบบเครือข่ายไร้สายอื่น ๆ

สำหรับระบบเครือข่ายไร้สายอื่น ๆ ที่มีใช้ในปัจจุบันได้แก่

- ดาวเทียม : การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยสัญญาณดาวเทียมนั้น จะใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมเพื่อรับส่งข้อมูล โดยดาวเทียมนี้ก็คือตัวทวนสัญญาณไมโครเวฟที่ลอยอยู่บนอากาศนั่นเองซึ่งจะทำให้ครอบคลุมพื้นที่ได้มากขึ้น

- โทรศัพท์เคลื่อนที่ : เทคโนโลยีการสื่อสารในปัจจุบัน คือ 2G และ 3G   เทคโนโลยี  3G รองรับความเร็วประมาณ 100 kbps ความสามารถในการเชื่อมต่อจะขึ้นกับสัญญาณโทรศัพท์จาก ผู้ให้บริการ และ ความเร็วนั้นจะขึ้นกับความชัดของสัญญาณ

- เทคโนโลยี WiMax : คำว่า WiMax มาจากคำว่า Worldwide Interoperability for Microwave Access โดยจะนำเทคโนโลยีแบบไมโครเวฟมาให้บริการเครือข่ายไร้สาย โดยออกแบบเสาอากาศให้คลื่นสามารถเคลื่อนที่เฉพาะทิศทาง หรือเคลื่อนที่แบบเป็นเส้นตรงและไม่เป็นเส้นตรงได้ โดยเทคโนโลยีนี้สามารถทำให้เครือข่ายไร้สายส่งได้ไกลมากขึ้นและส่งได้ด้วยความเร็วสูงมากขึ้น เทคโนโลยีนี้จะใช้มาตรฐานที่มีชื่อว่า IEEE 802.16