REVIEW QUESTIONS CHAPTER 11
1. Class 0 tags are read-only.
2. 1-bit tags do not carry any information about the product.
3. One of the main characteristics of sensory tags is that they can capture information about environmental conditions.
4. What is the purpose of an interrogator?
a. To read information from the tags
5. RFID middleware is used to convert the data read from the tags into a format that is compatible with that of the business application.
6. Reader antennas are designed for the specific application.
True.
7. The orientation of the tag’s antenna usually does not affect readability.
True
8. RFID is not expected to have a major impact on network traffic.
False
9. UHF passive tags use a variation of amplitude and phase modulation.
FalseFalse, they use a variation of amplitude shift keying and phase shift keying.
10. A reader uses a method called coupling to connect with the corporate network. False
11. To power passive tags, the reader transmits A continuous wave or CW.
12. To modulate a response signal using backscatter, a tag has to Change the electrical properties or reflection coefficient of its antenna.
13. Interrogators and tags do not transmit simultaneously. This is known as half-duplex Communications.
14. The minimum amount of information stored in a smart label is the EPC, CRC, and the destroy password.
15. In a(n)dense reader environmentan interrogator will assume that there was a collision when it does not receive responses from any tags.
Wednesday 12 March 2008
wcs23 solution 10
REVIEW QUESTIONS 10
1. The area of a cell is approximately how many square miles?
b. 10
2. The device that connects a base station with a wired telephone network is the MTSO.
3. Each of the following is a valid cellular telephone code except Digital Serial Code (DSC).
4. Handoff occurs when a user begins moving toward another cell and the phone automatically associates with the base station of that cell.
5. The special frequency that a cellular phone and base station use for exchanging setup information is called the control channel.
6. First Generation (1G) networks use analog signals, and the maximum transmission speed is 9.6 Kbps. True.
7. 1G technology is based on Advanced Mobile Phone Service (AMPS). True.
8. Division by frequency, so that each caller is allocated part of the spectrum for all of the time, is the basis of TDMA. False.
9. 2G systems use digital instead of analog transmissions. True.
10. There are two different technologies that are used with 2G—W-CDMA and CDMA2000. False
11. The primary difference between 2G and 2.5G networks is that 2.5G networks are packet switched instead of circuit-switched networks.
12. When migrating from a TDMA or GSM network, the next step would be to a GPRS network.
13. EDGE is considered a booster for GPRS systems and can transmit up to 384 Kbps.
14. Generation three is intended to be a uniform and global worldwide standard for cellular wireless communication.
1. The area of a cell is approximately how many square miles?
b. 10
2. The device that connects a base station with a wired telephone network is the MTSO.
3. Each of the following is a valid cellular telephone code except Digital Serial Code (DSC).
4. Handoff occurs when a user begins moving toward another cell and the phone automatically associates with the base station of that cell.
5. The special frequency that a cellular phone and base station use for exchanging setup information is called the control channel.
6. First Generation (1G) networks use analog signals, and the maximum transmission speed is 9.6 Kbps. True.
7. 1G technology is based on Advanced Mobile Phone Service (AMPS). True.
8. Division by frequency, so that each caller is allocated part of the spectrum for all of the time, is the basis of TDMA. False.
9. 2G systems use digital instead of analog transmissions. True.
10. There are two different technologies that are used with 2G—W-CDMA and CDMA2000. False
11. The primary difference between 2G and 2.5G networks is that 2.5G networks are packet switched instead of circuit-switched networks.
12. When migrating from a TDMA or GSM network, the next step would be to a GPRS network.
13. EDGE is considered a booster for GPRS systems and can transmit up to 384 Kbps.
14. Generation three is intended to be a uniform and global worldwide standard for cellular wireless communication.
wcs22 Mobile Cellular System
เกริ่น บทนี้ อ ไม่เน้นมากเหมือน Mobile Cellular Networks ดังนั้นจะเอามาแต่ที่พูดเลยค่ะ สไลด์จะดูข้ามๆ ไปบ้าง ถ้ามีเวลาเพื่อนๆ ลองอ่านรายละเอียดจากสไลด์เอานะคะ
Mobile Cellular System
ระบบ 1G
-ยุคแรกเป็นแบบอนาล็อก (สไลด์ 11-12)
-คุยข้ามเครือข่ายกันไม่ได้เลย
-ดูสไลด์ที่ 8 สังเกตว่ากำลังส่งสูงมากถึง 3 วัตต์
เนื่องจากรุ่นแรกนี้แม้ว่าจะใหญ่แบบกระเป๋าเจมส์ บอนด์ แต่สามารถนำเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ และมีผู้ใช้เยอะ จึงมีการออกรุ่นที่ 2 ออกมา
ระบบ 2G เน้นสไลด์ 14-18
-ฟีเจอร์ที่เพิ่มขึ้นมาคือ SMS
-ราคาถูกลง
-การรักษาความปลอดภัยมากขึ้น
-GSM มาจาก TDMA+FDMA
-IS-95 เริ่มมี CDMA ใช้กำลังส่งน้อย 0.2 W แต่ระบบโทรศัพท์ทั้งหลายยังใช้กับ CDMA ได้
-TDMA design MAX cell radius =35 km สูงเพื่อรถไฟความเร็วสูง
ดูสถาปัตยกรรม GSM หน้า 21 และ 22 อ.อธิบายภาพ
หน้า 28 BS มีเสาอากาศล้อมรอบ
Base Satation Controller สามารถควบคุมหลาย BS ได้
หน้า 32 format รับส่งข้อมูล
อ บอกข้ามไปจนถึงหน้า 43 เลย มีสาระสำคัญดังนี้
IS-95 CDMA
สร้างขึ้นท่แทนที่ AMPS เพราะ upgrade มากกว่านั้นไม่ได้แล้ว ด้วยแนวคิดว่าทำอย่างไรจะเพิ่มจำนวนผู้ใช้ feature ข้ามเครือข่ายได้
*GSM เมื่อ Hand off แล้ว cell เดิมตัดขาดจากมือถือทันที
แต่ CDMA จะมีจุดเปลี่ยน ช่วงเวลาก่อนการส่งกับหลังการส่ง CDMA จะติดต่อกับทั้งสอง BS พร้อมๆ กันจนกว่าจะเเน่ใจว่าการส่งต่อสมบูรณ์แล้ว
ดูหน้า 71 พัฒนาการของ cellular wireless network system
หน้า 75
GPRS - โครงสร้างพัฒนาระบบเครือข่ายส่วนหลังจาก GSM 2G เดิม โดยเพิ่มBSC เข้าไป
EDGE เป็น 2.75G
สุดท้ายหน้า 104 CDMA2000-1xRTT
~The End~
Mobile Cellular System
ระบบ 1G
-ยุคแรกเป็นแบบอนาล็อก (สไลด์ 11-12)
-คุยข้ามเครือข่ายกันไม่ได้เลย
-ดูสไลด์ที่ 8 สังเกตว่ากำลังส่งสูงมากถึง 3 วัตต์
เนื่องจากรุ่นแรกนี้แม้ว่าจะใหญ่แบบกระเป๋าเจมส์ บอนด์ แต่สามารถนำเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ และมีผู้ใช้เยอะ จึงมีการออกรุ่นที่ 2 ออกมา
ระบบ 2G เน้นสไลด์ 14-18
-ฟีเจอร์ที่เพิ่มขึ้นมาคือ SMS
-ราคาถูกลง
-การรักษาความปลอดภัยมากขึ้น
-GSM มาจาก TDMA+FDMA
-IS-95 เริ่มมี CDMA ใช้กำลังส่งน้อย 0.2 W แต่ระบบโทรศัพท์ทั้งหลายยังใช้กับ CDMA ได้
-TDMA design MAX cell radius =35 km สูงเพื่อรถไฟความเร็วสูง
ดูสถาปัตยกรรม GSM หน้า 21 และ 22 อ.อธิบายภาพ
หน้า 28 BS มีเสาอากาศล้อมรอบ
Base Satation Controller สามารถควบคุมหลาย BS ได้
หน้า 32 format รับส่งข้อมูล
อ บอกข้ามไปจนถึงหน้า 43 เลย มีสาระสำคัญดังนี้
IS-95 CDMA
สร้างขึ้นท่แทนที่ AMPS เพราะ upgrade มากกว่านั้นไม่ได้แล้ว ด้วยแนวคิดว่าทำอย่างไรจะเพิ่มจำนวนผู้ใช้ feature ข้ามเครือข่ายได้
*GSM เมื่อ Hand off แล้ว cell เดิมตัดขาดจากมือถือทันที
แต่ CDMA จะมีจุดเปลี่ยน ช่วงเวลาก่อนการส่งกับหลังการส่ง CDMA จะติดต่อกับทั้งสอง BS พร้อมๆ กันจนกว่าจะเเน่ใจว่าการส่งต่อสมบูรณ์แล้ว
ดูหน้า 71 พัฒนาการของ cellular wireless network system
หน้า 75
GPRS - โครงสร้างพัฒนาระบบเครือข่ายส่วนหลังจาก GSM 2G เดิม โดยเพิ่มBSC เข้าไป
EDGE เป็น 2.75G
สุดท้ายหน้า 104 CDMA2000-1xRTT
~The End~
Tuesday 11 March 2008
Information
ถ้าดูเนื้อหา ให้ดูตามหัวข้อนะจ๊ะ เพราะใช้ update ตามหัวข้อน่ะ ไม่ได้ update ตามวัน เช่น บทที่ 7 เคยเขียนไปนานแล้ว แต่ยังไม่จบ ก็จะเพิ่มให้เรื่อยๆ จนจบบทนั้นจ้ะ บอกไว้ก่อนจะได้ไม่ตกใจเดี๋ยวก๊อปกันไปคนละวัน แล้วเอามาเทียบกันแล้วได้ว่าไม่เหมือนกัน
^-^
จะพยายามทำให้เสร็จเร็วๆ ค่ะ
มีคอมเม้นต์กันบ้างก็ได้นะ เผื่อไม่เคลียร์ จะได้ช่วยกันตอบ
ปล หลังกลางภาคเริ่มที่ บทที่ 7 จ้ะ
็HA HA ตกใจมั้ยอันนั้นบอกเพื่อนๆ คนอื่น หวานมาก สำหรับพวกเราต้องอันนี้
พิมพ์ไปตามบทนะ เหมือนเดิม วันท้ายๆ จะครบ วันแรกๆ ยังไม่ต้องพิมพ์อ่านอย่างเดียว จะได้ไม่เปลืองกระดาษ
~The End~
For Gangs
Monday 10 March 2008
wcs 21 Mobile Cellular Networks
Terms
BS - เสาอากาศรับส่งข้อมูล
MTSO - เชื่อมต่อการโทรระหว่างโมบายยูนิต
ช่องทาง 2 แบบระหว่าง mobile unit และ BS
1. ช่องสัญญาณควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมู,ระหว่างโทรศัพท์กับสถานีเป็นข้อมู,เซตอัพที่ไม่ใช้เสียงเช่น เบอร์คนโทรมาจากสถานีใด เป็นต้น
2. หลังจากติดต่อได้แล้วจะมีช่องทางให้เราติดต่อกันเช่น เสียง
Interference = รบกวนกัน
frequency reuse = การใช้ความถี่ซ้ำ ทำให้ใช้ความถี่ได้ทั้งประเทศ หรือทั่วทวีป
cellular telephony ทำงานอย่างไร
คีย์ของ cellular telephone networks
1. cells-city cells ประมาณ 10 ตารางไมล์
-ที่ศูนย์กลางของแต่ละ cell คือ cell transmiiter ที่ต่อกับ BS
-แต่ละ BS ต่อกับ MTSO โดยเชื่อมระหว่าง cellular network และ wired telephone world และควบคุม transmitter และ BS ทั้งหมด
2. Transmitters และ cell phone ทำงานด้วยกำลังงานต่ำ
สามารถคงสัญญาณในเวลล์ได้ สัญญาณที่มีคลื่นเฉพาะไปไม่เกินพื้นที่ cell ด้วยความถี่เดียวกันสามารถถูกใช้ในเซลล์อื่นๆในเวลาเดียวกันได้ นอกจาก เซลล์ประชิด (เซลล์ที่ติดกัน)
3. cell phone มีโค้ดพิเศษ
1) SID เลขประจำเครือข่ายที่ให้บริการ
2) ESN เลขซิม
3) MIN เบอร์โทรศัพท์
4. เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ภายนเซลล์เดียว
-Transmitters และ BS ควบคุมการรับส่งทั้งหมด
-ขณะที่ผู้ใช้เคลื่อนที่ไปยังเซลล์ข้างๆ จะเกิดกระบวนการ handoff
*handoff คือการส่งต่อจาก BS หนึ่งไปอีก BS หนึ่ง
-ใช้ Roaming เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ไปเครือข่ายอื่น
*Roaming การขอใช้งานอีกเครือข่ายหนึ่ง เช่นการใช้งานใน ต่างประเทศ
โทรศัพท์มือถือทำงานอย่างไร
-โทรศัพท์รับรับ SIDจาก BS
-โทรศัพท์ส่งคำร้องขอลงทะเบียนแก่ BS
-BS รับ incoming call ที่เข้ามา
-BS ตรวจสอบว่าตรงกับ registration request หรือไม่
-BS ส่งข้อมูลแก่โทรศัพท์มือถือที่ค่าความถี่หนึ่ง ผู้ใช้สามารถรับสายและคุยได้
-BS ทำการ switch ความถี่ต่อไป
ขั้นตอนที่ MSTO Controlled Call ระหว่างผู้ใช้เคลื่อนที่
1. Mobile Unit Initialization
-เริ่มตั้งค่า mobile unit
-cells มีหลายช่องความถี่ที่ใช้ซ้ำกันจึงต้องเริ่มตั้งค่าช่องต่างๆ เพื่อเตรียม broadcast
-เมื่อเปิด โมบาย ยูนิต คือเริ่มสแกนและเลือกค่าช่องควบคุมที่ตั้งไว้แรงสุดจาก BS จากนั้น handshake ระหว่างโมบายยูนิตและ MTSO เพื่อกำหนดผู้ใช้และพื้นที่ที่ลงทะเบียน
2. Mobile-Originated Cell
-เป็นฝ่ายโทรเข้าหรือออก (ขั้นตอนต่างกัน)
-ส่งข่าวไปที่ mobile switching center (msc)
-msc เช็คเบอร์ที่โทรมาว่าอยู่ในเครือข่ายเดียวกันหรือไม่ ถ้าใช่อยู่ในพื้นที่ใด
-กรณีที่โทรไปที่โทรศัพท์บ้าน msc เช็คก่อนว่าอยู่เครือข่ายใด ประเทศใด หากโทรข้ามเครือข่าย operator เสียค่าข้ามเครือข่าย
3.Paging
MTSO ส่ง paging msg ไปที่ทุก BS
4.Call Accepted
-ตรวจว่าโทรมาจากที่ใด เบอร์ที่โทรหาเราอยู่ที่ไหน
-BS ส่ง msg มาที่เครื่องผู้ใช้ หากเป็นของผู้ใช้คนนั้น เครื่องจะรับ msg แล้วเปิดริงโทนรับเข้าให้เราได้ยิน
5.Ongoing call
-คุยกันอยู่ ขึ้นกับว่าอยู่ที่สถานีใด
-แม้เป็นเครือข่ายเดียวกันก็ต้องส่งข่อความไปที่ MSTO ก่อนแล้วค่อยส่งกลับมา
6.Handoff
-mobile unit ย้ายออกจากระยะของเซลล์ไปในเซลล์อื่นระหว่างการเชื่อมต่อ จึงมีการเปลี่ยน BS ไปที่เซลล์ใหม่
ฟังก์ชันเพิ่มเติมใน MTSO Controlled Call
-Call blocking -กรณีช่องสัญญาณเต็ม
-Call termination - กรณีโทรศัพท์จบการคุย - กดปุ่มวางหู
-Call drop - คุยอยู่แล้วสายหลุด
Digital Cellular Telephony
มีมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 แบ่งได้ดังนี้ 1G, 2G, 2.5G, 3G
1st Generation Cellular Telephony
-สัญญาณอนาล็อก
-AMPS
-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
เชื่อมต่อทางกายภาพโดยตรงระหว่างผู้โทรและผู้รับ
2nd Generation Cellular Telephony
-ส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็ว 9.6 kbps และ 14.4 kbps ในช่วความถี่ 800 MHz และ 1.9 GHz
-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
-เป็นระบบดิจิตอล
ประโยชน์ของดิจิตอลคือ ใช้ความถี่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น,ระยะทางไกลขึ้น, คุณภาพเสียงดี และปลอดภัยกว่าเพระถอดรหัสยาก
ใช้พลังงานน้อยและค่าโทรถูกขึ้น
-Multiple Access Technology: TDMA, CDMA, GSM คือ ใช้ FDMA กับ TDMA รวมกัน
2.5 Generation Cellular Telephony
-Generation ที่เกิดระหว่าง 2G และ 3G
-ความเร็วสูงสุดที่ 384 kbps
-PACKET - SWITCHED
ข้อดีของ packet switching
-มีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถควบคุมการรับส่งผ่านช่องทางได้
-เชื่อมต่อได้ตลอด
-GPRS สำหรับเครือข่าย TDMA หรือ GSM 2G โดยใช้ 8 timeslots ใน 200 KHz และเทคนิคการเข้ารหัสที่ต่างกัน 4 แบบ
-EDGE สามารถส่งได้ถึง 384 kbps ขึ้นอยู่กับเทคนิค modulation ที่เรียกว่า 8 PSK
-CDMA2000 1xRTT ทำงานบน 2 ช่องทางที่มีความถี่ 1.25 MHz สนับสนุนการส่ง packet ข้อมูล 144 kbps
3rd Generation Cellular Telephony
ตั้งใจสร้างรูปแบบทั่วไป และแบบเดียวกัน ของ cellular wireless communication
มาตรฐานอัตราการส่งข้อมูล
- 144Mbps สำหรับ mobile user
- 386 Kbps สำหรับผู้ใช้ที่เคลื่อนที่ช้า
- 2 Mbps สำหรับผุ้ใช้ที่อยู่กับที่
เทคโนโลยี 3 G คือ CDMA200 1xEVDO สำหรับเครือข่าย 2.5 G CDMA2000 1xRTT
สรุป
-cell คือขอบเขต เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่ครอบคลุมใน 1 พื้นที่
-handoff vs roaming
-Generation ของท.มือถือ
-SMS เป็นการส่งข้อความสั้นๆ ในเครือข่าย
In-Depth Cellular Networks
Cellular Concept
สร้างจากแลบ Bell ปี 1971 ด้วยการบริการด้านภูมิศาสตร์แบ่งเป็น "cells" ขนาดเล็ก
เซลล์ข้างๆไม่ใช้ความถี่เดียวกันเพื่อป้องกันการชนกัน
สมมติรูปเซลล์ในอุดมคติเป็นรูปหกเหลี่ยม
เพิ่มความสามารถระบบโดยการใช้ความถี่ซ้ำกันได้
Cellular Networks
-รูปแบบเซลล์ที่นำเสนอเป็นรูปวงกลม
-ประมาณการพื้นที่ครอบคลุมด้วยรูปหกเหลี่ยม ทำให้วิเคราะห์ได้ง่าย
-ระบบมีความถี่ F MHz
-เทคนิค multiple access แปลงช่อง F เป็น T
-คลัสเตอร์ของเซลล์ K = กลุ่มของเซลล์ที่ประชิดกันด้วยการใช้ระบบความถี่ที่กำหนดให้ทั้งหมด
ต่อจากนี้เป็นเรื่องคำนวณของ cell design กับ hand off ค่ะ ดูตามชีทสรุปของพี่แสนได้เลยนะคะ ลัคกี้จริงๆ
ขอบคุณค่ะ
BS - เสาอากาศรับส่งข้อมูล
MTSO - เชื่อมต่อการโทรระหว่างโมบายยูนิต
ช่องทาง 2 แบบระหว่าง mobile unit และ BS
1. ช่องสัญญาณควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมู,ระหว่างโทรศัพท์กับสถานีเป็นข้อมู,เซตอัพที่ไม่ใช้เสียงเช่น เบอร์คนโทรมาจากสถานีใด เป็นต้น
2. หลังจากติดต่อได้แล้วจะมีช่องทางให้เราติดต่อกันเช่น เสียง
Interference = รบกวนกัน
frequency reuse = การใช้ความถี่ซ้ำ ทำให้ใช้ความถี่ได้ทั้งประเทศ หรือทั่วทวีป
cellular telephony ทำงานอย่างไร
คีย์ของ cellular telephone networks
1. cells-city cells ประมาณ 10 ตารางไมล์
-ที่ศูนย์กลางของแต่ละ cell คือ cell transmiiter ที่ต่อกับ BS
-แต่ละ BS ต่อกับ MTSO โดยเชื่อมระหว่าง cellular network และ wired telephone world และควบคุม transmitter และ BS ทั้งหมด
2. Transmitters และ cell phone ทำงานด้วยกำลังงานต่ำ
สามารถคงสัญญาณในเวลล์ได้ สัญญาณที่มีคลื่นเฉพาะไปไม่เกินพื้นที่ cell ด้วยความถี่เดียวกันสามารถถูกใช้ในเซลล์อื่นๆในเวลาเดียวกันได้ นอกจาก เซลล์ประชิด (เซลล์ที่ติดกัน)
3. cell phone มีโค้ดพิเศษ
1) SID เลขประจำเครือข่ายที่ให้บริการ
2) ESN เลขซิม
3) MIN เบอร์โทรศัพท์
4. เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ภายนเซลล์เดียว
-Transmitters และ BS ควบคุมการรับส่งทั้งหมด
-ขณะที่ผู้ใช้เคลื่อนที่ไปยังเซลล์ข้างๆ จะเกิดกระบวนการ handoff
*handoff คือการส่งต่อจาก BS หนึ่งไปอีก BS หนึ่ง
-ใช้ Roaming เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ไปเครือข่ายอื่น
*Roaming การขอใช้งานอีกเครือข่ายหนึ่ง เช่นการใช้งานใน ต่างประเทศ
โทรศัพท์มือถือทำงานอย่างไร
ขั้นตอนการรับ
-โทรศัพท์รับรับ SIDจาก BS
-โทรศัพท์ส่งคำร้องขอลงทะเบียนแก่ BS
-BS รับ incoming call ที่เข้ามา
-BS ตรวจสอบว่าตรงกับ registration request หรือไม่
-BS ส่งข้อมูลแก่โทรศัพท์มือถือที่ค่าความถี่หนึ่ง ผู้ใช้สามารถรับสายและคุยได้
-BS ทำการ switch ความถี่ต่อไป
ขั้นตอนที่ MSTO Controlled Call ระหว่างผู้ใช้เคลื่อนที่
1. Mobile Unit Initialization
-เริ่มตั้งค่า mobile unit
-cells มีหลายช่องความถี่ที่ใช้ซ้ำกันจึงต้องเริ่มตั้งค่าช่องต่างๆ เพื่อเตรียม broadcast
-เมื่อเปิด โมบาย ยูนิต คือเริ่มสแกนและเลือกค่าช่องควบคุมที่ตั้งไว้แรงสุดจาก BS จากนั้น handshake ระหว่างโมบายยูนิตและ MTSO เพื่อกำหนดผู้ใช้และพื้นที่ที่ลงทะเบียน
2. Mobile-Originated Cell
-เป็นฝ่ายโทรเข้าหรือออก (ขั้นตอนต่างกัน)
-ส่งข่าวไปที่ mobile switching center (msc)
-msc เช็คเบอร์ที่โทรมาว่าอยู่ในเครือข่ายเดียวกันหรือไม่ ถ้าใช่อยู่ในพื้นที่ใด
-กรณีที่โทรไปที่โทรศัพท์บ้าน msc เช็คก่อนว่าอยู่เครือข่ายใด ประเทศใด หากโทรข้ามเครือข่าย operator เสียค่าข้ามเครือข่าย
3.Paging
MTSO ส่ง paging msg ไปที่ทุก BS
4.Call Accepted
-ตรวจว่าโทรมาจากที่ใด เบอร์ที่โทรหาเราอยู่ที่ไหน
-BS ส่ง msg มาที่เครื่องผู้ใช้ หากเป็นของผู้ใช้คนนั้น เครื่องจะรับ msg แล้วเปิดริงโทนรับเข้าให้เราได้ยิน
5.Ongoing call
-คุยกันอยู่ ขึ้นกับว่าอยู่ที่สถานีใด
-แม้เป็นเครือข่ายเดียวกันก็ต้องส่งข่อความไปที่ MSTO ก่อนแล้วค่อยส่งกลับมา
6.Handoff
-mobile unit ย้ายออกจากระยะของเซลล์ไปในเซลล์อื่นระหว่างการเชื่อมต่อ จึงมีการเปลี่ยน BS ไปที่เซลล์ใหม่
ฟังก์ชันเพิ่มเติมใน MTSO Controlled Call
-Call blocking -กรณีช่องสัญญาณเต็ม
-Call termination - กรณีโทรศัพท์จบการคุย - กดปุ่มวางหู
-Call drop - คุยอยู่แล้วสายหลุด
Digital Cellular Telephony
มีมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 แบ่งได้ดังนี้ 1G, 2G, 2.5G, 3G
1st Generation Cellular Telephony
-สัญญาณอนาล็อก
-AMPS
ความถี่ 800-900 MHz
ช่องกว้าง 30 KHz ด้วย 45 KHz passband
มี 832 ความถี่
ใช้ FDMA ที่จอง 1 ช่องด้วย 2 ความถี่แก่ ผู้ใช้ 1 คนที่เวลาหนึ่งๆ
-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
เชื่อมต่อทางกายภาพโดยตรงระหว่างผู้โทรและผู้รับ
2nd Generation Cellular Telephony
-ส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็ว 9.6 kbps และ 14.4 kbps ในช่วความถี่ 800 MHz และ 1.9 GHz
-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
-เป็นระบบดิจิตอล
ประโยชน์ของดิจิตอลคือ ใช้ความถี่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น,ระยะทางไกลขึ้น, คุณภาพเสียงดี และปลอดภัยกว่าเพระถอดรหัสยาก
ใช้พลังงานน้อยและค่าโทรถูกขึ้น
-Multiple Access Technology: TDMA, CDMA, GSM คือ ใช้ FDMA กับ TDMA รวมกัน
2.5 Generation Cellular Telephony
-Generation ที่เกิดระหว่าง 2G และ 3G
-ความเร็วสูงสุดที่ 384 kbps
-PACKET - SWITCHED
ข้อดีของ packet switching
-มีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถควบคุมการรับส่งผ่านช่องทางได้
-เชื่อมต่อได้ตลอด
-GPRS สำหรับเครือข่าย TDMA หรือ GSM 2G โดยใช้ 8 timeslots ใน 200 KHz และเทคนิคการเข้ารหัสที่ต่างกัน 4 แบบ
-EDGE สามารถส่งได้ถึง 384 kbps ขึ้นอยู่กับเทคนิค modulation ที่เรียกว่า 8 PSK
-CDMA2000 1xRTT ทำงานบน 2 ช่องทางที่มีความถี่ 1.25 MHz สนับสนุนการส่ง packet ข้อมูล 144 kbps
3rd Generation Cellular Telephony
ตั้งใจสร้างรูปแบบทั่วไป และแบบเดียวกัน ของ cellular wireless communication
มาตรฐานอัตราการส่งข้อมูล
- 144Mbps สำหรับ mobile user
- 386 Kbps สำหรับผู้ใช้ที่เคลื่อนที่ช้า
- 2 Mbps สำหรับผุ้ใช้ที่อยู่กับที่
เทคโนโลยี 3 G คือ CDMA200 1xEVDO สำหรับเครือข่าย 2.5 G CDMA2000 1xRTT
สรุป
-cell คือขอบเขต เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่ครอบคลุมใน 1 พื้นที่
-handoff vs roaming
-Generation ของท.มือถือ
1G, 2G, 2.5G, 3G
-SMS เป็นการส่งข้อความสั้นๆ ในเครือข่าย
In-Depth Cellular Networks
Cellular Concept
สร้างจากแลบ Bell ปี 1971 ด้วยการบริการด้านภูมิศาสตร์แบ่งเป็น "cells" ขนาดเล็ก
เซลล์ข้างๆไม่ใช้ความถี่เดียวกันเพื่อป้องกันการชนกัน
สมมติรูปเซลล์ในอุดมคติเป็นรูปหกเหลี่ยม
เพิ่มความสามารถระบบโดยการใช้ความถี่ซ้ำกันได้
Cellular Networks
-รูปแบบเซลล์ที่นำเสนอเป็นรูปวงกลม
-ประมาณการพื้นที่ครอบคลุมด้วยรูปหกเหลี่ยม ทำให้วิเคราะห์ได้ง่าย
-ระบบมีความถี่ F MHz
-เทคนิค multiple access แปลงช่อง F เป็น T
-คลัสเตอร์ของเซลล์ K = กลุ่มของเซลล์ที่ประชิดกันด้วยการใช้ระบบความถี่ที่กำหนดให้ทั้งหมด
ต่อจากนี้เป็นเรื่องคำนวณของ cell design กับ hand off ค่ะ ดูตามชีทสรุปของพี่แสนได้เลยนะคะ ลัคกี้จริงๆ
ขอบคุณค่ะ
wcs 20 Chapter 8 High-Speed WLANs and WLAN Security
ขอบคุณนุ้ย อำพร จ้า
วัตถุประสงค์
- อธิบายว่า IEEE 802.11 a มีหน้าที่อย่างไรและต่างจาก 802.11 อย่างไร
- โครงสร้าง 802.11g เพิ่มจาก 802.11b อย่างไร
- อธิบายมาตรฐานใหม่และจะมีขึ้นในอนาคต และปรับปรุงเครือข่าย 802.11 อย่างไร
- บรรยายประโยชน์ของ Wireless bridge และ wireless switch มีหน้าที่เพิ่มเติมและการจัดการ WLANs เพิ่มเติมอย่างไร
- รายการพื้นฐานและลักษณะการรักษาความปลอดภัยเพิ่มเติมและประเด็นของเครือข่าย IEEE 802.11
IEEE 802.11 a
- เป็นมาตรฐานในชั้น MAC เหมือน 802.11 b WLANs ซึ่งต่างก็ถูกจำกัดอยู่ในชั้น Phy Layer
มีความเร็วและความซับซ้อนเหนือกว่า 802.11 b ดังนี้
- ย่านความถี่สูงขึ้น
- ช่องการส่งสัญญาณมากขึ้น
- เทคนิคซับซ้อนกว่ามาก
- Error-correction มีประสิทธิภาพมากกว่า
- ใช้ U-NII Frequency Band ซึ่งเป็น short range, high speed wireless
- U-NII Frequency Band แบ่งเป็นสี่ช่องตาม max power limit
- 5 GHz แก่ผู้ใช้และเทคโนโลยีอื่นๆ นอกเหนือจาก WLANs
ดูรูปหน้า 5 -6
- ช่องทางที่ใช้ของ 802.11 b ถูกแบ่งเป็น 11 ช่องใน USA ซึ่งในการใช้ครั้งหนึ่งจะใช้ สาม ช่องที่ไม่ซ้อนทับพร้อมกันได้
- 802.11 a แบ่งได้ 8 ช่องความถี่ แบ่งเป็น Low band (5.15 ถึง 5.25 GHz) และ Middle band (5.25 ถึง 5.35 GHz) ความถี่แต่ละช่องมีความกว้าง 20 MHz ที่สนับสนุน 52 สัญญาณพาหะ
หลักการ OFDM
ช่องสัญญาณที่ใช้ จะใช้ทั้ง 48 ช่อง ในการส่งข้อมูล แต่ใช้ความเร็วต่ำในการส่ง ทำให้ไม่รบกวนกัน เมื่อไปถึงปลายทาง ปลายทางจะรับข้อมูลพร้อมกันและนำมารวมกัน สรุป 1. ส่งเป็นช่วงย่อย 2. ส่งความเร็วต่ำ
Error Correction ใน 802.11a
เนื่องจากสามารถส่งข้อมู,ที่เหมือนกันมากกว่า 1 ก็อปปี้ได้ เพราะกลัวก็อปปี้แรกหาย พอส่งก็อปปี้สอง (FEC)
ก็รับมาเปรียบเทียบกันว่าตรงกันหรือไม่
802.11a PHY Layerแบ่งได้สองส่วน คือ PMD ขึ้นอยู่กับเทคนิคฮาร์ดแวร์ และ PCCP จะอยู่บน PMD โดยสร้างรูปแบบข้อมูลที่รับจาก MAC Layer อีกครั้ง ในรูปแบบเฟรมที่ชั้น PMD สามารถใช้รับฝส่ง ต่อได้ และทำหน้าที่คอยฟังว่าจะส่งข้อมูลได้เมื่อไร
802.11 a สามารถรับส่งได้สั้นกว่า 802.11 b เนื่องจากความถี่ หากความถี่สู.จะส่งได้สั้นลง แต่ได้เปรียบกรณีอยู่ในอาคารจะชัดเจนกว่า
IEEE 802.11 g
ความแตกต่าง 802.11g สามารถรับส่งได้เหมมือน 802.11a แต่ใช้ย่านความถี่เดียวกับ 802.11b
802.11g PHY Layer
-ใช้ OFDM เหมือน 802.11a
-ช่องสัญญาณใช้ได้เพียงสามช่องเหมือนกับ 802.11b
-ใช้ DSSS ก่อนแล้วค่อยใช้ OFDM
802.11e
-เป็นมาตรฐานเพื่อรองรับ QoS
-สามารถจัดลำดับเฟรมในโหมด DCF ได้
-ทุกๆ เฟรมทั่รับส่ง ต้องมีการส่ง ACK กลับมาก่อนถึงจะส่งเฟรมถัดไป
802.11n
-ออกแบบเพื่อสามารถรับส่งข้อมูลเร็วกว่าเดิม โดยใช้ย่านความถี่ 2.4 GHz
-เป้าหมายคือดาต้าเรทสูงกว่า 100 Mbps โดยใช้ 2.4 GHz ISM band
802.11r
-เพื่อลดเวลาในการเปลี่ยน Access Point ร่นเวลาการรับส่ง AP ให้น้อยลง
Wireless Bridges and Repeaters
พูดถึงระบบการเชื่อมต่อ
802.11b bridge สามารถส่งได้ถึง 18 miles(29 km) ที่ 11 Mbps หรือถึง 25 miles(40 km) ที่ 2 Mbps
802.11a bridge สามารถส่งได้ถึง 8.5 miles(13.5 km) ที่ 11 Mbps หรือถึง 20 miles(30 km) ที่ 28 Mbps
Wireless Switching
รองรับ Qos เช่น Voice เพื่อลดต้นทุนในการบริหารจัดการ
ฟังก์ชันใหม่ที่เพิ่มเข้ามา คือ Wireless home & office
Wireless presentation,media,VoIP gateway
Wireless gaming adapter
~The End~
Reference
Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition ของ Jorge Olenewa and Mark Ciampa
วัตถุประสงค์
- อธิบายว่า IEEE 802.11 a มีหน้าที่อย่างไรและต่างจาก 802.11 อย่างไร
- โครงสร้าง 802.11g เพิ่มจาก 802.11b อย่างไร
- อธิบายมาตรฐานใหม่และจะมีขึ้นในอนาคต และปรับปรุงเครือข่าย 802.11 อย่างไร
- บรรยายประโยชน์ของ Wireless bridge และ wireless switch มีหน้าที่เพิ่มเติมและการจัดการ WLANs เพิ่มเติมอย่างไร
- รายการพื้นฐานและลักษณะการรักษาความปลอดภัยเพิ่มเติมและประเด็นของเครือข่าย IEEE 802.11
IEEE 802.11 a
- เป็นมาตรฐานในชั้น MAC เหมือน 802.11 b WLANs ซึ่งต่างก็ถูกจำกัดอยู่ในชั้น Phy Layer
มีความเร็วและความซับซ้อนเหนือกว่า 802.11 b ดังนี้
- ย่านความถี่สูงขึ้น
- ช่องการส่งสัญญาณมากขึ้น
- เทคนิคซับซ้อนกว่ามาก
- Error-correction มีประสิทธิภาพมากกว่า
- ใช้ U-NII Frequency Band ซึ่งเป็น short range, high speed wireless
- U-NII Frequency Band แบ่งเป็นสี่ช่องตาม max power limit
- 5 GHz แก่ผู้ใช้และเทคโนโลยีอื่นๆ นอกเหนือจาก WLANs
ดูรูปหน้า 5 -6
- ช่องทางที่ใช้ของ 802.11 b ถูกแบ่งเป็น 11 ช่องใน USA ซึ่งในการใช้ครั้งหนึ่งจะใช้ สาม ช่องที่ไม่ซ้อนทับพร้อมกันได้
- 802.11 a แบ่งได้ 8 ช่องความถี่ แบ่งเป็น Low band (5.15 ถึง 5.25 GHz) และ Middle band (5.25 ถึง 5.35 GHz) ความถี่แต่ละช่องมีความกว้าง 20 MHz ที่สนับสนุน 52 สัญญาณพาหะ
หลักการ OFDM
ช่องสัญญาณที่ใช้ จะใช้ทั้ง 48 ช่อง ในการส่งข้อมูล แต่ใช้ความเร็วต่ำในการส่ง ทำให้ไม่รบกวนกัน เมื่อไปถึงปลายทาง ปลายทางจะรับข้อมูลพร้อมกันและนำมารวมกัน สรุป 1. ส่งเป็นช่วงย่อย 2. ส่งความเร็วต่ำ
Error Correction ใน 802.11a
เนื่องจากสามารถส่งข้อมู,ที่เหมือนกันมากกว่า 1 ก็อปปี้ได้ เพราะกลัวก็อปปี้แรกหาย พอส่งก็อปปี้สอง (FEC)
ก็รับมาเปรียบเทียบกันว่าตรงกันหรือไม่
802.11a PHY Layerแบ่งได้สองส่วน คือ PMD ขึ้นอยู่กับเทคนิคฮาร์ดแวร์ และ PCCP จะอยู่บน PMD โดยสร้างรูปแบบข้อมูลที่รับจาก MAC Layer อีกครั้ง ในรูปแบบเฟรมที่ชั้น PMD สามารถใช้รับฝส่ง ต่อได้ และทำหน้าที่คอยฟังว่าจะส่งข้อมูลได้เมื่อไร
802.11 a สามารถรับส่งได้สั้นกว่า 802.11 b เนื่องจากความถี่ หากความถี่สู.จะส่งได้สั้นลง แต่ได้เปรียบกรณีอยู่ในอาคารจะชัดเจนกว่า
IEEE 802.11 g
ความแตกต่าง 802.11g สามารถรับส่งได้เหมมือน 802.11a แต่ใช้ย่านความถี่เดียวกับ 802.11b
802.11g PHY Layer
-ใช้ OFDM เหมือน 802.11a
-ช่องสัญญาณใช้ได้เพียงสามช่องเหมือนกับ 802.11b
-ใช้ DSSS ก่อนแล้วค่อยใช้ OFDM
802.11e
-เป็นมาตรฐานเพื่อรองรับ QoS
-สามารถจัดลำดับเฟรมในโหมด DCF ได้
-ทุกๆ เฟรมทั่รับส่ง ต้องมีการส่ง ACK กลับมาก่อนถึงจะส่งเฟรมถัดไป
802.11n
-ออกแบบเพื่อสามารถรับส่งข้อมูลเร็วกว่าเดิม โดยใช้ย่านความถี่ 2.4 GHz
-เป้าหมายคือดาต้าเรทสูงกว่า 100 Mbps โดยใช้ 2.4 GHz ISM band
802.11r
-เพื่อลดเวลาในการเปลี่ยน Access Point ร่นเวลาการรับส่ง AP ให้น้อยลง
Wireless Bridges and Repeaters
พูดถึงระบบการเชื่อมต่อ
802.11b bridge สามารถส่งได้ถึง 18 miles(29 km) ที่ 11 Mbps หรือถึง 25 miles(40 km) ที่ 2 Mbps
802.11a bridge สามารถส่งได้ถึง 8.5 miles(13.5 km) ที่ 11 Mbps หรือถึง 20 miles(30 km) ที่ 28 Mbps
Wireless Switching
รองรับ Qos เช่น Voice เพื่อลดต้นทุนในการบริหารจัดการ
ฟังก์ชันใหม่ที่เพิ่มเข้ามา คือ Wireless home & office
Wireless presentation,media,VoIP gateway
Wireless gaming adapter
~The End~
Reference
Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition ของ Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Wednesday 5 March 2008
wcs 19 Wireless Metropolitan Area Network
อาจารย์พูดถึง
1 WMAN คืออะไร
-ระบบเครือข่ายไร้สายที่ใช้ระหว่างเมือง
-เป้าหมายหลักของ WMANs
๐ ขยายเครือข่ายมีสายมากกว่า 1 สถานที่ โดยปราศจากค่าใช้จ่ายของ การเชื่อมต่อเคเบิ้ลความเร็วสูง
๐ ให้ผู้ใช้เคลื่อนที่ระหว่างเมืองได้
๐ การเชื่อมต่อด้วยความเร็วสูงในพื้นที่ที่ไม่มีการเชื่อมต่อแบบอื่นเข้าถึง
2 Last Mile Wired Connections ดูรูปหน้า 4
๐ การเชื่อมต่อแบบลาสไมล์ เชื่อมต่อระหว่างผลูกค้าและ ISP ส่วนมากใช้สายทองแดง
๐ สายทองแดงมีการเชื่อมต่อแบบดิจิตอลต้องการสัญญาณที่สร้างไปได้ไกลทุกๆ 6,000 ฟุต
๐ ลาสไมล์ส่งสายโทรศัพท์และข้อมูลมีปัญหาเรื่องพาหะ ต้องสามารถกระจ่ยต้นทุนของการติดตั้งสายในพื้นที่ห่างไกล
๐ ไมโครเวฟใช้ความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุ 3-30 GHz ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รู้จักกันในชือ SHF band
๐ หอกระจายคลื่นไมโครเวฟติดตั้งห่างกันประมาณ 35 ไมล์ หรือ 56 กิโลเมตร
๐ Fixed Wireless คือไวร์เลสที่เป็นการเชื่อมต่อลาสไมล์ระหว่างอาคาร
๐ Backhaul connection เป็นการเชื่อมต่อจุดต่อจุดภายในบริษัท
3 Baseband vs. Broadband
๐ Broadband Transmission การส่งหลายช่องสัญญาณที่ความถี่ต่างๆ กัน
๐ Baseband Transmission ควบคุมสื่อการส่งทั้งหมดใน 1 ช่อง ,ส่งเพียงช่องสัญญาณเดียวในหนึ่งหน่วยเวลา
ดังรูปเปรียบเทียบที่หน้า 8
4 Land-Bases Fixed Broadband Wireless
ส่วนใหญ่เป็นการออกแบบเฉพาะงานหรือใน RF ในการเชื่อมต่อ ต้องการช่องความถี่แบบมีไลเซนส์
๐ solutionS
-FSO
-LMDS
-MMDS
5 Free Space Optics
-ต้องมองเห็น, ไร้สาย, จุดต่อจุด, เป็นเทคโนโลยี LOS broadband
-เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมแก่ high-speed fiber-optic cable
-สามารถส่งได้ถึง 1.25 Gbps ที่ระยะ 4 ไมลื (6.4 กม.) ในโหมด full-duplex
-ใน IR แทน RF ส่งด้วย low-power IR ผ่านอากาศ
-FSO เป็นเทคโนโลยี LOS
หน้า 11 รูปตัวรับ/ส่ง FSO ในเครื่องเดียวกัน
ข้อดีของ FSO
-ราคาถูก
-ติดตั้งได้เร็ว
-อัตราการส่ง
-ความปลอดภัยดีกว่าเพราะแสงไม่แพร่กระจายเหมือนคลื่น
ข้อเสียของ FSO
-ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศ
-การเป็นประกาย พูดถึงอุณหภมิและตัวแปรอื่นๆที่มีผลต่อความเข้มแสงเป็นเหตุให้เกิดการรบกวนคลื่นวิทยุ
-เพิ่มกำลังส่งสัญญาณเมื่อเจอหมอก
-การขัดขวางสัญญาณ
-อาคารสูงหรือหอคอยทำให้แสงถูกพัดเอนเพราะแรงลมหรือจากแผ่นดินไหว
FSO Application
-การเชื่อมต่อแบบลาสไมล์ -การเชื่อมต่อด้วยความเร็วสูง กับ ISP หรือ เครือข่ายอื่นๆ
-การเชื่อต่อแลน - การเชื่อมต่อแลนระหว่างอาคาร
-Fiber-optic backup - ส่งลิงค์ซ้ำในกรณีที่เคเบิ้ลพัง
-Backhaul - การเชือ่มมือถือ จาก BS ไป wired ไป PSTN
6 Local Multipoint Distribution Service (LMDS)
เทคโนโลยีการจำกัด broadband ของบริการไร้สายในวงกว้าง เช่น
-อินเตอร์เน็ตความเร็วสูง
-การส่งไฟล์มัลติมีเดียแบบเรียลไทม์
-Remote access ไป LAN
-Interactive VDO, VDO on demand, VDO conferencing
-Telephone service
-สามารถส่งจาก 51 ถึง 155 Mbps downstream และ 1.54 Mbps upstream ผ่านระยะทางมากกว่า 5 ไมล์ (8 กม.)
-ความถี่
๐ ขึ้นอยู่กับความถี่สูง ใช้สัญยาณด้วยพลังงานต่ำ ผ่านระยะทางสั้น
-LDMS ใช้ความถี่ต่อไปนี้
๐ 27.5 GHz และ 28.35 GHz (850 MHz)
๐ 29.1 GHz และ 29.25 GHz (150 MHz)
๐ 30 GHz, 31.075 GHz และ 31.225 GHz
-สถาปัตยกรรม
๐ cells
๐ LMDS ที่จำกัดเทคโนโลยีไร้สายสำหรับอาคาร
๐ ปัจจัยที่กำหนดขนาดเซลล์
๐ สัญญาณ LMDS กระจายจากฮับวิทยุที่ปล่อยผ่านกลุ่มของพาหะ พื้นที่ที่มี LMDS นั้นต้องใช้ความถี่ที่มี license
๐ ฮับติอต่อกับสำนักงานกลางของ service provider ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ เช่น อินเตอร์เน็ตได้
๐ ระบบ LMDS สามารถใช้ TDMA และ FDMA
๐ เทคนิค modulation ที่ใช้คือ QPSK และ QAM
ข้อดีของ LMDS
-ราคาถูก พื้นที่ที่ให้บริการ และ จุข้อมูลได้สูง
ข้อเสียของ LMDS
-LMDS ต้องการ LOS ระหว่างอาคาร
-สัญญาณ LMDS อาจถูกรบกวนจากฝนและหมอกได้
7 Multichannel Multipoint Distribution Service (MMDS)
เป็นเทคโนโลยี fixed broadband แบบไร้สายเหมือน LDMS
-สสามารถส่งวีดีโอ เสียงและสัญญาณข้อมูลที่ 1.5 ถึง 2 Mbps downstream และ 320 Kbps upstream ที่ระยะทาง 35 ไมล์ หรือ 56 กม.
- MMDS บางครั้งเรียกว่า wireless cable ที่แพร่ภาพได้ถึง 300 ช่อง
-การเข้าถึงอินเตอร์เน็ตแบบ MMDS เป็นทางเลือกแก่เคเบิ้ลโมเด็มและ ADSL
รูปแบบ
-MMDS hib ถูกติดตั้งไว้ที่จุดสูง ใช้สถาปัตยกรรมแบบ point-to-point ที่เป็นการสื่อสารแบบมัลติเพล็กซ์ แก่ผู้ใช้หลายคน
-หอส่งสัญญาณมีการทำงานแบบแบ็คฮอลแกเครือข่ายของพาหะ และเครือข่ายพาหะจึงติดต่ออินเตอร์เน็ต
-สัญญาณ MMDS สามารถเดินทางได้ในระยะไกล ที่จัดหาบริการแก่ในพื้นที่ด้วย radio transmitters จำนวนหนึ่ง
-ขนาดเซลล์ของ MMDS มีรัศมี 35 ไมล์หรือ 56 กม.
-Pizza box antenna : 13*13" ถูกใช้เป็นตัวรับ เป้าหมายอยู่ที่ฮับรับสัญญาณ MMDS ได้
-เคเบิ้ลทำงานจาก antenna ไปถึง MMDS wireless modem โดยที่โมเด็มสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมฯหรือ LAN
ข้อดีของ MMDS
-สัญญาณแรง
-ขนาดเซลล์
-ต้นทุน
ข้อเสียของ MMDS
-ข้อจำกัดทางกายภาพ ต้องการ LOS โดยตรงระหว่างตัวส่งและตัวรับ
-การแบ่งปันความถี่ : ผู้ใช้ต้องแบ่งช่องความถี่กัน
-ความปลอดภัย
-การเข้าถึงเทคโนโลยี
8 IEEE 802.16 (WiMAX)
มาตรฐานของเครือข่าย wireless broadband metropolitan area
-802.16 สนับสนุนการเสริมความสามารถของ MAC Protocol โดยที่ BS สามารถสื่อสารกับ BS อื่นๆ และ สื่อสารโดยตรงกับ SS ได้
-WiMAX Forum สนับสนุนการทำงานของ 802.16 โดยการทดสอบและพิสูจน์เครื่องมือต่างๆ
-WiMAX ย่อมาจาก worldwide interoperability for microwave access
8.2 A WiMAX system consist of
-WiMAX tower เหมือนคอนเซปต์ของ cell-phone tower คือ single WiMAX tower สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ถึง 3,000 ตารางไมล์ (ประมาณ 8,000 ตาราง กม.)
-WiMAX receiver - ตัวรับและเสาอากาศมาในรูปกล่องขนาดเล็กหรือ PC Memory card หรือฝังไว้ในแลปทอปเป็น WiFi access ในปัจจุบัน
8.3 WiMMAX Scenario
หน้า 38 แสดงการทำงานของ WiMAX
8.4 WiMAX Applications
เหมาะกับแอพพลิเคชัน backhaul สำหรับภาคธุรกิจ
-เป็นแอพพลิเคชันแบบลาสไมล์
-สนับสนุน voice , vdo และการส่งผ่าข้อมูล
-เหมาะกับ VoIP
-vendor สร้าง CPE ได้
-สามารถถูกใช้งานเป็นเครือข่าย point-to-point โดย broadband access ให้ถึงชุมชนและพื้นที่ห่างไกล
-WiMAX CPE สนับสนุน TV(vdo), โทรศัพท์(เสียง) และข้อมูลในเครือข่ายเดียวกัน
-WiMAX MAC layer ใช้งานง่ายสำหรับให้พาหะทำงานในเครือข่าย
-ระยะของเครือข่าย WiMAX จะวัดเป็นไมล์
-operator โทรศัพท์มือถือ ใช้เครือข่าย WiMAX ได้ง่าย
9 Standards Family Overview
๐ มาตรฐาน 802.16-2001 และ 802.16-2004 กำหนด interface สำหรับ fixed , point-to-multipoint broadband WMANs
๐ 802.16a ใช้ 2 GHz ถึง 11 GHz band
๐ 802.16c ให้ความชัดเจนเกี่ยวกับประสิทธภาพการทดสอบและประเมินผล
๐ 802.11e กำหนดเพื่อ mobile ของ WiMAX
9.1 Mode of Operation
๐ Non LOS ใช้ความถี่ต่ำกว่า
๐ LOS ใช้ความถี่สูงกว่า
9.2 IEEE 802.16
-ห่าง 50 กม จาก BS
-ความเร็ว 70 Mbps
-ช่องความถี่ 2-11 และ 10-66 (licensed และ inlicensed band)
-กำหนด MAX และ PHY layer และเน้น PHY layer
9.3 802.16 Standards ดูตารางหน้า 44
9.4 802.16 สำหรับ Broadband Wireless Access
-DSL complement
-DSL competition ถ้าใช้ ADSL ได้ จะเหมาะสมที่สุด
9.5 some differences
9.6 เปรียบเทียบ 802.11 และ 802.16
ดูที่หน้า 47-48 ตามนั้นเลย
9.7 WiMAX Protocol Stack
-Physical Layer (PHY)
ดูรูปหน้า 52 ประกอบ
ในเฟรมแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ downlink และ uplink ผู้ใช้ส่งกลับ BS จะขึ้นอยู่กับผู้ใช้ application ที่ต้องการ bandwidth มากน้อยแค่ไหน ต้องการความเร็วเท่าใด ต้องจอง timeslot นั้นโดยที่ผู้ใช้อาจขอว่าจอง bandwidth
,phy layer เน้นมาตรฐาน wirelessMAB-SC (single carrier) และ wirelessMAB-SCa (single-carrier access),
802.16 สนับสนุน non-LOS application
-TDD และ FDD
TDD ใช้ bandwidth เหมือนกันสำหรับ uplink และ downlink ควบคุมโดย timing
FDD ใช้ความถี่ต่างกันสำหรับ uplink แบะ downlink
-OFDM
ขยายมาจาก FDM, ใช้ bandwidth สูงมาก
รูปหน้า 64 แสดงถึง BS เดียวกัน แต่อุปกรณ์ของผู้รับสามารถรับได้หลายแบบ
-MAC Layer
MIMO คือ วิธีการที่เสาอากาศเปลี่ยนใช้หลายๆ ตัวและส่งข้อมูลด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และส่งได้หลาย channel
9.8 สรุป เริ่มตั้งแต่หน้า 71
wireless ทุก protocol ต้องมี frame ในการสื่อสาร
WiMAX ต้องใช้ร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่นไวร์เลสแลน
WiMAX มีข้อดีที่รองรับย่านความถี่ได้กว้างขึ้น
WiMAX รองรับย่านความถี่ที่ไวร์เลสแลนรองรับไม่ได้
WiMAX รองรับย่านความถี่ที่ไม่รบกวนไวร์เลสได้
** WiMAX เกิดใหม่แต่ต้องใช้กับเทคโนโลยีเก่าได้ และพยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดปัญหา
คาดว่าในอนาคตใช้เทคโนโลยี่นี้อย่างแพร่หลาย
สรุปว่า WMAN เป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่ใช้ไวร์เลสเชื่อมต่อในพื้นที่ขนาดใหญ่เช่น เมือง โดยไม่ต้องวางสายเคเบิ้ล
เทคนิคที่ใช้ใน USA เป็นหลัก
-FSO
-LMDS
-MMDFS
แต่ WiMAX ใช้ได้ทั่วโลก
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
1 WMAN คืออะไร
-ระบบเครือข่ายไร้สายที่ใช้ระหว่างเมือง
-เป้าหมายหลักของ WMANs
๐ ขยายเครือข่ายมีสายมากกว่า 1 สถานที่ โดยปราศจากค่าใช้จ่ายของ การเชื่อมต่อเคเบิ้ลความเร็วสูง
๐ ให้ผู้ใช้เคลื่อนที่ระหว่างเมืองได้
๐ การเชื่อมต่อด้วยความเร็วสูงในพื้นที่ที่ไม่มีการเชื่อมต่อแบบอื่นเข้าถึง
2 Last Mile Wired Connections ดูรูปหน้า 4
๐ การเชื่อมต่อแบบลาสไมล์ เชื่อมต่อระหว่างผลูกค้าและ ISP ส่วนมากใช้สายทองแดง
๐ สายทองแดงมีการเชื่อมต่อแบบดิจิตอลต้องการสัญญาณที่สร้างไปได้ไกลทุกๆ 6,000 ฟุต
๐ ลาสไมล์ส่งสายโทรศัพท์และข้อมูลมีปัญหาเรื่องพาหะ ต้องสามารถกระจ่ยต้นทุนของการติดตั้งสายในพื้นที่ห่างไกล
๐ ไมโครเวฟใช้ความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุ 3-30 GHz ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รู้จักกันในชือ SHF band
๐ หอกระจายคลื่นไมโครเวฟติดตั้งห่างกันประมาณ 35 ไมล์ หรือ 56 กิโลเมตร
๐ Fixed Wireless คือไวร์เลสที่เป็นการเชื่อมต่อลาสไมล์ระหว่างอาคาร
๐ Backhaul connection เป็นการเชื่อมต่อจุดต่อจุดภายในบริษัท
3 Baseband vs. Broadband
๐ Broadband Transmission การส่งหลายช่องสัญญาณที่ความถี่ต่างๆ กัน
๐ Baseband Transmission ควบคุมสื่อการส่งทั้งหมดใน 1 ช่อง ,ส่งเพียงช่องสัญญาณเดียวในหนึ่งหน่วยเวลา
ดังรูปเปรียบเทียบที่หน้า 8
4 Land-Bases Fixed Broadband Wireless
ส่วนใหญ่เป็นการออกแบบเฉพาะงานหรือใน RF ในการเชื่อมต่อ ต้องการช่องความถี่แบบมีไลเซนส์
๐ solutionS
-FSO
-LMDS
-MMDS
5 Free Space Optics
-ต้องมองเห็น, ไร้สาย, จุดต่อจุด, เป็นเทคโนโลยี LOS broadband
-เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมแก่ high-speed fiber-optic cable
-สามารถส่งได้ถึง 1.25 Gbps ที่ระยะ 4 ไมลื (6.4 กม.) ในโหมด full-duplex
-ใน IR แทน RF ส่งด้วย low-power IR ผ่านอากาศ
-FSO เป็นเทคโนโลยี LOS
หน้า 11 รูปตัวรับ/ส่ง FSO ในเครื่องเดียวกัน
ข้อดีของ FSO
-ราคาถูก
-ติดตั้งได้เร็ว
-อัตราการส่ง
-ความปลอดภัยดีกว่าเพราะแสงไม่แพร่กระจายเหมือนคลื่น
ข้อเสียของ FSO
-ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศ
-การเป็นประกาย พูดถึงอุณหภมิและตัวแปรอื่นๆที่มีผลต่อความเข้มแสงเป็นเหตุให้เกิดการรบกวนคลื่นวิทยุ
-เพิ่มกำลังส่งสัญญาณเมื่อเจอหมอก
-การขัดขวางสัญญาณ
-อาคารสูงหรือหอคอยทำให้แสงถูกพัดเอนเพราะแรงลมหรือจากแผ่นดินไหว
FSO Application
-การเชื่อมต่อแบบลาสไมล์ -การเชื่อมต่อด้วยความเร็วสูง กับ ISP หรือ เครือข่ายอื่นๆ
-การเชื่อต่อแลน - การเชื่อมต่อแลนระหว่างอาคาร
-Fiber-optic backup - ส่งลิงค์ซ้ำในกรณีที่เคเบิ้ลพัง
-Backhaul - การเชือ่มมือถือ จาก BS ไป wired ไป PSTN
6 Local Multipoint Distribution Service (LMDS)
เทคโนโลยีการจำกัด broadband ของบริการไร้สายในวงกว้าง เช่น
-อินเตอร์เน็ตความเร็วสูง
-การส่งไฟล์มัลติมีเดียแบบเรียลไทม์
-Remote access ไป LAN
-Interactive VDO, VDO on demand, VDO conferencing
-Telephone service
-สามารถส่งจาก 51 ถึง 155 Mbps downstream และ 1.54 Mbps upstream ผ่านระยะทางมากกว่า 5 ไมล์ (8 กม.)
-ความถี่
๐ ขึ้นอยู่กับความถี่สูง ใช้สัญยาณด้วยพลังงานต่ำ ผ่านระยะทางสั้น
-LDMS ใช้ความถี่ต่อไปนี้
๐ 27.5 GHz และ 28.35 GHz (850 MHz)
๐ 29.1 GHz และ 29.25 GHz (150 MHz)
๐ 30 GHz, 31.075 GHz และ 31.225 GHz
-สถาปัตยกรรม
๐ cells
๐ LMDS ที่จำกัดเทคโนโลยีไร้สายสำหรับอาคาร
๐ ปัจจัยที่กำหนดขนาดเซลล์
# LOS - เชื่อมต่อ LOS โดยตรงระหว่างตัวรับและตัวส่ง
# ความสูงขอบงเสาอากาศ
# overlapping cells ปรับปรุงการเข้าถึงของ LMDS
# ฝนตก - สัญญาณได้รับผลกระทบจากน้ำแล้วความเเรงลดลง
๐ สัญญาณ LMDS กระจายจากฮับวิทยุที่ปล่อยผ่านกลุ่มของพาหะ พื้นที่ที่มี LMDS นั้นต้องใช้ความถี่ที่มี license
๐ ฮับติอต่อกับสำนักงานกลางของ service provider ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ เช่น อินเตอร์เน็ตได้
๐ ระบบ LMDS สามารถใช้ TDMA และ FDMA
๐ เทคนิค modulation ที่ใช้คือ QPSK และ QAM
ข้อดีของ LMDS
-ราคาถูก พื้นที่ที่ให้บริการ และ จุข้อมูลได้สูง
ข้อเสียของ LMDS
-LMDS ต้องการ LOS ระหว่างอาคาร
-สัญญาณ LMDS อาจถูกรบกวนจากฝนและหมอกได้
7 Multichannel Multipoint Distribution Service (MMDS)
เป็นเทคโนโลยี fixed broadband แบบไร้สายเหมือน LDMS
-สสามารถส่งวีดีโอ เสียงและสัญญาณข้อมูลที่ 1.5 ถึง 2 Mbps downstream และ 320 Kbps upstream ที่ระยะทาง 35 ไมล์ หรือ 56 กม.
- MMDS บางครั้งเรียกว่า wireless cable ที่แพร่ภาพได้ถึง 300 ช่อง
-การเข้าถึงอินเตอร์เน็ตแบบ MMDS เป็นทางเลือกแก่เคเบิ้ลโมเด็มและ ADSL
รูปแบบ
-MMDS hib ถูกติดตั้งไว้ที่จุดสูง ใช้สถาปัตยกรรมแบบ point-to-point ที่เป็นการสื่อสารแบบมัลติเพล็กซ์ แก่ผู้ใช้หลายคน
-หอส่งสัญญาณมีการทำงานแบบแบ็คฮอลแกเครือข่ายของพาหะ และเครือข่ายพาหะจึงติดต่ออินเตอร์เน็ต
-สัญญาณ MMDS สามารถเดินทางได้ในระยะไกล ที่จัดหาบริการแก่ในพื้นที่ด้วย radio transmitters จำนวนหนึ่ง
-ขนาดเซลล์ของ MMDS มีรัศมี 35 ไมล์หรือ 56 กม.
-Pizza box antenna : 13*13" ถูกใช้เป็นตัวรับ เป้าหมายอยู่ที่ฮับรับสัญญาณ MMDS ได้
-เคเบิ้ลทำงานจาก antenna ไปถึง MMDS wireless modem โดยที่โมเด็มสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมฯหรือ LAN
ข้อดีของ MMDS
-สัญญาณแรง
-ขนาดเซลล์
-ต้นทุน
ข้อเสียของ MMDS
-ข้อจำกัดทางกายภาพ ต้องการ LOS โดยตรงระหว่างตัวส่งและตัวรับ
-การแบ่งปันความถี่ : ผู้ใช้ต้องแบ่งช่องความถี่กัน
-ความปลอดภัย
-การเข้าถึงเทคโนโลยี
8 IEEE 802.16 (WiMAX)
มาตรฐานของเครือข่าย wireless broadband metropolitan area
-802.16 สนับสนุนการเสริมความสามารถของ MAC Protocol โดยที่ BS สามารถสื่อสารกับ BS อื่นๆ และ สื่อสารโดยตรงกับ SS ได้
-WiMAX Forum สนับสนุนการทำงานของ 802.16 โดยการทดสอบและพิสูจน์เครื่องมือต่างๆ
-WiMAX ย่อมาจาก worldwide interoperability for microwave access
8.2 A WiMAX system consist of
-WiMAX tower เหมือนคอนเซปต์ของ cell-phone tower คือ single WiMAX tower สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ถึง 3,000 ตารางไมล์ (ประมาณ 8,000 ตาราง กม.)
-WiMAX receiver - ตัวรับและเสาอากาศมาในรูปกล่องขนาดเล็กหรือ PC Memory card หรือฝังไว้ในแลปทอปเป็น WiFi access ในปัจจุบัน
8.3 WiMMAX Scenario
หน้า 38 แสดงการทำงานของ WiMAX
8.4 WiMAX Applications
เหมาะกับแอพพลิเคชัน backhaul สำหรับภาคธุรกิจ
-เป็นแอพพลิเคชันแบบลาสไมล์
-สนับสนุน voice , vdo และการส่งผ่าข้อมูล
-เหมาะกับ VoIP
-vendor สร้าง CPE ได้
-สามารถถูกใช้งานเป็นเครือข่าย point-to-point โดย broadband access ให้ถึงชุมชนและพื้นที่ห่างไกล
-WiMAX CPE สนับสนุน TV(vdo), โทรศัพท์(เสียง) และข้อมูลในเครือข่ายเดียวกัน
-WiMAX MAC layer ใช้งานง่ายสำหรับให้พาหะทำงานในเครือข่าย
-ระยะของเครือข่าย WiMAX จะวัดเป็นไมล์
-operator โทรศัพท์มือถือ ใช้เครือข่าย WiMAX ได้ง่าย
9 Standards Family Overview
๐ มาตรฐาน 802.16-2001 และ 802.16-2004 กำหนด interface สำหรับ fixed , point-to-multipoint broadband WMANs
๐ 802.16a ใช้ 2 GHz ถึง 11 GHz band
๐ 802.16c ให้ความชัดเจนเกี่ยวกับประสิทธภาพการทดสอบและประเมินผล
๐ 802.11e กำหนดเพื่อ mobile ของ WiMAX
9.1 Mode of Operation
๐ Non LOS ใช้ความถี่ต่ำกว่า
๐ LOS ใช้ความถี่สูงกว่า
9.2 IEEE 802.16
-ห่าง 50 กม จาก BS
-ความเร็ว 70 Mbps
-ช่องความถี่ 2-11 และ 10-66 (licensed และ inlicensed band)
-กำหนด MAX และ PHY layer และเน้น PHY layer
9.3 802.16 Standards ดูตารางหน้า 44
9.4 802.16 สำหรับ Broadband Wireless Access
-DSL complement
๐ DSL ใช้ไม่ได้กรณี poor copper
๐ DSL OPEX สูงมาก กรณีความหนาแน่นประชากรต่ำ
๐ สำนักงานกลางอยู่ห่างไกลจาก DSL
๐ CLEC bypassing incumbent
-DSL competition ถ้าใช้ ADSL ได้ จะเหมาะสมที่สุด
9.5 some differences
9.6 เปรียบเทียบ 802.11 และ 802.16
ดูที่หน้า 47-48 ตามนั้นเลย
9.7 WiMAX Protocol Stack
-Physical Layer (PHY)
ดูรูปหน้า 52 ประกอบ
ในเฟรมแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ downlink และ uplink ผู้ใช้ส่งกลับ BS จะขึ้นอยู่กับผู้ใช้ application ที่ต้องการ bandwidth มากน้อยแค่ไหน ต้องการความเร็วเท่าใด ต้องจอง timeslot นั้นโดยที่ผู้ใช้อาจขอว่าจอง bandwidth
,phy layer เน้นมาตรฐาน wirelessMAB-SC (single carrier) และ wirelessMAB-SCa (single-carrier access),
802.16 สนับสนุน non-LOS application
-TDD และ FDD
TDD ใช้ bandwidth เหมือนกันสำหรับ uplink และ downlink ควบคุมโดย timing
FDD ใช้ความถี่ต่างกันสำหรับ uplink แบะ downlink
-OFDM
ขยายมาจาก FDM, ใช้ bandwidth สูงมาก
รูปหน้า 64 แสดงถึง BS เดียวกัน แต่อุปกรณ์ของผู้รับสามารถรับได้หลายแบบ
-MAC Layer
MIMO คือ วิธีการที่เสาอากาศเปลี่ยนใช้หลายๆ ตัวและส่งข้อมูลด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และส่งได้หลาย channel
9.8 สรุป เริ่มตั้งแต่หน้า 71
wireless ทุก protocol ต้องมี frame ในการสื่อสาร
WiMAX ต้องใช้ร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่นไวร์เลสแลน
WiMAX มีข้อดีที่รองรับย่านความถี่ได้กว้างขึ้น
WiMAX รองรับย่านความถี่ที่ไวร์เลสแลนรองรับไม่ได้
WiMAX รองรับย่านความถี่ที่ไม่รบกวนไวร์เลสได้
** WiMAX เกิดใหม่แต่ต้องใช้กับเทคโนโลยีเก่าได้ และพยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดปัญหา
คาดว่าในอนาคตใช้เทคโนโลยี่นี้อย่างแพร่หลาย
สรุปว่า WMAN เป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่ใช้ไวร์เลสเชื่อมต่อในพื้นที่ขนาดใหญ่เช่น เมือง โดยไม่ต้องวางสายเคเบิ้ล
เทคนิคที่ใช้ใน USA เป็นหลัก
-FSO
-LMDS
-MMDFS
แต่ WiMAX ใช้ได้ทั่วโลก
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
wcs 18 Chapter 11 RFID
RFID เป็นป้ายอิเล็กทรอนิกส์ (RFID Tag) ที่สามารถอ่านค่าได้โดยผ่านคลื่นวิทยุจากระยะห่าง เพื่อตรวจ ติดตามและบันทึกข้อมูลที่ติดอยู่กับป้าย ซึ่งนำไปฝังไว้ในหรือติดอยู่กับวัตถุต่างๆเช่น ผลิตภัณฑ์ กล่อง หรือสิ่งของใดๆ สามารถติดตามข้อมูลของวัตถุ 1 ชิ้นว่า คืออะไร ผลิตที่ไหน ใครเป็นผู้ผลิต ผลิตอย่างไร ผลิตวันไหน และเมื่อไร ประกอบไปด้วยชิ้นส่วนกี่ชิ้น และแต่ละชิ้นมาจากที่ไหน รวมทั้งตำแหน่งที่ตั้งของวัตถุนั้น ๆ ในปัจจุปันว่าอยู่ส่วนใดในโลก โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการสัมผัส (Contact-Less) หรือต้องเห็นวัตถุนั้นๆ ก่อน ทำงานโดยใช้เครื่องอ่านที่สื่อสารกับป้ายด้วยคลื่นวิทยุในการอ่านและเขียนข้อมูล RFID มีข้อได้เปรียบเหนือกว่าระบบบาร์โค้ดดังนี้
- มีความละเอียด และสามารถบรรจุข้อมูลได้มากกว่า ซึ่งทำให้สามารถแยกความแตกต่างของสินค้าแต่ละ ชิ้นแม้จะเป็น SKU (Stock Keeping Unit – ชนิดสินค้า) เดียวกันก็ตาม
- ความเร็วในการอ่านข้อมูลจากแถบ RFID เร็วกว่าการอ่านข้อมูลจากแถบบาร์โค้ดหลายสิบเท่า
- สามารถอ่านข้อมูลได้พร้อมกันหลาย ๆ แถบ RFID
- สามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่องรับได้โดยไม่จำเป็นต้องนำไปจ่อในมุมที่เหมาะสมอย่างการใช้เครื่องอ่านบาร์โค้ด (Non-Line of Sight)
- ค่าเฉลี่ยของความถูกต้องของการอ่านข้อมูลด้วยเทคโนโลยี RFID นั้นจะอยู่ที่ประมาณ 99.5 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ความถูกต้องของการอ่านข้อมูลด้วยระบบบาร์โค้ดอยู่ที่ 80 เปอร์เซ็นต์
- สามารถเขียนทับข้อมูลได้ จึงทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งจะลดต้นทุนของการผลิตป้ายสินค้า ซึ่งคิดเป็นประมาณ 5% ของรายรับของบริษัท
- สามารถขจัดปัญหาที่เกิดขึ้นจากการอ่านข้อมูลซ้ำที่อาจเกิดขึ้นจากระบบบาร์โค้ด
- ความเสียหายของป้ายชื่อ (Tag) น้อยกว่าเนื่องจากไม่จำเป็นต้องติดไว้ภายนอกบรรจุภัณฑ์
- ระบบความปลอดภัยสูงกว่า ยากต่อการปลอมแปลงและลอกเลียนแบบ
- ทนทานต่อความเปียกชื้น แรงสั่นสะเทือน การกระทบกระแทก
เพื่อนๆ ลองอ่านบทความนี้ดูละเอียดดี
http://www.student.chula.ac.th/~49801110/interests.htm
~The End~
- มีความละเอียด และสามารถบรรจุข้อมูลได้มากกว่า ซึ่งทำให้สามารถแยกความแตกต่างของสินค้าแต่ละ ชิ้นแม้จะเป็น SKU (Stock Keeping Unit – ชนิดสินค้า) เดียวกันก็ตาม
- ความเร็วในการอ่านข้อมูลจากแถบ RFID เร็วกว่าการอ่านข้อมูลจากแถบบาร์โค้ดหลายสิบเท่า
- สามารถอ่านข้อมูลได้พร้อมกันหลาย ๆ แถบ RFID
- สามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่องรับได้โดยไม่จำเป็นต้องนำไปจ่อในมุมที่เหมาะสมอย่างการใช้เครื่องอ่านบาร์โค้ด (Non-Line of Sight)
- ค่าเฉลี่ยของความถูกต้องของการอ่านข้อมูลด้วยเทคโนโลยี RFID นั้นจะอยู่ที่ประมาณ 99.5 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ความถูกต้องของการอ่านข้อมูลด้วยระบบบาร์โค้ดอยู่ที่ 80 เปอร์เซ็นต์
- สามารถเขียนทับข้อมูลได้ จึงทำให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งจะลดต้นทุนของการผลิตป้ายสินค้า ซึ่งคิดเป็นประมาณ 5% ของรายรับของบริษัท
- สามารถขจัดปัญหาที่เกิดขึ้นจากการอ่านข้อมูลซ้ำที่อาจเกิดขึ้นจากระบบบาร์โค้ด
- ความเสียหายของป้ายชื่อ (Tag) น้อยกว่าเนื่องจากไม่จำเป็นต้องติดไว้ภายนอกบรรจุภัณฑ์
- ระบบความปลอดภัยสูงกว่า ยากต่อการปลอมแปลงและลอกเลียนแบบ
- ทนทานต่อความเปียกชื้น แรงสั่นสะเทือน การกระทบกระแทก
เพื่อนๆ ลองอ่านบทความนี้ดูละเอียดดี
http://www.student.chula.ac.th/~49801110/interests.htm
~The End~
wcs17 Multiple Access Control Protocols
จากเลคเชอร์ของอ้อ ขอบคุณคร้าบ (สามเรื่องซ้อนๆๆๆ)
Multiple Access Control Protocols
slide 2.
Multiple Access Control Protocols
-การที่ให้ผู้ใช้มากกว่า 1 เข้าใช้ช่องทางสื่อสาร
-ควบคุมไม่ให้เกิดการชนกัน
-ส่งข้อความออกไปหาทุกคนในช่องการสื่อสาร
-ทุกคนที่อยู่ในเครือข่ายได้รับ
-ต้องมีการตรวจสอบด้วยว่าข้อความต้องมีการตรวจสอบด้วยว่า ต้องการส่งข้อความหาใคร (ดูจากแอดเดรสปลายทาง)
slide 5.
ตรวจสอบดูว่าว่างหรือเปล่าถ้าไม่มีจึงจะส่งข้อมูลได้
slide 6.
จุด B ตรวจสอบว่า t1 ว่างส่งข้อความได้
จุด C ตรวจสอบว่า t2 ว่าง ส่งเลย (ในช่วงเวลานั้น B ยังส่งไม่ถึง)
slide 9.
ตรวจสัญญาณภายในสาย ถ้ามีการส่งอยู๋จะทำการตรวจใหม่เรื่อยๆ จนกว่าจะหาย busy
-เว้นช่วงระยะเวลา (wait) แล้วค่อยตรวจใหม่
-เช็คตลอดว่า busy! ถ้าไม่ busy ก็จะ wait แป็บหนึ่งแล้วส่งข้อมูล
slide 13.
ใช้วิธีการส่งแบบ CSMA โดยเพิ่มในส่วนของการตรวจระดับสัญญาณ ถ้าเท่าเดิมกับตอนส่งก็ไม่มีอะไร แต่ถ้ามากกว่าหรือน้อยกว่าระดับสัญญาณเดิมแสดงว่าเกืดการชนกัน แล้วจะหยุดส่งทันที่แล้วเริ่มต้นส่งใหม่
slide 14.
รู้ก่อนว่าชนกับ A แล้วแต่ A ยังไม่รู้ ยังส่งต่อไป
- A ใช้เกือบ 2 เท่า T prop ในการรู้ว่าเกิดการชนกัน
เป็น 2Tprop เพราะจาก A->B= 1 T prop
ถ้ามันชน มันจะแจ้งกลับ B->A อีก 1 T prop เป็น 2 T prop (Max สุด)
- B จะส่งสัญญาณ jam ไปใน network ว่าเกิดการชนกันแล้ว และเคลียร์ทั้งหมดเริ่มต้นส่งใหม่
->CSMA/CD
-ไม่สามารถนำมาใช้ใน wireless เป็นการส่งข้อมูลในอากาศ เพื่อส่งแล้วข้อมูลกระจายหายไป ระดับสัญญาณจะไม่คงที่ ทำให้ไม่สามารถตรวจสอบระดับสัญญาณได้
(ของ cable ข้อมูลอยู่แต่ในสาย ระดับสัญญาณมีขอบเขต ทำให้สามารถตรวจสอบระดับสัญญาณได้)
slide 18.
Frame ต้องไม่น้อยกว่า 64 byte
ถ้าต่ำกว่าจะไม่สามารถใช้ CSMA/CD ได้
slide 19.
ALOHA protocol ก่อน CSMA/CD
slide 21.
Idle หรือไม่?
-ใช้ ack ในการตรวจสอบ การส่งว่าสมบูรณ์หรือไม่
-ถ้าไม่มีการส่ง ack กลับมาในช่วงเวลาที่กำหนด แสดงว่าเกิดการชนกันแล้ว
-------------
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Multiple Access Control Protocols
slide 2.
Multiple Access Control Protocols
-การที่ให้ผู้ใช้มากกว่า 1 เข้าใช้ช่องทางสื่อสาร
-ควบคุมไม่ให้เกิดการชนกัน
-ส่งข้อความออกไปหาทุกคนในช่องการสื่อสาร
-ทุกคนที่อยู่ในเครือข่ายได้รับ
-ต้องมีการตรวจสอบด้วยว่าข้อความต้องมีการตรวจสอบด้วยว่า ต้องการส่งข้อความหาใคร (ดูจากแอดเดรสปลายทาง)
slide 5.
ตรวจสอบดูว่าว่างหรือเปล่าถ้าไม่มีจึงจะส่งข้อมูลได้
slide 6.
จุด B ตรวจสอบว่า t1 ว่างส่งข้อความได้
จุด C ตรวจสอบว่า t2 ว่าง ส่งเลย (ในช่วงเวลานั้น B ยังส่งไม่ถึง)
slide 9.
ตรวจสัญญาณภายในสาย ถ้ามีการส่งอยู๋จะทำการตรวจใหม่เรื่อยๆ จนกว่าจะหาย busy
-เว้นช่วงระยะเวลา (wait) แล้วค่อยตรวจใหม่
-เช็คตลอดว่า busy! ถ้าไม่ busy ก็จะ wait แป็บหนึ่งแล้วส่งข้อมูล
slide 13.
ใช้วิธีการส่งแบบ CSMA โดยเพิ่มในส่วนของการตรวจระดับสัญญาณ ถ้าเท่าเดิมกับตอนส่งก็ไม่มีอะไร แต่ถ้ามากกว่าหรือน้อยกว่าระดับสัญญาณเดิมแสดงว่าเกืดการชนกัน แล้วจะหยุดส่งทันที่แล้วเริ่มต้นส่งใหม่
slide 14.
รู้ก่อนว่าชนกับ A แล้วแต่ A ยังไม่รู้ ยังส่งต่อไป
- A ใช้เกือบ 2 เท่า T prop ในการรู้ว่าเกิดการชนกัน
เป็น 2Tprop เพราะจาก A->B= 1 T prop
ถ้ามันชน มันจะแจ้งกลับ B->A อีก 1 T prop เป็น 2 T prop (Max สุด)
- B จะส่งสัญญาณ jam ไปใน network ว่าเกิดการชนกันแล้ว และเคลียร์ทั้งหมดเริ่มต้นส่งใหม่
->CSMA/CD
-ไม่สามารถนำมาใช้ใน wireless เป็นการส่งข้อมูลในอากาศ เพื่อส่งแล้วข้อมูลกระจายหายไป ระดับสัญญาณจะไม่คงที่ ทำให้ไม่สามารถตรวจสอบระดับสัญญาณได้
(ของ cable ข้อมูลอยู่แต่ในสาย ระดับสัญญาณมีขอบเขต ทำให้สามารถตรวจสอบระดับสัญญาณได้)
slide 18.
Frame ต้องไม่น้อยกว่า 64 byte
ถ้าต่ำกว่าจะไม่สามารถใช้ CSMA/CD ได้
slide 19.
ALOHA protocol ก่อน CSMA/CD
slide 21.
Idle หรือไม่?
-ใช้ ack ในการตรวจสอบ การส่งว่าสมบูรณ์หรือไม่
-ถ้าไม่มีการส่ง ack กลับมาในช่วงเวลาที่กำหนด แสดงว่าเกิดการชนกันแล้ว
-------------
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
wcs16 Mobile IP
บทนี้ก็ต้องขอบคุณอ้อจัง อีกค่า มาดูกันเลย
Mobile IP
บทนำ
การใช้งานอินเทอร์เน็ตเพื่อเป็นแหล่งสืบคืนและบริการข้อมูลได้มีบทบาทอย่างมากในชีวิตปัจจุบัน รวมทั้ง
การพัฒนาความสามารถของอุปกรณ์สื่อสารไร้สายและคอมพิวเตอร์แบบพกพา ส่งผลให้มีการเพิ่มความสามารถในการ
ใช้งานอินเทอร์เน็ตบนอุปกรณ์เหล่านี้ จึงเป็นที่มาของการวิจัยพัฒนาวิธีการเชื่อมต่อและรักษาสภาพการต่อ
อินเทอร์เน็ตขณะคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ไร้สายเคลื่อนที่ และโพรโทคอลที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของผู้ใช้งาน (Mobility
Protocol)
Mobile IP เป็นโพรโทคอลหนึ่งในโพรโทคอลที่สนับสนุนการเคลื่อนที่และถูกคิดค้นก่อนโพรโทคอลชนิด
อื่น ดังนั้นจึงมีอายุมากที่สุด Mobile IP ถูกขึ้นกำหนดมาเพื่อแก้ปัญหาในชั้นโครงข่าย (Network Layer) ตาม
เนื้อหาใน RFC 2002 ของ IETF (Internet Engineering Task Force)และเอกสารเฉพาะที่เกี่ยวข้อง RFC 2003-2006 โดย Mobile IP เสนอให้ผู้ใช้บริการสามารถเปลี่ยนจุดของการติดต่อ (point of attachment) บนโครงข่ายแบบ
ไอพี (IP- Network) และทำการส่งผ่านแอปพลิเคชั่นแบบ Seamless Roaming เพื่อความต่อเนื่องของการส่งผ่าน
บทความนี้อธิบายถึงปัญหาของการใช้ไอพีในโครงข่ายที่มีคอมพิวเตอร์ไร้สายเคลื่อนที่ เป้าหมายของ Mobile
IP Terminology ของ Mobile IP ภาพรวมและขั้นตอนการทำงานของโพรโทคอล โดยที่ลักษณะเฉพาะของ Mobile
IP จะถูกอธิบายใน Protocol Message ซึ่งเป็นส่วนขยายจากไอพีที่ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของไอพี ส่วน
ต่อมาคือ Route Optimization และงานวิจัยพัฒนา Mobile IP ในปัจจุบัน สุดท้ายจะเป็นการสรุปเนื้อหาที่กล่าวมา
ทั้งหมด
IP และ Mobile IPไอพีเป็นโพรโตคอลแกนของทีซีพี/ไอพี (TCP/IP) ไอพีทำหน้าที่กำหนดรูปแบบของแอดเดรสประจำเครื่อง
เพื่อใช้ในการลำเลียงข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังปลายทาง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เลือกเส้นทางที่ส่งข้อมูล ตลอดจน
แบ่งขนาดข้อมูลให้เหมาะกับฮาร์ดแวร์ระดับล่าง
ไอพีแอดเดรสถูกใช้ในอินเทอร์เน็ตเพื่อแยกแยะระบบปลายทาง (End system) ในตอนแรกไอพีแอดเดรสถูก
พิจารณาให้เท่ากับ Domain Name’s Server (DNS) Fully Qualified Domain Name (FQDN) ทำหน้าที่แยกโหนดที่
เกี่ยวข้องออกจากคอมพิวเตอร์ 10 ล้านตัวที่รวมขึ้นมาเป็นอินเทอร์เน็ต
ไอพียังถูกใช้สำหรับหาเส้นทางระหว่างต้นทางและปลายทาง (Endpoint) เส้นทางที่ถูกสร้างขึ้นในแต่ละครั้ง
อาจไม่ใช่เส้นทางเดิมตลอด เนื่องจากเส้นทางที่ใช้ลำเลียงดาตาแกรมนี้จะสร้างมาจากไอพีปลายทาง ไอพีปลายทางของ
ทิศทางหนึ่งจะเป็นไอพีต้นทางสำหรับดาตาแกรม (datagram) ในทิศทางตรงข้าม ปัจจัยของการสร้างเส้นทางคือ ความ
คับคั่งในโครงข่าย (Network Congestion) เพราะเส้นทางจะถูกปรับเปลี่ยนด้วยเราเตอร์ระหว่างทาง
การนำไอพีมาประมวลผลในระบบการเคลื่อนที่ไร้สายทำให้มีความขัดแย้งเกิดขึ้นคือ คอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ไร้
สายต้องมีแอดเดรสที่แน่นอนเพื่อใช้แยกแยะในการสื่อสารอินเทอร์เน็ต เมื่อไอพีแอดเดรสคงที่แสดงว่าเส้นทางของ
ดาตาแกรมจะคงที่ด้วยเช่นกัน ดาตาแกรมที่ถูกส่งมาที่ไอพีแอดเดรสเดิมจะมาสู่ปลายทางที่เดิมตลอด ดังนั้นจะเห็นได้
ว่าไอพีที่ใช้อยู่ในโครงข่ายแบบมีสายยังไม่สามารถนำมาใช้งานในโนดเคลื่อนที่ได้
Mobile IP ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อขยายความสามารถของไอพีให้สนับสนุนการใช้งานอินเทอร์เน็ตบนคอมพิวเตอร์
แบบไร้สาย Mobile IP กำหนดให้คอมพิวเตอร์ไร้สายใช้ไอพีแอดเดรสสองอัน เพื่อใช้ทั้งการแยกแยะ (identification)
และการสร้างเส้นทาง (routing)ก่อนหน้านี้มีการเสนอการทำ Mobile IP อย่างง่าย (less function) เพื่อต้องการให้ไอพีที่ใช้อยู่มีการเปลี่ยนแปลงให้น้อยที่สุด ด้วยการใช้ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) [3,4] ให้ไอพีแอดเดรสแก่คอมพิวเตอร์ไร้สายทุกครั้งที่เปลี่ยนจุดต่อใหม่ แอดเดรสที่คอมพิวเตอร์ได้จะถูกใช้ในเวลาสั้นและต้องเปลี่ยนทุกครั้ง
เมื่อเข้าสู่โครงข่ายใหม่ แต่ว่าคอมพิวเตอร์จะหยุดการทำงานขณะการเปลี่ยนจุดติดต่อและต้องเริ่มการติดต่ออินเทอร์เน็ตใหม่เมื่อเข้าสู่จุดต่อใหม่ได้แล้ว ดังนั้นวิธีนี้จึงไม่เป็นวิธีที่นำมาปฏิบัติเพราะผู้ใช้บริการย่อมไม่ต้องการให้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตขาดตอน
เป้าหมายของการออกแบบ Mobile IPเนื่องจากการเชื่อมต่อ MN และอินเทอร์เน็ตเป็นข่ายเชื่อมโยงไร้สาย ข่ายเชื่อมโยงชนิดนี้มีแถบความถี่ต่ำกว่า
และอัตราความผิดพลาดในการส่งมากกว่าเมื่อเทียบกับข่ายเชื่อมโยงแบบมีสาย การออกแบบยังต้องคำนึงถึงพลังงาน
ของแบตตารี่อุปกรณ์สื่อสารที่ต้องการใช้พลังงานให้ต่ำสุด ดังนั้นจำนวนของ Administration Message จะต้องมี
จำนวนน้อยและมีขนาดเล็ก
Terminology ของ Mobile IP
Mobile IP มีการกำหนดหน้าที่ของ entity ที่แสดงในรูปที่1 ดังนี้ [2]
Mobile Node: MN โฮสต์ (Host) หรือ เราเตอร์ที่เปลี่ยนตำแหน่งการติดต่อจากโครงข่ายหนึ่งไปสู่
โครงข่ายหนึ่ง โดยไม่เปลี่ยนไอพีแอดเดรสที่ใช้ติดต่อกับโหนดอินเทอร์เน็ตอื่น
Home Network: HN โครงข่ายมี home address ตรงกับ home address ของ MN
Foreign Network: FN โครงข่ายที่นอกเหนือจาก HN
Home Agent: HA เราเตอร์ใน HN ทำหน้าที่ส่งดาตาแกรมให้ MN
Foreign Agent: FA เราเตอร์ใน FN ทำงานร่วมกับ HA เพื่อส่งดาตาแกรมได้สมบูรณ์ แม้ว่า MN เคลื่อนที่
ออกจาก HN
Home Address ไอพีแอดเดรสที่ให้แก่ MN เป็นไอพีคงที่ตลอดการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต
Care of Address ไอพีแอดเดรสปลายทางที่ต่อกับ MN ใช้ส่งต่อดาตาแกรมให้ถึง MN
Correspondent Node: CN โฮสต์ที่ MN ติดต่อด้วย อาจจะเป็นโหนดเคลื่อนที่ หรือไม่ใช่ก็ได้
รูปที่ 1 Terminology ของ Mobile IP
5. ภาพรวมของโพรโทคอล (Protocol Overview)
Mobile IP สามารถแสดงหน้าที่ในการทำงานได้ 3 หน้าที่ คือ
• การค้นพบ Agent (Agent Discovery) คือ HA และ FA ประกาศ (advertise) ความใช้สอยได้ (availability)ให้ MN บนข่ายเชื่อมโยงที่ HA และ FA ให้บริการอยู่รับทราบ
• การลงทะเบียน (Registration) เมื่อ MN เคลื่อนที่จาก HN MN จะทำการลงทะเบียนที่อยู่ใหม่หรือ care of
address กับ HA MN อาจจะลงทะเบียนโดยตรงกับ HA หรือจะลงทะเบียนโดยผ่าน FA ที่ต่อการลงทะเบียน
นั้นไปให้ HA ขึ้นกับวิธีการติดต่อของ MN
• การใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling) การใช้อุโมงค์โครงข่ายเป็นวิธีที่ดาตาแกรมถูกส่งไป MN เมื่อ MN ออก
จาก HN ซึ่ง HA จะใช้อุโมงค์โครงข่ายส่งดาตาแกรมไปที่ care of address
ขั้นตอนการทำงานของโพรโทคอล Mobile IP
1) Agent ที่ให้บริการจะต้องประกาศสถานะแก่ MN ผ่าน Agent Advertisement Message หรือ MN จะขอ
สถานะจากการส่ง Agent Solicitation Message
2) MN รับ Agent Advertisement และพิจารณาว่าขณะนี้อยู่ที่ HN หรือ FN
3) ถ้า MN พบว่าตำแหน่งที่ติดต่ออยู่ใน HN MN จะทำงานโดยไม่ต้องใช้บริการเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ (Mobility
service)
4) ถ้า MN พบว่าตำแหน่งที่ติดต่ออยู่ใน FN MN จะได้รับ care of address มาจาก Agent Advertisement ของ
FA หรือจากอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สร้างแอดเดรส เช่น DHCP
5) MN ที่เคลื่อนที่ออกจาก HN จะต้องลงทะเบียนบอก care of address ใหม่กับ HA โดยผ่านการแลกเปลี่ยน
Registration Request Message และ Registration Reply Message
6) ดาตาแกรมที่ส่งมายัง MN ถูกรับโดย HA จากนั้น HA ใช้อุโมงค์โครงข่ายส่งข่าวสารไปที่ care of address
ของ MN ในทางกลับกันดาตาแกรมจาก MN ถูกส่งไปยังปลายทางด้วยวิธีการปกติตามมาตรฐานของไอพีคือ
ทำการส่งดาตาแกรมไปยัง CA ที่ติดต่อด้วยผ่าน FA
Care of Address
Mobile IP ได้จัดหาโหมดของ care of address 2 แบบ ได้แก่
1.) Foreign Agent Care of Address คือแอดเดรสที่จัดหาโดย FA ผ่าน Agent Advertisement Message ทำให้ FA เป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์โครงข่าย FA จะรับดาตาแกรมแล้วทำ decapsulate ให้ MN โหมดการ
ทำงานนี้นิยมใช้ในทางปฏิบัติมาก เพราะจะให้ MN หลายตัวใช้ care of address ร่วมกันได้ จึงเหมาะกับ
การทำงานในขอบเขตของไอพีรุ่นสี่ (IPv4)
2.) Co-located Care of Address คือแอดเดรสที่จัดหาโดย MN เป็น Local IP address ซึ่งได้มาแบบ
dynamically เป็นแอดเดรสชั่วคราวสำหรับ MN เพื่อใช้ในกรณีที่ MN อยู่ใน FA Network-prefix ของ
Co-located care of address จะมีลักษณะเหมือน Network-prefix ของ FN การใช้ Co-located care of
address ทำให้ MN เป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์เครือข่าย และ MN จะทำการ decapsulate ดาตาแกรมเอง วิธี
นี้จะมีประโยชน์อย่างมากเพราะ MN จะสามารถทำงานได้โดยปราศจาก FA ในกรณีที่ FA ไม่สามารถใช้สอย
ได้ อย่างไรก็ตาม FN จะต้องมีเนื้อที่เหลือสำหรับพอที่จะเก็บแอดเดรสของ MN ที่เข้ามาขอใช้บริการ ซึ่งยาก
แก่การรักษาสภาพของเนื้อที่เก็บแอดเดรสสำหรับแต่ละซับเน็ต (subnetwork) วิธีสร้างแอดเดรสแบบนี้
ยินยอมให้ MN หนึ่งตัวใช้ Co-located care of address ได้ในหนึ่งเวลา
5.1 การค้นพบ Agent (Agent Discovery)การค้นพบ Agent ของ MN ทำให้ MN ทราบว่ากำลังติดต่ออยู่กับจุดต่อใน HN หรือ FN กระบวนการของตรวจพบ Agent ใน MN มีลักษณะเหมือนกับวิธีที่โหนดอินเทอร์เน็ตตรวจพบเราเตอร์ด้วย ICMP (Internet Control Message Protocol) ตาม RFC 1256 การทำงานพื้นฐานคือ เราเตอร์จะ broadcast ข่าวสารการประกาศตัว(advertisement) ไปสู่ซับเน็ตของมัน Mobile IP ดำเนินการค้นพบ Agent ตามเนื้อหาใน RFC 1256 และสนับสนุนการทำงานใน Agent ที่รองรับ MN ด้วยส่วนขยายจาก ICMP message มาตรฐาน ดังนี้
5.1.1 การประกาศตัวของ Agent (Agent Advertisement)
การประกาศตัวของ Agent ทำได้โดยที่ Agent จะ broadcast Agent Advertisement Message แบบเป็น
คาบไปในโครงข่าย คาบของการ broadcast จะเท่ากับทุก 1/3 ของเวลา lifetime ที่ตั้งไว้ใน ICMP Header แต่ในทาง
ปฏิบัตินิยมกระจายข่าวแบบแรนดอม (random) เพื่อป้องกันการกระจายข่าวชนกันกับ Agent ที่อยู่ข้างเคียง ฟอร์แมต
ของ ICMP ในส่วนที่เพิ่มเติมจากของเดิมแสดงอยู่ในรูปที่ 2
Type: แสดงความแตกต่างของ ICMP Advertisement กับส่วนขยายอื่น ๆ ในที่นี้จะถูกเซตให้เท่ากับ 3
Length: แสดงความยาวของส่วนขยายทั้งหมด
บิต R: Registration Require บอกความต้องการการลงทะเบียนกับ FA
บิต B: ถูกเซตแสดงว่า FA ไม่สามารถให้บริการได้ (busy)
H: ถูกเซตแสดงว่า Agent นี้เป็น HA
F: ถูกเซตแสดงว่า Agent นี้เป็น FA
M: Minimum Encapsulation
G: GRE Encapsulation
V: Van Jacobson การบีบอัดเฮดเดอร์แบบ Van Jacobson
รูปที่ 2 ฟอร์แมตส่วนขยายของ Agent Advertisement
B ไม่สามารถเซตได้ ถ้า F ไม่มีการเซต B จะถูกเซตเมื่อ FA ไม่ว่างจนจัดหาบริการให้ MN ไม่ได้ Sequence
number ถูกสร้างขึ้นเพื่อ MN จะสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง Agent Advertisement ของแต่ละ Agent
5.1.2 การร้องขอการติดต่อกับ Agent (Agent Solicitation)
MN สามารถส่ง ICMP Router Solicitation Message เพื่อที่จะขอการประกาศตัวของ Agent ที่ MN จะ
ติดต่อด้วย
5.2 การลงทะเบียน (Registration)
กระบวนการลงทะเบียนเกิดขึ้นเพื่อให้ MN สื่อสารข่าวสารตำแหน่งปัจจุบันกับ HA นอกจากนี้ยังเป็นวิธี
สำหรับ MN ที่ต้องการ
- ร้องขอการส่งต่อบริการ เมื่อเคลื่อนที่อยู่ใน FN
- แจ้ง care of addressของ MN ปัจจุบันให้ HA
- ทำการลงทะเบียนใหม่ เมื่อหมดอายุของการลงทะเบียนในครั้งที่แล้ว
- ยกเลิกการลงทะเบียน เมื่อ MN กลับมาที่ HN
ในกระบวนการลงทะเบียนนี้จะมี message ที่เกี่ยวข้องอยู่ 2 ชนิด คือ Registration Request Message และ
Registration Reply Message ข้อความทั้งสองชนิดนี้จะทุกส่งไปที่ UDP (User Datagram Protocol) พอร์ต 434 โครงสร้างทั้งหมดของดาตาแกรมในการลงทะเบียนแสดงอยู่ในรูปที่ 3
รูปที่ 3 ฟอร์แมตของดาตาแกรมที่ใช้ในการลงทะเบียน
กระบวนการของการลงทะเบียน มีลักษณะเหมือนกันในทุก MN ขึ้นอยู่กับว่า MN ใช้ care of address แบบ
ใด ถ้า MN ใช้ Foreign Agent Care of Address ที่ได้มาจาก FA แล้ว MN จะลงทะเบียนผ่าน FA แต่ถ้า MN ใช้ Colocated Care of Address แล้วMN จะต้องลงทะเบียนด้วยตัวเอง ขั้นตอนของการลงทะเบียนในแต่ละแบบมีดังนี้
เมื่อ MN ลงทะเบียนผ่าน FA
1) MN ส่ง Registration Request Message เพื่อให้ FA เริ่มกระบวนการลงทะเบียน
2) FA ประมวลผลคำร้องขอลงทะเบียน แล้วส่งต่อให้ HA
3) HA ส่ง Registration Reply Message ให้ FA เพื่อตอบรับหรือปฏิเสธคำร้องขอลงทะเบียน
4) FA ประมวลผลคำตอบรับคำร้องขอการลงทะเบียน และส่งให้ MN เพื่อแจ้งสถานะการตอบรับ
เมื่อ MN ลงทะเบียนด้วยตัวเอง
1) MN ส่ง Registration Request Message ให้ HA
2) HA ส่ง Registration Reply Message ให้ MN เพื่อตอบรับ หรือปฏิเสธคำร้องขอลงทะเบียน
5.2.1 การขอการลงทะเบียน (Registration Request)
MN ลงทะเบียนกับ HA โดยใช้ Registration Request Message เพื่อว่า HA สามารถสร้าง หรือปรับปรุง
การผนวกการเคลื่อนที่ (mobility binding) สำหรับ MN คำร้องจะถูกส่งโดย FA หรือส่งโดย MN แล้วแต่กรณีที่ MN
จะลงทะเบียนด้วย รูปแบบของคำขอลงทะเบียนแสดงตามรูปที่ 4
รูปที่ 4 ฟอร์แมตของคำร้องขอการลงทะเบียน
บิต V, M, G: มีความหมายเช่นเดียวกับความหมายใน Agent Advertisement Message
บิต B: ใช้สำหรับบอก HA ให้ทำการบรอดคาสต์ (broadcast) ดาตาแกรมสำหรับส่งมาที่ care of address
บิต D: ใช้สำหรับบอก HA ว่า care of address ที่ใช้เป็นแบบ Co-located care of address หรือไม่ และใช้เพื่อ
พิจารณาวิธีการส่งดาตาแกรมมายัง MN ว่าจะ บรอดคาสต์หรือมัลติคาสต์ (multicast)
Home address: แอดเดรส HN ของ MN
Home agent: แอดเดรสของ HA ใน HN นอกจากนี้ยังบรรจุ care of address ของ MN ที่จะต้องการให้ HA ส่ง
ดาตาแกรมมาให้
Identification: ใช้สำหรับเป็นการแยกแยะเพื่อรักษาความปลอดภัยของการรับส่งข้อมูล
Lifetime: ในฟอร์แมตบอกระยะเวลาที่ MN จะต้องทำการลงทะเบียนกับ HA อีกครั้ง
5.2.2 การตอบรับการลงทะเบียน (Registration Reply)
HA จะคืน Registration Reply Message ให้ MN ที่ส่ง Registration Request Message ใน Registration
Reply Message มี code เพื่อแจ้ง MN เกี่ยวกับสถานะของคำร้อง ตลอดจน lifetime ที่ HA อนุญาต ซึ่งอาจจะน้อย
กว่า lifetime ที่ขอในการขอลงทะเบียนก็ได้ รูปแบบของคำตอบรับการลงทะเบียนแสดงอยู่ในรูปที่ 5
แต่อย่างไรก็ตาม FA ไม่สามารถเพิ่ม lifetime ให้แก่ MN ถือเป็น Authentication ที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และ
HA ก็ไม่สามารถเพิ่ม lifetime เกินเวลาที่ MN ร้องขอมา
- ถ้า lifetime ใน Registration Reply Message มากกว่า lifetime ใน Registration Request Message lifetime ที่ถูกใช้จริง คือ lifetime ใน Registration Request Message
- ถ้า lifetime ใน Registration Request Message มากกว่า lifetimeใน Registration Reply Message lifetime ที่ถูกใช้จริง คือ lifetime ใน Registration Reply Message
รูปที่ 5 ฟอร์แมตของคำตอบรับการลงทะเบียน
5.3 การสร้างเส้นทาง(Routing) และการใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling)
หลังจากที่ HA รับการลงทะเบียน HA จะส่งดาตาแกรมไปหา MN โดยสร้างอุโมงค์การส่งข้อมูลไปที่ care of
address ของ MN การใช้อุโมงค์โครงข่ายทำโดยอัลกอริทึมแบบ encapsulation ใน RFC 2003 ได้เสนอการทำ
encapsulation อย่างง่ายคือ วิธี IP-within-IP encapsulation และยังมีทางเลือกอื่นสำหรับการทำ encapsulation คือ วิธี Minimum encapsulation ไว้ใน RFC 2004
5.3.1 วิธี IP-within-IP encapsulation
วิธี IP-within-IP encapsulation สร้างมาสำหรับใช้ใน Mobile IP ของอินเทอร์เน็ตรุ่น4 (IPv4) วิธีนี้มีส่วน
ขยายจากไอพีดาตาแกรมเดิมคือ ไอพีเฮดเดอร์ใหม่ซึ่งจะถูกใส่เพิ่มที่หน้าไอพีดาตาแกรมดั้งเดิมที่จะถูกส่งไปหา MN
HA ทำหน้าที่สร้างไอพีเฮดเดอร์ใหม่ที่บรรจุข้อมูล care of address ของ MN ที่เป็นปลายทางของอุโมงค์โครงข่าย วิธี
IP-within-IP encapsulation ถูกแสดงอยู่ในรูปที่ 6
รูปที่ 6 IP within IP encapsulation
5.3.2 วิธี Minimum encapsulation
การทำ Minimum encapsulation เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง เนื่องจากวิธี IP within IP encapsulation ใช้จำนวน
ไบต์ที่มากกว่า และอาจจะก่อให้เกิดการทำ fragment ระหว่างทางได้ ถ้าดาตาแกรมที่ส่งมามีขนาดมากกว่าค่าของ MTU
(Maximum Transmission Units) ดังนั้นวิธี Minimum encapsulation เป็นนำข่าวสารซ้ำซ้อนในเฮดเดอร์ของไอพีดาตาแกรมออกแล้วแทนลงด้วยการใช้ Minimum forwarding header ดังรูปที่ 7
รูปที่ 7 Minimum encapsulation
6. Route Optimizing
จากที่ผ่านมาเมื่อ MN เคลื่อนออกจาก HN ดาตาแกรมที่ส่งไปหา MN จะต้องผ่าน HA เสมอ แต่ดาตาแกรม
จาก MN ที่ส่งไปหา CN สามารถแทนที่ด้วยเส้นทางตรงจาก FA ส่งไปให้ CN โดยตรง เกิดปัญหาที่เรียกว่า Triangular
Routing ตามรูปที่ 8
ปัญหา Triangular Routing ถูกแก้ไขด้วยการทำ Route Optimizing ซึ่งการกำหนดลักษณะโพรโทคอลนี้จะ
อยู่ใน Internet Draft
รูปที่ 8 Triangular routing
ภาพรวมของ Route Optimizing
พื้นฐานของการทำ Route Optimizing คือการปรับปรุงการจัดเส้นระหว่าง MN ไปยัง CN ของมัน โดยมีการ
อัพเดทข้อมูล Mobility Binding ของ MN ในตารางการจัดเส้นทาง (routing table) ของ CN การอัพเดทข้อมูลของ
mobility binding จะทำให้ CN สามารถส่งดาตาแกรม encapsulate ไปที่ care of address ของ MN โดยตรง
การสร้างโพรโทคอลใหม่เพื่อที่จะให้ HA ตอบสนองการจัดหาการอัพเดทไปยัง CN ที่เกี่ยวข้องกับการส่ง
ข้อมูลไปหา MN ที่อยู่ใน FN มีขั้นตอนการทำงาน 4 ขั้นตอนดังนี้
1) Binding Warning Control Message ถูกส่งไปที่ HA เพื่อแจ้ง CN ที่ยังไม่ได้รับ care of address ของ
MN ทำให้ HA รู้ว่าโหนดเป้าหมายสามารถมีประโยชน์จากการได้รับการทำ Binding ของ MN
2) CN อาจจะส่ง Binding Request Message เพื่อขอการอัพเดท และแจ้ง identification เพื่อความ
ปลอดภัยของการส่งข้อมูล
3) HA ส่ง Binding Update Message มาให้ CN ซึ่งจะบรรจุ care of address ของ MN
4) สำหรับการทำ Smooth Handoff MN จะส่ง Binding และจะต้องแน่ใจว่าข้อมูลที่ส่งไปนั้นถึงผู้ที่
ต้องการให้รับ ดังนั้นจึงต้องมีการตอบรับกลับมาจากผู้รับด้วย Binding Acknowledge Message
การทำ Smooth Handoff
ขณะที่ MN เคลื่อนที่ออกจากจุดต่อหนึ่งไปยังอีกจุดต่อหนึ่งระหว่างการติดต่อกับอินเทอร์เน็ต MN จะทำงาน
ได้ดีถ้าการเปลี่ยนสถานะ หรือที่เรียกว่าการทำแฮนออฟ (handoff) มีความต่อเนื่อง (smooth) มากที่สุดเท่าที่ทำได้ สิ่ง
เหล่านี้จะเกิดปัญหาขึ้นถ้าดาตาแกรมที่ส่งไปยังจุดต่อถูกดรอป (drop) เพราะว่า MN เพิ่งจะเคลื่อนที่ออกจากจุดต่อนั้น
และกำลังเข้าสู่อีกจุดหนึ่งที่ใกล้เคียง การทำ Route Optimizing ที่กล่าวมายังไม่พอที่จะแก้ปัญหาได้ เนื่องจาก CN ไม่
สามารถอัพเดทข้อมูลได้ทันขณะ MN กำลังเปลี่ยนจุดต่อดังนั้นการส่งข้อมูลให้ถึงปลายทางที่ถูกต้องถึงแม้ว่าจะเป็น care of address ที่ผิดจึงเป็นสิ่งสำคัญ การปรับปรุง Route Optimizing ให้เป็นทางออกของปัญหานี้ด้วยการยินยอมให้ FA ก่อนหน้ายังคงรักษาข้อมูล binding ของ MN ที่มาใช้บริการก่อนหน้าไว้ เพื่อข่าวสารที่ถูกส่งไปให้ FA ก่อนหน้าจะได้ถูก encapsulate อีกครั้ง และส่งไปให้ MN วิธีนี้ MN จะต้องยอมให้ FA จัดการทำ Smooth Handoff ก่อนการลงทะเบียนกับ HA เพื่อการป้องกันการดรอปในการส่งดาตาแกรม ดังนั้นเมื่อ MN เคลื่อนที่มาที่จุดต่อใหม่ MNจะสั่งให้ FA ในจุดต่อใหม่ส่งข้อมูลไปอัพเดท Binding ของ FA ก่อนหน้า ถ้า FA ก่อนหน้าไม่ได้รับการอัพเดทข้อมูลใหม่จาก MN FA จะตัดสินใจส่งดาตาแกรมไปให้ HA จัดการแทน และดาตาแกรมส่วนนั้นจะถูกส่งไปหา MN โดยการจัดเส้นทางตามปรกติ ที่ HA ทำการ encapsulate แล้วส่งให้ MN เมื่อ MN ส่ง care of address มาให้ การลงทะเบียนแบบแบ่งเขต (Regionalized Registration)
ถ้า MN มีจำนวนมากขึ้น ทราฟฟิก (traffic) ระหว่าง HA กับ FA ที่ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการลงทะเบียนก็จะ
เพิ่มมากขึ้นด้วย ดังนั้นปัญหาทราฟฟิกที่เพิ่มมากขึ้นเนื่องจากการลงทะเบียนถี่ถูกแก้ไขได้โดยการจัดกลุ่มของ FA ให้ทำงาน
ร่วมกันได้กลุ่มมัลติคลาสต์ (multicast group) และยินยอมให้ MN ใช้ multicast IP address เป็น care of address ได้ การทำงานแบบนี้ทำให้ FA แต่ละตัวต้องทำการบัฟเฟอร์ (buffer) ดาตาแกรมของแต่ละตัวเอาไว้ เมื่อ MN เคลื่อนที่ จาก FA ตัวแรกมาที่ FA อีกตัว FA อีกตัวสามารถส่งดาตาแกรมที่บัฟเฟอร์ไว้ให้ MN ได้ นอกจากนี้มีการเสนอการแก้ปัญหานี้อีกวิธีด้วยการสร้าง FA แบบลำดับขั้น (hierarchical) และการประกาศ Agent แบบประกาศทีละหลาย ๆ ตัวของ FA ดังนั้นการลงทะเบียนจะบอกเพียง FA ที่อยู่ล่างสุดของลำดับชั้นให้เป็น care of address ของ MN และ MN ดังรูปที่ 9
รูปที่ 9 Hierarchical foreign agents
เมื่อพิจารณาตามรูปที่ 9 ขณะที่ MN ใช้บริการของ FA7 MN จะได้รับการประกาศจาก FA7, FA4, FA2, FA1
HA จะเข้าใจว่า MN ติดต่ออยู่กับ FA1 เพราะ HA ได้ FA1 เป็น care of address ของ MN และ FA1 เข้าใจว่า MN อยู่
ในพื้นที่ของ FA2 และต่อมาจนถึง FA7 ซึ่งเป็นผู้ติดต่อกับ MN โดยแท้จริง เมื่อ MN เคลื่อนที่ออกจาก FA7 ไปที่ FA8
MN แค่ทำการลงทะเบียนกับ FA4 เพียงอย่างเดียวเท่านั้น และเมื่อ MN เคลื่อนที่ออกจาก FA4 ไปยัง FA9 MN จะได้รับ
การประกาศของ FA9, FA6, FA3, FA1 เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับการลงทะเบียนก่อนหน้าจะเห็นว่าการลงทะเบียนของ
MN จะจบอยู่ที่ FA1 โดยไม่จำเป็นต้องแจ้งไปยัง HA ตลอด
7. ประเด็นการค้นคว้าปัจจุบันของ Mobile IP
ปัจจุบันนี้การออกแบบ Mobile IP มีความสนใจบนไอพีรุ่นหก (IPv6) เนื่องจากว่าไอพีรุ่นหกถูกสร้าง
ให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในสถาปัตยกรรมยุคที่สาม (Third-Generation) และไอพีรุ่นหกนี้สามารถรองรับการใช้งาน
ได้มากกว่าหนึ่งพันล้านโหนดด้วยแอดเดรสที่เพิ่มขึ้นจาก 32 บิตในไอพีรุ่นสี่มาเป็น 128 บิต
Mobile IP ในไอพีรุ่นหก [13-14] ใช้ entity ของโครงข่ายเหมือนกันไอพีรุ่นสี่ เว้นแต่อาจจะไม่มีความจำเป็น
ในการใช้ FA (Foreign Agent) เนื่องจาก MN (Mobile Node) ในไอพีรุ่นหกสามารถจัดหา care of address ได้เองและมีสภาพเป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์โครงข่ายที่ส่งมาจาก HN (Home Network) นอกจากนี้การส่งดาตาแกรมให้ MN
จะถูกปรับปรุงด้วยแนวคิดของ Route Optimization จาก Mobile IP ในไอพีรุ่นสี่
Mobile IP ในไอพีรุ่นหก ต้องการการแฮนด์โอเวอร์แบบเวลาจริง (real time) เพราะต้องให้บริการ Voice
over IP ซึ่ง Mobile IP ในไอพีรุ่นสี่ยังไม่สามารถทำได้ ไอพีรุ่นหกต้องการการทำแฮนออฟแบบรวดเร็ว (fast handoff)
คือเราเตอร์ต้องจัดการทุกอย่างพร้อมและเสร็จก่อนที่ MN จะมาขอใช้บริการ และต้องทำให้ MN ได้ QOS (Quality Of
Service) ตามที่ตกลงไว้ พร้อมกับการเข้าถึงเราเตอร์ของ MN ด้วยความปลอดภัยของการรับส่งข้อมูล การบีบอัดเฮด
เดอร์เพื่อการทำแพ็กเก็ตเสียง (voice packet) สิ่งเหล่านี้เป็นหัวข้อที่จะต้องทำการค้นคว้าและวิจัยเพื่อปรับปรุงให้
Mobile IPสามารถทำงานได้บรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้
8. สรุป
จากเนื้อหาที่กล่าวมาทั้งหมดได้แสดงให้เห็นถึงรายละเอียดของเทคนิคใน Mobile IP ในส่วนขยายที่เพิ่มจาก
ไอพี (IP: Internet Protocol) ซึ่งทำให้ MN (Mobile Node) สามารถเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งได้ขณะใช้งาน
อินเทอร์เน็ตโดยที่ปราศจากการขัดจังหวะในบริการที่ได้รับ Mobile IP ทำให้การสร้างเส้นทางของดาตาแกรมใน
อินเทอร์เน็ตมีประสิทธิภาพจากวิธี encapsulation ด้วยการใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling) ระหว่าง HN (Home
Network) ของ MN และการใช้ care of address เพื่อแยกแยะจุดติดต่อ (point of attachment) ปัจจุบัน โพร
โทคอลของการประกาศ (Advertisement) และการลงทะเบียน (Registration) ได้ถูกอธิบายขึ้น นอกจากนี้ยังได้แสดง
การเปลี่ยนแปลงของโพรโทคอลการใช้อุโมงค์โครงข่าย
การใช้อุโมงค์โครงข่ายจาก HA ทำให้เกิดข่ายเชื่อมโยงในช่วงการสื่อสารระหว่าง MN และ CN
(Correspondent Node) ดังนั้นจึงเกิดการสร้างเส้นทางอย่างเหมาะสมในโพรโทคอล Route Optimizing เพื่อการ
ทำงานร่วมกันของ CN ด้วยการอัพเดท Binding (Binding Update) จาก MN ให้ทั้ง HN และ CN การอัพเดท
Binding ทำให้ CN สามารถส่งข่าวสารไปที่ care of address ของ MN โดยไม่ต้องผ่าน HA นอกจากนี้ยังทำให้เกิด
Smooth Handoff ซึ่งทำให้ปราศจากการสูญหายของดาตาแกรมใด ๆ ถึงแม้ว่า MN จะเคลื่อนที่ออกจาก care of
address ที่จะต้องรับดาตาแกรมนั้น ๆ ในท้ายสุดได้กล่าวถึงหัวข้อที่จะสามารถทำการค้นคว้าวิจัยต่อไป เนื่องจากการ
นำไอพีรุ่นหกมาใช้ใน Mobile IP
------
อ้างอิงจาก นางสาวณัฐต์ศุภางค์ ปิตะคาพันธ์,รศ.ดร.วาทิต เบญจพลกุล: ห้องปฏิบัติการวิจัยระบบโทรคมนาคม
~The End~
Mobile IP
บทนำ
การใช้งานอินเทอร์เน็ตเพื่อเป็นแหล่งสืบคืนและบริการข้อมูลได้มีบทบาทอย่างมากในชีวิตปัจจุบัน รวมทั้ง
การพัฒนาความสามารถของอุปกรณ์สื่อสารไร้สายและคอมพิวเตอร์แบบพกพา ส่งผลให้มีการเพิ่มความสามารถในการ
ใช้งานอินเทอร์เน็ตบนอุปกรณ์เหล่านี้ จึงเป็นที่มาของการวิจัยพัฒนาวิธีการเชื่อมต่อและรักษาสภาพการต่อ
อินเทอร์เน็ตขณะคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ไร้สายเคลื่อนที่ และโพรโทคอลที่สนับสนุนการเคลื่อนที่ของผู้ใช้งาน (Mobility
Protocol)
Mobile IP เป็นโพรโทคอลหนึ่งในโพรโทคอลที่สนับสนุนการเคลื่อนที่และถูกคิดค้นก่อนโพรโทคอลชนิด
อื่น ดังนั้นจึงมีอายุมากที่สุด Mobile IP ถูกขึ้นกำหนดมาเพื่อแก้ปัญหาในชั้นโครงข่าย (Network Layer) ตาม
เนื้อหาใน RFC 2002 ของ IETF (Internet Engineering Task Force)และเอกสารเฉพาะที่เกี่ยวข้อง RFC 2003-2006 โดย Mobile IP เสนอให้ผู้ใช้บริการสามารถเปลี่ยนจุดของการติดต่อ (point of attachment) บนโครงข่ายแบบ
ไอพี (IP- Network) และทำการส่งผ่านแอปพลิเคชั่นแบบ Seamless Roaming เพื่อความต่อเนื่องของการส่งผ่าน
บทความนี้อธิบายถึงปัญหาของการใช้ไอพีในโครงข่ายที่มีคอมพิวเตอร์ไร้สายเคลื่อนที่ เป้าหมายของ Mobile
IP Terminology ของ Mobile IP ภาพรวมและขั้นตอนการทำงานของโพรโทคอล โดยที่ลักษณะเฉพาะของ Mobile
IP จะถูกอธิบายใน Protocol Message ซึ่งเป็นส่วนขยายจากไอพีที่ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของไอพี ส่วน
ต่อมาคือ Route Optimization และงานวิจัยพัฒนา Mobile IP ในปัจจุบัน สุดท้ายจะเป็นการสรุปเนื้อหาที่กล่าวมา
ทั้งหมด
IP และ Mobile IPไอพีเป็นโพรโตคอลแกนของทีซีพี/ไอพี (TCP/IP) ไอพีทำหน้าที่กำหนดรูปแบบของแอดเดรสประจำเครื่อง
เพื่อใช้ในการลำเลียงข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังปลายทาง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เลือกเส้นทางที่ส่งข้อมูล ตลอดจน
แบ่งขนาดข้อมูลให้เหมาะกับฮาร์ดแวร์ระดับล่าง
ไอพีแอดเดรสถูกใช้ในอินเทอร์เน็ตเพื่อแยกแยะระบบปลายทาง (End system) ในตอนแรกไอพีแอดเดรสถูก
พิจารณาให้เท่ากับ Domain Name’s Server (DNS) Fully Qualified Domain Name (FQDN) ทำหน้าที่แยกโหนดที่
เกี่ยวข้องออกจากคอมพิวเตอร์ 10 ล้านตัวที่รวมขึ้นมาเป็นอินเทอร์เน็ต
ไอพียังถูกใช้สำหรับหาเส้นทางระหว่างต้นทางและปลายทาง (Endpoint) เส้นทางที่ถูกสร้างขึ้นในแต่ละครั้ง
อาจไม่ใช่เส้นทางเดิมตลอด เนื่องจากเส้นทางที่ใช้ลำเลียงดาตาแกรมนี้จะสร้างมาจากไอพีปลายทาง ไอพีปลายทางของ
ทิศทางหนึ่งจะเป็นไอพีต้นทางสำหรับดาตาแกรม (datagram) ในทิศทางตรงข้าม ปัจจัยของการสร้างเส้นทางคือ ความ
คับคั่งในโครงข่าย (Network Congestion) เพราะเส้นทางจะถูกปรับเปลี่ยนด้วยเราเตอร์ระหว่างทาง
การนำไอพีมาประมวลผลในระบบการเคลื่อนที่ไร้สายทำให้มีความขัดแย้งเกิดขึ้นคือ คอมพิวเตอร์เคลื่อนที่ไร้
สายต้องมีแอดเดรสที่แน่นอนเพื่อใช้แยกแยะในการสื่อสารอินเทอร์เน็ต เมื่อไอพีแอดเดรสคงที่แสดงว่าเส้นทางของ
ดาตาแกรมจะคงที่ด้วยเช่นกัน ดาตาแกรมที่ถูกส่งมาที่ไอพีแอดเดรสเดิมจะมาสู่ปลายทางที่เดิมตลอด ดังนั้นจะเห็นได้
ว่าไอพีที่ใช้อยู่ในโครงข่ายแบบมีสายยังไม่สามารถนำมาใช้งานในโนดเคลื่อนที่ได้
Mobile IP ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อขยายความสามารถของไอพีให้สนับสนุนการใช้งานอินเทอร์เน็ตบนคอมพิวเตอร์
แบบไร้สาย Mobile IP กำหนดให้คอมพิวเตอร์ไร้สายใช้ไอพีแอดเดรสสองอัน เพื่อใช้ทั้งการแยกแยะ (identification)
และการสร้างเส้นทาง (routing)ก่อนหน้านี้มีการเสนอการทำ Mobile IP อย่างง่าย (less function) เพื่อต้องการให้ไอพีที่ใช้อยู่มีการเปลี่ยนแปลงให้น้อยที่สุด ด้วยการใช้ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) [3,4] ให้ไอพีแอดเดรสแก่คอมพิวเตอร์ไร้สายทุกครั้งที่เปลี่ยนจุดต่อใหม่ แอดเดรสที่คอมพิวเตอร์ได้จะถูกใช้ในเวลาสั้นและต้องเปลี่ยนทุกครั้ง
เมื่อเข้าสู่โครงข่ายใหม่ แต่ว่าคอมพิวเตอร์จะหยุดการทำงานขณะการเปลี่ยนจุดติดต่อและต้องเริ่มการติดต่ออินเทอร์เน็ตใหม่เมื่อเข้าสู่จุดต่อใหม่ได้แล้ว ดังนั้นวิธีนี้จึงไม่เป็นวิธีที่นำมาปฏิบัติเพราะผู้ใช้บริการย่อมไม่ต้องการให้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตขาดตอน
เป้าหมายของการออกแบบ Mobile IPเนื่องจากการเชื่อมต่อ MN และอินเทอร์เน็ตเป็นข่ายเชื่อมโยงไร้สาย ข่ายเชื่อมโยงชนิดนี้มีแถบความถี่ต่ำกว่า
และอัตราความผิดพลาดในการส่งมากกว่าเมื่อเทียบกับข่ายเชื่อมโยงแบบมีสาย การออกแบบยังต้องคำนึงถึงพลังงาน
ของแบตตารี่อุปกรณ์สื่อสารที่ต้องการใช้พลังงานให้ต่ำสุด ดังนั้นจำนวนของ Administration Message จะต้องมี
จำนวนน้อยและมีขนาดเล็ก
Terminology ของ Mobile IP
Mobile IP มีการกำหนดหน้าที่ของ entity ที่แสดงในรูปที่1 ดังนี้ [2]
Mobile Node: MN โฮสต์ (Host) หรือ เราเตอร์ที่เปลี่ยนตำแหน่งการติดต่อจากโครงข่ายหนึ่งไปสู่
โครงข่ายหนึ่ง โดยไม่เปลี่ยนไอพีแอดเดรสที่ใช้ติดต่อกับโหนดอินเทอร์เน็ตอื่น
Home Network: HN โครงข่ายมี home address ตรงกับ home address ของ MN
Foreign Network: FN โครงข่ายที่นอกเหนือจาก HN
Home Agent: HA เราเตอร์ใน HN ทำหน้าที่ส่งดาตาแกรมให้ MN
Foreign Agent: FA เราเตอร์ใน FN ทำงานร่วมกับ HA เพื่อส่งดาตาแกรมได้สมบูรณ์ แม้ว่า MN เคลื่อนที่
ออกจาก HN
Home Address ไอพีแอดเดรสที่ให้แก่ MN เป็นไอพีคงที่ตลอดการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต
Care of Address ไอพีแอดเดรสปลายทางที่ต่อกับ MN ใช้ส่งต่อดาตาแกรมให้ถึง MN
Correspondent Node: CN โฮสต์ที่ MN ติดต่อด้วย อาจจะเป็นโหนดเคลื่อนที่ หรือไม่ใช่ก็ได้
รูปที่ 1 Terminology ของ Mobile IP
5. ภาพรวมของโพรโทคอล (Protocol Overview)
Mobile IP สามารถแสดงหน้าที่ในการทำงานได้ 3 หน้าที่ คือ
• การค้นพบ Agent (Agent Discovery) คือ HA และ FA ประกาศ (advertise) ความใช้สอยได้ (availability)ให้ MN บนข่ายเชื่อมโยงที่ HA และ FA ให้บริการอยู่รับทราบ
• การลงทะเบียน (Registration) เมื่อ MN เคลื่อนที่จาก HN MN จะทำการลงทะเบียนที่อยู่ใหม่หรือ care of
address กับ HA MN อาจจะลงทะเบียนโดยตรงกับ HA หรือจะลงทะเบียนโดยผ่าน FA ที่ต่อการลงทะเบียน
นั้นไปให้ HA ขึ้นกับวิธีการติดต่อของ MN
• การใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling) การใช้อุโมงค์โครงข่ายเป็นวิธีที่ดาตาแกรมถูกส่งไป MN เมื่อ MN ออก
จาก HN ซึ่ง HA จะใช้อุโมงค์โครงข่ายส่งดาตาแกรมไปที่ care of address
ขั้นตอนการทำงานของโพรโทคอล Mobile IP
1) Agent ที่ให้บริการจะต้องประกาศสถานะแก่ MN ผ่าน Agent Advertisement Message หรือ MN จะขอ
สถานะจากการส่ง Agent Solicitation Message
2) MN รับ Agent Advertisement และพิจารณาว่าขณะนี้อยู่ที่ HN หรือ FN
3) ถ้า MN พบว่าตำแหน่งที่ติดต่ออยู่ใน HN MN จะทำงานโดยไม่ต้องใช้บริการเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ (Mobility
service)
4) ถ้า MN พบว่าตำแหน่งที่ติดต่ออยู่ใน FN MN จะได้รับ care of address มาจาก Agent Advertisement ของ
FA หรือจากอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สร้างแอดเดรส เช่น DHCP
5) MN ที่เคลื่อนที่ออกจาก HN จะต้องลงทะเบียนบอก care of address ใหม่กับ HA โดยผ่านการแลกเปลี่ยน
Registration Request Message และ Registration Reply Message
6) ดาตาแกรมที่ส่งมายัง MN ถูกรับโดย HA จากนั้น HA ใช้อุโมงค์โครงข่ายส่งข่าวสารไปที่ care of address
ของ MN ในทางกลับกันดาตาแกรมจาก MN ถูกส่งไปยังปลายทางด้วยวิธีการปกติตามมาตรฐานของไอพีคือ
ทำการส่งดาตาแกรมไปยัง CA ที่ติดต่อด้วยผ่าน FA
Care of Address
Mobile IP ได้จัดหาโหมดของ care of address 2 แบบ ได้แก่
1.) Foreign Agent Care of Address คือแอดเดรสที่จัดหาโดย FA ผ่าน Agent Advertisement Message ทำให้ FA เป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์โครงข่าย FA จะรับดาตาแกรมแล้วทำ decapsulate ให้ MN โหมดการ
ทำงานนี้นิยมใช้ในทางปฏิบัติมาก เพราะจะให้ MN หลายตัวใช้ care of address ร่วมกันได้ จึงเหมาะกับ
การทำงานในขอบเขตของไอพีรุ่นสี่ (IPv4)
2.) Co-located Care of Address คือแอดเดรสที่จัดหาโดย MN เป็น Local IP address ซึ่งได้มาแบบ
dynamically เป็นแอดเดรสชั่วคราวสำหรับ MN เพื่อใช้ในกรณีที่ MN อยู่ใน FA Network-prefix ของ
Co-located care of address จะมีลักษณะเหมือน Network-prefix ของ FN การใช้ Co-located care of
address ทำให้ MN เป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์เครือข่าย และ MN จะทำการ decapsulate ดาตาแกรมเอง วิธี
นี้จะมีประโยชน์อย่างมากเพราะ MN จะสามารถทำงานได้โดยปราศจาก FA ในกรณีที่ FA ไม่สามารถใช้สอย
ได้ อย่างไรก็ตาม FN จะต้องมีเนื้อที่เหลือสำหรับพอที่จะเก็บแอดเดรสของ MN ที่เข้ามาขอใช้บริการ ซึ่งยาก
แก่การรักษาสภาพของเนื้อที่เก็บแอดเดรสสำหรับแต่ละซับเน็ต (subnetwork) วิธีสร้างแอดเดรสแบบนี้
ยินยอมให้ MN หนึ่งตัวใช้ Co-located care of address ได้ในหนึ่งเวลา
5.1 การค้นพบ Agent (Agent Discovery)การค้นพบ Agent ของ MN ทำให้ MN ทราบว่ากำลังติดต่ออยู่กับจุดต่อใน HN หรือ FN กระบวนการของตรวจพบ Agent ใน MN มีลักษณะเหมือนกับวิธีที่โหนดอินเทอร์เน็ตตรวจพบเราเตอร์ด้วย ICMP (Internet Control Message Protocol) ตาม RFC 1256 การทำงานพื้นฐานคือ เราเตอร์จะ broadcast ข่าวสารการประกาศตัว(advertisement) ไปสู่ซับเน็ตของมัน Mobile IP ดำเนินการค้นพบ Agent ตามเนื้อหาใน RFC 1256 และสนับสนุนการทำงานใน Agent ที่รองรับ MN ด้วยส่วนขยายจาก ICMP message มาตรฐาน ดังนี้
5.1.1 การประกาศตัวของ Agent (Agent Advertisement)
การประกาศตัวของ Agent ทำได้โดยที่ Agent จะ broadcast Agent Advertisement Message แบบเป็น
คาบไปในโครงข่าย คาบของการ broadcast จะเท่ากับทุก 1/3 ของเวลา lifetime ที่ตั้งไว้ใน ICMP Header แต่ในทาง
ปฏิบัตินิยมกระจายข่าวแบบแรนดอม (random) เพื่อป้องกันการกระจายข่าวชนกันกับ Agent ที่อยู่ข้างเคียง ฟอร์แมต
ของ ICMP ในส่วนที่เพิ่มเติมจากของเดิมแสดงอยู่ในรูปที่ 2
Type: แสดงความแตกต่างของ ICMP Advertisement กับส่วนขยายอื่น ๆ ในที่นี้จะถูกเซตให้เท่ากับ 3
Length: แสดงความยาวของส่วนขยายทั้งหมด
บิต R: Registration Require บอกความต้องการการลงทะเบียนกับ FA
บิต B: ถูกเซตแสดงว่า FA ไม่สามารถให้บริการได้ (busy)
H: ถูกเซตแสดงว่า Agent นี้เป็น HA
F: ถูกเซตแสดงว่า Agent นี้เป็น FA
M: Minimum Encapsulation
G: GRE Encapsulation
V: Van Jacobson การบีบอัดเฮดเดอร์แบบ Van Jacobson
รูปที่ 2 ฟอร์แมตส่วนขยายของ Agent Advertisement
B ไม่สามารถเซตได้ ถ้า F ไม่มีการเซต B จะถูกเซตเมื่อ FA ไม่ว่างจนจัดหาบริการให้ MN ไม่ได้ Sequence
number ถูกสร้างขึ้นเพื่อ MN จะสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง Agent Advertisement ของแต่ละ Agent
5.1.2 การร้องขอการติดต่อกับ Agent (Agent Solicitation)
MN สามารถส่ง ICMP Router Solicitation Message เพื่อที่จะขอการประกาศตัวของ Agent ที่ MN จะ
ติดต่อด้วย
5.2 การลงทะเบียน (Registration)
กระบวนการลงทะเบียนเกิดขึ้นเพื่อให้ MN สื่อสารข่าวสารตำแหน่งปัจจุบันกับ HA นอกจากนี้ยังเป็นวิธี
สำหรับ MN ที่ต้องการ
- ร้องขอการส่งต่อบริการ เมื่อเคลื่อนที่อยู่ใน FN
- แจ้ง care of addressของ MN ปัจจุบันให้ HA
- ทำการลงทะเบียนใหม่ เมื่อหมดอายุของการลงทะเบียนในครั้งที่แล้ว
- ยกเลิกการลงทะเบียน เมื่อ MN กลับมาที่ HN
ในกระบวนการลงทะเบียนนี้จะมี message ที่เกี่ยวข้องอยู่ 2 ชนิด คือ Registration Request Message และ
Registration Reply Message ข้อความทั้งสองชนิดนี้จะทุกส่งไปที่ UDP (User Datagram Protocol) พอร์ต 434 โครงสร้างทั้งหมดของดาตาแกรมในการลงทะเบียนแสดงอยู่ในรูปที่ 3
รูปที่ 3 ฟอร์แมตของดาตาแกรมที่ใช้ในการลงทะเบียน
กระบวนการของการลงทะเบียน มีลักษณะเหมือนกันในทุก MN ขึ้นอยู่กับว่า MN ใช้ care of address แบบ
ใด ถ้า MN ใช้ Foreign Agent Care of Address ที่ได้มาจาก FA แล้ว MN จะลงทะเบียนผ่าน FA แต่ถ้า MN ใช้ Colocated Care of Address แล้วMN จะต้องลงทะเบียนด้วยตัวเอง ขั้นตอนของการลงทะเบียนในแต่ละแบบมีดังนี้
เมื่อ MN ลงทะเบียนผ่าน FA
1) MN ส่ง Registration Request Message เพื่อให้ FA เริ่มกระบวนการลงทะเบียน
2) FA ประมวลผลคำร้องขอลงทะเบียน แล้วส่งต่อให้ HA
3) HA ส่ง Registration Reply Message ให้ FA เพื่อตอบรับหรือปฏิเสธคำร้องขอลงทะเบียน
4) FA ประมวลผลคำตอบรับคำร้องขอการลงทะเบียน และส่งให้ MN เพื่อแจ้งสถานะการตอบรับ
เมื่อ MN ลงทะเบียนด้วยตัวเอง
1) MN ส่ง Registration Request Message ให้ HA
2) HA ส่ง Registration Reply Message ให้ MN เพื่อตอบรับ หรือปฏิเสธคำร้องขอลงทะเบียน
5.2.1 การขอการลงทะเบียน (Registration Request)
MN ลงทะเบียนกับ HA โดยใช้ Registration Request Message เพื่อว่า HA สามารถสร้าง หรือปรับปรุง
การผนวกการเคลื่อนที่ (mobility binding) สำหรับ MN คำร้องจะถูกส่งโดย FA หรือส่งโดย MN แล้วแต่กรณีที่ MN
จะลงทะเบียนด้วย รูปแบบของคำขอลงทะเบียนแสดงตามรูปที่ 4
รูปที่ 4 ฟอร์แมตของคำร้องขอการลงทะเบียน
บิต V, M, G: มีความหมายเช่นเดียวกับความหมายใน Agent Advertisement Message
บิต B: ใช้สำหรับบอก HA ให้ทำการบรอดคาสต์ (broadcast) ดาตาแกรมสำหรับส่งมาที่ care of address
บิต D: ใช้สำหรับบอก HA ว่า care of address ที่ใช้เป็นแบบ Co-located care of address หรือไม่ และใช้เพื่อ
พิจารณาวิธีการส่งดาตาแกรมมายัง MN ว่าจะ บรอดคาสต์หรือมัลติคาสต์ (multicast)
Home address: แอดเดรส HN ของ MN
Home agent: แอดเดรสของ HA ใน HN นอกจากนี้ยังบรรจุ care of address ของ MN ที่จะต้องการให้ HA ส่ง
ดาตาแกรมมาให้
Identification: ใช้สำหรับเป็นการแยกแยะเพื่อรักษาความปลอดภัยของการรับส่งข้อมูล
Lifetime: ในฟอร์แมตบอกระยะเวลาที่ MN จะต้องทำการลงทะเบียนกับ HA อีกครั้ง
5.2.2 การตอบรับการลงทะเบียน (Registration Reply)
HA จะคืน Registration Reply Message ให้ MN ที่ส่ง Registration Request Message ใน Registration
Reply Message มี code เพื่อแจ้ง MN เกี่ยวกับสถานะของคำร้อง ตลอดจน lifetime ที่ HA อนุญาต ซึ่งอาจจะน้อย
กว่า lifetime ที่ขอในการขอลงทะเบียนก็ได้ รูปแบบของคำตอบรับการลงทะเบียนแสดงอยู่ในรูปที่ 5
แต่อย่างไรก็ตาม FA ไม่สามารถเพิ่ม lifetime ให้แก่ MN ถือเป็น Authentication ที่ไม่สามารถแก้ไขได้ และ
HA ก็ไม่สามารถเพิ่ม lifetime เกินเวลาที่ MN ร้องขอมา
- ถ้า lifetime ใน Registration Reply Message มากกว่า lifetime ใน Registration Request Message lifetime ที่ถูกใช้จริง คือ lifetime ใน Registration Request Message
- ถ้า lifetime ใน Registration Request Message มากกว่า lifetimeใน Registration Reply Message lifetime ที่ถูกใช้จริง คือ lifetime ใน Registration Reply Message
รูปที่ 5 ฟอร์แมตของคำตอบรับการลงทะเบียน
5.3 การสร้างเส้นทาง(Routing) และการใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling)
หลังจากที่ HA รับการลงทะเบียน HA จะส่งดาตาแกรมไปหา MN โดยสร้างอุโมงค์การส่งข้อมูลไปที่ care of
address ของ MN การใช้อุโมงค์โครงข่ายทำโดยอัลกอริทึมแบบ encapsulation ใน RFC 2003 ได้เสนอการทำ
encapsulation อย่างง่ายคือ วิธี IP-within-IP encapsulation และยังมีทางเลือกอื่นสำหรับการทำ encapsulation คือ วิธี Minimum encapsulation ไว้ใน RFC 2004
5.3.1 วิธี IP-within-IP encapsulation
วิธี IP-within-IP encapsulation สร้างมาสำหรับใช้ใน Mobile IP ของอินเทอร์เน็ตรุ่น4 (IPv4) วิธีนี้มีส่วน
ขยายจากไอพีดาตาแกรมเดิมคือ ไอพีเฮดเดอร์ใหม่ซึ่งจะถูกใส่เพิ่มที่หน้าไอพีดาตาแกรมดั้งเดิมที่จะถูกส่งไปหา MN
HA ทำหน้าที่สร้างไอพีเฮดเดอร์ใหม่ที่บรรจุข้อมูล care of address ของ MN ที่เป็นปลายทางของอุโมงค์โครงข่าย วิธี
IP-within-IP encapsulation ถูกแสดงอยู่ในรูปที่ 6
รูปที่ 6 IP within IP encapsulation
5.3.2 วิธี Minimum encapsulation
การทำ Minimum encapsulation เป็นอีกทางเลือกหนึ่ง เนื่องจากวิธี IP within IP encapsulation ใช้จำนวน
ไบต์ที่มากกว่า และอาจจะก่อให้เกิดการทำ fragment ระหว่างทางได้ ถ้าดาตาแกรมที่ส่งมามีขนาดมากกว่าค่าของ MTU
(Maximum Transmission Units) ดังนั้นวิธี Minimum encapsulation เป็นนำข่าวสารซ้ำซ้อนในเฮดเดอร์ของไอพีดาตาแกรมออกแล้วแทนลงด้วยการใช้ Minimum forwarding header ดังรูปที่ 7
รูปที่ 7 Minimum encapsulation
6. Route Optimizing
จากที่ผ่านมาเมื่อ MN เคลื่อนออกจาก HN ดาตาแกรมที่ส่งไปหา MN จะต้องผ่าน HA เสมอ แต่ดาตาแกรม
จาก MN ที่ส่งไปหา CN สามารถแทนที่ด้วยเส้นทางตรงจาก FA ส่งไปให้ CN โดยตรง เกิดปัญหาที่เรียกว่า Triangular
Routing ตามรูปที่ 8
ปัญหา Triangular Routing ถูกแก้ไขด้วยการทำ Route Optimizing ซึ่งการกำหนดลักษณะโพรโทคอลนี้จะ
อยู่ใน Internet Draft
รูปที่ 8 Triangular routing
ภาพรวมของ Route Optimizing
พื้นฐานของการทำ Route Optimizing คือการปรับปรุงการจัดเส้นระหว่าง MN ไปยัง CN ของมัน โดยมีการ
อัพเดทข้อมูล Mobility Binding ของ MN ในตารางการจัดเส้นทาง (routing table) ของ CN การอัพเดทข้อมูลของ
mobility binding จะทำให้ CN สามารถส่งดาตาแกรม encapsulate ไปที่ care of address ของ MN โดยตรง
การสร้างโพรโทคอลใหม่เพื่อที่จะให้ HA ตอบสนองการจัดหาการอัพเดทไปยัง CN ที่เกี่ยวข้องกับการส่ง
ข้อมูลไปหา MN ที่อยู่ใน FN มีขั้นตอนการทำงาน 4 ขั้นตอนดังนี้
1) Binding Warning Control Message ถูกส่งไปที่ HA เพื่อแจ้ง CN ที่ยังไม่ได้รับ care of address ของ
MN ทำให้ HA รู้ว่าโหนดเป้าหมายสามารถมีประโยชน์จากการได้รับการทำ Binding ของ MN
2) CN อาจจะส่ง Binding Request Message เพื่อขอการอัพเดท และแจ้ง identification เพื่อความ
ปลอดภัยของการส่งข้อมูล
3) HA ส่ง Binding Update Message มาให้ CN ซึ่งจะบรรจุ care of address ของ MN
4) สำหรับการทำ Smooth Handoff MN จะส่ง Binding และจะต้องแน่ใจว่าข้อมูลที่ส่งไปนั้นถึงผู้ที่
ต้องการให้รับ ดังนั้นจึงต้องมีการตอบรับกลับมาจากผู้รับด้วย Binding Acknowledge Message
การทำ Smooth Handoff
ขณะที่ MN เคลื่อนที่ออกจากจุดต่อหนึ่งไปยังอีกจุดต่อหนึ่งระหว่างการติดต่อกับอินเทอร์เน็ต MN จะทำงาน
ได้ดีถ้าการเปลี่ยนสถานะ หรือที่เรียกว่าการทำแฮนออฟ (handoff) มีความต่อเนื่อง (smooth) มากที่สุดเท่าที่ทำได้ สิ่ง
เหล่านี้จะเกิดปัญหาขึ้นถ้าดาตาแกรมที่ส่งไปยังจุดต่อถูกดรอป (drop) เพราะว่า MN เพิ่งจะเคลื่อนที่ออกจากจุดต่อนั้น
และกำลังเข้าสู่อีกจุดหนึ่งที่ใกล้เคียง การทำ Route Optimizing ที่กล่าวมายังไม่พอที่จะแก้ปัญหาได้ เนื่องจาก CN ไม่
สามารถอัพเดทข้อมูลได้ทันขณะ MN กำลังเปลี่ยนจุดต่อดังนั้นการส่งข้อมูลให้ถึงปลายทางที่ถูกต้องถึงแม้ว่าจะเป็น care of address ที่ผิดจึงเป็นสิ่งสำคัญ การปรับปรุง Route Optimizing ให้เป็นทางออกของปัญหานี้ด้วยการยินยอมให้ FA ก่อนหน้ายังคงรักษาข้อมูล binding ของ MN ที่มาใช้บริการก่อนหน้าไว้ เพื่อข่าวสารที่ถูกส่งไปให้ FA ก่อนหน้าจะได้ถูก encapsulate อีกครั้ง และส่งไปให้ MN วิธีนี้ MN จะต้องยอมให้ FA จัดการทำ Smooth Handoff ก่อนการลงทะเบียนกับ HA เพื่อการป้องกันการดรอปในการส่งดาตาแกรม ดังนั้นเมื่อ MN เคลื่อนที่มาที่จุดต่อใหม่ MNจะสั่งให้ FA ในจุดต่อใหม่ส่งข้อมูลไปอัพเดท Binding ของ FA ก่อนหน้า ถ้า FA ก่อนหน้าไม่ได้รับการอัพเดทข้อมูลใหม่จาก MN FA จะตัดสินใจส่งดาตาแกรมไปให้ HA จัดการแทน และดาตาแกรมส่วนนั้นจะถูกส่งไปหา MN โดยการจัดเส้นทางตามปรกติ ที่ HA ทำการ encapsulate แล้วส่งให้ MN เมื่อ MN ส่ง care of address มาให้ การลงทะเบียนแบบแบ่งเขต (Regionalized Registration)
ถ้า MN มีจำนวนมากขึ้น ทราฟฟิก (traffic) ระหว่าง HA กับ FA ที่ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการลงทะเบียนก็จะ
เพิ่มมากขึ้นด้วย ดังนั้นปัญหาทราฟฟิกที่เพิ่มมากขึ้นเนื่องจากการลงทะเบียนถี่ถูกแก้ไขได้โดยการจัดกลุ่มของ FA ให้ทำงาน
ร่วมกันได้กลุ่มมัลติคลาสต์ (multicast group) และยินยอมให้ MN ใช้ multicast IP address เป็น care of address ได้ การทำงานแบบนี้ทำให้ FA แต่ละตัวต้องทำการบัฟเฟอร์ (buffer) ดาตาแกรมของแต่ละตัวเอาไว้ เมื่อ MN เคลื่อนที่ จาก FA ตัวแรกมาที่ FA อีกตัว FA อีกตัวสามารถส่งดาตาแกรมที่บัฟเฟอร์ไว้ให้ MN ได้ นอกจากนี้มีการเสนอการแก้ปัญหานี้อีกวิธีด้วยการสร้าง FA แบบลำดับขั้น (hierarchical) และการประกาศ Agent แบบประกาศทีละหลาย ๆ ตัวของ FA ดังนั้นการลงทะเบียนจะบอกเพียง FA ที่อยู่ล่างสุดของลำดับชั้นให้เป็น care of address ของ MN และ MN ดังรูปที่ 9
รูปที่ 9 Hierarchical foreign agents
เมื่อพิจารณาตามรูปที่ 9 ขณะที่ MN ใช้บริการของ FA7 MN จะได้รับการประกาศจาก FA7, FA4, FA2, FA1
HA จะเข้าใจว่า MN ติดต่ออยู่กับ FA1 เพราะ HA ได้ FA1 เป็น care of address ของ MN และ FA1 เข้าใจว่า MN อยู่
ในพื้นที่ของ FA2 และต่อมาจนถึง FA7 ซึ่งเป็นผู้ติดต่อกับ MN โดยแท้จริง เมื่อ MN เคลื่อนที่ออกจาก FA7 ไปที่ FA8
MN แค่ทำการลงทะเบียนกับ FA4 เพียงอย่างเดียวเท่านั้น และเมื่อ MN เคลื่อนที่ออกจาก FA4 ไปยัง FA9 MN จะได้รับ
การประกาศของ FA9, FA6, FA3, FA1 เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับการลงทะเบียนก่อนหน้าจะเห็นว่าการลงทะเบียนของ
MN จะจบอยู่ที่ FA1 โดยไม่จำเป็นต้องแจ้งไปยัง HA ตลอด
7. ประเด็นการค้นคว้าปัจจุบันของ Mobile IP
ปัจจุบันนี้การออกแบบ Mobile IP มีความสนใจบนไอพีรุ่นหก (IPv6) เนื่องจากว่าไอพีรุ่นหกถูกสร้าง
ให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในสถาปัตยกรรมยุคที่สาม (Third-Generation) และไอพีรุ่นหกนี้สามารถรองรับการใช้งาน
ได้มากกว่าหนึ่งพันล้านโหนดด้วยแอดเดรสที่เพิ่มขึ้นจาก 32 บิตในไอพีรุ่นสี่มาเป็น 128 บิต
Mobile IP ในไอพีรุ่นหก [13-14] ใช้ entity ของโครงข่ายเหมือนกันไอพีรุ่นสี่ เว้นแต่อาจจะไม่มีความจำเป็น
ในการใช้ FA (Foreign Agent) เนื่องจาก MN (Mobile Node) ในไอพีรุ่นหกสามารถจัดหา care of address ได้เองและมีสภาพเป็นจุดสิ้นสุดของอุโมงค์โครงข่ายที่ส่งมาจาก HN (Home Network) นอกจากนี้การส่งดาตาแกรมให้ MN
จะถูกปรับปรุงด้วยแนวคิดของ Route Optimization จาก Mobile IP ในไอพีรุ่นสี่
Mobile IP ในไอพีรุ่นหก ต้องการการแฮนด์โอเวอร์แบบเวลาจริง (real time) เพราะต้องให้บริการ Voice
over IP ซึ่ง Mobile IP ในไอพีรุ่นสี่ยังไม่สามารถทำได้ ไอพีรุ่นหกต้องการการทำแฮนออฟแบบรวดเร็ว (fast handoff)
คือเราเตอร์ต้องจัดการทุกอย่างพร้อมและเสร็จก่อนที่ MN จะมาขอใช้บริการ และต้องทำให้ MN ได้ QOS (Quality Of
Service) ตามที่ตกลงไว้ พร้อมกับการเข้าถึงเราเตอร์ของ MN ด้วยความปลอดภัยของการรับส่งข้อมูล การบีบอัดเฮด
เดอร์เพื่อการทำแพ็กเก็ตเสียง (voice packet) สิ่งเหล่านี้เป็นหัวข้อที่จะต้องทำการค้นคว้าและวิจัยเพื่อปรับปรุงให้
Mobile IPสามารถทำงานได้บรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้
8. สรุป
จากเนื้อหาที่กล่าวมาทั้งหมดได้แสดงให้เห็นถึงรายละเอียดของเทคนิคใน Mobile IP ในส่วนขยายที่เพิ่มจาก
ไอพี (IP: Internet Protocol) ซึ่งทำให้ MN (Mobile Node) สามารถเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งได้ขณะใช้งาน
อินเทอร์เน็ตโดยที่ปราศจากการขัดจังหวะในบริการที่ได้รับ Mobile IP ทำให้การสร้างเส้นทางของดาตาแกรมใน
อินเทอร์เน็ตมีประสิทธิภาพจากวิธี encapsulation ด้วยการใช้อุโมงค์โครงข่าย (Tunneling) ระหว่าง HN (Home
Network) ของ MN และการใช้ care of address เพื่อแยกแยะจุดติดต่อ (point of attachment) ปัจจุบัน โพร
โทคอลของการประกาศ (Advertisement) และการลงทะเบียน (Registration) ได้ถูกอธิบายขึ้น นอกจากนี้ยังได้แสดง
การเปลี่ยนแปลงของโพรโทคอลการใช้อุโมงค์โครงข่าย
การใช้อุโมงค์โครงข่ายจาก HA ทำให้เกิดข่ายเชื่อมโยงในช่วงการสื่อสารระหว่าง MN และ CN
(Correspondent Node) ดังนั้นจึงเกิดการสร้างเส้นทางอย่างเหมาะสมในโพรโทคอล Route Optimizing เพื่อการ
ทำงานร่วมกันของ CN ด้วยการอัพเดท Binding (Binding Update) จาก MN ให้ทั้ง HN และ CN การอัพเดท
Binding ทำให้ CN สามารถส่งข่าวสารไปที่ care of address ของ MN โดยไม่ต้องผ่าน HA นอกจากนี้ยังทำให้เกิด
Smooth Handoff ซึ่งทำให้ปราศจากการสูญหายของดาตาแกรมใด ๆ ถึงแม้ว่า MN จะเคลื่อนที่ออกจาก care of
address ที่จะต้องรับดาตาแกรมนั้น ๆ ในท้ายสุดได้กล่าวถึงหัวข้อที่จะสามารถทำการค้นคว้าวิจัยต่อไป เนื่องจากการ
นำไอพีรุ่นหกมาใช้ใน Mobile IP
------
อ้างอิงจาก นางสาวณัฐต์ศุภางค์ ปิตะคาพันธ์,รศ.ดร.วาทิต เบญจพลกุล: ห้องปฏิบัติการวิจัยระบบโทรคมนาคม
~The End~
wcs 15 Satellite Systems
บทนี้ต้องขอบคุณอ้อจังค่ะที่หาชีทภาษาไทยที่ตรงกับเนื้อหาที่เรียน มาพร้อมรูปสวยๆ เริ่มกันเลยค่ะ
แล้วก็บทนี้อ่านกันเยอะๆนะคะ
-------------
ความรู้ทั่วไปของการสื่อสารผ่านดาวเทียม
1 ประวัติความเป็นมาของดาวเทียม
“ดาวเทียม” เป็นวิวัฒนาการที่มนุษย์ได้ประดิษฐ์ขึ้นมาใช้ประโยชน์ในด้าน
การทหาร และได้พัฒนามาใช้ ทางด้านการพยากรณ์อากาศ การค้นหาทรัพยากรธรณี และการ
สื่อสาร ซึ่งในปัจจุบันนี้ได้มีการส่งดาวเทียมโคจรรอบโลกเป็นจำนวนมาก และที่จะกล่าวถึงในที่นี้
คือ “ดาวเทียมสื่อสาร” ที่ใช้ในกิจการระบบโทรทัศน์
รูป 1 ภาพวงโคจรของดาวเทียมไทยคม 1 , 2 และ 3
---
ดาวเทียมสื่อสาร
ผู้ริเริ่มให้แนวคิดการสื่อสารดาวเทียม คือ “อาเธอร์ ซี คลาร์ก” (ARTHUR C. CLARKE)
นักเขียนนวนิยาย และสารคดีวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 20 เขาได้สร้างสรรค์
จินตนาการของการสื่อสาร ดาวเทียมให้เราได้รับรู้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1945 โดยเขียนบทความเรื่อง
“EXTRA TERRESTRIAL RELAYS” ใน นิตยสาร “WIRELESS WORLD” ฉบับเดือนตุลาคม ปี
ค.ศ. 1945 ซึ่งบทความนั้นได้กล่าวถึง “ การเชื่อมระบบ สัญญาณวิทยุจากมุมโลกหนึ่งไปยังอีกมุม
โลกหนึ่ง ให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยใช้สถานี ถ่ายทอดวิทยุที่ลอยอยู่ใน
อวกาศเหนือพื้นโลกขึ้นไปประมาณ 35,786 กิโลเมตร จำนวน 3 สถานี ”
รูป 2 ภาพการเชื่อมต่อ สัญญาณวิทยุตามจินตนาการของอาเธอร์ ซี คลาร์ก
ปัจจุบันดาวเทียมสื่อสารนั้น จะถูกส่งขึ้นไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรโดยมีความ
ห่างจากพื้นโลกโดยประมาณ 35,786 KM. ซึ่งความสูงในระดับนี้จะเป็นผลทำให้เกิดแรงดึงดูด
ระหว่างโลก และดาวเทียม ในขณะที่โลกหมุนก็จะส่งแรงเหวี่ยง ทำให้ดาวเทียมเกิดการโคจรรอบ
โลกตามการหมุนของโลก (ยกตัวอย่างเหมือนเราเอาเชือกผูกลูกตุ้ม แล้วหมุนตัวเหวี่ยงไปโดยรอบ
ๆ) ซึ่งถ้าเราอยู่บนพื้นโลกก็จะเห็นดาวเทียมอยู่กับที่ ดาวเทียมสื่อสารที่ส่งขึ้นไป ครั้งแรกเมื่อปี
2 5 0 8 โ ด ย อ ง ค์ก า ร โ ท ร ค ม น า ค ม ร ะ ห ว่า ง ป ร ะ เ ท ศ (INTERNATIONAL
TELECOMMUNICATIONS SATELLITE ORGANIZATION) หรือเรียกย่อว่า INTELSAT
หลังจากนั้น INTELSAT ก็ได้ทำการส่งดาวเทียม ในปีต่าง ๆ ต่อไปเรื่อย ๆตาม ลำดับ
วันที่ 4 ตุลาคม ค.ศ. 1957
ข้อคิดในบทความของอาเธอร์ ซี คลาร์ก เริ่มเป็นจริงขึ้นมาเมื่อ
สหภาพโซเวียตรัสเซียได้ส่งดาวเทียม “สปุทนิก 1” (SPUTNIK 1) ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงแรกของโลก
ที่ขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จแล้วในเดือนต่อมาก็ได้ส่ง “สปุทนิก 2” ดาวเทียมดวงที่ 2 ขึ้นสู่ห้วงอวกาศ
โดยมีสุนัขชื่อ “ไลก้า” (LAIKA) ขึ้นไปด้วย
วันที่ 31 มกราคม ค.ศ. 1958
สหรัฐอเมริกาก็ส่งดาวเทียมชื่อ “เอ็กซ์พลอเรอ 1”
(EXPLORER 1) ขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จเป็นประเทศที่ 2 หลังจากนั้นเป็นต้นมาทั้งรัสเซีย และ
สหรัฐอเมริกาต่างก็ส่ง ดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศอีกหลายดวง แต่ดาวเทียมเหล่านั้นเป็นดาวเทียมเพื่อ
การสำรวจบรรยากาศทั้งสิ้น
วันที่ 18 ธันวาคม ค.ศ. 1958
สหรัฐอเมริกาได้ส่งดาวเทียมเพื่อการสื่อสารดวงแรก มีชื่อว่า
“สกอร์” (SCORE) ขึ้นสู่อวกาศ และได้บันทึกเสียงสัญญาณที่เป็นคำกล่าวอวยพรของท่าน
ประธานาธิบดี ไอเซนฮาร์ว เนื่องในเทศกาลคริสต์มาสจากสถานีภาคพื้นดิน แล้วถ่ายทอดสัญญาณ
จากดาวเทียมลงมาสู่ชาวโลก นับเป็นการส่งวิทยุกระจายเสียงจากดาวเทียมมายังพื้นโลกได้เป็นครั้ง
แรก
วันที่ 20 สิงหาคม ค.ศ. 1964
ประเทศสมาชิกสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ชื่อเดิม
คือ ITU) จำนวน 11 ประเทศ ร่วมกันจัดตั้งองค์การโทรคมนาคมทางดาวเทียมระหว่างประเทศ หรือ
เรียกว่า “อินเทลแซท” (INTELSAT INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS
SATELLITE ORGANIZATION) ขึ้นที่กรุงวอชิงตันดี.ซี. สหรัฐอเมริกา โดยให้ประเทศสมาชิกเข้า
ถือหุ้นดำเนินการใช้ดาวเทียมเพื่อกิจการโทรคมนาคมพาณิชย์แห่งโลก INTELSAT ตั้ง
คณะกรรมการ INTERIM COMMUNITIONS SATTELITE COMMITTEE (ICSC) เป็นผู้จัดการ
ในธุรกิจต่าง ๆ ตามนโยบายของ ICSC ได้แก่การจัดสร้างดาวเทียม การปล่อยดาวเทียม การกำหนด
มาตรฐานสถานีภาคพื้นดิน การกำหนดค่าเช่าใช้ช่องสัญญาณดาวเทียม เป็นต้น
วันที่ 10 ตุลาคม 1964
ได้มีการถ่ายทอดโทรทัศน์พิธีเปิดงานกีฬาโอลิมปิกครั้งที่ 18 จาก
กรุงโตเกียว ผ่านดาวเทียม “SYNCOM II” ไปสหรัฐอเมริกานับได้ว่าเป็นการถ่ายทอดสัญญาณ
โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมครั้งแรกของโลก
วันที่ 6 เมษายน ค.ศ. 1965
COMSAT ส่งดาวเทียม “TELSAT 1” ที่รู้จักกันอย่างดีในชื่อว่า
EARLY BIRDส่งขึ้นเหนือมหาสมุทรแอตแลนติก นับได้ว่าเป็นดาวเทียมเพื่อการสื่อสาร เพื่อการ
พาณิชย์ดวงแรกของโลก
ในระยะหลังมีหลายประเทศที่มีดาวเทียมเป็นของตนเอง (DOMSAT) เพื่อใช้ในการสื่อสาร
ภายในประเทศ เช่น PALAPA ของอินโดนีเซีย, SAKURA ของญี่ปุ่น, COMSTAR ของอเมริกา,
THAICOM ของประเทศไทย แต่การติดต่อสื่อสารระหว่างประเทศยังใช้ดาวเทียม INTELSAT
เป็นหลักในการสื่อสารอยู่
-----
2 ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม
ในระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียมนั้น จะประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญคือ ตัว
ดาวเทียม กับสถานีภาคพื้นดิน โดยดาวเทียมจะทำหน้าที่ เป็นสถานีทวนสัญญาณ(Repeater) เพื่อส่ง
ต่อสัญญาณระหว่างสถานีภาคพื้นดิน 2 สถานี หรือหลาย ๆ สถานีทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน
ที่ตัวดาวเทียม นั้น จะประกอบไปด้วยจานสายอากาศ (Antenna) ซึ่งจะใช้เป็นตัวติดต่อกับทางสถานี
ภาคพื้นดิน หรือดาวเทียมดวงอื่น เช่นเดียว กับสถานีภาคพื้นดินที่ จะมีจานสายอากาศไว้ใช้ติดต่อ
กับดาวเทียม
รูปที่ 3 ภาพลักษณะการติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีภาคพื้นดินโดยใช้ดาวเทียม
สิ่งที่ควรทราบสำหรับระบบการสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม
ทรานสปอนเดอร์(Transponder) - ทำหน้าที่กรอง และขยายสัญญาณที่รับได้จากสถานี
ภาคพื้นดินด้านหนึ่ง และทำการเปลี่ยนความถี่ที่จะส่งออก ให้เป็นความถี่ที่เหมาะสมเพื่อส่งต่อไป
ยังอีกสถานีภาคพื้นดินหนึ่ง
สถานีภาคพื้นดิน (Earth Station) - ในอดีตสถานีภาคพื้นดินส่วนใหญ่จะเป็นทั้งภาครับ
และภาคส่ง โดยมีเสาอากาศขนาดใหญ่ มักจะเกิน 30 เมตร โดยมีกำลังส่งสูงกว่า 5 กิโลวัตต์ และ
เครื่องรับที่ต้องการระบบทำความเย็น แต่ในปัจจุบันเมื่อเทคโนโลยีต่าง ๆ พัฒนาขึ้นสถานี
ภาคพื้นดิน สามารถที่ จะใช้เสาอากาศที่เล็กกว่า กำลังงานที่ต่ำกว่า และเครื่องรับที่ไม่ต้องการระบบ
ทำความเย็นที่ยุ่งยาก
วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbits) - วงโคจรของดาวเทียมนั้นสามารถแบ่งได้ 2 แบบคือ
แบ่งตามลักษณะของการโคจร และแบ่งตามความสูงของการโคจร
แบ่งตามลักษณะของการโคจร- วงโคจรระนาบขั้วโลก(Polar Orbit) จะมีลักษณะของวงโคจรเป็นวงกลมอยู่ใน
แนวของขั้วโลก ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในงานด้านโทรคมนาคม แต่จะใช้ในงานด้าน
อุตุนิยมวิทยา และการสำรวจทรัพยากรธรณี
รูปที่ 4 แสดงการโคจรของดาวเทียมแบบระนาบขั้วโลก
- วงโคจรระนาบเอียง(Inclined Orbit) จะมีวงโคจรอยู่เป็นจำนวนมากแตกต่างกัน
ไปตามความเอียง และความรีของวงโคจร จะถูกนำมาใช้สำหรับให้บริการบริเวณละติจูด
สูง หรือต่ำมาก ๆ ที่ซึ่งวงโคจรระนาบศูนย์สูตรไม่สามารถให้บริการครอบคลุมไปถึงได้
รูป 5 แสดงลักษณะการโคจรของดาวเทียมแบบวงโคจรระนาบเอียง
- วงโคจรระนาบเส้นศูนย์สูตร(Equatorial Orbit) จะคล้ายกับทั้ง 2 ลักษณะที่
กล่าวมาแล้วแต่จะมีวงโคจรอยู่ในแนวของเส้นศูนย์สูตรแทน
แบ่งตามความสูงของการโคจร
- วงโคจรระดับต่ำ(Low Earth Orbit, LEO) จะมีความสูงอยู่ในช่วง 750 ถึง 1500
กม. โดยลักษณะของ วงโคจรระดับต่ำนี้จะมีข้อได้เปรียบวงโคจรระดับปานกลาง(Medium
Earth Orbit, MEO) และวงโคจรค้างฟ้า(Geostationary Orbit, GEO) คือ จะมีความ
ต้องการกำลังงาน และขนาดของเสาอากาศบนดาวเทียมที่น้อยและเล็กกว่า รวมทั้งจะมีการ
หน่วงเวลาเนื่องมากจากการเดินทางของคลื่น(Propagation Delay)ที่สั้นกว่า ตัวอย่างของ
ดาวเทียมวงโคจรระดับต่ำ คือ IRIDIUM ที่จะให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ และการสื่อสาร
ข้อมูล ซึ่งโครงการ IRIDIUM นี้จะใช้วงโคจรระดับต่ำโคจรตามแนวขั้วโลก (Polar LEO
Orbit)
รูป 6 แสดงลักษณะการโคจรของดาวเทียมแบบวงโคจรระดับต่ำ
- วงโคจรระดับปานกลาง(Medium Earth Orbit, MEO) จะมีความสูงอยู่ระหว่าง
10,000ถึง20,000กม.โดยประมาณ
- วงโคจรค้างฟ้า(Geostationary Orbit, GEO) เป็นวงโคจรวงกลมในระนาบเส้น
ศูนย์สูตรของโลกมีคาบของการโคจรเท่ากับคาบการหมุนของโลกทำให้ดาวเทียมแบบนี้ดู
เสมือนลอยนิ่ง เหนือจุด ๆ หนึ่งบนเส้นศูนย์สูตรของโลก วงโคจรค้างฟ้าจะอยู่ที่ระดับ
35,786 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร ตัวอย่างของดาวเทียมวงโคจรค้าง ฟ้าก็คือ ดาวเทียมไทย
คมนั่นเอง
ปัจจุบันดาวเทียมมีมากมายหลายประเภท สามารถแบ่งประเภทการใช้งานได้ 11 ประเภท
ดังนี้
1. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างจุดต่อจุด เช่น ดาวเทียมปาลาปา, ดาวเทียมไทยคม
2. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างดาวเทียม เช่น ดาวเทียม TDRS
3. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารเคลื่อนที่บนบก, ในน้ำและในอากาศ เช่น ดาวเทียมอิน
มาร์แซท
4. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารวิทยุกระจายเสียงและวิทยุโทรทัศน์ เช่น ดาวเทียม
ASTRA
5. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจโลกสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ดาวเทียม LANDSAT
6. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจอวกาศ เช่น ดาวเทียม METEOR, ดาวเทียม EXPLORER
7. ดาวเทียมเพื่อการพยากรณ์อากาศ เช่น ดาวเทียม GMS, ดาวเทียม NOVA 6-9
8. ดาวเทียมเพื่อการปฏิบัติในห้วงอวกาศ เช่น ดาวเทียม SPAS, ดาวเทียม SKYLAB
9. ดาวเทียมเพื่อกิจการวิทยุสมัครเล่น เช่น ดาวเทียม JAS-1 หรือ ดาวเทียม FUJI
10. ดาวเทียมเพื่อการกำหนดตำแหน่ง เช่น ดาวเทียม NAVSTAR
11. ดาวเทียมเพื่อการนำร่องเรือ และอากาศยาน เช่น ดาวเทียม TRANSIT, ดาวเทียม
COSMOS
ฟุตปริ้นท์ (Footprint)
ถ้าแปลตรง ๆ แปลว่า “รอยเท้า” แต่ความหมายของระบบดาวเทียม
มีความหมายว่า “ขอบเขตของบริเวณที่สัญญาณดาวเทียมครอบคลุมถึง” ฟุตปริ้นท์จะมีเส้นเป็นวง
ชั้นจากเล็กไปใหญ่วงในสุดจะมีความเข้มของสัญญาณ (EIRP: Effective Isotropic Radiated Power)
สูงที่สุด หมายความว่าถ้าใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมจานที่ใช้ก็มีขนาดเล็ก สัญญาณจะอ่อนลง
ตามลำดับในชั้น 2-3 และ 4 ซึ่งขนาดของจานรับสัญญาณก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นตามไปด้วย
ดาวเทียมแต่ละดวงนั้นจะมีพื้นที่ครอบคลุมแตกต่างกันไป
รูป 7 แสดงฟุตปริ้นท์(footprint) ของดาวเทียม
(A) THAICOM-1A
C-Band Regional Beam
(B) THAICOM-2
C-Band Regional Beam
[C] THAICOM-1A
Ku-Band Spot Beam (Thailand)
[D] THAICOM-2
Ku-Band Spot Beam (Thailand)
----
3 หลักการทำงานของดาวเทียม
ดาวเทียมที่ใช้ในการสื่อสารจะมีอุปกรณ์การรับ-ส่งคลื่นวิทยุ ภายในตัวดาวเทียม และอาศัย
ดาวเทียม ทำหน้าที่ถ่ายทอดทวนสัญญาณ (Repeater) ไปยังสถานีภาคพื้นดินที่ทำการส่งสัญญาณ
และรับสัญญาณ การส่งสัญญาณความถี่คลื่นไมโครเวฟจากสถานีภาคพื้นดินที่ส่งสัญญาณขาขึ้น เรา
เรียกว่า “การเชื่อมโยงขาขึ้น” (Up-link) ซึ่งจานรับสัญญาณบนตัวดาวเทียมจะรับคลื่นสัญญาณ
ข้อมูลภาพ, เสียง, คอมพิวเตอร์ไว้แล้ว นำไปขยายให้มีความแรงของสัญญาณมากขึ้น แล้วจึงส่งลง
มายังสถานีภาคพื้นดินที่ต้องการ ซึ่งการส่งสัญญาณ จากดาวเทียมลงมายังสถานีภาคพื้นดินเรา
เรียกว่า “การเชื่อมโยงขาลง” (Down-link) โดยความถี่คลื่นไมโครเวฟขาขึ้นจะแตกต่างกับความถี่
ขาลงซึ่งเป็นไปตามหลักของระบบการถ่ายทอดความถี่ และหลีกเลี่ยงการรบกวนของสัญญาณ โดย
ความถี่ขาขึ้นจะสูงกว่าความถี่ขาลงจากดาวเทียมเสมอ ซึ่งการส่งจะยากกว่าการรับสัญญาณ
รูป 8 การถ่ายทอดทวนสัญญาณจากดาวเทียม
ช่องสัญญาณรับส่งบนดาวเทียม ซึ่งจะรับสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดินแล้วขยายสัญญาณ
ให้แรงขึ้น และส่งกลับมายังสถานีรับบนพื้นโลก โดยใช้ความถี่ขาขึ้น (Up-link) และความถี่ขาลง
(Down-link) แตกต่างกัน ในหนึ่งช่องของสัญญาณภาพจะมีความกว้างของช่องคลื่น (Bandwidth)
40 MHz ต่อ 1 ทรานสปอนเดอร์ โดยทรานสปอนเดอร์ของดาวเทียมจะมี 2 แนวคือ “V (Vertical)”
และ “H (Horizontal)”
รูป 9 แสดงระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม
---
4 ระบบการส่งสัญญาณ
การแบ่งย่านความถี่ใช้งานของดาวเทียม
ระบบการส่งสัญญาณมี 2 ย่านความถี่ ที่สำคัญ คือ
1. แบบ C-BANDจะส่งคลื่นความถี่กลับมายังโลกอยู่ในช่วงความถี่ 3.4-4.2 GHz แบบนี้จะมีฟุตปริ้นท์
กว้างสามารถส่งสัญญาณครอบคลุมพื้นที่ได้หลายประเทศ
2. แบบ KU-BAND
ส่งความถี่ 10-12 GHz สูงกว่าความถี่ C-BAND สัญญาณที่ส่งจะครอบคลุมพื้นที่ได้น้อย จึง
เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณเฉพาะภายในประเทศ เป็นที่นิยมใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา ใน
ยุโรป และประเทศญี่ปุ่น
---
5 การรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจากดาวเทียม (Television Receive Only หรือ TVRO)
เมื่อประมาณ 40 ปีที่ผ่านมา เริ่มมีโทรทัศน์เข้ามาในประเทศไทย จนปัจจุบันเกือบทุกบ้าน
จะมีโทรทัศน์อยู่ประจำบ้าน การแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ในประเทศไทยใช้ความถี่วิทยุ VHF คือ
ความถี่ตั้งแต่ 30-300 MHz ตามมาตรฐาน CCIR ซึ่งแบ่งออกเป็นช่อง 2-12 (VHF)
และในปัจจุบันมีการเปิดสถานีที่ใช้ความถี่ย่าน UHF คือความถี่ 300-3,000 MHz
การส่งสัญญาณโทรทัศน์ด้วยระบบ VHF และ UHF จะส่งสัญญาณเป็นเส้นตรงในแนว
ระดับสายตา (Line of Sight) ทำให้การรับชมโทรทัศน์ได้ไม่ชัดเจนเมื่ออยู่ห่างไกลจากสถานีส่ง เช่น
ในต่างจังหวัดที่ถูกภูมิประเทศที่เป็นภูเขาและส่วนโค้งของโลกบดบัง แม้ในกรุงเทพฯ เองปัจจุบัน
บางพื้นที่ก็รับสัญญาณบางช่องได้ไม่ชัดเจน เนื่องจากถูกตึกสูงบังสัญญาณจากสถานีส่ง ดังนั้นใน
ปัจจุบันสถานีโทรทัศน์ช่องต่าง ๆ จึงได้นำการแพร่ภาพผ่านดาวเทียมมาใช้ โดยสร้างสถานี
เครือข่ายขึ้นตามจังหวัดใหญ่ ๆ เพื่อพยายามออกอากาศให้ได้ทั่วประเทศ
จากการที่ได้มีการนำเอาดาวเทียมมาใช้ในการแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ จึงได้มีการ
พัฒนาสถานีรับสัญญาณดังกล่าว ซึ่งเทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถทำให้สถานีรับสัญญาณจาก
ดาวเทียมดังกล่าวราคาถูกลง พร้อมทั้งมีขนาดเล็กลงสามารถผลิตเป็นสินค้าอุปโภคที่ใช้ตาม
บ้านเรือนทั่วไปได้
ส่วนประกอบของจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจากดาวเทียม (TVRO) มีดังนี้
1. จานสายอากาศ (Dish Antenna) มีลักษณะโค้งคล้ายกระทะเป็นรูปพาราโบลิคมีหลาย
ขนาด เช่น 6 ฟุต 8 ฟุต หรือ 10.5 ฟุต มีลักษณะทึบหรือเป็นแผ่นตะแกรงโลหะและสามารถแบ่งได้
อีก 2 แบบ
1.1 แบบ Fixed Mount จะติดตั้งรับสัญญาณดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่งโดยเฉพาะทำ
ให้รับชมรายการโทรทัศน์ได้เฉพาะรายการที่ส่งผ่านดาวเทียมดวงนั้น ๆ
1.2 แบบ Polar Mount สามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้หลายดวงเพราะมีอุปกรณ์
ขับเคลื่อนจานที่เรียกว่า Actuator สามารถโปรแกรมจานให้หมุนหาดาวเทียมได้ตาม
ต้องการ ดังนั้นราคาของแบบ Polar Mount จึงสูงกว่าแบบ Fixed Mount
2. กรวยรับสัญญาณ (Feedhorn) ทำหน้าที่รวมสัญญาณดาวเทียมที่สะท้อนจากด้านหน้า
ของจานสายอากาศ กรวยรับสัญญาณจะเลือกสัญญาณที่มี Polarization ที่ต้องการ
3. เครื่องขยายสัญญาณที่มีการรบกวนต่ำ (Low Noise Block Down Converter หรือ LNB)
จะรับสัญญาณจาก Feedhorn มาขยายสัญญาณให้แรงขึ้น แล้วส่งสัญญาณไปเปลี่ยนความถี่ให้ต่ำลง
(Down Converter) เพื่อส่งเข้าเครื่องรับสัญญาณ (TVRO Receiver) ต่อไป
4. เครื่องรับสัญญาณจากดาวเทียม (TVRO Receiver) ภายในจะมีอุปกรณ์เปลี่ยนความถี่ให้
ต่ำลงคือ เปลี่ยนความถี่ที่ใช้ในระบบดาวเทียม คือ 3,700-4,200 MHz ให้ต่ำลงเหลือประมาณ 70
MHz หรือ 950-1,450 MHz แล้วแต่ระบบที่ใช้ สัญญาณนี้จะถูกขยายและแยกเป็นสัญญาณภาพและ
เสียงส่งเข้าเครื่องส่งโทนทัศน์กำลังต่ำ (RF Modulator) เพื่อเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณโทรทัศน์ช่องต่าง
ๆ ตามต้องการ เช่น ช่อง 2, 3, ... , 12 ในย่าน VHF หรือช่อง 21-65 ในย่าน UHF ช่องใดช่องหนึ่ง
ปัจจุบันทางราชการอนุญาตให้ประชาชนทั่วไปสามารถติดตั้งจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรง
จากดาวเทียมที่เรียกว่า TVRO เป็นของตนเองได้ โดยเปรียบเทียบจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจาก
ดาวเทียมเหมือนเสาอากาศอย่างหนึ่งที่รับสัญญาณโดยตรงจากดาวเทียม
จานรับสัญญาณดาวเทียมที่ใช้อยู่ในประเทศไทยปัจจุบันนี้ สามารถรับสัญญาณจาก
สถานีโทรทัศน์ของต่างประเทศ โดยในบริเวณประเทศไทยสามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้หลาย
ดวง เช่น จากดาวเทียม ASIASAT I จะสามารถชมรายการสตาร์ทีวี ออกอากาศตลอด 24 ชั่วโมง มี
รายการให้เลือกรับชม 5 ช่อง ได้แก่ รายการบันเทิง กีฬา รายการเพลง รายการข่าวจาก BBC และมิว
สิควีดีโอ หรือจากดาวเทียม PALAPA ก็สามารถรับชมรายการข่าวจาก CNN รายการโทรทัศน์ช่อง
5 และช่อง 7 ของประเทศไทย หรือรายการของประเทศมาเลเซีย ฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย เป็นต้น
ข้อได้เปรียบของการใช้ดาวเทียม เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการสื่อสัญญาณแบบอื่น ๆ คือ
1. สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ปลายทาง (End-Terminal) ที่มีการเคลื่อนย้าย (Mobile
Terminal) ได้อย่างสะดวก
2. สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ปลายทางที่ยังไม่ทราบตำแหน่งล่วงหน้าได้
3. สามารถส่งผ่านพื้นที่ ๆ ยากต่อการติดตั้งระบบสื่อสัญญาณทางสายได้แต่
ข้อเสียของระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม ก็คือ
1. ราคาของอุปกรณ์ หรือค่าเช่าอุปกรณ์, วงจรที่แพงกว่าสื่อสัญญาณอื่น ๆ
2. เกิดการหน่วงทางเวลา (Delay) ของสัญญาณ เนื่องจากระยะทางที่สัญญาณเดินทางมี
ระยะไกล
-------------------------------------------------------------------
~The End~
แล้วก็บทนี้อ่านกันเยอะๆนะคะ
-------------
ความรู้ทั่วไปของการสื่อสารผ่านดาวเทียม
1 ประวัติความเป็นมาของดาวเทียม
“ดาวเทียม” เป็นวิวัฒนาการที่มนุษย์ได้ประดิษฐ์ขึ้นมาใช้ประโยชน์ในด้าน
การทหาร และได้พัฒนามาใช้ ทางด้านการพยากรณ์อากาศ การค้นหาทรัพยากรธรณี และการ
สื่อสาร ซึ่งในปัจจุบันนี้ได้มีการส่งดาวเทียมโคจรรอบโลกเป็นจำนวนมาก และที่จะกล่าวถึงในที่นี้
คือ “ดาวเทียมสื่อสาร” ที่ใช้ในกิจการระบบโทรทัศน์
รูป 1 ภาพวงโคจรของดาวเทียมไทยคม 1 , 2 และ 3
---
ดาวเทียมสื่อสาร
ผู้ริเริ่มให้แนวคิดการสื่อสารดาวเทียม คือ “อาเธอร์ ซี คลาร์ก” (ARTHUR C. CLARKE)
นักเขียนนวนิยาย และสารคดีวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 20 เขาได้สร้างสรรค์
จินตนาการของการสื่อสาร ดาวเทียมให้เราได้รับรู้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1945 โดยเขียนบทความเรื่อง
“EXTRA TERRESTRIAL RELAYS” ใน นิตยสาร “WIRELESS WORLD” ฉบับเดือนตุลาคม ปี
ค.ศ. 1945 ซึ่งบทความนั้นได้กล่าวถึง “ การเชื่อมระบบ สัญญาณวิทยุจากมุมโลกหนึ่งไปยังอีกมุม
โลกหนึ่ง ให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยใช้สถานี ถ่ายทอดวิทยุที่ลอยอยู่ใน
อวกาศเหนือพื้นโลกขึ้นไปประมาณ 35,786 กิโลเมตร จำนวน 3 สถานี ”
รูป 2 ภาพการเชื่อมต่อ สัญญาณวิทยุตามจินตนาการของอาเธอร์ ซี คลาร์ก
ปัจจุบันดาวเทียมสื่อสารนั้น จะถูกส่งขึ้นไปในช่วงของอวกาศเข้าสู่วงโคจรโดยมีความ
ห่างจากพื้นโลกโดยประมาณ 35,786 KM. ซึ่งความสูงในระดับนี้จะเป็นผลทำให้เกิดแรงดึงดูด
ระหว่างโลก และดาวเทียม ในขณะที่โลกหมุนก็จะส่งแรงเหวี่ยง ทำให้ดาวเทียมเกิดการโคจรรอบ
โลกตามการหมุนของโลก (ยกตัวอย่างเหมือนเราเอาเชือกผูกลูกตุ้ม แล้วหมุนตัวเหวี่ยงไปโดยรอบ
ๆ) ซึ่งถ้าเราอยู่บนพื้นโลกก็จะเห็นดาวเทียมอยู่กับที่ ดาวเทียมสื่อสารที่ส่งขึ้นไป ครั้งแรกเมื่อปี
2 5 0 8 โ ด ย อ ง ค์ก า ร โ ท ร ค ม น า ค ม ร ะ ห ว่า ง ป ร ะ เ ท ศ (INTERNATIONAL
TELECOMMUNICATIONS SATELLITE ORGANIZATION) หรือเรียกย่อว่า INTELSAT
หลังจากนั้น INTELSAT ก็ได้ทำการส่งดาวเทียม ในปีต่าง ๆ ต่อไปเรื่อย ๆตาม ลำดับ
วันที่ 4 ตุลาคม ค.ศ. 1957
ข้อคิดในบทความของอาเธอร์ ซี คลาร์ก เริ่มเป็นจริงขึ้นมาเมื่อ
สหภาพโซเวียตรัสเซียได้ส่งดาวเทียม “สปุทนิก 1” (SPUTNIK 1) ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงแรกของโลก
ที่ขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จแล้วในเดือนต่อมาก็ได้ส่ง “สปุทนิก 2” ดาวเทียมดวงที่ 2 ขึ้นสู่ห้วงอวกาศ
โดยมีสุนัขชื่อ “ไลก้า” (LAIKA) ขึ้นไปด้วย
วันที่ 31 มกราคม ค.ศ. 1958
สหรัฐอเมริกาก็ส่งดาวเทียมชื่อ “เอ็กซ์พลอเรอ 1”
(EXPLORER 1) ขึ้นสู่อวกาศได้สำเร็จเป็นประเทศที่ 2 หลังจากนั้นเป็นต้นมาทั้งรัสเซีย และ
สหรัฐอเมริกาต่างก็ส่ง ดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศอีกหลายดวง แต่ดาวเทียมเหล่านั้นเป็นดาวเทียมเพื่อ
การสำรวจบรรยากาศทั้งสิ้น
วันที่ 18 ธันวาคม ค.ศ. 1958
สหรัฐอเมริกาได้ส่งดาวเทียมเพื่อการสื่อสารดวงแรก มีชื่อว่า
“สกอร์” (SCORE) ขึ้นสู่อวกาศ และได้บันทึกเสียงสัญญาณที่เป็นคำกล่าวอวยพรของท่าน
ประธานาธิบดี ไอเซนฮาร์ว เนื่องในเทศกาลคริสต์มาสจากสถานีภาคพื้นดิน แล้วถ่ายทอดสัญญาณ
จากดาวเทียมลงมาสู่ชาวโลก นับเป็นการส่งวิทยุกระจายเสียงจากดาวเทียมมายังพื้นโลกได้เป็นครั้ง
แรก
วันที่ 20 สิงหาคม ค.ศ. 1964
ประเทศสมาชิกสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ชื่อเดิม
คือ ITU) จำนวน 11 ประเทศ ร่วมกันจัดตั้งองค์การโทรคมนาคมทางดาวเทียมระหว่างประเทศ หรือ
เรียกว่า “อินเทลแซท” (INTELSAT INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS
SATELLITE ORGANIZATION) ขึ้นที่กรุงวอชิงตันดี.ซี. สหรัฐอเมริกา โดยให้ประเทศสมาชิกเข้า
ถือหุ้นดำเนินการใช้ดาวเทียมเพื่อกิจการโทรคมนาคมพาณิชย์แห่งโลก INTELSAT ตั้ง
คณะกรรมการ INTERIM COMMUNITIONS SATTELITE COMMITTEE (ICSC) เป็นผู้จัดการ
ในธุรกิจต่าง ๆ ตามนโยบายของ ICSC ได้แก่การจัดสร้างดาวเทียม การปล่อยดาวเทียม การกำหนด
มาตรฐานสถานีภาคพื้นดิน การกำหนดค่าเช่าใช้ช่องสัญญาณดาวเทียม เป็นต้น
วันที่ 10 ตุลาคม 1964
ได้มีการถ่ายทอดโทรทัศน์พิธีเปิดงานกีฬาโอลิมปิกครั้งที่ 18 จาก
กรุงโตเกียว ผ่านดาวเทียม “SYNCOM II” ไปสหรัฐอเมริกานับได้ว่าเป็นการถ่ายทอดสัญญาณ
โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมครั้งแรกของโลก
วันที่ 6 เมษายน ค.ศ. 1965
COMSAT ส่งดาวเทียม “TELSAT 1” ที่รู้จักกันอย่างดีในชื่อว่า
EARLY BIRDส่งขึ้นเหนือมหาสมุทรแอตแลนติก นับได้ว่าเป็นดาวเทียมเพื่อการสื่อสาร เพื่อการ
พาณิชย์ดวงแรกของโลก
ในระยะหลังมีหลายประเทศที่มีดาวเทียมเป็นของตนเอง (DOMSAT) เพื่อใช้ในการสื่อสาร
ภายในประเทศ เช่น PALAPA ของอินโดนีเซีย, SAKURA ของญี่ปุ่น, COMSTAR ของอเมริกา,
THAICOM ของประเทศไทย แต่การติดต่อสื่อสารระหว่างประเทศยังใช้ดาวเทียม INTELSAT
เป็นหลักในการสื่อสารอยู่
-----
2 ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม
ในระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียมนั้น จะประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญคือ ตัว
ดาวเทียม กับสถานีภาคพื้นดิน โดยดาวเทียมจะทำหน้าที่ เป็นสถานีทวนสัญญาณ(Repeater) เพื่อส่ง
ต่อสัญญาณระหว่างสถานีภาคพื้นดิน 2 สถานี หรือหลาย ๆ สถานีทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน
ที่ตัวดาวเทียม นั้น จะประกอบไปด้วยจานสายอากาศ (Antenna) ซึ่งจะใช้เป็นตัวติดต่อกับทางสถานี
ภาคพื้นดิน หรือดาวเทียมดวงอื่น เช่นเดียว กับสถานีภาคพื้นดินที่ จะมีจานสายอากาศไว้ใช้ติดต่อ
กับดาวเทียม
รูปที่ 3 ภาพลักษณะการติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีภาคพื้นดินโดยใช้ดาวเทียม
สิ่งที่ควรทราบสำหรับระบบการสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม
ทรานสปอนเดอร์(Transponder) - ทำหน้าที่กรอง และขยายสัญญาณที่รับได้จากสถานี
ภาคพื้นดินด้านหนึ่ง และทำการเปลี่ยนความถี่ที่จะส่งออก ให้เป็นความถี่ที่เหมาะสมเพื่อส่งต่อไป
ยังอีกสถานีภาคพื้นดินหนึ่ง
สถานีภาคพื้นดิน (Earth Station) - ในอดีตสถานีภาคพื้นดินส่วนใหญ่จะเป็นทั้งภาครับ
และภาคส่ง โดยมีเสาอากาศขนาดใหญ่ มักจะเกิน 30 เมตร โดยมีกำลังส่งสูงกว่า 5 กิโลวัตต์ และ
เครื่องรับที่ต้องการระบบทำความเย็น แต่ในปัจจุบันเมื่อเทคโนโลยีต่าง ๆ พัฒนาขึ้นสถานี
ภาคพื้นดิน สามารถที่ จะใช้เสาอากาศที่เล็กกว่า กำลังงานที่ต่ำกว่า และเครื่องรับที่ไม่ต้องการระบบ
ทำความเย็นที่ยุ่งยาก
วงโคจรดาวเทียม (Satellite Orbits) - วงโคจรของดาวเทียมนั้นสามารถแบ่งได้ 2 แบบคือ
แบ่งตามลักษณะของการโคจร และแบ่งตามความสูงของการโคจร
แบ่งตามลักษณะของการโคจร- วงโคจรระนาบขั้วโลก(Polar Orbit) จะมีลักษณะของวงโคจรเป็นวงกลมอยู่ใน
แนวของขั้วโลก ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในงานด้านโทรคมนาคม แต่จะใช้ในงานด้าน
อุตุนิยมวิทยา และการสำรวจทรัพยากรธรณี
รูปที่ 4 แสดงการโคจรของดาวเทียมแบบระนาบขั้วโลก
- วงโคจรระนาบเอียง(Inclined Orbit) จะมีวงโคจรอยู่เป็นจำนวนมากแตกต่างกัน
ไปตามความเอียง และความรีของวงโคจร จะถูกนำมาใช้สำหรับให้บริการบริเวณละติจูด
สูง หรือต่ำมาก ๆ ที่ซึ่งวงโคจรระนาบศูนย์สูตรไม่สามารถให้บริการครอบคลุมไปถึงได้
รูป 5 แสดงลักษณะการโคจรของดาวเทียมแบบวงโคจรระนาบเอียง
- วงโคจรระนาบเส้นศูนย์สูตร(Equatorial Orbit) จะคล้ายกับทั้ง 2 ลักษณะที่
กล่าวมาแล้วแต่จะมีวงโคจรอยู่ในแนวของเส้นศูนย์สูตรแทน
แบ่งตามความสูงของการโคจร
- วงโคจรระดับต่ำ(Low Earth Orbit, LEO) จะมีความสูงอยู่ในช่วง 750 ถึง 1500
กม. โดยลักษณะของ วงโคจรระดับต่ำนี้จะมีข้อได้เปรียบวงโคจรระดับปานกลาง(Medium
Earth Orbit, MEO) และวงโคจรค้างฟ้า(Geostationary Orbit, GEO) คือ จะมีความ
ต้องการกำลังงาน และขนาดของเสาอากาศบนดาวเทียมที่น้อยและเล็กกว่า รวมทั้งจะมีการ
หน่วงเวลาเนื่องมากจากการเดินทางของคลื่น(Propagation Delay)ที่สั้นกว่า ตัวอย่างของ
ดาวเทียมวงโคจรระดับต่ำ คือ IRIDIUM ที่จะให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ และการสื่อสาร
ข้อมูล ซึ่งโครงการ IRIDIUM นี้จะใช้วงโคจรระดับต่ำโคจรตามแนวขั้วโลก (Polar LEO
Orbit)
รูป 6 แสดงลักษณะการโคจรของดาวเทียมแบบวงโคจรระดับต่ำ
- วงโคจรระดับปานกลาง(Medium Earth Orbit, MEO) จะมีความสูงอยู่ระหว่าง
10,000ถึง20,000กม.โดยประมาณ
- วงโคจรค้างฟ้า(Geostationary Orbit, GEO) เป็นวงโคจรวงกลมในระนาบเส้น
ศูนย์สูตรของโลกมีคาบของการโคจรเท่ากับคาบการหมุนของโลกทำให้ดาวเทียมแบบนี้ดู
เสมือนลอยนิ่ง เหนือจุด ๆ หนึ่งบนเส้นศูนย์สูตรของโลก วงโคจรค้างฟ้าจะอยู่ที่ระดับ
35,786 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร ตัวอย่างของดาวเทียมวงโคจรค้าง ฟ้าก็คือ ดาวเทียมไทย
คมนั่นเอง
ปัจจุบันดาวเทียมมีมากมายหลายประเภท สามารถแบ่งประเภทการใช้งานได้ 11 ประเภท
ดังนี้
1. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างจุดต่อจุด เช่น ดาวเทียมปาลาปา, ดาวเทียมไทยคม
2. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารระหว่างดาวเทียม เช่น ดาวเทียม TDRS
3. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารเคลื่อนที่บนบก, ในน้ำและในอากาศ เช่น ดาวเทียมอิน
มาร์แซท
4. ดาวเทียมเพื่อการสื่อสารวิทยุกระจายเสียงและวิทยุโทรทัศน์ เช่น ดาวเทียม
ASTRA
5. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจโลกสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ เช่น ดาวเทียม LANDSAT
6. ดาวเทียมเพื่อการสำรวจอวกาศ เช่น ดาวเทียม METEOR, ดาวเทียม EXPLORER
7. ดาวเทียมเพื่อการพยากรณ์อากาศ เช่น ดาวเทียม GMS, ดาวเทียม NOVA 6-9
8. ดาวเทียมเพื่อการปฏิบัติในห้วงอวกาศ เช่น ดาวเทียม SPAS, ดาวเทียม SKYLAB
9. ดาวเทียมเพื่อกิจการวิทยุสมัครเล่น เช่น ดาวเทียม JAS-1 หรือ ดาวเทียม FUJI
10. ดาวเทียมเพื่อการกำหนดตำแหน่ง เช่น ดาวเทียม NAVSTAR
11. ดาวเทียมเพื่อการนำร่องเรือ และอากาศยาน เช่น ดาวเทียม TRANSIT, ดาวเทียม
COSMOS
ฟุตปริ้นท์ (Footprint)
ถ้าแปลตรง ๆ แปลว่า “รอยเท้า” แต่ความหมายของระบบดาวเทียม
มีความหมายว่า “ขอบเขตของบริเวณที่สัญญาณดาวเทียมครอบคลุมถึง” ฟุตปริ้นท์จะมีเส้นเป็นวง
ชั้นจากเล็กไปใหญ่วงในสุดจะมีความเข้มของสัญญาณ (EIRP: Effective Isotropic Radiated Power)
สูงที่สุด หมายความว่าถ้าใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมจานที่ใช้ก็มีขนาดเล็ก สัญญาณจะอ่อนลง
ตามลำดับในชั้น 2-3 และ 4 ซึ่งขนาดของจานรับสัญญาณก็ต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นตามไปด้วย
ดาวเทียมแต่ละดวงนั้นจะมีพื้นที่ครอบคลุมแตกต่างกันไป
รูป 7 แสดงฟุตปริ้นท์(footprint) ของดาวเทียม
(A) THAICOM-1A
C-Band Regional Beam
(B) THAICOM-2
C-Band Regional Beam
[C] THAICOM-1A
Ku-Band Spot Beam (Thailand)
[D] THAICOM-2
Ku-Band Spot Beam (Thailand)
----
3 หลักการทำงานของดาวเทียม
ดาวเทียมที่ใช้ในการสื่อสารจะมีอุปกรณ์การรับ-ส่งคลื่นวิทยุ ภายในตัวดาวเทียม และอาศัย
ดาวเทียม ทำหน้าที่ถ่ายทอดทวนสัญญาณ (Repeater) ไปยังสถานีภาคพื้นดินที่ทำการส่งสัญญาณ
และรับสัญญาณ การส่งสัญญาณความถี่คลื่นไมโครเวฟจากสถานีภาคพื้นดินที่ส่งสัญญาณขาขึ้น เรา
เรียกว่า “การเชื่อมโยงขาขึ้น” (Up-link) ซึ่งจานรับสัญญาณบนตัวดาวเทียมจะรับคลื่นสัญญาณ
ข้อมูลภาพ, เสียง, คอมพิวเตอร์ไว้แล้ว นำไปขยายให้มีความแรงของสัญญาณมากขึ้น แล้วจึงส่งลง
มายังสถานีภาคพื้นดินที่ต้องการ ซึ่งการส่งสัญญาณ จากดาวเทียมลงมายังสถานีภาคพื้นดินเรา
เรียกว่า “การเชื่อมโยงขาลง” (Down-link) โดยความถี่คลื่นไมโครเวฟขาขึ้นจะแตกต่างกับความถี่
ขาลงซึ่งเป็นไปตามหลักของระบบการถ่ายทอดความถี่ และหลีกเลี่ยงการรบกวนของสัญญาณ โดย
ความถี่ขาขึ้นจะสูงกว่าความถี่ขาลงจากดาวเทียมเสมอ ซึ่งการส่งจะยากกว่าการรับสัญญาณ
รูป 8 การถ่ายทอดทวนสัญญาณจากดาวเทียม
ช่องสัญญาณรับส่งบนดาวเทียม ซึ่งจะรับสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดินแล้วขยายสัญญาณ
ให้แรงขึ้น และส่งกลับมายังสถานีรับบนพื้นโลก โดยใช้ความถี่ขาขึ้น (Up-link) และความถี่ขาลง
(Down-link) แตกต่างกัน ในหนึ่งช่องของสัญญาณภาพจะมีความกว้างของช่องคลื่น (Bandwidth)
40 MHz ต่อ 1 ทรานสปอนเดอร์ โดยทรานสปอนเดอร์ของดาวเทียมจะมี 2 แนวคือ “V (Vertical)”
และ “H (Horizontal)”
รูป 9 แสดงระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม
---
4 ระบบการส่งสัญญาณ
การแบ่งย่านความถี่ใช้งานของดาวเทียม
ระบบการส่งสัญญาณมี 2 ย่านความถี่ ที่สำคัญ คือ
1. แบบ C-BANDจะส่งคลื่นความถี่กลับมายังโลกอยู่ในช่วงความถี่ 3.4-4.2 GHz แบบนี้จะมีฟุตปริ้นท์
กว้างสามารถส่งสัญญาณครอบคลุมพื้นที่ได้หลายประเทศ
2. แบบ KU-BAND
ส่งความถี่ 10-12 GHz สูงกว่าความถี่ C-BAND สัญญาณที่ส่งจะครอบคลุมพื้นที่ได้น้อย จึง
เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณเฉพาะภายในประเทศ เป็นที่นิยมใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา ใน
ยุโรป และประเทศญี่ปุ่น
---
5 การรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจากดาวเทียม (Television Receive Only หรือ TVRO)
เมื่อประมาณ 40 ปีที่ผ่านมา เริ่มมีโทรทัศน์เข้ามาในประเทศไทย จนปัจจุบันเกือบทุกบ้าน
จะมีโทรทัศน์อยู่ประจำบ้าน การแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ในประเทศไทยใช้ความถี่วิทยุ VHF คือ
ความถี่ตั้งแต่ 30-300 MHz ตามมาตรฐาน CCIR ซึ่งแบ่งออกเป็นช่อง 2-12 (VHF)
และในปัจจุบันมีการเปิดสถานีที่ใช้ความถี่ย่าน UHF คือความถี่ 300-3,000 MHz
การส่งสัญญาณโทรทัศน์ด้วยระบบ VHF และ UHF จะส่งสัญญาณเป็นเส้นตรงในแนว
ระดับสายตา (Line of Sight) ทำให้การรับชมโทรทัศน์ได้ไม่ชัดเจนเมื่ออยู่ห่างไกลจากสถานีส่ง เช่น
ในต่างจังหวัดที่ถูกภูมิประเทศที่เป็นภูเขาและส่วนโค้งของโลกบดบัง แม้ในกรุงเทพฯ เองปัจจุบัน
บางพื้นที่ก็รับสัญญาณบางช่องได้ไม่ชัดเจน เนื่องจากถูกตึกสูงบังสัญญาณจากสถานีส่ง ดังนั้นใน
ปัจจุบันสถานีโทรทัศน์ช่องต่าง ๆ จึงได้นำการแพร่ภาพผ่านดาวเทียมมาใช้ โดยสร้างสถานี
เครือข่ายขึ้นตามจังหวัดใหญ่ ๆ เพื่อพยายามออกอากาศให้ได้ทั่วประเทศ
จากการที่ได้มีการนำเอาดาวเทียมมาใช้ในการแพร่ภาพสัญญาณโทรทัศน์ จึงได้มีการ
พัฒนาสถานีรับสัญญาณดังกล่าว ซึ่งเทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถทำให้สถานีรับสัญญาณจาก
ดาวเทียมดังกล่าวราคาถูกลง พร้อมทั้งมีขนาดเล็กลงสามารถผลิตเป็นสินค้าอุปโภคที่ใช้ตาม
บ้านเรือนทั่วไปได้
ส่วนประกอบของจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจากดาวเทียม (TVRO) มีดังนี้
1. จานสายอากาศ (Dish Antenna) มีลักษณะโค้งคล้ายกระทะเป็นรูปพาราโบลิคมีหลาย
ขนาด เช่น 6 ฟุต 8 ฟุต หรือ 10.5 ฟุต มีลักษณะทึบหรือเป็นแผ่นตะแกรงโลหะและสามารถแบ่งได้
อีก 2 แบบ
1.1 แบบ Fixed Mount จะติดตั้งรับสัญญาณดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่งโดยเฉพาะทำ
ให้รับชมรายการโทรทัศน์ได้เฉพาะรายการที่ส่งผ่านดาวเทียมดวงนั้น ๆ
1.2 แบบ Polar Mount สามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้หลายดวงเพราะมีอุปกรณ์
ขับเคลื่อนจานที่เรียกว่า Actuator สามารถโปรแกรมจานให้หมุนหาดาวเทียมได้ตาม
ต้องการ ดังนั้นราคาของแบบ Polar Mount จึงสูงกว่าแบบ Fixed Mount
2. กรวยรับสัญญาณ (Feedhorn) ทำหน้าที่รวมสัญญาณดาวเทียมที่สะท้อนจากด้านหน้า
ของจานสายอากาศ กรวยรับสัญญาณจะเลือกสัญญาณที่มี Polarization ที่ต้องการ
3. เครื่องขยายสัญญาณที่มีการรบกวนต่ำ (Low Noise Block Down Converter หรือ LNB)
จะรับสัญญาณจาก Feedhorn มาขยายสัญญาณให้แรงขึ้น แล้วส่งสัญญาณไปเปลี่ยนความถี่ให้ต่ำลง
(Down Converter) เพื่อส่งเข้าเครื่องรับสัญญาณ (TVRO Receiver) ต่อไป
4. เครื่องรับสัญญาณจากดาวเทียม (TVRO Receiver) ภายในจะมีอุปกรณ์เปลี่ยนความถี่ให้
ต่ำลงคือ เปลี่ยนความถี่ที่ใช้ในระบบดาวเทียม คือ 3,700-4,200 MHz ให้ต่ำลงเหลือประมาณ 70
MHz หรือ 950-1,450 MHz แล้วแต่ระบบที่ใช้ สัญญาณนี้จะถูกขยายและแยกเป็นสัญญาณภาพและ
เสียงส่งเข้าเครื่องส่งโทนทัศน์กำลังต่ำ (RF Modulator) เพื่อเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณโทรทัศน์ช่องต่าง
ๆ ตามต้องการ เช่น ช่อง 2, 3, ... , 12 ในย่าน VHF หรือช่อง 21-65 ในย่าน UHF ช่องใดช่องหนึ่ง
ปัจจุบันทางราชการอนุญาตให้ประชาชนทั่วไปสามารถติดตั้งจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรง
จากดาวเทียมที่เรียกว่า TVRO เป็นของตนเองได้ โดยเปรียบเทียบจานรับสัญญาณโทรทัศน์ตรงจาก
ดาวเทียมเหมือนเสาอากาศอย่างหนึ่งที่รับสัญญาณโดยตรงจากดาวเทียม
จานรับสัญญาณดาวเทียมที่ใช้อยู่ในประเทศไทยปัจจุบันนี้ สามารถรับสัญญาณจาก
สถานีโทรทัศน์ของต่างประเทศ โดยในบริเวณประเทศไทยสามารถรับสัญญาณดาวเทียมได้หลาย
ดวง เช่น จากดาวเทียม ASIASAT I จะสามารถชมรายการสตาร์ทีวี ออกอากาศตลอด 24 ชั่วโมง มี
รายการให้เลือกรับชม 5 ช่อง ได้แก่ รายการบันเทิง กีฬา รายการเพลง รายการข่าวจาก BBC และมิว
สิควีดีโอ หรือจากดาวเทียม PALAPA ก็สามารถรับชมรายการข่าวจาก CNN รายการโทรทัศน์ช่อง
5 และช่อง 7 ของประเทศไทย หรือรายการของประเทศมาเลเซีย ฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย เป็นต้น
ข้อได้เปรียบของการใช้ดาวเทียม เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการสื่อสัญญาณแบบอื่น ๆ คือ
1. สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ปลายทาง (End-Terminal) ที่มีการเคลื่อนย้าย (Mobile
Terminal) ได้อย่างสะดวก
2. สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ปลายทางที่ยังไม่ทราบตำแหน่งล่วงหน้าได้
3. สามารถส่งผ่านพื้นที่ ๆ ยากต่อการติดตั้งระบบสื่อสัญญาณทางสายได้แต่
ข้อเสียของระบบสื่อสัญญาณผ่านดาวเทียม ก็คือ
1. ราคาของอุปกรณ์ หรือค่าเช่าอุปกรณ์, วงจรที่แพงกว่าสื่อสัญญาณอื่น ๆ
2. เกิดการหน่วงทางเวลา (Delay) ของสัญญาณ เนื่องจากระยะทางที่สัญญาณเดินทางมี
ระยะไกล
-------------------------------------------------------------------
~The End~
wsc14 contents of Final Examination
ตอนนี้มาคุยกันก่อนค่ะ ตอนนี้ชีทที่มีอยู่มีดังนี้
1. RFID
2. Satellite Systems
3. Mobile IP
4. Chapter 7 Low-Speed Wireless Local Area Networks
5. Wireless Metropolitan Area Networks
6. Multiple Access Control Protocols
7. Chapter 8 High-Speed WLANs and WLAN Security
8. Mobile Cellular Networks
9. Mobile Cellular Systems
ก็รวบรวมมาได้เท่านี้ค่ะ ถ้าตามรายชื่อนี้ยังไม่ครบก็บอกกันก้วยนะคะ
ดังนั้น ตอนนี้จะสรุป/แปล เฉพาะที่มีเท่านี้นะคะ (แค่นี้ก็เหนื่อยละ)
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
1. RFID
2. Satellite Systems
3. Mobile IP
4. Chapter 7 Low-Speed Wireless Local Area Networks
5. Wireless Metropolitan Area Networks
6. Multiple Access Control Protocols
7. Chapter 8 High-Speed WLANs and WLAN Security
8. Mobile Cellular Networks
9. Mobile Cellular Systems
ก็รวบรวมมาได้เท่านี้ค่ะ ถ้าตามรายชื่อนี้ยังไม่ครบก็บอกกันก้วยนะคะ
ดังนั้น ตอนนี้จะสรุป/แปล เฉพาะที่มีเท่านี้นะคะ (แค่นี้ก็เหนื่อยละ)
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Tuesday 4 March 2008
wsc 13 Solutions 9
From Dr Chalermpol.
Chapter 9 Solutions
Review Questions
1. The term fixed wireless is generally used to refer to Building .
2. What is the connection that begins at a fast service provider, goes through the local neighborhood, and ends at the home or office?
Answer: Last Mile.
3. All of the following are last mile connections for home users except baseband.
4. A leased special high-speed connection from the local telephone carrier for business users that transmits at 1.544 Mbps is T1.
5. The transmission that treats the entire transmission medium as if it were only one channel is baseband.
6. WiMAX can communicate at speeds of up to 120 Mbps in the 10 to 66 GHz bands, over short distances.
7. The convergence sublayers in the WiMAX MAC protocol allow it to support T1,ATM, voice and video.
8. In the uplink direction, 802.16 transmits using TDMA.
9. LMDS has an advantage over MMDS in that the signals can travel up to 35 miles from the transmitter.False
10. One of the limitations of LMDS and MMDS is that these systems operate at frequencies that require line of sight.True
11. Devices in a WiMAX network must transmit in half-duplex only.False
12. The WiMAX base station controls all transmissions in a WiMAX network. True
13. Non-line-of-sight transmissions in the 802.16 standard are only supported in the 2 to 11 GHz bands.True
14. Sometimes called fiberless optical, Free Space Optics or FSO uses no medium like a fiber optic cable to send and receive signals; instead, transmissions are sent by low-powered infrared beams through the open air.
15. The maximum coverage area for a Local Multipoint Distribution Service (LMDS) network is five miles.
16. A single WiMAX base station can communicate with hundreds of terminals simultaneously.
17. WirelessHUMAN stands for the wireless high-speed unlicensed metro area network. This transmission mechanism is specific to 5 GHz U-NII band(s).
18. What is the significance of the fact that the distances in a WiMAX network are measured in miles (or kilometers)?
Answer: When compared to 802.11 networks, WiMAX will free users from the limitation of having to be within 300 ft. of an AP and increase user mobility.
19. What is the purpose of adaptive modulation in WiMAX?
Answer: It enables WiMAX to dynamically adjust the signal to reduce or eliminate errors and maintain the connection and communications with a subscriber station (remote device), within the coverage area, albeit at a reduced data rate.
20. List three modulation techniques used in 802.16.
Answer: BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM are all correct. Students may also reply OFDM, OFDMA, TDM, TDMA although these are transmission and access techniques and not modulation techniques. However, most texts refer to OFDM and OFDMA as modulations.
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Chapter 9 Solutions
Review Questions
1. The term fixed wireless is generally used to refer to Building .
2. What is the connection that begins at a fast service provider, goes through the local neighborhood, and ends at the home or office?
Answer: Last Mile.
3. All of the following are last mile connections for home users except baseband.
4. A leased special high-speed connection from the local telephone carrier for business users that transmits at 1.544 Mbps is T1.
5. The transmission that treats the entire transmission medium as if it were only one channel is baseband.
6. WiMAX can communicate at speeds of up to 120 Mbps in the 10 to 66 GHz bands, over short distances.
7. The convergence sublayers in the WiMAX MAC protocol allow it to support T1,ATM, voice and video.
8. In the uplink direction, 802.16 transmits using TDMA.
9. LMDS has an advantage over MMDS in that the signals can travel up to 35 miles from the transmitter.False
10. One of the limitations of LMDS and MMDS is that these systems operate at frequencies that require line of sight.True
11. Devices in a WiMAX network must transmit in half-duplex only.False
12. The WiMAX base station controls all transmissions in a WiMAX network. True
13. Non-line-of-sight transmissions in the 802.16 standard are only supported in the 2 to 11 GHz bands.True
14. Sometimes called fiberless optical, Free Space Optics or FSO uses no medium like a fiber optic cable to send and receive signals; instead, transmissions are sent by low-powered infrared beams through the open air.
15. The maximum coverage area for a Local Multipoint Distribution Service (LMDS) network is five miles.
16. A single WiMAX base station can communicate with hundreds of terminals simultaneously.
17. WirelessHUMAN stands for the wireless high-speed unlicensed metro area network. This transmission mechanism is specific to 5 GHz U-NII band(s).
18. What is the significance of the fact that the distances in a WiMAX network are measured in miles (or kilometers)?
Answer: When compared to 802.11 networks, WiMAX will free users from the limitation of having to be within 300 ft. of an AP and increase user mobility.
19. What is the purpose of adaptive modulation in WiMAX?
Answer: It enables WiMAX to dynamically adjust the signal to reduce or eliminate errors and maintain the connection and communications with a subscriber station (remote device), within the coverage area, albeit at a reduced data rate.
20. List three modulation techniques used in 802.16.
Answer: BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM are all correct. Students may also reply OFDM, OFDMA, TDM, TDMA although these are transmission and access techniques and not modulation techniques. However, most texts refer to OFDM and OFDMA as modulations.
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Monday 3 March 2008
wsc12 - Chapter 7 Low-Speed Wireless Local Area Networks
Chapter 7 Low-Speed Wireless Local Area Networks
2. Objectives- อธิบายได้ว่าใช้ WLANs อย่างไร, บอกส่วนประกอบและประเภท WLAN ได้, อธิบายว่า RF WLAN ทำงานอย่างไร, อธิบายความแตกต่างระหว่าง IR, IEEE 802.11 และ IEEE 802.11 WLANs,ลักษณะ โครงสร้างของผู้ใช้ที่เคลื่อนที่ นำเสนอโดย IEEE 802.11 NT
3. WLAN Applications-กำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากการติดตั้งสายเคเบิ้ลไม่สะดวกและมีราคาแพง จึงนำ Wireless NT มาแก้ปัญหานี้ นอกจากนั้น Wireless NT ช่วยให้ผู้ใช้หลายคนสามารถเชื่อมต่อกันได้ในวงอินเตอร์เน็ตเดียวกัน, เกตเวย์ ประกอบด้วย เครื่องที่หมายรวมถึง เร้าเตอร์ อีเธอร์เน็ต สวิตซ์ และไวร์เลสแอคเซสพอยนต์
* ผู้ใช้หลายคนใช้ AP ตัวเดียวกันได้ เป็นเหมือน NT ทั่วไปแต่ใช้ผ่านเครือข่ายไร้สาย
** เวลาผ่านเข้า downtown พบว่าเกือบทุกที่มี wireless accidential gateway ผ่านถึงผู้ใช้แถวนั้นได้
4. WLAN Components-ฮาร์ดแวร์อย่างน้อยที่จำเป็นต้องมีใน WLAN คือ คอมพิวเตอร์, ISP, Wireless NIC และ AP
* AP ทำให้ wireless LAN ได้รับความนิยมมาก
5. Wireless Network Interface Card-
NIC-ยอมให้คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายได้
*ปัจจุบันอยู่ในเมนบอร์ด เมื่อก่อน NIC เสียบ PCM SA Slot
W NIC – เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้โดยไม่ใช้สายเคเบิ้ล ส่วนมาอยู่ในรูปแบบการ์ดที่แยกต่างหาก
Mini PCI เป็นการโขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เทียบเท่าการ์ด PCI มาตรฐาน ใช้ในคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค
6. Wireless Network Internet Card รูป mini PCI wireless NIC (รุ่นเก่า)
7. Wireless Network Interface Card เครื่องที่มีขนาดเล็กกว่ามีสองทางเลือกใช้ Wi NICs
7.1 Optional Sled ประกอบด้วย Type II PC Card Slot และ แบตเตอร์รี่
7.2 การ์ด Computer Flash (CF) หรือ การ์ด Secure Digital (SD) ที่มีขนาดเล็กและใช้พลังงานน้อยกว่า, ส่งและรับด้วยพลังงานระดับต่ำ
Intel Centrino chipset รวมฟังก์ชันการใช้งานทั้งหมดของ Wireless NIC ใช้ใส่ในเมนบอร์ดโดยตรง
8. Wireless Network Internet Card รูป CF Card wireless NIC and SD card wireless NIC
9. Access Points
เป็นศูนย์กลางของ Wireless LAN ด้วยการเชื่อมต่อกับ Wired Network มีส่วนต่างๆ ดังนี้ radio transceiver,Antenna,สาย RJ-45 พร้อมพอร์ต หน้าที่คือ เป็น BS ของการสื่อสารไร้สาย และเป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่าง wireless และ wired networks
10. รูป 7-3 สังเกตว่าอุปกรณ์ไร้สายและมีสายไม่ได้คุยกันโดยตรงแต่คุยผ่านแอคเซสพอยนต์
11. ระยะรัศมี AP ประมาณ 115 เมตร อ.บอกว่าขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ถ้าอยู่ในอาคารอาจสั้นแต่ภายนอกอาคารอาจไปได้ไกล
11.1 Dynamic rate selection : AP สามารถปรับเรทการส่งดาต้าให้มีค่าสูงสุดโดยอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับความแรงและคุณภาพของสัญญาณ
11.2 สามารถสนับสนุนผู้ใช้ได้มากกว่า 100 เครื่อง
11.3 Power over Ethernet (PoE) : DC Power ถูกส่งไปที่ AP ผ่านสายที่ไม่ได้ใช้ด้วยมาตรฐานเคเบิ้ล UTP Ethernet
12. WLAN Mode
12.1 Adhoc mode
12.2 Infrastructure mode
13. Ad Hoc Mode
รู้จักกันในชื่อ peer to peer mode
ชื่ออย่างเป็นทางการ คือ Independent Basic Service Set (IBSS) mode
โดย Wireless clients สื่อสารโดยตรงด้วยกันเองโดยไม่ผ่าน AP ทำให้มีความรวดเร็วและติดตั้งเครื่องไร้สายได้ง่ายขึ้น
ข้อเสียคือ wireless clients สามารถสื่อสารด้วยกันเองได้เท่านั้น
14. รูป Ad hoc mode
15. Infrastructure mode
รู้จักกันในชื่อ Basic Service Set (BSS) ประกอบด้วย wireless clients และ AP
-Extended Service Set (ESS)คือ BSS ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเคลื่อนที่ได้โดยที่เครือข่ายไม่หลุด
-wireless clients และ AP ทั้งหมด ต้องอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน เพื่อให้ผู้ใช้ใช้ได้ต่อเนื่องโดยสัญญาณไม่หลุด
16.รูป ESS
17.จัดการได้ยากกรณีที่เครือข่ายมีขนาดใหญ่ ในเรื่องประสิทธิภาพและความปลอดภัยอาจสวนทางกัน
subnet คือยูนิตเครือข่ายที่ประกอบด้วย คอม 2-3 เครื่อง
การแบ่ง ESS เป็นสับเนต : ผู้ใช้ไม่สามารถเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งระหว่าง AP ได้ง่ายๆ
18.Wireless LAN Standards and Operation ส่วนใหญ่เป็นมาตรฐาน IEEE 802.11
19.มาตรฐาน IEEE 802.11
กำหนด ว่าเป็น LAN ที่ปราศจากสายเคเบิ้ล ทั้งแบบเคลื่อนที่และนั่งอยู่กับที่ (สรุป เป็นเครือข่ายไร้สายนั่นแหละจ้า)
มีเรทที่ 1 หรือ 2 Mbps โดยใช้ IR แบบกระจาย (ที่เรียนไปก่อนกลางภาค)และ RF
ลักษณะเฉพาะของ WLAN คือต้องไม่เป็นอุปสรรคต่อชั้นสูงๆ ของ TCP/IP protocol stack หรือ OSI protocol model
20.ภาพนี้แสดงว่าเป็น 802.11 ในชั้น data link กะ phy เท่านั้น
21.IEEE 802.11 Infrared WLAN Standard
พูดถึง Infrared พอๆกับ RF WLANs โดยเป็น IR แบบกระจาย
-PHY Layer sublayers มีแบบ PMD กับ PLCP
22. ภาพนี้แสดงว่า (มองล่างขึ้นบน) PMD นั้นทำหน้าที่เตรียมการส่ง แล้ว PLCP ที่อยู่ข้างบนทำหน้าที่ติดต่อระหว่าง MAC Layer กะ PMD ทำหน้าที่แปลงข้อมูลให้เหมาะกับการส่ง
23. procedure ของ IR แบบกระจายในชั้น phy layer
- แปลงข้อมูลที่รับจาก MAC layer ไปเป็นเฟรมที่ชั้น PMD layer สามารถส่งได้
- ขนาดเฟรมวัดแบบ time slots(ไม่ใช่บิท)
- IR เริ่มที่ 1001
- ค่าดาต้าเรทบอกถึง ความเร็วในการส่ง
- การปรับระดับโดยตรง (คือกำหนดความเข้มสัญญาณในการส่ง มีสองค่าคือ 0 หรือ 1ในรูป 24) ประกอบด้วยรูปแบบของจังหวะของ IR และ ยอมให้เครื่องรับกำหนดระดับสัญญาณได้
รูป 24 บอกรหัสของ time slot
25. อ่านตาราง ถ้า data rate = 000 ส่งด้วยอัตราเร็ว 1.0 Mbps DCLA Value จะดูว่าหลักใด และ lavel ใดควรเป็น 0 หรือ 1
26. มาตรฐาน Diffused infrared physical medium dependent
- PDM แปล 1 กะ 0 เป็นจังหวะแสงเพื่อใช้ในการส่ง
- PDM ส่งข้อมูลโดยใช้ จังหวะแสง
- 16 PPM คือ แปลง 4 บิท เป็น 16 จังหวะ
- 4 PPM ใช้ส่ง 2 Mbps
- แต่ละ time slot เท่ากับ 250 ns
27. และ 28 คือรูปของ 16 PPM และ 4 PPM ตามลำดับ
29. มาตรฐาน 802.11b รู้จักกันในชื่อ Wi-Fi
- เพิ่มความเร็วอีก 2 ระดับ คือ 5.5 Mbps และ 11 Mbps
- RF และ DSSS เป็นเพียงเทคโนโลยีการส่ง
- Phy Layer แบ่งเป็น 2 ส่วน (อีกแล้ว) คือ PDM และ PLCP
30. physical layer convergence procedure standards
- ใช้พื้นฐาน DSSS
- แปลงข้อมูลที่รับจาก MAC layer
- PLCP frame สร้างขึ้นจาก 3 ส่วน : preamble, header และ data
- preamble, header ส่งข้อมูลที่ 1 Mbps สื่อสารระหว่างเครื่องที่ slower และ faster
31. รูป PLCP frame
32. physical medium dependent standards
- แปลง 1 กะ 0 ของเฟรมเป็นสัญญาณวิทยุเพื่อใช้ในการส่ง
- มาตรฐาน 802.11b ใช้ในด้านอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์ (ย่าน ISM) โดยมี 14 คลื่นความถี่ เริ่มที่ 2.412 GHz และเพิ่มทีละ 0.005 GHz ดังรูปตาราง 14 ช่องสัญญาณของ 802.11b ISM band
- PDM สามารถส่งข้อมูลที่ 11,5.5,2 หรือ 1 Mbps
- ที่ 1 Mbps ใช้ DBPSK 2 ระดับ
- ที่ 2, 5.5, 11 Mbps ใช้ DQPSK
- ในการส่งที่เรทมากกว่า 2 Mbps ใช้ CCK ตามตาราง 64 vode word 8 บิท
- MAC Layer : 802.11b Datalink Layer ประกอบด้วย 2 sublayers คือ LLC และ MAC
- การเปลี่ยนแปลงของ 802.11b จำกัดอยู่ในชั้น MAC Layer
- บน WLAN เครื่องทั้งหมดแชร RF Spectrum เดียวกัน
- Distributed Coordination Function
- Channel access methods สามารถป้องกัน collisions ได้ โดยใช้ CSMA/CA
หน้า 36 รูปแสดงว่าเครื่องบนและเครื่องล่างส่งดาต้ามาชนกันเลยก่อน collision ตรงกลาง
37. Distributed coordination function
- CSMA/CD ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการ collisions ส่วน CSMA/CA นั้นหลีกเลี่ยง collisions
- ด้วยการยืนยันข้อมูลเพราะ collisions ส่วนใหญ่เกิดขึ้นหลังจากที่แต่ละเครื่องส่งข้อมูลเสร็จแล้ว นิยมใช้วิธีให้เครื่องทั้งหมดรอด้วยเวลาค่าหนึ่ง (ค่านี้สุ่มขึ้นมา) และยังลด collisions ด้วยการใช้ ACK
1.ร้องขอว่าให้ส่งหรือ เคลี่ยร์ เพื่อส่ง (RTS/CTS) protocol และ fragmentation ดูรูปหน้า 40 (RTS/CTS) protocol - นิยมใช้
2.Polling เป็นวิธีหนึ่งของ channel access method โดยให้แต่ละเครื่องต้องถามก่อน ส่งข้อมูล จึงเป็นวิธีกำจัด collisions ที่มีประสิทธิภาพมาก ดูรูป Polling หน้า 41- ไม่นิยม
3. PCF ใช้ AP เป็น Polling Device
42.Association และ Reassociation
- ให้ clients เข้าร่วม WLAN และยังคงติดต่อในเครือข่ายอยู่
Association เริ่มด้วย client สแกนคลื่นในอากาศ ที่มีประเภทการสแกนดังนี้
a)Passive Scanning
client คอยฟังว่าแต่ละช่องเพื่อตั้งช่วงเวลา ฟังสำหรับเฟรมบีคอนถูกส่งจากทุก AP ตัวเฟรมเองประกอบด้วย SSID ของ AP
b)Active Scanning
client ส่งเฟรมเพื่อสอบถามแต่ละ channel แล้วรอ response frame
-Association request frame ประกอบด้วยความจุและอัตราที่ client นั้นรับได้
-Association response frame ส่งโดย AP, บรรจุ status code และเลข client ID สำหรับ client นั้นๆ
Reassociation
-client อาจดร็อปการเชื่อมต่อกับ AP หนึ่งแล้วสถาปนาการเชื่อมต่อกับ connection อื่นๆ
-จำเป็นเมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ไปครอบคลุมพื้นที่หนึ่ง AP
-client ส่ง Reassociation request frame แก่ AP ใหม่
-AP ส่ง Reassociation response frame กลับ
-AP ใหม่ส่ง Disassociation frame แก่ AP เก่า
หน้า 45 รูป Reassociation process ที่ Client G ปล่อย AP1 ไปเกาะ AP2 แทน
46 เรื่องการจัดการพลังงาน อ. บอกว่าไม่สำคัญ ส่วน 47-48 ข้ามไป 49เลย
49 MAC frame format 3 แบบ
- เฟรมจัดการ ใช้ติดตั้งตอนเริ่มการสื่อสาร ดูรูปหน้า 50
- เฟรมควบคุม ช่วยในการส่งเฟรมที่บรรจุข้อมูล ดูรูปหน้า 51
- เฟรมข้อมูล บรรจุข้อมูลเพื่อส่งแก่ client เป้าหมาย ดูรูปหน้า 52
53 กฎการรอเวลา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนกันของ CSMA/CA
ประเภท IFS
-SIFS - รอ ack กลับมาในช่วงเวลาที่กำหนด
-DIFS - รอช่วงเวลาหนึ่งแล้วค่อยส่งใหม่
ขนาดของเฟรมประกอบด้วยระยะเวลาที่ใช้ส่งข้อมูลบวก SIFS
หลังจากรับ ACK เริ่มการส่งโดยรอ backoff interval สุ่ม
-ถ้าการส่งครั้งนั้นไม่ได้รับ ACK ภายใน SIFS จะยอมให้ควบคุมสื่อ และถ้าเฟรม ack ถูก เครื่องที่ส่งต้องฟังขณะรอ backoff interval
สรุป
เทคโนโลยีไร้สายที่น่าสนใจในทุกวันนี้ คือ RF WLANs
-Wireless NIC ทำหน้าที่เหมือนกับ wired NIC
-ส่วนต่างๆ ของ AP คือ Antenna , Radio Tranceiver, RJ-45 wired network interface
-การส่งผ่านข้อมูลใน RF WLAN มีทั้งแบบ Ad hoc และ Infrastructure mode
-มาตรฐาน IEEE 802.11 กำหนดให้เครื่อข่าย LAN ส่งข้อมูลแบบไร้สายเคเบิ้ล
-มาตรฐาน 802.11 ใช้วิธีเข้าถึงด้วย DCF เจาะจงด้วยวิธี CSMA/CA
-มาตรฐาน 802.11 หา polling เรียก PCF
-เครื่องมือ mobile WLAN ต้องใช้แบตเตอรี่เป็นหลัก จึงต้องมี sleep mode เพื่อประหยัดแบตเตอรี่
-มาตรฐาน 802.11 มี MAC frame 3 ประเภท คือ MAnagement frames, Control frames และ data frames
~The End~
Reference : Wireless# Guide to Wireless Communications Second Edition By: Jorge Olenewa and Mark Ciampa
Subscribe to:
Posts (Atom)
