5G คืออะไร
5G คืออะไร ทำไมใครๆต่างก็พูดถึง 5G กันมากมาย
ว่ากันตามคำนิยามก่อนนะครับ 5G มาจากคำว่า fifth-generation cellular wireless หรือ ระบบเครือข่ายไร้สายแบบเซลลูล่าร์รุ่นที่ 5 โดยมาตรฐานเบื้องต้นในอเมริกาได้ถูกกำหนดไว้เมื่อช่วยปลายปี 2017 ที่ผ่านมา
แต่ถึงแม้จะใช้คำว่ามาตรฐานก็จริง ใช่ว่าระบบ 5G จะมีเพียงมาตรฐานเดียว โดยจะมีมาตรฐาน 5G แบบความเร็วไม่สูงมากแต่ตอบสนองรวดเร็ว หรือมาตรฐาน 5G ที่ได้ความเร็วสูงแต่ครอบคลุมในพื้นที่จำกัดเท่านั้น
เรามาดูกันนะครับว่าเทคโนโลยี 5G จะสร้างผลกระทบให้กับสังคมของเราได้อย่างไร
1G 2G 3G 4G 5G
ตัวอักษร G หมายถึง Generation หรือคำภาษาไทยก็คือยุคของการสื่อสารไร้สาย โดยในส่วนใหญ่ของยุคอาจถูกนิยามด้วยความเร็วในการรับส่งข้อมูล แต่ละยุคยังหมายถึงรูปแบบของวิธีการแบบอัดและการเข้ารหัสของข้อมูลอีกด้วย ทำให้มันไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้กับรุ่นก่อนๆ
– 1G หมายถึงระบบการสื่อสารไร้สายแบบอนาลอก หรือการส่งด้วยสัญญาณวิทยุธรรมดา
– 2G หมายถึงการเข้ารหัสแบบ CDMA GSM และ TDMA ซึ่งถือเป็นเครือข่ายระบบดิจิตอลรุ่นแรกอีกด้วย
– 3G หมายถึงการเข้ารหัสแบบ EVDO HSPA และ UMTS ซึ่งเพิ่มความเร็วจากประมาณ 200kbps ไปจนถึงตัวแลกระบบ megabits per second
– 4G อย่างเช่น WiMAX และ LTE ซึ่งถือเป็นระบบเครือข่ายที่ให้ความเร็วแบบก้าวกระโดด ในระดับความเร็ว 100 mbps ไปจนถึงความเร็วระดับ Gigabit
5G จะเป็นการเพิ่มเติมประเด็นการสื่อสารเข้ามาเพิ่มเติม นั่นคือ ความเร็วสูง (ในการสื่อสารข้อมูล) ความหน่วงต่ำ (ตอบสนองเร็ว) และ เชื่อมโยงได้หลายอย่างในเวลาเดียวกัน (สำหรับหัววัดและอุปกรณ์ smart device)
ระบบ 5G อย่าง 5G-NR นั้นจะใช้งานร่วมกับระบบ 4G ไม่ได้ แต่อุปกรณ์ 5G ทุกชนิดจะเริ่มต้นเชื่อมโยงเข้ากับระบบ 4G ก่อนเพื่อการเชื่อมต่อเบื้องต้นและจะเริ่มสื่อสารในระบบ 5G หากมีการรองรับในละแวกนั้น
ระบบ 4G เองก็จะค่อยๆพัฒนาเพิ่มขึ้นไปด้วยเช่นกัน ยังคงไม่หายไปซะทีเดียว แต่ในระหว่างเปลี่ยนผ่าน ผู้ให้บริการเครือข่ายอาจจะตั้งชื่อให้กับระบบ 4G ที่คนทั่วไปอาจจะหลงผิดคิดว่าเป็น 5G ก็คงจะมีอยู่บ้าง ซึ่งก็คงต้องรอดูกันต่อไป
ระบบ 5G ทำงานอย่างไร
ความจริงแล้วระบบสื่อสารไร้สายก็จะทำงานคล้ายๆกัน โดยระบบ 5G ก็จะยังใช้รูปแบบในการแบ่งเป็นเซลย่อยๆเพื่อแบ่งพื้นที่เล็กๆลงแล้วรับส่งข้อมูลที่เข้ารหัสแล้วผ่านคลื่นวิทยุ
แต่ละเซลไซท์ก็จะเชื่อมโยงเข้ากับระบบสื่อสารหลักซึ่งอาจจะใช้สายหรือแบบไร้สายอีกทอดหนึ่ง
ระบบเครือข่าย 5G จะใช้การเข้ารหัสที่เรียกว่า OFDM ซึ่งจะคล้ายๆกับที่ระบบ 4G LTE ใช้ แต่การเชื่อมโยงผ่านคลื่นวิทยุจะถูกออกแบบให้มีการตอบสนองที่รวดเร็วและมีความคล่องตัวกว่า LTE
นอกจากนี้แล้วระบบเครือข่าย 5G จะมีความชาญฉลาดมาขึ้น โดยมันอาจจะใช้ลูกเล่นต่างๆกับเซลเล็กๆเพื่อเปลียนขนาดเซลและรูปร่างให้สอดคล้องกับภาวะการใช้งาน พร้อมทั้งการมีระบบสายอากาศที่ลำหน้าและใช้แบนด์วิธที่สูงขึ้น จะทำให้มันสามารถสื่อสารด้วยความเร็วสูงกว่า 4 เท่าของระบบปัจจุบัน
เป้าหมายของระบบ 5G ก็คือการให้มีความสามารถในการสื่อสารที่ความเร็วสูงมากๆ และมีความจุในการสื่อสารข้อมูลต่อวินาทีมากๆ ที่ความล่าช้าในการเชื่อมโยงต่ำกว่าระบบ 4G
ทางผู้ร่วมสร้างมาตรฐาน 5G ต่างคาดหวังที่ความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 20Gbps และความล่าช้าที่ 1 ms ซึ่งด้วยความเร็วสื่อสารแบบไร้สายในระดับนี้ถือว่าน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง
5G วิ่งบนความถี่เท่าใด
ระบบ 5G โดยเบื้องต้นแล้วจะวิ่งอยู่บนคลื่นความถี่สองแบบคือ ตำกว่าและสูงกว่า 6GHz
ระบบเครือข่าย 5G ความถี่ต่ำ ซึ่งจะใช้ช่วงความถี่ของระบบ Cellular ในปัจจุบันและความถี่ของ Wi-Fi จะใช้ประโยชน์จากการเข้ารหัสสัญญาณที่คล่องตัวกว่า และมีช่องคลื่นที่ใหญ่กว่าเพื่อให้ได้ความเร็วมากกว่า LTE ระดับ 25 ถึง 50%
โดยระบบนี้จะครอบคลุมพื้นที่เช่นเดียวกับระบบปัจจุบันโดยไม่ต้องเพิ่มเซลไซท์ ผู้ให้บริการอาจแค่ปรับระบบจาก 4G เป็น 5G โดยใช้เสาส่งสัญญาณเดิมได้ที ระหว่างรอระบบเครื่อข่ายอื่นๆที่อยู่ระหว่างการพัฒนา
ระบบ 5G ของจริงจึงไปอยู่ที่ช่วงความถี่สูงกว่า หรือที่เรียกกันว่าคลื่นความยาวระดับมิลลิเมตร (millimeter wave) ซึ่งในกลุ่มคลื่นมือถือปกตินั้นจะมีช่องสัญญาณที่แคบมากๆเนื่องจากมีการใช้งานคลื่นวิทยุในช่วงนี้มาก แต่หากใช้คลื่นในช่วง 28GHz และ 39GHz จะมีสเปคตรัมของคลื่นอย่างเหลือเฟือเพื่อสร้างช่องสัญญาณสำหรับการสื่อสารความเร็วสูง
สำหรับช่วงความถี่นี้ ปัจจุบันมีการใช้สำหรับการส่งสัญญาณสื่อสารหลักระหว่างสถานีซึ่งไม่ได้นำมาใช้ในการสื่อสารกับอุปกรณ์มือถือโดยตรงมาก่อน เนื่องจากความสามารถในการประมวลผลและสายอากาศที่เทคโนโลยียังไม่ถึง
คลื่นความถี่ย่านนี้จะมีข้อเสียคือสัญญาณจะลดทอนอย่างรวดเร็วและส่งไปได้ไม่ไกล และเมื่อต้องการสื่อสารความเร็วสูง ทำให้ผู้ให้บริการต้องเพิ่มจำนวนสถานีถานขนาดเล็กพลังงานต่ำเป็นจำนวนมากขึ้น
5G ใช้ทำอะไรได้บ้าง
เริ่มต้นก็คงเป็นการใช้สำหรับอินเตอร์เน็ตตามบ้าน ต่อมาก็คงเป็นเรื่องของสมาร์ทโฟนที่มีความเร็วสูงกว่าเดิม ซึ่งถือเป็นสองปัจจัยหลักตั้งต้นในการผลักดันการพัฒนาและคาดว่าเมื่อบริการใช้ได้จริงแล้วจะมีการพัฒนาการใช้งานที่ก้าวหน้ามากขึ้น
ตัวอย่างการใช้งานในประเทศฟินแลนด์ แนวความคิดหลักก็จะเป็นบริการสตรีมมิ่งเกมส์ ระบบมอนิเตอร์สุขภาพของร่างกาย รวมถึงการให้พ่อแม่ได้สื่อสารกับทารกที่อยู่ในตู้อบ หรือกล้องวงจรปิดระยะไกลความละเอียดสูงเป็นต้น
แนวความคิดเหล่านี้อาศัยการรับส่งข้อมูลด้วยแบนด์วิธสูง การตอบสนองเร็ว กินไฟต่ำและต้นทุนต่ำ
แต่สิ่งสำคัญก็คงเป็นในแวดวงธุรกิจ อย่างระบบบริหารท่าเรืออัตโนมัติ หรือหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นต้น
รถยนต์ไร้คนขับก็เป็นตัวอย่างหนึ่งที่อาจต้องการการสื่อสารในระบบ 5G เพื่อให้เกิดการใช้งานจริง แม้รถไร้คนชับรุ่นแรกๆจะสมบูรณ์ในตัว แต่รุ่นต่อๆไปอาจจะต้องมีการติดต่อสื่อสารระหว่างกัน รวมถึงสื่อสารข้อมูลกับระบบบถนนอัจฉริยะเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและการบริหารการไหลของรถรา หรือพูดง่ายๆทุกบนถนนจะต้องสื่อสารกัน ซึ่งต้องการส่งข้อมูลจำนวนมากด้วยความเร็วสูงและไม่มีความล่าช้า
เนื่องจากรถต้องวิ่งด้วยความเร็ว ข้อมูลจะต้องฉับไว (low latencies) การส่งข้อมูลหากันแม้จะเพียงจำนวนไม่มากแต่จะต้องเกิดขึ้นอย่างฉับไว นั่นคือที่มาของ 5G ที่มีการตอบสนองเร็วในระดับต่ำกว่า มิลลิวินาที อันเป็นเหตุการณ์ที่ข้อมูลจะถูกส่งระหว่างรถสองคัน หรือจากรถไปยังสถานีฐานตามข้างถนน
อีกแง่หนึ่งของ 5G ก็คือความสามารถในการเชื่อมโยงอุปกรณ์หลายอย่างเข้าด้วยกัน เนื่องจากปัจจุบันนี้ชุดใช้งาน 4G นั้นมีราคาแพงและกินไฟมาก มันเลยทำให้ IoT (Internet of Things) ต้องอาศัยการเชื่อมต่อผ่าน Wi-Fi สำหรับเทคโนโลยีที่ใช้ภายในบ้าน ส่วนในแง่ของธุรกิจก็จะอาศัยเทคโนโลยีการเชื่อต่อแบบ 2G เท่านั้น (เช่นอุปกรณ์ติดตามรถยนต์ที่ทำได้แค่ส่งข้อมูลตำแหน่งมาทุกๆ 5 นาที ถ้าบ่อยกว่านั้นแบตจะหมดเร็วเป็นต้น)
ระบบ 5G จะยอมให้มีการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ขนาดเล็กราคาไม่แพงกินไฟน้อยอีกด้วย ทำให้หลายสิ่งหลายอย่างสามารถเชื่อมโยงกับระบบอินเตอร์เนตได้ตลอดเวลาด้วยต้นทุนที่ต่ำลง
การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่ 5G นำมาให้ก็คงเป็นเรื่องของ Virtual Reality (VR) และ Augmented Reality (AR) เนื่องจากเครื่องโทรศัพท์จะกลายเป็นอุปกรณ์สำหรับการใช้งานกับแว่น VR ได้เลย
ด้วยความเร็วสูงระดับ 5G และตอบสนองที่รวดเร็วจะทำให้เกิดระบบเสมือนจริงผ่านอินเตอร์เน็ตเป็นไปได้อย่างลื่นไหล
และด้วยลักษณะการครอบคลุมของสัญญาณต่ำ ระบบ 5G อาจจะส่งผลให้อุปกรณ์ router ภายในบ้านให้กลายเป็นอุปกรณ์สถานีฐานย่อยๆไปในตัวอีกด้วย
อีกไม่นานคนไทยเราคงจะได้ลิ้มลองระบบ 5G กันแล้ว และระบบการสื่อสารไร้สายความเร็วสูงก็จะกลายเป็นเรื่องราวในชีวิตประจำวันเหมือนกันที่เราใช้ระบบ 3G และ 4G กันอีกในไม่นานนี้
ภาพประกอบจาก forbs.com
