EUTRAN

EUTRAN : Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network

ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 4 เป็นระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่พัฒนาในด้านของความเร็วการส่งข้อมูลและการรวมเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยโปรโตคอลไอพีเพื่อให้เป็นเทคโนโลยี แบบหนึ่งเดียว การให้บริการหลักของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุค 4G จะเป็นการให้บริการโปรแกรมประยุกต์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ตเป็นหลัก ซึ่งสามารถให้บริการข้อมูลมัลติมีเดีย เทคโนโลยีที่จะเป็นทางเลือกสำหรับระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุค 4G คือ LTE (Long Term Evolution) และ WiMAX โครงสร้างของเครือข่าย LTE เครือข่าย ETRAN  นอกจากเชื่อมต่อเครือข่ายIPเป็นหลักแล้วยังสามารถเชื่อมต่อกับโทรศัพท์เคลื่อนที่ของระบบ GSM หรือ CDMA2000 เพื่อให้การบริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ใช้กับเครือข่ายเดิมCS ซึ่งการพัฒนาจะเป็นการพัฒนาส่วนของ EUTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)
ซึ่งประกอบด้วย  3 ส่วนหลักคือ
1. โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือสถานีเคลื่อนที่ (mobile station) คือ UE : User Equipment
2. ระบบย่อยสถานีฐาน (Base Station Subsystem) คือ eNode B : evolved Node B
3. ระบบย่อยเครือข่าย (network subsystem) คือ MME : Mobility Management Entity

Credit : http://www.mut.ac.th/knowledge_in_power/knowledge_in_power.html

3G, H, H+

 

ในยุคที่สมาร์ทโฟนครองเมืองแบบนี้ Data Connection นั้นเป็นสิ่งสำคัญ หลายๆคนคงจะคุ้นเคยกับคำว่า 3G, H, และ H+ กันอยู่แล้ว คนส่วนใหญ่ก็จะเรียกรวมๆว่า 3G นั้นแหละ แต่เจ้า Android ของเรามันไม่มองแบบนั้นหล่ะสิ เดี๋ยวก็ขึ้น 3G เดี๋ยวก็ขึ้น H หรือ H+ เรามาดูกันดีกว่าว่าจริงๆแล้วทั้ง 3 ตัวนั้นมีความแตกต่างกันอย่างไร ทำไมเน็ตถึงเร็วเฉพาะตอนขึ้น H กับ H+ แล้วไหนจะ 4G กับ LTE อีกหล่ะ เรามาหาคำตอบกัน

ก่อนอื่นเรามาย้อนดูประวัติศาสตร์ 3G ก่อนนิดนึง 3G หรือ 3rd Generation หมายถึงรุ่นที่ 3 ของการรับส่งสัญญาณแบบ GSM ในช่วงแรกนั้นยังมีหลายมาตราฐานพยายามแย่งกันขึ้นเป็นผู้นำในมาตราฐาน 3G เช่น CDMA2000 ของ Hutch ที่ปัจจุบันสูญพันธุ์ไปแล้ว สุดท้ายแล้วผู้ที่อยู่ยงคงกระพันและได้ขึ้นมาเป็นเจ้าแห่งมาตราฐาน 3G ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ก็คือ UMTS นั้นเอง

ในยุคแรกนั้น 3G/UMTS ยังมีความเร็วค่อนข้างต่ำ สามารถรับส่งข้อมูลได้สูงสุดที่ความเร็ว 384 kbps เนื่องจากยังใช้เทคโนโลยี WCDMA อยู่ ต่อมานั้นได้มีการพัฒนาต่อยอดขึ้นมาจนเป็น HSPA หรือที่คุ้นเคยกันในชื่อ H ซึ่งทำให้สามารถทำความเร็วได้มากขึ้น อยู่ที่ประมาณ 2-7.2 Mbps จากนั้นก็ได้มีการ พัฒนา HSPA ขึ้นไปอีกจนเป็น HSPA+หรือ H+ นั้นเอง ซึ่งจะทำให้ได้ความเร็วอยู่ที่ 21-42 Mbps ครับ

เปรียบเทียบความเร็วของเครือข่ายแต่ละประเภท

สรุปอย่างสั้นๆก็คือ 3G นั้นแบ่งเป็นมาตราฐานใหญ่ๆได้  2 มาตราฐานตัวดังนี้

• CDMA2000 (ปัจจุบันไม่มีใช้แล้ว)
• UTMS

UTMS ใช้เทคโนโลยีในการส่งข้อมูลที่มีชื่อดังต่อไปนี้

• WCDMA   เป็นเทคโนโลยี UTMS ในยุคแรกๆ ยังส่งข้อมูลได้ช้า
• HSPA       พัฒนาต่อจาก WCDMA ส่งข้อมูลได้เร็วขึ้น
• HSPA+    พัฒนาต่อจาก HSPA อีกต่อหนึ่งส่งข้อมูลได้เร็วมากขึ้นอีก

ซึ่งเจ้า Android ของเราจะเข้าใจว่า WCDMA นั้นคือ 3G ก็เลยใช้คำว่า "3G" ไปเลย ต่อมามี HSPA ก็เลยเพิ่มสัญลักษณ์ "H" ขึ้นมา ต่อมามี HSPA+ มาอีกก็เลยเพิ่ม H+ ขึ้นมาอีก

แล้วทำไมถึงเห็นสัญลักษณ์ 3G, H, และ H+ สลับไปมาหล่ะ ? สัญญาณไม่ดี ?

โดยทั่วไปแล้ว เมื่อเราไม่ได้ใช้งานอินเตอร์เน็ตอยู่ มือถือจะสั่งให้ชิพรับส่งสัญญาณนี้ เปลี่ยนไปเป็นสถานะว่าง (idle) เพื่อประหยัดพลังงาน ซึ่งจะทำให้ Android ของเราแสดงสัญลักษณ์ "3G" หรือ "H" แล้วแต่เครื่องและเสาสัญญาณ แต่เมื่อมีการเข้าใช้งานอินเตอร์เน็ต มือถือจะสั่งให้ชิพให้ ทำงาน (active) ซึ่งจะใช้พลังงานมากกว่า และทำให้หน้าจอแสดงสัญลักษณ์ "H" หรือ "H+" ตามภาพด้านล่างนี้

(1) เมื่อเครื่องเราจะ connect ใช้งาน internet เครื่องจะปรับให้ใช้พลังงานมากขึ้น
และจะใช้เวลาในการเชื่อมต่อประมาณ 2 วินาที (หรือแล้วแต่การ config ของเครือข่าย)
image courtesy : stevesouders.com

กระบวนการเปลี่ยนไปมาระหว่างสถานะ idle และ active นี้แหละที่ทำให้เจ้า Android ของเราแสดงสัญลักษณ์ 3G สลับไปมากับ H และ H+ โดย

• ในช่วงเริ่มต้นการเชื่อมต่อ (ตามภาพด้านบนคือหมายเลข 1) นั้นมีการเรียกใช้สัญญาณจากมาตราฐานเดิมตั้งแต่สมัย WCDMA ซึ่ง Android ของเราก็จะแสดงสัญลักษณ์ "3G"
• เมื่อเชื่อมต่อสำเร็จ ก็จะเริ่มใช้การรับส่งข้อมูลแบบ HSPA และ HSPA+ แล้วแต่ว่าเราอยู่ในเขตสัญญาณและเสาแบบไหน ซึ่งตรงนี้ Android ก็จะแสดงสัญลักษณ์เป็น "H" หรือ "H+" แล้วครับ

ถ้าใครนึกภาพไม่ออก ให้นึกถึงเวลาเราโทรหาคนอื่น ขณะที่ทำการเชื่อมต่อก็จะมีเสียงรอสาย ตรงนั้นเปรียบเสมือนช่วงที่กำลังเชื่อมต่อโดยใช้ "3G" เมื่ออีกฝ่ายรับสายและเริ่มพูดคุย นั้นเปรียบเสมือนการเชื่อมต่อสำเร็จ และเริ่มส่งข้อมูลด้วย "H" ครับ

*ใน iPhone จะแสดงเป็นคำว่า "3G" ทั้งหมด โดยให้เหตุผลว่าไม่ต้องการให้ผู้ใช้สับสน

chart แสดงถึงจุดที่จะรับสัญญาณเป็น 3G, H, และ H+  แต่ถ้าใครที่อยู่ในบริเวณที่มีเสาสัญญาณหนาแน่น ก็อาจจะเห็นหน้าจอแสดงเป็น H ตลอดเวลาแทน 3G ได้เช่นกัน

จากชาร์ตข้างต้นอาจจะสงสัยกันว่าระยะของ H+, H, และ 3G มีรัศมีประมาณเท่าไหร่ ตรงนี้ก็ต้องบอกว่าขึ้นกับประเภทของเสา และความถี่ของคลื่น (850/900/2100MHz) แต่รายละเอียดไม่ขอลงลึกเดี๋ยวมันจะยาวไปครับ

Tips: รู้หรือไม่ว่าตัวชิพรับส่งสัญญาณมือถือนี้ เป็นตัวที่กินพลังงานมากที่สุดตัวนึงของสมาร์ทโฟนในยุคนี้ หากเราลองถอดซิมปิดการเชื่อมต่อด้วยมือถือ จะยืดเวลาการใช้งานโทรศัพท์ได้อีกมากเลยทีเดียวครับ

ทำไมยืนข้างเสาแล้วยังขึ้นเป็น "3G" อยู่ ?

ในบางพื้นที่เช่นในต่างจังหวัดที่มีคนใช้น้อย มีความเป็นไปได้ว่าเสารับส่งสัญญาณเองจะยังใช้เทคโนโลยีเก่าอยู่ ทำให้ต่อยังไงก็จะขึ้นแค่ 3G หรือ H เท่านั้น แต่หากเกิดในเมือง เป็นไปได้ว่าเมื่อมือถือเราพยายามจะเชื่อมต่อกับเครือข่าย (ในแผนภาพด้านบนคือหมายเลข 1) แต่ว่าไม่สามารถเชื่อมต่อให้สำเร็จได้ ซึ่งก็อาจเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น เสาสัญญาณที่เรากำลังเกาะอยู่นั้นมีผู้ใช้บริการจำนวนมาก ทำให้เการเชื่อมต่อไม่สำเร็จ ก็เลยยังแสดงสัญลักษณ์เป็น "3G" อยู่ครับ กรณีนี้ถ้าลองเชื่อมต่อใหม่ (กดปิดเปิด Data อีกครั้ง) ก็น่าจะทำให้เชื่อมต่อได้สำเร็จและเปลี่ยนเป็น H ได้ครับ 

หรือในอีกกรณีหนึ่งก็คือ Android จากผู้ผลิตบางเจ้าพยายามทำตามการแสดงสัญลักษณ์ของ iPhone นั้นก็คือใช้คือว่า "3G" ทั้งหมดเลยไม่ว่าจะเป็นสถานะการเชื่อมต่อแบบไหน เพื่อไม่ให้ผู้ใช้สับสนนั้นเอง

แล้ว 4G กับ LTE นั้นเหมือนกันไหม? อะไรดีกว่ากัน?

จริงๆแล้วคำว่า "4G" นั้นจะหมายถึง "ยุคที่ 4" ของเครือข่ายโทรศัพท์ไร้สาย ที่ถูกกำหนดมาตราฐานความเร็วไว้ที่ระดับ 1 Gbps ซึ่งในปัจจุบันนั้นยังไม่สามารถทำได้ ความเร็วของ LTE นั้นอยู่ที่ระดับ 100 Mbps (ญี่ปุ่นทำได้ 200 กว่าแล้ว) เท่านั้นแต่นั้นก็ถือว่าเร็วมากแล้วเมื่อเทียบกับ HSPA+ ที่มีความเร็วอยู่ราวๆ 21-42 Mbps นั้นอาจจะทำให้บางคนคิดว่า LTE มันคืออีกขั้นของความเร็วอินเตอร์เน็ตที่เร็วกว่า 3G เรียกมันว่า 4G เลยละกัน... ซึ่งจริงๆแล้วก็ไม่เชิง เพราะ LTE เป็นเพียงหนึ่งรูปแบบของ 4G เท่านั้น ช่วงแรกๆก็มีการคัดค้านเรื่องการเรียกนี้ แต่มาหลังๆก็เริ่มปล่อยเลยตามเลยเพราะความคิดนี้มันเริ่มแพร่หลายไปแล้ว เครือข่ายต่างๆทั่วโลกก็เริ่มโปรโมท LTE เป็น 4G ไปแล้ว ดังนั้นเราจะเรียก LTE ว่า 4G ไปเลยก็คงไม่มีใครค้าน

นอกจาก 4G LTE แล้ว ยังมีมาตราฐานอื่นๆที่พัฒนามาคู่ขนานกันมานั้นก็คือ 4G UMB แต่ว่าได้หยุดการพัฒนาไปแล้วเนื่องจากมาตราฐาน LTE นั้นมาแรงกว่า ได้รับความนิยมมากกว่านั้นเอง

อีกตัวหนึ่งที่อาจจะเคยได้ยินชื่อกันก็คือ 4G WiMAX ที่ถือว่าเป็น 4G ตัวแรกสุดที่เกิดมาก่อน 4G LTE เสียอีก แต่ว่าก็ได้หยุดการพัฒนาลงด้วยเหตุผลเดียวกันก็คือ 4G LTE นั้นได้รับความนิยมมากกว่า

หวังว่าบทความนี้จะช่วยไขข้อสงสัยให้กับเพื่อนๆหลายคนได้นะครับ หากมีข้อสงสัยอะไรเพิ่มเติมเพื่อนๆสามารถแสดงความคิดเห็นได้ที่ด้านล่างเลยครับ จะพยายามเข้ามาไขข้อข้องใจให้ครับผม

Credit : http://droidsans.com/3g-4g-differences-why-it-keeps-switching

FDD TDD

FDD : Frequency Division Duplex
TDD : Time Division Duplex

      การส่งข้อมูลระหว่าง สถานีฐานกับสถานีลูกข่าย มีสองทิศทางคือขาขึ้น หรือ Uplink คือ การส่งข้อมูลจากสถานีลูกข่ายไปสถานีฐานและขาลง หรือ Downlink คือส่งข้อมูลจากสถานีฐาน ไปสถานีลูกข่าย (ดูภาพที่1-8) ดังนั้น Duplex scheme สำหรับ uplink กับ downlink มีได้สองรูปแบบหลักๆ คือ [Available online at : http://www.nectec.or.th]

1.5.1 TDD (Time Division Duplex)

    การส่งข้อมูลทางด้าน uplink กับ downlink ที่ความถี่เดียวกันแต่แบ่งการส่งคนละ ช่วงเวลา การส่งนั้นจะถูกแบ่งช่วงเวลาออกเป็น frame และในแต่ละ frame มีการแบ่งช่วงเวลา ย่อยเป็น 2 subframes (คือ uplink subframe และ downlink subframe) การส่งข้อมูลทิศทาง uplink จะถูกส่งในช่วงเวลา uplink subframe ขณะที่ การส่ง ข้อมูลทิศทาง downlink ส่งใน ช่วงเวลา downlink subframe (ดังภาพที่ 1-9) TDD สามารถรองรับการปรับเปลียนช่วงเวลาของ frame ได้คือสัดส่วนช่วงเวลาของ uplink subframe กับ downlink subframe มีการเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นกับปริมาณ traffic ของ uplink และ downlink ดังนั้น TDD จึงมีความ ยืดหยุ่นในการจัดการ bandwidth

1.5.2 FDD (Frequency Division Duplex)

    การส่งข้อมูล uplink กับ downlink ส่งที่คนละความถี่ การส่งข้อมูล uplink กับ downlink จึงสามารถส่งได้ในเวลาเดียวกัน (ดังภาพที่ 1-10) นอกจากนี้ FDD ยังรองรับ CPE ที่เป็นแบบ Half-FDD คือ อุปกรณ์ลูกข่ายจะทำการส่งข้อมูลและรับข้อมูลคนละเวลากัน คือขณะที่อุปกรณ์ลูกข่ายกำลังส่งข้อมูลจะไม่สามารถรับข้อมูลได้ แต่การส่งและรับข้อมูลยังใช้คนละความถี่ การใช้รูปแบบ Half-FDD อุปกรณ์จะมีราคาที่ถูกกว่า full FDD เพราะส่วนประกอบภาครับสัญญาณกับภาคส่งสัญญาณของอุปกรณ์สามารถใช้ชุดเดียวกันร่วมกันได้
1.5.3 หมายเหตุ
    การจัดสรรความถี่สำหรับ TDD จะใช้ความถี่เพียงหนึ่งช่องสัญญาณเท่านั้น ส่วนการจัดสรรความถี่สำหรับ FDD จะใช้ สองช่องสัญญาณ คือ ช่องสัญญาณหนึ่งสำหรับ uplink อีกช่องสัญญาณหนึ่งสำหรับ downlink โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ TDD จะมีราคาที่ถูกกว่าอุปกรณ์ FDD เพราะอุปกรณ์ TDD นั้นส่วนประกอบภาครับสัญญาณกับส่วนประกอบภาคส่งสัญญาณสามารถใช้ร่วมกันได้ แต่อุปกรณ์ FDD นั้นส่วนประกอบภาครับกับภาคส่งแยกคนละชุดกันเพราะต้องทำงานพร้อมกัน FDD ใช้ 2 ช่องสัญญาณ (สำหรับ uplink กับ downlink) จึงสามารถรองรับจำนวนสถานีลูกข่ายได้มากกว่า แต่ในแง่ของการบริหารจัดการ bandwidth แล้ว TDD จะมีประสิทธิภาพกว่า เพราะโดยธรรมชาติของการใช้งานเครือข่ายนั้นปริมาณข้อมูลในทิศทาง downlink จะมีมากกว่า uplink หรือที่เรียกว่า Asymmetry Traffic ดังที่กล่าวมาข้างต้น TDD สามารถปรับเปลี่ยนสัดส่วนของ frame เพื่อรองรับปริมาณข้อมูลที่ไม่สมมาตรกันได้ดีกว่า ดังนั้น สำหรับ Operator แล้ว การที่จะเลือกใช้เทคโนโลยี TDD หรือ FDD ขึ้นกับคุณสมบัติของผู้ใช้ service และการ design ระบบ และงบประมาณการลงทุน

    จากภาพที่ 1-9 และภาพที่ 1-10 จะเห็นได้ว่า ภายใน Frame ของทั้ง TDD และ FDD จะมีการ แบ่งย่อยออกเป็น Time Slot ซึ่งการส่งข้อมูลของทั้ง สถานีฐาน และ สถานีลูกข่าย จะต้องส่ง ตรงตาม Time slot ที่ว่านี้ ดังนั้นทั้งสถานีฐานและสถานีลูกข่ายจะต้องมีการตั้งเวลาให้ตรงกัน หรือ Synchronize เวลากันเพื่อให้ส่งข้อมูลลงใน Time Slot ทำได้ถูกต้องแม่นยำการเข้าถึง channel หรือ Multiple Channel Access สำหรับในทิศทาง downlink จะไม่ซับซ้อนเพราะ
ทิศทาง downlink นั้นมีเพียงสถานีฐานผู้เดียวเท่านั้นที่เป็นผู้ส่งข้อมูลในช่วงเวลา downlink subframe และส่งกระจายข้อมูลไปทุกๆ สถานีลูกข่าย ส่วนการเข้าถึง channel ในทิศทาง uplink นั้น มีหลายๆ สถานีลูกข่ายที่มีโอกาสที่จะส่งได้ในช่วงเวลา uplink subframe ได้ ดังนั้นจึงต้องมีการจัดการเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการส่งข้อมูลจากหลายสถานีลูกข่ายในเวลาพร้อมกันซึ่งจะก่อให้เกิดการชนกันของข้อมูล ดังนั้นในส่วน uplink จึงต้องใช้ Time Division Multiple Access (TDMA) ช่วยจัดตารางเวลาของการส่งของสถานีลูกข่ายตารางเวลาของการส่งนี้ถูกกำหนดและควบคุมโดยสถานีฐานทุกๆ ช่วงเวลาหรือ frame สถานีฐานจะทำการส่งกระจาย แมซเสจไปที่สถานีลูกข่าย ภายในแมชเสจจะประกอบไปด้วยตารางเวลาการส่งของสถานี ลูกข่าย ดังนั้นสถานีลูกข่ายจะรู้ว่าควรจะส่งข้อมูลลงใน Time Slot ใดและจำนวน Time Slot เท่าไหร่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสถานีฐานสามารถกำหนดช่วงเวลาและจำนวน time slot ให้แต่ละสถานีลูกข่ายให้เหมาะสมกับความต้องการ bandwidth ของแต่ละสถานีลูกข่ายนอกจาก WiMAX มีความยืดหยุ่นในการจัดการ bandwidth แล้วยังมีความยืดหยุ่นในรูปแบบการจัดการรับส่ง ข้อมูล คือในทุกๆ Time frame สถานีฐานสามารถทำการปรับเปลี่ยนและกำหนด คุณสมบัติทางกายภาพของการรับส่งสำหรับแต่ละสถานีลูกข่าย เช่น ปรับเปลี่ยน Forward Error Correcting Code Rate (ตัวอย่างเช่น 1/2, 2/3, 3/4) ปรับเปลี่ยน Modulation scheme (ตัวอย่างเช่น BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM) ให้เหมาะสมในแต่ละสภาพของ channel ตัวอย่างเช่น ถ้าในขณะนั้นๆ channel มีสัญญาณรบกวนมาก (ซึ่งวัดได้โดยดูที่ระดับ Signal to Noise Ratio หรือ SNR) สถานีฐานจะทำการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของการส่ง (เช่น ปรับเปลี่ยน Forward Error Correcting Code Rate, ปรับเปลี่ยน Modulation Scheme เป็นต้น) ให้มีความทนทานต่อสัญญาณรบกวนเพื่อให้สามารถสื่อสารกันต่อไปได้ เทคนิคนี้เรียกว่า adaptive burst profile

Credit : http://wimax-msit51.blogspot.com/2008/09/15-channel-access-media-access-control.html

-------------------------------

Simplex กับ Duplex

    Simplex คือ ในช่วงเวลาเดียวกันสามารถมีคนพูดได้คนเดียว (ผู้สนทนา ไม่สามารถพูดพร้อมกัน) คนนึงพูดอีกคนนึงต้องฟัง ตัวอย่างเครื่องมือใช้ Simplex ก็คือพวก Walkie-Talkie

   Duplex คือ การที่ผู้พูดทั้ง 2 ฝ่ายสามารถพูดพร้อมกันได้ และนั่นคือสิ่งที่มือถือจำเป็นต้องมื เวลาเราพูดออกไป(หรือส่งข้อมูลออก) สัญญาณจากมือถือเราจะถูกส่งออกไปยังเสาสัญญาณมือถือ(ฺBase Station) หรือเราเรียกว่าการ Uplink , ส่วนเวลาเราฟังเสียงอีกฝั่งนึงพูด(หรือรับข้อมูล) สัญญาณจากเสามือถือจะถูกส่งเข้ามาที่เครื่องโทรศัพท์เรา อันนี้เรียกว่า Downlink, Duplex จะต้องทำ Downlink และ Uplink ได้พร้อมๆกัน

TDD กับ FDD

FDD หรือ Frequency Division Duplex คือ การส่งสัญญาณ Downlink และ Uplink ด้วยช่องความถี่ Spectrum ที่ต่างกัน เช่น downlink ที่ความถี่ 2100 MHz แต่ Uplink ด้วยความถี่ 1900 MHz (operators บ้านเราใช้วิธีนี้ เช่น True Move ใช้ 1710-1722.7MHz ในการ uplink  และ 1805-1817.7 MHz ในการ Downlink  แต่คนทั่วไปจะเรียกรวมๆว่า True Move ใช้คลื่น 1800 MHz เพราะว่าทั้ง 2 คลื่นนั้นใกล้กับ 1800 MHz)

TDD หรือ Time Division Duplex  คือ การส่งสัญญาณ Downlink และ Uplink ด้วยความถี่เดียวกัน แต่ต่างช่วงเวลา เช่นวินาทีที่1 รับสัญญาณ (downlink) วินาทีที่ 2 ก็ส่งสัญญาณ (Uplink)  ทั้งหมดนี้ภายใต้ความถี่เดียวกัน (เช่นภายใต้ความถี่ 2100 MHz)  แต่ด้วยความที่การสลับเวลา uplink และ downlink รวดเร็วมาก เราจึงไม่รู้สึกว่าเสียงที่เราพูดหรือฟังมันขาดๆหายๆ

Credit : http://www.techz500.com/?p=263

USIM

USIM : UMTS Subscriber Identity Module

หน้าที่ทํางานเช่นเดียวกัน กับแผ่น SIM ในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที แบบ GSM ซึ่งเป็นเหมือน Smartcard ที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับตัวผู้ใช้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที แต่ละรายได้มีการเก็บอัลกอริทึมที่ใช้ใน การตรวจสอบผู้ใช้บริการ (Authentication) และเก็บในส่วนของรหัสลับเพื่อใช้ในการตรวจสอบ ยืนยันผู้ใช้บริการ รวมถึงข้อมูลอื่นๆ ที่เครื่องลูกข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่จําเป็นต้องใช้ในการ ติดต่อสื่อสาร 

Credit : http://www.msit.mut.ac.th/newweb/phpfile

--------------------------------------

สำหรับ USIM  คือซิมที่รองรับการใช้งาน 4G จะมีคุณสมบัติในด้านการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่อยู่ในซิม และ มีหน่วยในการจัดเก็บข้อมูลที่มากขึ้นถึง 128 K (ซิมเดิมมีความจุ 64K)  โดยซิมใหม่สามารถบันทึกหมายเลขโทรศัพท์ในซิมการ์ดได้ถึง 1,000 ราย ชื่อรวมถึงสามารถรองรับการใช้เทคโนโลยี 4G LTE ได้

Credit : http://truemoveh.truecorp.co.th/4g/packages

IMS

IMS : IP Multimedia subsystem

IMS (IP Multimedia Subsystem) จุดศูนย์รวมมัลติมีเดียแห่งเครือข่าย

โดย บุญชัย ศรีพลแผ้ว
สวัสดีครับ สำหรับในวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับมาตรฐานหนึ่งที่จะช่วยทำให้ความผันด้าน Fixed Mobile Convergence เป็นจริงยิ่งขึ้น นั่นก็คือ IMS (IP Multimedia Subsystem) นั่นเอง
จากความนิยมในโปรโตคอล IP ที่ถือกำเนิดจากอินเทอร์เน็ตที่เติบโตขึ้นอย่างมาก ทำให้เทคโนโลยีการสื่อสารในปัจจุบันเน้นการสื่อสารด้วยโปรโตคอล IP กันมากขึ้น และทำให้เกิดความคิดที่จะรวบรวมบริการต่าง ๆ ทั้งของเครือข่ายไร้สายและเครือข่ายมีสายเข้ามาอยู่ด้วยกัน ทั้งนี้เพื่อให้ลูกค้าของเครือข่ายทั้งสองชนิดจะเข้ามาใช้ได้ นั่นก็คือ คอนเซ็ปต์ของ FMC (Fixed Mobile Convergence) นั่นเอง
นอกจากนี้จากเดิมที่การสื่อสารในแต่ละเครือข่ายจะเน้นเฉพาะการสื่อสารด้วยเสียงแต่เพียงอย่างเดียว เช่น เครือข่ายโทรศัพท์ต่าง ๆ ก็ได้มีความนิยมในการสื่อสารที่ไม่ใช่เสียง (Non-voice) กันมากขึ้น ซึ่งทำให้ผู้ให้บริการเครือข่ายต่าง ๆ ได้ปรับตัวเพื่อให้บริการแบบ Non-voice นี้กันอย่างมาก และนับเป็นทิศทางก้าวไปข้างหน้าของการสื่อสารยุคต่อไป
ด้วยสาเหตุทั้งสองประการข้างต้นนี่เอง จึงทำให้ 3GPP ได้ทำการพัฒนาระบบ IMS ขึ้นในปี 1999 เพื่อให้เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ ไปยังบริการแบบมัลติมีเดีย เพื่อให้เครือข่ายต่าง ๆ สามารถที่จะใช้งานบริการมัลติมีเดียได้โดยที่ไม่ต้องดัดแปลงใด ๆ โดยมี IMS เป็นตัวกลางให้นั่นเอง
และจากการที่พัฒนาโดย 3GPP แรกเริ่มเดิมทีของ IMS นั้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อที่จะให้บริการแก่ระบบเครือข่าย GSM/UMTS ในการใช้บริการมัลติมีเดียต่าง ๆ และกำหนดให้เฉพาะการใช้งานจากเครือข่ายแบบ GPRS เป็นพื้นฐาน แต่ต่อมาได้พัฒนาจนกระทั่งครอบคลุมเครือข่ายอื่น ๆ เช่น CDMA, WLAN และเครือข่ายอื่น ๆ ด้วย ซึ่งทำให้ความฝันของ FMC เป็นจริงขึ้นมาได้

ทำไมต้อง IMS?
IMS ได้ถือกำเนิดมาไม่ใช่เพื่อที่จะกำหนดมาตรฐานให้กับบริการต่าง ๆ ที่จะมาใช้งานกับเครือข่าย แต่หากจะให้ IMS นั้นเป็นตัวกลางในการใช้งานบริการต่าง ๆ จากเครือข่ายต่าง ๆ ดังนั้นจึงต้องมีการแยกบริการออกจากเครือข่าย หรือแยก Access Layer ออกจาก Service Layer นั่นเอง โดยที่จะใช้ IMS เป็นตัวกั้นกลางและประสานเลเยอร์ทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน และด้วยความที่ IMS เป็นเพียงผู้ประสาน แต่ไม่ได้ไปกำหนดมาตรฐานนั่นเอง จึงทำให้ขึ้นอยู่กับความต้องการหลาย ๆ ด้าน และทำให้ในช่วงแรกนั้นไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร เพราะว่าจะต้องใช้ประสบการณ์หลาย ๆ ด้าน อีกทั้งบริการที่มีในตอนนั้นก็ยังไม่มากพอ จึงทำให้หลักการรวมบริการเข้าด้วยกันไม่ได้รับความสนใจเท่าที่ควร

ข้อดีของการใช้งาน IMS

• เป็นระบบรวมมัลติมีเดียเข้าด้วยกัน จึงทำให้เราสามารถที่จะควบคุมจัดการบริการต่าง ๆ ทั้งหมดได้จากจุดเดียว ทั้งการควบคุมบริการต่าง ๆ แก่ยูสเซอร์ การกำหนด Policy การกำหนด QoS เป็นต้น
• เป็นระบบที่ทำให้คอนเซ็ปต์ของ FMC ที่ไม่ว่าจะอยู่ในเครือข่ายมีสายหรือเครือข่ายไร้สายก็ตาม เราก็ยังสามารถใช้บริการเดียวกันได้นั้นเป็นจริงขึ้นมา อีกทั้งเป็นระบบที่ทำให้บริการจากเครือข่าย IP สามารถที่จะใช้งานได้จากทุกเครือข่ายเป็นไปได้
• สามารถที่จะทำ Roaming Agreement ได้กับเครือข่ายอื่น ๆ ทำให้การเคลื่อนย้ายไปใช้งานยังเครือข่ายต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งกับผู้ให้บริการในต่างประเทศนั้นเป็นไปได้อย่างง่ายดาย
• สามารถที่จะพัฒนาบริการใหม่ ๆ ได้รวดเร็ว เพราะไม่อิงกับเครือข่ายใดเครือข่ายหนึ่งอีกต่อไป และไม่จำกัดว่าจะต้องใช้บริการสำหรับเครือข่ายชนิดใดชนิดหนึ่งเพียงอย่างเดียว แต่สามารถที่่จะใช้เครือข่ายใดก็ได้ในการใช้งาน

รู้จักกับ IMS เพิ่มขึ้นอีกสักนิด
จากความต้องการในการพัฒนามาตรฐานนี้ให้เป็นไปอย่างรวดเร็ว จึงได้พัฒนามาตรฐานนี้จากมาตรฐานต่าง ๆ ของ IETF ซึ่งมีพื้นฐานจากมาตรฐาน IP จึงทำให้โปรโตคอลภายใน IMS แบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ คือ
1. Session Control Protocol
    สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้นั้น IMS ได้เลือกใช้โปรโตคอล SIP (Session Initiation Protocol) ที่กำหนดโดย IETF และมีพื้นฐานมาจากโปรโตคอล IP ซึ่งมีความแพร่หลายและง่ายการใช้งาน ซึ่งจะใช้งานโปรโตคอล SIP กับงานสัญญาณควบคุมต่าง ๆ ในระบบ IMS นั้น
2. โปรโตคอลในกลุ่ม AAA
    โปรโตคอลที่อยู่ในกลุ่มนี้จะเน้นไปที่งาน Authorization, Authentication and Accounting ตามชื่อเรียก สำหรับโปรโตคอลกลุ่มนี้ IMS เลือกใช้งานโปรโตคอลที่ชื่อว่า Diameter ที่พัฒนามาจากโปรโตคอล Radius เพื่อใช้ในการตรวจสอบผู้ใช้งานว่าเป็นยูสเซอร์จริงหรือไม่อย่างไร มีสิทธิ์ในการใช้งานอย่างไรบ้าง ซึ่งจะเป็นการติดต่อกับ HSS และ SLF เป็นส่วนใหญ่
    นอกจากโปรโตคอล 2 กลุ่มนี้แล้ว ยังมีโปรโตคอลอื่นที่มีการใช้งานบ้าง เช่น H.248 ที่ใช้งานกับอุปกรณ์ Media Gateway โปรโตคอล RTCP และ RTP สำหรับสัญญาณเรียลไทม์ เป็นต้น

สถาปัตยกรรมของ IMS
สำหรับ IMS เราสามารถที่จะแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ ก็คือส่วนที่เป็น Access Network ซึ่งได้แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานอยู่ เช่น เครือข่ายมีสายอย่างโทรศัพท์บ้านที่มีการใช้งานอินเทอร์เน็ตผ่าน ADSL เครือข่ายไร้สายต่าง ๆ เช่น เครือข่ายไวไฟและเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบันอย่างระบบ GSM และระบบ CDMS เป็นต้น
ส่วนอีกกลุ่มในสถาปัตยกรรมของ IMS ก็คือส่วน Core ของ IMS ซึ่งเป็นส่วนหลักของ IMS และทำหน้าที่ร่วมกันเป็นเครือข่ายหลักในการให้บริการ IP Multimedia ต่าง ๆ แก่เครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งาน ส่วนนี้เราสามารถที่จะแบ่งเป็นส่วนย่อย ๆ ได้ดังนี้

รูปที่ 1 สถาปัตยกรรมของ IMS

         1. CSCF (Call / Session Control Function)
         2. User Database
         3. MRF (Media Resource Function)
         4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
         5. ชุด Media Gateway
         6. ส่วน Application Server
เราจะมาความรู้จักแต่ละส่วนกันอย่างย่อ ๆ เพื่อให้เข้าใจ IMS มากขึ้น

1. CSCF (Call / Session Control Function)
    เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุม Session การติดต่อสื่อสารต่าง ๆ ภายใน IMS โดยที่จะใช้โปรโตคอล SIP เป็นหลัก เราสามารถที่จะแบ่งหน้าที่การทำงานของ CSCF ออกได้เป็น 3 ส่วนหลัก ๆ แต่อาจจะอยู่ในอุปกรณ์ชุดเดียวกันหรือแยกชุดกันก็ได้แล้วแต่การออกแบบ ซึ่ง 3 ส่วนที่ว่านั้นได้แก่

• P-CSCF (Proxy CSCF) ชื่อนี้บอกค่อนข้างชัดเจนว่าเป็น Proxy ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน้าด่านในการติดต่อกับยูสเซอร์หรืออุปกรณ์ Subscriber จะทำหน้าที่ตรวจสอบทุก ๆ แมสเสจ (Message) ที่วิ่งผ่านมันไป และมีหน้าที่ในการตรวจสอบยูสเซอร์ที่ติดต่อเข้ามา ซึ่งอาจจะเป็นภายในเครือข่าย Home Network หรือเครือข่ายที่ยูสเซอร์ไป Roaming อยู่ก็ได้ โดยจะมีการกำหนด P-CSCF ให้ในครั้งแรกที่มีการ Register เข้ากับเครือข่ายผ่าน DHCP หรือผ่าน PDP Context ในกรณี GPRS และใช้งาน P-CSCF นั้นไปตลอดจนกระทั่งย้ายไปยังเครือข่ายอื่น
• I-CSCF (Interrogating CSCF) จะทำหน้าที่ในการนำ SIP Message ไปยังปลายทาง โดยอาจจะเป็น Remote Server ที่ต้องการติดต่อกับยูสเซอร์ปลายทาง หรือเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ IMS เช่นเดียวกันก็จะติดต่อผ่าน P-CSCF จากนั้น P-CSCF ก็จะนำแมสเสจนั้นส่งต่อมาที่ I-CSCF อีกทีหนึ่งเพื่อนำส่งไปยังปลายทาง ดังนั้น I-CSCF อาจอยู่ในเครือข่าย Roaming หรือในเครือข่าย Home Network ก็ได้

หลังจากที่ I-CSCF ไำด้รับแมสเสจแล้วจะนำมาตรวจสอบกับ SLF ว่าอุปกรณ์หรือยูสเซอร์รายนั้นขึ้นกับ HSS ใด แล้วจึงทำการตรวจสอบกับ HSS นั้นว่าขณะนั้นอุปกรณ์หรือยูสเซอร์นั้นอยู่ที่ใดเพื่อที่จะได้เชื่อมต่อ SIP Message นั้นไปยัง S-CSCF ที่ยูสเซอร์รายนั้นอยู่ โดยโปรโตคอลที่ใช้ในการตรวจสอบกับ SLF และ HSS นั้นจะใช้ Diameter ในการตรวจสอบ และเพื่อความปลอดภัย I-CSCF จะเข้ารหัสข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสารกับ S-CSCF และ P-CSCF เพื่อไม่ให้มีใครดักจับข้อมูลไปได้

• S-CSCF (Serving CSCF) จะอยู่ในเครือข่าย Home Network โดยที่จะมีหน้าที่เป็นตัวควบคุม SIP Control ของยูสเซอร์ในการใช้งานตัดสินใจเลือก Application Server ในการส่ง SIP Message นั้นต่อไป และควบคุม Policy ในการใช้งานของยูสเซอร์ ดังนั้นจึงต้องดาวน์โหลดข้อมูลยูสเซอร์มาจาก HSS โดยใช้โปรโตคอล Diameter เพื่อที่จะนำข้อมูลนั้นมาช่วยในการตัดสินใจการควบคุม SIP ของยูสเซอร์นั้น ๆ และเชื่อมโยง SIP Address นั้นเข้ากับ IP Address ของยูสเซอร์เพื่อให้มีการเชื่อมต่อได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม

2. User Database
    ประกอบด้วย HSS (Home Subscriber Server) หรือ USPF (User Profile Server Function) และ SLF (Subscriber Location Function) โดย HSS จะทำหน้าที่เก็บโพรไฟล์ของยูสเซอร์ ทำหน้าที่ตรวจสอบยูสเซอร์ด้วยการทำ Authentication and Authorization และเก็บตำแหน่งที่อยู่ของยูสเซอร์ว่าขณะนั้นอยู่ที่ใด ใน S-CSCF ใด ซึ่งหลักการจะคล้ายคลึงกับ HLR/AUC (Home Location Register and Authentication Center) ในระบบ GSM
    ในส่วนของ SLF (Subscriber Location Function) จะทำหน้าที่เชื่อมโยงยูสเซอร์เข้ากับ HSS ที่มีข้อมูลของยูสเซอร์รายนั้นอยู่เพื่อค้นหาว่ายูสเซอร์นั้นขึ้นกับ HSS ใด  HSS และ SLF นั้นจะทำการติดต่อสื่อสารด้วยโปรโตคอล Diameter ทั้งคู่
3. MRF (Media Resource Function)
    เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานภายในเครือข่ายเท่านั้น โดยจะทำหน้าที่ให้บริการด้านมีเดียต่าง ๆ ภายใน เช่น Announcement ต่าง ๆ , การให้สัญญาณโทนเสียงต่าง ๆ , การเป็นตัวกลาง Telephone Conference รวมถึงการแปลงข้อมูลเสียงที่เข้ารหัสแบบหนึ่งให้เป็นรหัสเสียงอีกแบบหนึ่ง
    ส่วนประกอบของ MRF ได้แก่ MRFC (MRF Controller) ซึ่งจะเป็นตัวประมวลผลและติดต่อสื่อสารกับ S-CSCF ผ่าน MR Interface และ MRFP (MRF Processor) ที่จะทำหน้าที่แลกเปลี่ยนข้อมูลสัญญาณเสียง โดยได้รับการควบคุมผ่าน H.248 จาก MRFC

4. BGCF (Breakout Gateway Control Function)
    ส่วนนี้เป็นส่วนเชื่อมโยงโครงข่ายยุคเก่าเข้ามา โดยเชื่อมโยงกับเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานหรือโครงข่ายที่ไม่มี IMS โดย BGCF จะได้รับการควบคุมจาก S-CSCF มาอีกทีหนึ่ง โดยจะวิเคราะห์เลขหมายปลายทางว่าเป็นเครือข่ายใดที่จะติดต่อด้วย และทำการเรียก MGCF เพื่อให้มีการแปลงการเข้ารหัสระบบ IP เป็น PCM ที่ใช้ในเครือข่ายยุคเก่าที่เป็นโทรศัพท์พื้นฐานและเชื่อมต่อกัน

5. Media Gateway    ในส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ (Gateway) ในการติดต่อกับ PSTN Network ที่มีทั้งการเชื่อมต่อโดยใช้ Signaling แบบ CCS7 ที่มี ISUP และ MTP แทนการใช้งาน SIP บน IP ในเครือข่าย IMS และใช้ PCM แทนการใช้งาน RTP บนเครือข่าย IMS
    ในส่วนของ Media Gateway จะประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ก็คือ MGCF (Media Gateway Control Function) ที่ทำหน้าที่เป็นสมองหลักของส่วน Media Gateway จะคอยดูด้าน Signaling ในการติดต่อ ทำหน้าที่แปลงโปรโตคอล SIP ให้เป็น ISUP ภายในเครือข่าย PSTN
    ส่วนที่ 2 คือ SGW (Signaling Gateway) จะทำหน้าที่แปลงโปรโตคอลระดับล่าง ตัวอย่างเช่น SCTP (Stream Control Transmission Protocol) เป็น MTP ภายในเครือข่าย PSTN และดูแลทางด้าน Signaling เป็นหลัก
    ส่วนสุดท้ายก็คือ MGW (Media Gateway) ซึ่งเป็นส่วนที่ดูแลในด้านทราฟฟิก (Traffic) ที่จะแปลงจาก RTP เป็น PCM เพื่อให้สามารถที่จะทำการติดต่อสื่อสารได้อย่างถูกต้องไม่ผิดเพี้ยน

6. Application Server    เป็นส่วนสุดท้ายที่จะให้บริการต่าง ๆ และเป็นส่วนที่จะแยกจากส่วน Access โดยมี IMS เป็นตัวแยกเพื่อให้ไม่ขึ้นกับเครือข่ายที่ยูสเซอร์ใช้งานแต่อย่างใด

ในครั้งนี้เรามาแนะนำ IMS ให้รู้จักอย่างสั้น ๆ กันก่อนครับ คราวหน้าเราจะมาทำความรู้จักอย่างลึกซึ้งกว่านี้ว่า IMS ทำงานอย่างไรในรายละเอียด โดยจะยกเป็นกรณี ๆ ตั้งแต่มีการเปิดเครื่อง ลงทะเบียน และใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ ...สำหรับครั้งนี้ ขอบคุณครับ

Credit : http://www.mvt.co.th/viewarticle.php?cid=3&nid=128&page=2

----------------------------

เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อเป็นเครื่องมือในการบริการจัดการต่าง ๆ ที่ใช้ IP (Internet Protocol) เป็นรูปแบบในการสื่อสารให้สามารถใช้งานบนเครือข่ายสื่อสารเดียวกันได้ (Convergence) เป็นเครือข่าย Multimedia รองรับการใช้บริการได้ทุกแบบ ไม่ว่าจะเป็นเสียง ข้อมูล และภาพในเวลาเดียวกันและบนอุปกรณ์ Terminal เดียวกัน สามารถใช้งานแบบ Triple Play (ภาพ เสียง ข้อมูล) ได้สมบูรณ์แบบ  ระบบยังถูกออกแบบให้สามารถใช้งานกับอุปกรณ์สื่อสารที่มีอยู่เดิมและโครงข่ายเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถเพิ่มขนาดการใช้งานจากขนาดเล็กไปเป็นขนาดใหญ่ได้ (Scalable) มาตรฐาน IMS พัฒนาโดย 3GPP (3 rd Generation Partnership Project) และ IETF เป็นมาตรฐานที่สามารถทำให้โครงข่ายต่างๆ สามารถสื่อสารกันได้และสามารถใช้งานบริการแบบ Multimedia ร่วมกันได้ แม้ว่าจะมีโครงข่ายสื่อสารที่ต่างชนิดกัน ซึ่งมาตรฐาน IMS นั้นเป็นส่วนหนึ่งของ Next Generation Networks หรือ NGN

Credit : http://www.ircp.co.th/projects/A1-telecom/
Credit : http://www.slideshare.net/shubhabratamukherjee1/ims-architacture-nodes

----------------------------

IMS (IP Multimedia Subsystem) นั้นสามารถ map protocol ของ CS voice call ลงบน PS ได้ ทำให้การดีเลย์นั้น แทบจะไม่รู้สึก และไม่ต้องเปลือง Signaling ในการตัดต่อสัญญาณออกไปได้อีกด้วย โดยเจ้า IMS นี้ จะสามารถทำการ Anchoring call (เหมือนการ Handover ปกติ บน 2G/3G) ของเราบน LTE ลงไปบน CS Core Network ของ 2G/3G ได้เลย รวมถึงเวลาที่โทรศัพท์มือถือเคลื่อนออกจากพื้นที่ที่มีสัญญาณ LTE ก็จะทำการ Handover ลงไปยังระบบ 2G/3G ได้อย่างปกติอีกด้วย (ณ ปัจจุบัน ยังต้องพึ่งพา CSFB เพื่อลง 2G/3G ในการเริ่มต้น Voice Call อย่างเดียว Voice Call + Data ไม่สามารถอยู่บน LTE ได้)

*** จริงๆ IMS มีการเปิดตัวมาตั้งแต่สมัย Rel5 ที่เริ่มมี HSDPA แล้วแหละ เพียงแต่มันจะทำงานได้อย่างยอดเยี่ยม กับ Voice Call บน LTE โดยเฉพาะ Feature ที่มีเพิ่มมาใน Rel10 เหมือนเป็นเทวดามาโปรดยังงัยยังงั้น

Credit : http://mahalarp.com/2012/05/29/voice-over-lte-voims-srvcc/

-----------------------------------

The concept of IMS

LTE

LTE : Long Term Evolution

LTE มีความเป็นมาอย่างไร
LTE หรือในชื่อเต็ม ๆ ว่า Long Term Evolution เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่พัฒนาในเส้นทางการพัฒนาของระบบ GMS-UMTS ซึ่งมุ่งเป้าที่จะพัฒนาไปสู่ยุค 4G ที่มีการสื่อสารไร้สายความเร็วสูง กลุ่มที่พัฒนาเทคโนโลยี 3G ในสายนี้ก็คือ 3GPP นั่นเองครับ เริ่มต้นที่การพัฒนาระบบ GSM ที่เป็นยุค 2G ที่เน้นการสื่อสารด้วยเสียงเป็นหลัก และเป็นระบบดิจิทัลที่พัฒนาขึ้นมาในกลุ่มประเทศในทวีปยุโรปที่พัฒนาขึ้นจากเดิมที่ใช้เป็นแบบอะนาล็อก
จากนั้นเมื่อยุคอินเทอร์เน็ตเริ่มเฟื่องฟูขึ้น มีการใช้โมเด็มอย่างแพร่หลาย ก็เริ่มมีคำถามถึงเทคโนโลยีไร้สายที่จะนำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งระบบ GSM นั้นก็สามารถที่จะใช้ในการสื่อสารข้อมูลได้ในลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Circuit Switched ที่ความเร็ว 9.6-14.4 Kbps เท่านั้น ไม่ได้ความเร็วที่มากมายเทียบเท่ากับโมเด็มสักเท่าไร ซึ่งต้องถือว่าเป็นการเริ่มต้นที่จะพัฒนาการสื่อสารข้อมูลไร้สายกันแล้ว
จากนั้นก็มีการพัฒนาขึ้นเป็นระบบ 2.5G หรือ GPRS (Geneal Packet Radio Service) ซึ่งเป็นการสื่อสารแบบ Packet Switched ซึ่งจะช่วยประหยัดทรัพยากรมากกว่า
ความเร็วที่ได้จากระบบ GPRS อยู่ที่ประมาณ 32-48 Kbps พอจะเทียบเคียงได้กับโมเด็มที่ต่อผ่านสายโทรศัพท์ยุคเก่า ความเร็วระดับนี้ก็ได้เริ่มทำให้การสื่อสารข้อมูลผ่านระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่เป็นความจริงขึ้นมา ต่อมาก็มีการพัฒนาเป็นระบบ EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) ซึ่งถือว่าเป็นยุค 2.9G โดยได้พัฒนาจนได้ความเร็วสูงสุดที่ประมาณ 236 Kbps และประเทศไทยได้ติดตั้งบนพื้นที่ที่ครอบคลุมทั่วประเทศ และยังคงใช้งานจนทุกวันนี้ (เพราะเราเองก็ยังไม่มีระบบ 3G จริงจังสักเท่าไร)
จากนั้นก็มีการพัฒนาขึ้นเป็นระบบ 3G ซึ่งได้มีการพัฒนาขึ้นประมาณปี 2001 ในตอนนั้นความเร็วของระบบ UMTS (universal Mobile Telecommunication System) หรือ 3G ตัวแรกมีความเร็วไม่มากเท่าไร ความเร็วจะอยู่ที่ประมาณ 384 Kbps ซึ่งไม่แตกต่างกับ EDGE เท่าไรนัก ทำให้ 3G ยุคแรก ๆ ไม่ประสบความสำเร็จเท่าที่ควร (เทคโนโลยีนี้จะเป็นมาตรฐาน 3GPP รีลีส 99)
แต่ด้วยแรงกดดันของความต้องการการสื่อสารข้อมูลไร้สาย จึงทำให้เกิดเทคโนโลยีทางเลือกต่าง ๆ ขึ้นในช่วงนั้น นั่นคือ ไวไฟ (WiFi) และทำให้เทคโนโลยีที่เป็นที่สนใจกันมากเกิดขึ้นมาตัวหนึ่งคือ ไวแมกซ์ (WiMAX) ได้กลายเป็นแรงกดดันให้มีการพัฒนาเทคโนโลยี 3G ขึ้นไปอีก โดยกลายเป็น 3.5G ที่เรียกกันว่า HSPA (High Speed Packet Access) โดยแบ่งออกเป็น HSDPA และ HSUPA ซึ่งมีความแตกต่างกันตรงที่เทคโนโลยีหนึ่งเน้นด้านดาวน์ลิงก์หรือด้านส่งข้อมูลถึงผู้รับ และเทคโนโลยีอีกตัวหนึ่งเน้นด้านอัพลิงก์หรือการส่งข้อมูลขึ้นไปแสดงผล
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access, 3GPP Rel-5) นั้น มีการพัฒนาขึ้นมาก่อนและพัฒนาต่อมาตามลำดับ ตั้งแต่ 1.8 Mbps, 3.6 Mbps ไปถึง 7.2 Mbps ซึ่งความเร็วของทั้ง 2 ตัวหลังนี้มีอุปกรณ์รองรับมากมายและเป็นที่นิยมทั่วโลกดังที่เราจะเห็นได้จากจำนวนอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่รองรับความเร็วเหล่านี้ ซึ่งอุปกรณ์ที่รองรับความเร็ว 3.6 Mbps นั้นมีจำนวน 1,167 ตัว ความเร็ว 7.2 Mbps ก็มีถึง 657 อุปกรณ์ที่รองรับ ทำให้ความเร็ว 7.2 Mbps เป็นมาตรฐานการให้บริการ HSPA ในปัจจุบัน เพราะมีความเร็วที่ดีกว่า บริการที่ได้ก็มากกว่า และทำให้ลูกค้ายินดีที่จะใช้บริการมากขึ้น
เมื่อมีการพัฒนาความเร็วด้านขาลงก็ต้องมีการพัฒนาด้านขาขึ้นด้วยเช่นกัน นั่นคือ HSUPA (High Speed Uplink Packet Access, 3GPP Rel-6) ซึ่งมีการพัฒนาไปเรื่อย ๆ จนล่าสุดได้ความเร็วสูงสุดที่ 5.76 Mbps ซึ่งก็ถือว่าเร็วมาก มีอุปกรณ์รองรับจำนวน 344 อุปกรณ์ในตลาด มีเครือข่ายรองรับ 92 เครือข่าย นับว่าประสบความสำเร็จไม่น้อยเลยทีเดียว
HSPA+ ที่พัฒนาต่อมานั้นเริ่มแรกสามารถที่จะให้ความเร็วได้ถึง 21 Mbps และ 28 Mbps ในด้านดาวน์ลิงก์ และให้ความเร็วด้านอัพลิงก์ที่ 11 Mbps ซึ่ง 21 และ 28 Mbps แตกต่างกันในรายละเอียดเล็กน้อยในเรื่องของการเข้าโค๊ด (16QAM vs. 64QAM) และการใช้เทคนิค MIMO (Multiple Input Multiple Output) ที่ใช้อย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่เคยได้กล่าวถึงกันไปแล้ว ซึ่งในปัจจุบันเองก็มีประเทศที่เปิดให้บริการแล้ว โดยความเร็ว 21 Mbps มี 25 เครือข่าย และ 28 Mbps อีก 1 เครือข่าย
อย่างไรก็ตามการพัฒนาก็ยังคงต้องดำเนินต่อไป จึงทำให้ต้องมีการพัฒนาไปสู่เทคโนโลยี Beyond 3G นั่นคือเทคโนโลยี LTE นี่เอง ซึ่งคาดว่าจะใช้ชื่อมาตรฐานเป็น 3GPP Rel-8 โดยได้เริ่มงานศึกษากันตั้งแต่ปี 2004
หลังจากที่ได้ศึกษาก็ได้มีการเริ่มต้นกำหนดรายละเอียดมาตรฐานส่วนต่าง ๆ ตั้งแต่ปี 2007 ซึ่งได้มีการกำหนดปรับปรุงแก้ไขกันมาตลอดจนกระทั่งมาเสร็จสิ้นในเดือนธันวาคมปี 2008 ที่ผ่านมา และก็ได้มีการทดสอบกันในประเทศชั้นนำอย่างประเทศญี่ปุ่น มุ่งเน้นกับการทำ Trial การทดสอบต่าง ๆ การพัฒนาส่วนต่าง ๆ ของเครือข่ายเพื่อให้ออกมาเป็นรูปเป็นร่างที่ชัดเจน
อาจจะแปลกใจเล็ก ๆ ว่าผู้ที่เป็นโต้โผผลักดันหลักของมาตรฐานตัวนี้เพื่อให้เกิด LTE ขึ้นมานั้นไม่ใช่ฝั่งผู้ผลิตหรือผู้สร้างมาตรฐานดังที่ผ่าน ๆ มา หากแต่เป็นผู้ให้บริการเองครับ โดยทางผู้ให้บริการรายใหญ่ต่าง ๆ ได้แก่ Sprint Nextel จากสหรัฐอเมริกา, China Mobile, Vodafone, Orange, KPN Mobile, T-Mobile International และ NTT DoCoMo ได้ร่วมมือกันผลักดัน โดยจัดตั้งเป็นบริษัทที่ชื่อว่า Next Generation Mobile Networks (NGMN) ขึ้นมาในเดือนกันยายน 2006 ซึ่งได้กำหนดความต้องการเป็นภาพคร่าว ๆ ไว้สำหรับเครือข่ายบรอดแบนด์ไร้สายยุคอนาคต ไม่เพียงแค่ LTE ยังมีส่วนอื่น ๆ ทั้งเครือข่ายด้วย อย่างเช่น SAE (Service Architecture Evolution) ซึ่งเป็นส่วนของ Core Network เป็นต้น และกำหนดให้มันกลายเป็นมาตรฐานขึ้นมา ซึ่งข้อดีของการที่มีผู้ให้บริการผลักดันก็คือเป็นผู้ที่ใช้งานเทคโนโลยีและให้บริการแก่ลูกค้าจริง ๆ จึงเป็นผู้ที่ตอบโจทย์ได้ชัดเจนที่สุดว่าต้องการอะไร และอยากให้เป็นอย่างไร นับว่าเริ่มต้นได้ดีทีเดียวนะครับ
นอกจากนี้ยังได้มีการจัดตั้งกลุ่ม LTE/SAE Trial Initiative (LSTI) ขึ้นจากทั้งผู้ผลิตอุปกรณ์และผู้ให้บริการระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่เพื่อทำการทดสอบระบบ LTE ในระหว่างการพัฒนา เรียกว่าคุมกันทั้งกระบวนการเลยทีเดียว นับว่าพอจะเห็นอนาคตที่สดใสเป็นลาง ๆ แล้วครับ
ในขณะนี้อยู่ระหว่างการทดสอบกันที่ประเทศญี่ปุ่นกับ NTT DoCoMo และโอเปอเรเตอร์อื่น ๆ คาดว่าจะเปิดให้บริการครั้งแรกในปี 2010 ซึ่งไม่เพียงแต่ NTT DoCoMo เท่านั้น แต่รวมถึง AT&T และอีกหลายโอเปอเรเตอร์ที่จดจ้องกันอยู่

ทำไมต้อง LTE
สาเหตุที่เป็นแรงผลักดันที่สำคัญของระบบ LTE นี้ก็คือการเติบโตอย่างรวดเร็วของระบบอินเทอร์เน็ตนั่นเอง เป็นเพราะเทคโนโลยีบรอดแบนด์ในขณะนี้ได้เป็นที่นิยมและเติบโตอย่างรวดเร็วไปทั่วโลก แม้แต่ในประเทศไทยเองก็มีการแข่งขันด้านบรอดแบนด์กันดุเดือดมากขึ้น ทั้งทรู แม็กซ์เน็ต และทีโอที เป็นต้น ส่วนเรื่องความเร็วก็พัฒนามากยิ่งขึ้น แน่นอนว่าเทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย เช่น โมบายล์บรอดแบนด์จะประสบความสำเร็จไม่น้อยเลยทีเดียว ซึ่งเป็นแรงผลักดันที่จะทำให้เกิดเทคโนโลยีไร้สายความเร็วสูงอย่าง LTE ขึ้นมาเพื่อให้มีประสิทธิภาพของสเปกตรัม (Spectrum) ที่ดีกว่า มี Latency ต่ำกว่า เพื่อที่จะทำให้ได้แบนด์วิดธ์และ Latency ในการบริการที่ดีกว่า นอกจากนี้ทางผู้ให้บริการทางสาย CDMA ก็เริ่มจะมีประเด็นในเรื่องอนาคตที่จะก้าวต่อไป เนื่องจากว่าในปัจจุบันนั้นไม่ได้พัฒนาไปยัง EV-DO Rev.B หรือ UMB อย่างชัดเจน ซึ่งหากจะต้องแข่งขันกับผู้ให้บริการสาย GSM ซึ่งไปยัง WCDMA และ HSPA ในปัจจุบันจำเป็นที่จะต้องมีการพัฒนาต่อไป ดังนั้นจึงได้หันทิศทางมาผลักดันเทคโนโลยีนี้ด้วย จึงเป็นแรงผลักดันที่ทำให้เทคโนโลยีนี้มีอนาคตที่สดใสไม่น้อยทีเดียว
และด้วยแรงผลักดันต่อเทคโนโลยีดังกล่าว เทคโนโลยีนี้จึงต้องให้แบนด์วิดธ์ได้สูงถึง 100 Mbps ทางด้านดาวน์ลิงก์ และประมาณ 50 Mbps ทางด้านอัพลิงก์ การให้บริการได้ถึง 200 Active Users ในเซลล์เดียวกัน มีความยืดหยุ่นของสเปกตรัมความถี่ที่ให้บริการทำได้ตั้งแต่ 1.25-20 เมกะเฮิรตซ์แบบไม่ตายตัว เช่น WCDMA ที่มีแค่ 5 เมกะเฮิรตซ์เท่านั้น และยังให้ Latency น้อยกว่า 5 ms ซึ่งข้อกำหนดเหล่านี้ทำให้ต้องมีการกำหนด Air Interface ใหม่ มีสถาปัตยกรรมเครือข่ายซับซ้อนน้อยลง แบนราบมากขึ้น
ด้วยความต้องการเหล่านี้จึงทำให้เทคโนโลยี LTE พัฒนาตามแนวทางนี้ โดยมีโครงสร้างและสถาปัตยกรรมหรือ Architecture ที่แบนราบ ลักษณะเป็นแบบ 2 Node เท่านั้น ก็คือ EPS (Evolved Packet System) และ eNodeB ใช้เทคโนโลยีทางด้านความถี่ใหม่ ๆ อย่าง OFDMA ซึ่งทำให้ได้ประสิทธิภาพทางความถี่ที่ดีขึ้น สามารถที่จะำได้แบนด์วิดธ์เพิ่มขึ้นจากสเปกตรัมที่ใช้งานเดิม และเพื่อให้ได้แบนด์วิดธ์ใช้งานสูงขึ้นได้กำหนดให้มีแบนด์วิดธ์ของสเปกตรัมที่ใช้งานได้กว้างถึง 20 เมกะเฮิรตซ์ แต่ก็ไม่ลืมที่จะเพิ่มเติมความยืดหยุ่นในการใช้งานให้เลือกได้ตั้งแต่ 1.25 ไปจนถึง 20 เมกะเฮิรตซ์นั่นเอง แต่จะทำได้อย่างไรเรามาดูรายละเอียดกันในตารางที่ 1 นะครับ
ตารางที่ 1 ความเร็วของ LTE ที่ Configuration ต่าง ๆ (ที่มา: ABI Research)



สถาปัตยกรรมและเทคโนโลยีของ LTE
คงต้องบอกกล่าวกันสักนิดหนึ่งว่าไม่ได้ตั้งใจที่จะมาเจาะลึกเทคโนโลยี LTE ในที่นี้ เพียงแต่จะแนะนำเทคโนโลยี LTE ให้เป็นที่รู้จักในระดับหนึ่งเท่านั้น
เอาล่ะครับมาว่ากันต่อ เริ่มต้นที่สถาปัตยกรรมของ LTE ก่อน เนื่องจากจุดประสงค์ของการสร้าง LTE ส่วนหนึ่งก็คือการทำให้ Latency ลดลง ซึ่งวิธีที่ได้ผลที่สุดก็คือการทำให้สถาปัตยกรรมหรือ Architecture นั้นแบนราบที่สุด ซึ่งทำให้เทคโนโลยี LTE เป็นแบบง่าย ๆ มีส่วนประกอบสำคัญ 2 ส่วนคือ eNodeB และ EPS ดังที่กล่าวมาแล้ว แต่จริง ๆ แล้วยังมีส่วนประกอบภายในเพื่อให้ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ส่วนแรกที่ขาดไม่ได้คือ HSS (Home Subscriber Server) ซึ่งเป็นส่วนที่เก็บข้อมูลลูกค้าเอาไว้ ส่วน PCRF (Policy and Charging Rule Function) แต่ส่วนที่สำคัญก็คือ MME (Mobility Management Entity) และ SAE (System Architecture Evolution) Gateway
ส่วน MME ทำหน้าที่เป็นส่วนควบคุมของเครือข่าย LTE รวมทั้งสัญญาณ (Signaling) ต่าง ๆ การตรวจสอบต่าง ๆ ในระบบ และรวมถึงการทำงานร่วมกันของเครือข่าย 2G/3G กับ LTE ด้วย
ส่วน SAE Gateway จะำทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ให้กับข้อมูลในด้านการรับส่งออกจากเครือข่าย ซึ่งมันเองก็อาจจะทำหน้าที่เป็น PDN Gateway ที่จะรับส่งข้อมูลต่าง ๆ จากภายนอกเครือข่ายอีกด้วย ซึ่ง ณ จุดนี้จะมีการกำหนด Policy ต่าง ๆ เป็นต้น ดังรูปที่ 1 ที่มี 3GPP Anchor และ SAE Anchor ที่รวมเข้าเป็น SAE Gateway

รูปที่ 1 โครงสร้างสถาปัตยกรรมของ LTE (ที่มา: 3GPP TR 23.882)

สำหรับเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถที่จะใช้ความถี่ที่ได้รับดีขึ้นมีอยู่หลายส่วน ซึ่งในส่วนแรกที่จะช่วยให้ประสิทธิภาพความถี่ดีขึ้นและมีความยืดหยุ่นในการใช้สเปกตรัมก็คือเทคโนโลยี OFDMA ซึ่งเป็นเทคโนโลยีความถี่ยุคใหม่ในรุ่นใหม่ต่าง ๆ เช่น ไวแมกซ์ก็นำมาใช้งาน โดยทาง LTE ได้นำเทคโนโลยีนี้มาใช้งานด้านดาวน์ลิงก์และนำ SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) มาใช้งานทางด้านอัพลิงก์ ซึ่งนอกจากจะได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น สามารถที่จะให้บริการได้ที่ความเร็ว 100 Mbps ในด้านดาวน์ลิงก์ และ 50 Mbps ทางด้านอัพลิงก์แล้ว ยังมีความยืดหยุ่นตามสไตล์ของ OFDMA ซึ่งช่วยให้สามารถที่จะปรับเปลี่ยนใช้งานความถี่ได้ที่แบนด์วิดธ์ต่าง ๆ กันตั้งแต่ 1.25 ถึง 20 เมกะเฮิรตซ์ จึงไม่เป็นข้อจำกัดที่จะให้บริการเทคโนโลยี LTE นี้ทางด้านความถี่
นอกจากเทคโนโลยี OFDMA ที่ใช้แล้ว เพื่อที่จะเพิ่มแบนด์วิดธ์ที่ได้ก็ได้มีการนำเทคโนโลยีของ MIMO เข้ามาใช้งานด้วย ทำให้สามารถที่จะเพิ่มความเร็วของการให้บริการยิ่งขึ้นอีกดังตารางที่ 1 ซึ่งเทคโนโลยี LTE ได้ทำให้โลกการสื่อสารบรอดแบนด์ไร้สายเข้าสู่ยุคใหม่อย่างแท้จริงด้วยอัตราความเร็วที่สุด ๆ กันไปเลย
สำหรับความถี่สเปกตรัมที่เปิดใช้งาน ทาง LTE ก็เปิดมาตรฐานให้มีการใช้งานได้หลาย ๆ ความถี่ แต่สำหรับความถี่ที่น่าจับตามองหลัก ๆ ก็คือความถี่สำหรับให้บริการเทคโนโลยี 3G ในปัจจุบันนี้ เนื่องจาก License ที่มีราคาแพง ทำให้ต้องกินเวลาในการคืนทุน และสำหรับผู้ที่สนใจมาใช้งานเทคโนโลยี LTE ก็จะเน้นไปยังผู้ที่ให้บริการ 3G ในปัจจุบันเป็นหลัก และมีการคาดการณ์กันว่า NTT ที่เป็นผู้บุกเบิกเทคโนโลยี LTE นี้ได้วางแผนที่จะใช้ความถี่นี้กับ LTE จึงทำให้เรา ๆ ท่าน ๆ มีสิทธิ์ที่จะได้เห็นการใช้ความถี่ของ LTE กันละครับ
แต่สำหรับความถี่ที่น่าจับตามองอย่างมากก็คือความถี่ 700 เมกะเฮิรตซ์ และ 2.6 กิกะเฮิรตซ์นั่นเอง สาเหตุก็คือทาง Verizon และ AT&T ซึ่งเป็นผู้ที่มุ่งมั่นอย่างมากที่จะใช้งานเทคโนโลยี LTE ประมูลความถี่ 700 เมกะเฮิรตซ์นี้มาได้ และประกาศอย่างชัดเจนที่จะผลักดันใช้งานความถี่นี้ในการให้บริการ LTE ในปี 2010 หรือภายในปีนี้ โดยจะใช้ร่วมกับความถี่ 1.7/2.1 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นความถี่ในการให้บริการ 3G ดังนั้นเราเองก็น่าจะได้เห็นเทคโนโลยี LTE ที่ความถี่ 700 เมกะเฮิรตซ์ค่อนข้างแน่นอน ถึงแม้ว่าทั้ง Verizon และ AT&T จะได้ความถี่มาไม่ครบถ้วนทั้ง 20 เมกะเฮิรตซ์ก็ตาม แต่สำหรับ Verizon ที่ได้ความถี่นี้มาประมาณ11 Mbps ก็เพียงพอที่จะแสดงความเร็วของ LTE ได้พอสมควร และด้าน AT&T ใช้วิธีเล่นแร่แปรธาตุจนได้ความถี่ถึง 24 เมกะเฮิรตซ์ที่จะใช้งานที่ 20 เมกะเฮิรตซ์ได้สบาย ๆ
สำหรับความถี่ 2.6 กิกะเฮิรตซ์นั้น ทางยุโรปก็ได้มุ่งมั่นที่จะเปิดให้บริการเทคโนโลยี 4G กันภายใต้ความถี่ 2.6 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งรายละเอียดและเวลาที่แน่นอนก็จะขึ้นกับแต่ละประเทศ เช่น ในประเทศสวีเดนได้เปิดประมูลกันสำเร็จเรียบร้อยแล้วเมื่อเดือนพฤษภาคม 2008 โดยผู้ชนะการประมูลที่ได้ความถี่นี้ไปก็คือ Telia Sonera, Telenor, Tele2, H3G และ Intel Capital ติดตามด้วยประเทศนอร์เวย์ และยังมีอิตาลี เนเธอร์แลนด์ ออสเตรีย ให้ความสนใจที่จะทำตามด้วย ซึ่งทาง Telia Sonera ที่ได้รับชัยชนะกับความถี่ 2.6 กิกะเฮิรตซ์ก็ประกาศที่จะใช้ความถี่นี้กับเทคโนโลยี LTE นั่นเอง
ทางฟากเอเชียนี้ก็ไม่เบา จะว่าไปทาง NTT DoCoMo (เป็นผู้นำในการบุกเบิกเทคโนโลยี LTE เสียด้วยซ้ำ) ได้ประกาศที่จะให้บริการเทคโนโลยี LTE เป็นทางการในปี 2010 อย่างชัดเจน และขณะนี้ก็เป็นหัวเรือหลักในการทำการทดสอบเทคโนโลยีนี้บนความถี่ 2.1 กิกะเฮิรตซ์ และทางด้านหน่วยงานรัฐที่จัดสรรความถี่ให้กับญี่ปุ่นก็ไม่รอช้าที่จะอนุมัติความถี่ 1.5 กิกะเฮิรตซ์ให้ใช้งานด้วย ถึงแม้ว่ายากที่จะได้ถึง 20 เมกะเฮิรตซ์ แต่ก็มากเพียงพอที่จะสร้างความแตกต่างได้ และทาง KDDI ก็คงจะไม่ปล่อยให้คู่แข่งทิ้งห่างอย่างแน่นอน ส่วนในเกาหลีใต้เองก็จะนำเทคโนโลยี LTE มาใช้งานบนความถี่ 2.3 กิกะเฮิรตซ์อีกด้วย

ความเคลื่อนไหวล่าสุดของ LTE
จากข้อมูล GSA ในปัจจุบันมีเครือข่ายหรือผู้ให้บริการที่ได้กำหนดไว้ชัดเจนแล้วว่าจะใช้งาน LTE แน่นอนทั้งหมดมากกว่า 45 เครือข่ายใน 23 ประเทศ ซึ่งหากแจกแจงเป็นรายละเอียดออกมาแล้วจะมีทั้งหมด 16 เครือข่ายได้กำหนดแผนไว้ว่าจะให้บริการ LTE อย่างเป็นทางการในปี 2010 อีก 35 เครือข่ายคาดการณ์หรือกำหนดแผนการเอาไว้ในปี 2011-2012 ดังตารางที่ 2
ตารางที่ 2 กำหนดการของแต่ละเครือข่ายในการเปิดให้บริการ LTE (ที่มา: GSA)
ซึ่งแผนการของแต่ละเครือข่ายนั้นจะมีรายละเอียดหรือความถี่ที่ใช้งานแตกต่างกันไป เช่น Verizon ในสหรัฐอเมริกาจะใช้งานความถี่ 700 เมกะเฮิรตซ์ โดยจะทำการทดสอบในเมืองบอสตันและเมืองซีแอตเทิลเป็นจำนวน 20 สถานีฐาน และเปิดให้บริการจริงประมาณปลายปี 2010 และจะวางเครือข่ายให้ครอบคลุมทั่วประเทศในปี 2013 ส่วน Telia Sonera ในสวีเดนก็วางแผนที่จะใช้งานความถี่ 2.6 กิกะเฮิรตซ์ โดยจะเปิดให้บริการในกรุงสต็อกโฮล์มในปี 2010
ประเทศญี่ปุ่นซึ่งระบบ 3G ประสบความสำเร็จอย่างมากและอิ่มตัวแล้ว ก็จะมีทั้ง NTT DoCoMo, eMobile, Softbank และ KDDI จะเปิดให้บริการ LTE ทั้งหมด โดย DoCoMo และ Softbank จะใช้ความถี่ 1.5 กิกะเฮิรตซ์ ในขณะที่ KDDI จะใช้ทั้งความถี่ 1.5 กิกะเฮิรตซ์ และ 800 เมกะเฮิรตซ์ ส่วน eMobile จะใช้ความถี่ 1.7 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งการให้ข่าวก็มีการเกทับกันเล็กน้อยเมื่อ DoCoMo วางแผนที่จะเปิดให้บริการในเดือนธันวาคมปีที่ผ่านมา ในขณะที่ทาง eMobile ก็ประกาศที่จะให้บริการในเดือนกันยายนปีเดียวกัน ก็คงจะต้องดูต่อไปละครับว่าจะได้เห็นโฉมหน้ากันจริง ๆ ในเดือนไหนแน่

ครับ...ผู้อ่านก็ได้รู้จักและรับทราบความเคลื่อนไหวของเทคโนโลยี LTE กันไปแล้วนะครับ ถ้ามีโอกาสผู้เขียนจะนำความเคลื่อนไหวหรืออาจจะนำเทคโนโลยีเด่น ๆ ของ LTE มาเสนอในโอกาสต่อไปนะครับ ก็คงจะต้องมาลองจับตาดูกันว่าเทคโนโลยี 4G นี้จะไปได้ไกลเพียงใด

Credit : http://www.mvt.co.th/viewnews.php?cid=3&nid=380&page=4

ViLTE

ViLTE : Video over LTE

หลักการก็คล้ายกับ VoLTE คือเอาวิดีโอ (Subscriber 4G)ไปส่งในระบบให้ได้ทั้งในเครือข่าย3Gและ4Gได้ เป็นแพลตฟอร์มวิดีโอสตรีมมิ่งบนพื้นฐานของระบบและต้องใช้อุปกรณ์ IP Multimedia Subsystem (IMS) เครือข่ายที่มีโปรไฟล์ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการควบคุมและตัวกลางสื่อในการให้บริการวิดีโอบนเครือข่าย LTE ที่กำหนดโดยสมาคม GSM

Credit : http://en.wikipedia.org/wiki/ViLTE

VoLTE

VoLTE : Voice over LTE

    VoLTE บริการ 4G ในปัจจุบันรองรับเฉพาะดาต้า หากมีการโทรเข้าโทรออกเครื่องโทรศัพท์มือถือจะต้องไปจับสัญญาณ 3G แต่ที่จริงเทคโนโลยี 4G รองรับการโทรเข้าโทรออกมาเป็นปีแล้ว เรียกว่า Voice over LTE หรือ VoLTE (ออกเสียงว่าโวลเต้) แต่ผู้ให้บริการส่วนใหญ่ยังไม่ได้รีบอัพเกรดเครือข่ายให้รองรับ VoLTE เนื่องจากเครื่องโทรศัพท์มือถือ 4G ยังไม่รองรับ VoLTE จนกระทั่งแอปเปิลเปิดตัวไอโฟน 6 และ ไอโฟน 6 รองรับ VoLTE

ไอโฟน 6 จะเป็นตัวผลักดันให้ผู้ให้บริการ 4G รีบอัพเกรดเครือข่ายให้รองรับ VoLTE

เมื่อโทรศัพท์มือถือโทรเข้าโทรออกโดยใช้ VoLTE คุณภาพเสียงจะเป็น HD Voice (ปัจจุบัน เอไอเอส กับ ดีแทค มี HD Voice ใน 3G แล้ว แต่ทรูมูฟเอชยังไม่มี) การโทรออกจะใช้เวลาเพียง 1 วินาที (ระบบ 3G ใช้เวลา 5-6 วินาทีกว่าจะได้ยินเสียงริงโทน) นอกจากนี้ผู้โทรยังสามารถเปิดปิดกล้องของโทรศัพท์มือถือของตนเองในระหว่างโทรได้ ทำให้สามารถสลับไปมาระหว่าง voice call และ video call โดยไม่ต้องวางสาย และได้คุณภาพของสัญญาณ video call เป็นแบบ HD

อย่างไรก็ตาม ผู้ให้บริการ 4G จะต้องปรับจูนเครือข่ายให้ดีก่อนที่จะเปิดให้บริการ VoLTE มิฉะนั้นจะมีโอกาสเกิดสายหลุดได้ง่ายกว่าการโทรโดยใช้ 3G เพราะ 3G มี soft handover ซึ่งช่วยลดการเกิดสายหลุดในระหว่างเคลื่อนที่แต่ 4G ไม่มี

Credit : https://saran2530.wordpress.com/category/4g
Credit : http://en.wikipedia.org/wiki/VoLTE

----------------------------

              ต้องกล่าวถึงเรื่องของ VoIPเพื่อความเข้าใจ  VoIP คือการสื่อสารทางเสียงผ่านระบบโครงข่ายอินเทอร์เน็ต โดยที่สัญญาณเสียงนั้นจะถูกตัดแบ่งเป็น Packet วิ่งผ่านไปบนโครงข่ายที่ใช้สื่อสารข้อมูลทั่วไป ตัวอย่างเช่น พวกโปรแกรมOTT การโทรผ่านโปรแกรม Skype ที่หลายๆ ท่านรู้จักกันดี ซึ่งข้อดีของมันก็อยู่ที่ความประหยัดในเรื่องค่าใช้จ่ายในการสื่อสารที่ถูกลง ไม่ต้องเสียเงินแพงๆ เพื่อโทรศัพท์หาลูกที่เรียนอยู่ต่างประเทศ หรืออยู่ต่างประเทศแต่เราสามารถที่จะคุยกันผ่านช่องทางนี้ได้ทุกที่ทั่วโลก แต่มีข้อแม้ข้อเดียวเท่านั้นว่าจะต้องมี Internet แต่ก็เป็นสัจธรรมเมื่อมีข้อดีก็ต้องมีข้อเสียนั่นคืออาจมีการ delay ของเสียง เป็นต้น
             ทีนี้เรามาดูในส่วนของ VoLTE กันบ้างว่าคืออะไร VoLTE คือวิวัฒนาการอีกขั้นหนึ่งที่เพิ่มประสิทธิภาพระบบโครงข่ายไร้สายในระบบ 4G ซึ่งวิวัฒนาการชิ้นนี้เองที่จะเป็นจุดจบของโครงสร้าง circuit switch (CS 2G/3G) เพราะการทำงานจะเป็น packet data ให้วิ่งบน IP ทั้งหมด ซึ่งก็แน่นอนว่าต้องมีประสิทธิภาพดีกว่าระบบ 2G/3G ซึ่งมาดูกันซิว่า VoLTE นี้จะมีประสิทธิภาพดีขนาดไหน         ข้อแรกเลยคือมีอัตราการส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วสูง ท่านอยากทราบว่าเร็วแค่ไหน ก็เร็วขนาดที่ว่าสามารถถ่ายทอดสด ประชุมผ่าน Video conference หรือจะเป็น Live HD video ทั้งในระบบ2 มิติและ 3 มิติแบบไม่มีสะดุดโดยทั้งหมดนี้สามารถปฏิบัติการได้บนเฮลิคอปเตอร์ หาก VoLTE มีประสิทธิภาพดีขนาดนี้เราก็คงนำไปใช้ประโยชน์ได้มากมายและกว้างขวางในหลายๆ วงการ อาทิ การถ่ายทอดสดสภาพการจราจร การตรวจตราทางทะเล การถ่ายทอดสดกิจกรรมต่างๆ หรือแม้แต่ในวงการแพทย์ เป็นต้น

Credit : https://sites.google.com/site/contest2itmnida/volte-voice-over-long-term-evolution

----------------------------

LTE จะไม่มีข้อด้อยหรือจุดอ่อน ซึ่งทำให้ผู้ให้บริการโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ยังลังเลๆ ตัดสินใจ จะลงทุนดีไม่ลงทุนดี (โดยเฉพาะประเทศที่แค่ความถี่ 3G ยังใช้เวลาประมูลกันเกือบจะ 10 ปี) คือ เจ้า LTE มันไม่รองรับการใช้โทรศัพท์แบบยุค 2G และ 3G อีกต่อไปน่ะสิ

ยุค 2G/3G นั้น เมื่อผู้ใช้ต้องการโทรศัพท์หรือส่ง SMS หาผู้รับนั้น สัญญาณเสียงจะเดินทางผ่านระบบโครงข่ายสัญญาณเรียกว่า circuit switch แต่เจ้าระบบ LTE อันใหม่นี้กลับไม่รองรับ circuit switch เพราะมันเป็นระบบ packet switch แบบเพียวๆ ไม่ผสม ดังนั้นหากผู้ให้บริการโครงข่ายฯ อยากลงทุนระบบ LTE เพื่อให้บริการ high speed Internet แล้ว ก็ต้องมองหาแผนสำหรับรองรับการใช้งานโทรศัพท์แบบธรรมดาๆ เหมือนยุค 2G/3G ด้วย โดยทั่วไปก็มี 2 วิธี คือ

1) Circuit Switch Fall Back (CSFB) คือ ถ้าจะคุยเสียงก็สั่งการให้โทรศัพท์มือถือ switch กลับไปใช้โครงข่าย 2G/3G แบบเก่าไป
2) เพิ่มระบบ Voice over LTE เข้าไป (ลงทุนเพิ่มอีกล่ะ) เพื่อให้โทรเสียง (และวีดีโอ) ผ่านโครงข่าย LTE ได้เลย โดยไม่ต้องมีโครงข่าย 2G/3G รองรับ

จะเห็นว่าจุดอ่อนของเทคโนโลยี LTE นี้ น่าจะทำให้ผู้ให้บริการฯ หลายเจ้าในประเทศไทย มอง LTE อย่างลังเลๆ จะเอายังไงดีนะ จะเอายังไงดีหนอ เพราะนอกจากจะต้องเร่งลงทุนโครงข่าย 3G แล้ว ถ้ามาเร่งลงทุนโครงข่าย LTE อีกก็เงินทั้งนั้น แล้วยังเรื่องข้อจำกัดของตัวเคร่ื่องโทรศัพท์เองอีกด้วย โทรศัพท์ที่รองรับเทคโนโลยี LTE อย่างเดียวยังไม่พอ ยังต้องรองรับทางเลือก 1 และ/หรือทางเลือก 2 สำหรับโทรเสียงอีกด้วย

นี่ยังไม่พูดถึง เทคโนโลยี LTE เองก็ยังรุดหน้าไปเรื่อยๆ ขนาดที่สามารถเอาความถี่ย่าน 700, 800, 900, 1800, 2100 MHz มาใช้เป็น LTE ได้ด้วย (ไม่ใช่แค่ย่าน 2600 MHz) ลงทุนอะไรเขาก็คงต้องการความคุ้มค่าอ่ะนะ ถ้าเอาย่าน 900 และ 1800 ที่กำลังจะกลับคืนเป็นสมบัติของชาติมาประมูลใหม่เป็น LTE

Credit : https://www.facebook.com/impoaround/posts/188498607999306

----------------------------

       Voice over LTE (VoLTE): ใช้พื้นฐานของ IP multimedia subsystem (IMS) เครือข่าย VoLTE ส่งเสียงในเครือข่าย LTE ในรูปแบบของการส่งข้อมูลและไม่ได้ใช้เครือข่ายแบบดั้งเดิม Circuit switched (CS) เครือข่ายแบบดั้งเดิม CS ค่อยๆขยายและถูกแทนที่เป็น VoLTE 
       Circuit switched fallback (CSFB): เครือข่าย LTE จะใช้เฉพาะในการส่งข้อมูล /เมื่อมีบริการเสียง อุปกรณ์ของผู้ใช้ (UE) อยู่กลับไปใช้ระบบเสียงในเครือข่าย CS เดิม
       บริการเสียงพร้อมกันกับdata (SVLTE): UE เชื่อมต่อกับทั้ง LTE เพื่อใช้ data และเครือข่าย CS เพื่อใช้เสียง การแก้ปัญหานี้ ไม่ได้มีความต้องการพิเศษเครือข่าย

       CSFB และ SVLTE ต้องการให้เครือข่าย CS ให้บริการเสียงและดังนั้นจึงอาจมีข้อจำกัด
ของเครือข่าย CS แต่พวกเขามีทางเลือกที่เหมาะสมในช่วงแรกของการ LTE VoLTE เป็นบริการโครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารของรุ่นต่อไปของเครือข่ายโทรศัพท์มือถือที่มีประสิทธิภาพดีกว่า CSFB และ SVLTE ในคุณภาพของบริการ (QoS) ประหยัดค่าใช้จ่ายและการใช้ประโยชน์คลื่นความถี่ไร้สาย VoLTE ได้กลายเป็นทางเลือกที่สำคัญสำหรับผู้ให้บริการทั่วโลก

Credit : http://www.huawei.com/mwc2014/en/articles/hw-326946.htm

----------------------------

 VoLTE ก็คล้ายๆ กับ VoIP แต่สิ่งที่แตกต่างก็คือใช้การเชื่อมต่อข้อมูลผ่านช่วงคลื่น LTE แทนที่จะใช้ IP protocol และ VoLTE จะให้คุณภาพเสียงระดับเดียวกับการเปิดแผ่นซีดี ในขณะที่ Skype ให้คุณภาพเหมือนโทรหากันผ่านสายโทรศัพท์เท่านั้น ยุค 2G/3G ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จะแยกช่องสัญญาณเสียงกับข้อมูลออกจากกัน แต่พอเป็น 4G LTE จะคิดใหม่ทำใหม่ คือทุกอย่างที่ส่งกันบน LTE จะเป็นข้อมูลล้วนๆ (วิ่งบน IP ตามปกติ) ทำให้การโทรศัพท์ด้วยเสียงผ่าน LTE ตรงๆ ไม่สามารถทำได้ การใช้งานมือถือ LTE ในปัจจุบันจึงต้องใช้ทั้ง LTE และ 2G/3G ควบคู่กันไป ขึ้นกับว่าตอนนั้นสื่อสารด้วยอะไร)

ในขณะที่ยังไม่มีความแน่นนแนของการเปิดตัวในเชิงการค้าของ VoLTE หลายๆ ผู้ให้บริการมือถือเลือก solution CSFB (Called circuit switched feedback) มาแก้ปัญหาก่อน จากคำให้สัมภาษณ์ของ Mark Newman chief research officer at another research firm, Informa Telecoms & Media. นี่อาจเป็นผลมาจากทางผู้ให้บริการมือถือเกิดคำถามว่า VoLTE สามารถทำอะไรในเชิงการค้าได้บ้าง
CSFB มีฟังก์ชันที่ทำให้ Smart Phone ปิด GSM/3G radio ในขณะที่ผู้ใช้เข้าถึง internet ผ่านทาง LTE network และระบบจะเปิด GSM/3G radio อีกครั้งเมื่อมีสายโทรศัพท์เข้า ฟังก์ชันตัวนี้ออกแบบมาเพื่อ Save Battery
เกาหลีใต้ประสบความสำเร็จอย่างมากจากการใช้ VoLTE ซึ่ง บุกเบิกโดย SK Telecoms มียอดผู้ใช้บริการกว่า 3.6 ล้านคน ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นจากการที่ประเทศเกาหลีใต้มี เครือข่าย LTE ครอบคลุมเกือบทุกพิ้นที่นั่นเอง
Market Research Firm ไม่ได้คิดไปคนเดียวที่มองว่าความสำเร็จของ VoLTE ในเกาหลีใต้ จะเป็นตัวกระตุ้นให้ประเทศอื่นๆ นำ VoLTE ไปใช้ จากการให้สัมภาษณ์ของ Navinger; header of equipment vendor Ericson LTE Product division ก็เห็นด้วย เขามองว่าความสำเร็จในเกาหลีใต้น่าสนใจมาก มนจะส่งแรงกระตุ้นไปในวงกว้าง
ในขณะที่ VoLTE ยังคงไม่มีข้อสรุปอย่างแน่ชัด service ประเภท internet-based voice (over-on-top หรือ OTP)ซึ่งประกอบไปด้วย Skype, Fring, KakaoTalk, Line, Nimbuzz, WeChat and Viber กำลังได้รับความนิยมอย่างมาก จำนวนผุ้ขอใช้บริการเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คือมากกว่า 660 ล้านคน หรือ คิดเป็น กว่า 550%
เมื่อเปรียบเทียบกับปีที่แล้ว และคาดการว่าจะแตะ 1000 ล้านคนก่อนสิ้นปี อย่างก็ตาม จากข้อมูลของ Infonetics รายได้ที่ service พวกนี้ได้รับกลับอยู่ในสัดส่วนที่น้อย โดย รายรับต่อหนึ่ง ผู้ใช้บริการอยู่ประมาณ US$7.13,

สิ่งที่ผู้ให้บริการมือถือคาดหวัง คือการรวมกันของ VoLTE, HD Voice and RCS (Rich Communications Suite) เพื่อดึงดูดใจกลุ่มลูกค้า แทนที่จะเป็นแค่ Voice เพียงอย่างเดียว

ในปีนี้ RCS service (ประกอบด้วย instant messaging, video chat and content sharing) ได้มีการเปิดตัวอย่างแพร่หลายที่ประเทศ France, Germany, Spain, South Korea and the U.S. จากผู้ให้บริการอย่าง Orange, Vodafone and Deutsche Telekom แต่ไม่ทุกคนที่ทำให้ RCS เป็นสะพานไปสู่ VoLTE และผลักดันให้เกิด online messaging application ที่สมบูรณ์

บทวิเคราะห์
VoLTE เป็นอีกหนึ่งบริการบนเครื่อช่าย LTE เป็นบริการที่ถูกวางให้เป็นคู่แข่งกับ internet-based voice (over-on-top หรือ OTP) บนเครือข่าย 2G/3G ซึ่งประกอบไปด้วย Skype, Fring, KakaoTalk, Line, Nimbuzz, WeChat and Viber เนื่องจาก VoLTE จะให้คุณภาพเสียงระดับเดียวกับการเปิดแผ่นซีดี ในขณะที่ Skype ให้คุณภาพเหมือนโทรหากันผ่านสายโทรศัพท์เท่านั้น อย่างไรก้ตาม VoLTE ยังคงอยู่ในช่วงการทดสอบ ปัญหาหลักที่ทำให้ผู้ให้บริการไม่ปล่อย VoLTE ออกมาคือ ปัญหาอีกว่าเครือข่าย LTE ยังไม่ครอบคลุมพื้นที่มากนัก ดังนั้นถ้าคุยโทรศัพท์อยู่แล้วย้ายจากพื้นที่ที่เป็น LTE ไปยัง 3G จะมีปัญหาสายหลุดนั่นเอง อย่างไรก็ตาม มี หลาย ๆ solution ออกมาเพื่อแก้ไขปัญหานี้ ไม่ว่าจะเป็น CSFB หรือ SRVCC แต่ก็ยังไม่สร้างความมั่นใจที่มากพอให้กับตัวผุ้ให้บริการ
การวิเคราะห์ข้อดี และ ข้อเสีย สำหรับบริการ VoLTE สามารถสรุปได้ดังนี้

VoLTE น่าจะส่งผลดีกับทุกฝ่าย ไม่ว่าจะเป็นผู้ให้บริการ หรือ ผู้ใช้บริการ เนื่องจากข้อดี 3 ด้าน หลักดังนี้
1. VoLTE ออกแบบมาบนพื้นฐานโครงสร้างเครือข่าย LTE ซึ่งเป็นระบบเครือข่ายของวันนี้ และ อนาคต ค่าความเสี่ยงจากความล้าสมัยยังไม่น่าเป็นห่วง
2. VoLTE มาพร้อมกับคุณภาพเสียงระดับสูง ผู้ใช้บริการน่าจะมีประสบการณ์ที่ดี กับ service ตัวนี้
3. VoLTE ทำให้เกิดการใช้งานระบบเครือข่ายได้เต็มประสิทธิภาพ

ปัญหาที่ข่าวนำเสนอน่าจะเกิดขึ้น ในช่วงต้นของการ introduce ระบบ LTE ซึ่งเครือข่ายยังไม่ครอบคลุมพื้นที่มากนัก ยังคงต้องอาศัยเครือข่ายระบบเก่า อย่าง 2G/3G แต่ถ้าเครือข่าย LTE คลอบคลุมเมื่อใหร่ ความสำเร็จก้จะเป้นที่น่าชื่นชมอย่างที่ประเทศเกาหลีใต้ทำสำเร็จมาแล้ว

Credit : http://y35.wikidot.com/it2-029

----------------------------
Voice over LTE

VoLTE on iPhone 6 plus

T-Mobile VoLTE Test