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

FFR

FFR : Fractional Frequency Reuse

Fractional Frequency Reuse ซึ่งปกติแล้วการวางแผนความถี่จะต้องใช้หลักการ Frequency Reuse ของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั่วไปมาใช้งานเพื่อการแก้ไขปัญหาความถี่รบกวนได้ แต่เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงที่สุด ก็ได้มีการนำเอาเทคนิคหนึ่งมาใช้ดังรูปที่ 10 เรียกว่า Fractional Frequency Reuse

รูปที่ 10 เทคนิคการทำ Fractional Frequency Reuse

เทคนิคการทำ Fractional Frequency Reuse นี้จะมีการแบ่งโซนและการแปลงช่องสัญญาณย่อย ซึ่งโซนด้านบนก็จะทำงานด้วยช่องสัญญาณย่อยทั้งหมดที่มี ขณะที่โซนชั้นนอกก็จะทำงานด้วยช่องความถี่ย่อยเฉพาะที่ได้กำหนดไว้ ซึ่งก็จะเป็นการแบ่งความถี่ใช้งาน และกั้นไม่ให้เกิดความถี่รบกวนกันในพื้นที่ให้บริการที่ติดกันได้ ซึ่งจะมีการกำหนดการแบ่งโซนและช่องสัญญาณในโครงสร้างเฟรมของการรับส่งข้อมูล และอาจจะปรับเปลี่ยนได้ในแต่ละเฟรม ขึ้นกับระดับความถี่รบกวนที่เกิดขึ้น นับว่าเป็นระบบที่ฉลาดมาก ๆ และทำให้การทำงานง่ายขึ้นมาก ทำให้ได้คาปาซิตี้เพิ่มขึ้นด้วยความถี่เท่าเดิม

ครับ...เป็นอย่างไรกันบ้างครับกับเทคโนโลยีเด่น ๆ ของ LTE ด้วยความสามารถสูงของ LTE บวกกับความต้องการทางด้าน Mobile Broadband ที่มีอยู่มาก และได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งคงจะอีกไม่เกิน 3 ปี เราก็คงจะได้เห็น LTE ใช้งานกันแพร่หลายมากขึ้นนะครับ ปี 2010 นี้ เราจะเห็นผู้ให้บริการชั้นนำหลาย ๆ ราย เช่น NTT DoCoMo เปิดให้บริการ LTE กันบ้าง สำหรับบ้านเราอาจจะยังคงต้องรอ 3G มาก่อนนะครับ เพราะเรื่องความถี่ที่ใช้กับ LTE นั้นยังไม่ได้มีการกำหนดในบ้านเรากันเลย ก็หวังว่าเราคงจะได้เห็นการพัฒนาเทคโนโลยี 3G และ LTE ในบ้านเมืองเราเร็ว ๆ นี้ เพื่อให้การใช้งานอินเทอร์เน็ตเข้าถึงทั่วทุกครัวเรือนกันเสียที

Credit : http://www.mvt.co.th/viewnews.php?cid=3&nid=383&page=3

MIMO

MIMO : Multiple Input Multiple Output

อีกหนึ่งเทคโนโลยีหนึ่งที่จะช่วยให้ LTE ใช้งานได้ด้วยความเร็วสูง และให้สัญญาณที่ดีตามข้อกำหนดนั้นก็คือ MIMO (Multiple Input Multiple Output) เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างสิ้นเปลืองอุปกรณ์สักเล็กน้อย นั่นคือเป็นเทคโนโลยีที่มีสายอากาศในการรับส่งสัญญาณหรือ Antenna จำนวนมากกว่า 1 ตัวช่วยรับส่งสัญญาณวิทยุและผ่านกระบวนการในการจัดการสัญญาณที่ได้รับจนกระทั่งมีสัญญาณที่อยู่ในระดับที่ดีมีคุณภาพ ระดับของสัญญาณที่ดีย่อมหมายถึง Throughput ที่ดีด้วย โดยมีพื้นที่รับสัญญาณที่กว้างขึ้นและมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น สิ้นเปลืองพลังงานในการรับส่งลดลง

หากกล่าวถึงเทคโนโลยี MIMO ไม่ได้มีเพียงเทคโนโลยีเดียวเท่านั้น ซึ่งเราได้เคยกล่าวถึงกันไปบ้างแล้ว เพราะวิธีการในการเพิ่มคุณภาพและระดับของสัญญาณด้วยสายอากาศหลาย ๆ ตัวนั้นมีอยู่ด้วยกันหลายวิธี และให้ผลที่แตกต่างกัน แต่สำหรับ LTE แล้วเทคโนโลยี MIMO นี้จะใช้งาน Spatial Multiplexing

Spatial Multiplexing เป็นเทคโนโลยีที่ทำการแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกไปเป็น 2 ชุดแยกต่างหากจากกัน ส่งไปยังสายอากาศที่แยกจากกัน เรียกว่าต่างคนต่างส่งนั่นเอง โดยส่งที่ความถี่เดียวกัน ช่วงเวลาเดียวกัน ซึ่งก็จะช่วยเพิ่มความเร็วในการรับส่งได้ประมาณ 2 เท่า เพราะเสมือนกับการส่งสัญญาณผ่านสาย หากมี 2 สาย ความเร็วที่ได้ก็จะเพิ่มเป็น 2 เท่านั่นเอง เป็นแนวคิดที่ตรง ๆ ง่าย ๆ ดีนะครับ

แต่ในความเป็นจริงมันไม่ได้ง่ายเช่นนั้นครับ เพราะว่าเทคโนโลยีสื่อสารมีสายเมื่อมันส่งอะไรเหมือน ๆ กัน มันก็ไม่ได้มีอะไรมารบกวนกัน แต่สำหรับเทคโนโลยีไร้สายไม่ได้เป็นเช่นนั้น ดังนั้นเพื่อจะให้ได้หลักการที่ว่านี้ก็ต้องทำงานกันสักนิดหนึ่งล่ะครับ ก็คือมีความพยายามที่จะให้สัญญาณจากสายอากาศทั้งสองนั้นแยกออกจากกันได้ และคราวนี้ก็จะใช้เรื่อง Multipath เข้ามามีส่วนช่วยให้สัญญาณที่แยกส่งกันมานั้นแยกจากกันได้ เนื่องจากสัญญาณทั้งสองจะผ่าน Multipath แบบสุ่มที่แตกต่างกันมา และเมื่อมาถึงผู้รับก็จะมีลักษณะของเฟสและแอมพลิจูดที่แตกต่างกันไปเป็นลักษณะของตัวเองมาถึงสายอากาศด้านรับที่แยกจากกันเช่นเดียวกัน จากนั้นก็จะใช้กระบวนการประมวลสัญญาณจากสายอากาศทั้งสองในการแยกสัญญาณออกจากกัน ทำให้ได้สัญญาณเดิมที่แยกกันไปนั้นกลับคืนมา ถึงแม้ในความเป็นจริง Multipath ที่เกิดขึ้นอาจจะไม่ถึงกับทำให้สัญญาณทั้งสอง (หรือมากกว่าหากจะแยกมากกว่านั้น) แยกจากกันได้อย่างร้อยเปอร์เซนต์ แต่ทำให้ได้ความจุสัญญาณมากขึ้นอย่างแน่นอน และอาจจะได้เกือบ ๆ 2 เท่าเลยทีเดียว แต่ก็ขึ้นกับสภาพ Multipath ด้วย จึงทำให้เทคโนโลยีนี้ไม่เหมาะกับสภาพที่ส่งกันตรง ๆ แบบไม่มี Multipath เช่น Line-of-Sight และไม่สามารถที่จะมีพื้นที่ให้สัญญาณที่กว้างไกลมากนัก แน่นอนว่าสายอากาศทั้งรับหรือส่งทั้งสองตัวนั้นก็จะต้องมีระยะห่างที่เหมาะสมอีกด้วย เพื่อให้เกิดความต่างสัญญาณที่วิ่งไปหรือได้รับมา

ดังนั้นในพื้นที่ที่เหมาะสมกับการใช้งาน Spatial Multiplexing ก็คือบริเวณภายในตัวเมืองที่มีตึกรามบ้านช่อง หรือสิ่งสะท้อนสัญญาณมากมาย หรือภายในอาคาร ซึ่งจะสร้าง Multipath ได้มาก และทำให้การทำงานของ Spatial Multiplexing ดึขึ้น แม้ว่าจะไม่มีพื้นที่รับสัญญาณมากนักก็ตาม แต่ก็จะทำให้ได้คาปาซิตี้ที่มากเลยทีเดียว และไม่ต้องห่วงเรื่องพื้นที่ครอบคลุม เพราะในเมืองอย่างไรเสียก็ต้องติดตั้งสถานีฐานในระยะถี่ ๆ ไม่ห่างมากเพื่อเน้นเรื่องคาปาซิตี้อยู่แล้ว และทำให้ LTE นั้นเหมาะสมอย่างมากกับสังคมเมืองที่จะต้องใช้งานอินเทอร์เน็ตความสูง ๆ

Credit : http://www.mvt.co.th/viewnews.php?cid=3&nid=383&page=3

OFDMA

OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access

คือเทคโนโลยีใหม่ด้านความถี่คลื่นวิทยุที่นำเข้ามาใช้กับเทคโนโลยีการสื่อสารสมัยใหม่ต่าง ๆ เช่น WiMAX และ LTE ซึ่งทั้งสองเทคโนโลยีนี้เป็นเทคโนโลยีที่น่าจับตามองกันมากในโลกของการสื่อสารไร้สายในขณะนี้ เทคโนโลยีโมบายล์บรอดแบนด์หลักต่อไปก็จะมีทั้งสองตัวนี้เป็นตัวหลัก ซึ่งสำหรับเทคโนโลยี WiMAX ใช้งาน OFDMA ทั้งในส่วนของดาวน์ลิงก์และอัพลิงก์ แต่ LTE ได้เลือกใช้เทคโนโลยี OFDMA สำหรับด้านดาวน์ลิงก์เท่านั้น

OFDMA มาจากเทคโนโลยี OFDM ที่มีพื้นฐานของ FDM ซึ่งแบ่งสัญญาณความถี่ออกจากกันเพื่อให้แต่ละช่องสัญญาณไม่มีการรบกวนกัน และทำการรับส่งข้อมูลกันได้อย่างราบรื่น แต่การที่จะทำให้มันไม่รบกวนกันนั้นไม่ได้ใช้วิธีการใช้ Guard Band เพื่อแยกแต่ละความถี่ออกจากกัน ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองความถี่โดยใช่เหตุ แต่จะใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าการทำให้มันเป็นอิสระต่อกันหรือ Orthogonal ที่เป็นคำ ๆ หนึ่งในชื่อของมันนั่นเองครับ

สัญญาณที่ Orthogonal กันนั้นเมื่อผ่านการโมดูเลชั่นที่ทำให้เกิดสัญญาณ Sideband รอบข้างขึ้นนั้นจะไม่มีผลต่อช่องสัญญาณข้าง ๆ ซึ่งจะสังเกตได้จากความถี่กลางของช่องสัญญาณนั้นจะไม่มีสัญญาณรบกวนใด ๆ (สังเกตจากตรงกลางของ f2 ไม่มีสัญญาณอะไรเป็นค่าศูนย์) เนื่องจากช่องสัญญาณนั้นเป็น Orthogonal กันดังรูปที่ 2 ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ Guard Band มาช่วยป้องและทำให้สูญเสียสเปกตรัมความถี่ไปบางส่วนไปอย่างเปล่าประโยชน์ ทำให้การรับส่งสัญญาณความถี่นี้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ได้อัตรา Throughput ที่สูงกว่านั่นเอง

รูปที่ 2 การผสมสัญญาณที่ Orthogonal ต่อกัน

และเมื่อได้ช่องสัญญาณ Orthogonal เช่น ที่ความถี่ X, 2X, 3X kHz ดังรูปที่ 3 เราก็สามารถที่จะย้ายความถี่ไปด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่น การโมดูเลชั่นให้ไปยังความถี่อื่นที่ใช้รับส่งออกอากาศ เช่น ที่ Y MHz สัญญาณ Y MHz + X kHz, Y MHz + 2X kHz เป็นต้น ก็ยังคงเป็น Orthogonal ต่อกันอยู่ และยังคงช่วยให้การใช้งานความถี่มีประสิทธิภาพสูงเช่นเคย

รูปที่ 3 สัญญาณฮาร์โมนิกที่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่

และเมื่อได้หลักการสร้างสัญญาณ OFDM มาแล้ว เราก็สามารถที่จะทำการสร้างสัญญาณที่แต่ละช่องสัญญาณเป็นอิสระต่อกันขึ้นได้ และโดยทั่วไปแล้วการใช้งาน OFDM ที่เกิดขึ้นจะเป็นลักษณะของ Multi-carrier Communication ซึ่งจะช่วยในเรื่องของสัญญาณรบกวนต่าง ๆ ได้ดีกว่า โดยจะทำการกระจายสัญญาณออกเป็นหลาย ๆ สายและส่งเข้าไปในแต่ละช่องสัญญาณเพื่อส่งออกอากาศอีกทีหนึ่ง ทำให้สัญญาณที่ออกไปมีคุณภาพดี และยังประหยัดความถี่จากประสิทธิภาพของ OFDM อีกด้วย

แต่ในทางปฎิบัตินั้น หากเราพิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการสร้างสัญญาณ OFDM นั้น จำเป็นที่จะต้องใช้ความถี่หลาย ๆ ชุดด้วยกัน ซึ่งจำเป็นจะต้องใช้ Oscillator หลายชุด วิธีนี้เรียกว่า Discrete Technology เป็นวิธีที่ค่อนข้างสิ้นเปลืองและมีขนาดใหญ่ ยากที่จะนำมาใช้งานในอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่หรือการ์ด PCMCIA ได้ หากใช้วิธีนี้โอกาสที่จะเห็นอุปกรณ์การสื่อสารขนาดเล็ก เช่น LTE หรือ WiMAX 802.16e ที่สามารถจะพกพาไปไหนได้สะดวกก็ยากที่จะเกิดขึ้น

รูปที่ 4 การสร้าง OFDM ด้วยวิธีแบบดั้งเดิม

ดังนั้นจึงได้ค้นหาวิธีที่จะทำให้การใช้ OFDM เป็นจริงขึ้นมาได้ และวิธีที่ว่านั้นก็คือการใช้งาน IFFT หรือ Inverse Fast Fourier Transform ซึ่งเป็นการใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ กระทั่งได้ Sampling สัญญาณที่ความถี่ต่าง ๆ ที่ Orthogonal กันออกมา จากนั้นจึงค่อยส่งออกอากาศไปนั่นเอง ซึ่งวิธีนี้จะประหยัดทั้งพลังงาน ขนาดเล็ก และง่ายต่อการออกแบบมากกว่า ทำให้อุปกรณ์ที่ใช้งานมีขนาดเล็กและประหยัดพลังงานมากกว่า จึงเป็นวิธีที่นิยมใช้งานกันในปัจจุบัน

รูปที่ 5 การสร้างสัญญาณ OFDM ด้วย IFFT

คราวนี้เมื่อเราต้องการที่จะใช้งาน OFDM สำหรับการรับส่งคลื่นวิทยุสำหรับหลาย ๆ ยูสเซอร์เช่นเดียวกับที่ FDM เคยเป็นมาแล้ว นั่นคือ FDM ก็กลายเป็น FDMA

ฉะนั้น OFDM ก็กลายเป็น OFDMA ลักษณะของ OFDMA จะเป็นการแบ่งช่องสัญญาณย่อยหรือ Subcarrier ให้กับแต่ละยูสเซอร์ หากแต่การแบ่งนั้นจะเป็นลักษณะเปลี่ยนแปลงช่องสัญญาณความถี่ย่อยตามเวลาที่เปลี่ยนไป โดยจำนวนของช่องสัญญาณแต่ละยูสเซอร์นั้นจะขึ้นกับคุณภาพการให้บริการหรือ QoS ที่ให้บริการนั้น

รูปที่ 6 ตัวอย่างการแบ่งช่องสัญญาณของ OFDMA

ข้อดีของการทำเช่นนี้ก็คือมันจะช่วยกระจายความเสี่ยงที่เกิดขึ้นจากสัญญาณรบกวน โดยเฉพาะสัญญาณรบกวนแบบ Narrow Band Interference ได้ดี หากเกิดการรบกวนขึ้นสัญญาณที่หายไปก็จะเป็นเพียงแค่ส่วนย่อยและชั่วคราวเท่านั้น สามารถที่จะแก้ไขได้ด้วยวิธีการอื่น เช่น การใช้ Error Coding เป็นต้น ทำให้คุณภาพสัญญาณที่มีนั้นดีขึ้น อีกทั้งทำให้สามารถที่จะใช้ทรัพยากรความถี่ร่วมกันหลาย ๆ ยูสเซอร์ได้

รูปที่ 7 ผลกระทบที่เกิดจาก Narrow Band Interference

ข้อดีของเทคโนโลยี OFDMA ก็คือประสิทธิภาพที่ดีทั้งเรื่องการใช้ความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การแก้ไขปัญหาสัญญาณรบกวนได้ดี อีกทั้งยังสามารถที่จะเลือกใช้ความถี่ต่าง ๆ ได้อย่างยืดหยุ่นมากกว่า แต่ก็จะมีข้อเสียก็คือค่า PAPR (Peak to Average Power Ratio) ที่สูง ซึ่งส่งผลต่อการกินไฟที่มากกว่าปกติ มีประสิทธิภาพด้านพลังงานที่ลดลง และนั่นทำใหั้นเหมาะกับการใช้งานด้านดาวน์ลิงก์มากกว่า ซึ่งเป็นสิ่งที่ LTE ได้เลือกใช้นั่นเอง

Credit : http://www.mvt.co.th/viewnews.php?cid=3&nid=383&page=3

eNode B

eNode B : evolved Node B

สำหรับในส่วนของ Radio Access Network นั้น จะปรับปรุงให้เจ้า Node B มีความฉลาดมากขึ้น โดยพัฒนาขึ้นเป็น eNode B หรือ evolved Node B ซึ่งจะรวมเอาหน้าที่ของ RNC เข้า ไปด้วย เพื่อให้มีความฉลาดมากขึ้น สามารถที่จะจัดการอะไรๆ ได้ด้วยตัวเอง และโครงสร้างที่แบนราบมากขึ้น สามารถที่จะส่งต่อการเชื่อมต่อไปยังสถานีฐานข้างๆ ได้ด้วย X2 interface ที่เชื่อมระหว่างกัน ทำให้มีค่า Latency ต่ำลง ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบโครงสร้าง Radio Access Network ของทั้งคู่

Credit : http://watkhaothum03.blogspot.com/2010/09/39g-hspa-vs-lte_13.html

SAE

SAE : System Architecture Evolution

SAE โดยเป็น Network ที่อาศัย IP address (IPv6) ทั้งระบบเป็นการส่งข้อมูล/เสียงแบบ Packet Switchล้วนๆ อาทิ อุปกรณ์ ด้านวิทยุ เครือข่ายหลัก ระบบสนับสนุนการทำงาน รวมถึงการวางแผนกงานและปรับปรุงเครือข่าย ซึ่งได้ติดตั้งสถานีฐานรุ่นระบบ4G และโซลูชั่นสถาปัตยกรรมเครือข่ายหลักในระบบ LTE SAE ซึ่งมีความเสถียรภาพสูงและช่วยให้การติดตั้งเครือข่ายทำได้รวดเร็ว

Credit : http://www.techz500.com/?p=263
Credit : http://www.thaipr.net/general/265934

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

QCI

QCI : QoS class identifier

QoS class identifier (QCI) คือระดับเพื่อประกันคุณภาพของสัญญาณ เป็นการจองช่องสัญญาณโดย MME เป็นตัวกำหนดค่ามาให้จะแบ่งตามช่องของการทำไปใช้งานต่างๆตามตาราง ทั้งแบบ GBR (Guaranteed bit rate) และ Non-GBR (Non-Guaranteed bit rate)

ตำอย่างของ QCI ในการใช้บริการในเครือข่าย LTE
Default bearer 1: เริ่มการจองช่องด้วยการส่งสัญญาณ (SIP signaling) ในส่วนระบบIMS. โดยใช้ QCI 5 *ต้องใช้ QCI5 ก่อนเสมอ
Dedicated bearer: เกิดใช้สายโทร VoLTE VoIP traffic. ก็จะใช้ QCI 1 เชื่อมต่อไปยัง Default bearer 1
Default bearer 2: เพื่อใช้งานต่างๆ smartphone (video, chat, email, browser etc), ก็จะใช้ QCI 9

Credit : http://4g-lte-world.blogspot.com/2013/01/quality-of-service-qos-in-lte.html

Credit : http://4g-university.com/tag/default-bearer/

CSFB

CSFB : Circuit Switched fallback // CS Fallback

    Circuit Switch Fall Back (CSFB) คือ ถ้าจะคุยเสียงก็สั่งการให้โทรศัพท์มือถือ switch กลับไปใช้โครงข่าย 2G/3G แบบเก่าไป โดยยุค 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

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

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

LTE เป็นระบบที่สนับสนุนการใช้งานข้อมูลความเร็วสูงผ่าน PS(Packet Switch) Core Network ล้วนๆ ซึ่ง ณ ขณะปัจจุบัน LTE Network ที่ใช้กันอยู่ ก็จะอยู่บนมาตรฐานของ 3GPP Rel8 หรือ Rel9 เป็นส่วนใหญ่

ซึ่งโทรศัพท์มือถือที่มีออกมารองรับตัวอย่างเช่น Samsung Galaxy SII ในบางประเทศที่มีระบบ LTE แล้ว เจ้าโทรศัพท์รุ่นนี้ก็จะรองรับ LTE ด้วย

ปัญหามันก็คือ มันไม่ใช่ Aircard ที่ใช้งานดาต้าเพียงอย่างเดียว มันมีการใช้งานด้านเสียงเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ซึ่งระบบ LTE ที่เป็นอยู่ในตอนนี้ ก็จะมี EPC (Evolved Packet Core Network) เท่านั้นเป็นตัวควบคุม แต่การใช้งานด้านเสียงส่วนใหญ่ในวันนี้ ยังอยู่บน CS (Circuit Switch) Core

การแก้ปัญหาในขั้นต้นของระบบ LTE ก็จะทำโดยกระบวนการที่เรียกว่า CSFB (Circuit Swith Fall Back) คือ ตัดระบบเรดิโอบน LTE ไปก่อน แล้วทำการต่อสัญญาณใหม่บนระบบเดิมอย่าง 2G หรือ 3G อัตโนมัติ ซึ่ง User Experience จะสามารถรู้สึกได้ถึงการดีเลย์

ใน 3GPP Rel10 และหลังจากนี้ ซึ่งน่าจะมีการใช้งานอย่างเต็มรูปแบบช่วงปลายปี 2012 นี้เป็นต้นไป ก็จะมีระบบสนับสนุนเข้ามาใหม่อย่าง IMS (IP Multimedia Subsystem) ที่สามารถ 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 :)

แล้วทำไมต้อง Rel10?

ใน 3GPP Rel10 นี้ จะมีหนึ่งฟังก์ชั่นที่เข้ามาช่วยในการทำหน้าที่ นั่นก็คือ Single Radio Voice Call Continuity – SRVCC (Enhancement) ที่จะมาทำให้ Inter-RAT Handover จาก LTE สู่ระบบเดิมอย่าง 2G/3G เป็นได้อย่างดียิ่งขึ้นนั่นเอง

  

ปล. ไม่เคยแงะ Samsung Galaxy SIII มาดู Qualcomm Shipset ข้างในแฮะ แต่ถ้าเจอชิพ MDM9600 ก็คุ้มที่จะซื้อกัน เพราะว่าซัพพอร์ต Rel10 เรียบร้อย

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

LTE Band

LTE Band

แผนที่โลกบ่งชี้ประเทศที่มีการนำเอาเทคโนโลยี LTE ไปใช้

ประเทศที่ให้บริการ 4G / ประเทศที่กำลังดำเนินการหรือวางแผน / ประเทศที่กำลังทดสอบ

หลายๆคนที่ชอบอ่านสเปคโทรศัพท์มือถือ แล้วค้นหาไปเจอเรื่องการรองรับ 4G LTE แล้วหลายๆแหล่งมักจะเขียนว่ารองรับ Band 1, 3 ,7, 28 หรืออะไรก็ตามที ซึ่งก็น่าจะงงกันว่า แล้ว Band เหล่านี้มันคือคลื่นความถี่อะไรบ้าง และมันรองรับของที่ประเทศไทยหรือไม่ ซึ่งส่วนตัวผมเองก็มึนเช่นเดียวกัน ฉะนั้นจึงขอไปสรุปเอาจาก Wikipedia มาให้ได้ทราบกัน

 ตารางสรุป 4G LTE คลื่นความถี่ (Frequency) และBand ต่างๆ รวม 25 Band

Band	ความถี่ (MHz)	Duplex Mode
1	2100	FDD
2	1900	FDD
3	1800	FDD
4	1700	FDD
5	850	FDD
7	2600	FDD
8	900	FDD
9	1800	FDD
11	1500	FDD
12	700 a	FDD
13	700 c	FDD
17	700 b c	FDD
18	800	FDD
19	800	FDD
20	800	FDD
21	1500	FDD
25	1900 g	FDD
26	800	FDD
28	700	FDD
38	2600	TDD
20	800	FDD
40	2300	TDD
41	2500	TDD
42	3500	TDD
43	3600	TDD

แต่สำหรับคนที่กำลังจะเดินทางไปต่างประเทศแล้วอยากรู้ประเทศนั้นๆรองรับ 4G LTE คลื่นความถี่อะไรบ้าง ก็เข้าไปดูใน Wikipedia :: List of LTE Networks ได้นะครับ ไล่มาให้ครบเลย

แต่ถ้าเอาสรุปประเทศสำคัญๆ ก็น่าจะประมาณนี้ คือ 

ไทย รองรับ Band 1 หรือ 2100MHz (DTAC&TRUE)

อเมริกา รองรับ Band 4 หรือ 1700MHz เป็นสำคัญ

ญี่ปุ่น รองรับ Band 1 หรือ 2100MHz แบบเดียวกับที่ไทย

สิงคโปร์-ฮ่องกง-จีน รองรับ Band 3,7 หรือ 1800, 2600MHz เป็นสำคัญ

เกาหลี รองรับ Band 1, 3, 5 หรือ 2100, 1800, 850MHz

ประเทศแถบยุโรป รองรับ 3, 7, 20 หรือ 1800, 2600, 800MHz เป็นสำคัญ

ฉะนั้นถ้าให้แนะนำมองหามือถือที่รองรับ 4G LTE Band 1, 3, 4, 7 ครับ

ใครมีข้อมูลเพิ่มเติมหรืออยากจะเสริมส่วนไหน มาบอกได้ใน Comment เลยนะครับ เดี๋ยวเพิ่มให้

ทางคุณ pd2002 มาเขียนเพิ่มเติมถึงสาเหตุว่าทำไม LTE ถึงได้มีคลื่นความถี่หลายมาตรฐานให้นะครับ

ทำไม LTE ไม่มีมาตรฐานคลื่นเดียว (และเทคโนโลยีที่จะใช้หลังจากนี้ด้วย)?

ปกติแล้ว 3G 2100 ที่มันมีมาตรฐาน เพราะมันออกแบบมาให้ใช้คลื่นได้จำกัด คือไม่สามารถใช้มากกว่าจำนวนที่ออกแบบได้แล้ว ดังนั้น 2100 ชุดเดียว ก็สามารถรองรับ 3G ได้หลายค่าย (อย่างบ้านเรา 15MHzx4 / 2100 มีคลื่นให้ใช้ได้ 60MHz)

แต่ LTE มันเกิดหลังจาก 3G ดังนั้นคลื่นที่เหลือแต่ละประเทศจึงไม่ตรงกัน (เป็นการเอาคลื่นจากส่วนอื่นมารีฟาร์มเป็น LTE) มันเลยต้องออกแบบให้รองรับได้หลายคลื่นเป็นพื้นฐานเพื่ออำนวยความสะดวกให้กับค่ายมือถือ/Regulator แต่ว่า

 LTE-A มีเทคโนโลยีจุดเด่นเรียกว่า Carrier Aggregation คือการเอาคลื่นหลายๆคลื่นมารวมๆกัน เพื่อให้ความเร็วมันเพิ่มมากขึ้น อย่างตอนนี้เกาหลี ให้บริการที่ 225 Mbps มันเกิดจากการเอาคลื่นหลายคลื่นมาผสมกัน

ในกรณีนี้ เช่นค่าย SK Telecom ใช้ 850 10MHz, 1800 20MHz, 2100 10MHz รวมกันได้ 40 MHz ได้ความเร็ว 225 Mbps (คิดง่ายๆแบบชาวบ้าน 10MHz = 75Mbps) และก็เป็นแบบนี้กับประเทศอื่นค่ายอื่นด้วยเช่นกันครับ นี่เป็นเหตุผลว่าทำไม LTE, LTE-A ไม่มีคลื่นมาตรฐานแล้ว คือมัน support ทุกคลื่น มือถือก็ต้องทำให้ support แบนด์หลักๆด้วยครับ ในอนาคตอีกสองสามปีจะมี LTE 700 อีก เพราะมันเป็นคลื่นรีฟาร์มจากฝั่ง Broadcast 700 นี่ลงเสาเดียว ตูมมม รัศมีสะใจไปเลย คุ้มมาก

Credit : http://droidsans.com/what-4g-lte-band-to-purchase

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

ส่วนใหญ่ 700 850 900 1800 2100 พวกนี้ FDD-LTE หมดครับ
TD-LTE มีคลื่นรองรับที่ใช้ได้ไม่มาก ความจริงไม่ต้องไปสนใจคลื่นก็ได้ ดูตรง Band เอาครับ จะได้ไม่สับสน 
ส่วนใหญ่ถ้าเขียนว่ารองรับ LTE ตามด้วยชือคลื่นจะเป็น FDD โดยอัตโนมัติ (UP/DOWN คนละความถี่ -- บางทีเขียนเป็นเลข Band)
ส่วนอันไหนรองรับ TD-LTE ถึงจะเขียนแยกออกมาครับ

กสทช.กำหนดความถี่วิทยุย่าน 2100 MHz เป็นย่านความถี่ที่ให้บริการ 3G โดยเป็นความถี่วิทยุแบบเป็นคู่(Paired Frequency) ที่ใช้วิธี FDD และแบ่งแถบความถี่เป็นสองช่วงคือ 1920-1980 MHz และ 2110-2170 MHz โดยที่ความถี่วิทยุ 1920-1980 MHz เป็นความถี่วิทยุรับของสถานีฐาน(Uplink) และความถี่วิทยุ 2110-2170 MHz เป็นความถี่วิทยุส่งของสถานีฐาน(Downlink) 
ถ้าเป็นย่าน 2100 MHz ที่เราใช้อยู่ตอนนี้ ทั้ง 3 ค่าย  ไม่ว่าจะเป็น 3G  4G  เป็น FDD หมด
ถ้าคลื่น 1800Mhz  ต้องไปดูว่ามีประมูลความถึ่เท่าไหร่บ้าง แล้วเอาไปเทียบกับ ข้อกำหนดของ 3GPP  Release 11  ถึงจะรู้ว่า เป็น  FDD หรือ TDD 

Credit : http://pantip.com/topic/32367606