เราคุ้นเคยกับเครือข่ายไร้สายแบบ WLAN (Wireless Local Area Network) และเครือข่าย Wi-Fi (Wireless Fidelity) กันมาอย่างยาวนาน แต่รู้หรือไม่ว่าเครือข่ายไร้สายแบบ WMN (Wireless Mesh Network) กำลังก้าวเข้ามาสร้างความก้าวหน้าใหม่ ๆ ให้กับเทคโนโลยีการสื่อสารและการเชื่อมต่อแบบไร้สาย บทความนี้จะพาทุกคนมาทำความรู้จักกับ WMN แบบทะลุปรุโปร่ง ชัด ๆ ไม่มีกั๊ก ใน 5 นาที เอาล่ะ มาเริ่มกันเลย
เครือข่ายเมชไร้สาย (Wireless Mesh Network) คืออะไร?
เครือข่ายเมชไร้สาย (Wireless Mesh Network) หรือ WNM เป็นเครือข่ายการสื่อสารแบบไร้สายประเภทหนึ่ง ที่แต่ละโหนดในเครือข่ายเชื่อมต่อกันและสื่อสารกันอย่างไร้สายด้วยโทโพโลยีแบบตาข่าย (Mesh Topology) ก่อเกิดเป็นเครือข่ายไร้สายที่มีความแข็งแรงและสามารถขยายความครอบคลุมสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ ซึ่งเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) สามารถใช้งานได้ทั้งภายในอาคาร (indoor) และกลางแจ้ง (outdoor) รองรับทั้งการสร้างเป็นเครือข่ายขนาดเล็กไปจนถึงเครือข่ายขนาดใหญ่
เครือข่ายประเภทนี้กําลังเป็นที่นิยมมากขึ้นเนื่องจากข้อดีหลายประการ คือ มีระดับความเชื่อถือได้สูง (high reliability), สะดวกต่อการปรับขยายขนาด (scalable), สามารถติดตั้งวางระบบได้ง่าย (easy for deployment) และยังสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายไร้สายรูปแบบอื่น ๆ ได้หลากหลาย อาทิเช่น เครือข่ายเซลลูลาร์, เครือข่าย Wi-Fi, เครือข่าย WiMAX หรือเครือข่าย WiMedia เป็นต้น
ลักษณะสำคัญ (Characteristics) ของเครือข่ายเมชไร้สาย
- เป็นเครือข่ายแบบไร้สาย (Wireless) ทั้งหมด คือ ทุกโหนดในเครือข่ายสามารถสื่อสารเชื่อมโยงกันได้โดยไม่ต้องใช้สายสัญญาณ
- เป็นเครือข่ายแบบ ad hoc คือ สามารถ set up ได้ทันที โดยไม่ต้องเตรียมโครงสร้างพื้นฐาน (infrastructure) ไว้ก่อน และแต่ละ node สามาถจัดการสร้าง connection ระหว่างกันได้เอง (self forming / self-organizing / self-management / self-configuration)
- แต่ละ node จะเชื่อมต่อแบบ Peer-2-Peer (P2P) กับโหนดเพื่อนบ้าน (neighbor node)
- รูปแบบการเชื่อมโยงในเครือข่ายเป็นแบบ Multipoint-to-Multipoint คือแต่ละโหนดสามารถเชื่อมต่อกับโหนดอื่น ๆ ที่อยู่บริเวณใกล้เคียงได้หลายโหนด ดังนั้นแต่ละโหนดจึงมีเส้นทาง (path) ในการสื่อสารกับโหนดอื่น ๆ ในเครือข่ายมากกว่า 1 เส้นทาง ส่งผลให้การรับส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพมาก
- การส่งต่อข้อมูลระหว่างสอง endpoints ในเครือข่าย จะมีลักษณะเป็นแบบ multi-hop คือข้อมูลจะถูกส่งออกจากโหนดต้นทาง (source node) ออกไปยังโหนดเพื่อนบ้านที่เป็นโหนดระหว่างทางหรือโหนดตัวกลาง (intermediate nodes) ในเส้นทาง จากโหนดสู่โหนด จนกว่าจะถึงโหนดปลายทาง (destination node / sink node)
- แต่ละโหนดในเครือข่ายมีความสามารถด้าน routing ในตัว เพื่อใช้หาเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งผ่านข้อมูล และหากมีเส้นทางไหนใช้การไม่ได้ ก็จะมีการหาเส้นทางอื่นเพื่อลำเลียงข้อมูลไปยังไปทาง จึงเรียกได้ว่าเป็นเครือข่ายที่มีคุณสมบัติ self-healing หรือ fault tolerance
- โหนดในเครือข่ายไร้สายแบบตาข่ายจะเป็นแบบเคลื่อนที่ (mobile) หรือแบบตรึงอยู่กับที่ (stationary) ก็ได้
- สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายรูปแบบอื่น ๆ ได้ เช่น เครือข่ายใช้สาย, เครือข่ายเซลลูลาร์, เครือข่าย Wi-Fi, เครือข่าย WiMAX หรือเครือข่าย WiMedia เป็นต้น
- สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายผ่าน Wi-Fi, Zigbee หรือเทคโนโลยีไร้สายอื่นๆ ได้
- สำหรับเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จำนวนโหนดที่เพิ่มขึ้นหมายถึงจำนวนเส้นทาง (alternate paths) ในเครือข่ายที่เพิ่มขึ้นด้วย
- เครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) เป็นเน็ตเวิร์กที่ “ปรับตัวเอง/จัดการตัวเองได้” คือมีความสามารถที่เรียกกันว่า self-organization หรือ self-management โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเด็นคือ
1. สามารถก่อร่างสร้างเป็นเครือข่ายได้เอง (self-forming) รวมทั้งสามารถตั้งค่าการสื่อสารระหว่างกันได้เอง (self-configuration) แต่ละ node สามาถจัดการสร้าง connection ระหว่างกันได้เองโดยไม่ต้องอาศัยแอดมิน เมื่อมีการ node ใหม่เพิ่มเข้ามาในเครือข่ายก็สามารถทำความรู้จัก node ใหม่ได้อย่างอัตโนมัติ
2. สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ (self-healing) คือ กรณีที่ node บางตัวในเส้นทางที่ดีที่สุดไม่สามารถทำงานได้ จะทำการค้นหาและเปลี่ยนไปยังเส้นทางอื่น ๆ โดยอัตโนมัติ
ข้อดีของเครือข่ายเมชไร้สาย
- มีความเชื่อถือได้สูง (High Reliability)
เนื่องจากแต่ละ node ในเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) มีหลากหลายเส้นทางให้เลือกใช้ในการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลจาก source ไปยัง destination ดังนั้นหากโหนดใดล้มเหลวจนเส้นทางที่ผ่านโหนดนั้นเกิด failure ใช้งานไม่ได้ ก็ยังมีเส้นทางอื่นให้ใช้ เครือข่ายยังคงสามารถทำงานได้โดยการกําหนดเส้นทางข้อมูลผ่านโหนดอื่น จึงช่วยลดปัญหาคอขวด และช่วยให้เกิด load balancing ของ traffic ในเครือข่าย ส่งผลต่อ network reliability โดยรวม - ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability)
ด้วยคุณสมบัติ self-organization/management, self-forming, self-configuration ทำให้เครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) เป็นเครือข่ายที่มีความยืดหยุ่น สามารถปรับขยายขนาดหรือเพิ่มโหนดได้ง่าย ตอบสนองต่อความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปในการใช้งาน - ติดตั้งวางระบบได้ง่าย (Ease of Deployment)
ลองนึกภาพการติดตั้งเครือข่ายแบบเดิม ๆ ที่ใช้สายเคเบิลในการรับส่งสัญญาณข้อมูล เราจะต้องเตรียมสายแลน, อีเธอร์เน็ตสวิตช์ อุปกรณ์เข้าหัว RJ45 ไหนจะต้องเตรียมรางเก็บสาย หรืออาจจะต้องเจาะผนัง ฝังท่อในกำแพง ปีนฝ้า ติดกิ๊บเพื่อเก็บระเบียบสาย ยิ่งถ้าระยะเดินสายเกิน 100 เมตรก็อาจจะมีสายไฟเบอร์ออปติกเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย ซึ่งก็จะต้องมี media converter เพื่อใช้แปลงสัญญาณ
สำหรับกรณีของเครือข่ายไร้สายอย่าง WLAN หรือ Wi-Fi ถึงแม้ว่าเครื่อง Client จะไม่ต้องใช้สายสัญญาณในการสื่อสารกับ Access Point (AP) แต่ทว่าตัว AP เองก็ยังต้องมีสายเคเบิลเสียบเข้าตัวมันเองอยู่ดี ดังนั้นการกระจายอุปกรณ์ AP ออกไปในพื้นที่จึงยังคงมีภาระงานในการจัดเตรียม infrastructure อยู่
แต่ในเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ซึ่ง Mesh Router สามารถเชื่อมต่อกันได้เองเพื่อขยาย network range ออกไปโดยไม่ต้องพึ่งสาย นั่นหมายความว่าเครือข่าย WMN ได้ตัดความยุ่งยากซับซ้อนในการจัดเตรียมเครือข่ายออกไปอย่างมาก การติดตั้งวางระบบเพื่อใช้งานจึงสามารถทำได้อย่างง่ายดายกว่าเดิม - ประหยัดต้นทุน (Cost-effective)
นอกจากความสะดวกในการจัดเตรียมเครือข่ายเพื่อใช้งานแล้ว การที่เครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ไม่จำเป็นต้องอาศัยโครงสร้างพื้นฐานเหมือนเครือข่ายรูปแบบเดิม ๆ ทำให้ต้นทุนในการจัดเตรียมเครือข่าย (cost of deployment) ลดลงอย่างมาก ประหยัดทั้งเวลาและแรงงานบุคลากร รวมทั้งทำให้ค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษา (maintenance) เครือข่ายลดน้อยลงตามไปด้วย โดยเฉพาะเมื่อต้องการวางระบบเน็ตเวิร์กที่ครอบคลุมพื้นที่กว้างจะสามารถเห็นความแตกต่างด้านต้นทุนได้อย่างชัดเจน
องค์ประกอบของเครือข่ายเมชไร้สาย
ในเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จะแบ่งโหนดออกเป็น 3 ประเภท คือ WNN Clients, WMN Routers และ WMN Gateways
- WNN Clients
คืออุปกรณ์ของผู้ใช้ (End-user Devices) เช่น แล็ปท็อปคอมพิวเตอร์, อุปกรณ์แท็ปเล็ต หรือสมาร์ทโฟน ส่วนใหญ่มักเป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่ (mobile) มีพลังงานจำกัด อาจจะมีความสามารถด้าน routing อยู่ในตัวหรือไม่ก็ได้ โดยที่อุปกรณ์เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายอยู่ตลอดเวลา - WMN Routers
คือกลุ่มของ mesh routers ที่เชื่อมต่อแบบไร้สายกันเป็นร่างแห ทำหน้าที่กําหนดเส้นทางการรับ-ส่งข้อมูลภายในเครือข่าย ทำหน้าที่ในการหาเส้นทางที่ดีที่สุด และส่งต่อข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง - WMN Gateway
คืออุปกรณ์ router พิเศษที่ทำหน้าที่เป็น bridge เชื่อมต่อกับ External Network เช่น เชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ต หรือเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น ๆ
มาตรฐาน IEEE 802.11s กับการดำเนินการเครือข่ายเมชไร้สาย
ปัจจุบัน การเชื่อมต่อเครือข่าย WMN จะดำเนินการภายใต้กรอบมาตรฐาน IEEE 802.11s ซึ่งถูกริเริ่มโดยสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์หรือ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) มาตั้งแต่ ค.ศ.2003 และมีการศึกษาพัฒนาเป็นช่วงเวลาหลายปี จนกระทั้งเสร็จสมบูรณ์และได้รับการอนุมัติมาตรฐานในปี ค.ศ.2011
สาระสำคัญของมาตรฐาน IEEE 802.11s คือการเพิ่มขีดความสามารถให้โหนดในเครือข่าย WLAN (Wireless Local Area Network) สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้เองในลักษณะของเครือข่ายร่างแห (Mesh Networking) โดยไม่ต้องพึ่งโครงสร้างพื้นฐาน ( Infrastructure) โดยมีการนิยาม Extended Service Set (ESS) และ Wireless Distribution System ในมาตรฐานดังกล่าว
อาจจะกล่าวได้ว่า เครือข่ายเมชไร้สาย (WNM) เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อยอดเครือข่าย WLAN (Wireless Local Area Network) ให้รองรับโทโพโลยีแบบตาข่าย (Mesh Topology) และมีความ fully wireless มากขึ้น (เป็นแบบไร้สายทั้งหมด)
เครือข่ายเมชไร้สายเหมาะสำหรับการใช้งานแบบใดบ้าง
- เหมาะสำหรับสถานที่ที่การเดินสายสัญญาณทำได้ลำบาก หรือไม่สามารถเดินสายสัญญาณได้
- เหมาะสำหรับการติดตั้งเครือข่ายเพื่อใช้งานชั่วคราว
- เหมาะสำหรับการขยายเน็ตเวิร์คต่อจากโครงสร้างเน็ตเวิร์กเดิม
- เหมาะสำหรับการติดตั้งเครือข่ายเพื่อใช้งานในพื้นที่ Outdoor เช่น การวางระบบเครือข่ายเพื่อติดตั้งระบบรักษาความปลอดภัย เช่น กล้อง surveillance camera, ระบบ car park access control, ระบบเฝ้าติดตามการจราจรบนถนน เป็นต้น
การประยุกต์ใช้งานเครือข่ายเมชไร้สาย
เครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ได้รับการคาดหมายว่าจะเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่จะเข้ามาช่วยยกระดับคุณภาพชีวิตของมนุษย์ให้ดีขึ้นกว่าเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อความหวังในการทำให้ผู้คนสามารถเข้าถึงอินเตอร์เน็ตความเร็วสูง (high bandwidth internet) ได้จากทุกที่ทุกเวลา อันจะเป็นต้นธารสำหรับการพัฒนาความก้าวหน้าในด้านต่าง ๆ ต่อไป
ตัวอย่างของการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ในขอบข่ายซึ่งเทคโนโลยีไร้สายอื่น ๆ ไม่รองรับหรือไม่เอื้อให้ดำเนินการได้ ได้แก่
- การขยายบริการอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงให้ครอบคลุมพื้นที่ห่างไกล
ปัจจุบัน การเข้าถึงอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงไม่เพียงแต่เป็นการยกระดับคุณภาพชีวิต แต่ยังมีบทบาทสําคัญในเชิงเศรษฐกิจอีกด้วย กิจกรรมในชีวิตประจำวันของผู้คนในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นการโทร video call หาเพื่อนหรือคนในครอบครัว, การประชุมแบบ video conference เพื่อเจรจาธุรกิจ, การเรียนออนไลน์, การเล่นเกมออนไลน์ หรือการสตรีมดูหนังออนไลน์ กิจกรรมเหล่านี้ล้วนต้องการใช้อินเตอร์เน็ตความเร็วสูงทั้งสิ้น นอกจากนี้ การติดต่อสื่อสารผ่านอินเตอร์เน็ตช่วยให้ไม่ต้องเสียเวลาเดินทางไปพบกัน ทำให้เราเหลือเวลาสำหรับกิจกรรมอื่นที่จะเพิ่ม productivity ให้กับชีวิตหรือธุรกิจ และยังช่วยลดความหนาแน่นของการจราจรบนท้องถนนซึ่งจะส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย อาจเรียกได้ว่าความสามารถในการเข้าถึงอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงซึ่งจะช่วยต่อยอดโอกาสทางสังคมหรือเพิ่มโอกาสทางธุรกิจ ได้กลายเป็นหนึ่งในดัชนีชี้วัดคุณภาพชีวิตไปเสียแล้ว
ในบางพื้นที่ซึ่งการให้บริการอินเทอร์เน็ตทางสายอาจจะดำเนินการได้ยาก หรือดำเนินการได้แต่มีค่าบริการสูง หรือไม่สามารถดำเนินการได้เลย เช่น พื้นที่ชนบทห่างไกล ถิ่นทุรกันดาร หรือบนเกาะ บนภูเขา ฯลฯ ตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับพื้นที่เหล่านี้ก็คือเครือข่ายเซลลูลาร์ หรือบริการอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม (satellite internet)
อย่างไรก็ตาม ในกรณีของเครือข่ายเซลลูลาร์ การติดตั้งหอกระจายสัญญาณในพื้นที่ห่างไกลทุรกันดารมีค่าใช้จ่ายที่สูงลิ่ว อีกทั้งความหนาแน่นของกลุ่มเป้าหมายที่จะใช้บริการมีน้อย บริษัทผู้ให้บริการ (Internet Service Provider : ISP) อาจไม่เห็นถึงความคุ้มค่าในการลงทุน ทำให้หลายพื้นที่ขาดแคลนผู้ให้บริการ
ส่วนระบบดาวเทียม นอกจากจะมีต้นทุนสูงและราคาแพงแล้ว ยังมีความหน่วงเวลาสูงอีกด้วย (high latency) เนื่องจากระยะที่ห่างไกลระหว่าง ground station, ตัวดาวเทียม และอุปกรณ์ไคลเอนต์ปลายทาง อีกทั้งสภาพอากาศที่แตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ เช่น อากาศร้อนจัด หรือฝนตกหนัก ฯ อาจส่งผลต่อการใช้บริการ
ดังนั้น เทคโนโลยีเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จึงเป็นอีกหนึ่งความหวังในการทำให้ผู้คนในพื้นที่ห่างไกลสามารถใช้ประโยชน์จากอินเตอร์เน็ตได้ ไม่ว่าจะเป็นการติดต่อสื่อสาร การเรียนรู้ หรือการรับชมข่าวสารผ่านทีวีออนไลน์ เป็นต้น
เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ต้นทุนน้อยกว่า ดำเนินการได้ง่ายกว่า และสร้างแรงจูงใจต่อบริษัทผู้ให้บริการในด้านผลตอบแทนจากการลงทุนได้มากกว่า - การใช้งานในทางอุตสาหกรรม (Industrial Applications)
โรงงานอุตสาหกรรมมีอุปกรณ์จำนวนมากมายที่ต้องเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย เพื่อให้สามารถมอนิเตอร์และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์เหล่านั้นได้ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์จักรกลที่เกี่ยวข้องกับการผลิต หรืออุปกรณ์อื่นๆ เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้า, เครื่องปรับอากาศ, อุปกรณ์ควบคุมแสงสว่าง หรือลิฟต์ที่ใช้เคลื่อนย้ายสินค้า ฯลฯ
ในโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้เครือข่ายแบบ WLAN หรือ Wi-Fi แม้ว่าอุปกรณ์ปลายทางจะสามารถเชื่อมต่อกับ Access Point (AP) ได้แบบไร้สาย แต่ทว่าตัว AP เองยังจำเป็นต้องใช้สายแลนเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงยังคงมีภาระงานที่ซับซ้อนในการเดินสายแลนเพื่อติดตั้งอุปกรณ์ AP ตามจุดต่าง ๆ เพื่อขยายสัญญาณเครือข่ายให้ครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ทั่วทั้งโรงงาน
แต่ในเครือข่ายแบบ WMN ซึ่ง mesh router สามารถสร้างการเชื่อมต่อได้เองโดยไม่ต้องพึ่งสายแลน ทำให้เกิดความสะดวกอย่างมากในการติดตั้งวางระบบ ประหยัดทั้งเวลาและต้นทุนในการติดตั้งระบบ รวมทั้งมีภาระค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาที่น้อยกว่าด้วย - การใช้งานในทางการแพทย์และสาธารณสุข (Healthcare Applications)
โรงพยาบาลหรือศูนย์การแพทย์เป็นอีกหน่วยงานที่มีมีพื้นที่กว้างใหญ่ มีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ทางการแพทย์จำนวนมากที่จำเป็นต้องเชื่อมเข้าสู่เครือข่าย รวมทั้งมีปริมาณความเคลื่อนไหวของข้อมูลจำนวนมหาศาล มีความหนาแน่นของ traffic ข้อมูลสูง ข้อมูลจะถูกนำเข้า, ดึงออกมาแสดงผล รวมทั้งมีการปรับปรุงเพิ่มเติมไปยังเซิร์ฟเวอร์อยู่ตลอดเวลา ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลคนไข้, ประวัติการรักษา, ผลแล็บ, ตารางนัดหมายพบแพทย์, รายละเอียดการรักษา, ใบสั่งจ่ายยา, ข้อมูลค่ารักษาพยาบาล, ข้อมูลประกันชีวิตหรือสิทธิการรักษา ตลอดจนข้อมูลเกี่ยวกับการบริหารจัดการภายในหน่วยงาน ฯลฯ ข้อมูลเหล่านี้จําเป็นต้องได้รับการประมวลผล และมีการส่งต่อจากห้องสู่ห้อง หรือจากตึกสู่ตึก เช่น จากห้องทะเบียนไปห้องตรวจโรค, ห้องแล็บ, ห้องผ่าตัด, ห้องยา, ห้องการเงิน หรือวอร์ดต่าง ๆ เป็นต้น ความสามารถในการเชื่อมต่อกับเครือข่ายจึงมีบทบาทสําคัญยิ่งต่อการดำเนินงาน
นอกจากนี้ ด้วยวิวัฒนาการและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีทางด้านรังสีวินิจฉัย (Diagnostic Radiology) ภาพถ่ายที่ได้จากเครื่องกำเนิดภาพทางการแพทย์ชนิดต่าง ๆ ที่รังสีแพทย์ใช้สำหรับตรวจวินิจฉัยโรคในปัจจุบัน ก็มีลักษณะเป็นภาพดิจิทัลความละเอียดสูง อาทิเช่น
– ภาพอัลตราซาวด์ (Ultrasonogram)
– ภาพเอกซเรย์จากเครื่องเอกซเรย์ดิจิตอลแบบ CR (Computed Radiography) หรือแบบ DR (Digital Radiography)
– ภาพถ่าย MRI (Magnetic Resonance Imaging) จากเครื่องเอกซเรย์ด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI Scanner)
– ภาพแมมโมแกรม (Mammogram) จากเครื่องเอกซเรย์เต้านมชนิด Full-field Digital Mammography (FFDM) และภาพแมมโมแกรม 3 มิติ (3D Mammogram) จากเครื่องเอกซเรย์เต้านมชนิด Digital Breast Tomosynthesis (DBT)
– ภาพถ่ายจากเครื่องเอกซเรย์ตรวจส่องทางรังสีและวินิจฉัยโรคชนิดพิเศษ (Fluoroscope) ที่รังสีแพทย์ใช้ดูความเคลื่อนไหวและค้นหาความผิดปกติของอวัยวะภายในแบบ real-time
– ภาพถ่ายจากเครื่องเอกซเรย์ตรวจวินิจฉัยและรักษาโรคหลอดเลือดชนิดสองระนาบ หรือ Bi-plane DSA (Digital Subtraction Angiography)
– ภาพถ่าย 3 มิติแนวตัดและแนวขวางจากเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ความละเอียดสูง หรือ CT Scan (Computed Tomography)
– ภาพจากเครื่องถ่ายภาพรังสีระนาบด้วยอนุภาคโพสิตรอน หรือ PET Scan (Positron Emission Tomography)ภาพถ่ายทางรังสีเหล่านี้อยู่ในรูปแบบดิจิทัล ถูกจัดเก็บและเรียกดูผ่านระบบ PACS (Picture Archiving and Communication System) หรือระบบ VNA (Vendor neutral archive) ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สำหรับจัดการภาพทางการแพทย์ (Medical Imaging) ส่วนใหญ่การรับส่งข้อมูลภาพเหล่านี้ผ่านระบบเครือข่ายสารสนเทศจะดำเนินการภายใต้มาตรฐาน DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) ซึ่งกำหนดโดย National Electrical Manufacturers Association (NEMA) โดยมีจุดประสงค์เพื่อเป็นมาตรฐานกลางในการสื่อสาร จัดเก็บ เรียกดู ประมวลผล จัดพิมพ์ และแสดงผลข้อมูลภาพถ่ายทางการแพทย์ โดยในบทที่ 10 ของมาตราฐาน DICOM ได้กำหนดรูปแบบของ File ให้ใช้เป็นมาตรฐานเดียวกัน เพื่อสนับสนุนการทำงานร่วมกัน (Interoperability) ระหว่างเครื่องมือหรือซอฟต์แวร์ทางการแพทย์ที่ต่างชนิดหรือมาจากต่างผู้ผลิตให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้
ระบบ PACS / VNA จะช่วยลดปัญหาความยุ่งยากในการจัดเก็บและค้นหาฟิล์มเอกซเรย์ รวมทั้งความล่าช้าของการรายงานผล ตลอดจนปัญหาการสูญหายของฟิล์มเอกซเรย์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของโรค แพทย์เจ้าของไข้จะได้รับภาพถ่ายทางรังสีและผลวิเคราะห์จากรังสีแพทย์อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถวินิจฉัยโรคและให้การรักษาผู้ป่วยได้เร็วยิ่งขึ้นโดยเฉพาะผู้ป่วยหนัก โดยแพทย์อาจจะทำการเรียกดูข้อมูลเหล่านี้ผ่านทางอุปกรณ์เคลื่อนที่อย่างคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป/โน๊ตบุ๊ค หรืออุปกรณ์แท็ปเล็ต
นอกเหนือจากนี้ สำหรับมุมมองของการจัดการสาธารณสุขระดับประเทศแล้ว สถานพยาบาลและสถาบันการแพทย์ต่าง ๆ จะต้องมีการประสานพันธกิจและความร่วมมือระหว่างกัน ระบบเครือข่ายจึงเป็นสิ่งจำเป็นต่อการเชื่อมโยงและแบ่งปันทรัพยากรสารสนเทศทางการแพทย์ระหว่างหน่วยงานต่าง ๆ การแลกเปลี่ยนประสานข้อมูลผ่านทางระบบเครือข่ายจะทำให้หน่วยงานต่าง ๆ อาทิ โรงพยาบาลชุมชน (Local Hospitals), ศูนย์ภาพวินิจฉัยทางการแพทย์ (Diagnostic Imaging Centers), และแพทย์ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง (Medical Specialists) ไม่จำเป็นต้องจำกัดอยู่ในสถานที่เดียวกัน ซึ่งจะทำให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อการบริหารทรัพยากรบุคคล และการจัดสรรอุปกรณ์ทางการแพทย์ นำไปสู่การลดต้นทุนในการดำเนินงานทางสาธารณสุขของประเทศ
เหล่านี้เป็นเพียงบางตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่า ระบบเครือข่ายสมรรถนะสูง (High Performance Network : HPN) มีความจำเป็นยิ่งต่อการให้บริการทางการแพทย์และการสาธารณสุข ทั้งในระดับองค์กร ระหว่างหน่วยงาน หรือระดับประเทศ รวมทั้งมีบทบาทสำคัญยิ่งต่อสุขภาพและชีวิตของผู้ป่วย ซึ่งเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จะเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่จะมีการนำมาประยุกต์ใช้มากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากเป็นรูปแบบเครือข่ายที่เชื่อถือได้, ติดตั้งง่าย, deploy ไว, ใช้ต้นทุนต่ำ, สะดวกต่อการปรับขยาย, ปราศจากจุดตาย (dead spot), ไร้ปัญหาคอขวด - ระบบขนส่ง Transportation Systems
ในเครือข่ายรูปแบบเดิม ๆ ผู้โดยสารไม่ว่าจะในรถ ในเรือ หรือรถไฟ อาจจะสามารถใช้งาน Wi-Fi หรือบรอดแบนด์อินเตอร์เน็ตได้เฉพาะในสถานีหรือจุดจอดเท่านั้น แต่ด้วยลักษณะโครงสร้างของสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบ WMN จะช่วยขยายความครอบคลุมของสัญญาณให้ผู้โดยสารสามารถเข้าถึงได้ แม้ว่าจะโดยสารอยู่กลางทางระหว่างสถานีหนึ่งไปอีกสถานีหนึ่งก็ตาม
นอกจากความสะดวกสบายของผู้โดยสารแล้ว เทคโนโลยี WMN ยังจะส่งผลต่อความพยายามในการสร้างระบบขนส่งอัจฉริยะ (Intelligent Transportation System) ให้เป็นจริง เพื่อยกระดับความปลอดภัย ลดต้นทุน เพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานและบริการ ยกตัวอย่างเช่น ด้วยคุณสมบัติของเครือข่าย WMN จะทำให้ศูนย์ควบคุมสามารถ video call เพื่อสื่อสารกับกัปตันหรือพนักงานขับ หรือทำการ remote monitoring เพื่อตรวจสอบการทำงานของเครื่องยนต์ที่กำลังเคลื่อนที่ได้ หรือการสตรีมสัญญาณภาพจากกล้องรักษาความปลอดภัยมายังศูนย์ควบคุม เป็นต้น - ธุรกิจด้าน Hospitality เช่น โรงแรมและรีสอร์ต
หนึ่งในบริการที่โรงแรมและรีสอร์ตมีให้แก่แขกที่มาพักก็คือ high-speed Internet ซึ่งให้บริการฟรี
เทคโนโลยีเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จะช่วยให้ธุรกิจโรงแรมและรีสอร์ตสามารถจัดเตรียมบริการส่วนนี้ทั้งในพื้นที่ indoor และ outdoor ได้ด้วยต้นทุนต่ำ ทั้งยังไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนโครงสร้างหรือภูมิทัศน์ที่มีอยู่เดิม - การจัดการคลังสินค้า (Warehouses / Inventory Management)
ปัจจุบัน ธุรกิจด้านโลจิสติกส์หรือคลังสินค้าสมัยใหม่มีการใช้เครื่องสแกนแบบ handheld ในการตรวจสอบสต๊อก ซึ่งนั่นหมายความว่าสัญญาณเครือข่ายจะต้องครอบคลุมทั่วทั้งพื้นที่ เพื่อให้เครื่องสแกนสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้จากทุกจุดในคลังสินค้า ซึ่งเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) จะเอื้อให้การขยาย Network Coverage ทำได้โดยสะดวกและใช้ต้นทุนต่ำ - การสร้างเครือข่ายเพื่อใช้งานชั่วคราว (Temporary Venues)
ในกรณีที่ต้องการสร้างเครือข่ายเพื่อใช้งานแบบชั่วคราว ยกตัวอย่างเช่น ตามไซต์งานก่อสร้าง, ตลาดนัด, Street Fairs, Outdoor Events, การจัดตั้งศูนย์บรรเทาภัยพิบัติชั่วคราว, การออกหน่วยบริการทางการแพทย์หรือหน่วยบริการชุมชน, คอนเสิร์ตกลางแจ้ง หรือแม้แต่ม็อบชุมนุมทางการเมือง ฯลฯ เครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ถือเป็นเทคโนโลยีที่ตอบโจทย์อย่างมาก สะดวกทั้งต่อการติดตั้งและถอดถอนเมื่อจบงาน
การออกแบบสถาปัตยกรรม (Network Architecture) ของเครือข่ายเมชไร้สาย
ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วว่า เครือข่ายเมชไร้สาย (Wireless Mesh Network : WMN) มีข้อดีหลายประการ และเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ได้รับความคาดหวังว่าจะเข้ามาช่วยให้เราสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตคุณภาพสูงได้จากทุกที่ทุกเวลา อย่างไรก็ตาม เครือข่าย WMN ยังคงมีประเด็นปัญหาท้าทายบางประการในการ deploy ใช้งาน โดยเฉพาะในด้านการออกแบบโครงสร้างและสถาปัตยกรรมของเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN’s Architecture)
เนื่องจากเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ทำงานภายใต้กรอบมาตรฐานตระกูล IEEE 802.11 ซึ่งใช้คลื่นความถี่วิทยุเป็นสัญญาณคลื่นพาห์ (Signal Carrier) ดังนั้นในความเป็นจริงแล้วจะมีข้อจำกัดเรื่องของระยะทางและสิ่งกีดขวาง เนื่องจากสัญญาณจะถูกลดทอดลงตามลำดับ โดยเฉพาะภายในอาคาร เนื่องจากอาคารสิ่งก่อสร้างส่วนใหญ่มักจะมีการฝังวัสดุที่เป็นฉนวนเอาไว้ภายใน ซึ่งมีผลกระทบต่อคลื่นวิทยุ ทำให้คลื่นวิทยุไม่สามารถส่งผ่านตัวกลางเหล่านี้ได้อย่างสะดวก ตัวรับสัญญาณก็จะรับสัญญาณด้วยระดับกำลังสัญญาณที่ต่ำกว่าที่ค่านวณได้ทางทฤษฎี
นอกจากนี้ ตำแหน่งของ Gateway และ Mesh Routers จะส่งผลอย่างมีนัยสำคัญยิ่งต่อ throughput รวมทั้ง QoS (Quality of Service) ของเครือข่าย ดังนั้นจึงต้องมีการวางแผนออกแบบอย่างถี่ถ้วนรอบคอบ เพื่อให้ได้ performance ที่ดี และจะได้ไม่สิ้นเปลืองจำนวน Gateway โดยไม่จำเป็น
คำถามที่มักพบเจอบ่อยในการติดตั้งวางระบบเครือข่าย WMN ก็คือ
- จะทำอย่างไรให้ใช้ต้นทุนด้าน deployment น้อยที่สุด (Cost Deployment)
- จำนวน Gateway กี่ตัวถึงจะพอสำหรับการให้บริการในเครือข่าย และเหมาะสมกับแบนด์วิดท์
- Mesh Router และ Gateway แต่ละตัวควรจัดวางไว้ที่ตำแหน่งใดจึงจะเหมาะสม
- จะจัดสรร bandwidth อย่างไร
- ควรตั้งค่าใช้งานโปรโตคอลอย่างไร (Protocol Configuration)
สามสิ่งสำคัญที่ต้องหยิบมาพิจารณาในการวางแผนออกแบบสถาปัตยกรรมของเครือข่ายเมชไร้สาย (WMN) ได้แก่
- Delay จํานวน hop สูงสุด ที่ Internet Gateway จะสามารถให้บริการได้
- Relay จำนวน Mesh Router (MR) มากสุด ที่ยังคงทำให้ MR แต่ละตัวในเครือข่าย สามารถจะติดต่อกัน MR ตัวอื่น ๆ ในเครือข่ายได้ทั้งหมด
- Capacity จำนวน Mesh Router มากสุดที่ Internet Gateway แต่ละตัวสามารถให้บริการได้
นอกจากนี้ ก็ยังมีประเด็นเกี่ยวกับการจัดการโปรโตรคอลให้เหมาะสมกับการใช้งานอีกด้วย ทั้งนี้ ท่านสามารถขอคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญด้านการติดตั้งวางระบบเน็ตเวิร์กของเราได้ที่นี่ สามารถติดต่อเราเพื่อขอรายละเอียดเพิ่มเติมได้เลยครับ ยินดีให้คำปรึกษาฟรี
Success Network and Communication
Tel : 02-973-1966
Admin : 063-239-3569
E-mail : info@success-network.co.th