สารบัญ
 อภิธานศัพท์ (Glossary)
 บทคัดย่อ(ไทย อังกฤษ)
 บทนำ
หลักการพื้นฐาน
 เทคโนโลยีเกี่ยวข้อง
 การประยุกต์ใช้งาน
 จดหมายเหตุ (Milestone)
 บรรณานุกรม
บทสารานุกรมอื่น ๆ
โทรคมนาคม: นิยามและความหมาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๑ - โทรเลขและโทรศัพท์
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๒ - คลื่นวิทยุและการสื่อสารไร้สาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๓ - การ
สื่อสารด้วยแสงและการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียม
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๔-การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
ประวัติศาสตร์การสื่อสารไทย: ยุคอดีต
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: วิวัฒนาการโทรเลขและโทรพิมพ์
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยกับกิจการโทรคมนาคม
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: ยุคเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
พื้นฐานร่วมเทคโนโลยี
โทรคมนาคมกับการสื่อสาร
มวลชน
พื้นฐานกฎหมายเกี่ยวกับการประกอบกิจการโทรคมนาคม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้านสื่อสาร
วิทยาการการทดสอบทางโทรคมนาคม

วิทยาการวางแผนและการสร้างแผนที่นำทางเทคโนโลยี
โทรคมนาคม

เศรษฐศาสตร์โทรคมนาคม

โซ่คุณค่าของอุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคม
พื้นฐานดัชนีวรรณกรรมสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารและ
แขนงที่เกี่ยวข้อง
วิวัฒนาการวิทยุโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่และมาตรฐานโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้อง
สมาคมวิชาการไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมและสารสนเทศกับกิจกรรมวิชาการ
ชมรมไฟฟ้าสื่อสาร สมาคมสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความถี่วิทยุเพื่อการสื่อสาร
การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
รหัสมอร์สเพื่อการสื่อสาร
กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อ
การสื่อสาร
พื้นฐานเทคโนโลยีรหัสควบคุมความผิดพลาดสำหรับการ
สื่อสาร
พื้นฐานการแผ่สเปกตรัมสำหรับการสื่อสาร
หลักการของซีดีเอ็มเอ
หลักการเทียบจังหวะสัญญาณโทรคมนาคม
หลักการของปริมาณการใช้งานวงจรสื่อสารและหมายเลขโทรคมนาคม
โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช
พื้นฐานคุณภาพการบริการในเครือข่ายการสื่อสาร
เครือข่ายเฉพาะที่
เทคโนโลยีเอทีเอ็ม 
อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล
เวอร์ชัน ๖
โครงข่ายโทรคมนาคมยุคหน้า
 พื้นฐานสายส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสาร
 วิทยาการโทรศัพท์พื้นฐานและโครงข่าย
 เทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน
หลักการของระบบตรวจสอบคู่สายโทรศัพท์พื้นฐาน
พื้นฐานระบบเทเลกซ์
หลักการทำงานเบื้องต้นของเครื่องโทรสาร
เทคโนโลยีสื่อสารผ่านสายความเร็วสูง: ดีเอสแอล
การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
โทรเลขเชิงแสง
พื้นฐานการสื่อสารเชิงแสง
พื้นฐานระบบสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง
พื้นฐานระบบเส้นใยนำแสงสู่บ้าน
ระบบสื่อสัญญาณแสงหลายช่องแบบ DWDM
พื้นฐานสายอากาศวิทยุเพื่อการสื่อสาร
สายอากาศฉลาด
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
ระบบการระบุด้วยคลื่นวิทยุหรืออาร์เอฟไอดี
วิทยาการเครือข่ายไร้สายแบบไวไฟ
วิทยุสมัครเล่น
วิทยาการเครือข่ายตรวจวัดสัญญาณแบบไร้สาย
อัลตราไวด์แบนด์สำหรับการสื่อสารไร้สาย
ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ๔๗๐ เมกกะเฮิรตซ์
การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
เครือข่ายเคเบิลใต้น้ำและ
การเชื่อมต่อในประเทศไทย
การแพร่ภาพโทรทัศน์พื้นฐาน
การพัฒนาเทคโนโลยี
เครือข่ายโทรทัศน์ไทยทีวีสี ช่อง
เทเลเท็กซ์
การสื่อสารบรอดแบนด์
การสื่อสารบรอดแบนด์ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
พื้นฐานโครงข่ายการสื่อสารร่วมระบบดิจิทัล
เทคโนโลยีเครือข่ายส่วนตัวแบบเสมือน
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
เทคโนโลยีการสื่อสารสำหรับระบบควบคุมการจำหน่ายไฟฟ้า
พื้นฐานระบบสื่อสารสำหรับการจ่ายไฟฟ้า
วิทยาการการสื่อสารข้อมูลจราจรผ่านคลื่นวิทยุกระจายเสียงเอฟเอ็ม
พื้นฐานระบบการสื่อสารเพื่อการบริหารทรัพยากรน้ำ
ระบบโทรมาตรเพื่อการ
ชลประทาน
ระบบการสื่อสารเพื่อการเตือนภัยสึนามิ
ระบบการสื่อสารเพื่อการแจ้งภัยและความปลอดภัยทางทะเล
ของโลก
พื้นฐานการสื่อสารกับหอเตือนภัย
เครือข่ายโทรคมนาคมเพื่อโครงการการพัฒนาภูเก็ต
ระบบสื่อสารกองทัพไทย
พื้นฐานการสื่อสารผ่าน
ดาวเทียม
ประวัติและพัฒนาการของดาวเทียมสื่อสาร
วิทยาการดาวเทียมธีออส
ดาวเทียมไทพัฒ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรประเทศไทย
การรังวัดด้วยดาวเทียมจีพีเอสเพื่อการสำรวจทางการแผนที่
ระบบสำรวจข้อมูลทางสมุทรศาสตร์และสภาพ
แวดล้อมทางทะเลโดยใช้เทคโนโลยีทุ่นลอยสื่อสารผ่านดาวเทียม

   เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
    ( Bluetooth and ZigBee )

    พงษ์ศักดิ์ กีรติวินทกร
    สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
 

  ๑.อภิธานศัพท์ (Glossary)

 
 

  เครือข่ายพื้นที่ส่วนตัว (Personal Area Network)

          ลักษณะการเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ในบริเวณที่เป็นส่วนตัวหรือในบริเวณแคบที่มีรัศมีประมาณไม่เกิน ๕๐ เมตร เช่น
          บริเวณรอบๆ ร่ายกายมนุษย์

  บลูทูธ (Bluetooth)

          หนึ่งในมาตรฐานการสื่อสารระยะใกล้ที่ใช้เทคโนโลยีบลูทูธ สำหรับการสื่อสารในเครือข่าย พื้นที่ส่วนตัวโดยมีกลุ่ม Bluetooth Special Interest
          Group (Bluetooth SIG) เป็นหน่วยงานกำหนดมาตรฐาน โดยเน้นการใช้งานสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง กับโทรศัพท์เคลื่อนที่ เช่น หูฟัง ไมโครโฟน
          กล้องดิจิทัล เครื่องพิมพ์ โปรเจคเตอร์ เป็นต้น

  เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (Wireless Sensor Network)

          ลักษณะการเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายของอุปกรณ์เซ็นเซอร์ และลักษณะการเชื่อมต่อเป็นแบบไม่ใช้สาย หรือใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสารเพื่อเชื่อมต่อ
          โดยเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายจัดเป็นเครือข่ายประเภทเครือข่ายพื้นที่ส่วนตัว

  ซิกบี (ZigBee)

          หนึ่งในมาตรฐานการสื่อสารระยะใกล้ที่ใช้เทคโนโลยี IEEE 802.15.4 สำหรับการสื่อสารในเครือข่ายพื้นที่ส่วนตัว โดยมีกลุ่ม ZigBee Alliance เป็น
          หน่วยงานกำหนดมาตรฐาน เน้นการใช้งานในบ้าน โรงงานอุตสาหกรรม สำนักงานและโรงพยาบาล เป็นต้น

  โครงข่ายจิ๋ว (Piconet)

         ลักษณะการเชื่อมต่อ  เป็นโครงข่ายขนาดเล็กมาก โดยมีจำนวนอุปกรณ์  สมาชิกไม่เกินเจ็ดชิ้น  โดยในหนึ่งโครงข่ายจิ๋ว  จะมีสมาชิกหนึ่งชิ้น ที่เป็น
         หัวหน้า (Master) ที่จะเชื่อมต่อโดยตรงกับทุกสมาชิก และการสื่อสารระหว่างสมาชิกต้องผ่านอุปกรณ์ที่เป็นหัวหน้า

  โครงข่ายกระจัดกระจาย (Scatternet)

         ลักษณะการเชื่อมต่อเป็นโครงข่ายแบบกระจายโดยจะเชื่อมต่อโครงงานจิ๋วเข้าด้วยกัน เพื่อให้เกิดโครงข่ายที่ใหญ่ขึ้น และมีจำนวนสมาชิกใน
         โครงข่ายมากขึ้น

  พาสคีย์(Passkey)

        
รหัสลับที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนระหว่างอุปกรณ์บลูทูธสองชิ้น เพื่อแสดงความเป็นเจ้าของ ของอุปกรณ์ทั้งสอง เพื่อป้องกันการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์
         โดยไม่ได้รับอนุญาตจากเจ้าของอุปกรณ์
 

  ๒. บทคัดย่อ up

          เทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้โดยใช้เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย หรือคลื่นวิทยุที่คิดค้นขึ้นเพื่อการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์เคลื่อนที่ ผู้ช่วยดิจิทัลส่วนบุคคล เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแบบพกพา เครื่องเล่นเพลง ดิจิทัลและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กแบบต่างๆ เป็นต้น เป็นการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกันที่มีรัศมีการสื่อสารไม่เกิน ๕๐ เมตร โดยมีเป้าหมายที่จะพัฒนาให้เป็นเทคโนโลยีมีราคาย่อมเยาสามารถนำไปติดตั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ได้โดยเทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้ดังกล่าวคือ เทคโนโลยีบลูทูธและเทคโนโลยีซิกบี เป็นต้น
 

  Abstract   up

          Short range communication is the communication technology that utilizes wireless communications or radio wave communications. It is intended for communications between small electronic or electrical devices such as mobile phones, Personal Digital Assistant (PDA), Pocket Personal Computer (Pocket PC), digital music player, and other small electronic devices. The devices that are in a personal area, which radius of coverage area should be less than 50 meters, can form a network and communication with each other. The important objective of the short range communication technology is that it should be commodity and can be embedded in any small electronic and electrical devices. There short range communication technologies are Bluetooth and ZigBee.


  ๓. บทนำ (Introduction) up  

          การสื่อสารไร้สายมีหลากหลายรูปแบบเนื่องจากความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการสื่อสาร และวิวัฒนาการของสารกึ่งตัวนำและไมโครชิป ทำให้การประมวลสัญญาณ ดิจิทัลที่เป็นส่วนสำคัญสำหรับการสื่อสารแบบไร้สาย ทำได้รวดเร็วและอุปกรณ์ไมโครชิปมีราคาย่อมเยาลง ระบบการสื่อสารไร้สายแบ่งตามรัศมีการครอบคลุมของสัญญาณ เช่น การสื่อสารดาวเทียม (Satellite Communications) เป็นการสื่อสารไร้สายระยะไกล ที่รัศมีการสื่อสารสามารถคลอบคลุมได้หลายร้อยกิโลเมตรหรือการสื่อสารแบบรังผึ้ง (Cellular Communications) ที่ใช้สำหรับระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่มีรัศมีการครอบคลุมสัญญาณระดับกลางประมาณหลายกิโลเมตร
        การสื่อสารระยะใกล้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์สื่อสารได้หลายรูปแบบ โดยเฉพาะการเน้นกลุ่มเป้าหมายการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้การสื่อสารดังกล่าวเป็นมาตรฐาน จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานสากล สำหรับการสื่อสารระยะใกล้ หรือการสื่อสารสำหรับ เครือข่ายพื้นที่ส่วนตัว (Personal Area Network) คือ มาตรฐาน IEEE 802.15 ซึ่งในมาตรฐานนี้ได้แบ่งออกเป็นกลุ่มย่อย ๔ กลุ่มสำหรับการสื่อสารระยะใกล้แบบต่างๆ คือ กลุ่มที่ ๑(Task Group 1) เป็นการสื่อสารสำหรับบุคคลระยะใกล้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานสำหรับการสื่อสารแบบบลูทูธ กลุ่มที่ ๒ (Task Group 2) เป็นการสื่อสารที่เน้นการสื่อสารร่วมกับมาตรฐาน IEEE 802.11 กลุ่มที่ ๓ (Task Group 3) เป็นการสื่อสารแบบระยะใกล้แบบความเร็วสูง (ประมาณไม่เกิน ๒๐ เมกะบิตต่อวินาที) และกลุ่มที่ ๔ (Task Group 4) เป็นการสื่อสารระยะใกล้ที่เน้นการสื่อสารแบบใช้พลังงานต่ำ รับส่งข้อมูลได้ต่ำ และมีความซับซ้อนน้อยเพื่อให้อุปกรณ์มีราคาถูก ซึ่งมาตรฐานนี้ได้นำมาใช้สำหรับการสื่อสารสำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (Wireless Sensor Network)


  ๔. หลักการพื้นฐาน
   up

        เทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้แบบบลูทูธและซิกบี มีรายละเอียดดังนี้

        ๔.๑ เทคโนโลยีบลูทูธ
        เทคโนโลยีบลูทูธ (Bluetooth) เป็นการสื่อสารระยะใกล้ที่มีรัศมีคลอบคลุมสัญญาณประมาณ ๕ – ๕๐ เมตร โดยใช้คลื่นความถี่แทนการสื่อสารแบบใช้สายนำสัญญาณต่างๆ เช่น สายสำหรับหูฟัง สายสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์เคลื่อนที่ เป็นต้น ใช้คลื่นความถี่วิทยุย่าน ๒.๔ กิกะเฮิรตซ์ (GHz) แบนวิธ ๗๙ เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือ ๒๓ เมกะเฮิรตซ์ (สำหรับประเทศฝรั่งเศส) ซึ่งแบ่งออกเป็น ๗๙ ช่องสัญญาณๆ ละ ๑ เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือ ๒๓ ช่องสัญญาณๆ ละ ๑ เมกะเฮิรตซ์ (สำหรับประเทศฝรั่งเศส) ใช้การผสมสัญญาณ (Modulation) แบบ Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) และการลดสัญญาณรบกวนแบบ Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) โดยมีอัตราความเร็ว ในการถ่ายโอนข้อมูลประมาณ ๑ เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) โดยอุปกรณ์บลูทูธแบ่งออกเป็นสามระดับตามกำลังส่งของคลื่นวิทยุ[๑] ดังนี้

         ก) ระดับที่ ๑ (Class 1) กำลังส่งสูงสุด ๒๐ มิลลิเดซิเบล (dBm) (ระยะทางประมาณ ๑๐๐ เมตร)
         ข) ระดับที่ ๒ (Class 2) กำลังส่งสูงสุด ๔ มิลลิเดซิเบล (dBm) (ระยะทางประมาณ ๑๐ เมตร)
         ค) ระดับที่ ๓ (Class 3) กำลังส่งสูงสุด ๐ มิลลิเดซิเบล (dBm) (ระยะทางประมาณ ๑๐ เซนติเมตร)

         การเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายของอุปกรณ์บลูทูธสามารถเชื่อมต่อได้สองลักษณะ ได้แก่

         ๔.๑.๑ การเชื่อมต่อแบบโครงข่ายจิ๋ว (Piconet) ลักษณะการเชื่อมต่อ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์บลูทูธ ที่เป็นหัวหน้าหรือตัวแม่ (Master) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ ที่เป็นตัวลูกหรืออุปกรณ์อื่นๆ (Slave) โดยอุปกรณ์แม่ (Master) หนึ่งตัวสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ลูก (Slave) ได้ไม่เกินเจ็ดตัว แสดงดังรูปที่ ๔.๑



                                              
 รูปที่ ๔.๑ การเชื่อมต่ออุปกรณ์บลูทูธแบบโครงข่ายจิ๋ว(Piconet)
 

         จากรูปที่ ๔.๑ การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ Slave นั้นสามารถทำได้แต่ต้องผ่านอุปกรณ์บลูทูธที่เป็น Master ซึ่งตัวอย่างการใช้งาน เช่น กำหนดให้เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นตัวแม่ (Master) และเชื่อมต่อโทรศัพท์เคลื่อนที่ หูฟังไร้สายและกล้อง ดิจิทัลเป็นตัวลูก (Slave) เป็นต้น

         ๔.๑.๒ การเชื่อมต่อโครงข่ายแบบกระจัดกระจาย (Scatternet) เป็นการเชื่อมต่อที่นำการเชื่อมต่อแบบโครงข่ายจิ๋ว (Piconet) มาขยายวงกว้างออกไปทำให้เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้น โดยอุปกรณ์บลูทูธหนึ่งตัวที่เป็น Master ในหนึ่ง Piconet จะไปเป็น Slave ในอีก Piconet เช่น การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ Master กับอุปกรณ์ Master หรืออุปกรณ์ Master กับอุปกรณ์ Slave ที่อยู่ใน Piconet ที่ต่างกัน ดังรูปที่ ๔.๒



                                                           
 รูปที่ ๔.๒ การเชื่อมต่ออุปกรณ์บลูทูธ
แบบโครงข่ายกระจัดกระจาย Scatternet

 

         การทำงานที่สำคัญของอุปกรณ์บลูทูธ ได้แก่ การค้นหาอุปกรณ์บลูทูธอื่น (Discovery) และการจับคู่กับอุปกรณ์บลูทูธ (Pairing) การทำงานของการค้นหาอุปกรณ์บลูทูธใช้สำหรับการเชื่อมต่อ กับอุปกรณ์บลูทูธที่มีการเชื่อมต่อเป็นครั้งแรก โดยอุปกรณ์ที่ต้องการเชื่อมต่อจะทำการส่งการร้องขอการเชื่อมต่อแบบกระจาย (Broadcast) และเมื่ออุปกรณ์บลูทูธอื่นได้รับการร้องขอ (อุปกรณ์นั้นต้องอยู่ในรัศมีของสัญญาณวิทยุ ของอุปกรณ์ที่ร้องขอ) จะตอบสนองการร้องขอได้สองรูปแบบ รูปแบบแรกหากผู้ใช้อุปกรณ์บลูทูธ กำหนดการตั้งค่าให้อุปกรณ์นั้นเป็นการอำพรางตัวหรือ Hidden Node ตัวอุปกรณ์จะไม่ตอบสนองต่อการร้องขอ และแบบที่สองอุปกรณ์จะตอบสนองด้วยแอดเดรส (Address) ที่เป็นตัวเลข ๔๘ บิทในรูปของเลขฐานสิบหกหรือด้วยชื่อที่ผู้ใช้กำหนดไว้สำหรับอุปกรณ์บลูทูธ เมื่อมีอุปกรณ์ที่ตอบรับการร้องขอ ขั้นตอนต่อไปคือการจับคู่อุปกรณ์ สาเหตุที่ต้องมีการจับคู่อุปกรณ์เนื่องจากป้องกันการเชื่อมต่อโดยไม่ได้รับอนุญาตจากผู้ใช้ จึงจำเป็นต้องมีการแลกเปลี่ยนความลับ หรือที่เรียกว่า Passkey โดยอุปกรณ์บลูทูธที่ร้องขอจะเป็นตัวกำหนด และให้อุปกรณ์ที่ตอบรับตอบสนองด้วย Passkey ดังนั้น ผู้ใช้อุปกรณ์จะต้องเป็นเจ้าของอุปกรณ์บลูทูธที่ตอบรับ หรือได้รับอนุญาตจากผู้เป็นเจ้าของอุปกรณ์ที่ตอบรับ เมื่ออุปกรณ์ตอบรับได้ส่ง Passkey ที่มีค่าเหมือนกันแล้วการจับคู่ระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองก็สิ้นสุดลง และหากมีการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองอีกครั้ง การเชื่อมต่อใหม่นี้สามารถตั้งค่าให้เป็นการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติได้ เมื่ออุปกรณ์ทั้งสองมาอยู่ในรัศมีที่สามารถส่งสัญญาณระหว่างกันได้

         ๔.๒ เทคโนโลยีซิกบี
         เทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้แบบที่สอง คือเทคโนโลยีซิกบี เป็นการสื่อสารที่ออกแบบขึ้นสำหรับการสื่อสารในเครือข่ายเซ็นเซอร์แบบไร้สาย (Wireless Sensor Network) โดยเริ่มจากการกำหนดมาตรฐานการรับ-ส่งข้อมูลแบบ IEEE 802.15.4 ที่เน้นการสื่อสารแบบประหยัดพลังงาน ความเร็วการรับส่งข้อมูลต่ำและมีราคาถูก การสื่อสาร ลักษณะนี้ได้ถูกนำมาใช้สำหรับการสื่อสาร ระหว่างเครื่องตรวจวัดหรือเซ็นเซอร์ ที่ต้องการสื่อสารแบบไร้สาย
เพื่อลดความยุ่งยากซับซ้อนสำหรับการติดตั้ง เช่น บริเวณโรงงานหนึ่งๆ อาจจะต้องใช้จำนวนเซ็นเซอร์ปริมาณมากๆ และเครื่องรับส่งที่มีราคาถูก และประหยัดพลังงาน โดยการสื่อสารระยะใกล้แบบซิกบีแตกต่างจากการสื่อสารแบบบลูทูธ ดังนี้

         ก) มีการเชื่อมต่ออย่างซับซ้อนเพื่อรองรับการเชื่อมต่อสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่
         ข) การใช้งานแบบประหยัดพลังงานเพื่อการใช้งานได้ยาวนานจากพลังงานแบตเตอรี่
         ค) การสื่อสารระยะใกล้ในระยะ ๑๐ – ๑๐๐ เมตร
         ง) เหมาะสำหรับการเฝ้าระวัง (Monitor) และการควบคุม (Control) ใช้งานอุตสาหกรรม งานสิ่งแวดล้อม งานก่อสร้างและงานทางการแพทย์
         จ) เน้นการสื่อสารข้อมูลที่ความเร็วประมาณ ๑๒๕ – ๒๕๐ กิโลบิตต่อวินาที (kbps)

         มาตรฐาน IEEE 802.15.4 กำหนดขึ้นสำหรับการรับส่งข้อมูลเบื้องต้นในวงจรเครื่องรับส่งวิทยุ (Physical Layer) และการควบคุมการรับส่ง (Link Layer) ดังต่อไปนี้ การสื่อสารใช้คลื่นวิทยุความถี่ ๒.๔ กิกะเฮิรตซ์ (GHz) แบ่งออกเป็น ๑๖ ช่องสัญญาณๆ ละ ๕ เมกะเฮิรตซ์ (MHz) สำหรับความถี่ ๙๐๐ เมกะเฮิรตซ์(MHz) แบ่งออกเป็น ๑๐ ช่องสัญญาณๆ ละ ๒ เมกะเฮิรตซ์(MHz) ใช้การผสมสัญญาณ (modulation) แบบ Offset Quadrature Phase Shift Keying (Offset-QPSK) และใช้การแก้ปัญหาสัญญาณรบกวนแบบ Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ที่มีอัตราการสเปรดดิ่ง (spreading) ๒ ล้าน chip/sec ควบคุมการรับส่งข้อมูลโดยใช้โปรโตคอลแบบ Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance (CSMA/CA) และเพื่อให้การ สื่อสารเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นมาตรฐานเดียวกัน จึงกำหนดมาตรฐานเพิ่มสำหรับการเชื่อมต่อเป็นเครือข่าย (Network Layer) และการนำไปใช้งาน (Application Layer) ร่วมกับมาตรฐาน IEEE 802.15.4 เป็นมาตรฐานใหม่ที่กำหนดโดยองค์กร ZigBee Alliance [๒]

         การเชื่อมต่อเป็นโครงข่ายของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย กำหนดโดยมาตรฐาน ZigBee มีอยู่สองรูปแบบ ได้แก่ แบบดาว (Star) และแบบระดับเดียว (Peer-to-Peer) ซึ่งการเชื่อมต่อแบบ Star เหมือนการเชื่อมต่อแบบโครงข่ายจิ๋ว (Piconet) สำหรับเครือข่ายบลูทูธ ดังแสดงในรูปที่ ๔.๓ โดยการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เซ็นเซอร์ไร้สายสามารถทำได้โดยผ่านอุปกรณ์ Personal Area Network (PAN) Coordinator หรือ Gateway Node สำหรับการเชื่อมต่อแบบระดับเดียวเป็นการเชื่อมต่อเพื่อขยายโครงข่ายให้กว้างออกไปดังแสดงในรูปที่ ๔.๔ โดยในการเชื่อมต่อนั้นจะต้องมี PAN Coordinator ซึ่งเชื่อมต่ออยู่กับอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่มีความสามารถเต็ม (Full-Function Device) ในการหาเส้นทาง (Routing) และอุปกรณ์เซ็นเซอร์แบบที่มีความสามารถลดลง (Reduced-Function Device) จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่มีความสามารถเต็มอีกทีหนึ่ง ซึ่งอุปกรณ์ที่มีความสามารถเต็มเทียบเท่า ได้กับอุปกรณ์บลูทูธ
แบบ Master ที่มีหน้าที่เชื่อมต่อกับ Master ตัวอื่นๆ เพื่อให้เกิดเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้น [๓]
 



                                              
 รูปที่ ๔.๓ การเชื่อมต่อแบบดาว(Star)ในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
 

 



                                                                                                
 รูปที่ ๔.๔ การเชื่อมต่อแบบ Peer-to-Peer ในเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย
 

         ส่วนสำคัญสำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายคือกลไกการประหยัดพลังงานซึ่งตัวอุปกรณ์เซ็นเซอร์สามารถกำหนดระยะเวลาในการเข้าสู่การหลับหรือพักการทำงาน (Sleep Mode) โดยตัวอุปกรณ์จะทำหน้าที่ลดการใช้พลังงานให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน การกำหนดการหลับนี้ทำได้โดยการร้องขอไปที่อุปกรณ์ Full Function Device เพื่อบอกระยะเวลาที่จะทำการหลับและเมื่อมีการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ตัวอื่นมายังอุปกรณ์ที่หลับอยู่ อุปกรณ์ Full Function Device จะเก็บข้อมูลไว้ให้ชั่วคราวและถามหาอุปกรณ์ตัวนั้นเป็นระยะเมื่ออุปกรณ์ตัวนั้นตื่นหรือพร้อมทำงานต่อจะได้รับการถามหา อุปกรณ์ตัวนั้นจึงส่งการร้องขอข้อมูลที่ได้เก็บไว้ให้ และจึงทำการรับส่งข้อมูลจนได้รับข้อมูลครบสมบูรณ์ต่อไป


  ๕. เทคโนโลยีเกี่ยวข้อง
   up

         การสื่อสารระยะใกล้พัฒนามาจากการสื่อสารเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สาย (Wireless Local Area Network: WLAN) ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายตั้งแต่ปี พ.ศ.๒๕๓๑ เป็นต้นมา การสื่อสารแบบเครือข่ายไร้สายท้องถิ่น (WLAN) ทำให้การสื่อสารข้อมูลแพร่หลายมากขึ้น เนื่องจากช่วยทำให้การสื่อสารข้อมูลเป็นไปด้วยความสะดวก การติดตั้งระบบสามารถทำได้ง่ายและมีค่าใช้จ่ายต่ำ จึงก่อให้เกิดการขยายตัววของผู้ใช้อินเทอร์เน็ตมากขึ้น โดยการ
สื่อสารไร้สายมีจุดประสงค์เพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเข้าเครือข่ายท้องถิ่นขององค์กร หรือบริษัท เพื่อให้ใช้งานได้สะดวก และนำเทคโนโลยีการสื่อสารแบบดิจิทัลเข้ามาช่วยในการจัดการข้อมูล เช่น การนำ Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance (CSMA/CA) มาใช้เพื่อช่วยให้คอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องสามารถสื่อสารพร้อมๆ กันได้ หรือเป็นการสื่อสารในลักษณะแบ่งกันใช้ และได้มีการนำเทคโนโลยี การผสมสัญญาณ (Modulation) แบบดิจิทัล Complementary Code Keying (CCK) มาใช้ในการสื่อสารเพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับการสื่อสารภายในอาคาร การนำเทคโนโลยี Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS) มาใช้เพื่อช่วยในการลดการรบกวนของสัญญาณซึ่งเกิดขึ้นมาก สำหรับการสื่อสารภายในอาคาร  ดังนั้นการสื่อสารแบบเครือข่ายไร้สายท้องถิ่นเป็นการสื่อสารไร้สายแบบแรกที่สามารถใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูล ภายในอาคารได้อย่างมี
ประสิทธิภาพ


  ๖. การประยุกต์ใช้งาน
   up

        เทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้ใช้สำหรับการสื่อสารภายในและภายนอกอาคารที่มีรัศมีการสื่อสารไม่เกิน ๕๐ เมตร และเนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้มีราคาถูกและสามารถติดตั้งในอุปกรณ์ขนาดเล็ก การประยุกต์ใช้งาน จึงเป็นการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้ามากกว่าระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ ได้แก่

      ก) การสื่อสารระหว่างโทรศัพท์มือถือกับหูฟังอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้อุปกรณ์หูฟังอิเล็กทรอนิกส์ แทนการใช้อุปกรณ์โทรศัพท์เคลื่อนที่ ระหว่างการ  สื่อสาร
      ข) การสื่อสารระหว่างเครื่องปั๊มน้ำกับเครื่องวัดระดับน้ำเพื่อช่วยเติมน้ำในบ่อโดยอัตโนมัติ
 
        และเนื่องจากอุปกรณ์สำหรับการสื่อสารมีราคาถูก ประหยัดพลังงาน จึงทำให้การประยุกต์ใช้งานของเทคโนโลยีการสื่อสารระยะใกล้จึงสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในทุกสถานที่ เช่น สิ่งก่อสร้างขนาดเล็ก เช่น บ้านพักอาศัย อาคารสำนักงาน โรงงานอุตสาหกรรม โรงงานเกษตรกรรม
โรงปศุสัตว์ โรงแรม โรงเรียน โรงพยาบาล สิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ เช่น สะพาน หรือตึกสูงเสียดฟ้า หรือบริเวณสิ่งแวดล้อมอื่นๆ เช่น ป่าไม้ แม่น้ำ เป็นต้น นอกจากนี้สามารถนำมาประยุกต์สำหรับการสื่อสารกับเครื่องพิมพ์ (Printer) กล้องดิจิทัล (Digital Camera) รวมถึงการสื่อสารกับตู้เย็น หรือ
เครื่องปรับอากาศได้อีกด้วย


  ๗.
จดหมายเหตุ  up

         ๗.๑ เทคโนโลยีบลูทูธ
         ลำดับเหตุการณ์สำคัญของเทคโนโลยีบลูทูธแสดงดังตารางที่ ๗.๑

               ตารางที่ ๗.๑ ลำดับเหตุการณ์สำคัญของเทคโนโลยีบลูทูธ

ปี พ..
(ค.ศ.)
 

ลำดับเหตุการณ์สำคัญ

๒๕๓๗
(1994)

บริษัท Ericsson ได้เริ่มศึกษาการสื่อสารแบบไร้สายที่ราคาถูกและประหยัดพลังงานเพื่อมาใช้แทนสายสำหรับการสื่อสารระยะใกล้

๒๕๔๑
(1998)

กลุ่มบริษัท Ericsson, IBM, Intel, Nokia และ Toshiba ได้ก่อตั้ง Bluetooth Special Interest Group (SIG) เพื่อกำหนดมาตรฐานเทคโนโลยีบลูทูธ

๒๕๔๒
(1999)

มาตรฐานบลูทูธ เวอร์ชั่น 1.0 ได้ถูกตีพิมพ์เพื่อเผยแพร่ให้เป็นมาตรฐานสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์บลูทูธเป็นครั้งแรก

๒๕๔๖
(2003)

มาตรฐานบลูทูธ เวอร์ชั่น 1.2 ได้ถูกเผยแพร่เพื่อปรับปรุงเวอร์ชั่น 1.0 ให้มีความเร็วในการสื่อสารสูงขึ้น และคุณภาพการสื่อสารดีขึ้น

๒๕๔๗
(2004)

มาตรฐานบลูทูธ เวอร์ชั่น 2.0 ได้ถูกเผยแพร่เพื่อปรับปรุงให้มีความเร็วในการสื่อสารสูงขึ้น ใช้พลังงานน้อยลง และคุณภาพของการรับสัญญาณดีขึ้น


  ๘.
บรรณานุกรม  up

[๑] Nathan J. Muller. Bluetooth Demystified, Singapore: McGraw-Hill, 2001.

[๒] ZigBee Alliance. ZigBee Specification: Document 053473r00, v. 1.0, December 14, 2004

[๓] ZigBee Alliance. ZigBee Specification: Document 053474r13, v. 1.0, December 14, 2004