An Oak by the window...WHDI เทคโนโลยีการส่งข้อมูลความละเอียดสูงแบบไร้สาย

An Oak by the window...WHDI เทคโนโลยีการส่งข้อมูลความละเอียดสูงแบบไร้สาย

โดย ธวัชชัย อนุพงศ์อนันต์
นิตยสารผู้จัดการ( กันยายน 2551)

กลับสู่หน้าหลัก

เห็นโครงการ Green Wi-Fi ของกรุงเทพมหานครกันหรือยังครับ ได้ใช้บริการกันบ้างหรือเปล่า

Green Wi-Fi น่าจะเป็นการพยายามแก้ปัญหาของกรุงเทพมหานคร ในประเด็นทางเศรษฐศาสตร์เรื่อง Last mile หรือ Last kilometer ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อขั้นสุดท้ายจากผู้ให้บริการการสื่อสารไปยังลูกค้า โดยมากใช้ในวงการโทรคมนาคมและเคเบิลทีวี โดย last mile ถือเป็นส่วนที่มีต้นทุนค่าใช้จ่ายสูงที่สุด เพราะต้องกระจายสายเคเบิลไปแต่ละบ้าน ต้องอาศัยการลงทุนลงแรงครั้งใหญ่ นั่นคือจะต้องมีสายจริงๆ ต่อจากบ้านหรือบริษัทไปยังชุมสายของโทรศัพท์หรือของบริษัทเคเบิลต่างๆ นั่นหมายถึงเงิน ปัญหาต่อมาก็คือ last mile ทำให้เกิดปัญหาคอขวดค่าใช้จ่ายและความเร็วของการใช้อินเทอร์เน็ตทั้งหมดล้วนขึ้นกับ last mile นี้

Green Wi-Fi เป็นความพยายามในการแก้ปัญหาโดยให้คนกรุงเทพฯ สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยต้นทุนที่ต่ำลง แต่ของฟรีก็ต้องมากับคุณภาพที่เหมาะกับมัน แบนด์วิธที่ให้กับผู้ใช้บริการจึงยังต่ำอยู่ เนื่องจากยังเป็นโครงการทดลองโดยร่วมมือกับเอกชนจึงอาจจะต้องดูกันนานๆ ว่า Last mile จะแก้ปัญหาได้หรือไม่

แต่สำหรับการใช้งานในบ้านแล้ว โดยเฉพาะการทำงานร่วมกับเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ นั้น Green Wi-Fi คงไม่ใช่คำตอบในตอนนี้ เพราะแม้แต่เครือข่ายไร้สายมาตรฐานปัจจุบันยังไม่สามารถช่วยแก้ปัญหาเรื่องการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงในบ้านได้ แต่ตอนนี้เหมือนเรากำลังจะได้คำตอบนั้นแล้วครับ...

การเปลี่ยนแปลงเข้าสู่ยุคของการส่งข้อมูลความละเอียดสูง หรือ High Definition ที่มีตัวย่อว่า HD นั้นได้ทำให้เกิดความต้องการในหมู่ผู้บริโภคในการมองหาการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพระหว่างอุปกรณ์แสดงภาพความละเอียดสูงอย่างเช่น HDTV และโปรเจ็กเตอร์แบบ HD (HD Projector) กับอุปกรณ์เครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างภาพความละเอียดสูงอย่างเช่น HD-DVD, บลูเรย์ (Blue-ray), เซตทอป บ็อกซ์แบบ HD, เกมคอนโซล และอื่นๆ อีกมากมาย สำหรับการเชื่อมต่อแบบใช้สายนั้นอาศัยเทคโนโลยี HDMI หรือ High-Definition Multimedia Interface ซึ่งถือกำเนิดขึ้นเมื่อไม่กี่ปีก่อนมาใช้เป็นอินเตอร์เฟซดิจิตอลในการส่งสัญญาณความละเอียด สูงสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถส่งสัญญาณวิดีโอความละเอียดสูงแบบ uncompressed รวมถึงสัญญาณเสียงด้วยความเร็วถึง 3 กิ๊กกะบิตต่อวินาที ผลก็คือ HDMI กำลังจะกลายเป็นอินเตอร์เฟซมาตรฐานทั่วไปสำหรับการส่งสัญญาณภาพและเสียงในท้องตลาด คำถามที่ตามมาก็คือ เทคโนโลยีในลักษณ์เดียวกันนี้จะสามารถนำมาใช้สำหรับการส่งสัญญาณแบบไร้สายได้หรือไม่

ความสำเร็จของ Wi-Fi รวมถึงมาตรฐานแบบไร้สายอื่นๆ นั้นได้แสดงให้เห็นว่า เหล่าผู้บริโภคชื่นชอบและหลงใหลกับความสะดวกสบายเหล่านี้เพื่อให้สอด คล้องกับการออกแบบตกแต่งด้วยการแขวน เครื่องไม้เครื่องมือบนฝ้าเพดานนั้น พวกเราเหล่าผู้บริโภคจึงปรารถนาที่จะกำจัดสายระโยงระยางและสร้างสรรค์เครือข่ายแบบไร้สายที่สะดวกสบายและง่ายต่อการใช้งาน

การส่งข้อมูล HDTV แบบ uncom-pressed ในรูปแบบไร้สายถือเป็นสุดยอดความพยายามในการเชื่อมต่อสัญญาณวิดีโอแบบไร้สาย พวกเราๆ ท่านๆ ล้วนมองหาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบไร้สายนี้สำหรับโทรทัศน์และโปรเจ็กเตอร์เพื่อให้การติดตั้งง่ายขึ้นและสะดวกขึ้น รวมถึง การทำให้การเชื่อมต่อสัญญาณภายในบ้านทั้งหลังระหว่างแหล่งเก็บไฟล์วิดีโอกับเครื่องแสดงภาพสามารถทำได้อย่างง่ายๆ

ปกติแล้วการทำให้ HDTV และโปรเจ็กเตอร์แบบ HD สามารถทำงานได้อย่างได้ผลนั้น จะต้องมีอัตราการส่งสัญญาณภาพวิดีโออยู่ที่ 3 กิ๊กกะไบต์ต่อวินาที แต่มาตรฐานการสื่อสารแบบไร้สายในปัจจุบัน อย่าง 802.11n และ UWB นั้นไม่สามารถส่งข้อมูลระดับนั้นได้

การส่งภาพวิดีโอคุณภาพสูงจึงเป็นปัญหาใหญ่หลวงที่เกิดขึ้น ในแง่หนึ่งนั้นอัตราการส่งภาพวิดีโอคุณภาพสูงนั้นจำเป็น ต้องอาศัยช่องทางการสื่อสารที่มีแบนด์วิธมากพอควร รวมถึงอัตราส่วนระหว่างสัญญาณที่ส่งต่อคลื่นรบกวน (SNR-signal-to-voice ration) ที่พอเหมาะ อย่างไรก็ดี ปัญหาที่เกิดขึ้นคือ ช่องสัญญาณแบบไร้สาย นี้ไม่มีความเสถียรและไม่สามารถคาดการณ์ ใดๆ ได้

WHDI หรือ Wireless Home Digital Interface เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบไร้สายที่ถูกคิดค้นขึ้นโดยเป็น การส่งข้อมูลประเภทวิดีโอระหว่างแหล่งเก็บวิดีโอกับโทรทัศน์หรือเครื่องมือในการแสดงภาพในลักษณะต่างๆ เทคโนโลยีนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างแข็งขันจากโมโตโรล่า และอะมิมอน (AMIMON) โดยชาร์ป จะเป็นบริษัทแรกที่ออกโทรทัศน์ HDTV แบบไร้สายมาวางตลาด

WHDI เป็นมาตรฐานใหม่ของการเชื่อมต่อและส่งผ่านข้อมูลภาพวิดีโอความละเอียดสูงแบบไร้สาย WHDI จะสร้างลิงค์ แบบไร้สายที่มีคุณภาพสูง ซึ่งสามารถสนับ สนุนการส่งไฟล์วิดีโอที่อัตราความเร็วมากถึง 3 กิ๊กกะบิตต่อวินาทีในช่องสัญญาณขนาด 40 เมกะเฮิรตซ์

WHDI ทำให้ลิงค์แบบไร้สายนั้นมีศักยภาพเดียวกับลิงค์แบบมีสายทั่วไป ปัจจุบันการเชื่อมต่อระหว่างแหล่งข้อมูลวิดีโอและการแสดงภาพล้วนเป็นการส่งสัญญาณวิดีโอแบบ uncompressed ทั้งสิ้น ถ้าต้องการเอาสัญญาณแบบไร้สายมาแทนที่การเชื่อมต่อในปัจจุบันสัญญาณแบบไร้สายนี้ก็จะต้องเป็นแบบ uncom-pressed ด้วยเช่นกัน

การใช้วิธีการส่งข้อมูลวิดีโอแบบ compressed นั้นไม่สามารถช่วยแก้ปัญหา ในกรณีที่ต้องการต่อเชื่อมระหว่างแหล่งเก็บไฟล์วิดีโอใดๆ กับแหล่งแสดงข้อมูลใดๆ ได้ ถึงแม้ว่าแหล่งข้อมูลดิจิตอลทั้งหลายจะส่งข้อมูลไปยังแต่ละบ้านในรูปแบบ ที่ compressed แล้วก็ตาม แต่ไฟล์วิดีโอแบบ compressed นี้ก็แทบจะไม่ได้นำมาใช้เพื่อส่งออกที่เอาต์พุทของแหล่งส่งไฟล์วิดีโออย่างเช่นเครื่องเล่นดีวีดีหรือเซตทอปบ็อกซ์เลย เหตุผลหนึ่งคือการป้องกันการก๊อบปี้ โดยถ้าเอาต์พุทเป็นแบบ compressed จะถูกขโมยเอาไปใช้ ได้ง่ายกว่า ในขณะที่อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ ความเป็นสากลของการใช้งานไฟล์แบบ compressed นั่นเองที่มีความหลากหลายแบบ แต่อุปกรณ์แสดงภาพจะไม่สามารถสนับสนุนรูปแบบเหล่านั้นได้ทั้งหมด นอกจากนั้นมีแหล่งเก็บไฟล์มากมายที่สามารถสร้างไฟล์แบบ uncompressed อย่างเช่น คอนโซลเครื่องเล่นเกม และเครื่องพีซีทั่วไป จึงเป็นเรื่องสะดวกกว่าในการคงไว้ซึ่งโครงสร้างพื้นฐานเดิมและใช้มาตรฐานที่โครงสร้างเดิมยอมรับและสนับสนุน

ก่อนหน้านี้มีความพยายามที่จะแก้ปัญหาข้อจำกัดเหล่านี้โดยการใช้วิธีการบีบอัด (compression) แบบเรียลไทม์กับเอาต์พุทที่ออกมาจากแหล่งเก็บข้อมูลในรูปแบบ uncompressed อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีผลอย่างชัดเจนต่อการลดคุณภาพ เพิ่มระยะเวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูล (latency) และมีต้นทุนในการใช้งานที่สูงขึ้น

การเพิ่มความสามารถในการส่งไฟล์วิดีโอด้วยความเร็วสูงแบบไร้สายจึงเป็นทางออกของการแก้ปัญหาทางด้านการส่งผ่านข้อมูลแบบถึงรากถึงโคน WHDI อาศัย เทคโนโลยีวิดีโอโมเด็มที่ทันสมัยของบริษัท AMIMON ซึ่งทำให้การโค้ดดิ้งและแปลงสัญญาณดิจิตอล (mo-dulation) ของไฟล์วิดีโอร่วมกันซึ่งทำให้มีศักยภาพเหนือกว่าโมเด็มแบบไร้สายทั่วไปในการจัดการกับข้อมูล

การจัดการไฟล์วิดีโอแบบไร้สายทั่วๆ ไปนั้นจะไม่สามารถช่วยแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นกับการเชื่อมต่อของ HDTV แบบไร้สาย เนื่องจากเป็นการจัดการกับปัญหาเป็นการพิเศษสำหรับโมเด็มแบบไร้สายนั้น ทุกบิตของข้อมูลจะถูกจัดการอย่างเท่าเทียม กัน โดยข้อมูลทั้งหมดจะถูกปกป้องในระดับเดียวกัน อย่างไรก็ตาม สำหรับไฟล์วิดีโอนั้น แต่ละบิตของข้อมูลจะมีระดับของ ความสำคัญที่แตกต่างกันและระดับของความผิดพลาด (error) ที่เกิดขึ้นจะมากน้อย แค่ไหนนั้นจะขึ้นกับว่าบิตไหนที่มีปัญหา

ยกตัวอย่างเช่น โดยทั่วๆ ไปข้อมูล แบบ uncompressed โดยทั่วๆ ไปที่ส่งเข้า มานั้นจะแสดงด้วยตัวเลขขนาด 8 หรือ 10 บิต โดยแต่ละบิตจะแสดงถึงสีหลักๆ ของแต่ละพิกเซล บิตที่มีนัยสำคัญของตัวเลขเหล่านี้จะเป็นกลุ่มตัวเลขที่มีผลต่อการมอง เห็นภาพโดยรวมซึ่งสำคัญกว่าสีในส่วนอื่นๆ ดังนั้น ถ้าความผิดพลาดเกิดขึ้นกับบิตที่มีนัยสำคัญมากที่สุด (MSB-Most Significant Bit) จะส่งผลต่อภาพโดยรวมมากกว่า แต่ถ้าความผิดพลาดเกิดขึ้นกับบิตที่มีความสำคัญน้อยที่สุด (LSB-Least Significance Bit) ก็จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของภาพ น้อยกว่า โมเด็มไร้สายโดยทั่วๆ ไปจะไม่สนใจลักษณะเหล่านี้ของภาพวิดีโอ โดยโมเด็มเหล่านี้จะปกป้อง หรือให้ความสำคัญ กับทุกบิตเท่าๆ กัน ทั้ง LSB และ MSB นั่นหมายความว่า โมเด็มเหล่านั้นปกป้อง LSB มากเกินไปโดยไม่จำเป็น ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้ความสามารถของช่องส่งสัญญาณ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าเป็นการปกป้อง MSB น้อยเกินไป ส่งผลต่อคุณภาพของลิงค์วิดีโอที่ต่ำ หรือทั้งสองส่วนรวมกัน WHDI จะใช้วิธีการให้ความสำคัญไม่เท่ากันของแต่ละบิตข้อมูลโดยให้การปกป้องที่ไม่เท่ากัน ซึ่งส่งผลทำให้อัตราการส่งไฟล์วิดีโอเพิ่มสูงขึ้นและมีคุณภาพสูงขึ้นด้วย

WHDI จะนำข้อมูลไฟล์วิดีโอแบบ uncompressed นี้มาตัดแบ่งตามความสำคัญของข้อมูล แต่ละส่วนจะถูกใส่เข้าไป ในช่องสัญญาณแบบไร้สาย โดยจะให้ส่วนที่มีความสำคัญต่อการแสดงภาพสามารถใช้ทรัพยากรในช่องสัญญาณได้มากกว่า นั่น จะทำให้การส่งสัญญาณมีประสิทธิภาพมากขึ้น สัดส่วนที่มีความสำคัญต่อการแสดง ภาพน้อยกว่าจะได้รับการจัดสรรทรัพยากร ต่ำกว่า จึงถูกส่งไปด้วยประสิทธิภาพที่ด้อยกว่า การแบ่งสรรทรัพยากรนี้ยังรวมถึง สเป็กตรัม ระดับพลังงาน และอื่นๆ

ผลของการจัดสรรทรัพยากรของโมเด็มที่ใช้ WHDI นี้ทำให้ความผิดพลาดต่างๆ ที่เกิดขึ้นในช่องสัญญาณแบบไร้สาย ไม่เป็นที่สังเกตเด่นชัดนัก เพราะมันมีผลต่อการแสดงภาพในส่วนที่ไม่มีความสำคัญ เท่าไร ทำให้ข้อมูลภาพวิดีโอที่ส่งไปมีคุณภาพสูงเพราะตามนุษย์จะไม่ให้ความสำคัญกับความผิดพลาดในส่วนที่ไม่มีความ สำคัญในภาพเท่าไรนัก

WHDI อาจจะเป็นเพียงมาตรฐานใหม่ที่เข้ามาลองตลาด แต่ภายใต้การผลักดันอย่างแข็งขันรวมถึงการที่ยังไม่สามารถหามาตรฐานอื่นใดที่ทัดเทียมมาแทนได้ WHDI อาจจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในเวลานี้ และอาจจะในอนาคตก็เป็นได้

1. Leaders in Consumer Electronics and Wireless High-Definition Video Delivery to Discuss the Next Wave of Wireless Audio/Video Connectivity,' The New York Times, July 23, 2008

2. AMIMON, http://www.amimon.com

3. Wireless High-definition Interface,' http://en.wikipedia.org/wikiWireless_ High-definition_Interface

4. WHDI LLC, http://www.whdi.org

5. Feder, M., Enabling wireless uncompressed HDTV connectivity with a unique video-modem approach: A technical overview.

6. Geri, N. (2006), 'Wireless HDTV- Compressed or Uncompressed? That is the questions...,' AMIMON.

7. ธวัชชัย อนุพงศ์อนันต์, ว่าด้วย Last mile และการใช้อินเทอร์เน็ตฟรี,'นิตยสารผู้จัดการ, พฤศจิกายน 2550.

กลับสู่หน้าหลัก

ผลงานนี้ ใช้สัญญาอนุญาตของครีเอทีฟคอมมอนส์แบบ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย