หน่วยที่ 4 มาตรฐาน IEEE

มาตรฐาน IEEE

IEEE คืออะไร

            IEEE คือ สถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์นานาชาติ ชื่อเต็มคือ Institute of Electrical and Electronic Engineers ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี ค.ศ.1963 ในประเทศสหรัฐอเมริกา โดยการรวมตัวของวิศวกรไฟฟ้าและวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งดำเนินกิจกรรมร่วมกันวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีด้านโทรคมนาคม ระบบไฟฟ้ากำลัง และระบบแสง

สถาบัน IEEE เป็นสถาบันที่กำกับ ดูแลมาตรฐานวิจัยและพัฒนาความรู้และงานวิจัยใหม่ๆตลอดจนเผยแพร่ความรู้ โดยเน้นด้านไฟฟ้ากำลัง คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคม ระบบอิเล็กทรอนิกส์ระบบวัดคุม โดยนักวิจัยเหล่านี้มีอยู่ทั่วโลก และจะแบ่งกลุ่มศึกษาตามความเชี่ยวชาญของแต่ละบุคคล กลุ่มหมายเลขIEEE ที่ได้รับการยอมรับจากองค์กรควบคุมมาตรฐาน

มาตรฐาน IEEE แบ่งออกได้ดังนี้

      IEEE 802.1 การบริหารจัดการระบบเครือข่าย

      IEEE 802.2 ถูกออกแบบใน LLC ไม่ต้องการให้เครื่องรู้จักกับ MAC sub layer กับ physical layer

      IEEE 802.3 สำหรับเป็น โปรโตคอลมาตรฐานเครือข่าย Ethernet ที่มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล10Mbps

      IEEE 802.4 มาตรฐาน IEEE 802.4 เป็นมาตรฐานกำหนดโปรโตคอลสำหรับเลเยอร์ชั้น MAC

      IEEE 802.5 เครือข่ายที่ใช้โทโปโลยีแบบ Ring

      IEEE 802.6 กำหนดมาตรฐานของ MAN ซึ่งข้อมูลในระบบเครือข่ายถูกออกแบบมาให้ใช้งานในระดับ    

                       เขต และเมือง

      IEEE 802.7 ใช้ให้คำปรึกษากับกลุ่มเทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบ Broadband

      IEEE 802.8 ใช้ให้คำปรึกษากับกลุ่มเทคโนโลยีเคเบิลใยแก้วนำแสง

      IEEE 802.9 ใช้กำหนดการรวมเสียงและข้อมูลบนระบบเครือข่ายรองรับ

      IEEE 802.10 ใช้กำหนดความปลอดภัยบนระบบเครือข่าย

      IEEE 802.11 ใช้กำหนดมาตรฐานเทคโนโลยีสำหรับ WLAN

      IEEE802.12 ใช้กำหนดลำดับความสำคัญของความต้องการเข้าไปใช้งานระบบเครือข่าย

      IEEE 802.14 ใช้กำหนดมาตรฐานของสาย Modem 

      IEEE 802.15 ใช้กำหนดพื้นที่ของเครือข่ายไร้สายส่วนบุคคล

      IEEE 802.16 ใช้กำหนดมาตรฐานของ Broadband แบบไร้สาย หรือ WiMAX

IEEE 802.11

          IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineer) ซึ่งเป็นองค์กรที่กำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ได้กำหนดมาตรฐานเครือข่ายไร้สาย โดยใช้การกำหนดตัวเลข 802.11แล้วตามด้วยตัวอักษร เช่น 802.11b, 802.11a, 802.11g และ 802.11n

          IEEE 802.11 คือมาตรฐานการทำงานของระบบเครือข่ายไร้สายกำหนดขึ้นโดย Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) เป็นมาตรฐานกลาง ที่ได้นำมาปฏิบัติใช้ในมาตรฐานของการรับ – ส่งข้อมูล โดยอาศัยคลื่นความถี่ ตัวอย่างของการใช้งาน เช่น Wireless Lanหรือ Wi-Fi เพื่อที่จะทำการเชื่อมโยงอุปกรณ์เครือข่ายไร้สายเข้าด้วยกันบนระบบ

          ในทางปกติแล้ว การเชื่อมต่อระบบเครือข่ายไร้สาย จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สองชิ้น นั่นคือ แอคเซสพอยต์ คือ ตัวกลางที่ช่วยในการติดต่อระหว่าง ตัวรับ-ส่งสัญญาญไวเลส ของผู้ใช้ กับ สายนำสัญญาณที่จากทองแดงที่ได้รับการเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายแล้ว เช่น สายแลน  ตัวรับ-ส่งสัญญาณไวเลส ทำหน้าที่รับ-ส่ง สัญญาณ ระหว่างตัวรับส่งแต่ละตัวด้วยกัน หลังจากที่เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายนี้ได้เกิดขึ้น ก็ได้เกิดมาตรฐานตามมาอีกมายมาย โดยที่การจะเลือกซื้อหรือเลือกใช้อุปกรณ์เครือข่ายไร้สายเหล่านั้น เราจำเป็นจะต้องคำนึงถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในผลิตภัณฑ์นั้นๆ รวมถึงความเข้ากันได้ของเทคโนโลยีที่ต่างๆ ด้วย

IEEE 802.11a    

เป็นมาตรฐานที่ได้รับการตีพิมพ์และเผยแพร่เมื่อปี พ.ศ. 2542 โดยใช้เทคโนโลยี OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) เพื่อพัฒนาให้ผลิตภัณฑ์ไร้สายมีความสามารถในการ รับส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูงสุด 54 เมกะบิตต่อวินาที โดยใช้คลื่นวิทยุย่านความถี่ 5 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานโดย ทั่วไปในประเทศไทย เนื่องจากสงวนไว้สำหรับกิจการทางด้านดาวเทียม

ข้อเสียของ IEEE 802.11a

          ข้อเสียของผลิตภัณฑ์มาตรฐาน IEEE 802.11a ก็คือ การที่มาตรฐานนี้ ใช้การเชื่อมต่อที่ความถี่สูงๆ ทำให้มาตรฐานนี้ มีระยะการรับส่งที่ค่อนข้างใกล้ คือ ประมาณ 35 เมตร ในโครงสร้างปิด(เช่น ในตึก ในอาคาร) และ 120 เมตรในที่โล่ง เนื่องด้วยอุปกรณ์ไร้สายที่รองรับเทคโนโลยี IEEE 802.11a มีรัศมีการใช้งานในระยะสั้นและมีราคาแพง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ไร้สายมาตรฐาน IEEE 802.11a จึงได้รับความนิยมน้อยและยังไม่สามารถเข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11b และ IEEE 802.11g อีกด้วย

IEEE 802.11b

          เป็นมาตรฐานที่ถูกตีพิมพ์และเผยแพร่ออกมาพร้อมกับมาตรฐาน IEEE 802.11a เมื่อปี พ.ศ.2542 มาตรฐาน IEEE 802.11b ได้รับความนิยมในการใช้งานอย่างแพร่หลายมาก ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า CCK (Complimentary Code Keying) ร่วมกับเทคโนโลยี DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) เพื่อให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราความเร็วสูงสุดที่ 11 เมกะบิตต่อวินาทีโดยใช้คลื่นสัญญาณวิทยุย่านความถี่ 2.4 กิกะเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่อนุญาตให้ใช้งานในแบบสาธารณะ ทางด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์ โดยผลิตภัณฑ์ที่ใช้ความถี่ย่านนี้มีหลายชนิด

ข้อดีของ IEEE 802.11b

          ข้อดีของมาตรฐาน IEEE 802.11b ก็คือ การใช้คลื่นความถี่ที่ต่ำกว่าอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11a ทำให้อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานนี้จะมีความสามารถในการส่งคลื่นสัญญาณไปได้ไกลกว่าคือประมาณ 38 เมตรในโครงสร้างปิดและ 140 เมตรในที่โล่งแจ้ง รวมถึง สัญญาณสามารถทะลุทะลวงโครงสร้างตึกได้มากกว่าอุปกรณ์ที่รองรับกับมาตรฐาน IEEE 802.11a ด้วยผลิตภัณฑ์มาตรฐาน IEEE 802.11b เป็นที่รู้จักในเครื่องหมายการค้า Wi-Fi

IEEE 802.11e

       เป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งาน แอพพลิเคชันทางด้านมัลติมีเดียอย่าง VoIP (Voice over IP) เพื่อควบคุมและรับประกันคุณภาพของการ ใช้งานตามหลักการ QoS (Quality of Service) โดยการปรับปรุง MAC Layer ให้มีคุณสมบัติในการรับรองการใช้งานให้มีประสิทธิภาพ

IEEE 802.11f

       มาตรฐานนี้เป็นที่รู้จักกันในนาม IAPP (Inter Access Point Protocol) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับจัดการกับผู้ใช้งานที่เคลื่อนที่ข้ามเขต การให้บริการของ Access Point ตัวหนึ่งไปยัง Access Point อีกตัวหนึ่งเพื่อให้บริการในแบบ โรมมิงสัญญาณระหว่างกัน

IEEE 802.11g

       มาตรฐาน IEEE 802.11g เป็นมาตรฐานที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาทดแทนผลิตภัณฑ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11b โดยยังคงใช้คลื่นความถี่ 2.4 GHz แต่มีความเร็วในการรับ - ส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นอยู่ที่ระดับ 54 Mbps หรือเท่ากับมาตรฐาน 802.11a โดยใช้เทคโนโลยี OFDM บนคลื่นวิทยุและมีรัศมีการทำงานที่มากกว่า IEEE 802.11a พร้อมความสามารถในการใช้งานร่วมกันกับมาตรฐาน IEEE 802.11b ได้ (Backward-Compatible)  เพียงแต่ว่าความถี่ 2.4 GHz ยังคงเป็นคลื่นความถี่สาธารณะอยู่เหมือนเดิม ดังนั้นจึงยังมีปัญหาเรื่องของสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ที่ใช้คลื่นความถี่เดียวกันอยู่ดี

IEEE 802.11h

        มาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับผลิตภัณฑ์เครือข่ายไร้สายที่ใช้งานย่านความถี่ 5 กิกะเฮิรตซ์ให้ทำงานถูกต้องตามข้อกำหนดการใช้ความถี่ของประเทศ ในทวีปยุโรป

IEEE 802.11i

       เป็นมาตรฐานในด้านการรักษาความปลอดภัย ของผลิตภัณฑ์เครือข่ายไร้สาย โดยการปรับปรุงMAC Layer เนื่องจากระบบเครือข่ายไร้สายมีช่องโหว่มากมายในการใช้งาน โดยเฉพาะฟังก์ชันการเข้ารหัสแบบ WEP 64/128-bit ซึ่ง ใช้คีย์ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับสภาพการใช้งานที่ต้องการ ความมั่นใจในการรักษาความปลอดภัยของการสื่อสารระดับสูง มาตรฐาน IEEE 802.11i จึงกำหนดเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้คีย์ชั่วคราวด้วย WPA, WPA2 และการเข้ารหัสในแบบAES (Advanced Encryption Standard) ซึ่งมีความน่าเชื่อถือสูง

IEEE 802.11k

        เป็น มาตรฐานที่ใช้จัดการการทำงานของระบบ เครือข่ายไร้สาย ทั้งจัดการการใช้งานคลื่นวิทยุให้มีประสิทธิภาพ มีฟังก์ชันการเลือกช่องสัญญาณ การโรมมิงและการควบคุมกำลังส่ง นอกจากนั้นก็ยังมีการร้องขอและปรับแต่งค่าให้เหมาะสมกับการทำงาน การหารัศมีการใช้งานสำหรับเครื่องไคลเอนต์ที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ระบบ จัดการสามารถทำงานจากศูนย์กลางได้

IEEE 802.1x

       เป็นมาตรฐานที่ใช้งานกับระบบรักษาความปลอดภัย ซึ่งก่อนเข้าใช้งานระบบเครือข่ายไร้สายจะต้องตรวจสอบสิทธิ์ในการใช้งานก่อน โดย IEEE 802.1x จะใช้โพรโตคอลอย่าง LEAP, PEAP,
 EAP-TLS, EAP-FAST ซึ่งรองรับการตรวจสอบผ่านเซิร์ฟเวอร์ เช่น RADIUS, Kerberos เป็นต้น

IEEE 802.11N

       มาตรฐาน IEEE 802.11N (มาตรฐานล่าสุด) เป็นมาตรฐานของผลิตภัณฑ์เครือข่ายไร้สายที่คาดหมายกันว่า จะเข้ามาแทนที่มาตรฐาน IEEE 802.11a, IEEE 802.11b และ IEEE 802.11g ซึ่ง
มาตรฐาน 802.11N

        โดยจะมีความเร็วอยู่ที่ 300 Mbps หรือเร็วกว่าแลนแบบมีสายที่มาตรฐาน 100 BASE-TXนอกจากนี้ยังมีระยะพื้นที่ให้บริการกว้างขึ้น โดยเทคโนโลยีที่ 802.11N นำมาใช้ก็คือเทคโนโลยี 

MIMO ซึ่งเป็นการรับส่งข้อมูลจากเสาสัญญาณหลายๆ ต้น พร้อมๆ กัน ทำให้ได้ความเร็วสูงมากขึ้นและยังใช้คลื่นความถี่แบบ Dual Band คือ ทำงานบนย่านความถี่ทั้ง 2.4 GHz และ 5 GHz 

ตัวอย่าง Router ที่ได้รับมาตรฐาน IEEE

ตารางเทียบค่าความถี่ Router ที่ได้รับมาตรฐาน IEEE