ความสำคัญของเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย
ในอดีตเมื่อมนุษย์มีการพัฒนาด้านภาษาที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารระหว่างกัน การพบปะแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างกันก็ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเป็นลำดับ จากการติดต่อสื่อสารกันในระหว่างกลุ่มชุมชนเดียวกัน ก็มีการติดต่อสื่อสารข้ามกลุ่มข้ามชุมชน มีการพัฒนาวิธีการติดต่อสื่อสารเพื่อให้เกิดความสะดวกและรวดเร็วขึ้น ดังที่นักเรียนอาจจะเคยทราบมาบ้างแล้ว เช่น การสื่อสารโดยใช้นกพิราบ การใช้ม้าเร็วในการติดต่อสื่อสาร การใช้สัญญาณเสียงด้วยการตีกลอง หรือตีเกราะเคาะไม้ การส่งสัญญาณควันไฟ เป็นต้น จากนั้นก็มีการพัฒนาเทคโนโลยีในการสื่อสารเพื่อช่วยให้มนุษย์มีการติดต่อ สื่อสารระหว่างกันได้ตามความต้องการ วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย
ยุคหิน กลองส่งข้อความ [Bush Drum] มนุษย์ยุคหินในแอฟริกาสามารถส่งข้อความถึงกันและกันในที่ห่างออกไปหลายกิโลเมตรโดยใช้ภาษากลอง
ยุคดึกดำบรรพ์ หอสูงของโรมัน หาสูงที่พบได้ตามแนวเขตพรมแดนของจักวรรดิ์โรมันจะทำหน้าที่เป็นหอสังเกตุการณ์และส่งข้อมูลการสื่อสาร โดยทหารบนที่อยู่บนหอจะส่งสัญญาณด้วยการจุดคบเพลิง
1886 – 1899 Heinrich Hertz และ GuglielmoMarcony Hertz ค้นพบว่าคลื่นไฟฟ้ามีอยู่จริง และ Marcomy นำไปประยุกต์สร้างเทคโนโลยีการส่งคลื่นวิทยุเป็นครั้งแรก
1912 การจมของเรือไททานิค การขาดการจัดการที่ดีและความหนาแน่นในการใช้คลื่นวิทยุที่มากเกินไปเป็นอุปสรรคอย่างมากในการช่วยเหลือลูกเรือที่อัปปาง หลังจากเหตุการณ์นี้สภาของสหรัฐได้มีการออกกฎหมาย “Radio Act of 1912” ที่กำหนดให้มีการใช้วิยุคลื่นสั้น 1.5MHz สำหรับการใช้งานส่วนบุคคล (วิทยุสมัครเล่น)
1942 ดาวฮอลลีวูด ‘Hedy Lamarr’ เธอคนนี้เป็นผู้คิดค้นระบบรีโมทคอนโทรลสำหรับระเบิดปอปิโดด้วยคลื่นวิทยุ โดยเทคนิค Frequency Hopping นี้มีบทบาทสำคัญกับโทรศัพท์มือถือสมัยใหม่รวมไปถิง WLAN ด้วย
RFID แอพลิเคชันแรกของระบบ Radio Frequency Identification คือระบบเรดาร์สำหรับตรวจหามิตร/ศัตรูในระหว่างสงครามโดยเครื่องบินจะถูกติดตั้งอุปกรณ์อ่านสัญญาณและตัวส่งข้อมูลเอาไว้
50s & 60s ยุครุ่งเรืองของวิยุสมัครเล่น คลื่นพายุหมุนยกซัดฝั่ง (Storm Surge) ที่เกิด ขึ้นในเมืองแฮมเบิร์กเมื่อปี 1962 ทำให้เกิดการบูมสุดขีดของวิทยุสมัครเล่น ตำรวจ หน่วยกู้ภัยและรถฉุกเฉินต่างสื่อสารผ่านวิทยุสมัครเล่นที่สามรถใช้ได้ดีในยามฉุกเฉิน
1992 GSM สัญญาณวิทยุดิจิตอลเข้ามาแทนที่สัญญาณอนาล็อกและส่งผลทำให้การสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือมีประสิทธิภาพและได้รับความนิยมเป็นอย่างสูง
2001 Bluetooth 1.1 หมดปัญหาสายเคเบิลรุงรังด้วยเทคโนโลยีบลูทูธ ไม่ว่าจะเป็นเมาส์ คีย์บอร์ด ก็สามารถสื่อสารกับพีซี โดยไม่จำเป็นต้องใช้สายอีกต่อไป
2001 UMTS ด้วยอัตตราการส่งผ่านข้อมูลที่สูงกว่ามาตรฐานสำหรับโทรศัพท์มือถือยุคที่สามนี้จึงประสบความสำเร็จเป็นอย่างมากทั้งในแง่ของการรับส่งขื้อมูลเสียงและบริการอินเตอร์เน็ต
2003 Blackberry อ่านข้อความและตอบกลับได้ทันทีผ่านโทรศัพท์มือถือเทรนด์ใหม่ที่ BlackBerry นำมาสู่โทรศัพท์มือถือของตนและเปลี่ยนให้สมาร์ทโฟนกลายเป็นโทรศัพท์สำหรับพนักงานออฟฟิศ
2005 WiMAX ‘ซูปเปอร์ WLAN’ คือนิยามง่ายๆของ WiMax เพราะมันสามารถให้บริการสัญญาณอินเตอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงได้ครอบคลุมเป็นระยะทางได้ไกลกว่า 50 กิโลเมตร
2007 HSDPA เทคโนโลยีอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงสำหรับโทรศัพท์มือถือที่มีอัตราการดาว์โหลดสูงสุดถึง 7.2 Mbps ทำให้การท่องอินเตอร์เน็ตบนโทรศัพท์มือถือกลายเป็นเรื่องสนุกอย่างแท้จริง
2008 WiHD เทคโนโลยี Wireless HD สามารถส่งสัญญาณภาพความละเอียดสูงไปยังทีวีจอแบนในห้องนั่งเล่นได้โดยไม่ต้องต่อสายให้แกะกะ
2010 Wireless Display [WiDi] ซีพียูสำหรับ Notebook รุ่นใหม่ของ Intel อย่าง Arrandale นั้นสามารถส่งข้อมูลบนจอภาพไปแสดงบนทีสีได้แบบไร้สายผ่านอุปกรณ์WiDi Box
ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยีไร้สาย
องค์ประกอบหลักของการทำงาน มีดังต่อไปนี้
ข้อมูล (Data) ข่าวสารต่างๆ สามารถถูกส่งแบบไร้สาย โดยเปลี่ยนจากสัญญาณวิทยุและสัญญาณโทรทัศน์เป็นเสียงและภาพ หรือเป็นข้อมูลด้านคอมพิวเตอร์ข่าวสารต่างๆ จะถูกส่งโดยผสมไปกับคลื่นวิทยุ ซึ่งคลื่นวิทยุเป็นแค่ส่วนหนึ่งในสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่เรียกว่า ความถี่วิทยุ (Radio frequency) ข้อมูลทุกชนิดสามารถถูกส่งโดยการใช้ความถี่วิทยุ ความถี่วิทยุมีมากมายไม่ใช่มีแค่คลื่นวิทยุเอเอ็มหรือเอฟเอ็มที่เรารู้จักเท่านั้น
โมดูเลชัน (Modulation) ข้อมูลจะถูกส่งผสมไปคลื่นความถี่วิทยุโดยกระบวนที่เรียกว่า โมดูเลชัน เมื่อได้รับคลื่นสัญญานจะผ่านกระบวนการ ดีโมดูเลชัน (Demodulation) เพื่อแยกเอาข้อมูลออกมา
สถานีฐาน (Base Station) ภายในแต่ละเซลล์จะมีสถานีฐานซึ่งจะส่งและรับสัญญาณสื่อสารทั้งรับและส่งไปยังโทรศัพท์มือถือ (หรือโทรศัพท์เซลลูล่าร์) ภายในเซลล์นั้นๆๆ
เซลล์ (Cells) โทรศัพท์เซลลูลาร์ หรือโทรศัพท์แบบพกพาหรือโทรศัพท์มือถือที่เรารู้จัก มีแนวความคิดมาจากเซลล์นี่เอง ซึ่งเป็นการแบ่งพื้นที่ออกเป็นส่วนย่อยๆ เมื่อโทรศัพท์เซลล์ลูลาร์รับ-ส่งสัญญาณจะมีการติดต่อสื่อสารภายในเซลล์นั้นๆเองเท่านั้น ข่าวสารต่างๆๆ จะถูกส่งภายในเซลล์นั้นไปที่เป้าหมายภายในเซลล์เท่านั้น
อุปกรณ์ส่งสัญญาณและอุปกรณ์รับสัญญาณ คลื่นความถี่วิทยุพร้อมด้วยข้อมูลข่าวสารจะถูกส่งโดยอุปกรณ์ส่งสัญญาณ (Transmitters) และรับโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่าอุปกรณ์รับสัญญาณ (Receivers)
หลักการทำงาน
1. ข้อมูลหลายๆ ชนิดสามารถ ส่งแบบไร้สาย เช่น การส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ เสียงโทรศัพท์ การส่งสัญญาณโทรทัศน์และวิทยุ ในขั้นตอนแรกข้อมูลที่ถูกส่งจะสร้างมาจากมาจากอุปกรณ์ที่สร้างข้อมูล เช่น คอมพิวเตอร์มือถือ สถานีวิทยุ หรือโทรศัพท์มือถือเป็นต้น
2. ข้อมูลที่ถูกส่งจะไปผสมกับคลื่นความถี่วิทยุ (RF) โดยกระบวนการโมดูเลชัน (Modulation) สัญญาณที่จะเป็นตัวส่งข้อมูลเรียกว่าคลื่นตัวนำ (Carrier Wave) ข้อมูลจะถูกผสมไปกับคลื่นตัวนำ โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่าโมดูเลเตอร์ (Modulator) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีวิธีการหลายวิธีในการโมดูเลตข้อมูลไปกับคลื่นตัวนำโมดูเลเตอร์อาจจะรวมอยู่กับอุปกรณ์ที่สร้างข้อมูลอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ มือถือ หรืออาจแยกอยู่ต่างหากเช่นโทรทัศน์
3. สัญญาณจะถูกส่งโดยอุปกรณ์ส่งสัญญาณที่จะนำสัญญาณมาและส่งออกไปโดยผ่านทางอากาศ อุปกรณ์สัญญาณนั้นมีหลายแบบโดยขึ้นอยู่กับชนิดข้อมูลที่จะส่งระยะทาง และความเร็วของสัญญาณ และขนาดนั้นอาจเล็กมากเหมือนที่อยู่ในโทรศัพท์มือถือหรืออาจจะใหญ่มากเหมือนเสาอากาศส่งสัญญาณของโทรทัศน์
4. อุปกรณ์รับสัญญาณสามารถรับสัญญาณได้โดยตรงหรืออาจผ่านทางระบบเครือข่ายโดยขึ้นอยู่กับชนิดข้อมูลที่ส่ง ในกรณีของโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์มือถือเมื่อจะติดต่อกับอินเทอร์เน็ตมันจะส่งสัญญาณไปที่เครือข่ายและส่งต่อไปยังผู้รับโดยใช้อุปกรณ์ส่งสัญญาณ (Transmitter)
5. ที่จุดรับสัญญาณ เสาอากาศหรือสายอากาศจะรับคลื่นวิทยุที่ต้องการและไม่รับคลื่นที่เหลือ อุปกรณ์รับสัญญาณจะใช้ แอมพลิไฟเออร์ (Amplifier) เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสัญญาณเนื่องจากสัญญาณที่รับมานั้นจะอ่อนมาก
6. โมดูเลเตอร์ จะทำการแปลสัญญาณและแยกคลื่นตัวนำออกจากข้อมูลถูกส่งมาพร้อมกัน เพื่อที่จะเปลี่ยนกลับไปเป็นข้อมูลดังเดิมที่สั่งมา
7. ข้อมูลที่ถูกส่งมายังอุปกรณ์รับสัญญาณ สามารถแสดงข้อมูลที่ส่งมาได้แล้ว
ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีไร้สาย
ข้อดี
-ช่วยลดปัญหาในการติดตั้งระบบเครือข่าย
-ช่วยลดปัญหาในการวางสายระบบเครือข่าย
-ไม่ต้องใช้สาย cable
-ช่วยให้เกิดความเป็นระเบียบ เรียบร้อย
ข้อเสีย
-มีอัตราการลดทอนสัญญาณสูง นั่นหมายความว่า “ ส่งสัญญาณได้ระยะสั้น ”
-มีสัญญาณรบกวนสูง
-ต้องแชร์กันใช้ช่องสัญญาณคลื่นความถี่เดียวกัน
-ยังมีหลายมาตรฐานตามผู้ผลิตแต่ละราย ทำให้มีปัญหาในการใช้งานร่วมกัน
เทคโนโลยีการสื่อสารแบบไร้สายในปัจจุบัน มีดังนี้
1. Bluetooth
Bluetooth เป็นเทคโนโลียีที่เกิดขึ้นจาก Bluetooth Special Internet Group (www.bluetooth.com) ซึ่งก่อตั้งขึ้นเมื่อปี 1998 โดยบริษัทชั้นนำอย่าง Intel, Nokia และ Toshiba เทคโนโลยีนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการส่งข้อมูลระยะทางสั้น ซึ่งมีรัศมีประมาณ 10 เมตรโดยที่อุปกรณ์ต่อพ่วงจะต้องมีตัวส่งสัญญาณBluetooth อยู่ข้างใน เพื่อใช้ส่งสัญญาณโดยจะใช้คลื่นวิทยุเป็น ตัวส่งสัญญาณ แต่หากระยะทางการส่งมีสิ่งกีดขวางก็จะไม่สามารถส่งสัญญาณไปหาตัวอุปกรณ์หลักได้ ดังนั้น เทคโนโลยีนี้จึงเหมาะจะใช้กับอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใช้ทำงานร่วมกันในระยะทางใกล้ เทคโนโลยีนี้จะมีประโยชน์มากหากนำมาใช้แทนที่อุปกรณ์ที่มีสายส่งสัญญาณ เพราะจะช่วยลดปัญหาของสายส่งสัญญาณเสียหาย หรือการจัดเก็บสายส่งสัญญาณ ซึ่งอาจเกะกะมาก และ นำออกมาใช้ยากลำบาก
เทคโนโลยี Bluetooth สามารถนำมาใช้ให้เข้ากับชีวิตประจำวันได้เป็นอย่างดี และยังเพิ่มความสะดวกในการใช้งานกับอุปกรณ์ต่างๆ และนอกเหนือจากที่กล่าวไป Bluetooth ยังถูกพัฒนามาใช้งานกับอุปกรณ์อื่นๆ อีกด้วย ทั้งหูฟังสเตอริโอ เครื่องเล่นซีดี รีโมทวิทยุ แม้กระทั่งในรถยนต์ ซึ่งปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยี Bluetooth ไปใช้กันแล้ว ทั้งชุด Handsfree, หรือ รีโมทเปิด-ปิดประตู หรือระบบ Keyless แต่เราไม่ต้องกดปุ่มที่กุญแจอีกต่อไป เพียงแค่อยู่ในระยะการทำงาน ประตูก็จะเปิดล็อคให้ทันที เมื่อการเชื่อมต่อระหว่างตัวรถกับกุญแจขาดจากกัน ก็จะล็อคให้เองอัตโนมัติ (รถบางรุ่นเริ่มมีใช้กันแล้ว Mercedes-Benz SLR)
2. IEEE 802.11
มาตรฐาน IEEE 802.11 คือ มาตรฐานของการรับ – ส่งข้อมูลโดยอาศัยคลื่นความถี่ เป็น เจเนอเรชันต่อไปของ Wi-Fi
มาตรฐาน IEEE 802.11a
มาตรฐาน IEEE 802.11a เป็นมาตรฐานแรกที่ได้รับการประกาศออกมา โดยอาศัยการส่งข้อมูลในช่วงคลื่น 5 GHz ซึ่งเป็นคลื่นความถี่ที่สูง ทำให้ความเร็วในการส่งข้อมูลสูงตามไปด้วยโดยมีความสามารถในการรับ – ส่งข้อมูลได้สูงสุดที่ 54 Mbps แต่ในช่วงแรกบางประเทศไม่อนุญาตให้ใช้งาน เนื่องจากคลื่นความถี่ 5 GHz นั้นไม่ใช่ความถี่สาธารณะ จำเป็นต้องได้รับอนุญาตเสียก่อน
มาตรฐาน IEEE 802.11b
มาตรฐาน IEEE 802.11b เป็นมาตรฐานที่ออกมาพร้อมกับ 802.11a เพียงแต่ใช้คลื่นความถี่ที่ 2.4 GHz ซึ่งเป็นคลื่นความถี่ที่ต่ำกว่า 802.11a จึงทำให้มีความเร็วในการรับ – ส่งข้อมูลที่ช้ากว่าโดยมีความสามารถในการรับ *ส่งสูงสุดที่ 11 Mbps เท่านั้น แต่เนื่องจากคลื่นความถี่ 2.4 GHz เป็นคลื่นความถี่สาธารณะ จึงสามารถนำไปใช้งานได้ในทุกๆ ประเทศ โดยไม่จำเป็นต้องขออนุมัติก่อนแต่เนื่องจากเป็นคลื่นความถี่สาธารณะ ดังนั้นอุปกรณ์ไร้สายอื่นๆ จึงใช้คลื่นความถี่นี้เช่นเดียวกันเลยทำให้เกิดสัญญาณรบกวนกันได้ง่ายมาก ทำให้ประสิทธิภาพของมาตรฐานนี้จึงถูกลดทอนด้วยปัจจัยจากสภาพแวดล้อม
มาตรฐาน IEEE 802.11g
มาตรฐาน IEEE 802.11g เป็นมาตรฐานที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาจาก 802.11b โดยยังคงใช้คลื่นความถี่ 2.4 GHz แต่มีความเร็วในการรับ – ส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นอยู่ที่ระดับ 54 Mbps หรือเท่ากับมาตรฐาน 802.11a เพียงแต่ว่าความถี่ 2.4 GHz ยังคงเป็นคลื่นความถี่สาธารณะอยู่เหมือนเดิม ดังนั้นจึงยังมีปัญหาเรื่องของสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์ที่ใช้คลื่นความถี่เดียวกันอยู่ดี
มาตรฐาน IEEE 802.11N
มาตรฐาน IEEE 802.11N อาจจะยังไม่ถือว่าเป็นมาตรฐานจริงๆ เนื่องจากยังไม่ได้ประกาศออกมาอย่างเป็นทางการ เพราะยังคงอยู่ในช่วงระหว่างการพัฒนาอยู่ และใกล้เสร็จสมบูรณ์แล้ว ซึ่งมาตรฐาน 802.11N จะเป็นการพัฒนาแบบก้าวกระโดดด้วยการใช้เทคโนโลยีมากมายเข้ามาช่วยเพื่อเพิ่มความเร็วในการรับ – ส่งข้อมูลให้สูงขึ้น โดยจะมีความเร็วอยู่ที่ 300 Mbps หรือเร็วกว่าแลนแบบมีสายที่มาตรฐาน 100 BASE-TX นอกจากนี้ยังมีระยะพื้นที่ให้บริการกว้างขึ้น โดยเทคโนโลยีที่ 802.11N นำมาใช้ก็คือเทคโนโลยี MIMO ซึ่งเป็นการรับส่งข้อมูลจากเสาสัญญาณหลายๆ ต้นพร้อมๆ กัน ทำให้ได้ความเร็วสูงมากขึ้น และยังใช้คลื่นความถี่แบบ Dual Band คือทั้ง 2.4 GHz และ5 GHz ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ว่าออกแบบมาให้ทำงานกับคลื่นใดหรือทำงานกับทั้งสองคลื่นพร้อมๆ กันได้ ซึ่งทำให้บางประเทศที่ยังไม่ได้อนุมัติให้ใช้เครือข่ายไร้สายมาตรฐาน 802.11a อาจจะมีปัญหากับการใช้งานเครือข่ายไร้สายตามมาตรฐาน 802.11N
3. Wireless Access Protocol(WAP)
WAP หรือ Wireless Application Protocol คือมาตรฐานกำหนดวิธีในการเข้าถึงข้อมูล และบริการอินเตอร์เน็ตของอุปกรณ์ไร้สายเช่น โทรศัพท์มือถือและเครื่อง PDA วิธีการเข้าถึงข้อมูลของ WAP มีลักษณะการเข้าถึงอินเตอร์เน็ตของคอมพิวเตอร์ทั่วไป กล่าวคืออุปกรณ์พกพาจะมีซอฟต์แวร์บราวเซอร์ซึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับเกตเวย์ของ WAP ( ซอฟต์แวร์ ซึ่งติดตั้งอยู่ที่ฝั่งผู้ให้บริการระบบเครือข่ายซึ่งจะมีการส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายไร้สาย ) และร้องขอข้อมูลจากเว็บเซิร์ฟเวอร์บนอินเตอร์เน็ต ผ่านทาง URL ปรกติ โดยที่ข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ไร้สายนี้สามารถเก็บไว้ในเว็บเซิร์ฟเวอร์เครื่องใดก็ได้บนอินเตอร์เน็ต ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะถูกออกแบบมาเพื่ออุปกรณ์พกพาขนาดเล็ก ที่มีหน้าจอขนาดเล็กและมีแบนวิดธ์ต่ำ โดยเฉพาะข้อมูลเหล่านี้จะเขียนขึ้นโดยภาษา เฉพาะของ WAP มีชื่อเรียกว่า WML ( Wireless Markup Language )
จุดเด่นของ WAP ประกอบด้วย
ไม่ต้องใช้วิธีการพิเศษเพื่อเข้าถึงข้อมูลและบริการ WAP แต่อย่างใด
ไม่ขึ้นกับระบบเครือข่าย WAP สามารถทำงานร่วมกับเครือข่ายชั้นนำอย่าง CDPD , CDMA , GSM , PDC , PMS , TDMA , FLEX ,ReFLEX , IDEN , DECT , DataTAC , Mobitex และเครือข่ายที่จะเกิดขึ้นในอนาคตอย่าง GPRS และ 3G ได้
โทรศัพท์มือถือกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ จากผู้ผลิตชั้นนำในปัจจุบัน สามารถใช้งานกับ WAP ได้
เบราเซอร์ WAP สามารถทำงานบนระบบปฏิบัติการต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น PaimOS , EPOC , Windows CE , FLEXOS , OS/ 9 , JavaOS และอื่น ๆ
4. Global Positioning System( GPS)
GPS (Global Positioning System) เป็นระบบเดียวในปัจจุบัน ที่สามารถ แสดงตำแหน่งที่อยู่ ที่แน่นอนว่าอยู่ ณ. ตำแหน่งใด บนพื้นโลกได้ทุกเวลา ทุกสภาพอากาศ ระบบนี้มีดาวเทียม 24 ดวง หมุนอยู่รอบโลก อยู่สูงขึ้นไป 11,000 nautical miles หรือประมาณ 20,200 kms. จากพื้นโลก ดาวเทียมเหล่านี้จะคอยส่งสัญญาณให้กับเครื่องลูกข่าย เพื่อบอกพิกัด ตำแหน่ง บนผิวโลกได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยในช่วงแรกการใช้งานนั้น GPS จะถูกจำกัดอยู่ในทางการทหาร แต่ต่อมาทางสหรัฐอเมริกาซึ่งเป็นผู้สร้างและดูแลเครือข่ายดาวเทียมเหล่านี้ได้มีการให้ใช้งานในวงกว้างขึ้น เช่น ใช้ในระบบการขนส่ง การสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ การทำแผนที่ และในปัจจุบันในวงการท่องเที่ยวก็มีการนำ GPS มาใช้ในการเดินป่าอีกด้วย
หลักการของเครื่อง GPS คือการคำนวณระยะทางระหว่างดาวเทียมกับเครื่อง GPS ซึ่งจะต้องใช้ระยะทางจากดาวเทียมอย่างต่ำ 3 ดวง เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แน่นอน ซึ่งเมื่อเครื่อง GPS สามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมได้ 3 ดวงขึ้นไปแล้ว จะมีคำนวณระยะทางระหว่างดาวเทียมถึงเครื่อง GPS โดยจากสูตรคำนวณทางฟิสิกส์คือ ความเร็ว X เวลา = ระยะทาง
โดยดาวเทียมทั้ง 3 ดวงจะส่งสัญญาณที่เหมือนกันมายังเครื่อง GPS โดยความเร็วแสง (186,000 ไมล์ต่อวินาที) แต่ระยะเวลาในการรับสัญญาณได้จากดาวเทียมแต่ละดวงนั้นจะไม่เท่ากัน เนื่องจากระยะทางไม่เท่ากัน เช่น
ดาวเทียม 1 : ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวงแรกถึงเครื่อง GPS คือ 0.10 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS คือ 18,600 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.10 วินาที = 18,600 ไมล์) ฉะนั้นตำแหน่งปัจจุบันก็จะสามารถเป็นจุดใดก็ได้ในวงกลมที่มีรัศมี 18,600 ไมล์ ซึ่งจะเห็นว่าดาวเทียมเพียงดวงเดียวยังไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนได้
ดาวเทียม 2 : ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวงแรกถึงเครื่อง GPS คือ 0.08 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS คือ 13,200 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.08 วินาที = 13,200 ไมล์) ฉะนั้นตำแหน่งปัจจุบันก็จะสามารถเป็นจุดใดก็ได้ในจุด Intersect ระหว่างวงกลมจากดาวเทียมดวงแรกกับดาวเทียมดวงที่ 2
ดาวเทียม 3 : ระยะเวลาในการส่งสัญญาณจากดาวเทียมดวงแรกถึงเครื่อง GPS คือ 0.06 วินาที ระยะทางระหว่างดาวเทียมกับ GPS คือ 11,160 ไมล์ (186,000 ไมล์ต่อวินาที X 0.06 วินาที = 11,160 ไมล์) ฉะนั้นตำแหน่งปัจจุบันก็จะสามารถเป็นจุดใดก็ได้ในจุด Intersect ระหว่างวงกลมจากดาวเทียมทั้ง 3 ดวง จะเห็นได้ว่าจะเหลือตำแหน่งอยู่ 2 จุดที่บริเวณวงกลมทั้ง 3 ตัดกันคือตำแหน่งที่อยู่ในอวกาศ ซึ่งแน่นอนว่าเราไม่สามารถไปอยู่ในอวกาศได้ตำแหน่งนี้จะถูกตัดทิ้งอัตโนมัติโดยเครื่อง GPS อีกตำแหน่งคือตำแหน่งบนพื้นโลกซึ่งเป็นตำแหน่งที่เรายืนถือเครื่อง GPS อยู่นั้นเอง ซึ่งความถูกต้องแม่นยำของตำแหน่งก็ขึ้นกับจำนวนดาวเทียมที่สามารถรับสัญญาณได้ในขณะนั้นหากมีมากกว่า 3 ดวงก็จะละเอียดมากขึ้น และก็ขึ้นกับเครื่อง GPS ด้วย หากเป็นเครื่องที่มีราคาแพง (ซึ่งมักใช้เฉพาะงาน) ก็จะมีความถูกต้องแม่นยำมากขึ้น
ข้อมูลตำแหน่งที่ได้มานั้น ยังสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในเครื่อง GPS เพื่อบอกจุดบนแผนที่ และแสดงตำแหน่งของเราว่าอยู่จุดใดของแผนที่ได้อีกด้วย ทั้งนี้ก็ขึ้นกับข้อมูลแผนที่ที่ติดมากับเครื่องด้วยว่ามีความแม่นยำเพียงใด โดยแผนที่พื้นฐานจะไม่ได้ติดตั้งมากับเครื่อง GPS ทุกรุ่น ซึ่งอาจจะต้องซื้อแยกจากตัวเครื่อง
5.เทคโนโลยี 3G
3G เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อเนื่องจากยุคที่ 2 และ 2.5 ซึ่งเป็นยุคที่มีการให้บริการระบบเสียง และ การส่งข้อมูลในขั้นต้น ทั้งยังมีข้อจำกัดอยู่มาก การพัฒนาของ 3G ทำให้เกิดการใช้บริการมัลติมีเดีย และ ส่งผ่านข้อมูลในระบบไร้สายด้วยอัตราความเร็วที่สูงขึ้นมีการเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายของ 3G ตลอดเวลาที่เราเปิดเครื่องโทรศัพท์ (always on) นั่นคือไม่จำเป็นต้องต่อโทรศัพท์เข้าเครือข่าย และ log-in ทุกครั้งเพื่อใช้บริการรับส่งข้อมูล
ซึ่งการเสียค่าบริการแบบนี้ จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเรียกใช้ข้อมูลผ่านเครือข่ายเท่านั้น โดยจะต่างจากระบบทั่วไป ที่จะเสียค่าบริการตั้งแต่เราล็อกอินเข้าในระบบเครือข่าย อุปกรณ์สื่อสารไร้สายระบบ 3G สำหรับ 3G อุปกรณ์สื่อสารไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่โทรศัพท์เท่านั้น แต่ยังปรากฏในรูปแบบของอุปกรณ์ สื่อสารอื่น เช่น Palmtop, Personal Digital Assistant (PDA), Laptop และ PC
ลักษณะการทำงาน
ลักษณะการทำงานของ 3G เมื่อเปรียบเทียบเทคโนโลยี 2G กับ 3G แล้ว 3G มีช่องสัญญาณความถี่ และ ความจุในการรับส่งข้อมูลที่มากกว่า ทำให้ประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูลแอพพลิเคชั่น รวมทั้งบริการระบบเสียงดีขึ้น พร้อมทั้งสามารถใช้ บริการมัลติมีเดียได้เต็มที่ และ สมบูรณ์แบบขึ้น
6.เทคโนโลยี 4G
เทคโนโลยี 4จี เป็นเครือข่ายไร้สายความเร็วสูงชนิดพิเศษ หรือเป็นเส้นทางด่วนสำหรับข้อมูลที่ไม่ต้องอาศัยการลากสายเคเบิล โดยระบบเครือข่ายใหม่นี้ จะสามารถใช้งานได้แบบไร้สาย รวมถึงคุณสมบัติการเชื่อมต่อเสมือนจริงในรูปแบบสามมิติ (three-dimensional) ระหว่างผู้ใช้โทรศัพท์ด้วยกันเอง นอกจากนั้น สถานีฐาน ซึ่งทำหน้าที่ในการส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่จากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง และมีต้นทุนการติดตั้งที่แพงลิ่วในขณะนี้ จะมีให้เห็นกันอย่างแพร่หลายเช่นเดียวกับหลอดไฟฟ้าตามบ้านเลยทีเดียว สำหรับ 4จี จะสามารถส่งผ่านข้อมูลแบบไร้สายด้วยระดับความเร็วสูงที่เพิ่มขึ้นถึง 100 เมกะไบต์ต่อวินาที ซึ่งห่างจากความเร็วของชุดอุปกรณ์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ที่ระดับ 10 กิโลบิตต่อวินาที
จุดเด่นของเทคโนโลยีนี้
-สนับสนุนการให้บริการมัลติมีเดียในลักษณะที่สามารถโต้ตอบได้ เช่น อินเทอร์เน็ตไร้สาย และ เทเลคอนเฟอเรนซ์? เป็นต้น
-มีแบนด์วิทกว้างกว่า? สามารถรับ-ส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็ว (bit rate) สูงกว่า 3G
-ใช้งานได้ทั่วโลก (global mobility) และ service portability
-ค่าใช้จ่ายถูกลง
-คุ้มค่าต่อการลงทุนด้านโครงข่าย
