เมื่อช่วงกลางเดือนที่ผ่านมา AIS ร่วมกับพาร์ทเนอร์ Huawei ประกาศว่าประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยี Massive MIMO 32T 32R ในระบบ FDD เป็นครั้งแรกของโลก และเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย ก่อนจะเข้าสู่ยุค 5G ต่อไป

ทีม Blognone มีโอกาสพูดคุยกับ นายฮุย เวง ชอง กรรมการผู้อำนวยการของ AIS และทีมวิศวกรที่ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตัวนี้ จึงนำข้อมูลเชิงลึกในแง่เทคนิคมาฝากครับ

เรื่องจากเทคโนโลยีตัวนี้ค่อนข้างซับซ้อน ขออธิบายพื้นฐานเริ่มไปทีละขั้น ดังนี้

MIMO คืออะไร

ทุกวันนี้ในโลกของการสื่อสารไร้สาย เราได้ยินคำว่า MIMO บ่อยขึ้นเรื่อยๆ ไม่ว่าจะอยู่ในเทคโนโลยี Wi-Fi หรือ cellular ก็ตาม คำว่า MIMO ย่อมาจาก multiple-input and multiple-output ซึ่งอธิบายง่ายๆ ว่ามันคือการรับ-ส่งคลื่นหลายชุดพร้อมกัน ในช่องความถี่เดียวกันนั่นเอง

MIMO เป็นท่าบังคับของการสื่อสารไร้สายรุ่นใหม่ๆ ที่ต้องการอัตราส่งข้อมูลสูงๆ ภายใต้ช่องความถี่ที่มีจำกัด ดังนั้นในมาตรฐานยุคใหม่อย่าง Wi-Fi 802.11n เป็นต้นมา หรือเครือข่าย 3G HSPA+ / 4G LTE ล้วนแต่ใช้เทคนิคส่งสัญญาณแบบ MIMO ด้วยกันทั้งนั้น

MIMO แบบ 4x4 ภาพจาก ข่าว AIS เปิดตัว 4.5G เมื่อปีที่แล้ว

การใช้ MIMO บนเครือข่าย LTE

เทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบ LTE ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ มีเทคนิคการส่งข้อมูลหลายอย่างให้ได้อัตราการส่งข้อมูลสูงขึ้น เทคนิคที่เราได้ยินชื่อกันบ่อยๆ คือ Carrier Aggregation (CA) ที่รวมคลื่นในหลายย่านความถี่ มาช่วยกันกระจายการส่งข้อมูลชุดเดียวกัน

MIMO เป็นเทคนิคอีกอย่างที่ LTE นำมาใช้งาน เครือข่าย LTE ในปัจจุบันรองรับ MIMO สูงสุดที่ 4x4 (หรือบางที่ก็เรียก 4T4R ย่อมาก 4 Transmitters 4 Receivers)

ภาพจาก dailywireless.org

เงื่อนไขการใช้งานคือทั้งสถานีฐาน (base station) และตัวมือถือ (terminal) ต้องรองรับ 4x4 ด้วยกันทั้งคู่ ผลที่เกิดคือเราจะสามารถสื่อสารข้อมูลได้แบบ 4 เสาสัญญาณทั้งฝั่งรับและฝั่งส่ง ตัวอย่างอุปกรณ์ที่รองรับ LTE 4x4 MIMO คือ Galaxy S7 เป็นต้น

Massive MIMO คืออะไร

Massive MIMO เป็นชื่อเรียกกว้างๆ ของการใช้ MIMO ที่มีเสาสัญญาณเป็นจำนวนมาก (แต่ก็ไม่ได้มีนิยามชัดว่าต้องมีจำนวนเท่าไร)

ประโยชน์ของ MIMO แบบ 4x4 คือทำให้ส่งข้อมูลได้มากขึ้น ตัวเลขความเร็วหรือ throughput ต่อมือถือหนึ่งเครื่องจะเพิ่มสูงขึ้นไปด้วย

แต่ในกรณีของ Massive MIMO ที่เพิ่มจำนวนเสาสัญญาณให้เยอะขึ้นไปอีก ปัจจุบันยังไม่มีมือถือเครื่องไหนที่รองรับไปมากกว่า 4x4 ดังนั้นประโยชน์ของมันจะช่วยให้สถานีฐานรองรับอุปกรณ์ที่มาเชื่อมต่อได้เป็นจำนวนมากขึ้น เพิ่มขีดความสามารถ (capacity) ของการให้บริการ และจะเห็นผลชัดในพื้นที่ที่มีคนเยอะๆ อย่างห้างสรรพสินค้าหรือชุมชน เราจะพบปัญหาเน็ตติดๆ ดับๆ จากการแย่งกันใช้น้อยลงนั่นเอง

Massive MIMO แบบ 32T 32R

เทคโนโลยีที่ AIS พัฒนาร่วมกับ Huawei เรียกว่า 32T 32R ซึ่งจากตัวเลขก็คงพอเดากันได้ว่ามันคือ MIMO แบบ 32x32 ที่มีขีดความสามารถเพิ่มขึ้นจาก 4x4 อีก 8 เท่าในทางทฤษฎี (ในทางปฏิบัติจริงทำได้ประมาณ 5 เท่า)

ทีมวิศวกรของ AIS ระบุว่าสถานีฐาน LTE ปกติแล้วสามารถส่งข้อมูล (รวมทั้งสถานี) ได้ 120 mbps แต่พอมีเทคนิคแบบ Massive MIMO เพิ่มเข้ามา สามารถทำได้ 500 mbps ช่วยให้รองรับมือถือของลูกค้าได้มากขึ้น

Huawei ถือเป็นบริษัทที่มีเทคโนโลยี Massive MIMO ที่ก้าวหน้าที่สุดแห่งหนึ่งของโลก และร่วมมือกับโอเปอเรเตอร์ทั่วโลกทดสอบเทคโนโลยี สำหรับบ้านเรา Huawei ก็จับมือกับ AIS ทดสอบเทคนิค 32T 32R และก็เป็นโอเปอเรเตอร์รายแรกที่ประสบความสำเร็จกับเทคนิคนี้บนเครือข่าย FDD-LTE (เครือข่าย LTE บ้านเราเป็น FDD-LTE ทั้งหมด)

ตอนนี้เทคโนโลยี Massive MIMO ของ AIS กำลังอยู่ในช่วงทดสอบ field testing ยังมีข้อกังวลในเรื่องอัตราการใช้พลังงานอยู่ เพราะกินไฟเพิ่มขึ้น ระบบพลังงานเดิมอาจไม่พอ แต่ถ้าผ่านการทดสอบแล้ว ทาง Huawei ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายก็จะนำข้อมูลกลับไปเพื่อผลิตสินค้ารุ่นวางขายจริง (commercial production) และ AIS จะนำมาติดตั้งเพื่อให้บริการลูกค้าต่อไป

คุณฮุย เวง ชอง บอกว่าความต้องการเครือข่ายของลูกค้าไม่มีวันพอ แต่คลื่นความถี่มีจำกัด ดังนั้นในมุมมองของโอเปอเรเตอร์จึงต้องทำสองอย่าง ทั้งการหาคลื่นความถี่เพิ่มจากการประมูล และการใช้คลื่นความถี่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่ง Massive MIMO ก็เป็นเทคนิคหนึ่งที่เข้ามาแก้ปัญหานี้ได้นั่นเอง