Optical Wireless… ไอเดียเก่า เอามาใช้ใหม่

คนทั่วไปเปิดไฟโต๊ะทำงานก็เพราะเขาต้องการแสงสว่างมากขึ้นอีกสักหน่อย แต่สำหรับนาย John Goodey นักศึกษาสาขาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด การเปิดไฟไม่ใช่เรื่องธรรมดาอีกแล้ว เพียงกดสวิทซ์ คอมพิวเตอร์บนโต๊ะก็ดาวน์โหลดเพลงจากแผ่นที่เลือกไว้แล้วเล่นดนตรีผ่านทางลำโพงเล็กๆออกมาราวกับสั่งได้ ระบบการทำงานแบบนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบ optical wireless หรือ free space optics (FSO) ซึ่งรับส่งข้อมูลด้วยแสงแทนคลื่นวิทยุ นาย Dominic O’Brien วิศวกรชั้นนำใน ระบบFSO แห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดและอาจารย์ที่ปรึกษางานวิจัยของนาย John Goodney กล่าวว่า คอนเซปต์ของ FSO นอกจะช่วยให้การรับส่งข้อมูลปลอดภัยมากขึ้นกว่าระบบคลื่นวิทยุแล้ว ยังมีความเร็วในการรับส่งมากขึ้นจากไม่กี่สิบกิโลบิตต์ต่อวินาที เป็นราวๆ 10 กิกะบิตต์ต่อวินาที!

ในปัจจุบันนี้ FSO ได้ถูกนำมาใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่างสำนักงานบ้างแล้ว แต่วิศวกรหัวใสมีไอเดียที่เจ๋งยิ่งกว่า ระบบ FSO สามารถเอามาใช้กับระบบจราจร โดยการโปรแกรมให้ไฟหน้าหรือไฟท้ายกระพริบเพื่อส่งสัญญาณให้กับรถคันใกล้ให้รู้ว่าวิ่งอยู่ที่ความเร็วเท่าไหร่หรือต้องเบรคตอนไหน สัญญาณไฟจราจรก็จะส่งสัญญาณให้รถรู้ว่าจะเปลี่ยนเมื่อไหร่หรือไม่ก็รายงานสภาพจราจรเป็น จส 100 ไปเลย ส่วนในบ้าน อีกหน่อยเราอาจจะใช้ FSO กับไฟในบ้านเป็นสัญญาณอินเตอร์เนท ให้เราดาว์นโหลดหนังหรือเพลงด้วยอินเตอร์เนทความเร็วสูงโดยไม่ต้องกลัวว่าบ้านข้างๆจะมาแฮคเอาอีเมล์เรามาอ่านหรือแอบใช้อินเตอร์เนทฟรีได้เพราะแสงไฟทะลุผ่านกำแพงบ้านไม่ได้

ถึงแม้ว่าระบบ FSO จะฟังดูเหมือนกับว่ามันเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคต ในความเป็นจริงแล้วการใช้แสงในการส่งข้อมูลมีมาตั้งแต่สมัยกรีกโบราณ ทหารกรีกใช้โล่ขัดเงาสะท้อนแสงจากพระอาทิตย์ส่งสัญญาณรบ ทหารเรือหลายประเทศก็ยังคงใช้แสงเป็นตัวส่งรหัสมอร์สระหว่างเรือ เปรียบเทียบง่ายๆก็คือ FSO ก็เป็นเพียงการส่งข้อมูลโดยใช้แสงแบบดิจิตอลซึ่งมาแทนระบบส่องแสงแบบอานาล็อคเก่าๆนั่นเอง

ในช่วงสองสามปีที่ผ่านมามีบริษัทขนาดเล็กหลายบริษัท เช่น Terabeam, LightPointe, Cablefree Solutions ที่เริ่มต้นให้บริการติตตั้งระบบออปติคอลนี้เพื่อส่งข้อมูลระหว่างตึก ในช่วงแรกๆ ระบบนี้มีความเร็วในการส่งข้อมูลเพียงไม่กี่ร้อยเมกะบิตต์ต่อวินาที แต่ความเร็วนั้นไม่ใช่ปัญหาเพราะลูกค้าส่วนใหญ่ต้องการความสะดวกมากกว่าความเร็ว การติดตั้งระบบก็ง่ายและถูกเพียงแค่ติดเครื่องรับส่งเลเซอร์อินฟราเรตไว้บนตึกทั้งสองอย่างละตัวแล้วก็โปรแกรมให้ทำงานด้วยกัน ว่ากันว่า FSO นั้นเร็วเหมือนกับส่งสัญญาณใยแก้ว แล้วก็สะดวกเหมือนกับใช้ Wireless

นอกจากนี้ยังไม่ต้องมีปัญหาเรื่องการขอสัมปทานช่องวิทยุ หรือขุดถนนให้ยุ่งยาก ระบบรับส่งข้อมูล FSO สามารถส่งสัญญาณจากภายในอาคารได้ถ้าไม่สามารถติดตั้งบนหลังคา สัญญาณจาก FSO ยังปลอดภัยต่อการดักสัญญาณเพราะการปิดสัญญาณทำได้วิธีเดียวคือหาวัตถุมาขวาง ในปัจจุบัน เทคโนโลยีระบบ FSO สามารถส่งสัญญาณได้ไกลถึง 4 กิโลเมตรและด้วยความเร็ว 1-3 กิกะบิตต์ต่อวินาที

แต่อย่างไรก็ตาม ระบบ FSO ก็มีข้อเสียเหมือนกัน ระบบนี้จะถูกรบกวนได้ง่ายในสภาพอากาศที่ไม่ดี เช่นฝนตกหรือหมอกลงจัด แต่ระบบวิทยุคลื่นไมโครเวฟก็มีปัญหาอย่างเดียวกัน นาย Stephen Patrick จากบริษัท Cablefree กล่าวว่า ถ้าติดตั้งตัวรับส่งสัญญาณห่างกันสักสองสามร้อยเมตร สภาพอากาศก็ไม่น่าจะเป็นปัญหา ส่วนการใช้ระบบ FSOใน แล็บท๊อป โดยใช้แสงเลเซอร์ภายในบ้านก็อาจจะเกิดปัญหาเรื่องการส่งสัญญาณจากห้องหนึ่งไปห้องหนึ่ง นาย O’Brien กล่าวว่าปัญหานี้สามารถแก้ได้โดยการใช้การกระจัดของแสงเข้าช่วย โดยใช้การสะท้อนของแสงตามธรรมชาติจากเพดานหรือผนังห้อง แต่อย่างไรก็ตามวิธีการส่งสัญญาณแบบนี้ก็จะทำให้การส่งข้อมูลทำได้ช้าลง การเพิ่มความเข้มของแสงอินฟาเรดมากขึ้นก็สามารถทำอันตรายต่อตาได้

“ข้อเสียของการใช้แสงก็คงหนีไม่พ้นว่าแสงชอบไปในที่ๆเราไม่ต้องการให้ไป” นาย O’Brien กล่าว
ตอนนี้นาย O’Brien ได้ลองติดตั้งระบบค้นหาตัวรับสัญญาณบนเพดานห้องและใช้แสงเลเซอร์หลายลำในการเลือกส่งสัญญาณที่ดีที่สุด อุปกรณ์ต้นแบบนี้สามารถวิ่งที่ความเร็ว 300 เมกะบิตต์ต่อวินาทีซึ่งเร็วกว่า WiFi ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปถึง 6 เท่า ในอนาคตเราอาจใช้เทคโนโลยี WiFi ไปคู่กับ FSO โดยใช้ WiFi ส่งข้อมูลจากตัวรับสัญญาณไปยังแม่ข่าย (Uplink) และใช้ FSO เป็นตัวส่งสัญญาณจากแม่ข่ายไปยังตัวรับสัญญาณ (Downlink)

The Visible Light Communication Consortium ในญี่ปุ่นซึ่งเกิดจากความร่วมมือของผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคยักษ์ใหญ่อย่าง Sony, Toshiba และ NEC กำลังพยายามพัฒนาระบบ FSO จะสามารถนำมาใช้ในการรับส่งข้อมูลโดยใช้แสงจากไฟภายในบ้าน ถึงแม้ว่า ระบบ FSO จะไม่สามารถนำมาใช้กับหลอดไส้ทั่วไปได้ เนื่องจากหลอกไส้ใม่สามารถเปิด/ปิดได้เร็วพอ แต่ความพยายามในการพัฒนาระบบ FSO โดยใช้ LEDs (Light emitting diodes) ก็ดูจะมีความเป็นไปได้สูง เนื่องจาก LEDs ใช้พลังงานน้อยและมีความยืดหยุ่นมากกว่าหลอดไส้ธรรมดา

ใครจะรู้อีกหน่อยแสงไฟธรรมดาๆนี่แหละ จะเป็น Network Internet ให้เราดาว์นโหลดหนังหรือเพลงกัน