การสื่อสารไร้สาย

การสื่อสารไร้สาย ({lang-en|Wireless communication}}) หมายถึงการถ่ายโอนข้อมูลสารสนเทศระหว่างจุดสองจุดหรือมากกว่า โดยไม่ได้เชื่อมต่อกันด้วยตัวนำไฟฟ้า 

เทคโนโลยีไร้สายที่พบมากที่สุดใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นคลื่นวิทยุ ซึ่งอาจใช้ในระยะทางสั้นๆไม่กี่เมตรสำหรับโทรทัศน์ หรือไกลเป็นล้านกิโลเมตรลึกเข้าไปในอวกาศสำหรับวิทยุ การสื่อสารไร้สายรวมถึงหลากหลายชนิดของการใช้งานอยู่กับที่, เคลื่อนที่และแบบพกพา ได้แก่ วิทยุสองทาง, โทรศัพท์มือถือ, ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนตัว (personal digital assistants หรือ PDAs) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิทยุไร้สายรวมถึง GPS, รีโมตประตูโรงรถ เม้าส์คอมพิวเตอร์ไร้สาย, แป้นพิมพ์และชุดหูฟังไร้สาย, หูฟังไร้สาย, เครื่องรับวิทยุไร้สาย, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียมไร้สาย, เครื่องรับโทรทัศน์ทั่วไปและโทรศัพท์บ้านไร้สาย

วิธีการอื่นของการสื่อสารไร้สายที่ไม่ได้ใช้คลื่นวิทยุได้แก่ การใช้แสง, เสียง, สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้า

บทนำ

การสื่อสารไร้สายทำให้เกิดบริการเช่นการสื่อสารระยะไกลซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยหรือทำไม่ได้ในทางปฏิบัติที่จะดำเนินการแบบใช้สาย คำว่าการสื่อสารไร้สายถูกใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมโทรคมนาคมที่จะอ้างถึงระบบการสื่อสารโทรคมนาคม (เช่นเครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณวิทยุ, การควบคุมระยะไกล ฯลฯ ) ที่ใช้รูปแบบหนึ่งของพลังงาน (เช่นคลื่นวิทยุ, พลังงานอะคูสติก ฯลฯ ) ในการถ่ายโอนข้อมูลโดยไม่ต้องใช้สาย. ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนในลักษณะนี้ทั้งในระยะทางสั้นและระยะทางไกล

บริการไร้สาย

ตัวอย่างทั่วไปของอุปกรณ์ไร้สายได้แก่: 
การควบคุมระบบโทรมาตรและระบบการควบคุมการจราจร
อุปกรณ์ควบคุมระยะไกลด้วยอินฟราเรดและอัลตราโซนิก
วิทยุเคลื่อนที่ภาคพื้นมืออาชีพ LMR (Land Mobile Radio) และ วิทยุมือถือเฉพาะกิจ SMR (Specialized Mobile Radio) ที่ใช้โดยทั่วไปในธุรกิจ, อุตสาหกรรมและหน่วยงานความปลอดภัยสาธารณะ
วิทยุสองทางผู้บริโภครวมทั้ง FRS (Family Radio Service) GMRS (General Mobile Radio Service) และวิทยุ Citizens band ("CB") 
วิทยุสมัครเล่น (แฮมวิทยุ)
วิทยุ VHF สำหรับผู้บริโภคและมืออาชีพทางทะเล
อุปกรณ์ Airband และวิทยุนำทางที่ใช้โดยนักบินและการควบคุมการจราจรทางอากาศ
โทรศัพท์มือถือและวิทยุติดตามตัว: ให้การเชื่อมต่อสำหรับการใช้งานแบบพกพาและโทรศัพท์มือถือทั้งในส่วนบุคคลและธุรกิจ
ระบบ Global Positioning System (GPS): ช่วยให้คนขับรถยนต์และรถบรรทุก, กัปตันของเรือและเรือและนักบินของเครื่องบินเพื่อยืนยันสถานที่ของพวกเขาที่ใดก็ได้บนโลก.
อุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ไร้สาย: เมาส์ไร้สายเป็นตัวอย่างที่พบโดยทั่วไป, แป้นพิมพ์และเครื่องพิมพ์ยังสามารถเชื่อมโยงไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านเทคโนโลยีไร้สายเช่น Wireless USB หรือ Bluetooth
โทรศัพท์บ้านแบบ cordless: เป็นอุปกรณ์ที่จำกัดระยะการใช้ อย่าสับสนกับโทรศัพท์มือถือ
โทรทัศน์ดาวเทียม: มีการออกอากาศจากดาวเทียมในวงโคจร บริการโดยทั่วไปจะใช้ดาวเทียมออกอากาศทางตรงที่จะให้สถานีโทรทัศน์หลายสถานีกับผู้ชม

เครือข่ายไร้สาย

เครือข่ายไร้สาย (เช่นประเภทต่างๆของอุปกรณ์ WiFi 2.4 GHz ที่ไม่มีใบอนุญาต ) จะใช้ในการตอบสนองความต้องการจำนวนมาก บางทีการใช้งานที่พบมากที่สุดได้แก่การเชื่อมต่อผู้ใช้แล็ปท็อปที่เดินทางจากที่ตั้งหนึ่งไปยังอีกสถานที่หนึ่ง อีกประการหนึ่งคือการใช้โดยทั่วไปสำหรับเครือข่ายมือถือที่เชื่อมต่อผ่านดาวเทียม วิธีการส่งไร้สายเป็นทางเลือกที่ตรรกะเพื่อเครือข่าย LAN ที่มักจะต้องเปลี่ยนสถานที่ สถานการณ์ต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นการใช้เทคโนโลยีไร้สาย:
เพื่อให้ครอบคลุมระยะทางเกินความสามารถของสายทั่วไป,
เพื่อให้เป็นการเชื่อมโยงการสื่อสารสำรองในกรณีที่เครือข่ายปกติเกิดความล้มเหลว
เพื่อเชื่อมโยงเวิร์คสเตชั่แบบพกพาหรือแบบชั่วคราว
เพื่อจะเอาชนะสถานการณ์ที่การใช้สายปกติเป็นเรื่องยากหรือทำไม่ได้ทางการเงินหรือ
เพื่อเชื่อมต่อผู้ใช้โทรศัพท์มือถือหรือผู้ใช้เครือข่ายแบบระยะไกล

นักพัฒนาต้องพิจารณาพารามิเตอร์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี RF ไร้สายสำหรับการพัฒนาเครือข่ายไร้สายให้ดีขึน เช่น:
แนวโน้มความถี่ Sub-GHz เทียบกับ 2.4 GHz 
ระยะการทำงานและอายุแบตเตอรี่
ความไวและอัตราความเร็วของข้อมูล
เทคโนโลยีเครือข่ายและโหมดฉลาด

cordless

คำว่า"wireless" ไม่ควรจะสับสนกับคำว่า "cordless" ซึ่งมักจะถูกนำมาใช้หมายถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสามารถในการทำงานจากแหล่งพลังงานแบบพกพา (เช่นแบตเตอรี่) โดยไม่มีสายเคเบิลหรือสายไฟที่จะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ

บางอุปกรณ์ cordless เช่นโทรศัพท์บ้านยังเป็นแบบ wireless ในแง่ที่ว่าข้อมูลจะถูกโอนจากโทรศัพท์ cordless ไปยังหน่วยฐานโทรศัพท์ผ่านทางของการเชื่อมโยงการสื่อสาร wireless  เรื่องนี้ทำให้เกิดความแตกต่างกันบางอย่างในการใช้งานของคำว่า "cordless" เช่นใน Digital Enhanced Cordless Telecommunications ของ Philips และ PANASONIC เป็นตัวอย่างบางส่วนของโทรศัพท์ Cordless

ประวัติ

Photophone

การสนทนาทางโทรศัพท์ไร้สายครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นในปี 1880 เมื่ออเล็กซานเดอร์ แกรฮ์ม เบลล์และชาร์ลส์ Sumner Tainter ได้คิดค้นและจดสิทธิบัตร photophone หรือโทรศัพท์ที่สนทนาทางเสียงแบบไร้สายผ่านลำแสงที่ถูกมอดูเลท (ซึ่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแคบๆ) ในยุคที่ห่างไกลจากสาธารณูปโภคที่ยังไม่มีอยู่สำหรับกระแสไฟฟ้าและแสงเลเซอร์ ที่ไม่ได้รับการยอมรับแม้แต่ในจินตนาการของนิยายวิทยาศาสตร์ที่ไม่มีการใช้งานจริงสำหรับการประดิษฐ์ซึ่งเป็นข้อจำกัดอย่างมากจากความพร้อมของแสงแดดและสภาพอากาศที่ดี คล้ายกับการสื่อสารแบบแสงในพื้นที่ว่าง, photophone ต้องมีเส้นสายตาที่ชัดเจนระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณ หลังจากนั้นหลายสิบปีก่อนที่จะหลักการ photophone จะถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติเพื่อการสื่อสารทางทหารและต่อมาในการสื่อสารใยแก้วนำแสง

การทำงานแบบไร้สายในตอนต้น

เดวิด อี ฮิวจ ได้ส่งสัญญาณวิทยุในช่วงสองสามร้อยหลาโดยใช้วิธีการส่งสัญญาณคีย์นาฬิกาในปี 1879 ซึ่งเป็นสิ่งที่ก่อนการทำงานแมกซ์เวลจะเป็นที่เข้าใจ งานร่วมสมัยของฮิวจ์ได้รับการยอมรับว่าความสำเร็จของเขาเป็นเพียงการ "เหนี่ยวนำ" เท่านั้น ในปี 1885 โทมัส เอดิสันใช้แม่เหล็กสั่นสำหรับการส่งผ่านการเหนี่ยวนำ ในปี 1888 เอดิสันนำไปใช้ในระบบการทำงานของการส่งสัญญาณรถไฟสาย Lehigh Valley  ในปี 1891, เอดิสันได้รับสิทธิบัตรไร้สายสำหรับวิธีการเหนี่ยวนำนี้ (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 465,971)

ในปี 1888 เฮ็นริช เฮิร์ตซ์ได้แสดงให้เห็นถึงการดำรงอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, ซึ่งเป็นพื้นฐานที่สุดของเทคโนโลยีไร้สาย ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการคาดการณ์จากการวิจัยของเจมส์ เคลิค แมกซ์เวลล์ และไมเคิลฟาราเดย์. เฮิร์ตซ์แสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเดินทางผ่านพื้นที่ว่างเป็นเส้นตรง, สามารถถูกส่งและรับด้วยอุปกรณ์การทดลอง. เฮิร์ตซ์ไม่ได้ติดตามผลการทดลอง Jagadish จันทราโบส ในเวลานั้นได้พัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณไร้สายยุคแรกๆและช่วยเพิ่มความรู้เกี่ยวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวเป็นมิลลิเมตร.  การประยุกต์ที่ใช้งานได้จริงของวิทยุสื่อสารไร้สายและเทคโนโลยีการควบคุมรีโมทวิทยุถูกนำมาใช้โดยนักประดิษฐ์ในภายหลังเช่นนิโคลาเทสลา

ข้อมูลเพิ่มเติม: การประดิษฐ์วิทยุ

วิทยุ

คำว่า"ไร้สาย" ถูกใช้เป็นคำสาธารณะที่ใช้อ้างถึงเครื่องรับวิทยุหรือ transceiver (อุปกรณ์ทั้งรับและส่งสัญญาณในอุปกรณ์เดียวกัน), อุปกรณ์ดังกล่าวถูกใช้งานในด้านการโทรเลขไร้สายในช่วงแรกที่ถูกพัฒนาขึ้น ในปัจจุบัน คำนี้ถูกใช้อธิบายการเชื่อมต่อไร้สายที่ทันสมัย​​เช่น เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่และอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ไร้สาย นอกจากนี้ยังใช้ในความหมายทั่วไปหมายถึงประเภทของการดำเนินงานใดๆโดยไม่ต้องใช้สาย เช่น "การควบคุมระยะไกลไร้สาย" หรือ "การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย" โดยไม่คำนึงถึงเทคโนโลยีอย่างเฉพาะเจาะจง (เช่นวิทยุ, อินฟราเรด, อัลตราโซนิก)  Guglielmo Marconi และคาร์ล  เฟอร์ดินานด์ เบราน์ได้รับรางวัล  รางวัลโนเบลฟิสิกส์ 1909 สำหรับการสนับสนุนของพวกเขาสำหรับงานโทรเลขไร้สาย

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

แสง, สี, วิทยุ AM และวิทยุ FM และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่ของคลื่นวิทยุที่มีอยู่สำหรับการใช้งานสำหรับการสื่อสารจะถือว่าเป็นทรัพยากรสาธารณะและถูกควบคุมโดยองค์กรระดับชาติเช่น Federal Communications Commission ในประเทศสหรัฐอเมริกาหรือ Ofcom ในสหราชอาณาจักร สำหรับประเทศไทย คือ สำนักงานคณะกรรมการกิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน์และกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ  ซึ่งจะเป็นผู้กำหนดช่วงความถี่ที่สามารถนำมาใช้, เพื่อวัตถุประสงค์อะไรและโดยใคร ถ้าหากไม่มีการควบคุมดังกล่าวหรือการเตรียมการอื่นเช่นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าภาคเอกชน อาจส่งผลให้เกิดความวุ่นวายได้ ยกตัวอย่างเช่นถ้าสายการบินไม่มีความถี่ที่เฉพาะเจาะจงในการทำงานและนักวิทยุสมัครเล่นอาจรบกวนนักบินที่จะลงจอดอากาศยานได้ การสื่อสารไร้สายครอบคลุมสเปกตรัมจาก 9 kHz ถึง 300 GHz

การประยุกต์ใช้งานของเทคโนโลยีไร้สาย

โทรศัพท์เคลื่อนที่
หนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักดีที่สุดของเทคโนโลยีไร้สายก็คือโทรศัพท์เคลื่อนที่หรือที่เรียกว่าโทรศัพท์มือถือ ที่มีมากกว่า 4.6 พันล้านผู้เช่าทั่วโลก ณ สิ้นปี 2010. โทรศัพท์ไร้สายเหล่านี้ใช้คลื่นวิทยุเพื่อช่วยให้ผู้ใช้โทรศัพท์โทรฯเข้าออกจากหลาย ๆ สถานที่ทั่วประเทศ ที่สัญญาณส่งไปถึง

การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย
การสื่อสารข้อมูลไร้สายเป็นองค์ประกอบสำคัญของการประมวลเคลื่อนที่. เทคโนโลยีที่สามารถใช้ได้มีความหลากหลายแตกต่างกันในแต่ละท้องถิ่น, ระยะครอบคลุมและประสิทธิภาพ ในบางสถานการณ์ที่หลายๆผู้ใช้จะต้องสามารถที่จะเชื่อมต่อได้หลายประเภทและหลายเครือข่าย. เพื่อทำให้ง่ายขึ้น ซอฟแวร์จัดการการเชื่อมต่อจะต้องถูกนำมาใช้ หรือ VPN เคลื่อนที่ เพื่อรับมือกับการเชื่อมต่อหลายประเภท เหมือนกับเป็นเครือข่ายเสมือนเดี่ยวที่มีการรักษาความปลอดภัยอย่างดี เทคโนโลยีที่สนับสนุนได้แก่:
Wi-Fi เป็นเครือข่ายท้องถิ่นไร้สายที่ช่วยให้อุปกรณ์การคำนวณแบบพกพาสามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่มาตรฐาน IEEE 802.11 b, g, n, Wi-Fi ให้ความเร็วเท่ากับบางชนิดของสายอีเธอร์เน็ต  Wi-Fi ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการเข้าถึงในบ้านส่วนตัว, ภายในสำนักงานและที่ฮอตสปอตสาธารณะ.  บางธุรกิจลูกค้าเสียค่าใช้จ่ายค่าบริการรายเดือนเพื่อใช้บริการขณะที่บางธุรกิจได้เริ่มเสนอให้ฟรีในความพยายามที่จะขายสินค้าของพวกเขา.

บริการข้อมูลมือถือที่จะใช้ได้ภายในระยะ 10-15 ไมล์จากเซลล์ไซต์ที่ใกล้ที่สุด. ความเร็วได้เพิ่มสูงขึ้นเมื่อเทคโนโลยีมีการพัฒนา จากเทคโนโลยีก่อนหน้านี้เช่น GSM, CDMA และ GPRS ไปเป็นเครือข่าย 3G เช่น W-CDMA, EDGE หรือ CDMA2000. 

การสื่อสารเคลื่อนที่ผ่านดาวเทียมอาจจำเป็นต้องใช้ในที่ที่การเชื่อมต่อไร้สายอื่น ๆ ไม่สามารถใช้ได้ เช่นในพื้นที่ชนบทส่วนใหญ่ หรือสถานที่ห่างไกล. การสื่อสารผ่านดาวเทียมมีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการขนส่ง, การบิน, การใช้งานเกี่ยวกับการเดินเรือและการทหาร.

การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย

การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายเป็นกระบวนการซึ่งพลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งจากแหล่งพลังงานที่ยังโหลดไฟฟ้าที่ไม่ได้มีแหล่งพลังงานในตัวโดยไม่ต้องใช้สายเชื่อมต่อ เช่นเครื่องชาร์จแปรงสีฟันไฟฟ้า

อุปกรณ์อินเตอร์เฟซคอมพิวเตอร์

เพื่อตอบโจทย์จากการเรียกร้องของลูกค้าที่หัวเสียกับความยุ่งเหยิงสายเคเบิล หลายบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์หันไปใช้เทคโนโลยีไร้สายเพื่อตอบสนองความต้องการของนผู้บริโภคดังกล่าว แต่เดิม อุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านี้ใช้ transceivers ขนาดใหญ่และจำกัดอย่างมากที่จะเป็นสื่อกลางระหว่างคอมพิวเตอร์และแป้นพิมพ์และเมาส์ แต่อุปกรณ์รุ่นล่าสุดได้ใช้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงและขนาดเล็ก, แม้แต่ บลูทูธก็ยังถูกนำมาใช้ ระบบเหล่านี้ได้กลายเป็นที่แพร่หลายซะจนผู้ใช้บางคนเริ่มบ่นหาอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใช้สาย เพราะอุปกรณ์ไร้สายมักจะมีเวลาตอบสนองที่ช้ากว่าอุปกรณ์ใช้สายอันเนื่องมาจากข้อจำกัดอันเป็นธรรมชาติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า.. แต่ช่องว่างกำลังลดลง 

ความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของแป้นพิมพ์ไร้สายเกิดขึ้นในตอนปลายปี 2007 เมื่อมีการเปิดเผยว่าการดำเนินงานการเข้ารหัสของไมโครซอฟท์ในบางส่วนของรูปแบบ 27 MHz ไม่ปลอดภัยอย่างสูง.

หมวดหมู่ของการใช้งานแบบไร้สาย, อุปกรณ์และมาตรฐาน

ระบบสื่อสารวิทยุ
การกระจายเสียง
วิทยุสมัครเล่น
วิทยุมือถือระดับพื้นดินหรือวิทยุเคลื่อนที่มีออาชีพ: TETRA, P25, OpenSky, EDACS, DMR, dPMR
โทรศัพท์ Cordless: DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)
เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่: 0G, 1G, 2G, 3G, ไกลกว่า 3G (4G), ไร้สายในอนาคต

รายการของเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่

การสื่อสารระยะสั้นจากจุดต่อจุด: ไมโครโฟนไร้สายควบคุมระยะไกล, IrDA, RFID (Radio Frequency Identification) TransferJet, Wireless USB, DSRC (Dedicated Short Range Communications) EnOcean, Near Field Communication

เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย: ZigBee, EnOcean; เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคล, บลูทูธ , TransferJet, อัลตร้า wideband (UWB จาก WiMedia Alliance)
เครือข่ายไร้สาย: Wireless LAN (WLAN), (IEEE 802.11 ถูกใช้เป็นยี่ห้อ Wi-Fi และ HiperLAN) ไร้สายเครือข่ายเขต (WMAN) และ (LMDS, WiMAX และ HiperMAN)

ดูเพิ่ม 

ประวัติของวิทยุ, Timeline ของวิทยุ, วิทยุดิจิทัล, วิทยุการจัดการทรัพยากร (RRM)
จุดที่มีสัญญาณ (Hotspot Wi-Fi), การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย, ไร้สายของจริง, การรักษาความปลอดภัย, แบบไร้สายจุดเชื่อมต่อไร้สาย (Wireless access point)
Wi-Fi
มือถือ
เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคล (Personal area network), การเปรียบเทียบของมาตรฐานข้อมูลแบบไร้สาย, รายการของเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่
เสาอากาศวิทยุ
โทรทัศน์ภาคพื้นดิน
Tuner (เครื่องรับวิทยุ)

อ้างอิง

การสื่อสาร
การสื่อสารไร้สาย
เครือข่ายไร้สาย