โลกได้ก้าวเข้าสู่ยุค Digital Economy ที่ธุรกิจและองค์กรส่วนใหญ่ได้เปลี่ยนผ่านกิจกรรม การซื้อขาย การวิจัย ความร่วมมือต่าง ๆ โดยใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเพื่อให้เกิดความรวดเร็ว เพิ่มประสิทธิภาพ สร้างอาชีพใหม่ ๆ ทำให้ชีวิตผู้คนมีความอยู่ดีกินดี สะดวกสบายมากขึ้น ประเทศไทยก็ได้ให้ความสำคัญกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี มีแผนพัฒนาประเทศให้หลุดพ้นจากกับดักรายได้ปานกลาง โดยหนึ่งในแผนที่สำคัญคือการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ (Smart city development) หนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้เมืองเมืองหนึ่งนั้นมีความอัจฉริยะขึ้นมาได้คือ โครงสร้างพื้นฐานด้านดิจิทัล ซึ่งหมายถึง โครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ (IT) โทรคมนาคม (Telecommunication) และการแพร่ภาพกระจายเสียง (Broadcast) รวมทั้งการหลอมรวมของเทคโนโลยี (Convergence) ทั้งสามด้านที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในการพัฒนาดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม โดยในบทความนี้ จะนำเสนอถึงหนึ่งในโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญที่สุดในการพัฒนาเมืองที่ต้องมีการจัดการข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) มีการนำส่งข้อมูลดังกล่าวด้วยความหน่วงเวลาที่น้อยที่สุด (Low Latency) โดยอุปกรณ์จำนวนมหาศาล (High Density) และสามารถขนส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว (High Data Rate) ที่เรียกว่า เครือข่ายระบบไร้สายเคลื่อนที่ 6G (6th-Generation Mobile Network) ที่มีเป้าหมายในการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการใช้งานของผู้คนในโลกดิจิทัลที่มากขึ้น ยกระดับจากระบบ 5G ให้ได้ภายในปีค.ศ. 2030 [1]
เครือข่ายเคลื่อนที่ไร้สายสำหรับ smart city: มุมมองจาก 5G ไปยัง 6G
ก่อนอื่นนั้น เรามารู้จักระบบเครือข่ายไร้สายแบบเบื้องต้นกันก่อน ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless Network System) คือ ระบบสื่อสารข้อมูล ที่มีรูปแบบการขนส่งข้อมูลโดยไม่ใช้สายเป็นสื่อนำ แต่ใช้การส่งด้วยคลื่นวิทยุ หรือคลื่นอินฟราเรด ผ่านตัวกลางที่เป็นอากาศหรือสุญญากาศ เพื่อรับและส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ Smart Phone อุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน หรืออุปกรณ์ที่มีความสามารถในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตใด ๆ เช่น อุปกรณ์ IoT (Internet-of-Things)
ระบบ 5G เป็นเครือข่ายไร้สายรูปแบบหนึ่งที่ถูกพัฒนาและเริ่มใช้เชิงพาณิชย์ในปีค.ศ. 2018 เป็นต้นมา เทคโนโลยีพื้นฐานได้แก่คลื่นความถี่ระดับมิลลิเมตรที่ 26 – 60 GHz มีความสามารถขนส่งข้อมูลที่ความเร็วเฉลี่ยได้ 1 Gigabits ต่อวินาที (Gbps) โดยใช้เทคโนโลยีแบบหลายเสาอากาศ (Multiple Antennas) โดยในปีค.ศ. 2017 หลายบริษัทชั้นนำต่างก็เริ่มเข้ามามีบทบาทในการพัฒนาเทคโนโลยี 5G เช่น Samsung Nokia Huawei รวมถึง เทรนด์การใช้งานระบบดิจิทัลในหมวดหมู่ที่หลากหลายขึ้น อาทิ Smart Home Smart City Smart Car ตามแนวคิดที่ทุก ๆ อย่างสามารถเชื่อมต่อได้ด้วยระบบอินเทอร์เน็ต รวมถึงความต้องการใช้งาน Application เฉพาะทางที่ต้องการทั้งความเร็วและความหน่วงเวลาที่น้อย เช่น การขนส่ง การแพทย์ เป็นต้น ดังแสดงในรูปที่ 1
เทคโนโลยี 6G นั้น โดยพื้นฐานแล้วมีการใช้เทคโนโลยีหลาย ๆ อย่างที่ต่อยอดมาจาก 5G เช่น เสาอากาศแบบเรียงแถว (Antenna Array) ระบบการนำเข้าและส่งออกข้อมูลแบบหลายช่องทาง (Multiple-Input-Multiple-Output: MIMO) การส่งผ่านข้อมูลผ่าน Micro Cells (Access Point) จำนวนมาก รวมถึงการประมวลผลบน Cloud ระยะไกล (Edge-Cloud Computing) แต่สิ่งหนึ่งที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนนั่นคือความถี่ของคลื่นสัญญาณที่ใช้ ซึ่งอยู่ในย่านที่สูงกว่า 100 GHz ขึ้นไป เป็นย่านความถี่ที่ยังมี Traffic ต่ำ ในขณะที่สามารถขนส่งข้อมูลได้มากขึ้น
รูปที่ 1 แผนภาพตัวอย่างเครือข่าย 5G สำหรับ Application ใน Smart City [2]
รูปที่ 2 Key Performance Indicators โดยทั่วไปสำหรับระบบ 6G ภายในปี ค.ศ. 2030 นี้ [3]
คุณสมบัติของระบบ 6G ในอนาคตต้องเป็นอย่างไรนั้น จากรูปที่ 2 จะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพเป้าหมายของระบบ 6G มีความแตกต่างจาก 5G เป็นอย่างมากเนื่องด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้นเกือบ 10 เท่า โดยสามารถสรุปคุณสมบัติดังกล่าวอย่างย่อ ได้แก่
เมื่อเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างโครงข่าย 5G และ 6G แล้ว สามารถอธิบายโดยสรุปได้ดังนี้
เมื่อพูดถึงความเกี่ยวข้องของเทคโนโลยี 6G นี้กับ Smart City นั้น หนึ่งในสิ่งสำคัญที่จะขาดไปไม่ได้เลยก็คืออุปกรณ์ IoT ที่ใช้ทั้งภายในบ้านเรือน อาคารออฟฟิศ หรือติดตั้งภายนอกอาคารตามท้องถนน อุปกรณ์เหล่านี้ มีระยะการส่งสัญญาณ แหล่งพลังที่ยังจำกัดอยู่ภายใต้ระบบเครือข่ายแบบเดิม 6G จะช่วยทดแทนข้อจำกัดเหล่านี้ด้วยความเร็วการสื่อสารที่สูงขึ้น จำนวน Access Point รวมถึงการเปลี่ยนวัสดุการนำสัญญาณ ให้ระบบโดยรวมสามารถสื่อสารกันได้ในระดับเป้าหมาย KPI ของ 6G ที่วางไว้ อ้างอิงตามรูปที่ 3 แสดงถึงรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างอาคาร สถานีกระจายสัญญาณหลัก และ IoT Node ต่าง ๆ ภายในรูปแบบเมืองที่เป็น Smart City
รูปที่ 3 แผนผังรูปแบบการสื่อสารข้อมูลในอนาคตภายใน Smart City โดยใช้เทคโนโลยี 6G และ IoT [3]
จากสถานีหลักที่ทำการส่งสัญญาณ 6G กำลังสูงด้วยแผงเสาอากาศขนาดใหญ่ และมีอัตราการรับส่งข้อมูลสูง สัญญาณข้อมูลจะถูกกระจาย (Broadcast) ไปตามบ้านเรือนซึ่งมีความสามารถรับสัญญาณความถี่สูงด้วยวัสดุพิเศษ (Meta-Material) ที่ติดตั้งบนกระจกหรือกำแพง แล้วจึงนำส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในบ้าน ในขณะเดียวกัน สถานีก็สามารถรับส่งข้อมูลขนาดใหญ่กับระบบ IoT ภายนอก รวมถึงทำการถ่ายทอดพลังงานไร้สายได้อีกด้วย ทั้งนี้สัญญาณความถี่สูงในย่าน 6G ยังมีความท้าทายในการใช้งานหลายอย่าง เช่น การถูกดูดซับในภาวะที่มีความชื้นสูง ระยะทางในการส่งสัญญาณที่สั้น การสะท้อนและเบี่ยงเบนสัญญาณที่ต่างจากระบบ 5G เป็นต้น จากข้อจำกัดที่กล่าวมานี้ ในปัจจุบันระบบ 6G จึงยังอยู่ในช่วงของการวิจัย ศึกษาความเป็นไปได้ใหม่ ทั้งในทางวัสดุอุปกรณ์ การคิดค้นระบบ Coding การประมวลผล และ Application ที่จะตามมาเพื่อชดเชยข้อจำกัดของสัญญาณ ให้ใช้งานได้สมบูรณ์ภายในปี 2030
6G ในสายตาของสังคมโลก
ดังที่องค์การสหประชาชาติ ได้มีการกำหนดเป้าหมายการพัฒนาโลกโดยรวมอย่างยั่งยืน (United Nations Sustainable Development Goals) ที่มีความพยายามในการลดความยากจน สนับสนุนความเท่าทางเพศ รับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และการพัฒนา Smart City เทคโนโลยี 6G ก็ได้มีบทบาทในการสนับสนุนการพัฒนาสังคมชาติอย่างยั่งยืนเช่นเดียวกัน การสื่อสารในระบบ 6G นั้น จะช่วยกระตุ้นการเติบโตและความสามารถในระดับโลก ช่วยทำให้เกิดธุรกิจใหม่ รวมถึงเปลี่ยนแปลงแง่มุมการใช้ชีวิตหลายอย่างในสังคมให้มีความอัจฉริยะยิ่งขึ้น ทางสหประชาชาติได้ประกาศรูปแบบความเกี่ยวข้องของ UNSDGs กับ 6G ไว้ ดังแสดงในรูปที่ 4
รูปที่ 4 แนวคิด 3 หลักที่เชื่อมระหว่าง 6G และ UN SDGs (ซ้าย), มุมมองกิจกรรมย่อยของ 6G จาก 3 แนวคิดหลัก (ขวา) [4]
6G นั้นมีมากกว่าการผลักดันทางด้านเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย แต่ยังผลักดันและรองรับความต้องการของสังคมที่สูงขึ้น ในอนาคตสังคมจะก้าวเข้าสู่ความเป็นดิจิทัลมากขึ้น การเชื่อมต่อกันในระดับโลกที่มหาศาล จำเป็นต้องมีการปรับตัวของสังคมและผู้คนโดยส่วนใหญ่ 6G นั้นจะมีส่วนช่วยเหลือผู้คน สังคม หรือส่วนเศรษฐกิจให้ปรับเข้าสู่ยุคใหม่ เน้นการเชื่อมต่อสื่อสารกับภาคส่วนที่ไม่เคยเกิดการเชื่อมต่อมาก่อน และเสริมสร้างความเป็นอยู่ของผู้คนทั่วโลกให้ดีขึ้น โดยที่ต้องใช้เทคโนโลยีที่รบกวนธรรมชาติน้อยลง และบริโภคพลังงานอย่างประหยัด การพัฒนาเทคโนโลยี 6G จะอยู่ภายใต้ 3 เสาหลัก คือ 1) การสร้างเสริมผู้คน โดยการสร้างบริการและ solution เฉพาะทั้งในระดับรากหญ้า และสังคมโดยรวม 2) การรับรู้สภาพสิ่งแวดล้อม โดยเพิ่มปริมาณการวัด (Sensors) ให้ครอบคลุม ละเอียด และสอดคล้องกับตัวชี้วัดทางธรรมชาติที่สำคัญตามท้องที่ 3) การเพิ่มประสิทธิภาพให้โลก โดยการรวมกำลัง เทคโนโลยี และการแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ให้เป็นระบบนิเวศที่ดี ตามเป้าหมายของ SDGs หรือถ้าเราแยกย่อยในแต่ละหัวข้อ ก็จะสามารถอธิบายกิจกรรมเป้าหมายของ 6G ได้ดังรูปที่ 4 (ขวา) ที่มีกิจกรรมหลักในการเชื่อมต่อ ผู้คน สิ่งของ เข้ากับทรัพยากรที่เป็นทั้งนามธรรม และรูปธรรม
UN SDGs นั้น มีเป้าหมายในการพัฒนามนุษยชาติอยู่ 17 ประการด้วยกัน คือ 1) หมดความยากจน 2) หมดความหิวโหย 3) ความเป็นอยู่และสุขภาพที่ดี 4) การศึกษาที่มีคุณภาพ 5) ความเท่าเทียมทางเพศ 6) น้ำสะอาดและสุขลักษณะที่ดี 7) พลังงานสะอาดและประหยัด 8) งานเหมาะสม เศรษฐกิจเติบโต 9) อุตสาหกรรม นวัตกรรม โครงสร้างพื้นฐานที่ดี 10) ลดความเหลื่อมล้ำ 11) เมืองและสังคมแห่งความยั่งยืน 12) การบริโภคและผลิตอย่างเหมาะสม 13) การจัดการภูมิอากาศที่ดี 14) ชีวิตใต้น้ำที่ดี 15) ชีวิตบนบกที่ดี 16) องค์กรที่มีความเข้มแข็ง สันติ และยุติธรรม 17) ความเป็นพันธมิตรเพื่อส่วนรวม เราสามารถแจกแจงรายละเอียดเป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา Smart City เข้ากับความสามารถหรือตัวชี้วัดของระบบ 6G ที่เป็นไปได้ ดังตารางที่ 1 นี้
| เป้าหมายย่อยของ UN SDGs | ความสามารถ/ความเป็นไปได้ของระบบ 6G |
|---|---|
| 1) ลดสัดส่วนความยากจนของผู้คนในเมือง (No Poverty) | - ขยายการเชื่อมต่อของผู้คนกับข้อมูล โอกาสทางธุรกิจ และการจ้างงาน - สนับสนุนการค้าขายระดับบุคคล - เพิ่มโอกาสการเรียนรู้ทางไกล การเรียนรู้ตลอดชีวิต (Smart Education) - เพิ่มการเข้าถึงเครือข่ายความเร็วสูงในพื้นที่ห่างไกล (Remote Area) |
| 2) ลดโรค ส่งเสริมสุขภาพที่ดีขึ้น (Good Health and Well-Being) | - ระบบการตรวจวัด ติดตาม และแจ้งเตือนทางสุขภาพแบบ Real-Time - การเข้าถึงข้อมูลการรักษาได้ทันท่วงที - การแบ่งปันข้อมูลและกำลังการประมวลผลระหว่างสถานพยาบาล สถาบันวิจัย - การวินิจฉัย และรักษาทางไกล - เทคโนโลยีอวัยวะเทียมขั้นสูง เพื่อคุณภาพชีวิตของผู้พิการ |
| 3) ให้การศึกษาที่มีคุณภาพ และทั่วถึง (Quality Education) | - ส่งเสริมการเรียนรู้ทางไกล อย่างเท่าเทียม - เพิ่มโอกาสการติดต่อสื่อสาร การเข้าสังคมผ่าน Virtual Meeting - เทคโนโลยี Brain-Computer ที่ต้องการความแม่นยำสูง ในการติดตามพัฒนาการเด็ก |
| 4) เพิ่มอัตราการใช้งานพลังงานหมุนเวียน พลังงานทดแทนในระดับโลก (Affordable and Clean Energy) | - เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ลด Cost ของ Smart Power Grids - สนับสนุนการควบคุมระบบอัตโนมัติที่แม่นยำขึ้น รวดเร็วขึ้น ตอบสนองได้ทันท่วงที - เพิ่มความสามารถการเชื่อมต่อ และตรวจวัดประสิทธิภาพของเครื่องใช้ภายในบ้าน |
| 5) กระจายการเข้าถึงข้อมูลและการสื่อสาร (Innovation and Infrastructure) | - ช่วยให้ระบบโทรคมนาคมใช้เครือข่ายที่ครอบคลุมด้วยช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น - เพิ่มอัตราการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงของผู้อยู่อาศัยภายในเมือง หรือแม้แต่พื้นที่ห่างไกลความเจริญ - เพิ่มการแข่งขันของวิสาหกิจขนาดเล็ก |
| 6) ลดอัตราความเสียหายของผู้อยู่อาศัยจากภัยพิบัติ และส่งเสริมความปลอดภัยให้กับเมือง (Sustainable Cities and Communities) | - การใช้หุ่นยนต์กู้ภัยแบบกลุ่ม (Swarm) เพื่อความรวดเร็วในการค้นหาและช่วยเหลือ - การระบุตำแหน่งด้วยย่านความถี่สูง - ระบบพยากรณ์ และเตือนภัยที่แม่นยำ - การติดต่อสื่อสาร ความร่วมมือระหว่างภาคส่วนภายในเมือง และระหว่างประเทศ |
กล่าวสรุปคือ ระบบการสื่อสาร 6G จะทำให้ความเร็วในการสื่อสารเพิ่มขึ้น ขนส่งข้อมูลได้มากขึ้น ความหนาแน่นการรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้งานในหนึ่งพื้นที่สูงขึ้น มีความสามารถทำให้เกิดการต่อยอด application จนถึงการเชื่อมต่อสู่เทคโนโลยีใหม่ได้ เช่น (1) Extended Reality (XR) ที่ต่อยอดจาก Virtual Reality (VR) Augmented Reality (AR) ที่มีการใช้งานแล้ว เป็นการรวมการแสดงผลแบบสวมใส่ (Wearable devices) กับการตอบสนองของผู้ใช้งานในโลกจริง (Perceptual interaction) XR จะทำให้การทำงาน การเรียน การติดต่อสื่อสารของผู้คนผ่าน 6G มีประสิทธิภาพ เข้าถึงได้ ใกล้ชิดกัน ทันเหตุการณ์ ทั้งระบบภาพและเสียงความละเอียดสูง (2) High-resolution positioning and sensing หมายถึงระบบการรับรู้และระบุตำแหน่งความละเอียดสูง เนื่องจาก 6G เป็นสัญญาณที่มีความถี่สูงจาก 5G ประมาณ 10 เท่าหรือมากกว่า ทำให้ตัวคลื่นสามารถระบุตำแหน่งขนาดเล็กระดับเซนติเมตรโดยประมาณได้ ซึ่งจะเป็นการยกระดับระบบนำทาง ระบบการขนส่งด้วยหุ่นยนต์และโดรน มีความแม่นยำมากขึ้น รวมถึง 6G จะรองรับข้อมูลขนาดใหญ่จากเซนเซอร์จำนวนมากได้พร้อมกัน เพื่อการประมวลผลการรับมืออาชญากรรม ภัยพิบัติ การช่วยเหลือผู้ประสบภัยได้อย่างทันท่วงทีและถูกสถานที่ (3) ยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติ (Autonomous vehicle) ซึ่งเป็นเทรนด์ที่มาแรงในอนาคต ตัวรถจะถูกติดตั้งด้วยเซนเซอร์รอบคัน อาทิ การตรวจจับภาพสามมิติ การวัดระยะทาง ตำแหน่ง ทิศทาง กล้องจับความเคลื่อนไหว การสื่อสารระหว่างพาหนะ (Vehicle-to-Vehicle communication: V2V) ด้วยข้อมูลจำนวนมหาศาลแบบเรียลไทม์นี้ ระบบ 6G จะเป็นส่วนช่วยให้รถยนต์อัตโนมัติสามารถประมวลผลได้เวลา ช่วยผู้ขับขี่ตัดสินใจการในการเร่งความเร็ว เปลี่ยนเลน หยุดรถเมื่อมีสิ่งกีดขวาง นำทางด้วยการระบุพิกัดความละเอียดสูงให้ถึงปลายทางที่ถูกต้องได้ ป้องกันอุบัติเหตุด้วยการตอบสนองจากเซนเซอร์ที่ไม่มีความหน่วงเวลา เป็นต้น
ระบบการสื่อสารแบบ 6G นั้นมีแนวโน้มการใช้งานเชิงพาณิชย์ในปีค.ศ. 2030 หรือพ.ศ. 2573 เป็นต้นไปซึ่ง 6G จะใช้โครงข่ายของ 5G เป็นพื้นฐาน เพราะมีการใช้เทคโนโลยีพื้นฐานเหมือนกัน เช่น Edge computing, Micro-cell, Massive MIMO แต่ใช้ทรัพยากรมากกว่า เช่น จุดกระจายสัญญาณเพิ่มขึ้น การออกแบบเสาอากาศแบบใหม่ การคิดค้นวัสดุนำสัญญาณแบบใหม่ ระบบการจัดการที่ซับซ้อนขึ้น และการใช้ AI หรือ machine learning มาช่วยในการจัดการจราจรสัญญาณขนาดใหญ่ ทั้งนี้ในช่วงเริ่มต้นเรายังต้องระบบทั้งสอง ใช้งานคู่ขนานกันไป เนื่องจากการเปลี่ยนผ่านนั้นต้องใช้เวลา และการเริ่มต้นจากศูนย์กลางที่มีทรัพยากรครบถ้วน ไปยังพื้นที่ห่างไกลทุกภาคส่วนตามลำดับ เป้าหมายของ 6G โดยหลักการคือ การเชื่อมต่อทุกคน การเชื่อมต่อทุกสิ่ง โดยอิงกับทรัพยากรโลกที่มีอยู่ 6G จะเชื่อมต่อสิ่งเหล่านี้โดยใช้ทั้งเครือข่ายที่เจาะลึก ปรับตัวเข้ากับชุมชนนั้น ๆ รวมถึงการวางโครงข่ายระดับกว้างเพื่อให้ความเท่าเทียมทางสังคม ย่นให้โลกอยู่ใกล้กัน แบ่งปันกันมากขึ้น
นาย ปิยพัทธ์ พุกพันธุ์
ฝ่ายส่งเสริมเมืองอัจฉริยะ
สำนักงานส่งเสริมเศรษฐกิจดิจิทัล
อ้างอิง
