Ad hoc network คืออะไร

ความหมายของ Mobile ad hoc network อาจกล่าวได้ว่า เป็นเครือข่ายที่ก่อรูปขึ้นโดยไม่มีการอำนวยการส่วนกลาง ซึ่งเครือข่ายจะประกอบด้วย Mobile Nodes ที่มีการอินเตอร์เฟสติดต่อกันแบบไร้สาย เพื่อส่งข้อมูลในรูปของแพ็กเกตข้อมูลระหว่างกัน โหนดที่อยู่ในเครือข่ายแบบนี้ สามารถทำหน้าที่เป็นได้ทั้ง Router และ Host ดังนั้นจึงสามารถ ที่จะส่งต่อแพ็กเกตข้อมูลแทนโหนดอื่นและรันแอพพลิเคชันต่างๆ

ต้นกำเนิดของ ad hoc network อาจจะต้องย้อนหลังไปเมื่อปี ค.ศ. 1968 เมื่อเริ่มมีการใช้งานเครือข่าย ALOHA ในสถานศึกษาที่ Hawaii แม้ว่า Station ที่ใช้ในเครือข่ายนี้จะเป็นแบบ Fixed แต่ โปรโตคอล ALOHA ที่ใช้นั้นจะมีการบริหารจัดการการเข้าใช้ช่องสัญญาณที่เป็นแบบ Distributed ดังนั้นจึงเป็นการให้พื้นฐานสำหรับการพัฒนาวิธีการเข้าใช้ช่องสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับ ad hoc network ต่อมาโปรโตคอล ALOHA โดยตัวมันเองแล้ว เป็นโปรโตคอล แบบ Single-Hop ซึ่งไม่มีการรองรับการ Routing ดังนั้นทุกๆ โหนดจะต้องอยู่ภายในระยะการติดต่อจากโหนดอื่นๆ ได้ทั้งหมด

เป็นผลสืบเนื่องมาจากการพัฒนาเครือข่าย ALOHA และเครือข่าย Fixed Packet Switching อื่นๆ จึงทำให้ ทาง DARPA ได้มีการพัฒนาเครือข่าย PRnet (Packet Radio Network) ขึ้นมาในปี ค.ศ. 1973 ซึ่งเป็นเครือข่ายแบบ Multihop Network ความหมายของ Multihopping ก็คือว่า โหนดในเครือข่ายจะมีการทำงานร่วมกับโหนดอื่น ในการส่งต่อทราฟฟิกระหว่างกัน เพื่อให้ข้อมูลถูกส่งไปถึง Station ที่อยู่ห่างไกลออกไปนอกระยะการติดต่อจากโหนด ต้นทาง เครือข่าย PRnet จะมีกลไกของการบริหารการทำงานเป็นแบบ Centralized และแบบ Distributed ประโยชน์ อีกอย่างหนึ่งที่จะได้รับก็คือว่า เทคนิค Multihopping จะช่วยเพิ่ม Capacity ของเครือข่ายได้ เพราะว่าเราจะสามารถ Reuse ช่องความถี่สัญญาณใน Hop ที่อยู่ห่างกันได้

รูปที่ 1 แสดงการใช้งาน ad hoc Bluetooth network ภายในสนามบิน หลายคนสามารถติดต่อเข้าใช้เครือข่าย Local-Area Network และ Wide-Area Network ได้ โดยทำการเชื่อมโยงอุปกรณ์สื่อสารต่างๆ ที่พกพาไปยังจุดติดต่อ (Access Point หรือ Base Station) ของเครือข่ายที่ติดตั้งอยู่ใกล้เคียงในบริเวณนั้น

ถึงแม้ว่าจะมีการพัฒนาเครือข่าย Packet Radio ขึ้นมาทดลองกันมากมาย แต่ระบบ Wireless เหล่านี้ก็ไม่เคยนำออกมาใช้งานจริงในส่วนของ Consumer แต่เมื่อมีการพัฒนามาตรฐานของ Wireless Local Area Networks (WLAN) คือ IEEE 802.11 ทาง IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineering) ก็ได้แทนที่ชื่อ เรียกเดิมที่ใช้คือ Packet-Radio Network ด้วยชื่อใหม่คือ ad hoc network ชื่อเรียกของ Packet-Radio Network นั้นได้เกิดขึ้นมาโดยเกี่ยวข้องกับ Multihop Network ที่ใช้ในทางทหารและใช้ในการปฏิบัติการช่วยเหลือชีวิตในยามที่เกิดภัยพิบัติฉุกเฉิน การเปลี่ยนไปใช้ชื่อใหม่นี้เป็นเพราะทาง IEEE คาดหวังที่จะเห็นภาพของการใช้งานแบบใหม่ๆ เกิดขึ้น

ในวันนี้ ภาพการใช้งานของ ad hoc network ที่เราอยากจะให้เกิด จะเป็นเช่นดังในรูปที่ 1 หลายคนจะมีการพกพาอุปกรณ์ต่างๆ ที่สามารถติดต่อเชื่อมโยงสื่อสารกันเป็นเครือข่ายได้ อุปกรณ์ของผู้ใช้งานสามารถเชื่อมโยงติดต่อระหว่างกันหรือเชื่อมโยงไปยังจุดติดต่อ (Access Point) ของเครือข่ายสื่อสารที่ติดตั้งอยู่ใกล้เคียงในบริเวณนั้น ตัวอย่างที่แสดงในรูปนั้น ผู้ใช้งานสามารถที่จะเรียกดูรายการอัพเดท ของตารางการบิน, การเปลี่ยนแปลงของประตูทางออก และอื่นๆ อุปกรณ์สื่อสารของ ad hoc network สามารถที่จะ ส่งต่อทราฟฟิกระหว่างอุปกรณ์ไปยังอุปกรณ์ที่อยู่นอกระยะการติดต่อที่อยู่ไกลออกไปได้ ภาพตัวอย่างการใช้งานใน สนามบินนี้ ได้แสดงให้เห็นรูปแบบการติดต่อทั้งที่เป็นแบบ Single-Hop และ Multiple Radio Hops

เพื่อให้เกิดการมองเห็นภาพที่ถูกต้องของ ad hoc network ก่อนอื่นจะขอให้ข้อสังเกตเกี่ยวกับการสื่อสาร แบบ Wireless เสียก่อน เริ่มจากระบบเซลลูลาร์ในปัจจุบัน ซึ่งจะต้องพึ่งพาอย่างมากในโครงสร้างของเครือข่าย การ ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการ (Coverage) จะต้องอาศัยสถานีส่ง ที่เรียกว่า Base Station การจัดสรรคลื่นความถี่ Radio จะถูกบริหารจากส่วนกลาง ส่วนบริการต่างๆ ก็จะถูกอินทิเกรทรวมเข้าไปในระบบ คุณสมบัติดังกล่าวนี้จะนำไปสู่การให้บริการที่ดีและสามารถคาดการณ์ได้ของระบบเซลลูลาร์ในปัจจุบัน รูปที่ 2 แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ในแบบ 2 มิติระหว่างเครือข่าย Wireless แบบต่างๆ กับ ad hoc network ขณะที่เรากำลังเคลื่อนหนีออกห่างจากการบริหารแบบศูนย์กลาง หมายความว่าเรากำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการทำงานแบบ ad hoc ซึ่งยังสามารถถูกจัดแบ่งประเภทออกเป็นแบบ Single-Hop หรือ Multiple Hops ได้อีกด้วย

การที่อุปกรณ์เทอร์มินัลที่อยู่ใกล้เคียงกัน สามารถติดต่อสื่อสารระหว่างกันได้โดยตรง ก็หมายความว่าการส่ง ทราฟฟิกต่างๆ จะไม่ขึ้นทั้งหมดอยู่กับพื้นที่ครอบคลุมให้บริการของจุดติดต่อ (Access Point) หรือ Base Station ทราฟฟิก สามารถถูกส่งต่อเป็นทอดๆ จาก Base Station มาจนถึงเครื่องเทอร์มินัลของผู้ใช้งานที่อยู่นอกพื้นที่ครอบคลุม ลักษณะนี้เราเรียกว่าเป็น Cellular Multihop คุณสมบัติเดียวกันนี้ ได้ถูกนำมาใช้กับระบบ Multihop Access ของ Wireless Local Loop (WLL) สำหรับให้บริการแก่ผู้อยู่อาศัยตามบ้านที่ต้องการเข้าใช้งานอินเทอร์เน็ต (ดูรูปที่ 2)

รูปที่ 2 แสดงการแมพ Wireless Network แบบต่างๆ เข้าไปยังแผนภาพแบบ 2 มิติของ ad hoc network ซึ่งแนวนอนคือระดับของ Centralized Control ส่วนแนวดิ่งแสดงถึงการใช้ Radio Multihopping

เทคโนโลยีที่มีลักษณะ Decentralized อย่างเช่น Bluetooth, IEEE 802.11 ad hoc Mode, PRnet Stationless Mode, Mobile ad hoc network (MANET), Personal Area Network (PAN) หรือการสื่อสารระหว่าง PAN-to-PAN จะเข้าข่ายสอดคล้องกับแนวความคิดของ ad hoc network ดังในรูปที่ 2

*** คลิ๊กที่นี้เพื่อกลับสู่หน้าหลัก ***