ทาร์เซียร์ฟิลิปปินส์ (Tarsius syrichta) เป็นสัตว์พวกไพรเมตที่มีขนาดเล็กจิ๋ว ตัวเต็มวัยมีความยาวลำตัวเพียง 10 ซม. กว่าๆ หนัก 120 กรัม เมื่อก่อนนักวิทยาศาสตร์มองว่ามันเป็นสัตว์ขี้อายเงียบเชียบ ไม่ส่งเสียงร้องโหวกเหวกโวยวาย จนกระทั่งทีมวิจัยที่นำโดย Marissa Ramsier แห่ง Humboldt State University in California ค้นพบความจริงอันน่าประหลาดใจ

พวกเขาพบว่าทาร์เซียร์จิ๋วแห่งฟิลิปปินส์ไม่ใช่สัตว์ที่สงบเงียบกริบแต่อย่างใด มันส่งเสียงร้องพูดคุยกันทุกคืน เพียงแต่มนุษย์อย่างเราไม่ได้ยินเสียงของมัน เพราะว่ามันส่งเสียงออกมาในย่านความถี่อัลตร้าโซนิค (ความถี่ที่สูงเกินกว่า 20,000 Hz หรือ 20 kHz ซึ่งเป็นระดับสูงสุดที่มนุษย์สามารถได้ยิน)

เมื่อต้นปีมหาวิทยาลัย Stanford ออกมาประกาศความสำเร็จในการสร้างวิทยุแบบสองทางหลายๆ คนก็สงสัยกันว่างานวิจัยที่ค่อนข้างขัดต่อความรู้ด้านการสื่อสารไร้สายเดิมๆ นี้จะทำซ้ำได้หรือไม่ ตอนนี้ก็มีมหาวิทยาลัย Rice ออกมาประกาศแล้วว่าสามารถพัฒนาระบบวิทยุแบบสื่อสารสองทางได้สำเร็จเหมือนกัน

งานวิจัยของมหาวิทยาลัย Rice แสดงให้เห็นว่าเราสามารถพัฒนาระบบสื่อสารสองทางนี้ลงบนฮาร์ดแวร์แบบ MIMO ได้ ทำให้อุปกรณ์เพื่อผลิตจริงไม่ต้องการพื้นที่มากไปกว่าเดิมนัก

งานนี้แม้มหาวิทยาลัย Rice จะไม่ใช่มหาวิทยาลัยแรกที่สร้างระบบวิทยุนี้ได้สำเร็จ แต่ก็ ข่มเล็กๆ ด้วยการบอกว่างานติพิมพ์ที่แสดงความเป็นไปได้ว่าเราสามารถสร้างระบบวิทยุที่สื่อสารสองทางได้พร้อมกันนั้นมาจากทีมงานนี้เอง

งานตีพิมพ์ทั้งสองฉบับมีให้ดาวน์โหลดฟรี (1, 2) ผมลองพยายามอ่านแล้วพบว่าปล่อยให้เด็กไฟฟ้าอ่านกันเองดีกว่า

ที่มา - Rice University

แม้ทุกวันนี้เราจะสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุแบบสองทางเสมอๆ แต่ในความเป็นจริงแล้วเทคโนโลยีที่ผ่านมาของคลื่นวิทยุนั้นไม่สามารถส่งข้อมูลสองทางในเวลาเดียวกันได้ ยกเว้นว่าจะใช้ช่องสัญญาณแยกจากกัน ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าไม่มีเทคโนโลยีใดสามารถทำให้การส่งข้อมูลสองทางพร้อมๆ กันเป็นไปได้จริง แต่ล่าสุดทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Stanford ก็สามารถสาธิตการส่งข้อมูลแบบสองทางได้สำเร็จแล้ว

การส่งข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุในทุกวันนี้อาศัยการสลับกันส่งข้อมูลทีละคนโดยมีกระบวนการจัดการการส่งทีละคนต่างๆ กันไป เช่นในวิทยุสมัครเล่นที่เราต้องพูดคำว่า "เปลี่ยน" หลังจากส่งข้อมูลเสร็จ เพื่อบอกให้คนอื่นๆ ที่ต้องการเข้าใช้ช่องสัญญาณสามารถเข้ามาใช้งานได้ หรือการส่งข้อมูลแบบ CSMA/CA

สิ่งที่จำกัดการส่งสัญญาณทำให้ต้องส่งทีละคนคือขณะที่เราส่งสัญญาณออกไป สัญญาณที่เรากำลังส่งนั้นมักอยู่ใกล้กับตัวรับมาก โดยอาจจะเป็นเสาเดียวกัน หรือเสาที่ห่างกันเพียงไม่กี่เซนติเมตรทำให้สัญญาณที่เราเองกำลังส่งมีความแรงกว่าสัญญาณที่ได้รับจากคนอื่นๆ นับล้านเท่าจนกลบสัญญาณของคนอื่นๆ ไปหมด

ทีมวิจัยคือผู้ช่วยศาสตราจารย์ Philip A. Levis และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสามคนได้แก่ Jung Il Choi, Mayank Jain, และ Kannan Srinivasan ได้เสนอความคิดขึ้นมาว่า ขณะที่เรากำลังส่งสัญญาณนั้น เราสามารถรู้ได้แน่นอนว่าเรากำลังส่งอะไรออกไป หากเรานำสัญญาณที่เรากำลังส่งออกไป มาหักล้างกับสัญญาณที่เราได้รับกลับมา ก็น่าจะคืนรูปสัญญาณที่เราได้นับจากภายนอกได้จริงๆ เมื่อมีอุปกรณ์แบบเดียวกันทั้งสองฝั่งก็จะสามารถสื่อสารพร้อมกันสองข้างได้โดยไม่ต้องรอกัน

ทีมวิจัยได้นำเสนองานนี้ในงาน Mobicom 2010 เมื่อปีที่แล้ว

งานวิจัยนี้จะนำไปสู่การใช้งานรูปแบบใหม่ๆ อีกมากมาย เช่นวิทยุสื่อสารจะสามารถสื่อสารได้พร้อมกันสองทางเหมือนการคุยโทรศัพท์ ระบบแลนไร้สายจะสามารถทำงานได้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นจากการใช้ช่องสัญญาณได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ที่มา - Stanford

ดาวเทียมที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ใช้คลื่นวิทยุเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน ซึ่งในสมัยก่อนอาจจะเพียงพอในการรับส่งข้อมูล แต่สำหรับปัจจุบัน ปริมาณข้อมูลที่ส่งผ่านระบบเดาวเทียม เพิ่มมากขึ้น ทำให้การใช้คลื่นวิทยุ อาจไม่เพียงพอกับความต้องการอีกต่อไป

ดาวเทียมสัญชาติเยอรมัน TerraSAR-X ได้ทำการทดลองส่งข้อมูลผ่านไดโอดเลเซอร์ กับดาวเทียมของสหรัฐ NFIRE ด้วยระยะทางกว่า 5,000 กิโลเมตร ซึ่งผลการทดสอบนับว่าดีเยี่ยม เนื่องจากสามารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่าการใช้คลื่นวิทยุนับร้อยเท่า ซึ่งเทียบได้กับการดาวน์โหลดข้อมูลจำนวน 400 แผ่นดีวีดี ภายในเวลา 1 ชั่วโมง นอกจากนี้ ยังไม่พบความผิดพลาดในการสื่อสารแม้แต่นิดเดียว

ความสำเร็จในการทดลองดังกล่าว อาจเป็นการเปิดศักราชใหม่ ให้กับการสื่อสารผ่านดาวเทียม ซึ่งนำไปสู่ความสามารถใหม่ๆ ที่ดาวเทียมสื่อสารแบบเดิม ไม่สามารถทำได้ เช่น การส่งภาพที่ได้จากการสำรวจโดยดาวเทียมแบบเรียลไทม์ ซึ่งการใช้คลื่นวิทยุในปัจจุบันไม่สามารถทำได้ เนื่องจาก bandwidth ในการสื่อสารไม่เพียงพอ ข้อดีอื่นๆ ก็เช่น การส่งข้อมูลมีความแม่นยำกว่า เนื่องจากเลเซอร์ สามารถโฟกัส ไปยังจุดที่ต้องการจะส่งได้อย่างแม่นยำ

สำหรับอุปกรณ์ส่งข้อมูลผ่านเลเซอร์ที่อยู่บนดาวเทียมดังกล่าว ได้รับการพัฒนาโดย Fraunhofer Institute of Laser Technology (ILT) ร่วมมือกับ Tesat GmbH & Co. KG โดยได้รับทุนสนับสนุน จากศูนย์วิจัยอวกาศ ของประเทศเยอรมัน โดยอุปกรณ์ดังกล่าว ต้อถูกพัฒนา ให้ทนต่อความสั่นสะเทือนและความเร่ง ในขณะที่อยู่บนดาวเทียม นอกจากนี้ยังต้องทนต่อความเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างสุดขั้ว โดยมีขนาดใหญ่กว่ากล่องไม้ขีดไฟเพียงเล็กน้อย

ที่มา - EureakAlert