ใครทำ Wi-Fi คงคุ้นหูกับตัวย่อ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) กับ OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) แล้วสองตัวนี้ มันคืออะไร เหมือนกันหรือต่างกันยังไง โพสต์นี้ผมมาสรุปให้ครับ

จริง ๆ แล้วทั้งคู่เป็นเทคนิคการทำ Modulation หรือการเปลี่ยนคุณสมบัติของคลื่นพาหะ หรือ carrier wave ให้แทนค่า data แล้วส่งออกไปในรูปของ RF (ตัวอย่างเช่น AM ใช้ความดัง ส่วน FM ใช้ความถี่ของคลื่นวิทยุ)

OFDM/OFDMA ทำ modulation บน subcarriers (คลื่นพาหะย่อย) โดยที่ subcarrier แต่ละตัวจะซ้อนกันเพื่อให้ใช้ spectrum ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด และที่สำคัญคือเทคนิค Orthogonal ช่วยให้ subcarriers ไม่กวนกันเอง

แต่ความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างสองตัวนี้คือ OFDM ใช้ subcarrier ทั้งหมดกับ client ตัวเดียวต่อ 1 transmission (TxOP) ส่วน OFDMA สามารถแบ่ง subcarrier/tone ให้ใช้กับ client หลายตัวได้ สรุปคือ OFDM ส่งให้ได้ทีละเครื่อง ส่วน OFDMA ส่งให้ client หลายตัวพร้อม ๆ กันได้

Wi-Fi ใช้ OFDM มาตั้งแต่ 802.11a (1999) และยังรองรับถึงทุกวันนี้ ตามที่ได้เกริ่นไว้ OFDM ใช้ subcarriers ในการขนข้อมูล ซึ่ง channel width ที่กว้าง 20MHz จะมี subcarriers ทั้งหมด 64 ตัว (แต่ขน data จริง ได้แค่ 48 ตัว) ถ้าเราทำ channel bonding ที่ 40MHz หรือ 80MHz จำนวน subcarrier ก็เพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ ดังนั้นเราสามารถขน data ได้เยอะขึ้นต่อ 1 TxOP ถ้าเปรียบเปรยอาจจะเหมือนขนาดรถขนส่งเช่นรถกระบะ รถ 6 ล้อ หรือ 10 ล้อตามขนาดของช่องสัญญาณ

แต่ปัญหาของ OFDM คือการใช้ spectrum อย่างไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเพราะ 1 TxOP AP สามารถส่งให้ client ได้เพียงตัวเดียวไม่ว่า payload นั้นจะ 100 bytes หรือ 3000 bytes ยื่งถ้าช่องสัญญาณยิ่งกว้างก็ยิ่งเปลือง spectrum โดยเฉพาะการใช้งานที่ต้องส่ง data ขนาดเล็ก ๆ จำนวนมาก ๆ อย่าง IoT sensors ให้ท่านลองจินตนาการประมาณเรามีกล้วย 1 ล้านหวีต้องส่งให้ลูกค้า แต่ใช้รถสิบล้อส่งกล้วยทีละหวี ๆ 1 ล้านเที่ยว



OFDMA เกิดมาเพื่อแก้ปัญหานี้ เปิดตัวใน 802.11ax หรือ Wi-Fi 6 (2021) มีวัตถุประสงค์คือใช้ spectrum ให้มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากขึ้น โดยตัว AP สามารถส่งให้ client หลายตัวพร้อม ๆ กันได้ (DL-OFDMA) และในทางกลับกัน client หลายตัวก็สามารถส่ง data พร้อมกันให้ AP (UL-OFDMA) ใน 1 TxOP

หลักการทำงานคล้าย ๆ กับ OFDM คือใช้ subcarrier ในการขน data แต่ OFDMA ใช้ 256 subcarriers แต่เราจะใช้คำว่า “Tone” หรือ Resource Unit (RU) แทน subcarrier ในบริบทของ OFDMA แต่ทั้งนี้ทั้งนั้น มีแค่ 242 tone ที่ใช้ขน data ได้

ความเก่งของ OFDMA คือมันสามารถจัดสรรจำนวนและขนาดของ RU ให้ client หลายตัว ต่อ 1 TxOP ขึ้นอยู่กับความกว้างของช่องสัญญาณ โดยกลุ่ม RU ที่เล็กที่สุดมีขนาด 26-tone RU ประมาณ 2MHz และสามารถขน data ได้ถึง 15Mbps บน Wi-Fi 6 และโดยทฤษฏีแล้ว 1 TxOP บน 20MHz channel สามารถส่งให้ client ได้มากถึง 9 ตัวด้วยกัน ซึ่งช่วยลด latency ของ client กลุ่มใหญ่ได้

OFDMA แบ่งเป็น Downlink และ Uplink OFDMA ซึ่งทั้งคู่ AP และ client ต้องประสานงานกันคือตัว AP ต้องแพลนว่า TxOP นี้จะส่งให้ client ตัวไหนบ้าง แต่ละตัวใช้ RU ขนาดเท่าไหร่ที่ใช้ความถี่ช่วงไหน โดยใช้ Trigger Frame เป็นตัวช่วย

สรุปคือ
🔹 OFDM -> Single-User Transmission
🔹 OFDMA -> Multi-User Transmission
🔹 OFDM มีนานตั้งแต่ Wi-Fi ยุคบุกเบิก ส่วน OFDMA พี่งประกาศใช้บนมาตรฐาน IEEE802.11ax-2021
🔹 AP และ Client ที่จะใช้ OFDMA ได้ต้องเป็น gen Wi-Fi 6 ขึ้นไป
🔹 ถ้าเราใช้ Wi-Fi 6 AP แต่ client ยังเป็น gen เก่า การสื่อสารจะ backward compatible ใช้ OFDM