Wi-Fi 7 หรือ IEEE 802.11be เปิดตัวพร้อมฟีเจอร์ใหม่ ๆ เช่น 4096-QAM, 320MHz channel bonding, 16 spatial streams, Multi-RU, Preamble Puncturing ฯลฯ แต่ผมคิดว่าพระเอกตัวจริงของ Wi-Fi Gen นี้คือ Multi Link Operation หรือ MLO

ถ้าสรุปสั้น ๆ MLO คือการทำ Load Balance เพิ่ม Throughput ลด Latency และเพิ่มความเสถียรให้กับ Wireless LAN

Wi-Fi Gen ก่อน ๆ รวมถึง Wi-Fi 6/6E (802.11ax) จะใช้ single link operation (SLO) ซึ่ง client และ AP สื่อสารกันบนย่านเดียว เช่นถ้า client เกาะ 2.4GHz ก็จะใช้ 2.4 จนกว่าจะหลุด ถึงแม้ว่า channel ที่ใช้อยู่จะมี utilization สูงในขณะที่ 5GHz ไม่มีคนใช้งาน

เทคโนโลยี MLO แก้ปัญหานี้ด้วยการรวมย่านความถี่ (Link) เข้าด้วยกัน เช่น 2.4 + 5, 2.4 + 6, 5 + 6 หรือ 2.4 + 5 + 6 (จำนวน link ที่รวมได้ขึ้นอยู่กับความสามารถของ AP) และ client สามารถสลับใช้ link ได้ เช่นถ้า link 2.4GHz busy ก็โยกมาใช้ link 5GHz ได้โดยไม่ต้อง disconnect แล้วเกาะใหม่

Client บางตัวล้ำกว่านั้น สามารถใช้ 2 link พร้อม ๆ กันเช่น Tx บน 5GHz และ Rx บน 6GHz ในเวลาเดียวกัน

อุปกรณ์ที่รองรับ MLO เรียกว่า MLD หรือ Multi-Link Device ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบน Wi-Fi 7 (6E AP/Client ที่รองรับ 6GHz ทำ MLO ไม่ได้นะครับ)

MLD แบ่งเป็น 2 ประเภท ถ้าเป็น AP เราจะเรียกว่า AP MLD แต่ถ้าเป็น client เราเรียกว่า Non-AP MLD โดย MLD จะมีความสามารถเกาะหลาย link พร้อมกันโดยแต่ละ link จะมี MAC Address ของตัวเอง ซึ่ง MAC ชุดนี้เราเรียกว่า Lower MAC หรือ L-MAC จะทำหน้าที่ของ MAC Layer ทั่วไปอย่างเช่นสร้าง MAC header จัดการ Channel Access, EDCA (QoS) ฯลฯ ของ link นั้น ๆ

นอกจาก L-MAC แล้ว MLD จะมี U-MAC หรือ Upper MAC อีก 1 ชุดทำหน้าที่รับ (และส่ง) Packet จาก L3 ทำ Frame Sequencing, Frame Aggregation (A-MSDU / A-MPDU) แล้วส่งต่อไปให้ L-MAC และลงไปให้ PHY layer ต่อไป

ประเภทของ MLO

ถ้าดูจาก spec ของ IEEE MLO ถูกแบ่งเป็น 5 ประเภทคือ MLSR, EMLSR, NSTR MLMR, STR MLMR และ EMLMR

เราแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่คือ Multi-Link Single Radio (MLSR) และ Multi-Link Multi Radio (MLMR)

Multi-Link Single Radio (MLSR)

MLSR MLD สามารถใช้ได้ทีละ Link/radio และสลับ Link ไปมาได้ เช่นถ้า 2.4GHz busy ก็สลับมาใช้ 5 หรือ 6GHz ได้โดยที่ไม่ต้อง disconnect ซึ่งจะช่วยเรื่อง load balancing ลด latency และเพิ่มความเสถียรของระบบ Wi-Fi

MLSR แบ่งเป็น 2 ประเภทย่อยได้อีกคือ standard MLSR และ Enhanced MLSR (E-MLSR) ความแตกต่างคือ MLSR MLD สามารถสลับ link ได้ แต่จะทำ CCA ได้แค่บน link ที่มันใช้อยู่ (CCA หรือ Clear Channel Assessment เป็นการเช็คว่าช่องสัญญาณว่างไหมก่อนส่ง) และสลับเปลี่ยน link ตาม static time interval ซึ่งมีข้อจำกัดคือเช็คได้ทีละ link

E-MLSR MLD Client จะเก่งกว่า สามารถทำ CCA บน 2 link พร้อม ๆ กัน โดยการแยกเสา 2x2 เป็น 1x1 2 ต้นฟังทั้ง 2 link และ link ไหนดีกว่าก็สลับเสาเป็น 2x2 ไปส่งบน link ที่ดีกว่า พอส่งเสร็จแล้วค่อยสลับกลับมาเป็น 1x1 บนแต่ละ link เพื่อทำ CCA ต่อ

Wi-Fi 7 Client ส่วนใหญ่ในตลาด จะรองรับ E-MLSR เพราะความสามารถในการสลับ link แบบ dynamic แต่ก็ไม่แน่ ในอนาคตอุปกรณ์ IoT ที่รองรับ MLO ที่มีเสาเดียวคงต้องใช้ MLSR

ข้อดีของ MLSR โดยรวม คือดีไซน์ไม่ซับซ้อน กินไฟน้อย เหมาะที่จะใช้กับ mobile client device ทั่ว ๆ ไป แต่ถ้าเราต้องการทำ Link Aggregation เพื่อเพิ่ม throughput/performance MLSR จะไม่ตอบโจทย์เพราะเก่งแค่ไหนก็ใช้ได้ทีละ 1 link กรณีนี้เราต้องข้ามไปใช้ Multi-Link Multi Radio (MLMR) แทน

Multi-Link Multi Radio (MLMR)

ข้อแตกต่างของ MLSR และ MLMR คือ MLMR สามารถใช้ 2 link ในเวลาเดียวกัน เช่นส่งบน 5GHz และ 6GHz หรือส่งบน 5GHz รับบน 6GHz พร้อมกัน (ความสามารถนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของ MR) พอเราใช้หลาย link พร้อม ๆ กันได้แล้วเราจะได้เรื่อง link aggregation / throughput เพิ่มขึ้นมาด้วย

MLMR แบ่งย่อยเป็น 2 ประเภทคือ NSTR MLMR (Non-Simultaneous Transmit Receive) และ STR MLMR (Simultaneous Transmit Receive)

STR สามารถส่ง link นึงและรับอีก link พร้อมกันได้แต่ NSTR ทำได้แค่ส่งหรือรับบน 2 link พร้อม ๆ กันแต่ไม่สามารถรับ link นึงส่งอีก link นึงในเวลาเดียวกันได้

อีกเรื่องคือ MLD AP บางตัว support แค่ 2 simultaneous links หมายถึง 2.4/5/6 เราต้องเลือก 2 จาก 3 เพื่อทำ MLO แต่พวก high-end AP บางตัวอย่าง TP-Link BE800 รองรับ 3 simultaneous links กรณีนี้เรามัดรวม 3 links ได้เลย (แต่ client ตอนนี้มันก็ 2x2 ยังไงก็เกาะได้ทีละ 2 links อยู่ดี)

จริง ๆ แล้ว MLMR จะมีเวอร์ชั่นที่เป็น Enhanced MLMR คล้าย ๆ กับ E-MLSR คำว่า enhanced หมายถึงความสามารถในการย้าย spatial stream ข้าม link เช่นสมมุติว่า AP เราเป็น 4x4 ทั้ง 5GHz และ 6GHz STR E-MLMR AP จะสามารถโยก 4x4 บน 5GHz ไปใช้บน 6GHz ได้ (และ 6GHz จะกลายเป็น 8x8) แต่ปัจจุบันยังไม่มี vendor เจ้าไหนทำ

Vendor ส่วนใหญ่จะเลือก implement STR-MLMR กับ AP ส่วน client ทั่วไปจะใช้ E-MLSR แต่ก็จะมี high-end client หลายตัว อย่าง Google Pixel 8 หรือ S24 ที่รองรับ STR-MLMR ทาง Arista เคยเทส client หลายไว้ตัว ตามตารางนี้ครับ

เราเช็คความสามารถ MLO ของ AP ได้จาก beacon frame ของ MLO SSID

ตัวอย่างข้างล่างดึงจาก Beacon Frame ของ TP-Link Omada EAP773 จะเห็นว่า AP ตัวนี้รองรับ E-MLSR และ STR MLMR 2 Links (Max # of Simultaneous Links 0 = 1 ; 1 = 2 ; 2 = 3)

References:

• Supercharging Wi-Fi 7: Low Latency and Multi-Link Operation for Ultimate Speed and Efficiency (aletheatech.com)
• MediaTek | Multi-Link Operation (MLO): The key to Wi-Fi 7 performance
• wi-fi-tutorial-long.pdf (intel.com)
• Wi-Fi Technology Fundamentals
• Understanding Multi-link Operation in Wi-Fi 7: Performance, Anomalies, and Solutions
• Arista Wi-Fi 7 AP (C460) Launch & Early Experiments and Field Trials on Wi-Fi 7 Client Behavior (youtube.com)