[Guest Post] Aruba เผยเทคโนโลยีใหม่ Ultra Tri-Band Filtering แก้โจทย์การผสานช่องว่าง (ขนาดเล็ก) ระหว่างย่านความถี่ 5GHz และ 6GHz

มาตรฐาน Wi-Fi 6E ได้ช่วยเพิ่มการใช้งานย่านความถี่แบบ Unlicensed ให้เกิดการใช้งานได้ด้วยการนำความถี่ 6GHz มาเสริม ส่งผลให้ Wi-Fi สามารถรองรับการใช้งานเพิ่มขึ้นได้เป็นอย่างมาก อย่างไรก็ดี ความท้าทายของ Wi-Fi 6E นั้นก็คือการที่ย่านความถี่ 6GHz และ 5GHz นั้นอยู่ติดกัน (โดยมีช่องว่างเพียงแค่ 50MHz เท่านั้น) เทคโนโลยีในการกรองสัญญาณย่านความถี่ในอดีตจึงไม่สามารถแยกย่านความถี่สองย่านนี้ออกจากกันได้อย่างชัดเจน เนื่องจากเทคโนโลยีดังกล่าวนั้นได้ถูกออกแบบมาโดยระบุว่าจะต้องมีช่องว่างระหว่างย่านความถี่ที่มากกว่านี้ ดังนั้นการใช้เทคโนโลยีแบบดั้งเดิมจึงอาจต้องสูญเสียความยืดหยุ่นในการใช้งานย่านความถี่ 6GHz ไปบางส่วน

ความท้าทายของ Wi-Fi 6E: การกรองแยกสัญญาณระหว่างย่านความถี่ 5GHz และ 6GHz

เทคโนโลยี Bandpass Filter แบบดั้งเดิมนั้นไม่สามารถตอบโจทย์นี้ได้เนื่องจากมีการคัดกรองที่หยาบเกินไป และอาจทำให้สูญเสียช่องสัญญาณบนย่านความถี่ 6GHz ไปถึง 1/3 ในภูมิภาค AMEA และ 10% ในภูมิภาคอเมริกาเหนือ ปัจจัยนี้เองจึงเป็นสาเหตุที่ชัดเจนว่าเทคโนโลยีการกรองสัญญาณความถี่วิทยุนั้นจึงต้องทำงานได้ละเอียดมากขึ้น และมีความยืดหยุ่นมากขึ้น เพื่อลดปัญหาการรบกวนกันของสัญญาณให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถใช้ช่องความถี่เหล่านี้ได้อย่างเต็มศักยภาพ

เนื้อหาในบทความนี้จะครอบคลุมถึงการทบทวนว่า Bandpass Filter คืออะไรและมีหน้าที่อย่างไร พร้อมยกตัวอย่างที่พบจริงในการใช้งาน Aruba Access Point และปิดท้ายด้วยการเล่าถึงนวัตกรรม Bandpass Filtering Technology ใหม่จาก Aruba อย่าง Ultra Tri-Band (UTB) นอกจากนี้ คุณยังสามารถเรียนรู้เริ่มเติมเกี่ยวกับโซลูชัน Wi-Fi 6E AP ล่าสุดอย่าง 650 Series Campus Access Point ที่เพิ่งประกาศเปิดตัวออกมาได้

Bandpass Filter คืออะไร?

Bandpass Filter คืออุปกรณ์ที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะ และติดตั้งอยู่ระหว่างเสารับส่งสัญญาณกับระบบประมวลผลคลื่นวิทยุ เพื่อคัดกรองย่านความถี่ที่ต้องการและกำจัดสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการออกไป

เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนมากขึ้น ลองจินตนาการถึงช่องว่างระหว่างกำแพงสองกำแพง เมื่อมีคลื่นน้ำกำลังมุ่งหน้าไปยังกำแพงเหล่านี้ น้ำส่วนใหญ่จะไม่สามารถผ่านกำแพงไปได้ยกเว้นว่าจะมีช่องว่างระหว่างกำแพง และนี่ก็คือสิ่งที่ Bandpass Filter ทำ ดังนั้นถ้าหากความถี่นั้นสูงหรือต่ำเกินกว่าที่เราต้องการ สัญญาณบนย่านความถี่เหล่านั้นก็จะไม่สามารถผ่านไปได้

นอกจากนี้ Bandpass Filter ก็ยังมีอีกบทบาทสำคัญ โดยเมื่อระบบประมวลผลคลื่นวิทยุทำการส่งสัญญาณ ก็จะมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้น ดังนั้นระบบประมวลผลคลื่นวิทยุอื่นๆ สำหรับย่านความถี่อื่นใน Access Point เดียวกันก็จะต้องทำการกรองสัญญาณเหล่านี้ออกไป เพราะถ้าหากไม่มีการกรองใดๆ แล้ว สัญญาณเหล่านี้ก็จะส่งผลลบต่อประสิทธิภาพของระบบ

ปูพื้นประวัติศาสตร์: เทคนิคในการกรองสัญญาณที่ Aruba เคยใช้งาน

ภายใน Aruba Access Point นั้นจะมีตัวอย่างเทคนิคการกรองสัญญาณด้วยกัน 2 แบบที่สามารถป้องกันการรบกวนกันในย่านความถี่ที่อยู่ติดกันและภายในย่านความถี่เดียวกันได้ ซึ่งเทคนิคนี้ไม่ได้ถูกใช้ในการจัดการกับย่านความถี่ 6GHz แต่อย่างใด แต่ถูกใช้งานในย่านความถี่ 2.4GHz

Advanced IoT Coexistence (AIC) จะทำให้ Wi-Fi และสัญญาณจาก IoT สามารถทำงานได้พร้อมกันในย่านความถี่ 2.4GHz โดย AIC จะใช้การกรองสัญญาณเพื่อป้องกันการซ้อนทับจากสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นจาก Wi-Fi ซึ่งส่งผลกระทบต่อสัญญาณของ IoT โดยสัญญาณวิทยุของ Internet of Things (IoT) จะให้บริการในส่วนของ BLE หรือ Zigbee นั่นเอง

Advanced Cellular Coexistence (ACC) จะกรองสัญญาณที่เหนือกว่าและต่ำกว่าย่านความถี่ 2.4GHz สำหรับ Wi-Fi เพื่อป้องกันการรบกวนกันระหว่าง Access Point และอุปกรณ์จ่ายสัญญาณ Cellular ขนาดเล็กที่ถูกติดตั้งอยู่ใกล้กัน ดังนั้น ACC จึงปกป้อง Wi-Fi จากการรบกวนกันที่เกิดขึ้นจากระบบ Cellular Distributed Antenna โดยเฉพาะ

ปัญหาของวิธีการกรองสัญญาณแบบดั้งเดิมในการใช้งานกับย่านความถี่ 6GHz

สัญญาณวิทยุย่านความถี่ 6GHz และ 5GHz ที่ถูกใช้งานร่วมกันภายใน Access Point ชุดเดียวกันนี้ทำให้การใช้ Bandpass Filter แบบดั้งเดิมไม่ตอบโจทย์ในการคัดกรองสัญญาณที่ไม่ต้องการอีกต่อไป โดยช่องว่างของความถี่ระหว่างช่องสัญญาณทั้งสองนี้เมื่อวัดจาก U-NII-4 (ที่ถูกใช้งานโดยย่านความถี่ 5GHz) ไปถึง U-NII-5 (ซึ่งถูกใช้งานโดยย่านความถี่ 6GHz) นั้นมีขนาดที่เล็กเกินไป ด้วยขนาดเพียงแค่ 50MHz

มีช่องว่างเพียงแค่ 50MHz เท่านั้นระหว่างย่านความถี่ 5GHz และ 6GHz ซึ่งทำให้เกิดการรบกวนกันของสัญญาณ

ปัญหาที่เกิดขึ้นนี้ก็เนื่องมาจากการที่ Bandpass Filter แบบดั้งเดิมนั้นต้องการเว้นระยะช่องว่างระหว่างความถี่ประมาณ 200MHz สำหรับแต่ละช่องสัญญาณ ดังนั้นเมื่อมีช่องว่างที่น้อยเกินไป ตัวคัดกรองเหล่านี้จึงไม่สามารถคัดกรองความถี่ที่เกิดขึ้นจากแต่ละย่านความถี่ได้ นอกจากนี้ Bandpass Filter แบบดั้งเดิมเหล่านี้ก็ยังมีความชันที่สูงไม่พอ ดังนั้นถ้าหากนำมาใช้งานบนย่านความถี่ทั้งสองนี้ ก็จะต้องมีการห้ามใช้ความถี่ในบางช่วงอย่างแน่นอน

การคัดกรองสัญญาณแบบเดิมนั้นมีความชันที่น้อยเกินไป และทำให้ต้องห้ามใช้สัญญาณบางช่วงในย่านความถี่ 5GHz และ 6GHz

 

การห้ามใช้สัญญาณบางช่วงในย่านความถี่ทั้งสองนี้ไม่สมเหตุสมผล เพราะเราไม่จำเป็นต้องเสียย่านความถี่ช่วงใดๆ ในย่านความถี่ทั้งสอง ทางเลือกหนึ่งที่เป็นไปได้นั้นก็คือการปรับให้ Bandpass Filter แบบดั้งเดิมนั้นเลื่อนการกรองสัญญาณ 6GHz ให้กรองเฉพาะสัญญาณที่มีความถี่สูงขึ้นเล็กน้อย และงดการใช้งานช่วงย่านความถี่ต่ำในช่อง 6GHz ไป ซึ่งในการใช้งานจริง 6E Access Point ของผู้ผลิตบางรายนั้นก็ใช้วิธีการดังกล่าวนี้และไม่สามารถปรับแต่งการแก้ไขได้

ทางเลือกหนึ่งสำหรับการคัดกรองสัญญาณแบบดั้งเดิมก็คือการงดการใช้งานย่านความถี่ต่ำในช่วง 6GHz เพื่อให้สามารถใช้งานย่านความถี่ 5GHz ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของย่านความถี่ 6GHz ลดลงอย่างชัดเจน

การห้ามใช้ย่านความถี่ต่ำในช่วง 6GHz บน Access Point ของบางยี่ห้อนี้ไม่ใช่ทางเลือกที่ดีนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงประเด็นข้อกฎหมายในประเทศที่ซึ่งการใช้งานย่านความถี่ทั้งหมด 1200MHz ในย่านความถี่ 6GHz นั้นยังไม่ได้รับอนุญาต ตัวอย่างเช่น ในบางภูมิภาคที่อนุญาตเฉพาะการใช้งานย่านความถี่ได้ต่ำกว่า 500MHz เท่านั้น (เช่นในสหภาพยุโรป) การที่ไม่สามารถใช้งานช่องความถี่ขนาด 20MHz ได้ถึง 8 ช่องในช่วงย่านความถี่ต่ำนั้น อาจหมายถึงการใช้งานย่านความถี่ 6GHz ไม่ได้มากถึงหนึ่งในสามของย่านความถี่ทั้งหมดที่กฎหมายอนุญาต

การใช้เทคนิคการคัดกรองสัญญาณแบบดั้งเดิมและจำกัดการใช้งานย่านความถี่ของ 6GHz ให้น้อยลง หมายถึงการที่ไม่สามารถใช้งานช่องความถี่ได้มากถึงหนึ่งในสามสำหรับการใช้งานในยุโรป

แนวทางที่เต็มเปี่ยมไปด้วยนวัตกรรมจาก Aruba: Ultra Tri-Band Filtering

Aruba ได้แก้ไขปัญหาของการคัดกรองสัญญาณในย่านความถี่ที่ติดกันนี้ด้วยเทคโนโลยีการคัดกรองสัญญาณที่กำลังจดสิทธิบัตรอยู่ภายใต้ชื่อว่า Ultra Tri-Band Filtering

เทคโนโลยีนี้ทำงานอย่างไร? Ultra Tri-Band Filtering นี้ได้ผสานรวมเอาทั้ง Hardware และ Software เพื่อให้สามารถประยุกต์ใช้ Bandpass Filtering สำหรับย่านความถี่ 5GHz และ 6GHz ได้อย่างยืดหยุ่น และช่วยให้สามารถเลือกใช้ได้ทุกช่องความถี่ที่ Access Point หนึ่งๆ รองรับได้ทั้งหมด

แผนภาพแสดงสถาปัตยกรรมโดยรวมสำหรับ UTB

 

จากแผนภาพดังกล่าวจะเห็นได้ว่า Wi-Fi 6E AP ของ Aruba ที่มี Ultra Tri-Band Filtering จะสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์ มีประสิทธิภาพในระดับสูงสุด (ทั้งในเชิงของระยะทางและปริมาณการรับส่งข้อมูล) และยังให้บริการหลากหลายได้พร้อมๆ กัน โดยไม่มีการกวนกันของสัญญาณที่มีย่านความถี่ที่ติดกันหรือใกล้เคียงกัน อย่างเช่น ย่านความถี่ช่วงต่ำสุดของ 6GHz กับย่านความถี่ช่วงสูงสุดของ 5GHz

Ultra Tri-Band Filtering จะช่วยให้คุณสามารถใช้ช่องความถี่ใหม่ที่มีในย่านความถี่ 6GHz ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เพื่อรองรับการเติบโตของความต้องการในการใช้งานอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้น, การใช้งาน Cloud ที่หลากหลายมากขึ้น, การใช้งานบริการใหม่ๆ ไปจนถึงการเร่งโครงการด้านการทำ Digital Transformation ให้ประสบความสำเร็จได้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น

บทความโดย Josh Schmelzle วิศวกรด้านเทคนิคสนับสนุนฝ่ายการตลาด (Technical Marketing Engineer) แห่ง Aruba บริษัทในเครือฮิวเล็ตแพ็กการ์ดเอ็นเตอร์ไพรส์

สำหรับผู้ที่ต้องการติดตามความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเครือข่ายและการพัฒนาโซลูชั่นของ Aruba สามารถติดตามความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญใน Aruba Blog ได้ที่ https://blogs.arubanetworks.com/

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Wi-Fi 6E และ Ultra Tri-Band Filtering
เจาะลึกกับ Wi-Fi 6E
สาธิตเทคโนโลยี Ultra Tri-Band
Aruba 630 Series APs
Aruba 630 Series APs รุ่นใหม

หมายเหตุ U-NII-4 จะสามารถใช้งานได้ผ่านการอัปเกรด Software บน Hardware ที่รองรับในการ Software รุ่นใหม่ที่กำลังจะเปิดตัว กรุณาติดตามข่าวสารเพิ่มเติมภายในปีนี้

 


About Maylada

Check Also

Microsoft เปิดตัว Copilot for Finance ใช้งานบน Microsoft 365

Microsoft ประกาศเปิดตัว Microsoft Copilot for Finance ระบบ AI ผู้ช่วยด้านการเงิน ใช้งานได้บน Microsoft 365

Intel ตั้งบริษัท Altera แยกส่วนธุรกิจ FPGA โดยเฉพาะ

Intel ประกาศตั้งบริษัท Altera อย่างเป็นทางการ แยกส่วนธุรกิจ FPGA โดยเฉพาะ