Co warto wiedzieć o MU-MIMO?

Wi-Fi to technologia znana prawie od 20 lat. Mechanizm MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) pojawił się stosunkowo niedawno w środowisku bezprzewodowym, ale zyskuje na popularności wraz z pojawieniem się specyfikacji 802.11ac Wave2.

Mechanizm MU-MIMO został zbudowany na podstawie SU-MIMO (Single-User MIMO), które funkcjonuje już prawie od dekady w ramach standardu 802.11n. SU-MIMO pomaga zwiększyć prędkość Wi-Fi przez możliwość jednoczesnego wysyłania i odbierania wielu strumieni danych, pomiędzy parą urządzeń bezprzewodowych. MU-MIMO zwiększyło zakres funkcjonalności, umożliwiając wielu urządzeniom jednoczesną transmisję wielu strumieni danych. Bezprzewodowe rutery i punkty dostępowe 802.11ac Wave2 wkraczają na rynek, więc warto przybliżyć tematykę MU-MIMO, w którą są wyposażone. Przedstawiamy 13 faktów, które pomogą zrozumieć nową technologię.

1. MU-MIMO pracuje tylko przy połączeniach w kierunku klienta (downlink).

Warto pamiętać, że w przeciwieństwie do SU-MIMO, technologia MU-MIMO obecnie pracuje wyłącznie w połączeniach bezprzewodowych w kierunku do klienta (downlink). Jedynie bezprzewodowe routery oraz punkty dostępowe mogą jednocześnie wysyłać dane do wielu klientów. Urządzenia bezprzewodowe (takie jak smartfony, tablety, laptopy) nadal muszą wysyłać dane do bezprzewodowego routera lub punktu dostępowego wykorzystując SU-MIMO. Oznacza to, że MU-MIMO jest bardziej użyteczne w sieciach gdzie użytkownicy więcej danych pobierają, niż wysyłają. Wersja MU-MIMO w kierunku od klienta (uplink) zostanie wprowadzona w standardzie 802.11ax.

Zobacz również:

Co warto wiedzieć o MU-MIMO?

SU-MIMO umożliwia wielu strumieniom wejściowym i wyjściowym, komunikować się z jednym urządzeniem w danym czasie, natomiast MU-MIMO pozwala na jednoczesną komunikację z wieloma urządzeniami. Źródło: Qualcomm.

2. MU-MIMO pracuje wyłącznie na częstotliwości 5GHz.

Technologia SU-MIMO pracuje zarówno na częstotliwości 2,4GHz oraz 5GHz. Obecnie MU-MIMO współpracuje wyłącznie z częstotliwością 5GHz. Niższy zakres częstotliwości Wi-Fi 2,4GHz nie wykorzystuje nowej technologii.

3. "Beamforming" wspiera kierowaniem wiązki sygnału.

MU-MIMO wykorzystuje mechanizm formowania wiązki (beamforming). Formowanie wiązki wprowadzono w specyfikacji 802.11ac, jako mechanizm kierujący wiązkę sygnału bezpośrednio do lokalizacji urządzenia bezprzewodowego, w przeciwieństwie do wysyłania sygnału we wszystkich możliwych kierunkach. W ten sposób sygnał jest efektywniej dystrybuowany, więc technologia pomaga zwiększyć zasięg i szybkość Wi-Fi. Formowanie wiązki było opcjonalnie dostępne już w standardzie 802.11n. Większość dostawców zaimplementowała zastrzeżone wersje tego rozwiązania we własnych produktach. MU-MIMO wymusza konieczność wspierania uproszczonej wersji „beamforming” stanowiącej standard, koniecznej do stosowania w produktach 802.11ac.

4. MU-MIMO nie wspiera nieograniczonej liczby jednoczesnych strumieni.

Router lub punkt bezprzewodowy MU-MIMO nie może jednocześnie obsługiwać nieskończenie wielu strumieni i urządzeń, ale określoną liczbę strumieni, zazwyczaj trzy lub cztery. Przykładowo cztery strumienie wspierane przez punkt dostępowy, mogą obsługiwać jednocześnie cztery różne urządzenia klientów wykorzystujące jeden strumień lub jedno urządzenie wspierające jeden strumień, a dodatkowo jedno wspierające trzy strumienie.

5. Urządzenia klienckie nie muszę mieć wielu anten.

Podobnie jak w technologii SU-MIMO tylko bezprzewodowe urządzenia z wbudowanym wsparciem MU-MIMO mogą odbierać sygnał MU-MIMO. W przeciwieństwie do technologii SU-MIMO, urządzenia bezprzewodowe nie potrzebują jednak wielu anten do odbierania strumieni MU-MIMO. Jeżeli bezprzewodowe urządzenie posiada tylko jedną antenę, nadal może odbierać jeden strumień danych MU-MIMO, przychodzący z punktu dostępowego. Większa ilość anten umożliwia zaakceptowanie większej ilości jednoczesnych strumieni danych (typowo jeden strumień na antenę), co zwiększa wydajność połączenia.

Co warto wiedzieć o MU-MIMO?

MU-MIMO może wysyłać trzy razy więcej danych niż SU-MIMO w tym samym czasie. Źródło: Qualcomm.

6. Punkty dostępowe wykonują większość pracy w MU-MIMO.

Uproszczenie wymagań względem urządzeń końcowych, odbiło się na konieczności przeniesienia większości zadań MU-MIMO do punktów dostępowych. Pozwoliło to producentom urządzeń końcowych zmniejszyć zużycie energii i koszty produkcji urządzeń MU-MIMO, a także zmniejszyć wymiary urządzeń. W przypadku SU-MIMO większość elementów przetwarzania sygnałów jest realizowanych na urządzeniu końcowym.

7. Nieskomplikowane urządzenia skorzystają na pracy w sieci MU-MIMO.

Największym zaawansowaniem MU-MIMO jest fakt, że proste urządzenia pracujące w sieci bezprzewodowej, które wspierają jeden lub dwa strumienie, mogą działać jednocześnie z urządzeniami wspierającymi większą ilość strumieni. Technologia nie przyspieszy indywidualnych połączeń, ale zwiększy całkowitą przepustowość sieci poprzez jednoczesną obsługę wielu urządzeń. Jeżeli dysponujemy punktem dostępowym wspierającym tylko trzy strumienie i przyłączamy urządzenia klienckie także wspierające trzy strumienie, MU-MIMO nie pomoże zwiększyć całkowitej przepustowości sieci, ponad to co zobaczymy wykorzystując SU-MIMO. Sytuacja zmieni się, jeżeli wszystkie urządzenia będą wspierały jeden strumień, a punkt dostępowy trzy strumienie. MU-MIMO może obsługiwać trzy urządzenia w tym samym czasie. Przy SU-MIMO każde z urządzeń musiałoby oczekiwać na własny czas transmisji z punktu dostępowego.

8. Niektóre urządzenia posiadają już wsparcie dla MU-MIMO.

Istnieje obecnie kilka urządzeń wspierających MU-MIMO. Dostawca układów Wi-Fi Qualcomm twierdzi, że niektórzy producenci w ostatnich latach wykorzystali układy z MU-MIMO w wybranych urządzeniach bezprzewodowych. W takim sprzęcie relatywnie prosta aktualizacja oprogramowania może dodać wsparcie dla technologii MU-MIMO.

9. Urządzenia nie wpierające MIMO także odczują różnice w szybkości pracy.

W sieci wykorzystującej MU-MIMO nawet urządzenia nie posiadające wsparcia dla nowej technologii, odczują różnice w szybkości pracy. Jeżeli MU-MIMO obsłuży wspierane urządzenia szybciej, pozostanie więcej czasu na obsługę pozostałego sprzętu.

10. MU-MIMO pomoże zwiększyć ogólną wydajność sieci.

Gdy zwiększamy szybkość sieci Wi-Fi, zwiększamy także pojemność sieci. Urządzenia są obsługiwane znacznie szybciej, pozostaje więcej czasu na obsługę innych urządzeń. W ten sposób MU-MIMO może pomóc w rozładowaniu zatorów w zatłoczonych sieciach, takich jak ogólnodostępne punkty bezprzewodowe. Rzeczywistym problemem dla tych sieci jest wzrastająca liczba smartfonów i innych urządzeń mobilnych.

11. MU-MIMO wspiera wszystkie dostępne szerokości kanału.

Jedną z metod zwiększenia przepustowości Wi-Fi jest łączenie kanałów w celu stworzenia jednego kanału o większej szerokości i efektywności. Standard 802.11n wspierał kanał o szerokości 40MHz, 802.11ac Wave1 wspiera kanał 80MHz. W przypadku 802.11ac Wave2 mamy możliwość wspierania kanału o szerokości nawet 160 MHz w zakresie częstotliwości 5GHz. Zwiększanie szerokości kanału nie zawsze jest optymalne dla każdej sieci. Warto zapoznać się z planowaniem sieci radiowej i skutkami wykorzystania szerokiego kanału.

12. MU-MIMO poprawia bezpieczeństwo.

Interesującym efektem zastosowania MU-MIMO jest fakt, że router lub punkt dostępowy przetwarza dane, zanim wyśle je z wykorzystaniem MU-MIMO. Nowa technologia może wzmocnić bezpieczeństwo Wi-Fi, szczególnie przy otwartych sieciach jak hotspoty lub zabezpieczonych jedynie pre-shared key w trybie WPA/WPA2.

13. MU-MIMO jest świetnym rozwiązaniem dla stacjonarnych urządzeń.

MU-MIMO nie pracuje dobrze z szybko przemieszczającym się urządzeniami, ponieważ proces formowania wiązki w takim przypadku staje się trudniejszy do realizacji i mniej efektywny. Z tego powodu ta technologia może okazać się niezbyt efektywna dla stale przełączających się urządzeń.


TOP 200