Ce este MU-MIMO? De ce este esențial pentru următorul tău router Wi-Fi?

Atunci când analizezi specificațiile routerelor wireless, disponibile pentru consumatori și pentru companii, este posibil să observi că multe dintre acestea promovează o tehnologie numită MU-MIMO. Această prescurtare vine de la Multi-User MIMO, iar majoritatea routerelor Wi-Fi obișnuite dispun de 2x2 MU-MIMO, iar modelele de top pot oferi 4x4 sau chiar 8x8 MU-MIMO. Totuși, ce înseamnă mai exact MU-MIMO? Ce face pentru routerul tău wireless și de ce este necesar pentru o conexiunea rapidă? În plus, ce tip de implementare MU-MIMO ar trebui să cauți la un router? Acest ghid îți va oferi toate informațiile de care ai nevoie pentru a înțelege MU-MIMO și relevanța sa:

NOTĂ: Unele linkuri din acest articol duc direct la eMAG ori evoMAG. Acestea sunt linkuri afiliate, care ne permit să câștigăm un mic comision din achizițiile tale, ceea ce ajută la finanțarea unei părți din munca pe care o facem la Digital Citizen. Ca să mă asigur că acest articol este cât mai exact posibil, am citit o mulțime de documente tehnice de la Cisco, de la Qualcomm, de la TP-Link, de la Arista și de la alți producători.

De la ce vine MU-MIMO?

MU-MIMO vine de la Multi-User MIMO sau Multi-User Multiple Input Multiple Output. Este o tehnologie wireless, care le permite routerelor și punctelor de acces să-și folosească antenele pentru a transmite date către mai mulți clienți de rețea simultan, în loc de unul pe rând. Poate, de asemenea, să transfere date către un singur client de rețea folosind mai multe fluxuri de date simultan, crescând viteza de transfer. Cu MU-MIMO, un router wireless poate „discuta” cu mai multe dispozitive în același timp, pe un singur canal radio wireless, sau cu un singur dispozitiv, folosind mai multe fluxuri de date pe același canal. Însă, atunci când „discută ” cu un router sau cu un punct de acces, un client de rețea poate doar să primească sau să trimită date, nu ambele simultan.

Când a fost lansat MU-MIMO?

MU-MIMO a fost introdus de standardul 802.11ac Wave 2, care este a doua iterație de Wi-Fi 5, în iunie 2016. În forma sa inițială, MU-MIMO era folosit de clienții rețelei doar pentru a descărca date de la routerul sau de la punctul de acces, la care erau conectați. Ei nu puteau folosi MU-MIMO pentru a încărca date. Din fericire, această tehnologie a cunoscut îmbunătățiri continue, iar astăzi este o componentă de bază a standardelor de rețele wireless precum Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E și Wi-Fi 7. Wi-Fi 6 a făcut ca folosirea MU-MIMO să fie obligatorie și a îmbunătățit această tehnologie pentru a funcționa atât pentru descărcarea (download), cât și pentru încărcarea (upload) datelor.

Cum se conectează dispozitivele la Wi-Fi atunci când folosesc standarde mai vechi (prin SU-MIMO sau 1x1 MIMO)

Routerele wireless mai vechi, care nu includ tehnologia MU-MIMO, folosesc așa-numita metodă SU-MIMO pentru a transmite date pe un canal radio wireless. SU-MIMO vine de la Single-User Multiple Input Multiple Output, ceea ce înseamnă că un singur canal wireless poate trimite și primi date simultan către și de la un client de rețea. SU-MIMO face parte din standardul 802.11n (Wi-Fi 4), care a fost finalizat și lansat în octombrie 2009.

Toate routerele și punctele de acces cu Wi-Fi 4 pot folosi SU-MIMO pentru a transmite date către clienții rețelei și înapoi. Atunci când folosesc această abordare, routerele sunt capabile să trimită și să primească date, dar numai într-o singură direcție, către un singur client la un moment dat. Dacă ai un router wireless cu o singură antenă pentru primirea și trimiterea datelor, acesta s-ar putea conecta doar la un singur dispozitiv client la un moment dat.

De exemplu, să presupunem că ai trei utilizatori, fiecare cu dispozitivul său conectat la rețeaua WiFi emisă de router. Routerul poate trimite și primi date doar către primul utilizator. Când termină cu primul utilizator, trece la al doilea și apoi la al treilea, apoi se întoarce la primul și tot așa.

Transferurile wireless SU-MIMO sunt efectuate către un singur client de rețea la un moment dat

Atunci când folosești SU-MIMO, numărul de fluxuri de date simultane este limitat de numărul minim de antene folosite. Dacă routerul tău are o antenă, acesta poate trimite un flux de date. Dacă routerul are patru antene, acesta poate trimite patru fluxuri de date simultan, pentru până la patru clienți. Atunci când folosește SU-MIMO, routerul wireless sau punctul de acces acționează ca o mitralieră montată pe un carusel, care se rotește. Acesta trimite biți de date foarte rapid către mai multe dispozitive, unul după altul. Fiecare dispozitiv își așteaptă rândul pentru a trimite și a primi date, deci atunci când se conectează un dispozitiv nou, coada și așteptarea devin mai lungi. Prin urmare, cu cât conectezi mai multe dispozitive la un router wireless folosind SU-MIMO, cu atât latența este mai mare și viteza obținută pentru fiecare dispozitiv este mai mică.

Reține următoarele notații

În unele documentații tehnice, SU-MIMO este denumit 1x1 MIMO. Ține cont de asta atunci când întâlnești 1x1 MIMO mai târziu în acest articol și când analizezi specificațiile tehnice ale routerelor wireless și ale punctelor de acces. Mulți vânzători de produse de rețea prescurtează, de asemenea, MU-MIMO ca MIMO, pentru a facilita lectura. Astfel, atunci când vezi 2x2 MIMO, se referă la 2x2 MU-MIMO. Mai multe despre asta în secțiunea următoare a acestui articol.

Iată ce face MU-MIMO:

După cum am spus mai devreme, MU-MIMO este capacitatea de a transmite către mai mulți clienți simultan, în loc de unul singur, sau de a transfera date către un client de rețea folosind mai multe fluxuri de date simultan și crescând astfel viteza de transfer. Dispozitivele pot folosi multe tipuri diferite de implementări MU-MIMO:

• 2x2 MIMO - are două fluxuri spațiale pentru transmiterea și recepția wireless a datelor pe același canal ori frecvență. Pentru această implementare, ai nevoie doar de două antene și poți conecta simultan maximum doi clienți, unul pe fiecare flux.
• 3x3 MIMO - folosește trei antene și oferă trei fluxuri spațiale pentru transmiterea wireless a datelor. Poți conecta simultan un număr maxim de trei clienți.
• 4x4 MIMO - se referă la patru fluxuri spațiale, necesitând patru antene și permițând conexiuni simultane la până la patru clienți. Această implementare este mai puțin frecventă în produsele Wi-Fi obișnuite. Însă, odată cu apariția standardului Wi-Fi 7, a câștigat teren și este acum disponibilă pe routere precum TP-Link Archer BE800 și Netgear Nighthawk RS600.
• 6x6 MIMO - o implementare mai puțin răspândită, care oferă șase fluxuri spațiale și necesită șase antene. În lunga mea experiență de testare a dispozitivelor de rețea wireless, nu am găsit această implementare pe produsele obișnuite. Am văzut-o doar la câteva produse concepute pentru utilizarea în exterior.
• 8x8 MIMO - oferă opt fluxuri spațiale pe același canal sau frecvență wireless și poate accepta un număr maxim de opt clienți conectați simultan. Această implementare are însă cerințe energetice semnificative și nu există în dispozitivele alimentate cu baterii, precum smartphone-uri și laptopuri. În consecință, în situații reale, te conectezi de obicei la maximum patru dispozitive, fiecare primind două fluxuri de date independente. Pentru 8x8 MIMO, ai nevoie de opt antene, iar această implementare apare rareori pe routerele wireless și pe sistemele mesh Wi-Fi obișnuite. O poți găsi doar pe routere foarte scumpe, precum ASUS RT-AX89X.
• 16x16 MIMO - a fost introdus de standardul Wi-Fi 7, necesitând șaisprezece antene și oferind șaisprezece fluxuri spațiale. Teoretic, poate permite comunicarea cu până la șaisprezece dispozitive simultan. Însă nu am văzut-o încă implementată pe routerele obișnuite sau pe alte dispozitive de rețea.

Pentru a te ajuta să înțelegi mai bine cum funcționează MU-MIMO, iată o ilustrare a unui router care acceptă 3x3 MU-MIMO și comunică simultan cu trei dispozitive. După cum poți vedea, trei dispozitive client primesc date în același timp (un Smart TV, o tabletă și o consolă de jocuri), iar un singur dispozitiv își așteaptă rândul. Compară asta cu ilustrația anterioară, pe care am creat-o pentru SU-MIMO, pentru a înțelege mai bine cât de mult mai eficient funcționează MU-MIMO.

Cum funcționează 3x3 MIMO

Sursa imaginii: TP-Link

IMPORTANT: Atunci când citești specificațiile routerului wireless (sau ale sistemului mesh Wi-Fi), pe care intenționezi să-l cumperi, caută întotdeauna informații despre tipul de implementare MIMO disponibil pe modelul respectiv. Dacă producătorul nu menționează implementarea MIMO, aceasta este probabil o implementare 2x2 MU-MIMO. Dacă un router oferă 3x3 MU-MIMO sau mai mult, acesta va oferi transferuri wireless mai rapide și va fi capabil să gestioneze o rețea cu o capacitate mai mare. Este un element important, iar producătorii vor scoate în evidență valorile MIMO atunci când oferă 3x3 MU-MIMO sau peste. Acest lucru este valabil mai ales pentru modelele mai scumpe, care oferă 4x4 MU-MIMO sau mai mult.

MU-MIMO necesită dispozitive compatibile

Pentru ca MU-MIMO să-și atingă potențialul maxim, este esențial să existe dispozitive conectate, compatibile cu această tehnologie. Majoritatea smartphone-urilor și tabletelor moderne folosesc, de obicei, o configurație 2x2 MIMO, care necesită mult mai puțină energie decât alte implementări. Acest lucru este valabil și pentru laptopuri și pentru majoritatea adaptoarelor wireless PCI Express. În schimb, dispozitivele IoT, care se conectează în general exclusiv pe banda de 2,4 GHz, sunt echipate cu o singură antenă fizică și funcționează cu 1x1 MIMO.

Într-o rețea wireless tipică, folosești diferite tipuri de dispozitive, care oferă diferite implementări MIMO. Să presupunem că ai un router wireless cu 4x4 MIMO. Acest router oferă patru fluxuri de date. Prin urmare, te poți conecta și transfera simultan date către două dispozitive folosind fluxuri 2x2 MIMO sau către patru dispozitive folosind 1x1 MIMO. Totodată, poți avea trei dispozitive conectate, unul folosind 2x2 MIMO și două folosind 1x1 MIMO.

Care sunt avantajele MU-MIMO?

Dacă achiziționezi un router wireless sau un sistem mesh WiFi cu MU-MIMO, beneficiezi de următoarele avantaje:

• Viteze îmbunătățite de transmisie a datelor, înmulțite cu numărul de fluxuri disponibile: 2x2, 3x3, 4x4, 6x6, 8x8, 16x16. Cu cât numărul de fluxuri este mai mare, cu atât ratele de transmisie a datelor sunt mai mari.
• Raza de acțiune și fiabilitatea rețelei Wi-Fi sunt îmbunătățite.
• Îmbunătățirea consumului de energie pentru dispozitivele conectate.
• Latența îmbunătățită pentru dispozitivele client se traduce prin mai puțin timp petrecut așteptând să primească date de la router sau de la punctul de acces.
• Capacitate mai mare a rețelei. Un router sau un sistem mesh Wi-Fi compatibil cu MU-MIMO poate gestiona mult mai multe dispozitive conectate simultan.

Potrivit Qualcomm, MU-MIMO poate oferi îmbunătățiri semnificative ale vitezei atunci când sunt conectați simultan mai mult de patru clienți compatibili cu MU-MIMO. De exemplu, o rețea cu cincisprezece clienți conectați și cu un router cu 3x3 MU-MIMO ar putea funcționa cu un debit de date de trei ori mai mare, comparativ cu o rețea care nu folosește MU-MIMO, prin trimiterea datelor către cinci grupuri de trei dispozitive compatibile cu MU-MIMO.

Dezavantajele MU-MIMO

MU-MIMO a evoluat mult de la lansarea sa, din 2016, iar o parte din problemele inițiale, care-i limitau utilitatea, au fost rezolvate de-a lungul anilor:

• Inițial, MU-MIMO era disponibil doar pe banda de frecvență de 5 GHz. Acesta a fost un dezavantaj major, care i-a limitat utilitatea. Din fericire, această problemă a fost rezolvată prin standarde precum Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E și Wi-Fi 7, care le permit routerelor și punctelor de acces să folosească MU-MIMO pe toate benzile de frecvență (2,4 GHz, 5 GHz și 6 GHz).
• Un dezavantaj al MU-MIMO a fost că era limitat la descărcarea datelor de la router sau de la punctul de acces către clientul rețelei. Cu toate acestea, standardul Wi-Fi 6 și versiunile ulterioare au îmbunătățit această tehnologie, permițând MU-MIMO să suporte și încărcarea datelor de la clientul de rețea către router sau către punctul de acces.
• O altă problemă cu MU-MIMO a fost că trebuie să ai dispozitive compatibile. Astfel de dispozitive erau greu de găsit în 2016, când a fost introdusă această tehnologie. Însă aceasta nu mai este o problemă. Dacă dispozitivele tale sunt compatibile cu Wi-Fi 6, cu Wi-Fi 6E sau cu Wi-Fi 7, acestea acceptă automat MU-MIMO.

Dispozitivele moderne de rețea pot profita din plin de MU-MIMO în majoritatea situațiilor. Totuși, această tehnologie are încă unele puncte slabe:

• Nu oferă niciun beneficiu la distanțe scurte, în apropierea routerului sau a punctului de acces, deoarece clienții rețelei primesc deja date la rata maximă posibilă de transmisie a datelor.
• La distanțe mai mari, în apropiere de marginea unei rețele wireless, MU-MIMO nu oferă creșteri semnificative de performanță, deoarece toate fluxurile de date trebuie să parcurgă o cale mai lungă spre și dinspre clientul de rețea.

Care este experiența ta cu MU-MIMO?

Ai ajuns la sfârșitul acestui articol și sper că ți-am răspuns la întrebările despre tehnologia MU-MIMO. După cum ai văzut, MU-MIMO este o caracteristică esențială a standardelor Wi-Fi moderne. Le permite echipamentelor de rețea, precum routere și sisteme mesh Wi-Fi, să ofere o experiență de utilizare mult mai bună, sporind capacitatea acestora de a gestiona un număr mare de dispozitive conectate. Singura mea îngrijorare cu privire la această tehnologie este că majoritatea dispozitivelor obișnuite implementează 2x2 MU-MIMO, iar opțiunile 3x3 MU-MIMO sunt rare și mai scumpe. Tu ce părere ai despre această tehnologie? Nu ezita să-mi spui opiniile sau întrebările tale despre MU-MIMO în comentariile de mai jos.