Τι είναι και ποια πλεονεκτήματα προσφέρει στη σύνδεση των ασύρματων συσκευών

Στα χαρακτηριστικά όλο και περισσότερων ασύρματων routers και access points που κυκλοφορούν στην αγορά, περιλαμβάνεται πλέον η τεχνολογία MU-MIMO. Η τεχνολογία αυτή βελτιώνει τη Wi-Fi σύνδεση των συσκευών στο ασύρματο σημείο πρόσβασης, παρέχοντας μεγαλύτερη σταθερότητα στη μετάδοση δεδομένων, βελτιωμένη ταχύτητα και ισχυρότερο σήμα.  

Ένα από τα συχνότερα και πιο ενοχλητικά φαινόμενα που παρατηρούνται σε περιβάλλοντα υψηλής ζήτησης Wi-Fi, είναι αυτό της αργής εξυπηρέτησης των ασύρματων συσκευών. Όσο περισσότεροι είναι οι χρήστες που προσπαθούν να συνδεθούν σε ένα ασύρματο δίκτυο, τόσο επιβαρύνεται η ταχύτητα της σύνδεσης. Το MU-MIMO είναι μια τεχνολογία που εξομαλύνει την κατάσταση αυτή, καθώς δημιουργήθηκε για να εφαρμοστεί σε περιβάλλοντα όπου πολλοί χρήστες προσπαθούν να συνδεθούν ταυτόχρονα σε ένα ασύρματο σημείο πρόσβασης.

Πώς λειτουργεί η τεχνολογία MIMO;

Με την αύξηση των έξυπνων φορητών συσκευών στο σύγχρονο σπίτι, οι ανάγκες για αξιόπιστο ασύρματο σήμα ολοένα και μεγαλώνουν. Η διαδρομή του Wi-Fi περνάει μέσα από τοίχους, έπιπλα και διάφορα άλλα εμπόδια που υπάρχουν εντός του χώρου, με αποτέλεσμα το σήμα του να δέχεται σημαντική εξασθένιση. Η τεχνολογία MIMO χρησιμοποιεί πολλαπλούς πομπούς και δέκτες σε έξυπνες κεραίες που διαθέτουν τεχνολογία χωρικής διαφοροποίησης, για καλύτερη επεξεργασία πολλαπλών ραδιοκυμάτων. Αυτό πρακτικά σημαίνει, ότι όταν το τεχνολογίας MIMO ασύρματο router δε λαμβάνει πολλαπλά ραδιοκύματα από συσκευές εντός του δικτύου και μπορεί να τις εξυπηρετήσει με ένα μόνο μέρος από το σύνολο των πομπών και δεκτών που διαθέτει, ενεργοποιεί και τους υπόλοιπους ώστε να ενισχύει το σήμα. Για να γίνουν περισσότερο κατανοητά τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η τεχνολογία MU-MIMO, ας πούμε πρώτα λίγα λόγια για την παλαιότερη μέθοδο SU-MIMO που χρησιμοποιούν οι παραδοσιακοί ασύρματοι δρομολογητές (routers).

Σύνδεση σε ασύρματα routers και access points που υποστηρίζουν SU-MIMO

Να αναφέρουμε πρώτα ότι το SU-MIMO αποτελεί μέρος του προτύπου δικτύωσης 802.11n που ολοκληρώθηκε και δημοσιεύθηκε τον Οκτώβριο του 2009. Ο όρος SU-MIMO σημαίνει Single User – Multiple Input Multiple Output, δηλαδή ένας χρήστης – πολλαπλή είσοδος, πολλαπλή έξοδος. Δηλαδή, ένα ασύρματο κανάλι μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει δεδομένα προς και από ένα πελάτη δικτύου τη φορά. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι δρομολογητές είναι ικανοί να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα, αλλά μόνο σε μία κατεύθυνση, σε έναν πελάτη τη φορά. Ένας ασύρματος δρομολογητής με μία κεραία που χρησιμοποιείται για τη λήψη και την αποστολή δεδομένων, θα μπορεί να συνδεθεί μόνο σε μία συσκευή δικτύου κάθε φορά. Αν υποθέσουμε ότι υπάρχουν τρεις χρήστες συνδεδεμένοι στο Wi-Fi, o δρομολογητής στέλνει και λαμβάνει δεδομένα μόνο στον πρώτο χρήστη, ενώ όταν τελειώσει με αυτόν πηγαίνει στον δεύτερο χρήστη και στη συνέχεια στον τρίτο. Ο αριθμός των ταυτόχρονων ροών δεδομένων περιορίζεται από τον ελάχιστο αριθμό κεραιών που χρησιμοποιούνται. Αν για παράδειγμα ο ασύρματος δρομολογητής έχει τέσσερις κεραίες, χάρη στο SU-MIMO μπορούμε να έχουμε ταυτόχρονα έως και τέσσερις ροές δεδομένων. Δηλαδή, ένας ασύρματος δρομολογητής που μπορεί να μεταδίδει ή να λαμβάνει με δύο κεραίες μπορεί να χειρίζεται ταυτόχρονα δύο χρήστες, ενώ με τέσσερις κεραίες μπορεί να χειρίζεται τέσσερις πελάτες ταυτόχρονα. Δεδομένου ότι σε πολλά Wi-Fi δίκτυα υπάρχει αυξημένος αριθμός συνδεδεμένων πελατών που ζητά πρόσβαση στη ροή των δεδομένων τους, ο δρομολογητής λειτουργεί σαν ένα πυροβόλο τοποθετημένο σε περιστρεφόμενο καρουζέλ. Κάθε συσκευή περιμένει τη στροφή για λήψη και αποστολή δεδομένων, οπότε με τη σύνδεση κάθε νέου χρήστη ο χρόνος αναμονής γίνεται μεγαλύτερος και η ταχύτητα της σύνδεσης μειώνεται.

Τι κάνει το MU-MIMO όταν εισέρχεται στο Wi-Fi;

Η τεχνολογία MU-MIMO αναφέρεται ορισμένες φορές και ως Next-Gen AC, ή AC Wave 2, ενώ υποστηρίζεται από το πρωτόκολλο 802.11ac. Αποτελεί μέρος του ασύρματου προτύπου 802.11ac wave 2, το οποίο εκδόθηκε από την Wi-Fi Alliance το καλοκαίρι του 2015. Τον Ιούνιο του 2016, η Wi-Fi Alliance επέκτεινε το Wi-Fi CERTIFIED πρόγραμμά της, συμπεριλαμβάνοντας τις προδιαγραφές από το πρότυπο 802.11ac Wave 2. Η διαφορά με την παλαιότερη μέθοδο σηματοδοτείται από τον ίδια την ονομασία της, καθώς MU σημαίνει Multi User, δηλαδή πολλαπλός χρήστης. Η τεχνολογία MU-MIMO κάνει εφικτή την αποστολή και λήψη δεδομένων προς και από πολλαπλές συσκευές ταυτόχρονα, ή την αποστολή δεδομένων σε έναν πελάτη με χρήση πολλαπλών ταυτόχρονων ροών, αυξάνοντας έτσι την ταχύτητα μεταφοράς. Με τη μέθοδο αυτή, ο ασύρματος δρομολογητής μπορεί να επικοινωνεί ταυτόχρονα με περισσότερους από έναν χρήστες σε ένα μόνο ασύρματο κανάλι, ή σε ένα μόνο χρήστη που χρησιμοποιεί πολλαπλές ροές στο ίδιο κανάλι. Υπάρχουν διάφοροι τύποι υλοποιήσεων MU-MIMO που μπορούμε να συναντήσουμε σε δρομολογητές και άλλες ασύρματες συσκευές:

2×2 MIMO: Παρέχει δύο χωρικές ροές για τη μετάδοση και λήψη δεδομένων στο ίδιο κανάλι ή συχνότητα. Για την υλοποίηση αυτή χρειάζονται μόνο δύο κεραίες για ταυτόχρονη σύνδεση έως και δύο χρηστών, με ξεχωριστή ροή για τον καθένα. Τα ακριβά smartphones και tablets διαθέτουν συχνά δύο κεραίες και μπορούν να επωφεληθούν από το 2×2 MIMO.

3×3 MIMO: Παρέχει τρεις χωρικές ροές και απαιτεί τρεις κεραίες, ώστε να μπορεί ταυτόχρονα να διαχειριστεί έως και τρεις χρήστες. Τα ακριβότερα laptops της αγοράς εξοπλίζονται με τρεις κεραίες και μπορούν να επωφεληθούν από το 3×3 MIMO.

4×4 MIMO: Παρέχει τέσσερις χωρικές ροές και απαιτεί τέσσερις κεραίες για ταυτόχρονη σύνδεση έως και τεσσάρων πελατών. Η PCI-Express ASUS PCE-AC88 αποτελεί τον πρώτο ασύρματο προσαρμογέα δικτύου που έχει υλοποιήσει το 4×4 MIMO.

8×8 MIMO: Παρέχει οκτώ χωρικές ροές στο ίδιο ασύρματο κανάλι ή την ίδια συχνότητα σε μέγιστο αριθμό έως και τεσσάρων (και όχι 8) πελατών. Για την υλοποίηση αυτή χρειάζονται οκτώ κεραίες, ενώ η εφαρμογή της δεν είναι τόσο συνηθισμένη όσο οι προηγούμενες.

Την τεχνολογία MU-MIMO δεν τη συναντάμε πλέον μόνο σε ασύρματα routers και access points, αλλά και σε άλλες τελικού σημείου συσκευές, όπως τα δημοφιλή κινητά iPhone (από την έκδοση 6 και μετά), ενώ στη λίστα της Wi-Fi Alliance υπάρχουν περισσότερα από 550 προϊόντα που διαθέτουν αυτό το χαρακτηριστικό.

Πλεονεκτήματα του MU-MIMO

Ένα ασύρματο router, ή ένα Wi-Fi mesh σύστημα που υποστηρίζουν το MU-MIMO προσφέρουν τα παρακάτω πλεονεκτήματα:

1. Μείωση του χρόνου αναμονής για κάθε ασύρματη συσκευή όταν χρειάζεται να λαμβάνει δεδομένα.
2. Αύξηση της ταχύτητας λήψης δεδομένων για όλες τις συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιήσουν ροές MU-MIMO.
3. Και οι συσκευές με υποστήριξη MU-MIMO, αλλά και οι συσκευές που δεν διαθέτουν την τεχνολογία αυτή, επωφελούνται από τις βελτιωμένες ασύρματες συνδέσεις.
4. Αυξάνεται η ικανότητα του δικτύου και ο αριθμός των συσκευών που μπορεί να διαχειρίζεται ταυτόχρονα ο ασύρματος δρομολογητής.

Μειονεκτήματα του MU-MIMO

Υπάρχουν επίσης και ορισμένα μειονεκτήματα για τους ασύρματους δρομολογητές ή άλλα συστήματα που χρησιμοποιούν το MU-MIMO:

1. Το MU-MIMO λειτουργεί μόνο σε ασύρματα δίκτυα που χρησιμοποιούν το πρότυπο 802.11ac και τη συχνότητα των 5GHz. Κανένα όφελος δεν μπορεί να προσφέρει το MU-MIMO σε ασύρματα δίκτυα συχνότητας 2,4GHz ή στα παλαιότερα πρότυπα 802.11b/g/n. Η συχνότητα 2,4GHz χρησιμοποιεί υποχρεωτικά το SU-MIMO.
2. Το MU-MIMO αυξάνει μόνο την ταχύτητα λήψης, καθώς δεν μεταφέρει ροές δεδομένων.
3. Απαιτείται η χρήση τόσο ενός wireless router / access point MU-MIMO, όσο και συσκευών με υποστήριξη MU-MIMO. Για να απολαύσει ο χρήστης όλα τα οφέλη του MU-MIMO, θα πρέπει η αγορά ενός φορητού υπολογιστή, smartphone ή άλλων σύγχρονων συσκευών να συνοδεύεται από την υποστήριξη ασύρματων δικτύων 802.11ac και τεχνολογίας MU-MIMO.

Συμπέρασμα

Ακόμα και αν οι συσκευές που υπάρχουν στη διάθεση του σύγχρονου νοικοκυριού δεν υποστηρίζουν το MU-MIMO, η αγορά ενός ασύρματου δρομολογητή ή access point με τεχνολογία MU-MIMO προσφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα, καθώς μπορεί να εξυπηρετεί περισσότερες συσκευές ταυτόχρονα. Αν μάλιστα υπάρχουν μέσα στο χώρο τελευταίας τεχνολογίας ακριβά smartphones, tablets, φορητοί υπολογιστές και κονσόλες παιχνιδιών, τότε τα οφέλη από τη χρήση του MU-MIMO αυξάνονται ραγδαία. Για έναν αυξημένο αριθμό (τουλάχιστον 8) συσκευών που συνδέονται στο οικιακό Wi-Fi δίκτυο, η αγορά ενός ασύρματου δρομολογητή με τεχνολογία MU-MIMO αποτελεί επιτακτική ανάγκη.

Γράφει ο Χάρης Ματθαίου