بیش از بیست سال از شروع کار وای‌فای می‌گذرد اما مهم‌ترین نوآوری در این زمینه به‌تازگی در حال گسترش است: MU-MIMO، یک ویژگی اختیاری در موج دوم استاندارد نوظهور 802.11ac.

درواقع MU-MIMO (مولتی­ یوزر-مایمو یا مو-مایمو) مخفف عبارت multi-user multiple input multiple output هست که به معنای چند­کاربر، چندین ورودی و چندین خروجی است و بر اساس مایمو تک کاربره یا SU-MIMO ساخته می‌شود که تقریباً یک دهه پیش همراه با استاندارد 802.11n معرفی شده بود.

SU-MIMO اجازه دریافت و ارسال چندین بسته داده را با سرعت بالا فراهم می کرد ولی MU-MIMO که از پیچیده­ ترین ویژگی­های وای‌فای تا­ به امروز است، این سرعت را حتی بالاتر برده و امکان ارسال و دریافت اطلاعات را به چندین دستگاه به­ طور موازی و هم‌زمان فراهم آورده است.

ازآنجایی‌که موج دوم روتر­ها و اکسس پوینت ها 802.11ac راهی بازار شده‌اند، دانستن اطلاعاتی درباره آن‌ها برای هرکس که با وای‌فای سر­و­کار داشته باشد لازم است. ما در اینجا 13 فکت درباره این فناوری نوین به شما می­گوییم.

۱- MU-MIMO مختص دریافت اطلاعات

باید حواسمان باشد که MU-MIMO برعکس SU-MIMO در حال حاضر فقط برای دانلود کاربران صدق می‌کند. تنها روتر­ها یا اکسس پوینت ها می‌توانند به­ طور هم‌زمان یک یا چند جریان اطلاعاتی برای چند کاربر فرستاده و دریافت کنند. اما دستگاه‌های متصل (مانند گوشی­ های هوشمند یا تبلت­ها یا لپتاپ­ها) همانند گذشته باید برای ارسال اطلاعات منتظر نوبت خود بمانند. هرچند که به­ واسطه SU-MIMO در هر نوبت می‌توانند چندین جریان اطلاعاتی بفرستند. این نکته برای ادمین ­ها شایان توجه است که بدانند MU-MIMO بیشتر به درد شبکه‌هایی می­ خورد که کاربران آن بیشتر دانلود می‌کنند تا آپلود. در آینده شاهد اضافه شدن قابلیت آپلود چندگانه MU-MIMO نیز به نسل بعدی وای‌فای یعنی 802.11ax خواهیم بود.

۲- کارکرد MU-MIMO تنها در باند 5 گیگاهرتزی

SU-MIMO هم در باند 2.4 گیگاهرتزی کار می‌کرد و هم در باند 5 گیگاهرتز، اما MU-MIMO این­طور نیست. روترها و اکسس پوینت ها تنها در باند 5گیگاهرتز می‌توانند چندین دستگاه را تغذیه کنند ولی متأسفانه  باند 2.4 گیگاهرتز قابلیت استفاده از فناوری جدید را ندارد. اما بااین‌وجود هرروزه شاهد تعداد بیشتری از دستگاه‌های دو­بانده هستیم که می‌توانند از MU-MIMO استفاده کرده و در نتیجه به‌کارگیری این فناوری را توجیه و به ­صرفه ­تر می­ کنند.

۳- بیم فورمینگ “Beamforming” کمک به هدایت امواج

یکی دیگر از ویژگی های اختصاصی 802.11ac قابلیت beamforming است. MU-MIMO از این ویژگی برای هدایت جریان های بی سیم به سمت دستگاه های دریافت کننده استفاده می کند. در نتیجه امواج به حای اینکه امواج به جای آنکه به صورت تصادفی در فضا منتشر شوند به سمت دستگاه بی سیم فرستاده می شوند.

هر چند بیم فورمینگ به صورت اختیاری با 802.11n قابل عرضه بود اما هر کدام از تولیدکنندگان نسخه های اختصاصی خود را عرضه می کردند، امروز برای استفاده از این تکنولوژی در استاندارد 802.11ac تولیدکنندگان موظف هستند تا از نسخه ساده شده و استاندارد شده بیم فورمینگ استفاده کنند.

۴- MU-MIMO به صورت همزمان از تعداد محدودی دستگاه پشتیبانی می کند

متأسفانه یک روتر یا اکسس پوینت MU-MIMO نمی‌تواند به­ طور هم‌زمان به تعداد بی‌شماری از دستگاه‌ها و جریان ­ها سرویس رسانی کند. یک روتر یا اکسس پوینت تعداد محدودی جریان، معمولاً سه یا چهار جریان را پشتیبانی می‌کند که این محدودیت شامل تعداد جریان­هایی که به­ طور هم‌زمان می‌تواند سرویس رسانی کند نیز می­ شود. هرچند، MU-MIMO می‌تواند انتخاب کند که این جریان­ها میان چند دستگاه تقسیم شود مثلاً یک اکسس پوینت چهارجریانه می‌تواند انتخاب کند که به چهار دستگاه مختلف یک جریان بفرستد یا به یک دستگاه سه جریان بفرستد و به دیگری فقط یک جریان.

۵- عدم نیاز به آنتن ­های چندگانه برای دستگاه کاربران

همانند SU-MIMO، تنها دستگاه‌های مجهز به آنتنی که این فناوری را پشتیبانی کند قادر به دریافت سیگنال های MU-MIMO هستند. اما برخلاف SU-MIMO نیازی به بیشتر از یک آنتن برای دریافت چند جریان اطلاعاتی نیست و تنها یک آنتن کافی است که چندین جریان از اکسس پوینت دریافت شود.

وجود چند آنتن برای یک دستگاه این امکان را فراهم می‌آورد که چندین جریان اطلاعاتی (معمولاً هر آنتن یک جریان) را مبادله کرده و تبعا کارکرد وای‌فای دستگاه ارتقا یابد. اما از تبعات آن نیز می­ توان به هزینه اضافی، فضای اشغال‌شده و مصرف بیشتر برق اشاره کرد و ازآنجایی‌که MU-MIMO نسبت به SU-MIMO این تبعات را نخواهد داشت از سازندگان انتظار می­ رود که این فناوری جدید را جایگزین نمونه­ های قبلی کنند.

۶- بار سنگین پردازش داده­ها بر دوش اکسس پوینت

در راستای ساده­ سازی هرچه بیشتر نیازمندی سخت­ افزار کاربران نهایی، MU-MIMO به‌گونه‌ای طراحی شده است که بیشتر بار پردازش داده را به عهده اکسس پوینت بگذارد. این هم یک مزیت دیگر نسبت به SU-MIMO است که باعث کاهش بار پردازش از دستگاه گیرنده شده که در نتیجه بازهم صرفه‌جویی در مصرف برق، اشغال فضا و هزینه قطعات را به همراه خواهد داشت.

۷- بازده بالاتر با دستگاه‌های ساده ­تر

برترین مزیت MU-MIMO زمانی مشخص می­ شود که به جای دستگاه­هایی که سه یا چهار جریان اطلاعاتی را پشتیبانی می‌کنند، دستگاه‌های متصل به اکسس پوینت فقط یک یا دو جریان را پشتیبانی کنند. زیرا این فناوری سرعت انتقال را در یک تک دستگاه افزایش نمی‌دهد بلکه برآیند کل را برای چند دستگاه بهبود می­ بخشد.

برای مثال فرض کنید یک اکسس پوینت سه جریان را پشتیبانی می­کند. حال شما اگر در شبکه خود فقط دستگاه­هایی داشته باشید که خود نیز سه جریان را پشتیبانی کنند، حاصل سرعت در کل شبکه تفاوتی با SU-MIMO نخواهد داشت. اما اگر در شبکه خود فقط دستگاه‌های تک­ جریانی داشته باشید، MU-MIMO می‌تواند به هر سه آن‌ها به­ طور هم‌زمان اطلاعات فرستاده بدون اینکه هرکدام مجبور باشند در نوبت وصل شدن باشند. ازآنجایی‌که بیشتر دستگاه‌های بی­ سیم تعداد کمتری جریان را پشتیبانی می‌کنند، این مزیت می‌تواند در شبکه­ های وای‌فای بیشتر به چشم بیاید.

۸- پشتیبانی پنهان در برخی از دستگاه­ ها

هرچند در حال حاضر تعداد کمی از روترها، اکسس پوینت ها و دستگاه‌های موبایل فناوری MU-MIMO را پشتیبانی می‌کنند اما شرکت کوالکام سازنده چیپ­ های وای‌فای اظهار داشته است که برخی از سازندگان پیش­ زمینه سخت ­افزاری سازگاری با MU-MIMO را در تعدادی از دستگاه­ها فراهم آورده­ اند و کاربران نهایی به­ راحتی می‌توانند با به‌روزرسانی نرم­ افزاری از این فناوری استفاده کنند. ازآنجایی‌که شبکه­ ها در حال ارتقا به قطعات 802.11ac هستند، این امر می‌تواند کمک شایانی در گسترش این فناوری به عمل آورد.

۹- حتی غیر MIMOها هم نفع می‌برند

هرچند که دستگاه متصل به وای‌فای برای به‌کارگیری از این فناوری لازم است که با آن سازگار باشد اما حتی آن‌هایی که چنین سازگاری ندارند از MU-MIMO منتفع خواهند شد. شاید بپرسید چطور؟ یادتان باشد که نکته مهم در وای‌فای زمان انتقال داده‌ها یا زمان پخش است، پس ازآنجایی‌که دستگاه‌های سازگار مدت‌زمان کمتری را صرف این انتقال می‌کنند بنابراین زمان بیشتری برای دیگر دستگاه­ها باقی خواهد ماند.

۱۰- کمک به افزایش حجم شبکه

با اضافه شدن سرعت وای‌فای، حجم شبکه نیز افزایش خواهد یافت. ازآنجایی‌که دستگاه ­ها سریع‌تر سرویس رسانی می شوند، زمان بیشتری برای دیگر دستگاه ­ها وجود خواهد داشت. پس MU-MIMO می‌تواند نقش مهمی در کم کردن بار ترافیکی در شبکه­ های پرتراکم ایفا کند و ازآنجایی‌که تعداد گوشی­های هوشمند هرروزه در حال افزایش هستند این یک مزیت بزرگ به‌حساب می­ آید.

۱۱- کانال ­ها با هر پهنای باندی پشتیبانی می­ شود

یکی از راه­ های افزایش انتقال حجم در شبکه “چنل باندینگ” نام دارد که به معنای ترکیب دو کانال مجاور به یکدیگر است که حاصل آن داشتن کانالی با پهنای باند و طبیعتاً کارایی دوچندان است. استاندارد 802.11n کانال­ هایی با پهنای 40 مگاهرتز را پشتیبانی می­ کرد، و موج اول 802.11ac این پهنا را تا 80 مگاهرتز ارتقا داد. حال موج دوم 802.11ac تا 160 مگاهرتز را نیز پشتیبانی می­کند.

حتی اگر شبکه شما از پهنای باند کمتری مثل 20 یا 40 مگاهرتز استفاده می‌کند MU-MIMO می‌تواند سرعت آن را ارتقا دهد. اما این ارتقا بستگی به تعداد دستگاه‌های سازگار با فناوری دارد. ولی بااین‌وجود MU-MIMO می‌تواند حتی بدون استفاده از افزایش پهنای کانال، سرعت دانلود را تا دو برابر افزایش دهد.

۱۲- ارتقا امنیت به‌وسیله پردازش روی اطلاعات

یکی از نکات جالب درباره MU-MIMO این است که قبل از ارسال داده آن‌ها را تا حدودی به‌هم‌ریخته می ­کند تا به‌صورت پیش ­فرض تنها توسط گیرنده مربوطه کدگشایی شوند. هرچند ممکن است روش ­ها یا نرم‌افزارهایی به وجود بیایند که این کدگشایی را انجام دهند ولی به‌هرحال در حال حاضر MU-MIMO از درز اطلاعات و شنود آن‌ها ممانعت به عمل می‌آورد. این قضیه به ارتقا امنیت مخصوصاً در شبکه­ های باز کمک شایانی می­ کند، شبکه ­هایی مانند هات­ اسپات­ ها و آن‌هایی که تنها در حالت “personal” “pre-shared key” یا مد­های “WPA” و “WPA2” کدگذاری شده­ اند.

۱۳- بهترین گزینه برای دستگاه‌های ثابت

یکی از عواملی که تا حدودی کارکرد MU-MIMO را کاهش می­ دهد جابجا شدن است و دلیل آن سردرگم شدن پردازش بیم ­فورمینگ ( Beamforming) است که به‌خوبی محل دستگاه متصل را پیدا نمی‌کند. بااین‌وجود این مورد شامل حال دستگاه‌های ثابت و کارکرد آن‌ها نمی­ شود.