De techniek MU-MIMO laat een compleet nieuwe generatie wifi-apparaten efficiënter werken. Op het eerste gezicht zie je niet meteen dat die apparaten sneller zijn, maar als je zorgvuldig op zoek gaat, krijg je duidelijk meer performance voor dezelfde prijs.
Wifi is door de jaren heen steeds sneller geworden. Die snelheidswinst is grotendeels terug te herleiden tot drie oorzaken: meer bits per zendfase (modulaties op een steeds hoger niveau), meer bits door bredere zendkanalen (40 of zelfs 80 MHz in plaats van slechts 20 MHz) en meer bits door meer ruimtelijk van elkaar gescheiden transfers (MIMO, Multiple Input, Multiple Output).
De oorspronkelijke multiplexmethode voor wifi is overgenomen van ethernet. Daarmee mag telkens maar één apparaat van het medium gebruikmaken. Andere apparaten op hetzelfde overdrachtskanaal moeten vervolgens wachten. Dat betekent eigenlijk dat de snelheid wordt verdeeld over de clients. De verouderde wifitechniek volgens IEEE-specificatie 802.11g levert bij een goede draadloze verbinding netto maximaal 24 Mbit/s, maar die moet verdeeld worden over alle clients die met een router verbonden zijn. Met een enkele client kun je de volle 24 Mbit/s halen, maar bij twee apparaten wordt dat maximaal 12 Mbit/s, enzovoorts.
Dat principe geldt ook voor modernere wifimethoden die met MIMO werken. Ze verzenden meerdere ruimtelijk van elkaar gescheiden datastromen en bereiken hun bestemming via verschillende routes. Dat is ook het geval bij 802.11n, dat eveneens MIMO gebruikt. Een afzonderlijke client krijgt met 11n maximaal zo’n 130 Mbit/s, twee clients steeds hooguit de helft enz.
Het is al langer mogelijk om met één apparaat – bijvoorbeeld een pc of een nas – meerdere ethernetverbindingen te bundelen. Op die manier kan de snelheid het maximale van een afzonderlijke verbinding overschrijden. Dat concept is ook op MIMO toe te passen en dan heet de betreffende techniek MU-MIMO (multiuser MIMO). MU-MIMO is bij 802.11ac als optioneel onderdeel ingevoerd.
Clients
Clients die slechts één stream gebruiken, worden aangeduid als singlestream- clients. Ze halen bij 802.11ac hooguit 433 Mbit/s. Iedere client krijgt netto hoogstens 300 Mbit/s. Als drie clients parallel bediend worden, krijgt elke client daarvan zelfs duidelijk minder dan een derde. Met MU-MIMO kan een router meerdere single-stream-clients echt gelijktijdig van internet voorzien. Hoe meer streams er beschikbaar zijn, des te meer clients er bediend kunnen worden. MU-MIMO verbetert kortom met name bij single-stream-apparaten de totale snelheid van de radiocel. We maten bij de test per cel in het beste geval een toename van meer dan 100 procent.
Als er meerdere clients zonder MU-MIMO op de radiocel aangesloten zijn, profiteren die daar ook van. Clients die de nieuwe techniek ondersteunen, worden namelijk sneller voorzien, waardoor de wachttijd voor apparaten zonder MU-MIMO afneemt.
Tot dusver werkt MU-MIMO alleen in de downstream, parallelle upstreams worden nog steeds sequentieel afgehandeld. Daarnaast moeten clients MU-MIMO ondersteunen en speelt ook de afstand een belangrijke rol. Chipfabrikant Qualcomm liet bijvoorbeeld weten dat de componenten MU-MIMO uitschakelen als ze een te zwakke verbinding constateren. Dat kan het geval zijn als de verbindingen in je huis door meerdere muren moeten [1].
De eerste MU-MIMO-apparaten
Vorig jaar bracht Belkin de eerste MU-MIMO- router uit: de Linksys EA8500. Inmiddels zijn er meerdere fabrikanten uit verschillende branches die met elkaar concurreren om de gunst van de klant. Kijk van tevoren op de verpakking of het apparaat MU-MIMO ondersteunt. Als daar niets over gezegd wordt, kun je het beste de website van de fabrikant nog even raadplegen.
De prijs van wifirouters met MU-MIMO ligt grofweg tussen de 150 en 350 euro. Dat is echter geen eenduidig criterium, want sommige fabrikanten vragen voor een router zonder die techniek eenzelfde bedrag. We hebben acht modellen met MU-MIMO aan de tand gevoeld. De resultaten, waarvan sommige vrij verrassend waren, vind je in c’t 11/2016 vanaf pagina 55.
Misschien heb je al een MU-MIMO- apparaat zonder dat je je daar bewust van bent. De chipsets van veel smartphones ondersteunen die nieuwe techniek namelijk al, maar in de firmware is het vaak niet ingeschakeld. Sony heeft bijvoorbeeld in de Xperia Z3 een chipset met MU-MIMO ingebouwd. De firmware daarvan maakt er alleen nog geen gebruik van.
Desktop-pc’s en notebooks
Voor desktop-pc’s verkoopt Asus voor zo’n 100 euro een PCIe-kaart met externe antennebasis (PCE-AC88), met drivers voor Windows 7 en 10. De antennebasis is 11 bij 11 cm en heeft een hoogte van 18 cm – hij valt dus wel op. Om notebooks te upgraden, is de M.2-module Killer AC135 van ongeveer 35 euro geschikt. Killer heeft drivers voor Windows 7, 8 en 10.
De 40 euro kostende usb-adapter Linksys WUSB6100M van Belkin hoef je niet in te bouwen. De dongle is zo klein als een postzegel, weegt nog geen 6 gram en steekt een beetje uit je notebook. De fabrikant biedt drivers voor Windows 7, 8 en 10.
Er zijn al enkele notebooks met MU-MIMO verkrijgbaar, waaronder modellen uit Acers Aspire-serie en de Latitudes van Dell. In de tabel hieronder staat wat meer informatie over de verschillende apparaten.
Wifi uitbouwen
Je wint echter niets als de clients wel MU-MIMO ondersteunen, maar het wifisignaal bij het apparaat te zwak is. Repeaters zijn misschien niet de meest elegante oplossing, maar wel makkelijk te installeren. Ze hebben bij de router bovendien geen extra ontvanger nodig, wat aanschaf- en stroomkosten bespaart. Ze pikken het wifisignaal van de router op en geven het in goede kwaliteit door, zodat ook clients op grotere afstand voorzien kunnen worden.
Momenteel zijn er drie repeaters met MU-MIMO verkrijgbaar. Ze zijn allemaal zoals gebruikelijk via een browser of app te configureren. Leds geven informatie over de status van het apparaat. Ze hebben allemaal een ethernetpoort voor bekabelde apparaten en een accesspointmodus.
Bij Netgear kun je kiezen uit twee repeaters met MU-MIMO. De EX7300 kost 150 euro, de kleinere variant EX6400 zo’n 100 euro. Belkin verkoopt de Linksys RE7000 voor 150 euro.
TP-Link presenteerde op de IFA de RE650 die eind 2016 moet uitkomen. In tegenstelling tot de andere apparaten heeft hij vier externe antennes. De prijs was op het moment van schrijven nog niet bekend.
Vooruitzicht
De komende maanden zullen er zeker nog meer MU-MIMO-apparaten uitgebracht worden. Aangezien ze amper duurder zijn dan traditionele, kun je er bij aanschaf van netwerkhardware het beste goed op letten of die nieuwe techniek ondersteund wordt.
Met MU-MIMO in de downstream is de wifi-ontwikkeling echter niet voltooid. Het IEEE werkt ook al aan MU-MIMO voor de tegengestelde richting. Daarnaast doen universiteiten onderzoek naar technieken voor het gelijktijdig verzenden en ontvangen, waarmee de efficiëntie van radiocellen nog meer moet stijgen.
(Anke Poimann / mvdm)
Literatuur
[1] Ernst Ahlers, Slimmer draadloos, Linksys EA8500: eerste wifi-router met MU-MIMO-versnelling, c’t 1-2/2016, p.86
Lees ook onze test van de eerste routers met MU-MIMO in c’t 11/2016, vanaf pagina 55.
