O que é MU-MIMO?

Se existe algo que nós NERDs gostamos em tecnologia é criar acrônimos e isso fica ainda mais interessante quando temos a oportunidade de criar acrônimos ainda mais longos. Como é o o caso do acrônimo para redes Wireless, MIMO (múltiplas entradas, múltiplas saídas), que recebeu algumas letras adicionais com o lançamento do MU-MIMO há alguns anos.

Conforme os padrões sem fio evoluíram de 802.11ac (Wi-Fi 5) para 802.11ax (Wi-Fi 6), novos recursos foram adicionados ao MU-MIMO para melhorar velocidades e eficiência, especificamente no número de STREAMs que ele pode suportar, bem como na funcionalidade bidirecional (uplink e downlink).

O que é MU-MIMO? MU-MIMO significa múltiplos usuários, múltiplas entradas, múltiplas saídas, e representa um avanço significativo sobre o MIMO de usuário único (SU-MIMO), geralmente chamado apenas de MIMO. A tecnologia MIMO foi criada para aumentar o número de usuários simultâneos que um único ponto de acesso pode suportar. Isso foi inicialmente alcançado ao aumentar o número de antenas em um Access Point.

A tecnologia MU-MIMO é agora reconhecida como parte importante do protocolo Wi-Fi 6 (802.11ax), que surgiu do protocolo 802.11ac. Padrões mais antigos que 802.11ac (como 802.11b, g e n) não suportam o MU-MIMO.

Com o suporte ao MU-MIMO no 802.11ac (Wi-Fi 5), muitos dispositivos finais e pontos de acesso agora vêm equipados com a tecnologia MU-MIMO. A adoção do Wi-Fi 6 foi prejudicada por escassez de chips e atrasos na cadeia de suprimentos devido à pandemia, mas muitos estão esperançosos de que a tecnologia decolará em 2024.

Com o 802.11ax (Wi-Fi 6), o MU-MIMO básico foi atualizado para incluir o uplink MU-MIMO, o que significa que um ponto de acesso transmitindo simultaneamente para vários receptores agora também pode receber simultaneamente de vários transmissores (que também incluem uplink MU-MIMO). Com o 802.11ac (Wi-Fi 5), o MU-MIMO estava limitado a transmissões de downlink (de um ponto de acesso para um dispositivo final).

Como o MU-MIMO funciona com dispositivos sem fio O MU-MIMO foi criado para suportar ambientes nos quais vários usuários tentam acessar a rede sem fio ao mesmo tempo. A natureza do protocolo 802.11 é que os usuários são atendidos com base no princípio do primeiro a chegar, primeiro a ser atendido.

Quando vários usuários começam a acessar o roteador ao mesmo tempo ou próximo, a congestão pode ser introduzida, pois o roteador atende ao pedido do primeiro usuário enquanto o segundo (e o terceiro, quarto, etc.) aguarda. Embora esses tempos de espera possam ser mínimos, eles podem se acumular com mais dispositivos (smartphones, tablets, computadores, etc.) e usuários solicitando recursos. O MU-MIMO ajuda nisso permitindo que vários usuários acessem as funções do roteador sem congestão.

Tipos de implementações MU-MIMO em roteadores sem fio A tecnologia MU-MIMO divide a largura de banda disponível em fluxos separados e individuais que compartilham a conexão de forma igual. Um roteador MU-MIMO pode ter variações de 2x2, 3x3, 4x4 e até 8x8, referindo-se ao número de fluxos criados pelo Access Point.

Em termos simples, imagine que você está na fila da cafeteria do Café com IP - você é atendido depois das pessoas na sua frente. Com o MU-MIMO, em vez de uma única atendente, você agora tem duas, três, quatro ou oito atendentes, o que reduz o tempo de espera.

A transição de 802.11ac para 802.11ax reduz ainda mais o tempo de espera ao adotar tecnologia do mundo das estações base de telefones celulares - Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDMA). Isso divide cada fluxo MU-MIMO em quatro fluxos adicionais, aumentando a largura de banda efetiva por usuário em quatro vezes. Portanto, com um cenário de 4 atendentes, temos 4 atendentes atendendo quatro filas, e cada atendente está atendendo quatro alunos famintos ao mesmo tempo.

Com o uplink MU-MIMO, enquanto tudo isso está acontecendo, os alunos podem entregar (transmitir) dinheiro para as atendentes ao mesmo tempo. Nas versões anteriores do MU-MIMO, as atendentes só podiam transmitir para os alunos, e quem quisesse "pagar" teria que esperar a vez depois que o atendimento fosse concluído.

Resumindo, a adição de OFDMA e uplink MU-MIMO significa que o Wi-Fi 6 e 6E são muito mais rápidos do que os sistemas Wi-Fi 5, o que é especialmente útil em ambientes muito densos, como estádios, aeroportos, ou até mesmo em ambientes de escritório e domésticos nos quais vários usuários no mesmo espaço estão competindo por largura de banda.

Um ponto a ser observado - os STREAMs são espaciais, o que significa que se dois dispositivos estiverem próximos um do outro, eles ainda terão que compartilhar o mesmo STREAM. Imagine novamente o cenário da cafeteria, mas desta vez as quatro filas criadas são agora pontos em uma bússola. Se você estiver fisicamente localizado na fila sul, terá que esperar com todos os outros, a menos que se mova para o leste, norte ou oeste. Em um ambiente de escritório, se seu colega adjacente estiver transmitindo vídeo enquanto você tenta baixar uma apresentação de vendas super grande, você terá que esperar, a menos que se mude para o outro lado do escritório. Esse cenário assume que o roteador/ponto de acesso tenha habilitado o suporte ao MU-MIMO e beamforming.

Além disso, para que os usuários possam aproveitar o uplink MU-MIMO, seus dispositivos precisarão de várias antenas, o que poderia exigir mais energia e espaço, aumentando o custo dos sistemas finais.

No entanto, o futuro permanece promissor para o MU-MIMO, pois continua sendo parte fundamental do mercado Wi-Fi 6 e 6E. Vamos apenas torcer para que não seja necessário adicionar mais letras a este acrônimo já grande o suficiente.

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