0

Klik op het winkelmandje

Is simultaan werken via wifi een mythe?

Door Lieven Meys 01 december, 2019

Is simultaan werken via wifi een mythe?

Je zou kunnen verwachten dat iedereen het wifi netwerk tegelijkertijd kan gebruiken, maar…

…wifi werkt zo niet.
Het werkt volgens het “listen first, then talk”-principe

Simpel gezegd: ieder op zijn beurt.

Het gelijktijdig werken is dan ook slechts een illusie.
Hierbij kan je de vraag stellen of het “simultane clients” en “multi user” (MU-MIMO) verhaal dan een eenvoudige verkooptruc is?

Ja en neen, het antwoord is niet zo eenvoudig

Als we een heel eenvoudige voorstelling van een wifi netwerk gaan bekijken dan kunnen we in grote lijnen stellen dat de basiswerking steeds hetzelfde is. De client verbindt steeds met een access point, welke in essentie een hub is (met een radio en antenne) die over switch-achtige mogelijkheden beschikt. Access points zijn ook half-duplex wat wil zeggen dat ze niet in staat zijn simultaan data te versturen en te ontvangen.

De hoofdfunctie van de AP blijft echter het converteren van data tussen het draadloos netwerk en het bekabeld netwerk (en omgekeerd):


Een access point converteert vooral data tussen wifi en ethernet.

Technieken zoals MU-MIMO zorgen er wel voor dat het draadloze toegangspunt in staat is om meer simultaan te gaan werken.
Let wel, in de basis blijft de werking van wifi nog steeds hetzelfde.
Hierdoor zal je hoe dan ook een onderscheid moeten maken tussen verkoopspraatjes en de werkelijkheid.

Hoe zit het dan wel in elkaar?

1. Simultane clients

Staar je niet blind op het aantal “simultane” gebruikers dat, volgens merk X, gebruik kunnen maken van een AP.
Het aantal is een theoretisch en marketinggericht nummer. Simultane clients staat in het geval van Ubiquiti voor het totale aantal
clients dat gebruik maakt van de AP binnen een bepaalde vooropgestelde tijd.

Het hoge aantal simultane clients dat zij vermelden willen we ook niet nastreven, want je kwaliteit van je connectiviteit zal er dan sterk op achteruit gaan. Hoe meer clients tegelijkertijd gebruik maken van jouw frequentieband hoe langer het zal duren alvorens een bepaalde client zijn data kan verzenden en ontvangen. Hierdoor zal elk toestel ook minder gaan snel werken, wifi is immers een “shared medium”.


2. MU-MIMO

MU-MIMO (Multi-user MIMO) is een techniek waarbij meerdere clients tegelijkertijd kunnen communiceren met de AP. Je client moet daarvoor wel Wi-Fi 5 of Wi-Fi 6 ondersteuning hebben. Voor zakelijk gebruik is deze techniek heel interessant. Let wel, in de basis blijft de werking van wifi nog steeds hetzelfde. Deze techniek maakt het wel mogelijk om clients in groepjes aan het woord te laten. Clients die niet in dat groepje zitten moeten nog steeds hun beurt afwachten.


wifi standaarden

In de 802.11ac wave2 standaard is het mogelijk om groepjes van 4 clients aan te spreken en dit enkel in de 5GHz-band.
Bij de nieuwe standaard, 802.11ax, kunnen echter 8 clients (8x8 MIMO) tegelijkertijd aan het woord gelaten worden en dit in beide frequentiebanden (2.4GHz en 5GHz).
Tot op heden werkt MU-MIMO enkel in de downlink (= AP naar client).
In de toekomst zal de nieuwe standaard uitgebreid worden, MU-MIMO zal daardoor ook in de uplink (client naar AP) werken.


Wat voegt MIMO toe aan Multi-user MIMO?

MIMO en de daarbijhorende spatial streams spelen een grote rol in het verhogen van de snelheid.

MIMO staat voor multiple-input/multiple-output waarbij een radio (bv een 2.4 GHz radio) opgesplitst wordt in meerdere “radio chains” (radio + processor), zodanig dat meerdere antennes data kunnen verzenden (transmit = TX) of ontvangen (receive = RX). Een antenne kan zowel gebruikt worden om data te verzenden als ontvangen. MIMO en MU-MIMO (Multi-user MIMO) hebben tot doel om meer data te kunnen versturen of ontvangen. Bij deze technieken wordt er gebruik gemaakt van meerdere antennes. Ook worden ze gebruikt om dezelfde data verschillende keren te versturen of ontvangen om een betrouwbaarder signaal te hebben.

Een antenne wordt gebruikt om zowel data te kunnen verzenden als ontvangen.

MIMO wordt gebruikt vanaf de 802.11n standaard. De 802.11a/b/g standaarden gebruiken een andere techniek (SISO = single-input/single-output) waarbij de verzender en ontvanger slechts 1 antenne ter beschikking hebben. Eén van de belangrijkste redenen om MIMO te gebruiken is vanwege “spatial multiplexing”. Hierdoor kan elk pad, dat mogelijk gemaakt wordt door de verschillende “radio chains”, unieke data dragen. Je data zal daardoor opgesplitst worden in kleinere lower-rate streams en elk verstuurd worden van een andere antenne in hetzelfde kanaal. Dit wordt “spatial streams” genoemd.


MIMO wordt als volgt weergegeven:
TX chains x RX chains: spatial streams
(vb: 3x3:3)



Een 2x2 MIMO wil zeggen dat je 2 antennes hebt om te verzenden of ontvangen, wat inhoud dat je een maximum van 2 “spatial streams” kan hebben:

Een 2x2 MIMO wil zeggen dat je 2 antennes hebt om te verzenden of ontvangen.

Om meer stabiliteit te verkrijgen zal je data verstuurd worden naar verschillende antennes (van de ontvanger) vanuit die ene antenne, wat ook in voorgaande figuur te zien is. Heeft de client maar 1 antenne en de AP heeft er 2, zoals vaak het geval is bij een telefoon, dan zal het maximum aantal streams teruggebracht worden tot één.

MIMO wordt daarentegen ook wel SU-MIMO (Single-user MIMO) genoemd. Access points die SU-MIMO ondersteunen kunnen dus maar 1 gebruiker tegelijkertijd beantwoorden, waarbij die ene client de mogelijkheid heeft om meerdere stromen tegelijkertijd te gaan benutten.

 

Conclusie

  • 802.11ax of Wi-Fi 6 kan wel degelijk een grote impact hebben op de wifi omgevingen.
  • Het simultaan werken komt daardoor weer een stapje dichterbij.
  • Wil je hogere snelheden halen, bekijk dan zeker de MIMO en bijhorende spatial streams informatie.


Lieven Meys
Lieven Meys


Heb je een vraag of mening? Laat van je horen.

Reacties moeten eerst goedgekeurd worden alvorens deze zichtbaar worden.