10 choses à savoir sur le Wi-Fi MU-MIMO (1ère partie)
Si la technologie Multi-Utilisateur, Multiple-Input, Multiple-Output, plus connue sous le nom de MU-MIMO, représente une grande avancée dans la connectivité sans fil, elle a aussi ses limitations. Voici 10 choses à savoir sur ce protocole sans fil, ses évolutions, ses bénéfices.
Le protocole MIMO Multi-Utilisateurs permet à plusieurs appareils Wi-Fi de recevoir simultanément plusieurs flux de données. Par exemple, le MU-MIMO permet à un point d'accès sans fil (WAP) d'envoyer des données simultanément à quatre appareils Wi-Fi différents. On peut donc augmenter considérablement le débit du réseau. En ce sens, c'est un véritable atout pour les réseaux à haute densité.
Depuis le lancement du mode mono-utilisateur (SU-MIMO), introduit il y a dix ans en même temps que la norme sans fil 802.11n, la technologie Multiple-Input, Multiple-Output ou MIMO a évolué. C'est avec la norme 802.11ac (Wi-Fi 5) qu'a été introduit le MIMO Multi-Utilisateurs ou MU-MIMO officialisé en 2016, en option dans les produits Wave 2. Aujourd'hui, le standard 802.11ax (Wi-Fi 6) apporte d'autres d'améliorations au MU-MIMO et l'arrivée sur le marché de routeurs sans fil et de points d'accès (AP) 802.11ax impose à toute personne gérant un réseau Wi-Fi de s'informer sur ce protocole multi-utilisateurs.
1. Le MU-MIMO, unidirectionnel ou bidirectionnel, selon le standard Wi-Fi
Il est important de se rappeler que, contrairement au MIMO mono-utilisateur ou SU-MIMO, le MIMO Multi-Utilisateur, Multiple-Input, Multiple-Output ou MU-MIMO fonctionne uniquement avec des connexions sans fil en liaison descendante avec le standard 802.11ac. Seuls les routeurs sans fil et les points d'accès sont capables d'envoyer simultanément des données à plusieurs utilisateurs, peu importe le nombre de flux de données qu'il faut réserver à chacun. Les appareils sans fil eux-mêmes (comme les smartphones, les tablettes ou les ordinateurs portables) doivent toujours envoyer à tour de rôle des données au routeur sans fil ou au point d'accès, même s'ils peuvent utiliser le SU-MIMO individuellement pour envoyer plusieurs flux quand leur tour est venu.
Lorsque la norme Wave 2 du Wi-Fi 802.11ax sera disponible, les appareils sans fil (smartphones, tablettes ou ordinateurs portables) pourront également envoyer des flux simultanés au moment où ils auront besoin de transmettre des données. La Wave 2 permettra non seulement à plusieurs appareils sans fil de recevoir les données d'un routeur sans fil ou d'un point d'accès, mais ils pourront aussi renvoyer des données simultanément. Ils pourront par exemple envoyer des accusés de réception par MU-MIMO. Ça a l'air de rien, mais cela peut vraiment contribuer à accélérer le processus de communication.
2. OFDMA et MU-MIMO : des technologies complémentaires
La technologie OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), comme celle utilisée par les réseaux LTE, fait partie de la technologie 11ax. Elle permet de diviser les canaux en segments plus petits et à plusieurs appareils de communiquer entre eux simultanément, chacun dans son propre segment de canal. Techniquement, ce segment est appelé unité de ressource (RU). Même s'il n'augmente pas directement les débits de données, il permet aux appareils d'améliorer et d'accélérer la coordination au moment où ils peuvent communiquer, et donc une utilisation plus efficace des canaux.
Même si les technologies OFDMA et MU-MIMO permettent toutes deux de transmettre simultanément des données à plusieurs appareils, elles sont très différentes l'une de l'autre. L'OFDMA peut apporter des améliorations dans les environnements à haute densité impliquant des applications à faible débit ou à petits paquets, comme les capteurs IoT, alors que le MU-MIMO peut améliorer la communication des applications à haut débit.
3. Le Wi-Fi 802.11ax (Wi-Fi 6) supporte plus de flux MU-MIMO simultanés
Avec la norme 11ac, le MU-MIMO ne pouvait gérer au maximum que quatre clients, ce qui veut dire qu'un point d'accès ou un routeur sans fil ne pouvaient envoyer simultanément des données qu'à quatre appareils à la fois. Avec la norme 11ax, un groupe MU-MIMO peut désormais comporter jusqu'à huit clients. Cette capacité devrait permettre d'accélérer les connexions et d'augmenter le débit.
4. En 802.11ax (Wi-Fi 6), le MU-MIMO fonctionne dans les bandes 2.4GHz et 5GHz
Avec le Wi-Fi 11n et 11ac, le SU-MIMO fonctionnait déjà dans les bandes 2.4GHz et 5GHz, mais en Wi-Fi 11ac le MU-MIMO ne fonctionnait que dans la bande des 5GHz. Cependant, parce que le Wi-Fi 11ax s'applique aux deux bandes, le MU-MIMO (et l'OFDMA) fonctionne aussi dans les deux bandes. C'est l'une des plus grandes améliorations apportées à la bande des 2,4 GHz, très encombrée depuis de nombreuses années. Il ne faut pas oublier que cette bande ne peut prendre en charge que trois canaux au plus sans chevauchement entre eux, c'est-à-dire en utilisant les bandes existantes de petites largeurs. En Wi-Fi 11ax, le MU-MIMO pourrait permettre d'alléger l'encombrement de cette bande de fréquence en l'accélérant et en la rendant plus utilisable dans les environnements denses.
5. La filtrage spatial pour mieux diriger les signaux
Le MU-MIMO utilise ce qu'on appelle le filtrage spatial ou beamforming. Cette fonction indépendante du Wi-Fi 11ac et du Wi-Fi 11ax permet de dirige les signaux vers le(s) dispositif(s) sans fil désigné(s) au lieu de les diriger de façon aléatoire dans toutes les directions. Comme le signal est utilisé plus efficacement, la technologie permet d'augmenter la portée et la vitesse du Wi-Fi. Le filtrage spatial était déjà disponible en option avec le Wi-Fi 11n, mais la plupart des fournisseurs n'en ont implémenté que des versions propriétaires. Cette version standard améliore le beamforming et le MU-MIMO dans les produits 11ac ou 11ax.
10 choses à savoir sur le Wi-Fi MU-MIMO (2ème partie)
(Crédit illustration : IDG)
