802.11ac的第二波浪潮(即Wave 2)已經(jīng)拍到了岸邊，而新的MU-MIMO(多用戶、多路輸入多路輸出)技術(shù)也正在引起業(yè)界的騷動(dòng)。它正是我們已經(jīng)看到的Wi-Fi的巨大潛力之一，可大大提升無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，并將在密度和容量上與之前的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大差異。

　　在前不久高通舉辦的一次展會(huì)上，我們看到了MU-MIMO技術(shù)的實(shí)例演示。它不只是提升某個(gè)Wi-Fi客戶端的速度，而是改善了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，就連它不支持的設(shè)備也能獲得更好的性能提升。

　　之前的各種無線標(biāo)準(zhǔn)和無線技術(shù)雖然也大大提升了數(shù)據(jù)傳輸率，但也只是針對(duì)單個(gè)用戶而言的。舉例來說，802.11n所帶的SU-MIMO(單用戶MIMO)技術(shù)可允許單個(gè)用戶與接入點(diǎn)(AP)之間同時(shí)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)流高達(dá)4個(gè)。

　　而802.11ac的MU-MIMO技術(shù)則可允許多個(gè)用戶之間發(fā)送和接收1個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流，這將會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生更大的影響。

　　SU-MIMO在同一時(shí)間只能與單個(gè)客戶端進(jìn)行通信，而MU-MIMO則允許多個(gè)客戶端之間同時(shí)通信。

　　在相同時(shí)間段內(nèi)，MU-MIMO可發(fā)送的數(shù)據(jù)量是SU-MIMO的3倍，每個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸率可增加1倍多。

　　MIMO如何工作

　　可以想象一個(gè)有4個(gè)不同入口的展館或體育館，每個(gè)入口處都有人排隊(duì)等候進(jìn)入。這里，每條排隊(duì)的隊(duì)列就像一個(gè)接入點(diǎn)，排隊(duì)的人群就像數(shù)據(jù)，而每個(gè)入口則類似接收器，也就是Wi-Fi客戶端。

　　如果沒有MIMO，那么每次只有一個(gè)入口(Wi-Fi設(shè)備)的某些人(數(shù)據(jù))能夠進(jìn)入。然后該入口關(guān)閉，下一組人群(數(shù)據(jù))通過另一個(gè)入口(Wi-Fi設(shè)備)進(jìn)入。每次只開一個(gè)入口(Wi-Fi設(shè)備)放人進(jìn)入顯然不是最好的辦法，因?yàn)檫@會(huì)放慢隊(duì)列(接入點(diǎn))中人群(數(shù)據(jù))快速通過的速度。

　　而如果有了MIMO，那么4條長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)列(4個(gè)數(shù)據(jù)流)便可快速進(jìn)入展館，這與有4個(gè)不同入口的情形是不一樣的。每個(gè)隊(duì)列相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)流，一組隊(duì)列則類似于接入點(diǎn)。4個(gè)入口相當(dāng)于數(shù)據(jù)接收器，或Wi-Fi客戶端。

　　假如你使用的是SU-MIMO，那么4個(gè)隊(duì)列(數(shù)據(jù)流)中每個(gè)隊(duì)列都可以有某些人(數(shù)據(jù))只能通過某一個(gè)入口(Wi-Fi設(shè)備)進(jìn)入，盡管其余的入口始終都是開著的。這種方法雖然提高了每個(gè)隊(duì)列進(jìn)入展館的速度，但仍然無法允許4個(gè)入口同時(shí)進(jìn)人。

　　而如果有了MU-MIMO，每個(gè)隊(duì)列中的人群(數(shù)據(jù))便可同時(shí)通過所有的入口進(jìn)入展館。人群之所以能進(jìn)入的更快速，是因?yàn)槊總€(gè)隊(duì)列都能通過不同的入口進(jìn)入。

　　需要記住，目前的MU-MIMO還只能工作于下行連接：舉例說，從接入點(diǎn)到你的手機(jī)、筆記本電腦和其他Wi-Fi設(shè)備。而當(dāng)這些設(shè)備需要向接入點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，則仍需要和其他設(shè)備相互競(jìng)爭(zhēng)。這有點(diǎn)兒像所有排隊(duì)隊(duì)列(數(shù)據(jù)流)的人群(數(shù)據(jù))雖然可同時(shí)通過所有的入口(Wi-Fi設(shè)備)進(jìn)入，但退場(chǎng)(向接入點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù))時(shí)則仍然需要交替使用不同的單個(gè)入口才行。

　　有助于提升密度和容量

　　Wi-Fi經(jīng)常會(huì)遭遇密度和容量上的瓶頸，尤其是在小而擁擠的2.4GHz頻段。而使用5GHz頻段的802.11n和802.11ac則可提供更多的信道和更高的速率。但是MU-MIMO甚至可服務(wù)于更多的設(shè)備。這既可提高吞吐量，又可釋放出更多的時(shí)間，允許接入點(diǎn)服務(wù)于更多的設(shè)備。

　　重要的是要注意，如上所述，MU-MIMO可增加吞吐量而無須綁定信道，盡管它可以完全占用任何一個(gè)信道的寬度。回到802.11n，它可以綁定2個(gè)20MHz信道，不管用不用SU-MIMO，都能一次發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。在5GHz頻段，則可以綁定40MHz信道，但在小而擁擠的2.4GHz頻段這幾乎是不可能的。有了802.11ac的Wave 1，我們就可以使用5GHz中的80MHz信道，無論是否使用SU-MIMO。如今，有了Wave 2，這個(gè)數(shù)字還可翻番，給我們提供最高160MHz的信道寬度，可適用于SU-MIMO、MU-MIMO，或者兩者都不用也行。

　　你或許不想使用160MHz信道，因?yàn)檫@樣會(huì)大大減少5GHz頻段所能使用的信道數(shù)量，但你可能會(huì)考慮使用40或80MHz信道來提升吞吐率。

　　不需要先進(jìn)的客戶端設(shè)備

　　SU-MIMO要求終端用戶設(shè)備和接入點(diǎn)都能支持該技術(shù)，并要求配備多個(gè)天線。此外，為了讓客戶端能夠接收多個(gè)并發(fā)流，客戶端還必須執(zhí)行信號(hào)處理。設(shè)備能支持的天線和流越多，就需要更大的功率、外形尺寸和更高的成本，這也是很多終端用戶設(shè)備始終只使用單數(shù)據(jù)流的原因。而這些對(duì)于MU-MIMO來說都不是問題，因?yàn)榭蛻舳藷o須執(zhí)行信號(hào)處理，這個(gè)擔(dān)子是由接入點(diǎn)來承擔(dān)的。

　　盡管MU-MIMO除了接入點(diǎn)外仍需要終端用戶設(shè)備能夠支持該技術(shù)，但用戶設(shè)備最少只須一根天線，仍可以和其他設(shè)備同時(shí)只傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)流。

　　實(shí)際上，我們能看到的MU-MIMO與SU-MIMO之間的最大差別存在于支持較少數(shù)據(jù)流的設(shè)備與其他支持更多數(shù)據(jù)流設(shè)備之間。舉例來說(+本站微信networkworldweixin)，一個(gè)4流的MU-MIMO接入點(diǎn)可以用和一個(gè)4流的SU-MIMO接入點(diǎn)相同的速率發(fā)送數(shù)據(jù);在這樣的情形下，MU-MIMO不會(huì)直接產(chǎn)生助益。該接入點(diǎn)也無法服務(wù)于其他客戶端。

　　在公共Wi-Fi熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，沒有多根天線的客戶端也能采用MU-MIMO。這樣一來，SU-MIMO就不會(huì)像我們?cè)贛U-MIMO上所看到的那樣出現(xiàn)在眾多的接入點(diǎn)和熱點(diǎn)網(wǎng)關(guān)上，因?yàn)楦嗟脑O(shè)備由于需求的放寬自然更可能去支持更新的技術(shù)。因此當(dāng)有越來越多的設(shè)備采用MU-MIMO后，我們自然會(huì)期待出現(xiàn)性能更好的公共Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

　　舊客戶端也能擁有更高的速率

　　盡管MU-MIMO需要接入點(diǎn)和終端用戶設(shè)備同時(shí)支持才行，但是舊型號(hào)或較簡(jiǎn)單的客戶端即便不支持該技術(shù)也仍然可以間接受益，因?yàn)樵摷夹g(shù)有助于提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的密度和容量。此外，當(dāng)它同時(shí)為支持自己的設(shè)備提供服務(wù)時(shí)，也就能釋放出更多的自由時(shí)間服務(wù)于其他設(shè)備。這些其他設(shè)備既可包括多天線設(shè)備，也可包含單天線設(shè)備。一般來說，能更快地為設(shè)備提供服務(wù)，也就意味著設(shè)備的速率會(huì)更高。這就是不支持該技術(shù)的設(shè)備也能增加吞吐量的原因。

　　MU-MIMO還可提供間接的安全功能。數(shù)據(jù)在由接入點(diǎn)向某個(gè)設(shè)備發(fā)送時(shí)需要編碼，以防包含任何敏感數(shù)據(jù)的分包被其他設(shè)備監(jiān)聽，尤其是可能被連接到同一個(gè)接入點(diǎn)的設(shè)備監(jiān)聽。然而，任何竊聽者在對(duì)MU-MIMO執(zhí)行數(shù)據(jù)包捕獲時(shí)卻只能看到一些有限的識(shí)別細(xì)節(jié)，例如MU組、所使用的調(diào)制方式，以及客戶的MAC地址等。記住，MU-MIMO只能用于下行鏈路。所以竊聽者肯定可以看到從MU-MIMO設(shè)備流向接入點(diǎn)的未加密數(shù)據(jù)包。因此，任何安全方面的改進(jìn)都是受歡迎的。

　　MU-MIMO產(chǎn)品即將面市

　　我們已經(jīng)看到首批MU-MIMO設(shè)備開始發(fā)貨，例如Linksys的EA8500路由器和宏碁的Aspire E系列筆記本電腦。今年下半年，我們還會(huì)看到更多支持該技術(shù)的產(chǎn)品上市，例如商用級(jí)的接入點(diǎn)和智能手機(jī)等。按照全球最大的無線芯片廠商之一高通的說法，實(shí)際上在2013年，它們便在移動(dòng)設(shè)備中采用了MU-MIMO技術(shù)，如今只需要升級(jí)軟件讓其激活而已。