Immaginiamo un tipico ambiente domestico: state giocando al vostro gioco preferito online e da un ping di 20ms saltate improvvisamente a 200ms. In casa ci sono altre persone e magari vostra sorella o fratello sta guardando un film su Netflix oppure ha aperto Facebook da cellulare. Nello stesso momento tutti i cellulari della casa mandano pacchetti al modem aspettando messaggi WhatsApp e altre notifiche. Puoi dare la colpa all'operatore, ai parenti o a Netflix, ma in realtà in questo caso è probabile che sia il router il problema. A questo punto molti di noi cercano online le offerte e si rendono conto che molti router dichiarano di poter facilmente gestire queste situazioni e la domanda sorge spontanea: Ha senso spendere più di 300 euro per un router WiFi? La risposta è come sempre "dipende", infatti questi possono apportare decisi miglioramenti delle prestazioni ma possono risolvere solo un certo numero di problemi. Cerchiamo di capire quali fattori influenzano le prestazioni del nostro router. La prima e più ovvia è la portata del segnale WiFi, la seconda è la stabilità del segnale, poi ci sono la congestione della rete e le interferenze. Cosa può migliorare un router top di gamma come l'X10 di Netgear rispetto a quello fornito di serie dalla nostra nuova linea in fibra? Come vedremo non sono poche le risorse tecnologiche che nascondono i router di alta fascia, cerchiamo di capire come funzionano e quali sono i loro limiti. Anticipiamo subito che ci concentreremo sulle prestazioni interne del WiFi e non sulla capacità di un modem/router di migliorare la connessione alla rete. Quest'ultimo fattore infatti è spesso influenzato da fattori non direttamente controllabili dall'utente, come la congestione della rete esterna, oppure il cablaggio logoro. Prima di cambiare modem spesso bisognerebbe intervenire sulla rete domestica, e i costi qui possono salire parecchio se non si è pratici con il fai da te. A prescindere dall'esempio di famiglia 2.0 (neanche tanto) che abbiamo riportato all'inizio dell'articolo, la portata e la stabilità sono fattori abbastanza generici e le prossime considerazioni si applicano quindi anche in situazioni con un router e un client solo.
Dall'emissione isotropica al Beamforming
La maggior parte dei vecchi modem emettono ancora il segnale isotropicamente, vuol dire che l'antenna emette un segnale uguale in tutte le direzioni. Questo non è un modo efficiente di comunicazione in quanto anche se avete un solo dispositivo collegato al WiFi, il router invia informazioni comunque anche dall'altra parte della casa. Poiché la potenza dell'antenna è costante, vuol dire che l'intensità del segnale che arriva al vostro dispositivo sarà solo una parte di quella generata dall'antenna. Questo era il principale problema dei modem fino allo standard 802.11n e l'introduzione di soluzioni a più antenne. Infatti passando da un'antenna a più antenne possiamo attivare l'interferenza dell'emissione del modem che può essere sfruttata per indirizzare il segnale, oppure utilizzare più frequenze e sfruttare i pregi e i difetti di ognuna.
Per la portata aumentare la potenza dell'antenna è una tecnica comunque poco efficace, aumenterebbe solamente la potenza persa nella trasmissione al device, per questo motivo dallo standard 802.11n si è accettato l'utilizzo del MIMO, una tecnologia in grado di direzionare il segnale verso un dispositivo, diminuendo la potenza nelle direzioni che non vengono sfruttate. Questa capacità è detta beamforming e ne esistono varie versioni più o meno accurate. Nonostante il beamforming non sia una grande novità (alcuni modem lo supportano dal 2013) il modo in cui viene effettuato può fare la differenza in molti contesti. Infatti il beamforming può essere implicito o esplicito, nel primo caso il client viene individuato passivamente dal router che ottimizza grossolanamente la distribuzione del segnale, nel secondo caso invece ha un ruolo attivo e riesce a farsi identificare meglio e a rendere più facile la direzionalità del segnale. Quest'ultima opzione si ritrova nello standard 802.11ac a 5GHz, ma alcuni router come l'X10 di riferimento riescono a gestirlo anche su altre frequenze.
SU-MIMO
Per MIMO (multiple input, multiple output) si intende il protocollo che utilizza più sorgenti in contemporanea per comunicare con i device. Lo standard 802.11n non aveva ancora uno standard per questa opzione quindi, nonostante molti router riportino l'abilitazione MIMO, è probabile che non possiate sfruttarla a pieno, a meno che anche il client non sia della stessa marca del router e sia esplicitamente progettato per farlo. Quindi lo standard 802,11n ha aumentato la portata dei modem e introdotto timidamente il beamforming, ma in maniera estremamente inefficace. Grazie al nuovo standard 802.11ac invece il beamforming è stato standardizzato ed è sfruttabile dalla maggior parte dei dispositivi, può essere inoltre migliorato dalle singole case tramite driver proprietari. Netgear per esempio utilizza una sua versione BeamForming+ che nella frequenza dei 5GHz migliora ancora di più la direzionalità e l'efficienza. Quindi adesso sappiamo che i router moderni possono "capire" dove sono posizionati i nostri device e adattarsi di conseguenza, ma quali sono gli altri fattori da considerare? La congestione della rete è il problema più delicato, è come andare in un fast food con un solo operatore alla cassa e decine di clienti. Per quanto sia bravo il commesso può servire un solo cliente per volta e questo porta ad una velocità massima della fila abbastanza bassa. Allo stesso modo il router deve gestire un notevole numero di richieste e può, in generale, soddisfarne solo una alla volta. Quello che succede nella pratica è che il modem fa una classifica delle richieste (nel caso di un dispositivo raffinato) altrimenti addirittura sceglie a caso e invia i pacchetti in ordine di classifica. Molti router però permettono di etichettare i dispositivi domestici in ordine di precedenza, ma comunque tra una comunicazione e l'altra con il router quest'ultimo deve soddisfare anche tutte le altre richieste. La prima versione del MIMO, la Single User MIMO, aumenta la portata e la stabilità ma non può nulla contro la congestione della rete. Infatti può comunicare meglio con i dispositivi più lontani, ma deve farlo sempre mettendo in coda le richieste.
L'ampiezza di banda e la multifrequenza
Altro fattore importante in un router WiFi è la larghezza di banda, lo standard 802.11n supporta nominalmente fino a 300Mb/s, che equivalgono a circa 37MB/s, lo standard 802.11ac arriva a 1300Mb/s, ovvero circa 162MB/s. La velocità viene incrementata utilizzando contemporaneamente più frequenze, l'X10 arriva a 7.2Gbps utilizzando anche lo standard 802.11ad che sfrutta la frequenza dei 60Ghz oltre alle bande 2.4GHz e 5GHz. A questo punto potremmo dire che lo standard 802.11n basta e avanza, in quanto difficilmente le connessioni alla rete esterna superano i 100 megabit, ma lo streaming domestico PC-TV invece può arrivarci facilmente, se intendiamo sfruttare lo SteamLink oppure un qualsiasi dispositivo di streaming NAS è il caso di pensare di cambiare modem. Ma attenzione, le frequenze ingannano. Passare a frequenze più alte di 2.4GHz può aiutare la stabilità in quanto ci spostiamo in zone meno "affollate" (alcuni forni a microonde lavorano proprio intorno a quella frequenza), se abitiamo in un condominio i semplici canali non bastano per avere un segnale libero da interferenza. Ma se da una parte aumentare la frequenza del segnale permette di inviare più dati e aumentare la velocità del WiFi, dall'altra per farlo perde capacità di penetrazione. Un collegamento a 60GHz in genere può servire solo la stanza in cui è anche il router, mentre la 2.4GHz può attraversare facilmente le pareti e servire le stanze più lontane. Quindi nel caso in cui vogliate fare lo stream a 1080p sfruttando i 7 Gbps viaggianti a 60GHz sul vostro SteamLink dovrete avere il router nella stessa stanza. Per questo motivo i router come l'X10 utilizzano tecniche di beamforming e multipath (utilizzano i rimbalzi sulle pareti) per compensare questo difetto sulle frequenze alte, permettendo di aumentare la loro portata ed efficacia. Questa capacità è fornita dal processore che deve elaborare parecchie informazioni prima di inviare il segnale, e questa qualità fa salire il prezzo.
MU-MIMO, gestione di più dispositivi contemporaneamente
Adesso arriviamo alle opzioni presenti nelle fasce di prezzo high-end, infatti abbiamo parlato di come i nuovi standard permettano alle case produttrici di migliorare la copertura del WiFi, ma resta il problema della congestione. Per aggirare il problema i router sono diventati dei veri e propri micro-PC con processori e DSP in grado di elaborare una gigantesca mole di dati, per fare un esempio l'X10 (R9000) di Netgear monta un quad-core da 1.7 GHz, che permette la gestione del MU-MIMO, ovvero la variante Multi User dello standard. Qui i videogiocatori potrebbero iniziare a sentire un piacevole formicolio alla schiena. La tecnologia MU-MIMO infatti presenta tutte le caratteristiche di beamforming già descritte ma supporta più stream contemporaneamente. L'X10 supporta ben quattro stream, questo vuol dire che se collegate il PC o la console ad uno stream questo non risente del traffico sugli altri. Il router soddisferà quindi tutte le vostre richieste immediatamente poiché non ci sarà alcuna coda nelle comunicazioni. È per questo motivo che i modem top di gamma possono gestire streaming da più dispositivi, navigazione internet e gioco online meglio di quelli economici. Possono permettervi di avere un ping molto più stabile anche se non siete soli in casa, e un'affidabilità decisamente migliorata. La pecca c'è ma per il gaming dovrebbe essere poco importante, un router MU-MIMO può collegarsi con questa tecnologia solo con un dispositivo che supporta MU-MIMO. Molti portatili da gaming ormai sono abilitati (se ne trovano anche sotto i 1000€ tranquillamente) nei dispositivi più mainstream però è una tecnologia ancora acerba, quindi se non avete niente in casa che la supporta un router di questo livello è quasi inutile. Ovviamente funzionano anche normalmente, ma in quel caso più client MU-MIMO sono presenti e più saranno ottime le prestazioni anche su dispositivi SU-MIMO, semplicemente perché la coda sarà minore.
Router da gaming: quanto possono migliorare le prestazioni?
Ha senso spendere più di 300 euro per un router WiFi, magari per il gaming? Dipende ovviamente dai casi, andiamo a scoprire perché.
Immaginiamo un tipico ambiente domestico: state giocando al vostro gioco preferito online e da un ping di 20ms saltate improvvisamente a 200ms. In casa ci sono altre persone e magari vostra sorella o fratello sta guardando un film su Netflix oppure ha aperto Facebook da cellulare. Nello stesso momento tutti i cellulari della casa mandano pacchetti al modem aspettando messaggi WhatsApp e altre notifiche. Puoi dare la colpa all'operatore, ai parenti o a Netflix, ma in realtà in questo caso è probabile che sia il router il problema. A questo punto molti di noi cercano online le offerte e si rendono conto che molti router dichiarano di poter facilmente gestire queste situazioni e la domanda sorge spontanea: Ha senso spendere più di 300 euro per un router WiFi? La risposta è come sempre "dipende", infatti questi possono apportare decisi miglioramenti delle prestazioni ma possono risolvere solo un certo numero di problemi. Cerchiamo di capire quali fattori influenzano le prestazioni del nostro router. La prima e più ovvia è la portata del segnale WiFi, la seconda è la stabilità del segnale, poi ci sono la congestione della rete e le interferenze. Cosa può migliorare un router top di gamma come l'X10 di Netgear rispetto a quello fornito di serie dalla nostra nuova linea in fibra? Come vedremo non sono poche le risorse tecnologiche che nascondono i router di alta fascia, cerchiamo di capire come funzionano e quali sono i loro limiti. Anticipiamo subito che ci concentreremo sulle prestazioni interne del WiFi e non sulla capacità di un modem/router di migliorare la connessione alla rete. Quest'ultimo fattore infatti è spesso influenzato da fattori non direttamente controllabili dall'utente, come la congestione della rete esterna, oppure il cablaggio logoro. Prima di cambiare modem spesso bisognerebbe intervenire sulla rete domestica, e i costi qui possono salire parecchio se non si è pratici con il fai da te. A prescindere dall'esempio di famiglia 2.0 (neanche tanto) che abbiamo riportato all'inizio dell'articolo, la portata e la stabilità sono fattori abbastanza generici e le prossime considerazioni si applicano quindi anche in situazioni con un router e un client solo.
Dall'emissione isotropica al Beamforming
La maggior parte dei vecchi modem emettono ancora il segnale isotropicamente, vuol dire che l'antenna emette un segnale uguale in tutte le direzioni. Questo non è un modo efficiente di comunicazione in quanto anche se avete un solo dispositivo collegato al WiFi, il router invia informazioni comunque anche dall'altra parte della casa. Poiché la potenza dell'antenna è costante, vuol dire che l'intensità del segnale che arriva al vostro dispositivo sarà solo una parte di quella generata dall'antenna. Questo era il principale problema dei modem fino allo standard 802.11n e l'introduzione di soluzioni a più antenne. Infatti passando da un'antenna a più antenne possiamo attivare l'interferenza dell'emissione del modem che può essere sfruttata per indirizzare il segnale, oppure utilizzare più frequenze e sfruttare i pregi e i difetti di ognuna.
Per la portata aumentare la potenza dell'antenna è una tecnica comunque poco efficace, aumenterebbe solamente la potenza persa nella trasmissione al device, per questo motivo dallo standard 802.11n si è accettato l'utilizzo del MIMO, una tecnologia in grado di direzionare il segnale verso un dispositivo, diminuendo la potenza nelle direzioni che non vengono sfruttate. Questa capacità è detta beamforming e ne esistono varie versioni più o meno accurate. Nonostante il beamforming non sia una grande novità (alcuni modem lo supportano dal 2013) il modo in cui viene effettuato può fare la differenza in molti contesti. Infatti il beamforming può essere implicito o esplicito, nel primo caso il client viene individuato passivamente dal router che ottimizza grossolanamente la distribuzione del segnale, nel secondo caso invece ha un ruolo attivo e riesce a farsi identificare meglio e a rendere più facile la direzionalità del segnale. Quest'ultima opzione si ritrova nello standard 802.11ac a 5GHz, ma alcuni router come l'X10 di riferimento riescono a gestirlo anche su altre frequenze.
SU-MIMO
Per MIMO (multiple input, multiple output) si intende il protocollo che utilizza più sorgenti in contemporanea per comunicare con i device. Lo standard 802.11n non aveva ancora uno standard per questa opzione quindi, nonostante molti router riportino l'abilitazione MIMO, è probabile che non possiate sfruttarla a pieno, a meno che anche il client non sia della stessa marca del router e sia esplicitamente progettato per farlo. Quindi lo standard 802,11n ha aumentato la portata dei modem e introdotto timidamente il beamforming, ma in maniera estremamente inefficace. Grazie al nuovo standard 802.11ac invece il beamforming è stato standardizzato ed è sfruttabile dalla maggior parte dei dispositivi, può essere inoltre migliorato dalle singole case tramite driver proprietari. Netgear per esempio utilizza una sua versione BeamForming+ che nella frequenza dei 5GHz migliora ancora di più la direzionalità e l'efficienza. Quindi adesso sappiamo che i router moderni possono "capire" dove sono posizionati i nostri device e adattarsi di conseguenza, ma quali sono gli altri fattori da considerare? La congestione della rete è il problema più delicato, è come andare in un fast food con un solo operatore alla cassa e decine di clienti. Per quanto sia bravo il commesso può servire un solo cliente per volta e questo porta ad una velocità massima della fila abbastanza bassa. Allo stesso modo il router deve gestire un notevole numero di richieste e può, in generale, soddisfarne solo una alla volta. Quello che succede nella pratica è che il modem fa una classifica delle richieste (nel caso di un dispositivo raffinato) altrimenti addirittura sceglie a caso e invia i pacchetti in ordine di classifica. Molti router però permettono di etichettare i dispositivi domestici in ordine di precedenza, ma comunque tra una comunicazione e l'altra con il router quest'ultimo deve soddisfare anche tutte le altre richieste. La prima versione del MIMO, la Single User MIMO, aumenta la portata e la stabilità ma non può nulla contro la congestione della rete. Infatti può comunicare meglio con i dispositivi più lontani, ma deve farlo sempre mettendo in coda le richieste.
L'ampiezza di banda e la multifrequenza
MU-MIMO, gestione di più dispositivi contemporaneamente
Adesso arriviamo alle opzioni presenti nelle fasce di prezzo high-end, infatti abbiamo parlato di come i nuovi standard permettano alle case produttrici di migliorare la copertura del WiFi, ma resta il problema della congestione. Per aggirare il problema i router sono diventati dei veri e propri micro-PC con processori e DSP in grado di elaborare una gigantesca mole di dati, per fare un esempio l'X10 (R9000) di Netgear monta un quad-core da 1.7 GHz, che permette la gestione del MU-MIMO, ovvero la variante Multi User dello standard. Qui i videogiocatori potrebbero iniziare a sentire un piacevole formicolio alla schiena. La tecnologia MU-MIMO infatti presenta tutte le caratteristiche di beamforming già descritte ma supporta più stream contemporaneamente. L'X10 supporta ben quattro stream, questo vuol dire che se collegate il PC o la console ad uno stream questo non risente del traffico sugli altri. Il router soddisferà quindi tutte le vostre richieste immediatamente poiché non ci sarà alcuna coda nelle comunicazioni. È per questo motivo che i modem top di gamma possono gestire streaming da più dispositivi, navigazione internet e gioco online meglio di quelli economici. Possono permettervi di avere un ping molto più stabile anche se non siete soli in casa, e un'affidabilità decisamente migliorata. La pecca c'è ma per il gaming dovrebbe essere poco importante, un router MU-MIMO può collegarsi con questa tecnologia solo con un dispositivo che supporta MU-MIMO. Molti portatili da gaming ormai sono abilitati (se ne trovano anche sotto i 1000€ tranquillamente) nei dispositivi più mainstream però è una tecnologia ancora acerba, quindi se non avete niente in casa che la supporta un router di questo livello è quasi inutile. Ovviamente funzionano anche normalmente, ma in quel caso più client MU-MIMO sono presenti e più saranno ottime le prestazioni anche su dispositivi SU-MIMO, semplicemente perché la coda sarà minore.
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