Technologie přenosu dat MIMO v bezdrátových sítích WIFI

Technologie založená na standardu IEEE 802.11n WiFi.

Wi - Life představuje stručný přehled technologie WiFi IEEE 802.11n .
Rozšířené informace k našemu video publikace.

První generace zařízení WiFi 802.11n se objevil na trhu před několika lety. Technologie MIMO ( MIMO - vícenásobný vstup / vícenásobný výstup -multi-in/multi-out) je jádrem 802.11n. Jedná se o rádiový systém s mnoha samostatnými přenosovými a přijímacími cestami. MIMO systémy jsou popsány pomocí počtu vysílačů a přijímačů. Standard WiFi 802.11n definuje sadu možných kombinací od 1x1 do 4x4.

Při typickém nasazení Wi-Fi sítě v interiéru, například v kanceláři, dílně, hangáru, nemocnici, se rádiový signál jen zřídka dostane nejkratší cestou mezi vysílačem a přijímačem kvůli stěnám, dveřím a jiným překážkám. Většina z těchto prostředí má mnoho různých povrchů, které odrážejí rádiový signál (elektromagnetické vlny) jako zrcadlo, které odráží světlo. Po odrazu se vytvoří více kopií originálu. signál wifi. Když více kopií signálu WiFi prochází různými cestami od vysílače k ​​přijímači, nejkratší cesta bude první a další kopie (nebo ozvěny) přijdou o něco později kvůli více dlouhé cesty. Tomu se říká vícecestné šíření signálu (multipath). Podmínky pro vícenásobnou distribuci se neustále mění Wi-Fi zařízení se často pohybují (chytrý telefon s Wi-Fi v rukou uživatele), pohybují se kolem různých objektů vytvářejících rušení (lidé, auta atd.). Když dorazí signály jiný čas a při různých úhlech to může způsobit zkreslení a možný útlum signálu.

Je důležité si uvědomit, že WiFi 802.11n podporuje s MIMO a velký počet přijímačů může snížit účinek vícecestného a destruktivního rušení, ale v každém případě je lepší podmínky vícecestného šíření omezit tam, kde a co nejdříve. Jeden z zdůrazňuje- držte antény co nejdále od kovových předmětů (zejména všesměrových WiFi antén, které mají kruhový nebo všesměrový vyzařovací diagram).

Nezbytné jasně chápete, že ne všichni klienti Wi-Fi a přístupové body WiFi jsou z hlediska MIMO stejné.
Existují klienti 1x1, 2x1, 3x3 a tak dále. Například mobilní zařízení, jako je smartphone, nejčastěji podporují MIMO 1x 1, někdy 1x 2. Důvodem jsou dva klíčové problémy:
1. potřeba zajistit nízkou spotřebu energie a dlouhou životnost baterie,
2. Potíže s uspořádáním více antén s odpovídajícím oddělením v malém krytu.
Totéž platí pro ostatní mobilní zařízení: tabletové počítače, PDA atd..

Špičkové notebooky nyní poměrně často podporují MIMO až 3x3 ( Macbook Pro a tak dále).

Pojďme zvažte hlavní typy MIMO v sítích WiFi.
Podrobnosti o počtu vysílačů a přijímačů zatím vynecháme. Je důležité pochopit princip.

První typ: Rozmanitost při příjmu signálu na zařízení WiFi

Pokud jsou v přijímacím bodě alespoň dva přidružené anténní diverzitní přijímače,
pak je docela reálné analyzovat všechny kopie na každém přijímači a vybrat ty nejlepší signály.
Dále lze s těmito signály provádět různé manipulace, ale nás zajímá především
možnost jejich kombinace pomocí technologie MRC (Maximum Ratio Combined). Technologie MRC bude podrobněji probrána později.

Druhý typ: Rozmanitost při odesílání signálu do zařízení WiFi

Pokud jsou v odesílacím bodě alespoň dva připojené WiFi vysílače s anténní diverzitou, pak je možné posílat skupinu identických signálů, aby se zvýšil počet kopií informací, zvýšila spolehlivost přenosu a snížila se potřeba znovu posílat data v rádiu. kanál v případě ztráty dat.

Třetí typ: Prostorové multiplexování signálů na WiFi zařízení
(kombinace signálů)

Pokud existují alespoň dva připojené WiFi vysílače s anténní diverzitou na vysílacím bodě a na přijímacím bodě, pak je možné posílat sadu různých informací přes různé signály, aby se vytvořila možnost virtuálního kombinování těchto informačních toků do jednoho. datový přenosový kanál, jehož celková šířka pásma směřuje k součtu jednotlivých toků, z nichž se skládá. Toto se nazývá prostorový multiplex. Zde je ale nesmírně důležité zajistit možnost kvalitativního oddělení všech počátečních signálů, což vyžaduje velkou hodnotu SNR - odstup signálu od šumu.

Technologie MRC (maximální poměr dohromady ) se používá v mnoha moderních přístupových bodech WiFi firemní třída.
MRC zaměřené na zvýšení úrovně signálu ve směru od WiFi klienta na Hotspot WiFi přístup 802.11.
Pracovní algoritmus MRC znamená shromažďování všech přímých a zpětně odražených signálů na několika anténách a přijímačích během vícecestného šíření. Dále speciální procesor ( DSP ) vybere nejlepší signál z každého přijímače a provede kombinaci. Ve skutečnosti matematické zpracování implementuje virtuální fázový posun k vytvoření pozitivní interference se sčítáním signálů. Výsledný součtový signál je tedy z hlediska charakteristiky mnohem lepší než všechny původní.

MRC umožňuje poskytovat mnohem lepší pracovní podmínky pro mobilní zařízení s nízkým výkonem v síti standardu WiFi .

V WiFi systémy 802.11n Výhody vícecestného přenosu se využívají k přenosu více rádiových signálů současně. Každý z těchto signálů, tzv. prostorové proudy“ se vysílá ze samostatné antény pomocí samostatného vysílače. Kvůli vzdálenosti mezi anténami sleduje každý signál trochu jinou cestu k přijímači. Tento efekt se nazývá prostorová rozmanitost". Přijímač je také vybaven více anténami s vlastními samostatnými rádii, které nezávisle dekódují příchozí signály a každý signál je kombinován se signály z jiných přijímacích rádií. Výsledkem je příjem více datových toků současně. To poskytuje výrazně vyšší propustnost než starší 802.11 WiFi systémy, ale vyžaduje klienta schopného 802.11n.

Nyní se pojďme ponořit trochu hlouběji do tohoto tématu:
V zařízeních WiFi s MIMO je možné rozdělit celý příchozí informační tok do několika různých datových toků pomocí prostorového multiplexování pro následné odeslání. K odesílání různých proudů v jednom se používá více vysílačů a antén frekvenční kanál. Lze si to představit tak, že nějaká textová fráze může být přenesena tak, že první slovo je posláno přes jeden vysílač, druhé přes jiný vysílač a tak dále.
Přijímací strana musí přirozeně podporovat stejnou funkcionalitu (MIMO), aby byl možný úplný výběr různé signály, jejich opětovné sestavení a sloučení opět pomocí prostorového multiplexování. Dostáváme tak možnost obnovit originál informační tok. Prezentovaná technologie umožňuje rozdělit velký datový tok na sadu menších toků a přenášet je odděleně jeden od druhého. Obecně to umožňuje efektivněji využívat rádiové prostředí a konkrétně frekvence přidělené pro Wi-Fi.

Technologie WiFi 802.11n také definuje, jak lze MIMO použít ke zlepšení SNR v přijímači pomocí přenosového paprsku. Touto technikou je možné řídit proces odesílání signálů z každé antény tak, aby se zlepšily parametry přijímaného signálu na přijímači. Jinými slovy, kromě odesílání více datových toků lze použít více vysílačů pro dosažení vyššího SNR v přijímacím bodě a v důsledku toho vyšší datové rychlosti u klienta.
Je třeba poznamenat následující věci:
1. Procedura formování paprsku (transmit beamforming) definovaná ve standardu Wi-Fi 802.11n vyžaduje spolupráci s přijímačem (ve skutečnosti s klientským zařízením) pro příjem zpětné vazby o stavu signálu v přijímači. Zde je nutné mít podporu pro tuto funkcionalitu na obou stranách kanálu - jak na vysílači, tak na přijímači.
2. Vzhledem ke složitosti tohoto postupu nebylo u první generace čipů 802.11n podporováno řízení beamformingu (transmit beamforming) jak na straně terminálů, tak na straně přístupových bodů. V současné době také většina stávajících čipů pro klientská zařízení tuto funkcionalitu nepodporuje.
3. Existují síťová řešení WiFi , které umožňují plně ovládat vyzařovací diagram na přístupových bodech bez nutnosti přijímat zpětnou vazbu od klientských zařízení.

Chcete-li dostávat oznámení, když jsou vydány nové články nebo se na webu objeví nové materiály, nabízíme.

Přidejte se k naší skupině

Jedna z nejvýznamnějších a nejdůležitějších inovací Wi-Fi za posledních 20 let - Více uživatelů - Technologie MU-MIMO (Multiple Input Multiple Output). MU-MIMO rozšiřuje funkčnost nedávné aktualizace bezdrátový standard 802.11ac "Wave 2". Bezesporu jde o obrovský průlom pro bezdrátovou komunikaci. Tato technologie pomáhá zvýšit maximální teoretickou rychlost bezdrátové připojení z 3,47 Gbps v původní specifikaci 802.11ac na 6,93 Gbps v upgradu na 802.11ac Wave 2. Jedná se o jednu z nejkomplexnějších funkcí Wi-Fi k dnešnímu dni.

Pojďme se podívat, jak to funguje!

Technologie MU-MIMO zvyšuje laťku tím, že umožňuje více zařízením přijímat více datových toků. Je založen na MIMO pro jednoho uživatele (SU-MIMO), který byl představen téměř před 10 lety se standardem 802.11n.

SU-MIMO zvyšuje rychlost připojení Wi-Fi povolením páru bezdrátových zařízení přijímat nebo odesílat více datových toků současně.

Obrázek 1. Technologie SU-MIMO poskytuje vícekanálové vstupní a výstupní toky do stejného zařízení ve stejnou dobu. Technologie MU-MIMO umožňuje současnou komunikaci s více zařízeními.

V zásadě existují dvě technologie, které revoluční Wi-Fi. První z těchto technologií, nazývaná beamforming, umožňuje Wi-Fi routerům a přístupovým bodům efektivněji využívat rádiové kanály. Před příchodem této technologie fungovaly Wi-Fi routery a přístupové body jako žárovky a vysílaly signál do všech směrů. Problém byl v tom Je obtížné, aby se nezaostřený signál s omezeným výkonem dostal na klientská zařízení Wi-Fi.

Pomocí technologie beamforming si Wi-Fi router nebo přístupový bod vyměňuje informace o své poloze s klientským zařízením. Směrovač poté změní svou fázi a výkon na formu lepší signál. Výsledkem je, že rádiové signály jsou využívány efektivněji, přenos dat je rychlejší a možná se zvyšuje maximální vzdálenost připojení.

Možnosti beamformingu se rozšiřují. Až dosud byly Wi-Fi routery nebo přístupové body ze své podstaty jednoúlohové, odesílají nebo přijímají data pouze z jednoho klientského zařízení najednou. Ve více rané verze rodiny standardů bezdrátový přenos Data 802.11, včetně standardu 802.11n a první verze standardu 802.11ac, bylo možné přijímat nebo přenášet více datových toků současně, ale až dosud neexistovala žádná metoda, která by umožňovala Wi-Fi router nebo přístupový bod. „mluvit“ současně s více klienty najednou. Od této chvíle se s pomocí MU-MIMO taková příležitost objevila.

To je skutečně velký průlom, protože možnost přenášet data do více klientských zařízení současně značně rozšiřuje dostupnou šířku pásma pro bezdrátové klienty. Technologie MU-MIMO vylepšuje bezdrátové sítě ze starých kolejí CSMA-SD, kdy bylo obsluhováno pouze jedno zařízení současně, do systému, kde může „mluvit“ několik zařízení současně. Aby byl tento příklad jasnější, představte si přechod z jednoproudé venkovské silnice na širokou dálnici.

Dnes přebírají trh druhé generace bezdrátových směrovačů a přístupových bodů 802.11ac Wave 2. Každý, kdo nasazuje Wi-Fi, rozumí specifikům fungování technologie MU-MIMO. Dáváme vám do pozornosti 13 faktů, které vám v tomto směru urychlí učení.

1. Používá pouze MU-MIMO"Downstream" stream (z přístupového bodu do mobilního zařízení).

Na rozdíl od SU-MIMO funguje MU-MIMO v současnosti pouze pro přenos dat z přístupového bodu do mobilního zařízení. Pouze bezdrátové směrovače nebo přístupové body mohou přenášet data více uživatelům současně, ať už jde o jeden nebo více streamů pro každého z nich. Samotná bezdrátová zařízení (jako jsou chytré telefony, tablety nebo notebooky) se stále musí střídat v odesílání dat do bezdrátového směrovače nebo přístupového bodu, i když mohou jednotlivě využívat technologii SU-MIMO k přenosu více streamů, když na ně přijde řada.

Technologie MU-MIMO bude užitečná zejména v sítích, kde uživatelé stahují více dat, než nahrávají.

Možná v budoucnu bude implementována verze technologie Wi-Fi: 802.11ax, kde bude metoda MU-MIMO použitelná pro provoz „Upstream“.

2. MU-MIMO funguje pouze v pásmu 5GHz Wi-Fi

Technologie SU-MIMO pracuje ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz i 5 GHz. Bezdrátové směrovače a přístupové body 802.11ac Wave 2 druhé generace mohou obsluhovat více uživatelů současně ve stejném frekvenčním pásmu 5 GHz. Na jednu stranu je samozřejmě škoda, že v užším a přetíženějším frekvenčním pásmu 2,4 GHz nebudeme moci využít nová technologie. Ale na druhou stranu je na trhu stále více dvoupásmových bezdrátových zařízení podporujících technologii MU-MIMO, kterou můžeme využít k nasazení výkonných firemních Wi-Fi sítí.

3. Technologie Beamforming pomáhá vést signály

V literatuře SSSR se lze setkat s konceptem Phased Antenna Array, který byl vyvinut pro vojenské radary koncem 80. let. Podobná technologie byla aplikována na moderní Wi-Fi. MU-MIMO používá směrové tvarování signálu (známé jako "beamforming" v anglické technické literatuře). Beamfiorming umožňuje směrovat signály ve směru zamýšleného umístění bezdrátového zařízení (nebo zařízení), spíše než je posílat náhodně všemi směry. Ukazuje se tedy, že zaostřuje signál a výrazně zvyšuje rozsah a rychlost připojení Wi-Fi.

Ačkoli se technologie beamforming stala volitelně dostupnou se standardem 802.11n, většina výrobců však implementovala své vlastní proprietární verze této technologie. Tito prodejci stále nabízejí proprietární implementace technologie ve svých zařízeních, ale nyní budou muset zahrnout alespoň zjednodušenou a standardizovanou verzi technologie směrové signalizace, pokud chtějí podporovat technologii MU-MIMO ve své produktové řadě 802.11ac.

4. MU-MIMO podporuje omezený počet simultánních toků a zařízení

Směrovače nebo přístupové body s implementovanou technologií MU-MIMO bohužel nemohou současně obsluhovat neomezený počet streamů a zařízení. Směrovač nebo přístupový bod má svůj vlastní limit na počet toků, které obsluhuje (často 2, 3 nebo 4 toky), a tento počet prostorových toků také omezuje počet zařízení, která může přístupový bod obsluhovat současně. Například přístupový bod s podporou čtyř toků může současně obsluhovat čtyři různá zařízení nebo například odeslat jeden stream do jednoho zařízení a agregovat tři další streamy do jiného zařízení (zvýšení rychlosti díky kombinování kanálů).​

5. Uživatelská zařízení nemusí mít více antén

Stejně jako u technologie SU-MIMO mohou agregovat streamy (rychlost) pouze bezdrátová zařízení s vestavěnou podporou MU-MIMO. Na rozdíl od situace s technologií SU-MIMO však bezdrátová zařízení nemusí nutně mít více antén, aby mohla přijímat toky MU-MIMO z bezdrátových směrovačů a přístupových bodů. Pokud má vaše bezdrátové zařízení pouze jednu anténu, může přijímat pouze jeden datový tok MU-MIMO z přístupového bodu pomocí tvarování paprsku ke zlepšení příjmu.

Více antén umožní bezdrátovému uživatelskému zařízení přijímat více datových toků současně (typicky jeden stream na anténu), což bude mít jistě pozitivní vliv na výkon tohoto zařízení. Přítomnost více antén v uživatelském zařízení však negativně ovlivňuje spotřebu energie a velikost tohoto produktu, což je pro chytré telefony zásadní.

Technologie MU-MIMO však klade na klientská zařízení menší hardwarové požadavky než technicky těžkopádná technologie SU-MIMO, lze s jistotou předpokládat, že výrobci budou mnohem ochotnější vybavit své notebooky a tablety s podporou technologie MU-MIMO.​

6. Přístupové body vykonávají těžkou práci

Zavázali jsme se zjednodušit požadavky na zařízení koneční uživatelé, se vývojáři technologie MU-MIMO pokusili přesunout většinu práce se zpracováním signálu na přístupové body. Jde o další krok vpřed oproti technologii SU-MIMO, kde zátěž zpracování signálu spočívala převážně na uživatelských zařízeních. A opět to pomůže výrobcům klientských zařízení ušetřit na energii, velikosti a dalších nákladech při výrobě jejich produktových řešení s podporou MU-MIMO, což by mělo mít velmi pozitivní vliv na popularizaci této technologie.

7. I rozpočtová zařízení těží ze současného přenosu prostřednictvím více prostorových toků

Stejně jako agregace ethernetových linek (802.3ad a LACP) ani spojování toku 802.1ac nezvyšuje rychlost připojení typu point-to-point. Tito. pokud jste jediným uživatelem a máte spuštěnou pouze jednu aplikaci, budete používat pouze 1 prostorový stream.

Je však možné zvýšit celkovou šířku pásma sítě tím, že poskytuje možnost obsluhovat přístupový bod několika uživatelských zařízení současně.

Pokud však všechna uživatelská zařízení ve vaší síti podporují pouze jeden stream, pak MU-MIMO umožní vašemu přístupovému bodu obsluhovat až tři zařízení současně, namísto jednoho zařízení najednou, zatímco ostatní(pokročilejší) uživatelská zařízení budou muset čekat ve frontě.

8. Některá uživatelská zařízení mají skrytou podporu technologie MU-MIMO

Přestože v současné době stále není mnoho směrovačů, přístupových bodů nebo mobilních zařízení podporujících MU-MIMO, společnost zabývající se čipy Wi-Fi tvrdí, že někteří výrobci ve svém výrobním procesu vzali v úvahu hardwarové požadavky na podporu nové technologie pro některé ze svých zařízení pro koncové uživatele před několika lety. Poměrně snadný upgrade pro taková zařízení software přidá podporu pro technologii MU-MIMO, která by měla také urychlit popularizaci a šíření této technologie, stejně jako povzbudit společnosti a organizace, aby upgradovaly své podnikové bezdrátové sítě zařízením, které podporuje standard 802.11ac.

9. Výhodou jsou i zařízení bez podpory MU-MIMO

Ačkoli zařízení Wi-Fi musí mít podporu MU-MIMO, aby mohla používat tuto technologii, i ta klientská zařízení, která takovou podporu nemají, mohou nepřímo těžit z provozu v bezdrátové síti, kde router nebo přístupové body podporují technologii MU-MIMO. Je třeba si uvědomit, že rychlost přenosu dat po síti přímo závisí na celkové době, během které jsou účastnická zařízení připojena k rádiovému kanálu. A pokud vám technologie MU-MIMO umožňuje obsluhovat některá zařízení rychleji, znamená to, že přístupové body v takové síti budou mít více času na obsluhu jiných klientských zařízení.

10. MU-MIMO pomáhá zvýšit šířku bezdrátového pásma

Když zvýšíte rychlost připojení Wi-Fi, zvýšíte také šířku pásma bezdrátové sítě. S tím, jak jsou zařízení obsluhována rychleji, má síť více vysílacího času pro obsluhu více klientských zařízení. Technologie MU-MIMO tak dokáže výrazně optimalizovat výkon bezdrátových sítí s velkým provozem nebo velkým počtem připojených zařízení, jako jsou veřejné Wi-Fi sítě. To je skvělá zpráva, protože počet chytrých telefonů a dalších mobilních zařízení s Wi-Fi konektivitou bude pravděpodobně nadále narůstat.

11. Je podporována jakákoli šířka kanálu

Jedním ze způsobů, jak rozšířit šířku pásma Wi-Fi, je spojování kanálů, které spojuje dva sousední kanály do jediného kanálu, který je dvakrát tak široký, čímž se efektivně zdvojnásobuje rychlost připojení Wi-Fi mezi zařízením a přístupovým bodem. Standard 802.11n poskytoval podporu pro kanály do šířky 40 MHz, v původní specifikaci standardu 802.11ac byla šířka podporovaného kanálu zvýšena na 80 MHz. Aktualizovaný standard 802.11ac Wave 2 podporuje 160 MHz kanály.

Obrázek 3. 802.11ac aktuálně podporuje kanály o šířce až 160 MHz v pásmu 5 GHz

Nemělo by se však zapomínat na používání kanálů v bezdrátové síti větší šířka zvyšuje pravděpodobnost interference ve společných kanálech. Proto tento přístup nebude vždy platný správná volba nasadit všechny Wi-Fi sítě bez výjimky. Jak však vidíme, technologii MU-MIMO lze použít pro kanály libovolné šířky.

Nicméně, i když vaše bezdrátová síť používá užší 20MHz nebo 40MHz kanály, MU-MIMO jí stále může pomoci běžet rychleji. Ale o kolik rychleji bude záviset na tom, kolik klientských zařízení je třeba obsluhovat a kolik streamů každé z těchto zařízení podporuje. Tedy využití technologie MU-MIMO i bez široké související kanály může více než zdvojnásobit propustnost odchozího bezdrátového připojení pro každé zařízení.

12. Zpracování signálu zvyšuje bezpečnost

Zajímavým vedlejším efektem technologie MU-MIMO je, že router nebo přístupový bod data před odesláním vzduchem zašifruje. Je poměrně obtížné dekódovat data přenášená pomocí technologie MU-MIMO, protože není jasné, která část kódu je v kterém prostorovém toku. Ačkoli mohou být později vyvinuty speciální nástroje, které umožní jiným zařízením zachytit přenášený provoz, dnes technologie MU-MIMO účinně maskuje data z blízkých odposlouchávacích zařízení. Nová technologie tak pomáhá zlepšit zabezpečení Wi-Fi, což platí zejména pro otevřené bezdrátové sítě, jako jsou veřejné Wi-Fi sítě, a také přístupové body pracující v osobním režimu nebo využívající režim zjednodušeného ověřování uživatele (Pre-Shared Key , PSK) založené na technologiích zabezpečení Wi-Fi WPA nebo WPA2.

13. MU-MIMO je nejlepší pro pevná Wi-Fi zařízení

Technologie MU-MIMO má také jednu výhradu: nefunguje dobře s rychle se pohybujícími zařízeními, protože proces vytváření paprsku se stává složitějším a méně účinným. Proto vám MU-MIMO nemusí být schopen poskytnout významnou výhodu pro zařízení, která se ve vaší oblasti často pohybují. firemní síť. Je však třeba chápat, že tato „problémová“ zařízení by v žádném případě neměla ovlivnit ani přenos dat MU-MIMO do jiných klientských zařízení, která jsou méně mobilní, ani jejich výkon.

Přihlaste se k odběru novinek

Žijeme v době digitální revoluce, milý anonyme. Než jsme si stačili zvyknout na nějakou novou technologii, už se nám ze všech stran nabízejí ještě novější a vyspělejší. A když jsme zvědaví, zda nám tato technologie skutečně pomůže získat více rychlý internet nebo jsme prostě opět vyšlechtěni pro peníze, konstruktéři v této době vyvíjejí ještě novější technologii, kterou nám nabídnou nahradit tu současnou za pouhé 2 roky. To platí i pro anténní technologii MIMO.

Co je tato technologie - MIMO? Multiple Input Multiple Output - vícenásobný vstup vícenásobný výstup. Za prvé, technologie MIMO je komplexní řešení a neomezuje se pouze na antény. Pro lepší pochopení této skutečnosti stojí za to udělat krátkou odbočku do historie vývoje mobilních komunikací. Vývojáři stojí před úkolem přenést větší množství informací za jednotku času, tzn. zvýšit rychlost. Analogicky se systémem zásobování vodou - dodat uživateli větší objem vody za jednotku času. Můžeme to udělat zvětšením "průměru potrubí" nebo analogicky rozšířením komunikační šířky pásma. Zpočátku GSM standard byl zaostřen pro hlasový provoz a měl šířku kanálu 0,2 MHz. To stačilo. Kromě toho je zde problém poskytování víceuživatelského přístupu. Lze to vyřešit rozdělením účastníků podle frekvence (FDMA) nebo podle času (TDMA). V GSM se oba způsoby používají současně. Díky tomu máme rovnováhu mezi maximálním možným počtem účastníků v síti a minimální možnou šířkou pásma pro hlasový provoz. S rozvojem mobilního internetu se tento minimální pruh stal překážkovým pruhem pro zvýšení rychlosti. Dvě technologie založené na platformě GSM, GPRS a EDGE, dosáhly rychlostního limitu 384 kbps. Pro další zvýšení rychlosti bylo nutné současně rozšířit šířku pásma pro internetový provoz, pokud možno pomocí GSM infrastruktury. V důsledku toho byl vyvinut standard UMTS. Hlavním rozdílem je zde okamžité rozšíření šířky pásma až na 5 MHz a poskytnutí víceuživatelského přístupu - použití technologie přístupu s kódem CDMA, ve kterém několik účastníků současně pracuje na stejném frekvenčním kanálu. Tato technologie byla nazvána W-CDMA, což zdůrazňovalo, že funguje v širokém pásmu. Tento systém byl nazýván systémem třetí generace – 3G, ale zároveň je to nadstavba nad GSM. Získali jsme tedy širokou „rouru“ 5 MHz, což nám umožnilo zpočátku zvýšit rychlost na 2 Mbps.

Jak jinak můžeme zvýšit rychlost, když nemáme jak dále zvětšovat „průměr trubky“? Tok můžeme paralelizovat do několika částí, každou část vést samostatným malým potrubím a poté spojit tyto samostatné toky na přijímací straně do jednoho širokého toku. Kromě toho rychlost závisí na pravděpodobnosti chyb v kanálu. Snížením této pravděpodobnosti pomocí překódování, dopředné opravy chyb a lepších technik rádiové modulace můžeme také zvýšit rychlost. Všechny tyto novinky (spolu s rozšířením „potrubí“ zvýšením počtu přenašečů na kanál) byly důsledně využívány při dalším zlepšování standardu UMTS a dostaly název HSPA. Nejedná se o náhradu W-CDMA, ale o soft+hard upgrade této základní platformy.

Mezinárodní konsorcium 3GPP vyvíjí standardy pro 3G. Tabulka shrnuje některé funkce různých verzí tohoto standardu:

Technologie 4G LTE je kromě zpětné kompatibility se sítěmi 3G, která jí umožnila převážit nad WiMAX, schopna vyvinout ještě vyšší rychlosti, až 1Gbps a vyšší. Zde se používají ještě pokročilejší technologie pro přenos digitálního streamu do vzdušného rozhraní, jako je OFDM modulace, která se velmi dobře integruje s technologií MIMO.

Co je tedy MIMO? Paralelizací toku do několika kanálů je můžete vysílat různými způsoby přes několik antén „vzduchem“ a přijímat je stejnými nezávislými anténami na přijímací straně. Získáme tak několik nezávislých „potrubí“ přes vzduchové rozhraní bez rozšiřujících pásem. To je hlavní myšlenka MIMO. Když se rádiové vlny šíří v rádiovém kanálu, je pozorováno selektivní slábnutí. To je zvláště patrné v hustých městských oblastech, pokud je účastník v pohybu nebo na okraji oblasti mobilní sítě. Slábnutí v každé prostorové "potrubě" nenastává současně. Pokud tedy přenášíme stejnou informaci přes dva MIMO kanály s malým zpožděním, když jsme na ně předtím vložili speciální kód (metoda Alamuoti, překrývající kód ve formě magického čtverce), můžeme obnovit ztracené symboly na přijímací straně, což odpovídá zlepšení signálu / šumu až o 10-12 dB. Ve výsledku tato technologie opět vede ke zvýšení rychlosti. Ve skutečnosti se jedná o dobře známý příjem rozmanitosti (Rx Diversity) organicky zabudovaný do technologie MIMO.

Nakonec musíme pochopit, že MIMO musí být podporováno na základně i na našem modemu. Obvykle ve 4G je počet MIMO kanálů násobkem dvou - 2, 4, 8 (ve Wi-Fi systémech se rozšířil tříkanálový systém 3x3) a doporučuje se, aby se jejich počet shodoval jak na základně, tak na modem. Pro nápravu této skutečnosti je MIMO definováno s přijímacími∗vysílacími kanály - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO atd. Zatím se zabýváme především 2x2 MIMO.

Jaké antény se používají v technologii MIMO? Tento konvenční antény, měly by být jen dva (pro 2x2 MIMO). K oddělení kanálů se používá ortogonální, tzv. X-polarizace. V tomto případě je polarizace každé antény vzhledem k vertikále posunuta o 45 ° a vůči sobě navzájem - 90 °. Takový úhel polarizace staví oba kanály na stejnou úroveň, protože při horizontální / vertikální orientaci antén by jeden z kanálů nevyhnutelně dostával větší útlum vlivem zemského povrchu. Zároveň vám 90° polarizační posun mezi anténami umožňuje oddělit kanály od sebe nejméně o 18-20 dB.

Pro MIMO potřebujeme vy i já modem se dvěma anténními vstupy a dvěma anténami na střeše. Otevřenou otázkou však zůstává, zda je tato technologie podporována základna. Ve standardech 4G LTE a WiMAX je taková podpora dostupná jak na straně předplatitelských zařízení, tak na základně. V 3G síti není vše tak jednoduché. V síti již fungují tisíce neMIMO zařízení, u kterých má zavedení této technologie opačný efekt – snižuje se šířka pásma sítě. Operátoři proto s implementací MIMO všude v 3G sítích zatím nespěchají. Aby základna mohla poskytovat předplatitelům vysokou rychlost, musí mít sama dobrou přepravu, tzn. k němu by měla být připojena "tlustá trubka", nejlépe optické vlákno, což také není vždy. V sítích 3G je proto technologie MIMO v současné době v plenkách a vývoji, testují ji operátoři i uživatelé, přičemž tito nejsou vždy úspěšní. Proto se vyplatí vkládat naděje do MIMO antén pouze v sítích 4G. Na okraji oblasti pokrytí buněk můžete použít antény s vysokým ziskem, jako jsou reflektory, pro které jsou již komerčně dostupné MIMO zdroje.

V WiFi sítě Technologie MIMO je pevně stanovena ve standardech IEEE 802.11n a IEEE 802.11ac a je již podporována mnoha zařízeními. Zatímco jsme svědky příchodu technologie 2x2 MIMO do 3G-4G sítě, vývojáři nesedí. Již nyní jsou vyvíjeny technologie 64x64 MIMO s chytrými anténami s adaptivním vyzařovacím diagramem. Tito. pokud se přesuneme z pohovky do křesla nebo půjdeme do kuchyně, náš tablet si toho všimne a natočí vestavěný anténní vzor správným směrem. Bude v té době někdo potřebovat tyto stránky?

Mobilní data LTE patří ke generaci 4G . Díky tomu se rychlost a efektivita přenosu dat zvýší asi 10krát ve srovnání s 3G síť. Často se však stává, že rychlost příjmu a vysílání, a to i nové generace, ponechává mnoho přání. To přímo závisí na kvalitě signálu, který přichází ze základnové stanice. K vyřešení tohoto problému se používají externí antény.

svým designem, LTE antény mohou být: konvenční a MIMO ( dvojnásobek) . S konvenčním systémem lze dosáhnout rychlosti až 50 Mbps. MIMO Tuto rychlost však může zdvojnásobit. To se provádí instalací dvou antén umístěných na jednom systému (krabice). krátká vzdálenost od sebe navzájem. Současně přijímají a vysílají signál dvěma samostatnými kabely do přijímače. Díky tomu dochází k takovému nárůstu rychlosti.

MIMO (Vícenásobný vstup Vícenásobný výstup -více vstupů více výstupů) je technologie používaná v bezdrátových komunikačních systémech (WIFI, WIFI-MAX, celulární komunikační sítě), které mohou výrazně zlepšit spektrální účinnost systému, maximální rychlost přenosu dat a kapacitu sítě. Hlavním způsobem, jak dosáhnout výše uvedených výhod, je přenášet data ze zdroje do cíle prostřednictvím více rádiových spojů, odkud má technologie své jméno.

Vlastnosti šíření rádiových vln

Vlny vysílané různými bezdrátovými rádiovými systémy v rozsahu nad 100 MHz se v mnoha ohledech chovají jako světelné paprsky. Když se rádiové vlny během šíření setkají s povrchem, v závislosti na materiálu a velikosti překážky se část energie pohltí, část projde a zbytek se odrazí. Navíc odražené a přenášené energie signálu mohou změnit směr jejich energie další šíření a samotný signál je rozdělen do několika vln. Každá z vln dopadajících na přijímač tvoří tzv. cestu šíření signálu. Navíc díky tomu, že se odrážejí různé vlny jiné číslo překážky a cestovat na různé vzdálenosti, různé cesty mají různý čas zpoždění .

Distribuce energie signálu při interakci s překážkou

V podmínkách husté městské zástavby, kvůli velkému množství překážek, jako jsou budovy, stromy, auta atd., často nastává situace, kdy mezi účastníky zařízení (SLEČNA)a antény základnové stanice (BTS) není přímá viditelnost. V tomto případě je jediným způsobem, jak dosáhnout signálu přijímače, odražené vlny. Jak je však uvedeno výše, opakovaně odrážený signál již nemá počáteční energii a může dorazit se zpožděním. Zvláštní obtíž je také způsobena skutečností, že předměty nezůstávají vždy nehybné a situace se může v průběhu času výrazně změnit. To vyvolává problém multipathšíření signál - jeden z nejvýznamnějších problémů v bezdrátových komunikačních systémech.

Pro boj s vícecestným šířením signálů se používá Receive Diversity - diverzita příjem .

Jeho podstata spočívá v tom, že k příjmu signálu se nepoužívá jedna, ale obvykle dvě antény umístěné ve vzájemné vzdálenosti. Příjemce tedy nemá jednu, ale dvě kopie přenášeného signálu, které přicházely různými způsoby. To umožňuje shromáždit více energie z původního signálu, protože vlny přijímané jednou anténou nemusí být přijímány druhou anténou a naopak. Toto organizační schéma rádiového rozhraní lze nazvat Single Input Multiple Output (SIMO). Lze použít i obrácený přístup: když se několik antén používá pro vysílání a jedna pro příjem, toto schéma se nazývá Multiple Input Single Output (MISO).

V důsledku toho se dostáváme ke schématu MIMO (Multiple Input Multiple Output). V tomto případě je instalováno několik antén pro vysílání a příjem. Na rozdíl od výše uvedených schémat však toto schéma diverzity umožňuje nejen řešit vícecestné šíření signálu, ale také díky použití několika antén pro vysílání a příjem může být každému páru vysílacích / přijímacích antén přiřazena samostatná cesta pro přenos informací. . V důsledku toho je teoreticky možné zvýšit rychlost přenosu dat tolikrát, kolikrát přídavné antény bude použito.

Jak MIMO funguje

Jak bylo uvedeno výše, organizace MIMO technologie vyžaduje instalaci několika antén na vysílací a přijímací straně. Obvykle je na vstupu a výstupu systému instalován stejný počet antén v tomto případě je dosaženo maximální rychlost přenos dat. Pro zobrazení počtu přijímacích a vysílacích antén spolu s názvem technologie "MIMO"běžně označované jako "AxB",kde A je počet antén na vstupu systému a B je na výstupu.

Aby MIMO technologie fungovala, jsou nutné některé změny ve struktuře vysílače oproti konvenční systémy. V první řadě je na vysílací straně potřeba dělič toku, který rozdělí data určená k přenosu do více nízkorychlostních dílčích toků, jejichž počet závisí na počtu antén. Například pro MIMO 2x2 a vstupní datovou rychlost 100 Mbps vytvoří dělič 2 toky po 50 Mbps. Dále musí být každý z těchto toků přenášen prostřednictvím vlastní antény. V jednom z možných způsobů organizace MIMO technologie je signál přenášen z každé antény s jinou polarizací, což umožňuje jeho identifikaci při příjmu.

Na přijímací straně přijímá signál z rádia několik antén. Kromě toho jsou antény na přijímací straně také instalovány s určitou prostorovou diverzitou, díky které je zajištěn diverzitní příjem. Přijímané signály jsou přiváděny do přijímačů, jejichž počet odpovídá počtu antén a přenosových cest. Navíc každý z přijímačů přijímá signály ze všech antén systému. Každá z těchto sčítaček extrahuje z celkového toku energii signálu pouze cesty, za kterou je odpovědná. V závislosti na tom, jak systém funguje, se může přenášený signál poté opakovat určitý čas, nebo přenášeny s mírným zpožděním přes jiné antény.

Výše diskutovaný princip organizace rádiové komunikace se týká tzv. Single user MIMO (SU-MIMO), kde je pouze jeden vysílač a přijímač informací. V tomto případě může vysílač i přijímač jednoznačně koordinovat pouze své akce. Takové schéma je vhodné například pro organizaci komunikace v domácí kanceláři mezi dvěma zařízeními. Většina systémů, jako jsou WI-FI, WIMAX, mobilní komunikační systémy jsou zase víceuživatelské, tzn. mají jediné centrum a několik vzdálených objektů, s každým z nich je nutné zorganizovat rádiové spojení. V tomto případě jsou vyřešeny dva problémy: na jedné straně základnová stanice vysílá signál mnoha účastníkům prostřednictvím stejné anténní systém(MIMO vysílání), a zároveň přijímá signál přes stejné antény od několika předplatitelů (MIMO MAC - Multiple Access Channels).

Organizační princip technologie MIMO

Aplikace MIMO

Technologie MIMO v posledním desetiletí je jednou z nejvíce skutečnými způsoby zvýšení propustnosti a kapacity bezdrátových komunikačních systémů. Zvažte některé příklady použití MIMO v různé systémy spojení.

Standard WiFi 802.11n je jedním z nejvýraznějších příkladů využití technologie MIMO. Podle něj umožňuje udržovat rychlosti až 300 Mbps. Navíc předchozí standard 802.11g umožňoval poskytovat pouze 50 Mbps. Kromě zvýšení datové rychlosti vám nový standard díky MIMO umožňuje také poskytovat nejlepší výkon kvalitu služeb v místech s nízkou silou signálu.

Standard WiMAX má také dvě verze, které uživatelům přinášejí nové možnosti pomocí technologie MIMO. První, 802.16e, poskytuje mobilní širokopásmové služby. Umožňuje přenášet informace rychlostí až 40 Mbps ve směru od základnové stanice k účastnickému zařízení. MIMO je však považováno za možnost v 802.16e a používá se v nejjednodušší konfiguraci 2x2. V příštím vydání je 802.16m MIMO považováno za povinnou technologii s možnou konfigurací 4x4. V tomto případě lze WiMAX již připsat celulárním komunikačním systémům, konkrétně jejich čtvrté generaci (kvůli vysoká rychlost přenos dat). V případě mobilního použití lze teoreticky dosáhnout 100 Mbps. V pevné verzi může rychlost dosáhnout 1 Gbps.

Největší zájem je o použití technologie MIMO v celulárních komunikačních systémech. Tato technologie našla své uplatnění již od třetí generace celulárních komunikačních systémů. Například ve standardu UMTS, v Rel. 6, používá se ve spojení s technologií HSPA s podporou rychlostí až 20 Mbps a v Rel. 7 - s HSPA+, kde rychlosti přenosu dat dosahují 40 Mbps. MIMO však nenašlo široké uplatnění v systémech 3G.

4G systémy, konkrétně LTE, také umožňují použití MIMO v konfiguraci až 8x8. To teoreticky umožňuje přenášet data ze základnové stanice k účastníkovi přes 300 Mbps. Důležitým pozitivním bodem je také stabilní kvalita spojení i na okraji buňky. V tomto případě bude i ve značné vzdálenosti od základnové stanice nebo když jste ve vzdálené místnosti pozorován pouze mírný pokles rychlosti přenosu dat.

Technologie MIMO tak nachází uplatnění téměř ve všech systémech bezdrátového přenosu dat. A jeho potenciál nebyl vyčerpán. Nové možnosti konfigurace antény jsou již vyvíjeny, až do 64x64 MIMO. To umožní v budoucnu dosáhnout ještě vyšších datových rychlostí, kapacity sítě a spektrální účinnosti.

S ohledem na uvedení nových bezdrátových zařízení s podporou technologie MU-MIMO, zejména s uvedením UniFi AC HD (UAP-AC-HD), je potřeba objasnit, co to je a proč starý hardware nepodporuje tuto technologii.

Co je 802.11ac?

Standard 802.11ac je transformací bezdrátové technologie, která nahrazuje předchozí generaci v podobě standardu 802.11n.

Příchod 802.11n měl firmám umožnit používat tuto technologii všude jako alternativu ke konvenčnímu kabelovému připojení pro práci uvnitř. lokální síť(LAN).

802.11ac je dalším krokem ve vývoji bezdrátové technologie. Teoreticky může nový standard poskytnout rychlost přenosu dat až 6,9 Gbps v pásmu 5 GHz. To je 11,5násobek rozsahu přenosu dat 802.11n.

Nový standard je dostupný ve dvou verzích: Wave 1 a Wave 2. Níže naleznete srovnávací tabulka podle současných norem.

Jaký je rozdíl mezi Wave 1 a Wave 2?

Produkty 802.11ac Wave 1 jsou na trhu přibližně od poloviny roku 2013. Nová revize normy vychází z předchozí verze standard, ale s některými velmi významnými změnami, jmenovitě:

• Vylepšený výkon z 1,3 Gbps na 2,34 Gbps;
• Přidána podpora pro Multi User MIMO (MU-MIMO);
• Použití širokých kanálů na 160 MHz je povoleno;
• Čtvrtý prostorový proud (Spatial Stream) pro vyšší výkon a stabilitu;
• Více kanálů v pásmu 5 GHz;

Co přesně jsou vylepšení Wave 2 pro skutečného uživatele?

Růst šířky pásma má pozitivní vliv na aplikace, které jsou citlivé na šířku pásma a zpoždění v rámci sítě. Jde především o přenos streamovaného hlasového a video obsahu, dále o zvýšení hustoty sítě a nárůst počtu klientů.

MU-MIMO poskytuje skvělé příležitosti pro rozvoj „Internetu věcí“ (Internet of Things, IoT), kdy jeden uživatel může připojit více zařízení současně.

Technologie MU-MIMO umožňuje více současných downstreamů a poskytuje simultánní služby více zařízením najednou, což zlepšuje výkon sítě jako celku. MU-MIMO má také pozitivní vliv na latenci, poskytuje více rychlé připojení a zákaznickou zkušenost obecně. Vlastnosti technologie navíc umožňují připojit k síti ještě větší počet současných klientů než v předchozí verzi standardu.

Použití šířky kanálu 160 MHz vyžaduje určité podmínky (nízký výkon, nízké šumové číslo atd.) a kanál může poskytnout obrovské zvýšení výkonu při přenosu velkého množství dat. Pro srovnání, 802.11n může poskytnout až 450 Mb/s kanálovou rychlost, novější 802.11ac Wave 1 až 1,3 Gb/s, zatímco 802.11ac Wave 2 s kanálem 160 MHz může poskytnout až 2,3 Gb/s kanálovou rychlost.

V předchozí generaci standardu bylo povoleno použití 3 antén transceiveru, nová revize přidává 4. stream. Tato změna zlepšuje dosah a stabilitu připojení.

V pásmu 5 GHz je celosvětově využíváno 37 kanálů. Některé země mají omezený počet kanálů, některé ne. 802.11ac Wave 2 umožňuje více kanálů, což umožňuje více zařízením pracovat současně na jednom místě. Navíc je potřeba více kanálů pro široké kanály 160 MHz.

Existují nějaké nové kanálové sazby v 802.11ac Wave 2?

Nový standard přebírá standardy zavedené od prvního vydání. Stejně jako dříve závisí rychlost na počtu proudů a šířce kanálu. Maximální modulace zůstala nezměněna – 256 QAM.

Pokud dříve byly pro rychlost kanálu 866,6 Mbit vyžadovány 2 toky a šířka kanálu 80 MHz, nyní lze této rychlosti kanálu dosáhnout pouze pomocí jednoho toku, přičemž rychlost kanálu se zvýší o dva - z 80 na 160 MHz.

Jak vidíte, žádné zásadní změny se nekonaly. V souvislosti s podporou 160 MHz kanálů se zvýšily i maximální přenosové rychlosti - až na 2600 Mbps.

V praxi je skutečná rychlost přibližně 65 % kanálu (PHY Rate).

Pomocí 1 streamu, modulace 256 QAM a kanálu 160 MHz lze dosáhnout skutečnou rychlost asi 560 Mbps. V souladu s tím 2 toky poskytnou směnný kurz ~1100 Mbps, 3 toky - 1,1-1,6 Gbps.

Jaká pásma a kanály používá 802.11ac Wave2?

V praxi Waves 1 a Waves 2 fungují výhradně v pásmu 5 GHz. Frekvenční rozsah závisí na regionální omezení zpravidla se používají pásma 5,15-5,35 GHz a 5,47-5,85 GHz.

V USA je pro bezdrátové sítě 5 GHz přiděleno pásmo 580 MHz.

802.11ac, stejně jako dříve, může používat kanály na 20 a 40 MHz, zároveň lze dobrého výkonu dosáhnout pouze s použitím 80 MHz nebo 160 MHz.

Protože v praxi není zdaleka vždy možné použít souvislé pásmo 160 MHz, standard počítá s režimem 80 + 80 MHz, který rozdělí pásmo 160 MHz na 2 různá pásma. To vše přidává větší flexibilitu.

Vezměte prosím na vědomí, že standardní kanály pro 802.11ac jsou 20/40/80 MHz.

Proč existují dvě vlny 802.11ac?

IEEE implementuje standardy ve vlnách s technologickým pokrokem. Tento přístup umožňuje průmyslu okamžitě vydávat nové produkty, aniž by čekalo na dokončení té či oné funkce.

První vlna 802.11ac poskytla významný krok vpřed oproti 802.11n a položila základy pro budoucí vývoj.

Kdy bychom měli očekávat produkty 802.11ac Wave 2?

Podle původních předpovědí analytiků by se první produkty na spotřebitelské úrovni měly začít prodávat již v polovině roku 2015. Podniková a operátorská řešení vyšší úrovně obvykle vycházejí se zpožděním 3-6 měsíců, stejně jako tomu bylo u první vlny standardu.

Spotřebitelské i komerční třídy jsou obvykle vydány před zahájením certifikace WFA (Wi-Fi Alliance) (druhá polovina roku 2016).

Od února 2017 není počet zařízení podporujících 802.11ac W2 tak vysoký, jak bychom si přáli. Zejména z Mikrotiku a Ubiquitu.

Budou se zařízení Wave 2 výrazně lišit od Wave 1?

V případě nového standardu je zachován obecný trend minulých let - smartphony a notebooky se vyrábějí s 1-2 streamy, 3 streamy jsou určeny pro náročnější úkoly. Nemá praktický smysl implementovat plnou funkčnost standardní na všech zařízeních.

Je Wave 1 kompatibilní s Wave 2?

První vlna umožňuje 3 streamy a kanály až do 80 MHz, v této části jsou klientská zařízení a přístupové body plně kompatibilní.

Pro implementaci funkcí druhé generace (160 MHz, MU-MIMO, 4 streamy) musí klientské zařízení i přístupový bod podporovat nový standard.

Přístupové body nové generace jsou kompatibilní s klientskými zařízeními 802.11ac Wave 1, 802.11na 802.11a.

Tak používejte další funkce adaptér druhé generace nebude fungovat s bodem první generace a naopak.

Co je MU-MIMO a k čemu slouží?

MU-MIMO je zkratka pro "multiuser multiple input, multiple output". Ve skutečnosti jde o jednu z klíčových inovací druhé vlny.

Aby MU-MIMO fungovalo, musí jej podporovat klient i AP.

Stručně řečeno, přístupový bod může současně odesílat data na více zařízení najednou, zatímco předchozí standardy umožňovaly odesílání dat pouze jednomu klientovi v určitou dobu.

Ve skutečnosti je konvenční MIMO SU-MIMO, tzn. SingleUser, MIMO pro jednoho uživatele.

Zvažte příklad. Je zde bod se 3 toky (3 Prostorové toky / 3SS) a jsou k němu připojeni 4 klienti: 1 klient s podporou 3SS, 3 klienti s podporou 1SS.

Přístupový bod rozděluje čas rovnoměrně mezi všechny klienty. Při práci s prvním klientem bod využívá 100 % svých možností, protože klient podporuje i 3SS (MIMO 3x3).

Zbývajících 75 % času bod pracuje se třemi klienty, z nichž každý využívá pouze 1 stream (1SS) ze 3 dostupných. Přístupový bod přitom využívá pouze 33 % svých možností. Čím více takových klientů, tím menší efektivita.

V konkrétním příkladu bude průměrná rychlost kanálu 650 Mbps:

(1300 + 433,3 + 433,3 + 433,3)/4 = 650

V praxi to bude znamenat průměrnou rychlost asi 420 Mbps, z možných 845 Mbps.

Nyní se podívejme na příklad pomocí MU-MIMO. Máme bod druhé generace využívající 3x3 MIMO, rychlost kanálu zůstane nezměněna - 1300 Mbps pro šířku kanálu 80 MHz. Tito. Zároveň klienti, stejně jako dříve, nemohou používat více než 3 kanály.

Celkový počet klientů je nyní 7, přičemž přístupový bod je rozdělil do 3 skupin:

1. jeden 3SS klient;
2. tři klienti 1SS;
3. jeden 2SS klient + jeden 1SS;
4. jeden 3SS klient;

Výsledkem je 100% implementace schopností AP. Klient z první skupiny používá všechny 3 toky, klienti z jiné skupiny používají jeden kanál a tak dále. Průměrná rychlost kanálu bude 1300 Mbps. Jak vidíte, na výstupu to dalo dvojnásobný nárůst.

Je bod MU-MIMO kompatibilní se staršími klienty?

Bohužel ne! MU-MIMO není kompatibilní s první verzí protokolu, tzn. aby tato technologie fungovala, vaše klientská zařízení musí podporovat druhou verzi.

Rozdíly mezi MU-MIMO a SU-MIMO

V SU-MIMO přenáší přístupový bod data vždy pouze jednomu klientovi. S MU-MIMO může přístupový bod přenášet data více klientům najednou.

Kolik klientů je současně podporováno v MU-MIMO?

Standard umožňuje současnou údržbu až 4 zařízení. Celkový maximální počet vláken může být až 8.

V závislosti na konfiguraci zařízení je možná široká škála možností, například:

• 1+1: dva klienti, každý s jedním streamem;
• 4+4: dva klienti, každý používá 4 toky;
• 2+2+2+2: čtyři klienti, 2 streamy pro každého;
• 1+1+1: tři klienti v jednom streamu;
• 2+1, 1+1+1+1, 1+2+3, 2+3+3 a další kombinace.

Vše závisí na hardwarové konfiguraci, obvykle zařízení používají 3 streamy, proto může bod obsluhovat až 3 klienty současně.

Je také možné použít 4 antény v konfiguraci MIMO 3x3. Čtvrtá anténa je v tomto případě přídavná, neimplementuje další stream. V tomto případě bude možné současně obsluhovat 1 + 1 + 1, 2 + 1 nebo 3SS, ale ne 4.

Je MU-MIMO podporováno pouze pro stahování?

Ano, standard podporuje pouze Downlink MU-MIMO, tzn. bod může současně přenášet data více klientům. Ale tečka nemůže zároveň „naslouchat“.

Implementace Uplink MU-MIMO byla krátkodobě považována za nemožnou, takže tato funkce bude přidána pouze ve standardu 802.11ax, jehož vydání je naplánováno na roky 2019-2020.

Kolik streamů je podporováno v MU-MIMO?

Jak bylo uvedeno výše, MU-MIMO může pracovat s libovolným počtem streamů, ale ne více než 4 na klienta.

Pro kvalitní provoz víceuživatelského přenosu norma doporučuje přítomnost řady antén, více proudy. V ideálním případě by pro MIMO 4x4 měly být 4 antény pro příjem a stejný počet pro vysílání.

Je nutné pro nový standard použít speciální antény?

Konstrukce antén zůstala stejná. Stejně jako dříve můžete použít jakékoli kompatibilní antény určené pro použití v pásmu 5 GHz pro 802.11a/n/ac.

Druhá verze také přidala Beamforming, co to je?

Technologie Beamforming umožňuje změnit vyzařovací diagram a přizpůsobit jej konkrétnímu klientovi. Bod za provozu analyzuje signál od klienta a optimalizuje jeho vyzařování. Během procesu tvarování paprsku lze použít další anténu.

Dokáže přístupový bod 802.11ac Wave 2 zvládnout 1 Gb provozu?

Potenciálně jsou přístupové body nové generace schopny zvládnout takový tok provozu. Skutečná propustnost závisí na řadě faktorů, počínaje počtem podporovaných streamů, dosahem komunikace, přítomností překážek a konče přítomností rušení, kvalitou přístupového bodu a klientského modulu.

Jaká frekvenční pásma se používají v 802.11ac Wave?

Volba provozní frekvence závisí výhradně na místní legislativě. Seznam kanálů a frekvencí se neustále mění, níže jsou údaje pro USA (FCC) a Evropu k lednu 2015.

V Evropě je povoleno použití šířky kanálu větší než 40 MHz, takže z hlediska nového standardu nedochází k žádným změnám, platí pro něj všechna stejná pravidla jako pro předchozí standard.

Online kurz síťových technologií

Doporučuji kurz Dmitrije Skoromnova "". Kurz není vázán na vybavení žádného výrobce. Poskytuje základní znalosti, které by měl mít každý správce systému. Bohužel mnoho administrátorů i s 5letou praxí často nemá ani polovinu těchto znalostí. vím prostá řeč je pokryto mnoho různých témat. Například: OSI model, zapouzdření, kolize a broadcast domény, přepínací smyčka, QoS, VPN, NAT, DNS, Wi-Fi a mnoho dalších témat.

Samostatně si všimnu tématu IP adresování. Jednoduše popisuje, jak vytvořit překlady desítková soustava počet na binární a naopak, výpočet podle IP adresy a masky: síťová adresa, broadcast adresa, počet síťových hostitelů, podsítě a další témata související s IP adresováním.

Kurz má dvě verze: placenou a zdarma.