WIFI kablosuz ağlarda MIMO veri iletim teknolojisi

IEEE 802.11n WiFi standardına dayalı teknoloji.

Wi - Hayat WiFi teknolojisine kısa bir genel bakış sunar IEEE 802.11n .
Bizim için genişletilmiş bilgi video yayınları.

Birinci WiFi 802.11n cihazlarının üretimi birkaç yıl önce piyasaya çıktı. MIMO teknolojisi ( MIMO - çoklu giriş / çoklu çıkış -çoklu giriş/çoklu çıkış), 802.11n'nin çekirdeğidir. Birçok ayrı iletim ve alım yoluna sahip bir radyo sistemidir. MIMO sistemleri, verici ve alıcı sayıları kullanılarak tanımlanır. WiFi 802.11n standardı, 1x1'den 4x4'e kadar bir dizi olası kombinasyon tanımlar.

Örneğin bir ofis, atölye, hangar, hastane gibi iç mekanlarda tipik bir Wi-Fi ağı kurulumunda, radyo sinyali duvarlar, kapılar ve diğer engeller nedeniyle verici ve alıcı arasındaki en kısa yolu nadiren kullanır. Bu ortamların çoğu, ışığı yansıtan bir ayna gibi radyo sinyalini (elektromanyetik dalga) yansıtan birçok farklı yüzeye sahiptir. Yansımadan sonra, orijinalin birden çok kopyası oluşturulur. wifi sinyali. Bir WiFi sinyalinin birden çok kopyası, vericiden alıcıya farklı yollardan geçtiğinde, en kısa yol ilk olur ve sonraki kopyalar (veya yankılar) daha sonra gelir. uzun yollar. Buna çok yollu sinyal yayılımı (çok yollu) denir. Çoklu dağıtım koşulları sürekli olarak değişmektedir. Wi-Fi cihazları genellikle hareket eder (kullanıcının elinde Wi-Fi bulunan bir akıllı telefon), parazit yaratan çeşitli nesnelerin (insanlar, arabalar vb.) etrafında hareket eder. Sinyaller geldiğinde farklı zaman ve farklı açılarda bu, bozulmaya ve olası sinyal zayıflamasına neden olabilir.

WiFi 802.11n'nin MIMO ile desteklendiğini unutmamak önemlidir. ve çok sayıda alıcı, çok yollu ve yıkıcı girişimin etkisini azaltabilir, ancak her durumda, çok yollu koşulları mümkün olan en kısa sürede azaltmak daha iyidir. Biri vurgular- antenleri metal nesnelerden mümkün olduğunca uzak tutun (özellikle dairesel veya çok yönlü radyasyon modeline sahip çok yönlü WiFi antenleri).

Gerekli tüm Wi-Fi istemcilerinin ve WiFi Erişim Noktalarının MIMO açısından aynı olmadığını açıkça anlayın.
1x1, 2x1, 3x3 istemcileri vb. Örneğin, akıllı telefon gibi mobil cihazlar genellikle MIMO 1x 1'i, bazen 1x 2'yi destekler. Bunun nedeni iki temel sorundur:
1. düşük güç tüketimi ve uzun pil ömrü sağlama ihtiyacı,
2. Birden fazla anteni küçük bir mahfaza içinde yeterli ayırma ile düzenlemenin zorluğu.
Aynısı diğer mobil cihazlar için de geçerlidir: tablet bilgisayarlar, PDA vb.

Üst düzey dizüstü bilgisayarlar artık sıklıkla 3x3'e kadar MIMO'yu destekliyor ( Macbook pro ve benzeri).

Haydi ana türleri göz önünde bulundurun WiFi ağlarında MIMO.
Şimdilik, verici ve alıcı sayısı ayrıntılarını atlayacağız. İlkeyi anlamak önemlidir.

İlk tip: Bir WiFi cihazında sinyal alırken çeşitlilik

Alıcı noktasında en az iki ilişkili anten çeşitleme alıcısı varsa,
o zaman en iyi sinyalleri seçmek için her alıcıdaki tüm kopyaları analiz etmek oldukça gerçekçidir.
Ayrıca, bu sinyallerle çeşitli manipülasyonlar gerçekleştirilebilir, ancak öncelikle ilgilendiğimiz
bunları MRC teknolojisi (Maksimum Oran Kombine) kullanarak birleştirme imkanı. MRC teknolojisi daha sonra daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

İkinci tip: Bir WiFi cihazına sinyal gönderirken çeşitlilik

Gönderme noktasında anten çeşitliliğine sahip en az iki bağlı WiFi vericisi varsa, bilgilerin kopya sayısını artırmak, iletim güvenilirliğini artırmak ve veri kaybı durumunda radyo kanalında verileri yeniden gönderme ihtiyacını azaltmak için bir grup özdeş sinyal göndermek mümkün hale gelir.

Üçüncü tip: Bir WiFi Aygıtında Sinyallerin Mekansal Çoklaması
(sinyal birleştirme)

Gönderme noktasında ve alma noktasında anten çeşitliliğine sahip en az iki bağlı WiFi vericisi varsa, bu tür bilgi akışlarını, toplam bant genişliği, oluştuğu bireysel akışların toplamı olma eğiliminde olan bir veri iletim kanalında sanal olarak birleştirme olasılığını yaratmak için farklı sinyaller üzerinden bir dizi farklı bilgi göndermek mümkün hale gelir. Buna Mekansal Çoğullama denir. Ancak burada, büyük bir değer gerektiren tüm ilk sinyallerin niteliksel olarak ayrılma olasılığını sağlamak son derece önemlidir. SNR - sinyal gürültü oranı.

MRC Teknolojisi (birleştirilmiş maksimum oran ) birçok modern Erişim Noktasında kullanılır Wifi kurumsal sınıf.
MRC yönünde sinyal seviyesini yükseltmeyi amaçlamaktadır. Wifi Hotspot'a istemci Wi-Fi erişimi 802.11.
Çalışma algoritması MRC çok yollu yayılma sırasında tüm doğrudan ve yeniden yansıyan sinyallerin birkaç anten ve alıcıda toplanmasını ifade eder. Ayrıca, özel bir işlemci ( DSP ) her alıcıdan en iyi sinyali seçer ve kombinasyonu gerçekleştirir. Aslında matematiksel işleme, sinyallerin eklenmesiyle pozitif girişim yaratmak için sanal bir faz kayması uygular. Böylece, ortaya çıkan toplam sinyal, özellikler açısından tüm orijinal olanlardan çok daha iyidir.

MRC standart ağdaki düşük güçlü mobil cihazlar için çok daha iyi çalışma koşulları sağlamaya olanak tanır Wifi .

İÇİNDE WiFi sistemleri 802.11n Çoklu yolun avantajları, birden fazla radyo sinyalini aynı anda iletmek için kullanılır. Bu sinyallerin her biri, " mekansal akışlar”, ayrı bir verici kullanılarak ayrı bir antenden gönderilir. Antenler arasındaki mesafe nedeniyle, her sinyal alıcıya biraz farklı bir yol izler. Bu etki denir mekansal çeşitlilik". Alıcı ayrıca, gelen sinyalleri bağımsız olarak çözen kendi ayrı radyolarına sahip çok sayıda antenle donatılmıştır ve her sinyal, diğer alıcı radyolardan gelen sinyallerle birleştirilir. Sonuç olarak, birden fazla veri akışı aynı anda alınır. Bu, eski 802.11 WiFi sistemlerinden önemli ölçüde daha yüksek verim sağlar, ancak 802.11n özellikli bir istemci gerektirir.

Şimdi bu konuyu biraz daha derinlemesine inceleyelim:
Wi-Fi cihazlarında MIMO sonraki gönderim için uzamsal çoğullama kullanılarak tüm gelen bilgi akışını birkaç farklı veri akışına bölmek mümkündür. Birden fazla verici ve anten, farklı akışları bir arada göndermek için kullanılır. frekans kanalı. Bu, bazı metin deyimlerinin iletilebileceği şekilde görselleştirilebilir, böylece ilk kelime bir verici aracılığıyla, ikincisi başka bir verici aracılığıyla gönderilir ve bu böyle devam eder.
Doğal olarak, alıcı taraf tam seçim için aynı işlevselliği (MIMO) desteklemelidir. çeşitli sinyaller, tekrar uzamsal çoğullama kullanarak yeniden birleştirme ve birleştirme. Böylece orijinali geri yükleme fırsatı buluyoruz bilgi akışı. Sunulan teknoloji, büyük bir veri akışını daha küçük akışlara bölmeye ve bunları birbirinden ayrı olarak iletmeye izin verir. Genel olarak bu, radyo ortamını ve özellikle Wi-Fi için ayrılan frekansları daha verimli kullanmayı mümkün kılar.

WiFi 802.11n teknolojisi ayrıca MIMO'nun, verici hüzmesi oluşturmayı kullanarak alıcıda SNR'yi iyileştirmek için nasıl kullanılabileceğini de tanımlar. Bu teknikle, alıcıda alınan sinyalin parametrelerinin iyileştirilmesi için her bir antenden sinyal gönderme sürecini kontrol etmek mümkündür. Başka bir deyişle, birden fazla veri akışı göndermeye ek olarak, alıcı noktada daha yüksek bir SNR ve sonuç olarak müşteride daha yüksek bir veri hızı elde etmek için birden çok verici kullanılabilir.
Aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:
1. Wi-Fi 802.11n standardında tanımlanan huzme oluşturma prosedürü (iletim hüzmesi oluşturma), alıcıdaki sinyal durumu hakkında geri bildirim almak için alıcıyla (aslında istemci cihazla) işbirliği gerektirir. Burada, kanalın her iki tarafında - hem vericide hem de alıcıda - bu işlevsellik için desteğe sahip olmak gerekir.
2. Bu prosedürün karmaşıklığından dolayı, hem uçbirimlerin hem de Erişim Noktalarının yanında ilk nesil 802.11n yongalarda hüzmeleme kontrolü (iletim hüzmesi oluşturma) desteklenmiyordu. Şu anda, istemci cihazlar için mevcut yongaların çoğu da bu işlevi desteklemiyor.
3. Ağ çözümleri var Wifi , istemci cihazlardan geri bildirim almanıza gerek kalmadan Erişim Noktalarındaki radyasyon modelini tam olarak kontrol etmenizi sağlar.

Yeni özellikli makaleler yayınlandığında veya sitede yeni materyaller göründüğünde duyuruları almayı teklif ediyoruz.

grubumuza katılın

En önemli ve önemli yeniliklerden biri Son 20 yılda Wi-Fi - Çoklu Kullanıcı - Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MU-MIMO) teknolojisi. MU-MIMO, son güncellemenin işlevselliğini genişletir kablosuz standart 802.11ac "2. Dalga". Kuşkusuz, bu kablosuz iletişim için çok büyük bir atılımdır. Bu teknoloji, maksimum teorik hızı artırmaya yardımcı olur kablosuz bağlantı Orijinal 802.11ac spesifikasyonundaki 3,47 Gbps'den 802.11ac Wave 2'ye yükseltmede 6,93 Gbps'ye. Bu, bugüne kadarki en karmaşık Wi-Fi özelliklerinden biridir.

Nasıl çalıştığını görelim!

MU-MIMO teknolojisi, birden çok cihazın birden çok veri akışı almasına izin vererek çıtayı yükseltir. Yaklaşık 10 yıl önce 802.11n standardı ile tanıtılan Tek Kullanıcılı MIMO'ya (SU-MIMO) dayanmaktadır.

SU-MIMO, bir çifte izin vererek bir Wi-Fi bağlantısının hızını artırır Kablosuz cihazlar aynı anda birden fazla veri akışı alın veya gönderin.

Şekil 1. SU-MIMO teknolojisi, aynı cihaza aynı anda çok kanallı giriş ve çıkış akışları sağlar. MU-MIMO teknolojisi, birden fazla cihazla eşzamanlı iletişim sağlar.

Esasen, Wi-Fi'de devrim yaratan iki teknoloji var. Bu teknolojilerden ilki olan hüzmeleme, Wi-Fi yönlendiricilerinin ve erişim noktalarının radyo kanallarını daha verimli kullanmasını sağlar. Bu teknolojinin ortaya çıkmasından önce, Wi-Fi yönlendiricileri ve erişim noktaları, her yöne sinyal göndererek ampul gibi çalıştı. sorun şuydu Sınırlı güce sahip odaklanmamış bir sinyalin Wi-Fi istemci cihazlarına ulaşması zordur.

Bir Wi-Fi yönlendiricisi veya erişim noktası, hüzmeleme teknolojisini kullanarak bir istemci cihazla konumu hakkında bilgi alışverişinde bulunur. Yönlendirici daha sonra fazını ve gücünü değiştirerek oluşturur. daha iyi sinyal. Sonuç olarak: radyo sinyalleri daha verimli kullanılır, veri aktarımı daha hızlıdır ve muhtemelen maksimum bağlantı mesafesi artar.

Hüzmeleme olanakları genişliyor. Şimdiye kadar, Wi-Fi yönlendiricileri veya erişim noktaları, doğası gereği tek görevliydi, aynı anda yalnızca bir istemci cihazdan veri gönderiyor veya alıyordu. Daha fazlası erken sürümler standart aileleri kablosuz iletim 802.11n standardı ve 802.11ac standardının ilk sürümü dahil olmak üzere 802.11 verileri, aynı anda birden çok veri akışını almak veya iletmek mümkündü, ancak şimdiye kadar bir Wi-Fi yönlendiricisinin veya erişim noktasının aynı anda birkaç istemciyle "konuşmasına" izin veren bir yöntem yoktu. Artık MU-MIMO'nun yardımıyla böyle bir fırsat ortaya çıktı.

Verileri aynı anda birden fazla istemci cihazına iletme yeteneği, kablosuz istemciler için mevcut bant genişliğini büyük ölçüde genişlettiğinden, bu gerçekten büyük bir atılımdır. MU-MIMO teknolojisi, kablosuz ağları eski yoldan ilerletir CSMA-SD, aynı anda yalnızca bir cihaza hizmet verildiğinde, birkaç cihazın aynı anda “konuşabildiği” bir sisteme. Bu örneği daha net hale getirmek için, tek şeritli bir köy yolundan geniş bir otoyola geçtiğinizi hayal edin.

Bugün, ikinci nesil 802.11ac Wave 2 kablosuz yönlendiriciler ve erişim noktaları pazarı ele geçiriyor. Wi-Fi kullanan herkes, MU-MIMO teknolojisinin nasıl çalıştığının ayrıntılarını anlar. Bu yönde öğrenmenizi hızlandıracak 13 gerçeği dikkatinize sunuyoruz.

1. MU-MIMO yalnızca kullanır"Downstream" akışı (erişim noktasından mobil cihaza).

SU-MIMO'dan farklı olarak, MU-MIMO şu anda yalnızca erişim noktasından mobil cihaza veri aktarımı. Yalnızca kablosuz yönlendiriciler veya erişim noktaları, ister her biri için bir veya daha fazla akış olsun, birden çok kullanıcıya aynı anda veri iletebilir. Kablosuz cihazların kendileri (akıllı telefonlar, tabletler veya dizüstü bilgisayarlar gibi) yine de sırayla kablosuz yönlendiriciye veya erişim noktasına veri göndermek zorundadır, ancak sıraları geldiğinde çoklu akışları iletmek için SU-MIMO teknolojisini ayrı ayrı kullanabilirler.

MU-MIMO teknolojisi, kullanıcıların yüklediğinden daha fazla veri indirdiği ağlarda özellikle faydalı olacaktır.

Belki gelecekte Wi-Fi teknolojisinin bir versiyonu uygulanacaktır: 802.11ax MU-MIMO yönteminin "Yukarı Akış" trafiği için geçerli olacağı yer.

2. MU-MIMO yalnızca 5 GHz Wi-Fi bandında çalışır

SU-MIMO teknolojisi hem 2,4 GHz hem de 5 GHz frekans bantlarında çalışır. 802.11ac Wave 2 2. nesil kablosuz yönlendiriciler ve erişim noktaları, aynı frekans bandında aynı anda birden fazla kullanıcıya hizmet verebilir 5 GHz. Bir yandan elbette daha dar ve daha sıkışık 2.4 GHz frekans bandında kullanamayacak olmamız üzücü. yeni teknoloji. Ancak diğer yandan, piyasada yüksek performanslı kurumsal Wi-Fi ağlarını kurmak için kullanabileceğimiz MU-MIMO teknolojisini destekleyen çift bantlı kablosuz cihazların sayısı giderek artıyor.

3. Hüzmeleme teknolojisi, sinyallerin yönlendirilmesine yardımcı olur

SSCB literatüründe, 80'lerin sonlarında askeri radarlar için geliştirilen Aşamalı Anten Dizisi kavramına rastlamak mümkündür. Modern Wi-Fi'ye benzer bir teknoloji uygulandı. MU-MIMO, yönlü sinyal şekillendirmeyi kullanır (İngiliz teknik literatüründe "hüzmeleme" olarak bilinir). Beamfiorming, sinyalleri her yöne rastgele göndermek yerine kablosuz cihazın (veya cihazların) amaçlanan konumu yönünde yönlendirmenizi sağlar. Böylece, sinyali odaklıyor ve Wi-Fi bağlantısının menzilini ve hızını önemli ölçüde artırıyor.

Hüzmeleme teknolojisi, 802.11n standardı ile isteğe bağlı olarak sunulsa da, çoğu üretici bu teknolojinin kendi tescilli sürümlerini uygulamıştır. Bu satıcılar, cihazlarında hala teknolojinin tescilli uygulamalarını sunuyorlar, ancak şimdi, 802.11ac ürün serilerinde MU-MIMO teknolojisini desteklemek istiyorlarsa, yön sinyali teknolojisinin en azından basitleştirilmiş ve standartlaştırılmış bir sürümünü dahil etmeleri gerekecek.

4. MU-MIMO, sınırlı sayıda eşzamanlı akışı ve cihazı destekler

Ne yazık ki, uygulanan MU-MIMO teknolojisine sahip yönlendiriciler veya erişim noktaları, aynı anda sınırsız sayıda akışa ve cihaza hizmet veremez. Yönlendirici veya erişim noktasının hizmet verdiği akış sayısında kendi sınırı vardır (genellikle 2, 3 veya 4 akış) ve bu uzamsal akış sayısı, erişim noktasının aynı anda hizmet verebileceği cihaz sayısını da sınırlar. Örneğin, dört akışı destekleyen bir erişim noktası, aynı anda dört akışa hizmet verebilir. çeşitli cihazlar veya örneğin, bir akışı bir cihaza gönderin ve diğer üç akışı başka bir cihazda toplayın (kanalları birleştirmenin hızını artırır).​

5. Kullanıcı cihazlarının birden fazla antene sahip olması gerekmez.

SU-MIMO teknolojisinde olduğu gibi, yalnızca yerleşik MU-MIMO desteğine sahip kablosuz cihazlar akışları (oran) toplayabilir. Ancak, SU-MIMO teknolojisindeki durumun aksine, kablosuz aygıtların kablosuz yönlendiricilerden ve erişim noktalarından MU-MIMO akışlarını alabilmeleri için birden fazla antene sahip olmaları gerekmez. Kablosuz cihazınızın yalnızca bir anteni varsa, alımı iyileştirmek için hüzmeleme kullanarak erişim noktasından yalnızca bir MU-MIMO veri akışı.

Daha fazla anten, kablosuz kullanıcı cihazının aynı anda daha fazla veri akışı (tipik olarak anten başına bir akış) almasına izin verecek ve bu da kesinlikle bu cihazın performansı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olacaktır. Ancak bir kullanıcı cihazında birden fazla antenin bulunması bu ürünün güç tüketimini ve akıllı telefonlar için kritik olan boyutunu olumsuz etkiliyor.

Bununla birlikte, MU-MIMO teknolojisi, istemci cihazlara teknik olarak külfetli SU-MIMO teknolojisine göre daha az donanım gereksinimi getirir, üreticilerin cihazlarını donatmaya çok daha istekli olacaklarını varsaymak güvenlidir. MU-MIMO teknolojisini destekleyen dizüstü bilgisayarlar ve tabletler.​

6. Zor işi erişim noktaları yapar

Cihaz Gereksinimlerini Basitleştirmeye Kararlıyız son kullanıcılar MU-MIMO teknolojisinin geliştiricileri, sinyal işleme işinin çoğunu erişim noktalarına kaydırmaya çalıştı. Bu, sinyal işleme yükünün çoğunlukla kullanıcı cihazlarında olduğu SU-MIMO teknolojisinden ileriye doğru atılmış bir başka adımdır. Ve yine, bu, istemci cihaz üreticilerinin, bu teknolojinin yaygınlaşması üzerinde çok olumlu bir etkisi olması gereken MU-MIMO desteğiyle ürün çözümlerinin üretiminde güç, boyut ve diğer maliyetlerden tasarruf etmelerine yardımcı olacaktır.

7. Bütçe cihazları bile çoklu uzamsal akışlar yoluyla eşzamanlı iletimden yararlanır

Ethernet bağlantı toplama (802.3ad ve LACP) gibi, 802.1ac akış bağlama, noktadan noktaya bağlantının hızını artırmaz. Onlar. tek kullanıcı sizseniz ve çalışan yalnızca bir uygulamanız varsa, yalnızca 1 uzamsal akış kullanırsınız.

Ancak artırmak mümkün birkaç kullanıcı cihazının erişim noktasına aynı anda hizmet verme yeteneği sağlayarak genel ağ bant genişliği.

Ancak ağınızdaki tüm kullanıcı cihazları yalnızca bir akışı destekliyorsa, MU-MIMO, erişim noktanızın aynı anda bir cihaz yerine üç adede kadar cihaza hizmet vermesine izin verirken, diğerleri(daha gelişmiş) kullanıcı cihazlarının sırada beklemesi gerekecektir.

8. Bazı kullanıcı cihazları, MU-MIMO teknolojisi için gizli desteğe sahiptir.

Şu anda MU-MIMO'yu destekleyen çok sayıda yönlendirici, erişim noktası veya mobil cihaz bulunmamakla birlikte, Wi-Fi çip şirketi, bazı üreticilerin birkaç yıl önce bazı son kullanıcı cihazları için yeni teknolojiyi desteklemek üzere üretim süreçlerinde donanım gereksinimlerini dikkate aldıklarını iddia ediyor. Bu tür cihazlar için nispeten kolay yükseltme yazılım MU-MIMO teknolojisine destek ekleyecek, bu da teknolojinin yaygınlaşmasını ve yayılmasını hızlandırmalı ve şirketleri ve kuruluşları kurumsal kablosuz ağlarını 802.11ac standardını destekleyen ekipmanlarla yükseltmeye teşvik etmelidir.

9. MU-MIMO desteği olmayan cihazlar da fayda sağlar

Wi-Fi cihazlarının bu teknolojiyi kullanabilmesi için MU-MIMO özellikli olması gerekirken, böyle bir desteğe sahip olmayan istemci cihazlar bile, yönlendirici veya erişim noktalarının MU-MIMO teknolojisini desteklediği bir kablosuz ağda çalışmaktan dolaylı olarak yararlanabilir. Ağ üzerinden veri aktarım hızının doğrudan abone cihazlarının radyo kanalına bağlı olduğu toplam süreye bağlı olduğu unutulmamalıdır. Ve MU-MIMO teknolojisi bazı cihazlara daha hızlı hizmet vermenize izin veriyorsa, bu, böyle bir ağdaki erişim noktalarının diğer istemci cihazlara hizmet vermek için daha fazla zamana sahip olacağı anlamına gelir.

10. MU-MIMO, Kablosuz Bant Genişliğini Artırmaya Yardımcı Olur

Wi-Fi bağlantı hızınızı artırdığınızda, kablosuz ağ bant genişliğinizi de artırırsınız. Cihazlara daha hızlı hizmet verildiğinden, ağın daha fazla istemci cihaza hizmet vermek için daha fazla yayın süresi vardır. Böylece, MU-MIMO teknolojisi, yoğun trafiğe sahip kablosuz ağların veya halka açık Wi-Fi ağları gibi çok sayıda bağlı cihazın performansını büyük ölçüde optimize edebilir. Wi-Fi bağlantısı olan akıllı telefonların ve diğer mobil cihazların sayısının artmaya devam etmesi muhtemel olduğundan bu harika bir haber.

11. Herhangi bir kanal genişliği desteklenir

Wi-Fi bant genişliğini genişletmenin bir yolu, iki bitişik kanalı iki kat daha geniş tek bir kanalda birleştiren ve cihaz ile erişim noktası arasındaki Wi-Fi bağlantısının hızını etkili bir şekilde iki katına çıkaran kanal birleştirmedir. 802.11n standardı 40 MHz genişliğe kadar kanallar için destek sağlıyordu, 802.11ac standardının orijinal spesifikasyonunda desteklenen kanal genişliği 80 MHz'e çıkarılmıştı. Güncellenmiş 802.11ac Wave 2 standardı, 160 MHz kanalları destekler.

Şekil 3. 802.11ac şu anda 5 GHz bandında 160 MHz genişliğe kadar olan kanalları desteklemektedir.

Ancak unutulmamalıdır ki kablosuz ağlarda kanalların kullanılması daha fazla genişlik ortak kanallarda parazit olasılığını artırır. Bu nedenle, bu yaklaşım her zaman olmayacak doğru seçim istisnasız tüm Wi-Fi ağlarını dağıtmak için. Ancak MU-MIMO teknolojisi, gördüğümüz gibi, her genişlikteki kanallar için kullanılabilir.

Ancak, kablosuz ağınız daha dar 20MHz veya 40MHz kanalları kullansa bile, MU-MIMO daha hızlı çalışmasına yardımcı olabilir. Ancak ne kadar hızlı olacağı, kaç istemci cihazına hizmet verilmesi gerektiğine ve bu cihazların her birinin kaç akışı desteklediğine bağlı olacaktır. Böylece, MU-MIMO teknolojisinin kullanımı, geniş ilgili kanallar her cihaz için giden kablosuz bağlantının verimini iki katından fazla artırabilir.

12. Sinyal işleme güvenliği artırır

MU-MIMO teknolojisinin ilginç bir yan etkisi, yönlendiricinin veya erişim noktasının verileri kablosuz olarak göndermeden önce şifrelemesidir. MU-MIMO teknolojisi kullanılarak iletilen verilerin kodunu çözmek, kodun hangi bölümünün hangi uzamsal akışta olduğu net olmadığı için oldukça zordur. Daha sonra diğer cihazların iletilen trafiği kesmesine izin vermek için özel araçlar geliştirilebilse de, bugün MU-MIMO teknolojisi yakındaki dinleme cihazlarından gelen verileri etkili bir şekilde maskeliyor. Böylece, yeni teknoloji, kişisel modda çalışan veya WPA veya WPA2 Wi-Fi ağ güvenlik teknolojilerine dayalı basitleştirilmiş bir kullanıcı kimlik doğrulama modu (Önceden Paylaşılan Anahtar, PSK) kullanan erişim noktalarının yanı sıra genel Wi-Fi ağları gibi açık kablosuz ağlar için özellikle önemli olan Wi-Fi güvenliğini geliştirmeye yardımcı olur.

13. MU-MIMO, sabit Wi-Fi cihazları için en iyisidir

MU-MIMO teknolojisiyle ilgili bir uyarı da var: huzme oluşturma süreci daha karmaşık ve daha az verimli hale geldiğinden, hızlı hareket eden cihazlarla iyi çalışmıyor. Bu nedenle MU-MIMO, bölgenizde sıklıkla dolaşan cihazlar için size önemli bir fayda sağlayamayabilir. Şirket ağı. Ancak, bu "sorunlu" cihazların, daha az mobil olan diğer istemci cihazlara MU-MIMO veri iletimini veya performanslarını hiçbir şekilde etkilememesi gerektiği anlaşılmalıdır.

haberlere abone ol

Dijital devrim çağında yaşıyoruz, sevgili anonim. Bazı yeni teknolojilere alışmak için zamanımız olmadan önce, her yönden bize daha yeni ve daha gelişmiş teklifler sunuluyor. Ve bu teknolojinin gerçekten daha fazlasını elde etmemize yardımcı olup olmayacağını merak ederken hızlı internet veya biz sadece bir kez daha para için yetiştirildik, şu anda tasarımcılar daha da yeni bir teknoloji geliştiriyorlar ve bunu sadece 2 yıl içinde mevcut teknolojinin yerini almamız teklif edilecek. Bu aynı zamanda MIMO anten teknolojisi için de geçerlidir.

Bu teknoloji nedir - MIMO? Çoklu Giriş Çoklu Çıkış - çoklu giriş çoklu çıkış. Her şeyden önce, MIMO teknolojisi karmaşık bir çözümdür ve antenlerle sınırlı değildir. Bu gerçeği daha iyi anlamak için, mobil iletişimin gelişim tarihine kısa bir bakış atmaya değer. Geliştiriciler, birim zaman başına daha büyük miktarda bilgi iletme göreviyle karşı karşıyadır; bir hızı artırın. Bir su tedarik sistemine benzeterek - kullanıcıya birim zamanda daha büyük miktarda su sağlamak için. Bunu "borunun çapını" artırarak veya benzer şekilde iletişim bant genişliğini genişleterek yapabiliriz. İlk olarak GSM standardı ses trafiği için keskinleştirildi ve 0,2 MHz kanal genişliğine sahipti. Bu yeterliydi. Ayrıca çok kullanıcılı erişim sağlama sorunu da var. Aboneleri frekansa (FDMA) veya zamana (TDMA) göre bölerek çözülebilir. GSM'de her iki yöntem de aynı anda kullanılmaktadır. Sonuç olarak, ağdaki mümkün olan maksimum abone sayısı ile ses trafiği için mümkün olan minimum bant genişliği arasında bir dengeye sahibiz. Mobil internetin gelişmesiyle birlikte bu minimum şerit hızı artırmak için bir engel şeridi haline geldi. GSM platformuna dayalı iki teknoloji, GPRS ve EDGE, 384 kbps hız sınırına ulaştı. Hızı daha da artırmak için mümkünse GSM altyapısını kullanarak aynı anda internet trafiği için bant genişliğini genişletmek gerekiyordu. Sonuç olarak, UMTS standardı geliştirildi. Buradaki temel fark, bant genişliğinin hemen 5 MHz'e kadar genişletilmesi ve çok kullanıcılı erişim sağlanması - birkaç abonenin aynı frekans kanalında aynı anda çalıştığı CDMA kod erişim teknolojisinin kullanılmasıdır. Bu teknolojiye geniş bir bantta çalıştığı vurgulanarak W-CDMA adı verildi. Bu sistem üçüncü nesil sistem - 3G olarak adlandırıldı, ancak aynı zamanda GSM üzerinden bir üst yapıdır. Böylece, başlangıçta hızı 2 Mbps'ye çıkarmamıza izin veren 5 MHz'lik geniş bir "boru" elde ettik.

"Boru çapını" daha fazla artırmanın bir yolu yoksa hızı başka nasıl artırabiliriz? Akışı birkaç parçaya paralel hale getirebilir, her bir parçayı ayrı bir küçük borudan geçirebilir ve ardından alıcı taraftaki bu ayrı akışları tek bir geniş akışta birleştirebiliriz. Ayrıca hız, kanaldaki hata olasılığına bağlıdır. Aşırı kodlama, ileri hata düzeltme ve daha iyi radyo modülasyon teknikleriyle bu olasılığı azaltarak oranı da artırabiliriz. Tüm bu gelişmeler (kanal başına taşıyıcı sayısını artırarak "borunun" genişletilmesiyle birlikte), UMTS standardının daha da geliştirilmesinde tutarlı bir şekilde kullanıldı ve HSPA adını aldı. Bu, W-CDMA'nın yerine geçmez, ancak bu çekirdek platformun yumuşak+sert bir yükseltmesidir.

Uluslararası konsorsiyum 3GPP, 3G için standartlar geliştiriyor. Tablo, bu standardın farklı sürümlerinin bazı özelliklerini özetlemektedir:

4G LTE teknolojisi, 3G ağlarıyla geriye dönük uyumluluğuna ek olarak, WiMAX'a üstünlük sağlamasına olanak tanıyarak, 1Gbps'ye kadar ve daha yüksek hızlar geliştirme yeteneğine sahiptir. Burada, MIMO teknolojisi ile çok iyi entegre olan OFDM modülasyonu gibi, bir dijital akışı hava arayüzüne aktarmak için daha da ileri teknolojiler kullanılır.

Peki MIMO nedir? Akışı birkaç kanala paralel hale getirerek, onları "havadan" birkaç anten aracılığıyla farklı şekillerde gönderebilir ve alıcı taraftaki aynı bağımsız antenlerle alabilirsiniz. Böylece, hava arayüzü üzerinden birkaç bağımsız "boru" elde ederiz. bantları genişletmeden. ana fikir bu MIMO. Radyo dalgaları radyo kanalında yayıldığında, seçici sönümleme gözlenir. Bu, özellikle yoğun kentsel alanlarda, abone hareket halindeyse veya hücre servis alanının kenarındaysa fark edilir. Her uzamsal "boruda" sönümleme aynı anda gerçekleşmez. Bu nedenle, aynı bilgiyi iki MIMO kanalı üzerinden küçük bir gecikmeyle iletirsek, daha önce üzerine özel bir kod yerleştirdikten sonra (Alamuoti yöntemi, kodu sihirli kare şeklinde bindirir), alıcı taraftaki kayıp sembolleri kurtarabiliriz, bu da sinyal-gürültü oranını 10-12 dB'ye kadar iyileştirmeye eşdeğerdir. Sonuç olarak, bu teknoloji yine hız artışına yol açar. Aslında bu, MIMO teknolojisine organik olarak yerleştirilmiş, iyi bilinen bir çeşitlilik alımıdır (Rx Çeşitlilik).

Sonuç olarak, MIMO'nun hem tabanda hem de modemimizde desteklenmesi gerektiğini anlamalıyız. Genellikle 4G'de MIMO kanallarının sayısı ikinin katıdır - 2, 4, 8 (Wi-Fi sistemlerinde üç kanallı bir 3x3 sistemi yaygınlaştı) ve sayılarının hem tabanda hem de modemde eşleşmesi önerilir. Bu nedenle, bu gerçeği düzeltmek için MIMO, alma∗iletim kanalları ile tanımlanır - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO, vb. Şimdiye kadar ağırlıklı olarak 2x2 MIMO ile uğraşıyoruz.

MIMO teknolojisinde hangi antenler kullanılıyor? Bu geleneksel antenler, sadece iki tane olmalıdır (2x2 MIMO için). Kanalları ayırmak için ortogonal, sözde X-polarizasyon kullanılır. Bu durumda, her antenin dikeye göre polarizasyonu 45° ve birbirine göre - 90° kaydırılır. Böyle bir polarizasyon açısı, her iki kanalı da eşit bir zemine yerleştirir, çünkü antenlerin yatay / dikey yönelimi ile kanallardan biri, dünya yüzeyinin etkisi nedeniyle kaçınılmaz olarak daha fazla zayıflama alacaktır. Aynı zamanda, antenler arasındaki 90 ° polarizasyon kayması, kanalları birbirinden en az 18-20 dB ayırmanıza olanak tanır.

MIMO için, iki anten girişi ve çatıda iki anteni olan bir modeme ihtiyacımız var. Ancak, bu teknolojinin desteklenip desteklenmediği açık bir soru olmaya devam ediyor. Baz istasyonu. 4G LTE ve WiMAX standartlarında bu destek hem abone cihazlarının yanında hem de baz istasyonunda mevcuttur. 3G ağında her şey o kadar basit değil. Ağ üzerinde halihazırda binlerce MIMO olmayan cihaz çalışıyor ve bu teknolojinin kullanılmasının tersi bir etkisi var - ağ bant genişliği azaltılıyor. Bu nedenle, operatörler henüz MIMO'yu 3G ağlarının her yerinde uygulamak için acele etmiyorlar. Üssün abonelere yüksek hız sağlayabilmesi için kendisinin iyi bir ulaşımı olması gerekir, yani. ona bir "kalın boru", tercihen bir optik fiber bağlanmalıdır ki bu da her zaman böyle değildir. Bu nedenle, 3G ağlarında, MIMO teknolojisi şu anda emekleme ve geliştirme aşamasındadır, hem operatörler hem de kullanıcılar tarafından test edilir ve ikincisi her zaman başarılı olmaz. Bu nedenle, yalnızca 4G ağlarında MIMO antenlerine umut bağlamaya değer. Hücre kapsama alanının kenarında, MIMO beslemelerinin zaten ticari olarak mevcut olduğu reflektörler gibi yüksek kazançlı antenler kullanabilirsiniz.

İÇİNDE Wi-Fi ağları MIMO teknolojisi, IEEE 802.11n ve IEEE 802.11ac standartlarında sabitlenmiştir ve halihazırda birçok cihaz tarafından desteklenmektedir. 2x2 MIMO teknolojisinin 3G-4G ağına gelişine tanık olurken, geliştiriciler yerinde durmuyor. Halihazırda, 64x64 MIMO teknolojileri, uyarlanabilir bir radyasyon modeline sahip akıllı antenlerle geliştirilmektedir. Onlar. kanepeden koltuğa geçersek veya mutfağa gidersek tabletimiz bunu fark edecek ve yerleşik anten düzenini doğru yöne çevirecektir. O zaman bu siteye ihtiyacı olan var mı?

Mobil veri LTE kuşağa ait 4G . Bununla birlikte, veri aktarımının hızı ve verimliliği, öncekine kıyasla yaklaşık 10 kat artar. 3G ağ. Bununla birlikte, yeni neslin bile alım ve iletim hızının arzulanan çok şey bıraktığı sıklıkla olur. Bu doğrudan baz istasyonundan gelen sinyalin kalitesine bağlıdır. Bu sorunu çözmek için harici antenler kullanılır.

Tasarımı gereği, LTE antenler şunlar olabilir: geleneksel ve MIMO ( çift) . Konvansiyonel bir sistem ile 50 Mbps'ye kadar hızlara ulaşılabilir. MIMO Ancak bu hızı ikiye katlayabilir. Bu, bir sisteme (kutuya) iki anten takılarak yapılır. kısa mesafe birbirinden. Aynı anda iki ayrı kablo üzerinden bir sinyal alıp alıcıya iletirler. Bundan dolayı, hızda böyle bir artış var.

MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış -çoklu giriş çoklu çıkış) kablosuz iletişim sistemlerinde (WIFI, WIFI-MAX, sistemin spektral verimliliğini, maksimum veri aktarım hızını ve ağ kapasitesini önemli ölçüde artırabilen hücresel iletişim ağları). Yukarıdaki avantajları elde etmenin ana yolu, teknolojinin adını aldığı birden çok radyo bağlantısı yoluyla kaynaktan hedefe veri iletmektir.

Radyo dalgalarının yayılmasının özellikleri

100 MHz'in üzerindeki aralıkta çeşitli kablosuz radyo sistemlerinin yaydığı dalgalar, birçok yönden ışık huzmeleri gibi davranır. Radyo dalgaları yayılma sırasında bir yüzeyle karşılaştığında, engelin malzemesine ve boyutuna bağlı olarak enerjinin bir kısmı emilir, bir kısmı geçer ve geri kalanı yansıtılır. Ayrıca, yansıyan ve sinyal yoluyla iletilen enerjiler yönlerini değiştirebilirler. daha fazla yayılma ve sinyalin kendisi birkaç dalgaya bölünmüştür. Alıcıya ulaşan dalgaların her biri sözde bir sinyal yayılma yolu oluşturur. Ayrıca farklı dalgaların yansıtılması nedeniyle farklı numara engeller ve farklı mesafeler kat eder, farklı yolların farklı süreleri vardır gecikmeler

Bir engelle etkileşim sırasında sinyal enerjisinin dağılımı

Yoğun kentsel inşaat koşullarında, binalar, ağaçlar, arabalar vb. gibi çok sayıda engel nedeniyle, genellikle aboneler arasında bir durum ortaya çıkar. teçhizat (HANIM)ve baz istasyonu antenleri (BTS ) görüş hattı yoktur. Bu durumda alıcının sinyaline ulaşmanın tek yolu yansıyan dalgalardır. Ancak, yukarıda belirtildiği gibi, art arda yansıtılan sinyal artık başlangıç ​​enerjisine sahip değildir ve gecikmeli olarak gelebilir. Nesnelerin her zaman sabit kalmaması ve durumun zaman içinde önemli ölçüde değişebilmesi de özel bir zorluk yaratır. Bu, çoklu yol sorununu gündeme getiriryayma sinyal - kablosuz iletişim sistemlerindeki en önemli sorunlardan biridir.

Sinyallerin çok yollu yayılımıyla mücadele etmek için Alma Çeşitliliği kullanılır - çeşitlilik resepsiyon

Özü, sinyali almak için birbirinden uzakta bulunan bir değil, genellikle iki antenin kullanılması gerçeğinde yatmaktadır. Böylece alıcı, iletilen sinyalin farklı şekillerde gelen bir değil iki kopyasına sahip olur. Bu, orijinal sinyalden daha fazla enerji toplamayı mümkün kılar, çünkü Bir anten tarafından alınan dalgalar başka bir anten tarafından alınamayabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu radyo arayüzü organizasyon şeması, Tek Giriş Çoklu Çıkış (SIMO) olarak adlandırılabilir. Tersine yaklaşım da uygulanabilir: İletmek için birkaç anten ve almak için bir anten kullanıldığında, bu şemaya Çoklu Giriş Tek Çıkış (MISO) adı verilir.

Sonuç olarak, Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) şemasına ulaşıyoruz. Bu durumda, iletmek ve almak için birkaç anten kurulur. Bununla birlikte, yukarıdaki şemalardan farklı olarak, bu çeşitlilik şeması yalnızca çok yollu sinyal yayılımı ile uğraşmakla kalmaz, aynı zamanda iletim ve alım için birkaç antenin kullanılması nedeniyle, her bir verici / alıcı anten çiftine bilgi iletmek için ayrı bir yol atanabilir. Sonuç olarak, teorik olarak, veri aktarım hızını istediğiniz kadar artırmak mümkündür. ek antenler kullanılacak.

MIMO Nasıl Çalışır?

Yukarıda belirtildiği gibi, MIMO teknolojisinin organizasyonu, verici ve alıcı taraflara birkaç antenin kurulmasını gerektirir. Genellikle sistemin girişine ve çıkışına eşit sayıda anten takılır, çünkü bu durumda elde edilir azami hız veri aktarımı. Teknolojinin adıyla birlikte alıcı ve verici antenlerin sayısını göstermek için "MIMO"yaygın olarak anılır "AxB",A, sistem girişindeki anten sayısı ve B, çıkıştaki anten sayısıdır.

MIMO teknolojisinin çalışması için, vericinin yapısındaki bazı değişiklikler gereklidir. geleneksel sistemler. Her şeyden önce, iletim tarafında, iletilmesi amaçlanan verileri, sayısı anten sayısına bağlı olan birkaç düşük hızlı alt akışa bölecek bir akış bölücüye ihtiyaç vardır. Örneğin, MIMO 2x2 ve 100 Mbps giriş veri hızı için bölücü, her biri 50 Mbps'lik 2 akış oluşturacaktır. Ayrıca, bu akışların her biri kendi anteni aracılığıyla iletilmelidir. MIMO teknolojisini düzenlemenin olası yollarından birinde, sinyal her bir antenden farklı bir polarizasyonla iletilir ve bu, alım sırasında onu tanımlamayı mümkün kılar.

Alıcı tarafta, birkaç anten radyodan bir sinyal alır. Ayrıca, alıcı taraftaki antenler de bir miktar uzamsal çeşitlilikle kurulur, bu nedenle alım çeşitliliği sağlanır. Alınan sinyaller, sayısı anten sayısına ve iletim yollarına karşılık gelen alıcılara beslenir. Ayrıca, alıcıların her biri sistemin tüm antenlerinden sinyal alır. Bu toplayıcıların her biri, yalnızca sorumlu olduğu yolun sinyal enerjisini toplam akıştan çıkarır. Sistemin nasıl çalıştığına bağlı olarak, iletilen sinyal bir süre sonra tekrarlanabilir. kesin zaman veya diğer antenler aracılığıyla hafif bir gecikmeyle iletilir.

Yukarıda tartışılan radyo iletişimini düzenleme ilkesi, yalnızca bir bilgi vericisi ve alıcısının olduğu Tek kullanıcılı MIMO'ya (SU-MIMO) atıfta bulunur. Bu durumda, hem verici hem de alıcı, yalnızca eylemlerini net bir şekilde koordine edebilir. Böyle bir şema, örneğin bir ev ofisinde iki cihaz arasındaki iletişimi düzenlemek için uygundur. Buna karşılık, WI-FI, WIMAX, hücresel iletişim sistemleri gibi çoğu sistem çok kullanıcılıdır, yani. tek bir merkeze ve her biri bir radyo bağlantısı düzenlemenin gerekli olduğu birkaç uzak nesneye sahipler. Bu durumda iki sorun çözülür: Bir yandan, baz istasyonu aynı ağ üzerinden birçok aboneye bir sinyal iletir. anten sistemi(MIMO yayını) ve aynı anda birkaç aboneden (MIMO MAC - Çoklu Erişim Kanalları) aynı antenler aracılığıyla bir sinyal alır.

MIMO teknolojisinin organizasyon ilkesi

MIMO uygulaması

MIMO teknolojisi son on yılda en çok kullanılan teknolojilerden biridir. gerçek yollar kablosuz iletişim sistemlerinin verimini ve kapasitesini artırmak. MIMO kullanmanın bazı örneklerini düşünün. çeşitli sistemler bağlantılar.

WiFi 802.11n standardı, MIMO teknolojisinin kullanımının en belirgin örneklerinden biridir. Ona göre, 300 Mbps'ye kadar hızları korumanıza izin veriyor. Ayrıca, önceki standart 802.11g'nin yalnızca 50 Mbps sağlamasına izin verildi. MIMO sayesinde yeni standart, veri hızını artırmanın yanı sıra en iyi performans sinyal gücünün düşük olduğu yerlerde hizmet kalitesi.

WiMAX standardının ayrıca MIMO teknolojisinin yardımıyla kullanıcılara yeni olanaklar sunan iki sürümü vardır. İlki olan 802.16e, mobil geniş bant hizmetleri sağlar. Baz istasyonundan abone ekipmanına yönde 40 Mbps'ye kadar hızlarda bilgi aktarmanıza olanak tanır. Ancak MIMO, 802.16e'de bir seçenek olarak kabul edilir ve en basit 2x2 yapılandırmasında kullanılır. Bir sonraki sürümde, 802.16m MIMO, olası bir 4x4 yapılandırmasıyla birlikte zorunlu bir teknoloji olarak kabul ediliyor. Bu durumda, WiMAX halihazırda hücresel iletişim sistemlerine, yani onların dördüncü nesline (nedeniyle) atfedilebilir. yüksek hız veri aktarımı). Mobil kullanım durumunda teorik olarak 100 Mbps'ye ulaşılabilir. Sabit sürümde hız 1 Gbps'ye ulaşabilir.

En büyük ilgi, MIMO teknolojisinin hücresel iletişim sistemlerinde kullanılmasıdır. Bu teknoloji, uygulamasını üçüncü nesil hücresel iletişim sistemlerinden beri bulmuştur. Örneğin, standartta UMTS, Rel'de. 6, 20 Mbps'ye kadar hızları destekleyen HSPA teknolojisi ve Rel ile birlikte kullanılır. 7 - veri aktarım hızlarının 40 Mbps'ye ulaştığı HSPA+ ile. Ancak MIMO, 3G sistemlerinde geniş bir uygulama bulamamıştır.

4G sistemleri, yani LTE, MIMO'nun 8x8'e kadar bir konfigürasyonda kullanılmasını da sağlar. Bu, teorik olarak, baz istasyonundan aboneye 300 Mbps üzerinden veri iletilmesini mümkün kılabilir. Ayrıca önemli bir olumlu nokta, hücrenin kenarında bile bağlantının istikrarlı kalitesidir.. Bu durumda, baz istasyonundan oldukça uzakta olsanız veya uzak bir odada olsanız bile, veri aktarım hızında sadece hafif bir düşüş gözlemlenecektir.

Böylece, MIMO teknolojisi neredeyse tüm kablosuz veri iletim sistemlerinde uygulama bulmaktadır. Ve potansiyeli tükenmedi. 64x64 MIMO'ya kadar yeni anten yapılandırma seçenekleri geliştirilmektedir. Bu, gelecekte daha da yüksek veri hızları, ağ kapasitesi ve spektral verimlilik elde etmeyi mümkün kılacaktır.

MU-MIMO teknolojisini destekleyen yeni kablosuz cihazların, özellikle de UniFi AC HD'nin (UAP-AC-HD) piyasaya sürülmesinin ışığında, bunun ne olduğunu ve eski donanımın neden bu teknolojiyi desteklemediğini açıklığa kavuşturmaya ihtiyaç var.

802.11ac nedir?

802.11ac standardı, 802.11n standardı biçiminde önceki neslin yerini alan bir kablosuz teknoloji dönüşümüdür.

802.11n'nin ortaya çıkışının, işletmelerin bu teknolojiyi içeride çalışmak için geleneksel bir kablolu bağlantıya alternatif olarak her yerde kullanmalarına izin vermesi gerekiyordu. yerel ağ(LAN).

802.11ac, kablosuz teknolojinin evriminde bir sonraki adımdır. Teorik olarak, yeni standart 5 GHz bandında 6,9 Gbps'ye kadar veri aktarım hızları sağlayabilir. Bu, 802.11n veri iletiminin kapsamının 11,5 katıdır.

Yeni standart iki sürüm halinde mevcuttur: Wave 1 ve Wave 2. Aşağıda bulabilirsiniz karşılaştırma Tablosu mevcut standartlara göre.

Wave 1 ve Wave 2 arasındaki fark nedir?

802.11ac Wave 1 ürünleri, 2013 yılının ortalarından beri piyasada. Standardın yeni revizyonu, önceki versiyon standart, ancak bazı çok önemli değişikliklerle, yani:

• 1,3 Gb/sn'den 2,34 Gb/sn'ye geliştirilmiş performans;
• Çok Kullanıcılı MIMO (MU-MIMO) desteği eklendi;
• 160 MHz'de geniş kanalların kullanımına izin verilir;
• Daha fazla performans ve kararlılık için dördüncü uzamsal akış (Uzamsal Akış);
• 5GHz bandında daha fazla kanal;

Gerçek kullanıcı için Wave 2 geliştirmeleri tam olarak nedir?

Bant genişliği artışı, ağ içindeki bant genişliğine ve gecikmelere duyarlı uygulamalar üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Bu, öncelikle akışlı ses ve video içeriğinin iletilmesinin yanı sıra ağ yoğunluğundaki artış ve müşteri sayısındaki artıştır.

MU-MIMO, bir kullanıcının aynı anda birkaç cihazı bağlayabildiği "Nesnelerin İnterneti"nin (Nesnelerin İnterneti, IoT) geliştirilmesi için büyük fırsatlar sunar.

MU-MIMO teknolojisi, bir bütün olarak ağ performansını iyileştiren, aynı anda birden fazla cihaza eşzamanlı hizmet sağlayan birden fazla eşzamanlı aşağı akışa izin verir. MU-MIMO ayrıca gecikme üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir ve daha fazlasını sağlar hızlı bağlantı ve genel olarak müşteri deneyimi. Ek olarak, teknolojinin özellikleri, standardın önceki sürümünden daha fazla sayıda eşzamanlı istemciyi ağa bağlamanıza olanak tanır.

160 MHz'lik bir kanal genişliği kullanmak belirli koşullar gerektirir (düşük güç, düşük gürültü değeri vb.) ve kanal, büyük miktarda veri iletirken büyük bir performans artışı sağlayabilir. Karşılaştırıldığında, 802.11n 450 Mbps'ye kadar kanal hızı sağlayabilir, daha yeni 802.11ac Wave 1 1,3 Gbps'ye kadar, 802.11ac Wave 2 ise 160 MHz kanala kadar 2,3 Gbps'ye kadar kanal hızı sağlayabilir.

Standardın önceki neslinde 3 alıcı-verici anten kullanımına izin veriliyordu, yeni revizyon 4. akışı ekliyor. Bu değişiklik, bağlantının menzilini ve kararlılığını iyileştirir.

Dünya çapında kullanılan 5 GHz bandında 37 kanal bulunmaktadır. Bazı ülkelerde sınırlı sayıda kanal vardır, bazılarında yoktur. 802.11ac Wave 2, daha fazla kanalın kullanılmasına izin vererek daha fazla cihazın tek bir konumda aynı anda çalışmasına olanak tanır. Ayrıca 160 MHz'lik geniş kanallar için daha fazla kanala ihtiyaç vardır.

802.11ac Wave 2'de yeni kanal hızları var mı?

Yeni standart, ilk sürümden bu yana tanıtılan standartları devralır. Daha önce olduğu gibi, hız akış sayısına ve kanal genişliğine bağlıdır. Maksimum modülasyon değişmeden kaldı - 256 QAM.

Daha önce 866,6 Mbps'lik bir kanal hızı, 2 akış ve 80 MHz'lik bir kanal genişliği gerektiriyorsa, şimdi bu kanal hızı, kanal hızını 80'den 160 MHz'e iki artırarak, yalnızca bir akış kullanılarak elde edilebilir.

Gördüğünüz gibi, büyük bir değişiklik olmadı. 160 MHz kanal desteğiyle bağlantılı olarak, maksimum kanal hızları da 2600 Mbps'ye kadar yükseldi.

Pratikte gerçek hız, kanalın yaklaşık %65'i kadardır (PHY Rate).

1 akış, 256 QAM modülasyonu ve 160 MHz kanal kullanılarak elde edilebilir gerçek hız yaklaşık 560 Mb/sn. Buna göre 2 akış ~1100 Mbps, 3 akış - 1.1-1.6 Gbps değişim hızı sağlayacaktır.

802.11ac Wave2 hangi bantları ve kanalları kullanır?

Uygulamada, Waves 1 ve Waves 2 yalnızca 5 GHz bandında çalışır. Frekans aralığı şunlara bağlıdır: bölgesel kısıtlamalar, kural olarak 5,15-5,35 GHz ve 5,47-5,85 GHz bantları kullanılır.

ABD'de, 5 GHz kablosuz ağlar için 580 MHz'lik bir bant tahsis edilmiştir.

802.11ac, daha önce olduğu gibi, 20 ve 40 MHz'deki kanalları kullanabilir, aynı zamanda, yalnızca 80 MHz veya 160 MHz kullanılarak iyi performans elde edilebilir.

Pratikte sürekli bir 160 MHz bandı kullanmak her zaman mümkün olmadığından, standart 160 MHz bandını 2 farklı banda bölen bir 80 + 80 MHz modu sağlar. Bütün bunlar daha fazla esneklik sağlar.

Lütfen 802.11ac için standart kanalların 20/40/80 MHz olduğunu unutmayın.

Neden iki 802.11ac dalgası var?

IEEE, teknoloji ilerledikçe standartları dalgalar halinde uygular. Bu yaklaşım, endüstrinin şu veya bu özelliğin tamamlanmasını beklemeden hemen yeni ürünler piyasaya sürmesini sağlar.

802.11ac'nin ilk dalgası, 802.11n'den ileriye doğru önemli bir adım attı ve gelecekteki gelişmeler için temel oluşturdu.

802.11ac Wave 2 ürünlerini ne zaman beklemeliyiz?

Analistlerin ilk tahminlerine göre, ilk tüketici seviyesindeki ürünler 2015 ortalarında satışa çıkmış olmalıydı. Üst düzey kurumsal ve taşıyıcı çözümler, standardın ilk dalgasında olduğu gibi genellikle 3-6 aylık bir gecikmeyle ortaya çıkıyor.

Hem tüketici hem de ticari sınıflar genellikle WFA (Wi-Fi Alliance) sertifikalandırmaya başlamadan önce (2016'nın ikinci yarısı) yayınlanır.

Şubat 2017 itibarıyla 802.11ac W2'yi destekleyen cihaz sayısı istediğimiz kadar yüksek değil. Özellikle Mikrotik ve Ubiquit'ten.

Wave 2 cihazları Wave 1'den önemli ölçüde farklı olacak mı?

Yeni standart söz konusu olduğunda, önceki yılların genel eğilimi korunur - akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar 1-2 akışla üretilir, 3 akış daha zorlu görevler için tasarlanmıştır. uygulamak pratik bir anlam ifade etmez. tam işlevsellik tüm cihazlarda standart.

Wave 1, Wave 2 ile uyumlu mu?

İlk dalga 3 akışa ve 80 MHz'e kadar kanallara izin verir, bu bölümde istemci cihazlar ve erişim noktaları tamamen uyumludur.

İkinci nesil özellikleri (160 MHz, MU-MIMO, 4 akış) uygulamak için hem istemci aygıtın hem de erişim noktasının yeni standardı desteklemesi gerekir.

Yeni nesil erişim noktaları, 802.11ac Wave 1, 802.11n ve 802.11a istemci cihazlarıyla uyumludur.

öyleyse kullan Ek özellikler ikinci nesil bir bağdaştırıcı birinci nesil bir noktayla çalışmaz ve bunun tersi de geçerlidir.

MU-MIMO nedir ve ne işe yarar?

MU-MIMO, "çok kullanıcılı çoklu giriş, çoklu çıkış"ın kısaltmasıdır. Aslında bu, ikinci dalganın en önemli yeniliklerinden biridir.

MU-MIMO'nun çalışması için hem istemcinin hem de AP'nin desteklemesi gerekir.

Kısacası, bir erişim noktası aynı anda birden fazla cihaza aynı anda veri gönderebilirken, önceki standartlar verilerin belirli bir zamanda yalnızca bir istemciye gönderilmesine izin veriyor.

Aslında, geleneksel MIMO, SU-MIMO'dur, yani. SingleUser, tek kullanıcılı MIMO.

Bir örnek düşünün. 3 akışlı (3 Uzamsal Akış / 3SS) bir nokta vardır ve buna 4 istemci bağlıdır: 3SS destekli 1 istemci, 1SS destekli 3 istemci.

Erişim noktası, zamanı tüm istemciler arasında eşit olarak dağıtır. Nokta, ilk istemciyle çalışırken, istemci aynı zamanda 3SS'yi (MIMO 3x3) desteklediğinden, yeteneklerinin %100'ünü kullanır.

Zamanın geri kalan %75'inde nokta, her biri mevcut 3 akıştan yalnızca 1'ini (1SS) kullanan üç istemciyle çalışır. Aynı zamanda erişim noktası, yeteneklerinin yalnızca %33'ünü kullanır. Bu tür müşteriler ne kadar çoksa, verimlilik o kadar az olur.

Belirli bir örnekte, ortalama kanal hızı 650 Mbps olacaktır:

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

Uygulamada, olası 845 Mbps'lik bir ortalama hızdan yaklaşık 420 Mbps'lik bir hız anlamına gelecektir.

Şimdi MU-MIMO kullanan bir örneğe bakalım. 3x3 MIMO kullanan ikinci bir nesil noktamız var, kanal hızı değişmeden kalacak - 80 MHz kanal genişliği için 1300 Mbps. Onlar. Aynı zamanda, müşteriler daha önce olduğu gibi 3'ten fazla kanal kullanamazlar.

Erişim noktası onları 3 gruba ayırırken, toplam istemci sayısı artık 7'dir:

1. bir 3SS istemcisi;
2. üç 1SS istemcisi;
3. bir 2SS istemcisi + bir 1SS;
4. bir 3SS istemcisi;

Sonuç olarak, AP yeteneklerinin %100 uygulanmasını elde ediyoruz. Birinci gruptan bir istemci 3 akışın tümünü kullanır, başka bir gruptan istemciler bir kanal kullanır vb. Ortalama kanal hızı 1300 Mbps olacaktır. Gördüğünüz gibi çıktıda iki kat artış sağladı.

MU-MIMO noktası eski istemcilerle uyumlu mu?

Ne yazık ki hayır! MU-MIMO, protokolün ilk sürümüyle uyumlu değildir, yani. bu teknolojinin çalışması için istemci cihazlarınızın ikinci sürümü desteklemesi gerekir.

MU-MIMO ve SU-MIMO arasındaki farklar

SU-MIMO'da, erişim noktası aynı anda yalnızca bir müşteriye veri iletir. MU-MIMO ile bir erişim noktası, aynı anda birden fazla istemciye veri iletebilir.

MU-MIMO'da aynı anda kaç istemci desteklenir?

Standart, 4 cihaza kadar eşzamanlı bakım sağlar. Toplam maksimum iş parçacığı sayısı 8'e kadar olabilir.

Ekipman konfigürasyonuna bağlı olarak çok çeşitli seçenekler mümkündür, örneğin:

• 1+1: her biri bir akışa sahip iki istemci;
• 4+4: her biri 4 akış kullanan iki istemci;
• 2+2+2+2: dört istemci, her biri için 2 akış;
• 1+1+1: bir iş parçacığında üç müşteri;
• 2+1, 1+1+1+1, 1+2+3, 2+3+3 ve diğer kombinasyonlar.

Her şey donanım yapılandırmasına bağlıdır, genellikle cihazlar 3 akış kullanır, bu nedenle nokta aynı anda 3 istemciye kadar hizmet verebilir.

MIMO 3x3 konfigürasyonunda 4 anten kullanmak da mümkündür. Bu durumda dördüncü anten ektir, ek bir akış uygulamaz, bu durumda aynı anda 1 + 1 + 1, 2 + 1 veya 3SS'ye hizmet vermek mümkün olacaktır, ancak 4'e değil.

MU-MIMO yalnızca Downlink için mi desteklenir?

Evet, standart yalnızca Downlink MU-MIMO'yu destekler, yani. noktası aynı anda birden çok istemciye veri iletebilir. Ancak nokta aynı anda "dinleyemez".

Uplink MU-MIMO'nun uygulanması kısa vadede imkansız görüldü, bu nedenle bu işlevsellik yalnızca 2019-2020'de piyasaya sürülmesi planlanan 802.11ax standardına eklenecektir.

MU-MIMO'da kaç akış desteklenir?

Yukarıda bahsedildiği gibi, MU-MIMO herhangi bir sayıda akışla çalışabilir, ancak istemci başına en fazla 4 akışla çalışabilir.

Çok kullanıcılı iletimin yüksek kaliteli çalışması için standart, bir dizi antenin varlığını önerir, Daha Canlı Yayınlar. İdeal olarak, MIMO 4x4 için alma için 4 anten ve gönderme için aynı sayıda anten bulunmalıdır.

Yeni standart için özel antenler kullanmak gerekli midir?

Antenlerin tasarımı aynı kaldı. Daha önce olduğu gibi, 802.11a/n/ac için 5 GHz bandında kullanılmak üzere tasarlanmış uyumlu antenleri kullanabilirsiniz.

İkinci sürüm ayrıca Beamforming'i de ekledi, nedir bu?

Hüzmeleme teknolojisi, radyasyon modelini belirli bir müşteriye uyarlayarak değiştirmenize olanak tanır. Çalışma sırasında nokta, müşteriden gelen sinyali analiz eder ve radyasyonunu optimize eder. Hüzmeleme işlemi sırasında ek bir anten kullanılabilir.

802.11ac Wave 2 erişim noktası 1 Gb trafiği işleyebilir mi?

Potansiyel olarak, yeni nesil erişim noktaları bu tür trafik akışını yönetebilir. Gerçek verim, desteklenen akışların sayısı, iletişim aralığı, engellerin varlığı ve parazitin varlığı, erişim noktasının ve istemci modülünün kalitesi ile biten bir dizi faktöre bağlıdır.

802.11ac Wave'de hangi frekans bantları kullanılıyor?

Çalışma frekansı seçimi yalnızca yerel mevzuata bağlıdır. Kanalların ve frekansların listesi sürekli değişiyor, Ocak 2015 itibariyle ABD (FCC) ve Avrupa için veriler aşağıdadır.

Avrupa'da, 40 MHz'den daha geniş bir kanal kullanımına izin verilir, bu nedenle yeni standart açısından herhangi bir değişiklik yoktur, önceki standartla aynı kurallar onun için de geçerlidir.

Ağ teknolojileri hakkında çevrimiçi kurs

Dmitry Skoromnov'un "" kursunu tavsiye ederim. Kurs, herhangi bir üreticinin ekipmanına bağlı değildir. Her sistem yöneticisinin sahip olması gereken temel bilgileri sağlar. Ne yazık ki, birçok yönetici, 5 yıllık deneyime sahip olsa bile, çoğu zaman bu bilginin yarısına bile sahip değildir. Biliyorum sade dil birçok farklı konu işlenmektedir. Örneğin: OSI modeli, kapsülleme, çarpışma ve yayın alanları, anahtarlama döngüsü, QoS, VPN, NAT, DNS, Wi-Fi ve diğer birçok konu.

Ayrı olarak, IP adresleme konusunu da not edeceğim. Basit terimlerle çevirilerin nasıl yapıldığını açıklar. ondalık sistem ikili ve tam tersi hesaplama, IP adresi ve maske ile hesaplama: ağ adresi, yayın adresi, ağ ana bilgisayarlarının sayısı, alt ağ oluşturma ve IP adresleme ile ilgili diğer konular.

Kursun iki versiyonu vardır: ücretli ve ücretsiz.