Εφαρμογή τεχνολογιών mimo. MIMO - τεχνολογίες πολλαπλών κεραιών σε LTE

Chercher

Μια από τις πιο σημαντικές και σημαντικές καινοτομίες Wi-Fi τα τελευταία 20 χρόνια - Τεχνολογία πολλαπλών χρηστών - πολλαπλής εισόδου πολλαπλής εξόδου (MU-MIMO). Το MU-MIMO επεκτείνει τη λειτουργικότητα της ενημέρωσης που κυκλοφόρησε πρόσφατα στο ασύρματο πρότυπο 802.11ac "Wave 2". Φυσικά, αυτό είναι μια τεράστια ανακάλυψη για ασύρματη επικοινωνία. Αυτή η τεχνολογία βοηθά στην αύξηση της μέγιστης θεωρητικής ασύρματης ταχύτητας από 3,47 Gbps στην αρχική προδιαγραφή 802.11ac σε 6,93 Gbps στην ενημέρωση 802.11ac Wave 2 Αυτή είναι μια από τις πιο εξελιγμένες δυνατότητες Wi-Fi που είναι διαθέσιμες σήμερα.

Ας καταλάβουμε πώς λειτουργεί!

Η τεχνολογία MU-MIMO ανεβάζει τον πήχη επιτρέποντας σε πολλές συσκευές να λαμβάνουν πολλαπλές ροές δεδομένων.Βασίζεται στην τεχνολογία MIMO ενός χρήστη (SU-MIMO), η οποία παρουσιάστηκε πριν από σχεδόν 10 χρόνια με το πρότυπο 802.11n.

Το SU-MIMO αυξάνει την ταχύτητα μιας σύνδεσης Wi-Fi επιτρέποντας σε ένα ζεύγος ασύρματων συσκευών να λαμβάνουν ή να στέλνουν ταυτόχρονα πολλαπλές ροές δεδομένων.

Εικόνα 1. Η τεχνολογία SU-MIMO παρέχει πολλαπλές ροές εισόδου και εξόδου σε μία συσκευή ταυτόχρονα. Η τεχνολογία MU-MIMO επιτρέπει την ταυτόχρονη επικοινωνία με πολλές συσκευές.

Ουσιαστικά, δύο τεχνολογίες φέρνουν επανάσταση στο Wi-Fi. Η πρώτη από αυτές τις τεχνολογίες, που ονομάζεται beamforming, επιτρέπει στους δρομολογητές Wi-Fi και στα σημεία πρόσβασης να χρησιμοποιούν πιο αποτελεσματικά τα ραδιοφωνικά κανάλια. Πριν από αυτό Τεχνολογία Wi-Fi-Οι δρομολογητές και τα σημεία πρόσβασης λειτουργούσαν σαν λαμπτήρες, στέλνοντας σήματα προς όλες τις κατευθύνσεις. Το πρόβλημα ήταν αυτόΈνα μη εστιασμένο σήμα περιορισμένης ισχύος δυσκολεύεται να φτάσει σε συσκευές Wi-Fi πελατών.

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία beamforming, ένας δρομολογητής Wi-Fi ή ένα σημείο πρόσβασης ανταλλάσσει πληροφορίες σχετικά με τη θέση του με τη συσκευή-πελάτη. Στη συνέχεια, ο δρομολογητής αλλάζει τη φάση και την ισχύ του για να παράγει καλύτερο σήμα. Το αποτέλεσμα: τα ραδιοσήματα χρησιμοποιούνται πιο αποτελεσματικά, η μεταφορά δεδομένων είναι ταχύτερη και η μέγιστη απόσταση σύνδεσης πιθανώς αυξάνεται.

Οι δυνατότητες διαμόρφωσης δέσμης επεκτείνονται. Μέχρι τώρα, οι δρομολογητές Wi-Fi ή τα σημεία πρόσβασης εκτελούσαν εγγενώς μία μόνο εργασία, στέλνοντας ή λάμβαναν δεδομένα από μία μόνο συσκευή πελάτη κάθε φορά. Σε περισσότερα προηγούμενες εκδόσειςοικογένεια προτύπων ασύρματων δεδομένων 802.11, συμπεριλαμβανομένου του προτύπου 802.11n και της πρώτης έκδοσης του προτύπου 802.11ac, ήταν δυνατή η ταυτόχρονη λήψη ή μετάδοση πολλαπλών ροών δεδομένων, αλλά μέχρι τώρα δεν υπήρχε μέθοδος για να επιτραπεί ένας δρομολογητής Wi-Fi ή πρόσβαση υποδεικνύουν την ταυτόχρονη ώρα «επικοινωνίας» με πολλούς πελάτες ταυτόχρονα. Από εδώ και πέρα, με τη βοήθεια της MU-MIMO, μια τέτοια ευκαιρία εμφανίστηκε.

Αυτό είναι πραγματικά μεγάλη ανακάλυψη, καθώς η δυνατότητα ταυτόχρονης μετάδοσης δεδομένων σε πολλές συσκευές-πελάτες ταυτόχρονα επεκτείνει σημαντικά το διαθέσιμο εύρος ζώνης για ασύρματους πελάτες. Η τεχνολογία MU-MIMO εξελίσσεται ασύρματα δίκτυααπό τον παλιό τρόπο CSMA-SD, όταν μόνο μία συσκευή εξυπηρετούνταν ταυτόχρονα, σε ένα σύστημα όπου πολλές συσκευές μπορούν να «μιλούν» ταυτόχρονα. Για να γίνει πιο ξεκάθαρο το παράδειγμα, φανταστείτε να πηγαίνετε από έναν επαρχιακό δρόμο μιας λωρίδας σε έναν μεγάλο αυτοκινητόδρομο.

Σήμερα, οι ασύρματοι δρομολογητές δεύτερης γενιάς και το πρότυπο 802.11ac Wave 2 των σημείων πρόσβασης κατακτούν ενεργά την αγορά. Όλοι όσοι αναπτύσσουν Wi-Fi κατανοούν τις ιδιαιτερότητες του τρόπου λειτουργίας της τεχνολογίας MU-MIMO. Φέρνουμε στην προσοχή σας 13 γεγονότα που θα επιταχύνουν τη μάθησή σας προς αυτή την κατεύθυνση.

1. Το MU-MIMO χρησιμοποιεί μόνοΡοή "Downstream" (από το σημείο πρόσβασης στην κινητή συσκευή).

Σε αντίθεση με το SU-MIMO, η τεχνολογία MU-MIMO λειτουργεί προς το παρόν μόνομεταφορά δεδομένων από το σημείο πρόσβασης στην κινητή συσκευή. Μόνο οι ασύρματοι δρομολογητές ή τα σημεία πρόσβασης μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα σε πολλούς χρήστες ταυτόχρονα, είτε μία είτε πολλές ροές για κάθε έναν από αυτούς. Οι ίδιες οι ασύρματες συσκευές (όπως smartphone, tablet ή φορητοί υπολογιστές) εξακολουθούν να πρέπει να στέλνουν εναλλάξ δεδομένα στον ασύρματο δρομολογητή ή στο σημείο πρόσβασης, αν και μπορούν να χρησιμοποιήσουν μεμονωμένα το SU-MIMO για τη μετάδοση πολλαπλών ροών όταν έρθει η σειρά τους.

Η τεχνολογία MU-MIMO θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε δίκτυα όπου οι χρήστες κατεβάζουν περισσότερα δεδομένα από ό,τι ανεβάζουν.

Ίσως στο μέλλον να εφαρμοστεί μια έκδοση της τεχνολογίας Wi-Fi: 802.11ax, όπου η μέθοδος MU-MIMO θα είναι εφαρμόσιμη για την κίνηση "Ανώτερη ροή".

2. Το MU-MIMO λειτουργεί μόνο στην περιοχή συχνοτήτων Wi-Fi 5 GHz

Η τεχνολογία SU-MIMO λειτουργεί και στις ζώνες συχνοτήτων 2,4 GHz και 5 GHz. Ασύρματοι δρομολογητέςκαι τα σημεία πρόσβασης 802.11ac Wave 2 δεύτερης γενιάς μπορούν να εξυπηρετούν ταυτόχρονα πολλούς χρήστες μόνο στη ζώνη συχνοτήτων 5 GHz. Από τη μία, βέβαια, είναι κρίμα που δεν θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε τη νέα τεχνολογία στη στενότερη και πιο συμφορημένη ζώνη συχνοτήτων 2,4 GHz. Όμως, από την άλλη πλευρά, όλο και περισσότερες ασύρματες συσκευές διπλής ζώνης που υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO εμφανίζονται στην αγορά, τις οποίες μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για την ανάπτυξη εταιρικών δικτύων Wi-Fi υψηλής απόδοσης.

3. Η τεχνολογία Beamforming βοηθά στην καθοδήγηση των σημάτων

Στη βιβλιογραφία της ΕΣΣΔ μπορείτε να βρείτε την έννοια σταδιακά Συστοιχία κεραιών, το οποίο αναπτύχθηκε για στρατιωτικά ραντάρ στα τέλη της δεκαετίας του '80. Μια παρόμοια τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε στο σύγχρονο Wi-Fi.Το MU-MIMO χρησιμοποιεί τεχνολογία παραγωγής κατευθυντικού σήματος (στα Αγγλικά τεχνική βιβλιογραφίαγνωστό ως "beamforming"). Το Beamfiorming επιτρέπει στα σήματα να κατευθύνονται προς την κατεύθυνση της προβλεπόμενης θέσης της ασύρματης συσκευής (ή συσκευών), αντί να τα στέλνουν τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να εστιάσετε το σήμα και να αυξήσετε σημαντικά την εμβέλεια και την ταχύτητα της σύνδεσής σας Wi-Fi.

Αν και η τεχνολογία διαμόρφωσης δέσμης έγινε προαιρετικά διαθέσιμη με το πρότυπο 802.11n, οι περισσότεροι κατασκευαστές εντούτοις εφάρμοσαν τις ιδιόκτητες εκδόσεις αυτής της τεχνολογίας. Αυτοί οι προμηθευτές εξακολουθούν να προσφέρουν ιδιόκτητες εφαρμογές της τεχνολογίας στις συσκευές τους, αλλά θα πρέπει τώρα να συμπεριλάβουν τουλάχιστον μια απλοποιημένη και τυποποιημένη έκδοση της τεχνολογίας διαμόρφωσης δέσμης εάν θέλουν να υποστηρίξουν την τεχνολογία MU-MIMO στη σειρά προϊόντων 802.11ac.

4. Το MU-MIMO υποστηρίζει περιορισμένο αριθμό ταυτόχρονων ροών και συσκευών

Δυστυχώς, οι δρομολογητές ή τα σημεία πρόσβασης με τεχνολογία MU-MIMO δεν μπορούν να εξυπηρετήσουν ταυτόχρονα απεριόριστο αριθμό ροών και συσκευών. Ένας δρομολογητής ή ένα σημείο πρόσβασης έχει το δικό του όριο στον αριθμό των ροών που μπορεί να εξυπηρετήσει (συχνά 2, 3 ή 4 ροές) και αυτός ο αριθμός χωρικών ροών περιορίζει επίσης τον αριθμό των συσκευών που μπορεί να εξυπηρετήσει το σημείο πρόσβασης ταυτόχρονα. Έτσι, ένα σημείο πρόσβασης με υποστήριξη για τέσσερις ροές μπορεί να εξυπηρετεί ταυτόχρονα τέσσερις διάφορες συσκευές, ή, για παράδειγμα, κατευθύνετε μια ροή σε μια συσκευή και συγκεντρώστε τις άλλες τρεις ροές σε μια άλλη συσκευή (αυξάνοντας την ταχύτητα από το συνδυασμό καναλιών).​

5. Οι συσκευές χρήστη δεν απαιτείται να έχουν πολλαπλές κεραίες

Όπως και με την τεχνολογία SU-MIMO, μόνο ασύρματες συσκευές με ενσωματωμένη υποστήριξη MU-MIMO μπορούν να συγκεντρώνουν ροές (rate). Αλλά σε αντίθεση με την τεχνολογία SU-MIMO, οι ασύρματες συσκευές δεν χρειάζονται απαραίτητα πολλές κεραίες για να λαμβάνουν ροές MU-MIMO από ασύρματοι δρομολογητέςκαι σημεία πρόσβασης. Εάν η ασύρματη συσκευή σας έχει μόνο μία κεραία, μπορεί να λάβειμόνο μία ροή δεδομένων MU-MIMO από το σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση δέσμης για τη βελτίωση της λήψης.

Περισσότερες κεραίες θα επιτρέψουν σε μια ασύρματη συσκευή χρήστη να λαμβάνει περισσότερες ροές δεδομένων ταυτόχρονα (συνήθως μία ροή ανά κεραία), κάτι που σίγουρα θα βελτιώσει την απόδοση αυτής της συσκευής. Ωστόσο, η παρουσία πολλαπλών κεραιών σε μια συσκευή χρήστη επηρεάζει αρνητικά την κατανάλωση ενέργειας και το μέγεθος αυτού του προϊόντος, το οποίο είναι κρίσιμο για τα smartphone.

Ωστόσο, η τεχνολογία MU-MIMO επιβάλλει λιγότερες απαιτήσεις υλικού στις συσκευές-πελάτες από τις επαχθείς τεχνικάΗ τεχνολογία SU-MIMO, είναι ασφαλές να υποθέσουμε ότι οι κατασκευαστές θα είναι πολύ πιο πρόθυμοι να εξοπλίσουν τουςφορητοί υπολογιστές και tablet υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO.​

6. Τα σημεία πρόσβασης κάνουν την άρση βαρέων βαρών

Προσπάθεια για απλοποίηση των απαιτήσεων της συσκευής τελικούς χρήστες, οι προγραμματιστές της τεχνολογίας MU-MIMO προσπάθησαν να μεταφέρουν το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας επεξεργασίας σήματος σε σημεία πρόσβασης. Αυτό είναι ένα ακόμη βήμα μπροστά σε σύγκριση με την τεχνολογία SU-MIMO, όπου το βάρος της επεξεργασίας σήματος έπεσε σε μεγάλο βαθμό στις συσκευές των χρηστών. Και πάλι, αυτό θα βοηθήσει τους κατασκευαστές συσκευών πελατών να εξοικονομήσουν ενέργεια, μέγεθος και άλλα κόστη όταν παράγουν τις λύσεις προϊόντων τους με δυνατότητα MU-MIMO, κάτι που θα έχει πολύ θετικό αντίκτυπο στη διάδοση αυτής της τεχνολογίας.

7. Ακόμη και συσκευές χαμηλού κόστους επωφελούνται πολύ από την ταυτόχρονη μετάδοση μέσω πολλαπλών χωρικών ροών

Παρόμοιο με τη συγκέντρωση συνδέσμων σε Δίκτυα Ethernet(802.3ad και LACP), η συγκέντρωση ροής 802.1ac δεν αυξάνει την ταχύτητα μιας σύνδεσης από σημείο σε σημείο. Εκείνοι. εάν είστε ο μόνος χρήστης και έχετε μόνο μία εφαρμογή σε λειτουργία, θα χρησιμοποιήσετε μόνο 1 χωρικό νήμα.

Ωστόσο, είναι δυνατό να αυξηθείσυνολική απόδοση δικτύου παρέχοντας τη δυνατότητα εξυπηρέτησης πολλαπλών συσκευών χρηστών ταυτόχρονα με ένα σημείο πρόσβασης.

Αλλά αν όλοι χρησιμοποιούσαν στο δίκτυό σας συσκευές χρήστηυποστηρίζει μόνο μία ροή, το MU-MIMO θα επιτρέψει στο σημείο πρόσβασής σας να εξυπηρετεί έως και τρεις συσκευές ταυτόχρονα, αντί για μία κάθε φορά, ενώ άλλεςΟι (πιο προηγμένες) συσκευές χρηστών θα πρέπει να περιμένουν τη σειρά τους.

8. Ορισμένες συσκευές χρήστη έχουν κρυφή υποστήριξη για την τεχνολογία MU-MIMO

Παρά το γεγονός ότι επί του παρόντος δεν υπάρχουν ακόμα πολλοί δρομολογητές, σημεία πρόσβασης ή φορητές συσκευέςυποστηρίζει το MU-MIMO, ο κατασκευαστής του τσιπ Wi-Fi ισχυρίζεται ότι ορισμένοι κατασκευαστές στο δικό τους διαδικασία παραγωγήςέλαβε υπόψη τις απαιτήσεις υλικού για υποστήριξη νέα τεχνολογίαγια ορισμένες από τις συσκευές τελικού χρήστη πριν από αρκετά χρόνια. Για τέτοιες συσκευές είναι μια σχετικά απλή ενημέρωση λογισμικόθα προσθέσει υποστήριξη για την τεχνολογία MU-MIMO, η οποία θα πρέπει επίσης να επιταχύνει τη διάδοση και τη διάδοση της τεχνολογίας, καθώς και να ενθαρρύνει εταιρείες και οργανισμούς να αναβαθμίσουν τα εταιρικά ασύρματα δίκτυά τους με εξοπλισμό που υποστηρίζει το πρότυπο 802.11ac.

9. Οι συσκευές χωρίς υποστήριξη MU-MIMO επωφελούνται επίσης

Αν και οι συσκευές Wi-Fi πρέπει να διαθέτουν υποστήριξη MU-MIMO για να χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία, ακόμη και εκείνες οι συσκευές-πελάτες που δεν διαθέτουν τέτοια υποστήριξη μπορούν έμμεσα να επωφεληθούν από την εργασία σε ασύρματο δίκτυο όπου ο δρομολογητής ή τα σημεία πρόσβασης υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μέσω του δικτύου εξαρτάται άμεσα από το συνολικό χρόνο κατά τον οποίο συσκευές συνδρομητώνσυνδεδεμένο σε ραδιοφωνικό κανάλι. Και εάν η τεχνολογία MU-MIMO καθιστά δυνατή την ταχύτερη εξυπηρέτηση ορισμένων συσκευών, αυτό σημαίνει ότι τα σημεία πρόσβασης σε ένα τέτοιο δίκτυο θα έχουν περισσότερο χρόνο για να εξυπηρετήσουν άλλες συσκευές-πελάτες.

10. Το MU-MIMO βοηθά στην αύξηση της ασύρματης απόδοσης

Όταν αυξάνετε την ταχύτητα σύνδεσης Wi-Fi, αυξάνετε επίσης τη χωρητικότητα του ασύρματου δικτύου σας. Δεδομένου ότι οι συσκευές εξυπηρετούνται πιο γρήγορα, το δίκτυο έχει περισσότερο χρόνο ομιλίας για να εξυπηρετήσει περισσότερες συσκευές πελατών. Έτσι, η τεχνολογία MU-MIMO μπορεί να βελτιστοποιήσει σημαντικά την απόδοση των ασύρματων δικτύων με μεγάλη κίνηση ή μεγάλο αριθμό συνδεδεμένων συσκευών, όπως π.χ. δημόσια δίκτυα Wi-Fi. Αυτά είναι εξαιρετικά νέα, καθώς ο αριθμός των smartphone και άλλων φορητών συσκευών με συνδεσιμότητα Wi-Fi πιθανότατα θα συνεχίσει να αυξάνεται.

11. Υποστηρίζεται οποιοδήποτε πλάτος καναλιού

Ένας τρόπος για να επεκτείνετε τη χωρητικότητα ενός καναλιού Wi-Fi είναι η ομαδοποίηση καναλιών, η οποία συνδυάζει δύο γειτονικά κανάλια σε ένα κανάλι διπλάσιου πλάτους, πράγμα που διπλασιάζει αποτελεσματικά την ταχύτητα της σύνδεσης Wi-Fi μεταξύ της συσκευής και του σημείου πρόσβασης. Το πρότυπο 802.11n παρείχε υποστήριξη για κανάλια έως 40 MHz στην αρχική προδιαγραφή 802.11ac, το υποστηριζόμενο πλάτος καναλιού αυξήθηκε στα 80 MHz. Το ενημερωμένο πρότυπο 802.11ac Wave 2 υποστηρίζει κανάλια 160 MHz.

Εικόνα 3. Το 802.11ac υποστηρίζει αυτήν τη στιγμή κανάλια πλάτους έως 160 MHz στην περιοχή συχνοτήτων των 5 GHz

Ωστόσο, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η χρήση καναλιών σε ασύρματο δίκτυο μεγαλύτερο πλάτοςαυξάνει την πιθανότητα παρεμβολής στα συν-κανάλια. Επομένως, αυτή η προσέγγιση δεν θα είναι πάντα η σωστή επιλογή για την ανάπτυξη όλων των δικτύων Wi-Fi χωρίς εξαίρεση. Ωστόσο, η τεχνολογία MU-MIMO, όπως μπορούμε να δούμε, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κανάλια οποιουδήποτε πλάτους.

Ωστόσο, ακόμα κι αν το ασύρματο δίκτυό σας χρησιμοποιεί στενότερα κανάλια 20 MHz ή 40 MHz, η τεχνολογία MU-MIMO μπορεί να το βοηθήσει να λειτουργεί πιο γρήγορα. Αλλά πόσο πιο γρήγορα θα εξαρτηθεί από το πόσες συσκευές-πελάτες θα χρειαστεί να εξυπηρετηθούν και πόσα νήματα υποστηρίζει καθεμία από αυτές τις συσκευές. Έτσι, η χρήση της τεχνολογίας MU-MIMO ακόμη και χωρίς ευρεία σχετικά κανάλιαμπορεί να υπερδιπλασιάσει την ασύρματη απόδοση εξόδου για κάθε συσκευή.

12. Η επεξεργασία σήματος βελτιώνει την ασφάλεια

Μια ενδιαφέρουσα παρενέργεια της τεχνολογίας MU-MIMO είναι ότι ο δρομολογητής ή το σημείο πρόσβασης κρυπτογραφεί τα δεδομένα πριν τα στείλει μέσω του αέρα.Είναι αρκετά δύσκολο να αποκωδικοποιηθούν τα δεδομένα που μεταδίδονται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία MU-MIMO, καθώς δεν είναι σαφές ποιο μέρος του κώδικα βρίσκεται σε ποια χωρική ροή. Αν και αργότερα ενδέχεται να αναπτυχθούν ειδικά εργαλεία για να επιτρέψουν σε άλλες συσκευές να παρακολουθούν τη μεταδιδόμενη κυκλοφορία, σήμερα η τεχνολογία MU-MIMO καλύπτει αποτελεσματικά δεδομένα από κοντινές συσκευές υποκλοπής. Έτσι, η νέα τεχνολογία συμβάλλει στη βελτίωση της ασφάλειας Wi-Fi, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για ανοιχτά ασύρματα δίκτυα, όπως δημόσια δίκτυα Wi-Fi, καθώς και για σημεία πρόσβασης που λειτουργούν σε προσωπική λειτουργία ή χρησιμοποιούν απλοποιημένη λειτουργία ελέγχου ταυτότητας χρήστη (Προκοινόχρηστο κλειδί , PSK) που βασίζεται σε τεχνολογίες ασφάλειας δικτύου WPA ή WPA2.

13. Το MU-MIMO είναι καλύτερο για σταθερές συσκευές Wi-Fi

Υπάρχει επίσης μια προειδοποίηση για το MU-MIMO: δεν λειτουργεί καλά με συσκευές που κινούνται γρήγορα, επειδή η διαδικασία διαμόρφωσης δέσμης γίνεται πιο περίπλοκη και λιγότερο αποτελεσματική. Επομένως, το MU-MIMO ενδέχεται να μην παρέχει σημαντικά οφέλη σε συσκευές που περιφέρονται συχνά στην περιοχή σας. εταιρικό δίκτυο. Ωστόσο, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτές οι συσκευές «προβλήματος» δεν πρέπει με κανέναν τρόπο να επηρεάζουν τη μεταφορά δεδομένων MU-MIMO σε άλλες συσκευές-πελάτες που είναι λιγότερο κινητές, ούτε την απόδοσή τους.

Εγγραφείτε σε νέα

Στα δάχτυλά σας για το MIMO.

Ας φανταστούμε ότι οι πληροφορίες είναι άνθρωποι και το μόντεμ και ο σταθμός βάσης του χειριστή είναι δύο πόλεις μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα μονοπάτι και η κεραία είναι ένας σιδηροδρομικός σταθμός. Θα μεταφέρουμε ανθρώπους σε ένα τρένο, το οποίο, για παράδειγμα, δεν μπορεί να μεταφέρει περισσότερα από εκατό άτομα. Η χωρητικότητα μεταξύ τέτοιων πόλεων θα είναι περιορισμένη, γιατί... το τρένο μπορεί να μεταφέρει μόνο εκατό άτομα τη φορά.

Για να μπορούν να φτάσουν 200 άτομα ταυτόχρονα σε άλλη πόλη, κατασκευάζεται μια δεύτερη γραμμή μεταξύ των πόλεων και το δεύτερο τρένο εκτοξεύεται ταυτόχρονα με το πρώτο, διπλασιάζοντας έτσι τη ροή του κόσμου. Η τεχνολογία MIMO λειτουργεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, απλώς διπλασιάζουμε τον αριθμό των ροών. Ο αριθμός των ροών καθορίζεται από το πρότυπο MIMO, δύο ροές - MIMO 2x2, τέσσερις ροές - MIMO 4x4 κ.λπ. Για τη μετάδοση δεδομένων μέσω Διαδικτύου, είτε πρόκειται για 4G LTE είτε για WiFi σήμερα, κατά κανόνα χρησιμοποιείται το πρότυπο MIMO 2x2. Για να λάβετε διπλή ροή ταυτόχρονα θα χρειαστείτε δύο συμβατικές κεραίες ή, κατ' αναλογία, δύο σταθμούς ή, για εξοικονόμηση χρημάτων, έναν Κεραία MIMO, σαν να ήταν ένας σταθμός με δύο εξέδρες. Δηλαδή, μια κεραία MIMO είναι δύο κεραίες μέσα σε μία.

Μια κεραία πάνελ MIMO μπορεί κυριολεκτικά να έχει δύο σετ ακτινοβολούμενων στοιχείων ( "μπαλώματα") σε ένα κτίριο ( για παράδειγμα, τέσσερα μπαλώματα λειτουργούν σε κάθετη πόλωση, τα άλλα τέσσερα σε οριζόντια πόλωση, συνολικά οκτώ μπαλώματα). Κάθε σετ συνδέεται στη δική του πρίζα.

Ή μπορεί να έχει ένα σετ μπαλωμάτων αλλά με τροφοδοτικό δύο θυρών (ορθογώνια), έτσι ώστε τα στοιχεία της κεραίας να τροφοδοτούνται με μετατόπιση φάσης 90 μοιρών και, στη συνέχεια, κάθε patch θα λειτουργεί σε κάθετη και οριζόντια πόλωση ταυτόχρονα.

Σε αυτήν την περίπτωση, ένα σετ μπαλωμάτων θα συνδεθεί σε δύο υποδοχές ταυτόχρονα, αυτές είναι οι κεραίες MIMO που πωλούνται στο ηλεκτρονικό μας κατάστημα.

Περισσότερες λεπτομέρειες

Η κινητή μετάδοση της ψηφιακής ροής LTE σχετίζεται άμεσα με τις νέες εξελίξεις 4G. Λαμβάνοντας ένα δίκτυο 3G για ανάλυση, μπορείτε να διαπιστώσετε ότι η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων του είναι 11 φορές μικρότερη από το 4G. Ωστόσο, η ταχύτητα λήψης και μετάδοσης δεδομένων LTE είναι συχνά κακής ποιότητας. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη ισχύος ή επιπέδου σήματος που λαμβάνει το μόντεμ 4G LTE από το σταθμό. Για να βελτιωθεί σημαντικά η ποιότητα της διάδοσης πληροφοριών, εισάγονται κεραίες 4G MIMO.

Οι τροποποιημένες κεραίες, σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα διανομής δεδομένων, έχουν διαφορετικό κύκλωμα πομπού. Για παράδειγμα, απαιτείται ένας ψηφιακός διαχωριστής ροής για τη διανομή πληροφοριών σε ροές χαμηλής ταχύτητας, ο αριθμός των οποίων σχετίζεται με τον αριθμό των κεραιών. Εάν η ταχύτητα εισερχόμενης ροής είναι περίπου 200 Megabits ανά δευτερόλεπτο, τότε θα δημιουργηθούν δύο ροές - και οι δύο 100 Megabits ανά δευτερόλεπτο. Κάθε ροή πρέπει να μεταδίδεται μέσω ξεχωριστής κεραίας. Η πόλωση του ραδιοκυμάτων που εκπέμπεται από καθεμία από τις δύο κεραίες θα είναι διαφορετική για την αποκρυπτογράφηση των δεδομένων κατά τη λήψη. Προκειμένου να διατηρηθεί η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, η συσκευή λήψης πρέπει επίσης να διαθέτει δύο κεραίες λήψης σε διαφορετικές πολώσεις.

Πλεονεκτήματα του MIMO

Το MIMO είναι η διανομή πολλών ροών πληροφοριών ταυτόχρονα σε ένα μόνο κανάλι, ακολουθούμενη από το πέρασμά τους από ένα ζευγάρι ή περισσότερες κεραίες πριν φτάσουν σε ανεξάρτητες συσκευές λήψης για μετάδοση ραδιοκυμάτων. Αυτό σας επιτρέπει να βελτιώσετε σημαντικά την απόδοση του σήματος χωρίς να καταφεύγετε σε επέκταση εύρους ζώνης.

Κατά τη μετάδοση ραδιοκυμάτων, η ψηφιακή ροή στο ραδιοφωνικό κανάλι εξασθενεί επιλεκτικά. Αυτό μπορεί να γίνει αντιληπτό εάν περιτριγυρίζεστε από αστικά πολυώροφα κτίρια, προχωρώντας υψηλή ταχύτηταή απομακρυνθείτε από την περιοχή που μπορεί να προσεγγιστεί με ραδιοκύματα. Για να απαλλαγείτε από αυτό το πρόβλημα, δημιουργήθηκε μια κεραία MIMO που είναι σε θέση να μεταδίδει πληροφορίες σε πολλά κανάλια με μια μικρή καθυστέρηση. Οι πληροφορίες κωδικοποιούνται εκ των προτέρων και στη συνέχεια αποκαθίστανται στο άκρο λήψης. Ως αποτέλεσμα, όχι μόνο αυξάνεται η ταχύτητα διανομής δεδομένων, αλλά και η ποιότητα του σήματος βελτιώνεται σημαντικά.

Με τον δικό του τρόπο χαρακτηριστικό σχεδιασμού Κεραίες LTEχωρίζονται σε συνηθισμένες και αποτελούνται από δύο συσκευές πομποδέκτη (MIMO). Συμβατικό σύστημαΗ διάδοση σήματος σάς επιτρέπει να επιτύχετε ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από 50 Megabit ανά δευτερόλεπτο. Το MIMO δίνει ευκαιρίες για αύξηση της ταχύτητας μετάδοσης σήματος πάνω από δύο φορές. Αυτό επιτυγχάνεται με την εγκατάσταση πολλών κεραιών στο κουτί ταυτόχρονα, οι οποίες βρίσκονται σε μικρή απόσταση η μία από την άλλη.

Η ταυτόχρονη λήψη και διανομή της ψηφιακής ροής από κεραίες στον παραλήπτη γίνεται μέσω δύο ανεξάρτητων καλωδίων. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε σημαντικά τις παραμέτρους ταχύτητας. Το MIMO έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε ασύρματα συστήματα όπως το WiFi, καθώς και σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας και WiMAX. Η χρήση αυτής της τεχνολογίας, η οποία συνήθως έχει δύο εισόδους και δύο εξόδους, καθιστά δυνατή τη βελτίωση του φασματικού Ποιότητα WiFi, WiMAX, 4G/LTE και άλλα συστήματα, αυξάνουν την ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών και τη χωρητικότητα ροής δεδομένων. Τα πλεονεκτήματα που αναφέρονται είναι επιτεύξιμα χάρη στη μετάδοση δεδομένων από την κεραία 4G MIMO στον παραλήπτη μέσω πολλών ασύρματες συνδέσεις. Από εδώ προέρχεται το όνομα αυτής της τεχνολογίας (Multiple Input Multiple Output - multiple input and multiple output).

. Πού χρησιμοποιείται το MIMO;

Το MIMO κέρδισε γρήγορα δημοτικότητα λόγω της αυξημένης χωρητικότητας και απόδοσης των πρωτοκόλλων μεταφοράς δεδομένων όπως το WiFi. Μπορείτε να πάρετε το πρότυπο WiFi 802.11n ως την πιο δημοφιλή θήκη χρησιμοποιώντας MIMO. Χάρη στην τεχνολογία επικοινωνίας MIMO, αυτό Πρωτόκολλο WiFiκαταφέρνει να φτάσει ταχύτητες άνω των 300 Megabits ανά δευτερόλεπτο.

Εκτός από την επιτάχυνση της μετάδοσης της ροής πληροφοριών, το ασύρματο δίκτυο, χάρη στο MIMO, έχει λάβει βελτιωμένα χαρακτηριστικά όσον αφορά την ποιότητα μετάδοσης δεδομένων, ακόμη και σε μέρη όπου το επίπεδο σήματος λήψης είναι αρκετά χαμηλό. Το WiMAX, χάρη στη νέα τεχνολογία, έχει τη δυνατότητα μετάδοσης δεδομένων με ταχύτητες έως και 40 Megabits ανά δευτερόλεπτο.

Το πρότυπο 4G (LTE) μπορεί να χρησιμοποιεί MIMO με διαμόρφωση έως και 8x8. Θεωρητικά, αυτό θα επιτρέψει τη μετάδοση μιας ψηφιακής ροής από τον κεντρικό σταθμό στον παραλήπτη με ταχύτητα μεγαλύτερη από 300 Megabits ανά δευτερόλεπτο. Ένα άλλο ελκυστικό σημείο από τη χρήση νέο σύστημαείναι μια υψηλής ποιότητας και σταθερή σύνδεση, που παρατηρείται ακόμη και στο όριο του κυττάρου.

Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και σε σημαντική απόσταση από το σταθμό, καθώς και όταν βρίσκεται σε δωμάτιο με χοντρούς τοίχους, θα παρατηρηθεί μόνο μια μικρή μείωση χαρακτηριστικά ταχύτητας. Το MIMO μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχεδόν σε κάθε σύστημα ασύρματης επικοινωνίας. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι δυνατότητες αυτού του συστήματος είναι ανεξάντλητες.

Ψάχνουν συνεχώς τρόπους για να αναπτύξουν νέες διαμορφώσεις κεραίας MIMO, για παράδειγμα, έως 64x64. Στο εγγύς μέλλον, αυτό θα καταστήσει δυνατή την περαιτέρω βελτίωση της αποτελεσματικότητας των φασματικών δεικτών, την αύξηση της χωρητικότητας των δικτύων και την ταχύτητα μετάδοσης πληροφοριών.

Το MIMO πολλαπλών χρηστών είναι αναπόσπαστο μέρος του προτύπου 802.11ac. Αλλά μέχρι τώρα δεν υπήρχαν συσκευές που να υποστηρίζουν νέα εμφάνισητεχνολογία πολλαπλών κεραιών. Οι δρομολογητές WLAN προηγούμενης γενιάς προσδιορίστηκαν ως εξοπλισμός Wave 1 Μόνο με το Wave 2 εισάγεται η τεχνολογία MIMO πολλαπλών χρηστών (MU-MIMO) και αυτό το δεύτερο κύμα συσκευών καθοδηγείται από.

■ ναι □ όχι

Επειδή το MIMO πολλαπλών χρηστών μεταδίδει ένα σήμα σε πολλές συσκευές ταυτόχρονα, το πρωτόκολλο μετάδοσης επεκτείνεται ανάλογα ως προς τις κεφαλίδες μπλοκ δεδομένων: αντί να μεταδίδει πολλαπλές χωρικά διαχωρισμένες ροές για έναν πελάτη, το MIMO πολλαπλών χρηστών διανέμει τη μετάδοση σε κάθε χρήστη ξεχωριστά, όπως καθώς και κωδικοποίηση. Η κατανομή και η κωδικοποίηση της ζώνης συχνοτήτων παραμένουν οι ίδιες.

Ένας χρήστης Εάν τέσσερις συσκευές μοιράζονται το ίδιο WLAN, ένας δρομολογητής με διαμόρφωση MIMO 4x4:4 μεταδίδει τέσσερις ροές χωρικών δεδομένων, αλλά πάντα μόνο στην ίδια συσκευή. Οι συσκευές και τα gadget συντηρούνται εναλλάξ.

Πολλαπλοί χρήστες Με την υποστήριξη για MIMO πολλαπλών χρηστών, δεν σχηματίζονται ουρές συσκευών που αναμένουν πρόσβαση στους πόρους του δρομολογητή WLAN. Ένας φορητός υπολογιστής, ένα tablet, ένα τηλέφωνο και μια τηλεόραση παρέχονται με δεδομένα ταυτόχρονα. Ένα δίκτυο WLAN είναι σαν ένας πολυσύχναστος αυτοκινητόδρομος: ανάλογα με την ώρα της ημέρας, εκτός από υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές, tablet, smartphone, τηλεόραση καικονσόλες παιχνιδιών . Το μέσο νοικοκυριό έχει περισσότερες από πέντε συσκευές συνδεδεμένες στο Διαδίκτυο μέσωΔίκτυα WLAN , και ο αριθμός τους αυξάνεται συνεχώς. Με ταχύτητες 11 Mbps, οι οποίες παρέχονται στο βασικό πρότυπο IEEE 802.11b, η περιήγηση στο διαδίκτυο και η λήψη δεδομένων απαιτεί πολλή υπομονή, καθώς ο δρομολογητής μπορεί να συνδεθεί μόνο σε μία συσκευή κάθε φορά. Εάν η ραδιοεπικοινωνία χρησιμοποιείται από τρεις συσκευές ταυτόχρονα, τότε κάθε πελάτης λαμβάνει μόνο το ένα τρίτο της διάρκειας της συνεδρίας επικοινωνίας και τα δύο τρίτα του χρόνου αφιερώνεται σε αναμονή. Αν και τα WLAN που χρησιμοποιούν το πιο πρόσφατο πρότυπο IEEE 802.11ac παρέχουν ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 1 Gbps, υποφέρουν επίσης από υποβάθμιση της ταχύτητας λόγω της ουράς. Αλλά η επόμενη γενιά συσκευών (802.11ac Wave 2) υπόσχεται περισσότεραυψηλή απόδοση

για ραδιοδίκτυα με πολλές ενεργές συσκευές. Για να κατανοήσετε καλύτερα την ουσία των καινοτομιών, θα πρέπει πρώτα να θυμάστε ποιες αλλαγές έχουν συμβεί με τα δίκτυα WLAN στο πρόσφατο παρελθόν. Ένα από τα πιοαποτελεσματικές τεχνικές

Η αύξηση του ρυθμού μεταφοράς δεδομένων, ξεκινώντας με το πρότυπο IEEE 802.1In, είναι η τεχνολογία MIMO (Multiple Input Multiple Output: multi-channel input - multi-channel output). Περιλαμβάνει τη χρήση πολλών κεραιών ραδιοφώνου για παράλληλη μετάδοση ροών δεδομένων. Εάν, για παράδειγμα, ένα μεμονωμένο αρχείο βίντεο μεταδίδεται μέσω WLAN και χρησιμοποιείται ένας δρομολογητής MIMO με τρεις κεραίες, κάθε συσκευή εκπομπής ιδανικά (με τρεις κεραίες στον δέκτη) θα στείλει το ένα τρίτο του αρχείου.

Το κόστος αυξάνεται με κάθε κεραία Στο πρότυπο IEEE 802.11nΗ μεταφορά δεδομένων για κάθε μεμονωμένη ροή, μαζί με τις πληροφορίες υπηρεσίας, φτάνει τα 150 Mbit/s. Οι συσκευές με τέσσερις κεραίες είναι έτσι ικανές να μεταδίδουν δεδομένα με ταχύτητες έως και 600 Mbit/s. Το τρέχον πρότυπο IEEE 802.11ac θεωρητικά φτάνει περίπου τα 6900 Mbps. Εκτός από τα μεγάλα ραδιοφωνικά κανάλια και τη βελτιωμένη διαμόρφωση, το νέο πρότυπο προβλέπει τη χρήση έως και οκτώ ροών MIMO.

Αλλά μόνο η αύξηση του αριθμού των κεραιών δεν εγγυάται πολλαπλή επιτάχυνση της μετάδοσης δεδομένων. Αντίθετα, με τέσσερις κεραίες ο όγκος των δεδομένων υπηρεσίας αυξάνεται πολύ και η διαδικασία ανίχνευσης συγκρούσεων ραδιοσημάτων γίνεται επίσης πιο ακριβή. Για χρήση περισσότεροΟι κεραίες έχουν αποδώσει, η τεχνολογία MIMO συνεχίζει να βελτιώνεται. Για λόγους διάκρισης, είναι πιο σωστό να αποκαλούμε το παλιό MIMO ενός χρήστη MIMO (Single User MIMO). Παρόλο που παρέχει ταυτόχρονη μετάδοση πολλών χωρικών ροών, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, αλλά πάντα μόνο σε μία διεύθυνση. Αυτό το μειονέκτημα εξαλείφεται τώρα χρησιμοποιώντας το MIMO πολλών χρηστών. Με αυτήν την τεχνολογία, οι δρομολογητές WLAN μπορούν ταυτόχρονα να μεταδώσουν ένα σήμα σε τέσσερις πελάτες. Μια συσκευή με οκτώ κεραίες θα μπορούσε, για παράδειγμα, να χρησιμοποιεί τέσσερις για την τροφοδοσία ενός φορητού υπολογιστή και να παραλληλίζει άλλες δύο - ένα tablet και ένα smartphone.

MIMO – ακριβές κατευθυντικό σήμα

Προκειμένου ένας δρομολογητής να προωθήσει πακέτα WLAN σε διαφορετικούς πελάτες ταυτόχρονα, χρειάζεται πληροφορίες σχετικά με το πού βρίσκονται οι πελάτες. Για να γίνει αυτό, πρώτα απ 'όλα, τα πακέτα δοκιμής αποστέλλονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι πελάτες ανταποκρίνονται σε αυτά τα πακέτα και ο σταθμός βάσης αποθηκεύει δεδομένα ισχύος σήματος. Η τεχνολογία Beamforming είναι ένα από τα πιο σημαντικά βοηθήματα του MU MIMO. Αν και η υποστήριξή του παρέχεται ήδη Πρότυπο IEEE 802.11n, βελτιώθηκε στο IEEE 802.11ac. Η ουσία του έγκειται στον καθορισμό της βέλτιστης κατεύθυνσης για την αποστολή ραδιοφωνικού σήματος στους πελάτες. Σταθμός βάσηςρυθμίζει συγκεκριμένα τη βέλτιστη κατευθυντικότητα της κεραίας εκπομπής για κάθε ραδιοφωνικό σήμα. Για τη λειτουργία πολλών χρηστών, η εύρεση της βέλτιστης διαδρομής σήματος είναι ιδιαίτερα σημαντική, επειδή η αλλαγή της θέσης ενός μόνο πελάτη μπορεί να αλλάξει όλες τις διαδρομές μετάδοσης και να διαταράξει τη διεκπεραίωση ολόκληρου του δικτύου WLAN. Επομένως, το κανάλι αναλύεται κάθε 10 ms.

Συγκριτικά, το MIMO ενός χρήστη αναλύει μόνο κάθε 100 ms. Το MIMO πολλαπλών χρηστών μπορεί να εξυπηρετήσει τέσσερις πελάτες ταυτόχρονα, με κάθε πελάτη να λαμβάνει έως και τέσσερις ροές δεδομένων παράλληλα, για συνολικά 16 ροές. Αυτό το MIMO πολλαπλών χρηστών απαιτεί νέους δρομολογητές WLAN καθώς αυξάνεται η ανάγκη για υπολογιστική ισχύ.

Ένα από τα πιο σοβαρά προβλήματαΤο MIMO πολλαπλών χρηστών είναι παρεμβολές μεταξύ πελατών. Αν και συχνά μετράται η συμφόρηση καναλιών, δεν είναι επαρκής. Εάν είναι απαραίτητο, δίνεται προτεραιότητα σε ορισμένα πλαίσια, ενώ σε άλλα, αντίθετα, τηρούνται. Για να επιτευχθεί αυτό, το 802.11ac χρησιμοποιεί διάφορες ουρές που σε διαφορετικές ταχύτητεςΗ επεξεργασία πραγματοποιείται ανάλογα με τον τύπο του πακέτου δεδομένων, δίνοντας προτίμηση, για παράδειγμα, στα πακέτα βίντεο.

Υπό το πρίσμα της κυκλοφορίας νέων ασύρματων συσκευών που υποστηρίζουν την τεχνολογία MU-MIMO, ιδίως με έξοδο UniFi AC HD (UAP-AC-HD), υπάρχει ανάγκη να διευκρινιστεί τι είναι και γιατί το παλιό υλικό δεν υποστηρίζει αυτή η τεχνολογία.

Τι είναι το 802.11ac;

Το πρότυπο 802.11ac είναι ένας μετασχηματισμός της ασύρματης τεχνολογίας που αντικατέστησε την προηγούμενη γενιά με τη μορφή του προτύπου 802.11n.

Η εμφάνιση του 802.11n, όπως υποτίθεται προηγουμένως, υποτίθεται ότι θα επέτρεπε στις επιχειρήσεις να χρησιμοποιούν ευρέως αυτήν την τεχνολογία ως εναλλακτική λύση στα συμβατικά ενσύρματη σύνδεσηγια εργασία σε τοπικό δίκτυο (LAN).

802.11ac – ένα περαιτέρω στάδιο στην πορεία ανάπτυξης ασύρματες τεχνολογίες. Θεωρητικά, νέο πρότυπομπορεί να παρέχει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 6,9 Gbps στη ζώνη των 5 GHz. Αυτό είναι 11,5 φορές υψηλότερο από το εύρος μετάδοσης δεδομένων του 802.11n.

Το νέο πρότυπο είναι διαθέσιμο σε δύο εκδόσεις: Wave 1 και Wave 2. Παρακάτω μπορείτε να βρείτε πίνακας σύγκρισηςσύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Wave 1 και του Wave 2;

Τα προϊόντα 802.11ac Wave 1 είναι διαθέσιμα στην αγορά περίπου από τα μέσα του 2013. Η νέα αναθεώρηση του προτύπου βασίζεται σε προηγούμενη έκδοσητυπικό, αλλά με μερικές πολύ σημαντικές αλλαγές, και συγκεκριμένα:

• Αυξημένη απόδοση από 1,3 Gbit σε 2,34 Gbit.
• Προστέθηκε υποστήριξη για MIMO πολλαπλών χρηστών (MU-MIMO).
• Επιτρέπονται ευρεία κανάλια 160 MHz.
• Τέταρτη χωρική ροή (Spatial Stream) για μεγαλύτερη απόδοση και σταθερότητα.
• Περισσότερα κανάλια στη ζώνη των 5 GHz.

Τι ακριβώς κάνουν οι βελτιώσεις του Wave 2 για τον πραγματικό χρήστη;

Η αυξημένη απόδοση έχει θετικό αντίκτυπο σε εφαρμογές που είναι ευαίσθητες στο εύρος ζώνης και την καθυστέρηση εντός του δικτύου. Αυτό είναι κυρίως η μετάδοση ροής περιεχομένου φωνής και βίντεο, καθώς και η αύξηση της πυκνότητας του δικτύου και η αύξηση του αριθμού των πελατών.

Το MU-MIMO παρέχει τεράστιες ευκαιρίες για την ανάπτυξη του Internet of Things (IoT), όταν ένας χρήστης μπορεί να συνδέσει πολλές συσκευές ταυτόχρονα.

Η τεχνολογία MU-MIMO επιτρέπει πολλαπλές ταυτόχρονες κατάντη, παρέχοντας ταυτόχρονη εξυπηρέτηση σε πολλές συσκευές, γεγονός που βελτιώνει τη συνολική απόδοση του δικτύου. Το MU-MIMO έχει επίσης θετικό αντίκτυπο στην καθυστέρηση, παρέχοντας περισσότερα γρήγορη σύνδεσηκαι την εμπειρία του πελάτη γενικά. Επιπλέον, οι δυνατότητες της τεχνολογίας σάς επιτρέπουν να συνδέσετε ακόμη μεγαλύτερο αριθμό ταυτόχρονων πελατών στο δίκτυο από ό,τι στην προηγούμενη έκδοση του προτύπου.

Η χρήση πλάτους καναλιού 160 MHz απαιτεί να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις ( χαμηλή ισχύς, χαμηλό θόρυβο, κ.λπ.), ενώ το κανάλι θα μπορεί να προσφέρει τρομερή αύξηση στην απόδοση κατά τη μετάδοση μεγάλου όγκου δεδομένων. Για σύγκριση, το 802.11n μπορεί να παρέχει ταχύτητες καναλιού έως και 450 Mbps, το νεότερο 802.11ac Wave 1 μπορεί να παρέχει έως και 1,3 Gbps, ενώ το 802.11ac Wave 2 με κανάλι 160 MHz μπορεί να παρέχει ταχύτητες καναλιού περίπου 2,3 Gbps.

Στην προηγούμενη γενιά του προτύπου, επιτρεπόταν η χρήση 3 κεραιών πομποδέκτη, η νέα αναθεώρηση προσθέτει μια 4η ροή. Αυτή η αλλαγή αυξάνει την εμβέλεια και τη σταθερότητα της σύνδεσης.

Υπάρχουν 37 κανάλια στη ζώνη των 5 GHz που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως. Σε ορισμένες χώρες ο αριθμός των καναλιών είναι περιορισμένος, σε άλλες όχι. Το 802.11ac Wave 2 επιτρέπει τη χρήση περισσότερων καναλιών, γεγονός που θα αυξήσει τον αριθμό των ταυτόχρονων συσκευών σε ένα μέρος. Επιπλέον, χρειάζονται περισσότερα κανάλια για κανάλια ευρείας συχνότητας 160 MHz.

Υπάρχουν νέες ταχύτητες καναλιών στο 802.11ac Wave 2;

Το νέο πρότυπο κληρονομεί τα πρότυπα που εισήχθησαν με την πρώτη έκδοση. Όπως και πριν, η ταχύτητα εξαρτάται από τον αριθμό των ροών και το πλάτος του καναλιού. Η μέγιστη διαμόρφωση παρέμεινε αμετάβλητη - 256 QAM.

Εάν προηγουμένως μια ταχύτητα καναλιού 866,6 Mbit απαιτούσε 2 ροές και πλάτος καναλιού 80 MHz, τώρα αυτή η ταχύτητα καναλιού μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μόνο μία ροή, ενώ αυξάνεται η ταχύτητα καναλιού κατά δύο - από 80 σε 160 MHz.

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπήρξαν θεμελιώδεις αλλαγές. Σε σχέση με την υποστήριξη καναλιών 160 MHz, οι μέγιστες ταχύτητες καναλιών έχουν επίσης αυξηθεί - έως και 2600 Mbit.

Στην πράξη, η πραγματική ταχύτητα είναι περίπου το 65% της ταχύτητας του καναλιού (PHY Rate).

Χρησιμοποιώντας 1 ροή, διαμόρφωση 256 QAM και κανάλι 160 MHz, μπορείτε να επιτύχετε πραγματική ταχύτηταπερίπου 560 Mbit/sec. Αντίστοιχα, 2 ροές θα παρέχουν ταχύτητα ανταλλαγής ~1100 Mbit/s, 3 ροές – 1,1-1,6 Gbit/s.

Ποιες ζώνες και κανάλια χρησιμοποιεί το 802.11ac Wave2;

Στην πράξη, τα Waves 1 και Waves 2 λειτουργούν αποκλειστικά στη ζώνη των 5 GHz. Το εύρος συχνοτήτων εξαρτάται από περιφερειακούς περιορισμούςΣυνήθως, χρησιμοποιείται το εύρος 5,15-5,35 GHz και 5,47-5,85 GHz.

Στις ΗΠΑ, μια ζώνη 580 MHz εκχωρείται για ασύρματα δίκτυα 5 GHz.

Το 802.11ac, όπως και πριν, μπορεί να χρησιμοποιήσει κανάλια στα 20 και 40 MHz, ενώ ταυτόχρονα μπορεί να επιτευχθεί καλή απόδοση χρησιμοποιώντας μόνο 80 MHz ή 160 MHz.

Δεδομένου ότι στην πράξη δεν είναι πάντα δυνατή η χρήση μιας συνεχούς ζώνης 160 MHz, το πρότυπο προβλέπει μια λειτουργία 80+80 MHz, η οποία θα χωρίσει τη ζώνη των 160 MHz σε 2 διαφορετικές ζώνες. Όλα αυτά προσθέτουν περισσότερη ευελιξία.

Παρακαλώ σημειώστε τυπικά κανάλιαγια 802.11ac είναι 20/40/80 MHz.

Γιατί υπάρχουν δύο κύματα 802.11ac;

Η IEEE εφαρμόζει πρότυπα σε κύματα καθώς η τεχνολογία προχωρά. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει στη βιομηχανία να κυκλοφορήσει αμέσως νέα προϊόντα χωρίς να περιμένει να οριστικοποιηθεί ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό.

Το πρώτο κύμα του 802.11ac παρείχε σημαντική βελτίωση σε σχέση με το 802.11n και έθεσε τα θεμέλια για περαιτέρω ανάπτυξη.

Πότε πρέπει να περιμένουμε προϊόντα που υποστηρίζουν 802.11ac Wave 2;

Σύμφωνα με τις αρχικές προβλέψεις των αναλυτών, τα πρώτα προϊόντα καταναλωτικής ποιότητας αναμενόταν να κυκλοφορήσουν στην αγορά στα μέσα του 2015. Οι λύσεις υψηλότερου επιπέδου για επιχειρήσεις και εταιρείες κινητής τηλεφωνίας συνήθως βγαίνουν με καθυστέρηση 3-6 μηνών, όπως ήταν και με το πρώτο κύμα του προτύπου.

Και οι δύο κατηγορίες, καταναλωτικές και εμπορικές, συνήθως κυκλοφορούν πριν αρχίσει να παρέχει πιστοποίηση η WFA (Wi-Fi Alliance) (δεύτερο εξάμηνο του 2016).

Από τον Φεβρουάριο του 2017, ο αριθμός των συσκευών που υποστηρίζουν το 802.11ac W2 δεν είναι τόσο μεγάλος όσο θα θέλαμε. Ειδικά από τη Mikrotik και την Ubiquit.

Οι συσκευές Wave 2 θα διαφέρουν σημαντικά από το Wave 1;

Στην περίπτωση του νέου προτύπου, η γενική τάση των προηγούμενων ετών συνεχίζεται - τα smartphone και οι φορητοί υπολογιστές παράγονται με 1-2 ροές, 3 ροές προορίζονται για πιο απαιτητικές εργασίες. Δεν υπάρχει πρακτικό νόημα στην εφαρμογή πλήρη λειτουργικότηταστάνταρ σε όλες τις συσκευές.

Είναι ο εξοπλισμός Wave 1 συμβατός με το Wave 2;

Το πρώτο κύμα επιτρέπει 3 ροές και κανάλια έως 80 MHz για αυτό το τμήμα, οι συσκευές πελάτη και τα σημεία πρόσβασης είναι πλήρως συμβατά.

Για την υλοποίηση λειτουργιών δεύτερης γενιάς (160 MHz, MU-MIMO, 4 ροές), τόσο η συσκευή πελάτη όσο και το σημείο πρόσβασης πρέπει να υποστηρίζουν το νέο πρότυπο.

Τα σημεία πρόσβασης επόμενης γενιάς είναι συμβατά με συσκευές-πελάτες 802.11ac Wave 1, 802.11n και 802.11a.

Χρησιμοποιήστε λοιπόν πρόσθετα χαρακτηριστικάΈνας προσαρμογέας δεύτερης γενιάς δεν θα λειτουργήσει με ένα σημείο πρώτης γενιάς και το αντίστροφο.

Τι είναι το MU-MIMO και τι κάνει;

Το MU-MIMO είναι συντομογραφία για "πολλαπλή είσοδος πολλαπλών χρηστών, πολλαπλή έξοδος". Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια από τις βασικές καινοτομίες του δεύτερου κύματος.

Για δουλειά πελάτης MU-MIMOκαι τα AP πρέπει να το υποστηρίζουν.

Εν ολίγοις, ένα σημείο πρόσβασης μπορεί να στείλει δεδομένα σε πολλές συσκευές ταυτόχρονα, ενώ τα προηγούμενα πρότυπα επέτρεπαν την αποστολή δεδομένων μόνο σε έναν πελάτη κάθε φορά.

Στην πραγματικότητα, το κανονικό MIMO είναι SU-MIMO, δηλ. SingleUser, MIMO ενός χρήστη.

Ας δούμε ένα παράδειγμα. Υπάρχει ένα σημείο με 3 ροές (3 Spatial Streams / 3SS) και σε αυτό συνδέονται 4 πελάτες: 1 πελάτης με υποστήριξη 3SS, 3 πελάτες με υποστήριξη 1SS.

Το σημείο πρόσβασης κατανέμει το χρόνο εξίσου σε όλους τους πελάτες. Κατά την εργασία με τον πρώτο πελάτη, το σημείο χρησιμοποιεί το 100% των δυνατοτήτων του, επειδή ο πελάτης υποστηρίζει και 3SS (MIMO 3x3).

Το υπόλοιπο 75% του χρόνου το σημείο λειτουργεί με τρεις πελάτες, καθένας από τους οποίους χρησιμοποιεί μόνο 1 νήμα (1SS) από τα 3 διαθέσιμα. Ταυτόχρονα, το σημείο πρόσβασης χρησιμοποιεί μόνο το 33% των δυνατοτήτων του. Όσο περισσότεροι τέτοιοι πελάτες, τόσο μικρότερη είναι η αποτελεσματικότητα.

ΣΕ συγκεκριμένο παράδειγμα, η μέση ταχύτητα καναλιού θα είναι 650 Mbit:

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

Στην πράξη, αυτό θα σημαίνει μέση ταχύτητα περίπου 420 Mbit, επί πιθανών 845 Mbit.

Τώρα ας δούμε ένα παράδειγμα χρησιμοποιώντας το MU-MIMO. Έχουμε ένα σημείο που υποστηρίζει τη δεύτερη γενιά του προτύπου, χρησιμοποιώντας MIMO 3x3, η ταχύτητα του καναλιού θα παραμείνει αμετάβλητη - 1300 Mbit για πλάτος καναλιού 80 MHz. Εκείνοι. Ταυτόχρονα, οι πελάτες, όπως και πριν, μπορούν να χρησιμοποιήσουν όχι περισσότερα από 3 κανάλια.

Ο συνολικός αριθμός των πελατών είναι πλέον 7 και το σημείο πρόσβασης τους έχει χωρίσει σε 3 ομάδες:

1. ένας πελάτης 3SS.
2. τρεις πελάτες 1SS.
3. ένας πελάτης 2SS + ένα 1SS.
4. ένας πελάτης 3SS.

Ως αποτέλεσμα, έχουμε 100% υλοποίηση των δυνατοτήτων AP. Ένας πελάτης από την πρώτη ομάδα χρησιμοποιεί και τις 3 ροές, οι πελάτες από μια άλλη ομάδα χρησιμοποιούν ένα κανάλι και ούτω καθεξής. Η μέση ταχύτητα καναλιού θα είναι 1300 Mbit. Όπως μπορείτε να δείτε, η παραγωγή ήταν διπλάσια αύξηση.

Είναι το Point MU-MIMO συμβατό με παλαιότερους πελάτες;

Αλίμονο, όχι! Το MU-MIMO δεν είναι συμβατό με την πρώτη έκδοση του πρωτοκόλλου, π.χ. Για να λειτουργήσει αυτή η τεχνολογία, οι συσκευές-πελάτες σας πρέπει να υποστηρίζουν τη δεύτερη έκδοση.

Διαφορές μεταξύ MU-MIMO και SU-MIMO

Στο SU-MIMO, το σημείο πρόσβασης μεταδίδει δεδομένα σε έναν μόνο πελάτη κάθε φορά. Με το MU-MIMO, το σημείο πρόσβασης μπορεί να μεταδίδει δεδομένα σε πολλούς πελάτες ταυτόχρονα.

Πόσοι πελάτες υποστηρίζονται στο MU-MIMO ταυτόχρονα;

Το πρότυπο προβλέπει ταυτόχρονη εξυπηρέτηση έως και 4 συσκευών. Γενικός μέγιστη ποσότητατα νήματα μπορούν να φτάσουν τα 8.

Ανάλογα με τη διαμόρφωση του εξοπλισμού, είναι δυνατή μια μεγάλη ποικιλία επιλογών, για παράδειγμα:

• 1+1: δύο πελάτες, ο καθένας με ένα νήμα.
• 4+4: δύο πελάτες, ο καθένας χρησιμοποιεί 4 νήματα.
• 2+2+2+2: τέσσερις πελάτες, 2 νήματα το καθένα.
• 1+1+1: τρεις πελάτες σε μία ροή.
• 2+1, 1+1+1+1, 1+2+3, 2+3+3 και άλλοι συνδυασμοί.

Όλα εξαρτώνται από τη διαμόρφωση του υλικού συνήθως οι συσκευές χρησιμοποιούν 3 ροές, επομένως, το σημείο θα μπορεί να εξυπηρετεί έως και 3 πελάτες ταυτόχρονα.

Είναι επίσης δυνατή η χρήση 4 κεραιών σε διαμόρφωση MIMO 3x3. Η τέταρτη κεραία σε σε αυτή την περίπτωσηΕπιπλέον, δεν υλοποιεί πρόσθετη ροή Σε αυτήν την περίπτωση, θα είναι δυνατή η ταυτόχρονη εξυπηρέτηση 1+1+1, 2+1 ή 3SS, αλλά όχι 4.

Το MU-MIMO υποστηρίζεται μόνο για Downlink;

Ναι, το πρότυπο παρέχει υποστήριξη μόνο για Downlink MU-MIMO, π.χ. το σημείο μπορεί να μεταδώσει ταυτόχρονα δεδομένα σε πολλούς πελάτες. Αλλά το θέμα δεν μπορεί να «ακούει» ταυτόχρονα.

Η υλοποίηση του Uplink MU-MIMO θεωρήθηκε αδύνατη σε σύντομο χρονικό διάστημα, έτσι αυτή η λειτουργικότηταθα προστεθεί μόνο στο πρότυπο 802.11ax, το οποίο έχει προγραμματιστεί να κυκλοφορήσει το 2019-2020.

Πόσες ροές υποστηρίζονται στο MU-MIMO;

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το MU-MIMO μπορεί να λειτουργήσει με οποιονδήποτε αριθμό ροών, αλλά όχι περισσότερες από 4 ανά πελάτη.

Για ποιοτική δουλειάμετάδοση πολλών χρηστών, το πρότυπο συνιστά την παρουσία ενός αριθμού κεραιών, περισσότερες ποσότητεςρέματα. Ιδανικά, για το MIMO 4x4 θα πρέπει να υπάρχουν 4 κεραίες για λήψη και τον ίδιο αριθμό για αποστολή.

Υπάρχει ανάγκη χρήσης ειδικών κεραιών για το νέο πρότυπο;

Ο σχεδιασμός των κεραιών παραμένει ο ίδιος. Όπως και πριν, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε συμβατή κεραία σχεδιασμένη για χρήση στη ζώνη των 5 GHz για 802.11a/n/ac.

Η δεύτερη κυκλοφορία πρόσθεσε επίσης το Beamforming, τι είναι αυτό;

Η τεχνολογία Beamforming σάς επιτρέπει να αλλάξετε το μοτίβο ακτινοβολίας, προσαρμόζοντάς το σε έναν συγκεκριμένο πελάτη. Κατά τη λειτουργία, το σημείο αναλύει το σήμα από τον πελάτη και βελτιστοποιεί την ακτινοβολία του. Μια πρόσθετη κεραία μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διαδικασία διαμόρφωσης δέσμης.

Μπορεί ένα 802.11ac Wave 2 AP να χειριστεί 1 Gbps κίνησης;

Δυνητικά, τα σημεία πρόσβασης νέας γενιάς είναι ικανά να χειριστούν μια τέτοια ροή κυκλοφορίας. Πραγματικός διακίνησηςεξαρτάται από διάφορους παράγοντες, ξεκινώντας από τον αριθμό των υποστηριζόμενων ροών, το εύρος επικοινωνίας, την παρουσία εμποδίων και τελειώνοντας με την παρουσία παρεμβολών, την ποιότητα του σημείου πρόσβασης και της μονάδας πελάτη.

Ποιες περιοχές συχνοτήτων χρησιμοποιούνται στο κύμα 802.11ac;

Η επιλογή της συχνότητας λειτουργίας εξαρτάται αποκλειστικά από την περιφερειακή νομοθεσία. Η λίστα των καναλιών και των συχνοτήτων αλλάζει συνεχώς, παρακάτω είναι τα δεδομένα για τις ΗΠΑ (FCC) και την Ευρώπη, από τον Ιανουάριο του 2015.

Στην Ευρώπη, επιτρέπεται η χρήση πλάτους καναλιού άνω των 40 MHz, επομένως δεν υπάρχουν αλλαγές όσον αφορά το νέο πρότυπο, όλοι οι κανόνες που ισχύουν για το προηγούμενο πρότυπο.

Διαδικτυακό μάθημα για τις τεχνολογίες δικτύου

Συνιστώ το μάθημα του Ντμίτρι Σκορόμνοφ "". Το μάθημα δεν συνδέεται με τον εξοπλισμό κανενός κατασκευαστή. Παρέχει θεμελιώδεις γνώσεις που πρέπει να έχουν όλοι διαχειριστής συστήματος. Δυστυχώς, πολλοί διαχειριστές, ακόμη και με 5ετή εμπειρία, συχνά δεν έχουν ούτε τις μισές από αυτές τις γνώσεις. Σε γνώση σε απλή γλώσσακαλύπτονται πολλά διαφορετικά θέματα. Για παράδειγμα: Μοντέλο OSI, ενθυλάκωση, τομείς σύγκρουσης και εκπομπής, επαναφορά επαναφοράς, QoS, VPN, NAT, DNS, Wi-Fi και πολλά άλλα θέματα.

Θα σημειώσω ξεχωριστά το θέμα της διεύθυνσης IP. Περιγράφει σε απλή γλώσσα πώς να κάνετε μετατροπές από δεκαδικό σε δυαδικό και αντίστροφα, υπολογισμούς με διεύθυνση IP και μάσκα: διευθύνσεις δικτύου, διευθύνσεις εκπομπής, αριθμό κεντρικών υπολογιστών δικτύου, υποδικτύωση και άλλα θέματα που σχετίζονται με τη διεύθυνση IP.

Το μάθημα έχει δύο εκδόσεις: επί πληρωμή και δωρεάν.