Что такое Wi-Fi MIMO: типы и особенности

Количество пользователей всемирной сети Интернет с каждым днем растет, причем некоторым приходится иметь дело с мощными компьютерами и выполнять ресурсоемкие задачи. В таких случаях могут возникать задержки при подключении к беспроводной сети, открытии веб-сайтов, загрузке файлов. Это связано с устаревшей технологией однопользовательской передачи информации, получившей название WiFi MIMO.

MIMO — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала.

Что означает MIMO

MIMO — это технология пространственной кодировки радиосигнала, повышающая пропускную способность канала. За отправку и прием информации отвечают комплексы из нескольких антенн, распределенных таким образом, чтобы корреляционная зависимость между ними была как можно более низкой. Такие антенны нужны для увеличения пропускной способности и достижения требуемой скорости.

Типы и особенности

Существует 2 разновидности этой технологии: SU-MIMO и MU-MIMO. Вторая из них работает только на частоте 5 МГц. На рынке появляется все больше роутеров (Access Point, AP) с 2 рабочими диапазонами и поддержкой MU-MIMO. Визуально такой маршрутизатор можно распознать по количеству установленных внешних антенн (их должно быть не менее 4). Благодаря технологии MU-MIMO сигнал WiFi распространяется не по всей территории вокруг роутера, а в направлении беспроводных устройств. За счет этого увеличиваются дальность и скорость передачи данных.

Разница между SU-MIMO и MU-MIMO

Эти стандарты отличаются по количеству устройств, которым могут одновременно передавать данные. SU-MIMO — это однопользовательская система, а MU-MIMO — многопользовательская. В первом случае только 1 пользователь получает файлы в установленный отрезок времени. Многоканальные входящие и исходящие пакеты данных доступны только 1 устройству. Пока пользователь получает или принимает информацию, остальные ждут своей очереди. Стандарт MU-MIMO позволяет нескольким устройствам получать данные одновременно.

MU-MIMO является стандартом, который развился из SU-MIMO.

Технология MU-MIMO

Для работы точка доступа и клиент должны быть оборудованы несколькими антеннами и находиться на расстоянии друг от друга, чтобы избежать разности фаз.

Пространственное мультиплексирование

Пространственный поток — это информация, отправленная передающими устройствами.

При использовании MU-MIMO каждый поток по отдельности передается с разных источников через канал, на котором работает трансмиттер, и достигает соответствующей радиоцепи на приемнике.

Адаптивное формирование диаграммы направленности луча

Отправляя пользователю данные, маршрутизатор задействует все имеющиеся антенны. В ответ клиентское устройство показывает матрицу, которая вычисляет расположение приемника и направляет в его сторону данные. Когда возникает риск простаивания антенны, фазовый сдвиг меняется, а мощность канала увеличивается. Если сигнал из разных источников приходит с идентичной мощностью, данные суммируются. В результате увеличиваются скорость потока и максимально возможная дистанция до приемника.

MU-MIMO — многопользовательский, множественный вход, множественный выход.

Передача информации в MU-MIMO

Порядок передачи информации выглядит следующим образом:

1. Маршрутизатор передает зондирующую радиоволну.

2. Каждый приемник MU-MIMO отправляет роутеру матрицу с информацией.

3. AP определяет местонахождение каждого клиента.

4. Роутер выбирает пользователей для одновременной передачи данных.

5. AP определяет необходимые смещения фазы для отдельных потоков данных и клиентов, после чего передает информацию.

6. Роутер отправляет запрос на каждый приемник отдельно, чтобы проверить, получены ли файлы.

7. Маршрутизатор получает подтверждение от приемника при условии, что до него дошли пакеты данных.

Практические ограничения

Технологию поддерживают только клиенты 802.11 ac и ax. Принимающее устройство обрабатывает данные для нескольких пользователей и одновременно отделяет те, которые предназначены ему.

Затем информация отправляется обратно на маршрутизатор в матричном виде. Предполагается, что приемник умеет работать с сигнальными кадрами в датаграммах. В противном случае он не сможет принимать данные.

Устройства пользователей должны находиться на большом расстоянии друг от друга, иначе AP не сможет сформировать каналы с разнесением их в пространстве и времени. При этом скорость передачи информации всегда будет зависеть от быстродействия самого медленного клиента. Это является существенным недостатком данной технологии.

Рейтинг популярных роутеров с поддержкой MU-MIMO

Модель ASUS RT-AC87U стоит около 12 000 руб. Такой роутер справляется с потоками данных любого объема, что делает его подходящим для проведения видеоконференций и выполнения других ресурсоемких задач. Устройство обеспечивает стабильность сигнала на площади 460 м². Пропускная способность не снижается из-за одновременного подключения нескольких устройств.

Розничная цена роутера TP-Link Archer C2600 составляет примерно 15 000 руб. Он использует стандарт 802.11 ac, скорость 2 600 Мбит/с в диапазоне 2 400 МГц и 1 730 Мбит/c — на частоте 5 ГГц. Архитектура роутера увеличивает производительность и пропускную способность канала. На AP установлены 4 антенны, порты Ethernet и USB для проводного подключения устройств (компьютеров, ноутбуков и т. д.).

Цена модели Linksys EA8500 — около 19 000 руб. Такой маршрутизатор гарантирует работу сетевых сервисов без задержек. На корпусе установлены 4 антенны, которые отвечают за стабильность покрытия и формирование 6 потоков. Роутер обеспечивает скоростное интернет-соединение для смарт-телевизоров, игровых консолей, планшетов и любых других гаджетов. В нем предусмотрено 4 порта Ethernet для сетевых и 2 разъема USB для периферийных устройств.