Как работают роутеры с поддержкой технологии MU-MIMO

 Виталий Леонидович Черкасов
Виталий Леонидович Черкасов
Системный администратор, инженер компьютерных систем.

Беспроводная сеть Wi-Fi есть практически везде: в квартире, на работе, в кафе, в гостинице, в ресторане. С развитием интернета к Wi-Fi стали подключаться не только гаджеты пользователей, но и другие устройства. Им нужно обеспечить нормальную скорость обмена данными.

Исследователи говорят, что к 2022 году в развитых странах средней семье будет принадлежать до 50 устройств, которые нужно будет подключить к Wi-Fi. Вместе с ростом количества гаджетов будут увеличиваться и объемы передаваемых данных. Для того, чтобы обеспечить скорость обмена информацией при росте количества подключаемых устройств, придумали технологию MIMO. Расскажем, что это за технология, и какую выгоду можно получить от ее использования.

Что такое mimo

Если коротко, то MIMO – это передача данных несколькими потоками. Эта аббревиатура переводится с английского как несколько входов, несколько выходов (Multiple Input Multiple Output). Эта технология предусматривает трансляцию сигнала несколькими приемниками и передатчиками на одной несущей частоте.

Часто рядом с аббревиатурой MU-MIMO указывают количество передатчиков и приемников, например, MIMO 2х2 (или 2х2) означает, что используются два передатчика и два приемника.

Технология MIMO позволила поднять скорость передачи до 300 Мбит/с, благодаря чему появился стандарт 802.11 n. Он использует канал шириной 20 МГц, что обеспечивает высокую пропускную способность. Технология MU-MIMO может быть использована в Wi-Fi сетях стандарта 802.11 n и ac.

Принцип работы

MU-MIMO базируется на нескольких технологиях.

Технология OFDM (мультиплексирование с частотным разделением сигналов), которая была разработана для увеличения эффективности частотного спектра каналов. Сначала частотный диапазон Wi-Fi был один – 2,4 ГГц. Он разделен на 14 каналов шириной 20 МГц (другие частоты расположены от заданного на расстоянии 20 МГц), которые частично перекрывали соседние. Потом выяснилось, что такого количества не хватает, и был введен диапазон, работающий на частоте 5 ГГц. В нем были не только 20 МГц каналы, но и шириной 40 МГц и 80 МГц. Технология OFDM позволяет использовать не только несущие, но и поднесущие частоты, благодаря чему трафик распределяется более рационально. Однако передавать информацию с помощью этого протокола мог только один пользователь в каждый момент времени.

На смену OFDM пришла усовершенствованная технология OFDMА, которая работает на уровне ресурсных юнитов, что позволяет разбить блок на несколько компонентов и работать одновременно с несколькими пользовательскими устройствами.

Еще один способ увеличить скорость обмена информацией – это применение технологии пространственных потоков. Маршрутизаторы имеют несколько радимодулей, каждый из которых передает данные через свою антенну Wi-Fi. Пространственный поток действует между радиомодулем роутера и мобильным устройством пользователя. В результате скорость обмена данными возрастает пропорционально количеству антенн. На частоте 2,4 ГГц возможно организовать четыре потока, а в диапазоне 5ГГц восемь.

Раньше при установке в маршрутизатор двух радиомодулей один работал на 2,4 ГГц, а второй на 5 ГГц. При появлении третьего передающего модуля качество связи стало ухудшаться из-за наводок.


Еще одна составляющая MU-MIMO – технология Beamforming, которая позволяет регулировать диаграмму направленности сигнала, идущего от маршрутизатора. Она позволяет с помощью нескольких небольших антенн MIMO управлять направлением излучения радиоволн. При этом режиме важно, чтобы сигналы не перекрывали друг друга, чтобы обеспечить выполнение этого условия нужны достаточно большие вычислительные мощности.

Объединение всех этих технологий вместе и называется Wi-Fi MIMO.

Преимущества и недостатки

Получение и передача информации происходит потоком на высокой скорости
Антенны формируют направленный сигнал и за счет этого происходит увеличение дальности действия сети
Можно одновременно подключить к Wi-Fi несколько устройств и все они будут получать данные на высокой скорости
Для работы требуются большие вычислительные мощности
Плохо работает, если источник или приемник сигнала перемещается

Типы

В зависимости от того, как система работает с пользователями, беспроводные технологии передачи данных делятся на:

  • SU-MIMO (Single User) поддерживает работу только с одним пользователем, то есть является устройством 1х1;
  • MU-MIMO (Multi User MIMO) позволяет подключаться к сети сразу нескольким пользователям (multiple access) и обеспечивает при этом высокую скорость передачи данных.

SU-MIMO и MU-MIMO – в чем различие

Расскажем подробнее, чем отличаются SU-MIMO и MU-MIMO.

musu

Роутеры, поддерживающие SU-MIMO, могут в единицу времени обслуживать один поток данных. Таким образом один гаджет принимает и отправляют данные одновременно по нескольким каналам, а другие устройства в это время бездействуют и ждут своей очереди.

При использовании MU-MIMO передача информации происходит не по одному каналу, а сразу по нескольким. Таким образом, несколько пользователей одновременно могут принимать и отправлять данные. Эта технология может создавать 4 одновременных подключения, благодаря этому клиентам не приходится делить подключение и скорость обмена увеличивается. Подходит для сетей с большим числом пользователей, поэтому ее рекомендуется использовать в офисах, гостиницах, кафе и ресторанах. Следует учитывать, что информацию, передаваемую с использованием этой технологии, сложнее перехватить, что увеличивает ее безопасность.

Понять, поддерживает ли маршрутизатор MU-MIMO, можно по количеству антенн. У роутера, использующего эту технологию, их должно быть как минимум четыре.

Роутеры с MU-MIMO также применяют технологию Beamforming, поэтому сигналы от маршрутизатора распространяются не во все стороны равномерно, а преимущественно в направлении принимающего гаджета.

схема

Практические ограничения

Чтобы окончательно разобраться с технологией MU-MIMO, нужно также знать, какие у нее есть ограничения.

  • Она не может работать в частотном диапазоне 2,4 ГГц, для нее нужна частота 5 ГГц.
  • Количество клиентов, подключенных одновременно, ограничено. Маршрутизатор, рассчитанный на работу с тремя потоками одновременно, не способен работать с несколькими подключениями без снижения скорости.
  • Устройство, которое будет подключаться к маршрутизатору, также должно поддерживать MU-MIMO. Но ему не нужно иметь четыре антенны, достаточно одной. Выгоду получат даже устройства, не поддерживающие эту технологию, за счет того, что гаджеты с поддержкой MU-MIMO будут передавать данные быстрее, очередь до остальных клиентов будет доходить быстрее.
  • Так как используется направленная передача данных Beamforming, то данная технология не очень хорошо работает с быстро перемещающимися гаджетами. Появляются проблемы с определением положения устройства, процесс формирования становится сложным и менее эффективным.

Маршрутизаторы с технологией МИМО

Wi-Fi роутеры с 4g и поддержкой MIMO:

  • Keenetic Giga KN-1011;
  • Keenetic Viva KN-1910;
  • Keenetic Ultra KN-1810;
  • Keenetic Extra KN-1711;
  • Keenetic Hero 4G KN-2310;
  • Asus RT-AX86U;
  • Asus RT-AX58U.

Другие модели с поддержкой технологии:

  • Keenetic Speedster KN-3010;
  • TP-LINK Archer AX73;
  • TP-LINK Archer AX50;
  • Huawei AX3 Dual Core;
  • Xiaomi Redmi AX5;
  • TP-LINK Archer C80;
  • Xiaomi Mi Router AX1800 Global.

Сдеаем обзор двух популярных моделей с поддержкой MIMO в роутере – ASUS RT-AC87U и TP-LINK Archer C2600.

ASUS RT-AC87U

ASUS RT-AC87U – это производительный маршрутизатор, который можно использовать для проведения видеоконференций, а также передачи большого объема мультимедийных данных. В нем применяется технология 4*4 MU-MIMO, которая позволяет обеспечить уверенный прием сигналов на площади 465 квадратных метров. По отзывам пользователей, скорость передачи данных не уменьшается даже при одновременной работе сразу нескольких устройств.

asus

Характеристики:

  • стандарты беспроводной сети: 802.11 a, b, g, n, ac;
  • используемые частоты: 2,4 и 5 ГГц;
  • скорость беспроводной передачи информации: 1734 Мбит/с;
  • скорость обмена данными по проводам LAN: 1000 Мбит/с;
  • количество антенн: 4 штуки;
  • другие интерфейсы: USB 2.0 и USB 3.0.

TP-LINK Archer C2600 – это высокоскоростное производительное устройство. Используя стандарт 802.11ас, он может передавать информацию с общей скоростью 2600 Мбит/с. В диапазоне 2,4 ГГц максимальная скорость равна 800 Мбит/с, а на частоте 5 ГГц – 1733 Мбит/с. В настройках можно настроить режим энергосбережения MIMO. Кроме этого, для улучшения качества связи маршрутизатор оснащен четырьмя несъемными антеннами, а также LAN портами, работающими на скорости 1 Гбит/с. Для подключения внешних устройств имеются разъемы USB 3.0.

Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю пользовательское соглашение.

Adblock
detector