Технология MIMO используется в различных приложениях, включая передачу данных 3G и особенно 4G (LTE) операторами мобильной связи. Применительно к маршрутизаторам это означает, что сигнал от антенны маршрутизатора к подключенному ноутбуку или смартфону передается не по одному, а по нескольким каналам.
Что такое MIMO и зачем оно нужно?
Возможно, вы только что купили или собираетесь купить новый беспроводной модем с двумя портами для подключения антенны, но задаетесь вопросом, какой из них использовать и зачем нужны два порта.
Мы все привыкли к мобильной связи и радиопередачам с использованием антенн. Например, большая антенна на огромной башне передает сигнал, а меньшая антенна, которая уже находится под рукой или на крыше автомобиля, принимает этот сигнал. Они работают аналогичным образом в противоположном направлении. Антенны на башне передают сигнал к месту назначения в случае телефонного вызова или принимают сигнал от радиостанции в случае радиовызова.
Эта технология проста и эффективна для совершения телефонных звонков.
Однако пропускная способность также нуждается в улучшении, поскольку спрос на высокоскоростной интернет растет пропорционально росту числа людей, обучающихся пользоваться интернетом и гаджетами. В противном случае деградация связи неизбежна. (Как в час пик на городских автомагистралях) Это не относится к радиоприемникам. Каждый клиент получает только один сигнал, поэтому увеличение количества приемников не повлияет на качество, но напрямую скажется на телефонных и интернет-соединениях.
Если вы пользуетесь 3G-интернетом уже несколько лет, вы заметите, что заявленные максимальные скорости быстро растут. От примерно 3,6 Мбит/с на первых сериях «широкополосных» мобильных устройств до 7,2 Мбит/с в 2007 году, 21 Мбит/с в 2008 году, 42 Мбит/с чуть позже и 100 Мбит/с с появлением 4G в конце 2011 года. Некоторые люди стучатся в нашу дверь и считают, что новое поколение может в четыре раза увеличить скорость 4G.
Так как же увеличить скорость?
Увеличить скорость нелегко. Теоретически, самым большим ограничивающим фактором является пропускная способность.
Каждой телефонной вышке выделяется общая амплитуда частот, которые она может передавать, а каждому подключенному к ней человеку выделяется небольшой канал определенной амплитуды. Это означает, что каждая вышка имеет ограниченное количество клиентов, которых она может обслуживать, прежде чем станет перегруженной.
Можно попытаться увеличить скорость (больше каналов для каждого клиента). Это значительно сократит количество людей, которых башня может обслужить за единицу времени. Повышение скорости, но снижение пропускной способности. Такие схемы требуют значительного увеличения количества вышек. Это работает в городских условиях, но не выгодно в сельской местности. Очень дорого.
Скорость также ограничена соотношением сигнал/шум (SNR). Для повышения скорости можно увеличить мощность (или громкость) передачи, чтобы телефонные вышки «слышали» нас лучше, но до такой степени.
После того, как вы снизили всю эффективность, полученную от передачи сигнала от антенны к антенне, необходимо решать проблему по-другому.
Именно здесь в игру вступает MIMO. Если вы не можете улучшить передачу по эфиру, почему бы не увеличить количество антенн?
MIMO — это аббревиатура от M ultiple- I n, M ultiple-O ut и расшифровывается как «несколько входов, несколько выходов».
Нам нужно больше антенн!
Использование нескольких антенн позволяет забыть о трудностях эфирной передачи и распределить нагрузку на сигнальный процессор модема.
Все антенны передают сигнал на одной и той же частоте, поэтому для каждого пользователя не требуется дополнительная полоса пропускания.
Сначала данные разделяются на несколько потоков и собираются на приеме. Приемник разработан таким образом, чтобы учитывать небольшую разницу во времени между приемом каждого сигнала и любые дополнительные шумы или помехи, а также потерянные сигналы.
Важно знать, что MIMO включается и выключается модемом.
Решение об использовании MIMO согласовывается с вышкой мобильной связи, где оценивается качество принимаемых и передаваемых сигналов (показатель называется CQI).
Если уровень или качество сигнала низкие, модему трудно различать два потока, поэтому, если уровень сигнала падает ниже определенного порогового значения, MIMO отключается, и модем работает с одной антенной.
Технология MIMO используется в различных приложениях, включая передачу данных 3G и особенно 4G (LTE) операторами мобильной связи. Применительно к маршрутизаторам это означает, что сигнал от антенны маршрутизатора к подключенному ноутбуку или смартфону передается не по одному, а по нескольким каналам.
Технология MIMO: что это и с чем её едят?
Многие уже слышали о технологии MIMO, которая в последние годы стала предметом многочисленных реклам и плакатов, особенно в компьютерных магазинах и журналах. Но что такое MIMO? Что это значит? Давайте рассмотрим некоторые детали.
MIMO (Multiple Input Multiple Output) — это схема пространственного кодирования, которая использует две или более антенн для передачи данных и столько же антенн для приема данных, что позволяет увеличить пропускную способность канала. Поскольку передающая и приемная антенны находятся на большом расстоянии друг от друга, помехи между соседними антеннами сведены к минимуму. Технология MIMO используется в беспроводной связи Wi-Fi, WiMAX и LTE для увеличения пропускной способности и более эффективного использования частотных диапазонов. Фактически, MIMO позволяет передавать больше данных в одном частотном диапазоне и в определенном частотном коридоре. Это означает более высокую скорость. Это достигается за счет использования нескольких передающих и принимающих антенн.
История MIMO
Технология MIMO появилась сравнительно недавно. Его история началась в 1984 году, когда был запатентован первый патент на использование этой технологии. Ранние исследования и разработки проводились в Bell Labs, а в 1996 году компания AirgoNetworks выпустила первый чипсет MIMO под названием TrueMIMO. Дальнейшее развитие MIMO получило в начале XX века, когда началось бурное развитие беспроводных сетей Wi-Fi и сотовых сетей 4G. И сегодня MIMO в полной мере используется в сетях 4GLTE и Wi-Fi 802.11b / g / ac, а также в будущих сетях 5G и Wi-Fi6.
Для конечного пользователя MIMO значительно увеличивает скорость передачи данных. В зависимости от конфигурации оборудования и количества используемых антенн, скорость может быть удвоена, утроена или даже увеличена в восемь раз. Как правило, в беспроводных сетях используется одинаковое количество передающих и принимающих антенн. Как 2 x 2 или 3 x 3. Другими словами, если MIMO описывается как 2 x 2, две антенны передают и две принимают. Например, стандарт Wi-Fi использует802.11acКанал 20 МГц обеспечивает пропускную способность 867 Мбит/с, а в конфигурации MIMO 8×8 восемь каналов объединяются для достижения максимальной скорости около 7 Гбит/с. Аналогично, при использовании LTE MIMO скорость может быть в несколько раз выше. Чтобы получить максимальную отдачу от MIMO в сетях LTE, вам необходимо4 антенны GMIMOЧтобы получить максимальную отдачу от сетей LTE, требуется 4G MIMO. Это связано с тем, что встроенные антенны, как правило, плохо распределены и менее эффективны. И, конечно, требуется поддержка MIMO со стороны базовой станции.
Антенны LTE с функцией MIMO передают и принимают сигналы в горизонтальном и вертикальном направлениях. Это известно как поляризация. Функция антенны MIMO заключается в наличии двух антенных разъемов и, соответственно, двух кабелей для подключения к модему/маршрутизатору.
Многие люди, и совершенно справедливо, говорят, что антенны MIMO для сетей 4G LTE — это фактически две антенны в одной, но не стоит верить, что использование таких антенн удвоит скорость. Это верно только в теории, но на практике разница между обычными и MIMO антеннами в сетях 4G LTE составляет 20-25%, что уже можно считать важным результатом. Однако в этом случае более важен фиксированный сигнал, который может обеспечить антенна MIMO.
Для самого быстрого и стабильного интернета в сетях 4G LTE рекомендуется устанавливать антенны MIMO.
MIMO (Multiple Input Multiple Output) интерпретируется как «множественный вход, множественный выход». Это означает, что сигнал одного канала передается несколькими приемниками и передатчиками. Например, если вы изучите функциональность устройства Wi-Fi, то увидите такой параметр -3*2. Это подразумевает наличие трех передатчиков и двух приемных антенн.
Что Такое MU-MIMO в Wi-Fi Роутере TP-Link (AC1200, 802.11 ac)? Чем Отличается MIMO 2×2 от 4×4?
Очень часто wifi роутеры TP-Link стандарта AC1200 (802.11 AC), и других брендов (Asus, Zyxel, Keenetic, D-Link, Mercusys, Tenda и т.д.) описывают такие характеристики, как MU-. MIMO. Также встречаются термины MIMO 2×2, 3×3 или MIMO 4×4. Что это такое и в чем различия?
Проще говоря, MIMO — это многоканальный метод передачи данных от одного устройства к другому. MIMO — это сокращение от Multiple InputMultipleOutputs.
Технология MIMO используется в различных приложениях, включая передачу данных 3G и особенно 4G (LTE) операторами мобильной связи. Применительно к маршрутизаторам это означает, что сигнал от антенны маршрутизатора к подключенному ноутбуку или смартфону передается не по одному, а по нескольким каналам.
Откуда взялась технология MIMO?
Как показывает практика WiFi, когда маршрутизатор передает беспроводной сигнал, он ослабляет его в зависимости от расстояния до источника и наличия препятствий. Действительно, когда луч сигнала от маршрутизатора сталкивается с препятствиями и проходит большие расстояния, он рассеивается на несколько лучей и становится слабее. Это снижает качество и скорость загрузки в Интернете.
С помощью MIMO один и тот же сигнал может передаваться несколько раз одновременно. В результате вероятность того, что он достигнет приемника устройства, во много раз выше. Это улучшает прием и стабильность сети. Используйте несколько ретранслирующих антенн на одном маршрутизаторе и несколько принимающих антенн на устройствах, поддерживаемых данной технологией. Сегодня к ним относятся абсолютно все смартфоны, ноутбуки, декодеры, телевизоры и другие беспроводные устройства.
Чем отличается MIMO 2×2 от 3×3 b 4×4?
И в этом заключается разница между SO -CALLED MIMO 2×2 и MIMO 3×3 и MIMO 4×4, которую также можно увидеть в спецификациях на коробке маршрутизатора. На самом деле, все очень просто. Цифры означают количество антенн, излучающих сигналы одновременно.
- 2х2 — значит на передачу данных работает одновременно 2 антенны
- 3х3 — 3 антенны
- 4×4 — 4 работающих антенны, по которым передается один и тот же сигнал
В результате качество связи второго варианта значительно лучше. Однако здесь есть важный момент. Если маршрутизатор поддерживает MIMO 4×4, загружайте устройства — смартфоны, ноутбуки, адаптеры WiFi и т. д. — Они также поддерживают этот стандарт. И таких устройств сегодня очень мало, все они относятся к топовым моделям соответствующих брендов. В принципе, все недорогие смартфоны и ноутбуки могут «общаться» с MIMO 2 x 2 только через Wi-Fi. Это означает, что максимальная теоретическая скорость, указанная на маршрутизаторе, не может быть достигнута.
В заключение можно сделать вывод, что MIMI показала себя как перспективная технология для создания мобильных широкополосных беспроводных систем со скоростью в несколько сотен MBP.
В чем преимущество технологии перед существующими?
Беспроводной интернет, использующий технологию Mu-Mimo, приобрел новый цвет в ущерб Mu-Mimo.
- Увеличения теоретической пропускной способности в обновленной спецификации стандарта 802.11ac Wave 2 до 6,93 Гбит/с.
- Разрешения нескольким девайсам одновременно принимать несколько потоков данных.
Это означает, что устройству не нужно ждать перед главным каналом компьютера, прекращать принимать весь трафик, а затем самому получать большую часть пропускной способности.
Технология MIMO использует следующие принципы и алгоритмы для работы с несколькими пользователями
- За обеспечение эффективного использования радиоканалов отвечает технология beamforming.
- Технология внедряет так называемые маяки, чтобы маршрутизатор и клиентское устройство знали о местоположении друг друга.
- После маршрутизатор измеряет собственную фазу и мощность, чтобы сформировать лучший сигнал, достаточный для передачи к клиентскому девайсу на то расстояние, на которое в данный момент времени оно расположено.
- Из-за качественной фокусировки более эффективно используются радиосигналы, может увеличиваться скорость передачи данных и дистанция стабильного соединения.
- В одно и тоже время технология MIMO 2×2 разрешает «общаться» со всеми подключенными к девайсу устройствами за счет нескольких принимающих и передающих антенн, без «существенных просадок» по скорости, и «ожиданий» освобождения канала другим устройством.
MIMO-MU — это технологическая революция в сетях Wi-Fi и LTE. То, что было раньше, и то, что есть сейчас, можно сравнить с модернизацией дорог. Там, где раньше использовались сельские дороги, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, теперь их заменяют более широкие автомагистрали.
IoT дружит с MU-MIMO?
Да. Беспроводной маршрутизатор Wi-Fi с реализованной технологией позволяет многим устройствам IoT подключаться и обмениваться данными одновременно. Во-вторых, это помогает избежать задержек, когда устройствам приходится быстро «общаться». К таким устройствам относятся
- Компьютеризированная техника (ноутбуки, смартфоны, планшеты).
- Бытовая техника (кондиционеры, мультиварки, холодильники).
- Системы автоматизации.
Поддержка последних достижений в технологии MIMO доступна не во всех предыдущих устройствах. Однако это не означает, что новые маршрутизаторы не могут взаимодействовать с ними. Да, могут, но только при стандартных вариантах подключения Wi-Fi в разных частотных диапазонах.
За что вы полюбите MU-MIMO
Как только вы узнаете, что такое технология MIMO, мы призываем вас изучить особенности, которые заставят вас влюбиться в эту новую ветвь эволюции беспроводной связи.
- Вся мощь и пропускная способность технологии направлена на DownStream. То есть высокая скорость обеспечена при потреблении трафика клиентскими устройствами. Без задержек можно смотреть фильмы 4K, онлайн трансляции, с комфортом играть в онлайн игры.
- Новый диапазон незабитый множественными Wi-Fi сетями в 5 ГГц. Именно в этом диапазоне по новой технологии взаимодействует роутер второго поколения с устройствами. Естественно, клиентские устройства тоже должны поддерживать работу в 5 ГГц. С каждым годом их становится все больше.
- Технология формирования сигнала, позаимствованная из военных наработок конца 80-х годов, позволяет посылать мощные сигналы в сторону предполагаемого места положения клиентского девайса. Мощный, сфокусированный сигнал увеличивает дальность стабильного соединения и скорость Wi-Fi-подключения.
- Обслуживание нескольких устройств одновременно возможно исходя из количества направленных потоков. Например, один направленный поток может обслуживать 1 устройство, второй поток – 2 устройства, третий и 4 поток объединился для обслуживания одного девайса. При этом для последнего увеличится скорость.
- Девайсы с поддержкой Вай Фай 5 ГГц не нуждаются в нескольких антеннах, для нормального приема сигнала от MU-MIMO. Однако если гаджет имеет 2 и более антенны, то может принять несколько потоков от Wi-Fi роутера, повысив при этом пропускную способность образовавшегося канала.
Заключение
Что такое технология MIMO? Это технология, расширяющая пропускную способность канала. Эта технология претерпела значительное развитие и превратилась в MU-MIMO. В нем используется технология военных радаров для улучшения и усиления сигнала в сочетании с повышенной пропускной способностью для одновременного подключения нескольких абонентов.
Современное решение для подключения большого количества пользователей по цене около 15 000 рублей. Используемый стандарт 802.11 AC обеспечивает максимальную скорость до 2600 Мбит/с -800 Мбит/с в зоне 2,4 и до 1733 Мбит/с в зоне 5 ГГц.
Технология AirMAX
Ubiquiti Networks — признанный лидер в разработке и внедрении инновационных технологий WiFi, включая MIMO. На этой основе Ubiquiti разработала и запатентовала технологию Airmax. Его суть заключается в том, что скачущая передача нескольких антенных сигналов в один канал упорядочивается и структурируется протоколом TDMA с материальным ускорением. Пакеты данных распределяются по отдельным временным хвостам, а передача хвостов координируется.
Это позволяет расширить емкость канала и увеличить количество подключенных абонентов без потери качества связи. Это решение эффективно, просто в использовании и, что самое главное, дешево. В отличие от аналогичного оборудования, используемого Wimax-сетями, сетевое оборудование Ubiquiti с технологией AirMax имеет удовлетворительную цену.
