Mimo или mu mimo в роутере что это

Часть I. Что такое MIMO?

MIMO означает множественный вход и множественный выход, который также называется SU-MIMO. Он использует несколько антенн на передающем и принимающем концах и образует антенную систему с несколькими туннелями между двумя терминалами. В зависимости от количества передающих и принимающих антенн, MIMO можно разделить на 4 типа, включая SISO, SISM, MISO и MIMO. Как правило, скорость передачи может быть улучшена максимум на 50% за счет использования большего количества антенн для передачи и приема. Эти системы улучшают стандарты WiFi.

Преимущества MIMO

● MIMO повышает скорость передачи данных одного устройства, не занимая дополнительные частотные ресурсы.

● MIMO имеет чрезвычайно высокую эффективность использования частоты. Он повышает надежность и эффективность на основе эффективного использования текущей частоты ценой увеличения сложности обработки передающей и принимающей сторон.

Это способствует значительному увеличению скорости передачи данных WiFi, например с 54 Мбит/с (802.11g) до 300 Мбит/с или даже 600 Мбит/с (802.11n).

Часть II. Что такое MU-MIMO?

MU-MIMO означает Multi-User Multiple Input Multiple Output. Он позволяет точке доступа передавать сигнал одновременно нескольким устройствам. В отличие от SU-MIMO, он позволяет нескольким антеннам взаимодействовать только с одним устройством. MU-MIMO был представлен в WiFi 5, поддерживая только 44 DL MU-MIMO. В настоящее время WiFi 6 принимает 88 DL MU-MIMO и вводит UL MI-MIMO. MU-MIMO в основном используется в сценариях с интенсивным распределением пользователей, параллелизмом нескольких пользователей и большим трафиком, а также относительно фиксированным расположением терминалов, включая бизнес-офисы, конференц-центры и электронное образование.

1. Преимущества MU-MIMO

● Улучшение пропускной способности сети и использования спектра

MU-MIMO может улучшить пропускную способность беспроводной сети. При использовании MU-MIMO пропускная способность беспроводной сети в 2-3 раза выше, чем при использовании SU-MIO.

● Удовлетворение спроса на большой трафик

Она позволяет нескольким терминалам передавать данные одновременно, что повышает эффективность передачи данных в беспроводных сетях и сокращает время ожидания терминалов на временной последовательности. Поэтому он может лучше удовлетворять требованиям большого трафика и низкой задержки в таких приложениях, как видео или аудио.

● Преимущество традиционных терминалов WiFi

Благодаря общему улучшению эффективности передачи, обеспечиваемому MU-MIMO, беспроводная сеть имеет больше свободного времени или емкости для обслуживания традиционных терминалов Wi-Fi (поддерживается только SU-MIMO). Другими словами, опыт применения традиционных терминалов Wi-Fi также может быть улучшен.

Вердикт:

Самое большое различие между MIMO и MU-MIMO заключается в том, что MU-MIMO может одновременно общаться с несколькими пользователями, а не только с одним, как MIMO.

Как показано на рисунке ниже, обычно SU-MIMO передает сигналы как кольцо от центра к внешней стороне и обменивается данными с устройствами по очереди в зависимости от расстояния (не в абсолютном смысле расстояния, а качества сигнала и т.д.). Когда устройств доступа слишком много, некоторые устройства вынуждены ждать, и сеть будет отставать.

Однако MU-MIMO отличается. Его сигналы делятся на несколько частей в трех измерениях: временной области, частотной области и области пространства, что похоже на одновременную передачу нескольких различных сигналов. Таким образом, маршрутизатор MU-MIMO может работать с несколькими устройствами одновременно. В частности, поскольку несколько сигналов не мешают друг другу, ресурсы максимизируются.

2. DL MU-MIMO и UL MU-MIMO

DL MU-MIMO относится к MU-MIMO нисходящего канала. WiFi 5 вводит MU-MIMO и поддерживает только 44 DL. В WiFi 6 была увеличена поддержка 88 DL MU-MIMO. Используя метод формирования луча на передающей стороне, DL MU-MIMO может разделять потоки данных различных пользователей, а затем просто работать на принимающей стороне. Таким образом достигается оптимизация использования ресурсов сети. Это не только усиливает наведение сигнала, но и уменьшает помехи. Это способствует тому, что пользователи терминала получают лучший опыт работы в Интернете без борьбы за пропускную способность или сбоев при задержке HD видео/игр, наслаждаясь реальным высокоскоростным опытом WiFi.

UL MU-MIMO – это MU-MIMO для восходящего канала, который недавно появился в WiFi 6. Различные пользователи могут передавать восходящий канал, используя одну и ту же временную частоту. С точки зрения приемной стороны, трафик данных можно рассматривать как различные антенны от одного терминала, что образует визуальную систему MIMO, или UL MU0MIO.

Часть III. Какое устройство поддерживает MU-MIMO?

С развитием MU-MIMO и покрытия WiFi, все больше беспроводных маршрутизаторов поддерживают MU-MIIMO. Беспроводной маршрутизатор V-SOL HG5000-5G4AX также поддерживает WiFi 6 с MU-MIMO. Имеется 4x гигабитных порта LAN, 1x гигабитный порт WAN и порт USB3.0. MU-MIMO позволяет нескольким терминалам использовать канал одновременно и достигать 4-кратной пропускной способности. Двухдиапазонный маршрутизатор WiFi 6 способен достигать скорости до 3 Гбит/с и обеспечивать потоковое вещание 4K/HD без буферизации и игровой процесс.

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

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.

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.

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.

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

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.

Что такое MU-MIMO и зачем это нужно?

Одно из самых существенных и важных нововведений Wi-Fi за прошедшие 20 лет – технология Multi User – Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO). MU-MIMO расширяет функциональность появившегося недавно обновления беспроводного стандарта 802.11ac «Wave 2». Безусловно, это огромный прорыв для беспроводной связи. Данная технология помогает увеличить максимальную теоретическую скорость беспроводного соединения от 3,47 Гбит/с в оригинальной спецификации стандарта 802.11ac до 6,93 Гбит/с в обновлении стандарта 802.11ac Wave 2. Это одна из самых сложных функциональностей Wi-Fi на сегодняшний день.

Давайте разберемся как это работает!

Технология MU-MIMO повышает планку за счет разрешения нескольким устройствам принимать несколько потоков данных. Она базируется на однопользовательской технологии MIMO (SU-MIMO), которая была представлена почти 10 лет назад со стандартом 802.11n.

SU-MIMO увеличивает скорость Wi-Fi-соединения, позволяя паре беспроводных устройств одновременно принимать или отправлять несколько потоков данных.
Рисунок 1. Технология SU-MIMO предоставляет многоканальные входные и выходные потоки одному устройству в одно и то же время. Технология MU-MIMO обеспечивает одновременную связь с несколькими устройствами.

По сути, революционные изменения для Wi-Fi обеспечивают две технологии. Первая из этих технологий, называемая beamforming, позволяет Wi-Fi-маршрутизаторам и точкам доступа более эффективно использовать радиоканалы. До появления этой технологии Wi-Fi-маршрутизаторы и точки доступа работали как электрические лампочки, посылая сигнал во всех направлениях. Проблема заключалась в том, чтонесфокусированному сигналу ограниченной мощности трудно добраться до клиентских Wi-Fi-устройств.

С помощью технологии beamforming Wi-Fi-маршрутизатор или точка доступа обменивается с клиентским устройством информацией о своем местоположении. Затем маршрутизатор изменяет свою фазу и мощность для формирования лучшего сигнала. Как результат: более эффективно используются радиосигналы, ускоряется передача данных и, возможно, увеличивается максимальная дистанция соединения.

Возможности beamforming расширяются. До сих пор Wi-Fi-маршрутизаторы или точки доступа были по своей сути однозадачными, посылая или принимая данные только от одного клиентского устройства одновременно. В более ранних версиях семейства стандартов беспроводной передачи данных 802.11, включая стандарт 802.11n и первую версию стандарта 802.11ac, существовала возможность одновременного приема или передачи нескольких потоков данных, но до сих пор не существовало метода, позволяющего Wi-Fi-маршрутизатору или точке доступа в одно и то же время «общаться» сразу с несколькими клиентами. Отныне же с помощью MU-MIMO такая возможность появилась.

Это действительно большой прорыв, так как возможность одновременной передачи данных сразу нескольким клиентским устройствам значительно расширяет доступную полосу пропускания для беспроводных клиентов. Технология MU-MIMO продвигает беспроводные сети от старого способа CSMA-SD, когда в одно и то же время обслуживалось только одно устройство, к системе, где сразу несколько устройств могут одновременно «говорить». Для большей наглядности примера, представьте себе переход от однополосной проселочной дороги к широкой автомагистрали

Сегодня беспроводные маршрутизаторы и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 активно завоевывают рынок. Каждый, кто разворачивает Wi-Fi понимать специфику работы технологии MU-MIMO. Предлагаем вашему вниманию 13 фактов, которые ускорит ваше обучение в этом направлении.

MU-MIMO использует только «Downstream» поток (от точки доступа к мобильному устройству).

В отличие от SU-MIMO, технология MU-MIMO в настоящее время работает только для передачи данных от точки доступа к мобильному устройству. Только беспроводные маршрутизаторы или точки доступа могут одновременно передавать данные нескольким пользователям, будь то один или несколько потоков для каждого из них. Сами же беспроводные устройства (такие, как смартфоны, планшеты или ноутбуки) по-прежнему должны по очереди направлять данные к беспроводному маршрутизатору или точке доступа, хотя при этом при наступлении их очереди они по отдельности могут использовать технологию SU-MIMO для передачи нескольких потоков.

Технология MU-MIMO будет особенно полезной в тех сетях, где пользователи больше скачивают данные, чем загружают.

Возможно, в будущем будет реализована версия технологии Wi-Fi: 802.11ax, где метод MU-MIMO будем применим и для «Upstream» трафика.

MU-MIMO работает только в Wi-Fi-диапазоне частот 5 ГГц

Технология SU-MIMO работает как в диапазоне частот 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Беспроводные роутеры и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 могут одновременно обслуживать несколько пользователей только на полосе частот 5 ГГц. С одной стороны, конечно, жаль, что на более узкой и более перегруженной полосе частот 2,4 ГГц мы не сможем использовать новую технологию. Но, с другой стороны, на рынке появляется все больше двухдиапазонных беспроводных устройств, поддерживающих технологию MU-MIMO, которые мы можем использовать для разворачивания производительных корпоративных Wi-Fi-сетей.

Технология Beamforming помогает направлять сигналы

В литературе СССР можно встретить понятие Фазированная Антенная Решётка, которая была разработана для военных радаров в конце 80-х. Аналогичная технология была применена в современном Wi-Fi. MU-MIMO использует технологию формирования направленного сигнала (в англоязычной технической литературе известной как «beamforming»). Beamfiorming позволяет направлять сигналы в направлении предполагаемого местоположения беспроводного устройства (или устройств), а не посылать их случайным образом во всех направлениях. Таким образом получается сфокусировать сигнал и существенно увеличить дальность действия и скорость работы Wi-Fi-соединения.

Хотя технология beamforming стала опционально доступна еще со стандартом 802.11n, тем ни менее большинство производителей реализовывали свои проприетарные версии этой технологии. Эти вендоры и сейчас предлагают проприетарные реализации технологии в своих устройствах, но теперь им придется включить хотя бы упрощенную и стандартизированную версию технологии формирования направленного сигнала, если они хотят поддерживать технологию MU-MIMO в своей продуктовой линейке стандарта 802.11ac.

MU-MIMO поддерживает ограниченное количество одновременных потоков и устройств

К огромному сожалению, маршрутизаторы или точки доступа с реализованной технологией MU-MIMO не могут одновременно обслуживать неограниченное количество потоков и устройств. Маршрутизатор или точка доступа имеют собственное ограничение на число потоков, которые они обслуживают (зачастую это 2, 3 или 4 потока), и это количество пространственных потоков также ограничивает количество устройств, которые точка доступа может одновременно обслужить. Так, точка доступа с поддержкой четырех потоков может одновременно обслуживать четыре различных устройства, либо, к примеру, один поток направить к одному устройству, а три других потока агрегировать на другое устройство (увеличив скорость от объёединения каналов).​

От пользовательских устройств не требуется наличие нескольких антенн

Как и в случае с технологией SU-MIMO, только беспроводные устройства со встроенной поддержкой MU-MIMO могут агрегировать потоки (скорость). Но, в отличие от ситуации с технологией SU-MIMO, беспроводным устройствам не обязательно требуется иметь несколько антенн, чтобы принимать MU-MIMO-потоки от беспроводных маршрутизаторов и точек доступа. Если беспроводное устройство оснащено только одной антенной, оно может принять только один MU-MIMO-поток данных от точки доступа, используя beamforming для улучшения приёма.

Большее количество антенн позволит беспроводному пользовательскому устройству принимать большее количество потоков данных одновременно (обычно из расчета один поток на одну антенну), что, безусловно, положительно скажется на производительности этого устройства. Однако, наличие нескольких антенн у пользовательского устройства негативно сказывается на потребляемой мощности и размере этого изделия, что критично для смартфонов.

Однако технология MU-MIMO предъявляет меньшие аппаратные требования к клиентским устройствам, чем обременительная в техническом плане технология SU-MIMO, то можно с уверенностью предположить, что производители гораздо охотнее станут оснащать свои ноутбуки и планшеты поддержкой технологии MU-MIMO.​

Точки доступа выполняют «тяжелую» обработку

Стремясь к упрощению требований к устройствам конечных пользователей, разработчики технологии MU-MIMO постарались переложить на точки доступа большую часть работы по обработке сигнала. Это еще один шаг вперед по сравнению с технологией SU-MIMO, где бремя по обработке сигнала большей частью лежало на пользовательских устройствах. И опять же, это поможет производителям клиентских устройств экономить на мощности, размере и других затратах при производстве своих продуктовых решений с поддержкой MU-MIMO, что должно весьма позитивно сказаться на популяризации данной технологии.

Даже бюджетные устройства получают ощутимую выгоду от одновременной передачи через несколько пространственных поток

Подобно агрегации каналов в сети Ethernet (802.3ad и LACP), объединение потоков 802.1ac не увеличивает скорость соединения «точка-точка». Т.е. если вы единственный пользователь и у Вас запущено только одно приложение — вы задействует только 1 пространственный поток.

Однако существует возможность увеличить общую пропускную способность сети за счет предоставления возможности по обслуживанию точкой доступа нескольких пользовательских устройств одновременно.

Но если все используемые в вашей сети пользовательские устройства поддерживают работу только с одним потоком, то MU-MIMO позволит вашей точке доступа обслуживать одновременно до трех устройств, вместо одного за раз, в то время как другим (более продвинутым) пользовательским устройствам придется ожидать своей очереди.

Рисунок 2​. Технология MU-MIMO за то же самое время может позволить отправить в три раза больший объем данных, чем SU-MIMO, тем самым более чем в два раза увеличивая скорость получения данных каждым клиентским устройством

Некоторые пользовательские устройства имеют скрытую поддержку технологии MU-MIMO

Не смотря на то, что в настоящее время все еще не так много маршрутизаторов, точек доступа или мобильных устройств поддерживают MU-MIMO, в компании-производителе Wi-Fi-чипов утверждают, что часть производителей в своем производственном процессе учла аппаратные требования для поддержки новой технологии для некоторых своих устройств для конечных пользователей еще несколько лет назад. Для таких устройств относительно простое обновление программного обеспечения добавит поддержку технологии MU-MIMO, что также должно ускорить популяризацию и распространение технологии, а также стимулировать компании и организации модернизировать свои корпоративные беспроводные сети с помощью оборудования с поддержкой стандарта 802.11ac.

Устройства без поддержки MU-MIMO также оказываются в выигрыше

Не смотря на то, что Wi-Fi-устройства обязательно должны иметь поддержку MU-MIMO для того, чтобы использовать эту технологию, даже те клиентские устройства, которые такой поддержкой не имеют, могут получить косвенную выгоду от работы в беспроводной сети, где маршрутизатор или точки доступа поддерживают технологию MU-MIMO. Следует помнить, что скорость передачи данных по сети напрямую зависит от общего времени, в течение которого абонентские устройства подключены к радиоканалу. И если технология MU-MIMO позволит обслуживать часть устройств быстрее, то это означает, что у точек доступа в такой сети останется больше времени на обслуживание других клиентских устройств.

MU-MIMO помогает увеличить пропускную способность беспроводной сети

Когда вы увеличиваете скорость Wi-Fi-соединения, вы также увеличиваете пропускную способность беспроводной сети. Так как устройства обслуживаются более быстро, то у сети появляется больше эфирного времени на обслуживание большего количества клиентских устройств. Таким образом, технология MU-MIMO может значительно оптимизировать работу беспроводных сетей с интенсивным трафиком или большим количеством подключенных устройств, таких как общественные Wi-Fi-сети. Это прекрасная новость, так как количество смартфонов и других мобильных устройств с возможностью подключения к Wi-Fi-сети, скорее всего, продолжит увеличиваться.

Поддерживается любая ширина канала

Одним из способов расширения пропускной способности Wi-Fi-канала является связывание каналов, когда объединяются два соседних канала в один канал, который в два раза шире, что фактически удваивает скорость Wi-Fi-соединения между устройством и точкой доступа. Стандарт 802.11n предусматривал поддержку каналов шириной до 40 МГц, в оригинальной спецификации стандарта 802.11ac поддерживаемая ширина канала была увеличена до 80 МГц. В обновленном стандарте 802.11ac Wave 2 поддерживаются каналы шириной 160 МГц.

Рисунок 3. На сегодняшний день стандарт 802.11ac поддерживает каналы шириной до 160 МГц в диапазоне частот 5 ГГц

Однако, не следует забывать, что использование в беспроводной сети каналов большей ширины увеличивает вероятность возникновения помех в совмещенных каналах. Поэтому такой подход не всегда будет правильным выбором для разворачивания всех без исключения Wi-Fi-сетей. Тем ни менее, технология MU-MIMO, как мы можем убедиться, может быть использована для каналов любой ширины.

Тем ни менее, даже если ваша беспроводная сеть использует более узкие каналы шириной 20 МГц или 40 МГц, технология MU-MIMO все равно может помочь ей работать быстрее. А вот насколько быстрее, будет зависеть от того, сколько необходимо будет обслуживать клиентских устройств и сколько потоков каждое из этих устройств поддерживает. Таким образом, использование технологии MU-MIMO даже без широких связанных каналов может более чем в два раза увеличить пропускную способность выходного беспроводного соединения для каждого устройства.

Обработка сигналов повышает безопасность

Интересным побочным эффектом технологии MU-MIMO является то, что маршрутизатор или точка доступа шифрует данные перед их отправкой через радиоканалы. Достаточно трудно декодировать данные, передаваемые с использованием технологии MU-MIMO, т. к. не ясно какая часть кода в каком пространственном потоке находится. Хотя впоследствии могут быть разработаны специальные инструменты, позволяющие другим устройствам перехватывать передаваемый трафик, на сегодняшний день технология MU-MIMO эффективно маскирует данные от расположенных вблизи устройств прослушивания. Таким образом, новая технология помогает повысить Wi-Fi-безопасность, что особенно актуально для открытых беспроводных сетей, таких как общественные Wi-Fi-сети, а также точек доступа, работающих в персональном режиме или использующих упрощенный режим аутентификации пользователей (Pre-Shared Key, PSK) на базе технологий защиты Wi-Fi-сети WPA или WPA2.

MU-MIMO лучше всего подходит для неподвижных Wi-Fi-устройств

Также существует одно предостережение о технологии MU-MIMO: она не очень хорошо работает с быстродвижущимися устройствами, так как процесс формирования направленного сигнала по технологии beamforming становится более сложным и менее эффективным. Поэтому MU-MIMO не сможет обеспечить вам заметную пользу для устройств, часто использующих роуминг в вашей корпоративной сети. Однако, следует понимать, что эти «проблемные» устройства никак не должны повлиять ни на MU-MIMO-передачу данных другим клиентским устройствам, которые менее подвижны, ни на их производительность.

Очень часто в описании wifi роутеров TP-Link стандарта AC1200 (802.11 AC), а также других брендов (Asus, Zyxel, Keenetic, D-Link, Mercusys, Tenda и т.д.) встречается такая характеристика, как MU-MIMO. Также можно увидеть понятия MIMO 2×2, 3×3 или MIMO 4×4. Что это такое и в чем их отличие?

MIMO — простыми словами, это многоканальный режим передачи данных от одного устройства к другому. Аббревиатура сокращена от английского термина «Multiple Input Multiple Output»

Технология MIMO применяется в разных сферах, в том числе и при передаче данных сотовыми операторами по 3G и особенно 4G (LTE). Применительно к роутеру, это означает, что сигнал от антенны роутера к подключенному ноутбуку или смартфону передается не по одному каналу, а по нескольким.

Откуда взялась технология MIMO?

Как мы знаем по практике использования WiFi, когда роутер излучает беспроводной сигнал, он становится слабее в зависимости от удаления от источника и наличия препятствий. Дело в том, что сталкиваясь с барьерами и проходя большое расстояние, пучок сигнала от маршрутизатора рассеивается на множество лучей и становится слабее. В результате это выражается в том, что падает качество приема и снижается скорость интернета.

MIMO позволяет отправлять один и тот же сигнал несколько раз одновременно. В результате в разы повышается вероятность его попадания на приемник на вашем устройстве. А значит улучшается прием и стабильность сети. Для работы используется сразу несколько ретранслирующих антенн на маршрутизаторе и также несколько принимающих антенн на устройстве, поддерживающем эту технологию. Сегодня таковыми являются абсолютно все смартфоны, ноутбуки, ТВ приставки, телевизоры и другие девайсы с беспроводным модулем.

Чем отличается MIMO 2×2 от 3×3 b 4×4?

И тут как раз встает вопрос в отличиях так называемого MIMO 2×2 от MIMO 3×3 и MIMO 4×4, которые вы также можете увидеть в характеристиках на коробке роутера. На самом деле, все просто. Цифра означает количество антенн, одновременно передающих сигнал.

• 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

Соответственно, качество связи во втором варианте значительно лучше. Однако есть важный момент. Если для маршрутизатора заявлена поддержка MIMO 4×4, то для его работы необходимо, чтобы и принимающий девайс — смартфон, ноутбук, wifi адаптер и т.д. — также поддерживал данный стандарт. И таких устройств на сегодняшний день достаточно мало и все они из топовых моделей каждого бренда. В основном все недорогие смартфоны и ноутбуки умеют «общаться» по wi-fi только в MIMO 2×2. А значит не могут достичь максимально заявленной для роутера теоретической скорости.

Технология MU-MIMO (WiFi 802.11 AC)

Функция появилась со стандарта WiFi 802.11n и позволила увеличить скорость с 54 мбит/c до 300 мбит/c. В 802.11ac (Wave 2) и 802.11ax MIMO также используется, но получила еще и свое развитие — MU-MIMO. Это многопользовательская передача данных по нескольким каналам на разные девайсы.

То есть роутер с поддержкой «обычного» MIMO 2х2, или как его называют по-научному «SU-MIMO», передавал данные по 2 каналам только на одно устройство, а остальные ожидали в очереди. Маршрутизатор с MU-MIMO 2×2 в одно и то же время может обмениваться информацией сразу с несколькими пользователями одновременно — по одному каналу. Таким образом повышается общая производительность сети и скорость для каждого клиента в отдельности. Поскольку ожидание в очереди стало занимать меньше времени.

К сожалению, на данный момент число одновременных клиентов, которые могут использовать MU-MIMO и без потерь в скорости получать сигнал, ограничено. Так, маршрутизатор с 4 потоками может одновременно без задержек и просадок WiFi сети работать только с четырьмя пользователями. Но даже в этой ситуации до остальных данные также будут доходить быстрее, а значит и они получат прирост в скорости.

Для еще большего улучшения качества приема неизменным спутником MU-MIMO является так называемая технология «Beamforming». То есть направление пучка wifi сигнала в сторону расположения подключенного пользователя. О ее свойствах у нас есть отдельная подробная статья на сайте.

Поддержка MU-MIMO в роутере

MU-MIMO используется только в диапазоне частот 5 ГГц, а значит его могут поддерживать WiFi роутеры стандарта AC1200, AC1900, AC2100 и выше. У TP-Link это такие модели, как Archer AX73 (AX5400), Archer AX50 (AX3000), Archer A6 (AC1350) и др.

Если вы видите в описании роутера значение WiFi N300 или N600, то MU-MIMO в нем поддерживаться не будет.

Для чего нужна MU-MIMO на практике?

В реальной жизни поддержка MU-MIMO и роутером, и принимающими устройствами позволяет обеспечить качественный сигнал при одновременном выполнениями несколькими юзерами требовательных к высокой скорости и качеству приема сигнала задач:

• онлайн игр
• просмотра видео в высоком разрешении
• видеонаблюдения в хорошем качестве и т.д.

Если у вас есть достаточный запас средств, а значит и выбор, какие устройства приобрести, то рекомендуется с запасом на будущее расширение беспроводной сети брать по максимальной планке — MU-MIMO 4×4.

Видео