MIMO-технология (Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала

В этом материале пойдет речь о том, как выбрать 4G антенну для модема или роутера, с помощью которой можно усилить сигнал и самое главное увеличить скорость приёма и передачи данных в зонах неуверенного радиопокрытия, вдалеке от базовых станций.

Связь четвертого поколения 4G LTE в Украине функционирует достаточно давно. За это время операторы значительно расширили зону покрытия своих сетей LTE и она теперь доступна не только жителям крупных городов, но и не больших населенных пунктов, находящихся в сельской местности.  Но не смотря на то, что покрытия постоянно расширяются и улучшаются у многих пользователей как крупных городов, так и отдаленных населенных пунктов наблюдаются проблемы со связью и часто возникает потребность в усилении слабого сигнала и установке внешней антенны. 

Это может происходить по причине плотной городской застройки, конструкции помещения и материалам из которых оно изготовлено (для города) или значительного удаления многих населенных пунктов от базовых станций (далее — БС) этих самых операторов связи, наличию различного рода препятствий в виде густых высоких лесопосадок, рельефа местности и т.п. которые мешают распространению радиоволн (в условиях сельской местности, в загородных домах, дачах и т.д.).

С помощью дополнительной внешней антенны можно в разы усилить слабый сигнал и увеличить скорость приёма и передачи мобильных данных. Но какую же антенну нужно купить для усиления связи 3G и 4G LTE в тех или иных условиях? Как правильно подобрать 4G антенну для модема или роутера? На каких расстояниях от БС стоит бороться за качественный сигнал и хорошую скорость передачи данных, а на каких нет? Какая антенна лучше для города, а какая для дома в деревне или на даче? На все эти и другие вопросы мы постараемся ответить в данном материале.

Каталог 3G/4G антенн для модемов и роутеров →

Стандарты и частоты

Для начала немного о стандартах связи и частотных диапазонах, которые используются операторами мобильной связи. В Украине работает 5 сотовых операторов. Это национальные операторы Киевстар, Водафон Украина и Лайфселл, которые предоставляют услуги в стандартах GSM 900/1800 МГц (голосовая связь), UMTS 2100 МГц (3G интернет) и LTE 1800/2600 МГц (4G интернет). Еще одним оператором с национальным покрытием является Интертелеком, который предоставляет услуги связи в стандарте CDMA на частоте 800 МГц (голосовая связь и 3G интернет). И наконец Тримоб, с покрытием только в крупных городах и их окрестностях — GSM 900/1800 МГц (голосовая связь), UMTS 2100 МГц (3G интернет).

Немного теории

Антенна преобразует энергию высокочастотного колебания от передатчика в электромагнитную волну, способную распространяться в пространстве. Или в случае приема, производит обратное преобразование — электромагнитную волну, в ВЧ колебания.

Как известно, чем ниже частота — тем больше длинна волны и тем дальше она может распространятся от источника (БС). И соответственно чем больше частота, тем меньше длинна волны и тем меньше дальность распространения таких волн и меньше способность такого сигнала преодолевать препятствия.

Так например на частотах 800 МГц и 900 МГц длинна волны составляет примерно 33-34 см, а на частоте 1800 МГц — порядка 16 см.

Максимальная дальность распространения радиоволн зависит от мощности передатчика, рельефа местности и наличия или отсутствия различных преград. Так например на частоте 800 МГц дальность составляет 35-37 км от базовой станции, а на частоте 1800 МГц — 10-12 км. На частоте 2600 МГц и того меньше — около 7 км. 

Чем меньше частота, тем больше длинна волны, тем легче волны огибают/преодолевают различные препятствия, но тем меньше ёмкость БС и ниже теоретическая скорость передачи данных. И наоборот, чем выше частота, тем меньше длинна волны, тем хуже она преодолевает препятствия и меньше дальность распространения радиоволн, но больше емкость БС и выше теоретическая скорость передачи данных. Поэтому базовые станции 4G LTE на частоте 2600 МГц установлены преимущественно в крупных городах в местах с большой концентрацией активных пользователей. В таких зонах теоретически можно получить скорость мобильного интернета выше, чем в местах работы вышек на частоте 1800 МГц. В мелких населенных пунктах, в сельской местности, между городами, где концентрация населения меньше (а соответственно и меньше активных пользователей) устанавливаются базовые станции, работающие на частоте 1800 МГц. Они имеют ёмкость меньше и ниже теоретическую скорость передачи данных, зато покрывают больше территории.

На каких расстояниях от БС можно использовать антенны?

Теоретически, в сети Интертелеком можно использовать антенны для усиления сигнала на расстояниях 35-36 км от вышки. В сетях Киевстар, Vodafone, Lifecell и Тримоб — около 10 км от БС (в стандарте 3G UMTS) и порядка 10-12 км от БС в стандарте 4G LTE на частоте 1800 МГц (Киевстар, Vodafone, Lifecell).

2G GSM

• Киевстар, Vodafone, Lifecell и Тримоб — до 35 км (голосовая связь, частота 900 МГц)
• Киевстар, Vodafone, Lifecell — 10-12 км (голосовая связь, частота 1800 МГц)

3G CDMA

• Интертелеком — 35-36 км (голосовая связь и 3G интернет, частота 800 МГц) 

3G UMTS

• Киевстар, Vodafone, Lifecell и Тримоб — до 10 км (3G интернет, частота 2100 МГц)

4G LTE

• Киевстар, Vodafone, Lifecell — 20-25 км (4G интернет, частота 900 МГц)
• Киевстар, Vodafone, Lifecell — 10-12 км (4G интернет, частота 1800 МГц)
• Киевстар, Vodafone, Lifecell — 5-7 км (4G интернет, частота 2600 МГц)

Как показала практика, в отдельных случаях эти расстояния могут быть меньше или немного больше, что обусловлено настройками базовых станций, а также углами наклона их передающих секторальных антенн.

Почему такие расстояния, а не больше спросите Вы? Все достаточно просто. Сигнал он конечно может распространятся и дальше указанных расстояний, но для работы абонентского устройства в сети мобильного оператора нужно чтобы сигнал от БС пришел на абонентское устройство (например модем), а затем вернулся обратно на БС. Для этого выделено определенное время в миллисекундах. Так вот сигнал распространяется туда и обратно за отведенное время как раз на указанные расстояния. Это называется time slot. Если время прохождения сигнала превышено — базовая станция отключает абонентское устройство и могут наблюдаться такие явления, как наличие даже хорошего сигнала на шкале модема, роутера или телефона, но отсутствие передачи данных и не возможность совершить или принять звонок.

Выбор антенны для 3G/4G модема или роутера

Антенны для 3G и 4G LTE сетей имеют существенные отличия, обусловленные прежде всего распространением радиоволн в указанных стандартах связи. Так в стандарте 3G UMTS радиоволны распространяются в вертикальной поляризации и следовательно антенны для таких сетей имеют также вертикальную поляризацию. В стандарте 4G LTE передающая базовая станция ретранслирует волны как в вертикальной, так и в горизонтальной поляризации, а для приёма сигнала используются специальные антенны, которые поддерживают технологию MIMO (MIMO — англ. Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн).

Направленные антенны типа «Волновой канал»

MIMO антенны, которые используются для усиления сигнала в сетях 4G LTE — это как правило панельные антенны разных видов и коэффициентов усиления. Они имеют в своей конструкции две антенны, одна из которых имеет вертикальную поляризацию, а вторая — горизонтальную. За счет этого такие антенны лучше усиливают и стабилизируют сигнал, тем самым увеличивая скорость передачи данных. В MIMO антеннах есть два выхода, к которым через коаксиальный кабель можно подключить два антенных разъема в модеме или роутере (для полноценной работы в сетях 4G LTE с антенной абонентское устройство модем или роутер должно поддерживать технологию MIMO и иметь два антенных разъема). 

Панельные MIMO антенны

Также для 4G сетей используются и обычные антенны типа «Волновой канал» без поддержки MIMO. Такие антенны имеют достаточно большие коэффициенты усиления (в среднем от 15 до 21 Дб) и узкие диаграммы направленности, могут улавливать сигнал на расстояниях до 20 км (а в отдельных случаях и больше) от базовой станции, но за счет того, что в направленных антеннах «Волновой канал» нет поддержки MIMO (а для сетей LTE это имеет большое значение) они хорошо усиливают сигнал, но не дают значительного прироста скорости передачи данных. Другими словами, если установить направленную антенну типа «Волновой канал» и подключить ее к модему, то в некоторых случаях можно получить полную шкалу уровня сигнала на устройстве, но при этом скорость интернета будет не очень высокая.

Конечно, можно взять две направленные антенны «Волновой канал» и установить их на мачте одну в вертикальной поляризации, а другую — в горизонтальной. Это будет таким себе аналогом MIMO, будет работать лучше и выдавать большую скорость, нежели одна антенна, но ориентировать и настраивать такой комплекс сложнее чем панельную MIMO-антенну (прежде всего за счет того, что антенны «Волновой канал» имеют очень узкую диаграмму направленности их нужно максимально точно направлять на базовую станцию). К тому же стоит помнить, что антенны волновой канал следует устанавливать на расстоянии не менее 70 см друг от друга.

Коэффициент усиления антенн

Чем больше коэффициент усиления антенны, тем меньше угол отклонения от базовой станции. Антенна усилением 9 dBi имеет угол отклонения порядка 40 градусов, а антенна на 20 dBi — уже меньше 20 градусов.

Так например панельные антенны с усилением 9 dBi работают не только в пределах прямой видимости БС, но и хорошо ловят отраженный сигнал. Поэтому их можно применять в условиях городской застройки, когда не возможно поймать прямой сигнал от передающей вышки. Такая антенна сможет улавливать отраженный сигнал от стоящих рядом зданий или других объектов. 

Панельные MIMO антенны для города

В условиях сельской местности, в загородных домах, на дачах, производственных или складских помещениях, находящихся за пределами городов на значительном удалении от передающих станций сотовых операторов следует использовать антенны большего усиления — от 15 до 24 dBi. Такие антенны имеют более узкие диаграммы направленности, но позволяют усилить сигнал и улучшить скорость мобильного интернета на больших расстояниях.

MIMO антенны для пригорода и сельской местности

Если до передающей станции более 15 км (например 20), то для усиления сигнала LTE можно использовать две антенны «Волновой канал» установленные в паре — одна в вертикальной, другая в горизонтальной поляризации. Это позволит сымитировать антенну MIMO и не только усилить сигнал, но и увеличить пропускную способность канала передачи данных.

На расстояниях свыше 20 км хорошо себя зарекомендовали параболические MIMO антенны. Во время испытаний с помощью такой антенны скорость интернета увеличилась в несколько раз (с 2 Мбит/сек до почти 18 Мбит/сек) на расстоянии примерно 23-24 км до вышки. Стоимость такой антенны как минимум в два раза выше, чем у панельной, но чего не сделаешь ради интернета в доме, находящемся «на отшибе». 

Антенна параболическая Ольхон 4G LTE MIMO усилением 2 х 30 dBi 1700 — 2700 МГц

MIMO антенна или усилитель сигнала?

Чтобы улучшить скорость передачи данных в сети 4G LTE по нашему мнению лучше использовать MIMO антенну, нежели усилитель сигнала. И этому есть объяснение. Как указывалось ранее технология LTE использует волны разной поляризации, как вертикальной, так и горизонтальной. Это способствует расширению канала передачи данных и увеличению скорости. А усилители сигнала в большинстве своем технологию MIMO не поддерживают. Поэтому на выходе можно получить сигнал большой мощности, но скорость интернета будет как минимум в два раза меньше, чем при использовании MIMO антенны. А устанавливать две внешние антенны и два усилителя экономически не целесообразно по причине высокой стоимости такого оборудования для обычных потребителей интернета.

Подводя итоги

• Направленные антенны типа «Волновой канал» улавливают сигнал на больших расстояниях, но дают скорость передачи данных в 1,5-2 раза меньше, чем MIMO антенны.
• Направленные антенны «Волновой канал» лучше работают в сетях 3G UMTS чем в сетях 4G LTE
• Для усиления сигнала 4G LTE в условиях города лучше использовать панельные MIMO антенны не большой мощности (от 9 до 15 dBi). Они ловят не только прямой, но и отраженный сигнал. Всенаправленные коллинеарные либо автомобильные антенны также способны усилить сигнал в таких условиях, но скорость передачи данных будет ниже, чем при использовании MIMO антенны.  
• Для усиления сигнала 4G LTE в автомобиле лучше использовать всенаправленные антенны, т.к. при движении авто его положение относительно БС операторов постоянно меняется и от направленной антенны (обычной или MIMO) толку будет мало.
• Для усиления сигнала 4G LTE в загородном доме на расстоянии до 10 км от вышки оператора лучше использовать MIMO антенну усилением 15-20 dBi.
• В сельской местности, где до передающей станции оператора 10-15 км для усиления сигнала и увеличения скорости мобильного интернета 4G LTE лучше использовать MIMO антенну усилением 20-24 dBi. Также поможет пара направленных антенн «Волновой канал», установленных в разных поляризациях (вертикальной и горизонтальной) на расстоянии от 70 см друг от друга.
• На расстоянии свыше 20 км от БС оператора связи лучше всего в работе себя показали параболические антенны, усилением порядка 30 dBi.
• Если до вышки более 25 км нужно экспериментировать. Возможность улучшения качества связи в таких случаях зависит не только от антенн, но и от настроек каждой конкретной базовой станции сотового оператора. Такую проверку и возможность реализации проекта может осуществить профильный специалист после выезда на объект и проведения тестирования с различными типами антенн.

Остались вопросы по выбору 4G антенны? Звоните! Специалисты интернет-магазина Мобитек ответят на все интересующие вопросы и помогут выбрать антенну для 4G модема или роутера, а также с оформлением заказа в нашем магазине.

Выбрать и купить 4G антенну для модема или роутера →

Смотрите также:

Комплекты оборудования для 4G интернета по доступным ценам →

Содержание

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.​

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.

Используемые источники:

• https://mobitech.com.ua/articles/kak-vybrat-4g-antennu
• https://blog.telecom-sales.ru/13-veshhej-kotorye-neobhodimo-znat-o-mu-mimo-wi-fi/