MUMIMO - это технология беспроводной связи, которая позволяет с помощью дополнительных антенн улучшить покрытие, создавая несколько соединений с одним и тем же устройством одновременно. В этой статье вы узнаете, как работает эта технология, каковы ее преимущества и недостатки, а также какие устройства она поддерживает.
Зачем нужен MUMIMO?
Предположим, что вы испытываете перегрузку в сети WiFi. Подключенные устройства работают медленнее, а ваше WiFi-соединение страдает от прерываний и задержек. Это может быть связано с тем, что точка доступа обслуживает только одно клиентское устройство в сети, а остальные устройства ожидают своей очереди на отправку и получение данных из Интернета.
Соответственно, когда новое устройство пытается подключиться, время ожидания увеличивается. Эту проблему решает технология MU-MIMO, позволяющая нескольким клиентским устройствам одновременно поддерживать связь друг с другом. Давайте узнаем, почему она так полезна и как вы можете использовать ее по максимуму.
Что такое MUMIMO?
MUMIMO (Multi-User, Multiple-Input, Multiple-Output) - это функция, представленная в стандарте IEEE 802.11ac Wave 2, которая была разработана для того, чтобы помочь в ситуациях, когда несколько пользователей пытаются получить доступ к беспроводной сети одновременно, без прерывания соединения. Таким образом, несколько устройств WiFi могут одновременно принимать несколько потоков данных.
Технология MIMO была создана для увеличения количества антенн на беспроводном маршрутизаторе или точке доступа, используемых для приема и передачи, что повышает пропускную способность беспроводных соединений.
Технология MIMO развивалась на протяжении многих лет с момента появления однопользовательского режима (SU-MIMO), введенного в стандарт беспроводной связи 802.11n.
Как работает MUMIMO?
Чтобы понять, как работает MUMIMO, давайте разберемся, как работает MIMO в принципе. Для работы MIMO клиентское устройство и точка доступа должны иметь несколько одинаковых и физически разнесенных цепочек радиоантенн.
Например, точка доступа, которая может передавать радиочастоты по одному потоку и принимать их по другому, будет 1x1. Затем устройство 2x2 поддерживает два потока в каждом направлении, устройство 3x3 - три и так далее.
Любое устройство, поддерживающее большее количество потоков, будет работать с любым устройством, поддерживающим меньшее количество потоков, но меньшее устройство будет ограничивать общую производительность.
Передающая радиоцепь отправляет набор данных (известный как пространственный поток), который восстанавливает радиоцепь приемника. При MIMO каждая цепочка радиостанций/антенн передает поток в том же частотном канале, что и передатчик. Затем приемник получает каждый поток на каждую из своих идентичных цепочек радио/антенн. Поскольку приемник понимает фазовые смещения своих собственных антенн, он может восстановить исходные потоки.
Формирование луча передачи (Beamforming)
Это еще одна ключевая особенность, которую необходимо понять, чтобы разобраться, как работает MUMIMO. Beamforming передает один и тот же пространственный поток на несколько антенн с определенным временным смещением, что увеличивает дальность действия. К тому же, сигнал направляется только на устройства, которые к нему подключены. Без Beamforming передача сигнала велась бы во всех возможных направлениях. Поскольку сигнал используется более эффективно, MU-MIMO помогает увеличить дальность и скорость WiFi.
Это позволяет антенне отправлять радиосигналы из одного места в несколько определенных конечных точек, вместо того чтобы передавать их по всей территории. Такая связь по принципу "точка-многоточка" создает более мощную, качественную и быструю беспроводную связь.
Каковы преимущества MUMIMO?
Несколько преимуществ могут значительно улучшить работу в сети при использовании этой функции:
- Сигнал остается постоянным. Основное преимущество MUMIMO заключается в том, что вместо систематического прерывания каждого потока, точка доступа MUMIMO может поддерживать постоянный сигнал для подключенных клиентских устройств и правильно распределять полосу пропускания для каждого из них, не снижая при этом скорости работы устройств.
- MU-MIMO помогает увеличить пропускную способность сети. Устройства MUMIMO и SU-MIMO работают быстро, поскольку всем сетевым устройствам приходится меньше времени ждать, пока они получат данные. При этом еще и увеличивает пропускную способность и эффективность сети, позволяя точке доступа обрабатывать больше WiFi-интенсивных операций, таких как потоковое вещание и игры. Таким образом она может уменьшить и перегрузку в загруженных или плотных сетях.
- Поддерживается любая ширина канала. Если ваша сеть использует более узкие каналы шириной 20 или 40 МГц, MU-MIMO может помочь ей работать быстрее, обслуживая несколько клиентов одновременно. Насколько быстрее, зависит от количества поддерживаемых устройств в сети и количества потоков, поддерживаемых каждым из них. Внедрение MU-MIMO даже без использования широких каналов может удвоить пропускную способность каждого устройства.
- MUMIMO повышает производительность и снижает задержки.При потоковой передаче видео, видеозвонках или вебинарах точка доступа никогда не прерывает соединение с клиентским устройством для связи с другими устройствами. MU-MIMO минимизирует джиттер, замирания и буферизацию.
Какие устройства поддерживают MUMIMO?
Если вы хотите использовать MU-MIMO в своей беспроводной сети, и клиентское устройство, и точка доступа должны поддерживать 802.11ac Wave 2 MU-MIMO. Большинство современных устройств уже поддерживают эту технологию, более старые модели, такие как 802.11 a, b, g, n, ее не поддерживают. В любом случае, на оборудовании должно быть указано, что оно поддерживает MU-MIMO.
MUMIMO в WiFI6 и WiFi7
Для решения задач, связанных с высокой плотностью развертывания сетей, IEEE представила стандарт WiFi 6 (802.11ax). С появлением этого стандарта MU-MIMO работает как в диапазоне 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Точки доступа могут поддерживать до двенадцати одновременных потоков: четыре потока в диапазоне 2,4 ГГц и восемь потоков в диапазоне 5 ГГц. Это позволяет ускорить процесс передачи данных, как при загрузке, так и при передаче.
В стандарте 802.11ax 8-потоковое MUMIMO может сочетаться с технологией модуляции OFDMA. Фактически, WiFi 6 использует многопользовательскую версию OFDMA и MU-MIMO для повышения эффективности передачи данных по восходящему и нисходящему каналам.
OFDMA и 8-потоковое MUMIMO - идеальная комбинация для сред со сверхвысокой плотностью, таких как стадион, торговые центры, транспортные узлы, конференц-центры или зрительные залы.
Преимущества 8x8 по сравнению с 4x4
Точка доступа 8x8 отлично подходит для средних и крупных развертываний, где множество устройств одновременно получают доступ к Интернету. Этот вариант обеспечивает улучшенную производительность MU-MIMO:
- Пропускная способность MU-MIMO: устройства 8x8 поддерживают четыре одновременных клиента 2x2 MU-MIMO, которые поддерживают нисходящий канал MU-MIMO, что значительно увеличивает пропускную способность сети.
- Большая зона покрытия WiFi, особенно благодаря Beamforming.
- Надежность WiFi с меньшим количеством прерываний соединения
- Возможность передачи до 1,2 Гбит/с полосы пропускания на каждое из четырех клиентских устройств 2x2. Общая суммарная пропускная способность при этом составит 4,8 Гбит/с.
В итоге развертывание 8x8 точек доступа значительно увеличивает скорость передачи данных по сравнению с развертыванием 4x4 точек доступа. Потери соединения снижаются с почти 23 % до 10 %, что приводит к снижению числа обрывов связи на 60 %.
Более того, MU-MIMO лучше масштабируется с 8x8, а не с 4x4. Хотя покрытие можно улучшить за счет добавления ретрансляторов, пропускная способность сети снижается, в итоге она оказывается ниже, чем при использовании 8x8 точек доступа в тех развертываниях, где 8x8 точек доступа обеспечивают достаточное покрытие.
Похоже, что 8x8 MU-MIMO позволяет точкам доступа управлять трафиком от различных устройств 802.11ax более эффективно, чем 4x4. Тем не менее, дискуссия о плюсах и минусах 8x8 остается открытой.
_1___rs_1200_1200.jpg)
Недостатки 8x8
- В первую очередь мы отметим, что точки доступа 8x8 могут потребовать значительного энергопотребления. Необходимая мощность не может быть покрыта стандартом PoE. Им может потребоваться 31 ватт мощности или больше, поэтому даже мощности PoE+ будет недостаточно. Точки доступа 8x8, использующие стандартные 25 ватт, предоставляемые PoE+, часто страдают от снижения функциональности. Этот аспект подразумевает, что бюджет мощности для развертывания должен быть иногда пересмотрен.
- MU-MIMO требует пространства. Большинство современных корпоративных развертываний WiFi предполагают высокую плотность пользователей и устройств, которые не совместимы с положениями MU-MIMO. Чтобы технология MU-MIMO работала, между всеми клиентами и точками доступа должно быть соответствующее физическое расстояние.
- Почти все внутренние сети WLAN представляют собой среды с высокой плотностью, поскольку в них работает много пользователей и устройств. Более того, большинство пользователей хотят подключаться одновременно к нескольким беспроводным устройствам. Кроме того, в средах высокой плотности предполагается наличие нескольких зон с роумингом в качестве основного условия. Но MU-MIMO практически не работает с мобильными клиентами. Таким образом, необходимое пространственное разнообразие отсутствует в большинстве корпоративных сетей WiFi высокой плотности внутри помещений.
В заключение отметим, что даже если преимущества MU-MIMO могут казаться больше, чем недостатки, зачастую реальность такова, что дорогая точка доступа 8x8 не имеет существенных преимуществ перед менее дорогой точкой доступа 4x4.
16x16 MU-MIMO и 64x64 MU-MIMO уже учтены индустрией с появлением стандарта IEEE 802.11be - WIFI 7 и следующих поколений точек доступа WiFi.
Wi-Fi 7 предлагает уникальную особенность в виде значительного увеличения количества обрабатываемых потоков. Стандарт MU-MIMO 16x16 в Wi-Fi 7 подразумевает 16 пространственных потоков, в отличие от 8 потоков в Wi-Fi 6E. Это обеспечивает стабильность и скорость соединения, особенно в условиях работы с большим количеством устройств, где каждое устройство может использовать по 1 потоку. Хотя для домашнего использования эта функция может показаться не столь важной, в сфере коммерческих и корпоративных целей она может оказаться крайне полезной.