Что такое MU-MIMO: простой рассказ о сложной технологии
Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня мы с вами вместе будем разбираться с технологией MU-MIMO. Все мы понимаем, что каждый день число пользователей интернетом растет, а многие работают с мощными устройствами для выполнения ресурсоемких задач. В такой ситуации происходят задержки при подключении к Wi-Fi сети, долго открываются страницы, медленно скачиваются файлы.
А всему виной – технология однопользовательской передачи данных SU-MIMO. Давайте разбираться, чем же лучше MU-MIMO, что это такое вообще и как работает.
Постараюсь рассказать простым языком, но если вдруг будут вопросы, сразу пишите в комментарии!
Определение
Начну, пожалуй, с определения – что представляет собой MIMO. Это метод пространственного кодирования сигнала, который увеличивает полосу пропускания канала, где передача и прием данных происходят системами из нескольких антенн. Антенны разносят таким образом, чтобы корреляционная зависимость между соседними была слабой.
Для повышения пропускной способности и получения необходимой скорости передачи данных эффективны именно такие антенны. А системы с ними получили название MIMO. Технология широко применяется в локальных беспроводных сетях протокола 802.11 n, ac, а также LTE и ViMAX.
В переводе с английского MIMO (Multiple Input Multiple Output) переводится как «множество входов, множество выходов». То есть сигнал на одном канале передается несколькими приемниками и передатчиками. Например, изучая характеристики Wi-Fi устройства, можно увидеть такие параметры – 3*2. Это значит – 3 передатчика и 2 принимающих антенны.
Если говорить о связи с Wi-Fi, то именно метод MIMO позволил увеличить максимальную теоретическую скорость до 300 Мбит/с. Это послужило возникновению стандарта 802.11 n, который повсеместно работает по сей день. Этот протокол работает при стандартной ширине канала 20 МГц, но также позволяет применять широкополосной – 40 МГц. Это дает высокую пропускную способность – мы без торможений можем играть в онлайн-игры, скачивать «тяжелые» файлы, общаться по видео в режиме реального времени.
Целый видео-урок об основах Wi-Fi, в том числе и про MIMO, можно посмотреть здесь:
В зависимости от числа пользователей, которым одновременно идет передача данных, есть два вида технологии:
- SU-MIMO – однопользовательская система;
- MU-MIMO – многопользовательская система.
Проще говоря, если применяется SU-MIMO, в определенный временной промежуток потоки данных идут одному пользователю. Технология предоставляет многоканальные входные и выходные потоки одному устройству. Пока Wi-Fi устройство адресата получает или принимает данные, другие клиенты находятся в ожидании.
MU-MIMO позволяет нескольким пользователям принимать несколько потоков данных. Она базируется на технологии SU-MIMO, но обеспечивает одновременную связь точки доступа с несколькими устройствами.
MU-MIMO создает до 4 одновременных подключений для нескольких пользователей, передавая по 4 потока данных одновременно. В результате клиенты не делят между собой соединение и улучшается производительность сети.
Особенности
А теперь несколько фактов, которые помогут нам до конца разобраться в технологии:
- MU-MIMO работает только в диапазоне 5 ГГц. На рынке сетевого оборудования появляется все больше двухдиапазонных маршрутизаторов с поддержкой технологии. Например, TP-Link Archer C2600. Вообще отличить роутер, который работает с MU-MIMO можно по количеству антенн – их там не меньше 4-х.
- MU-MIMO использует технологию Beamforming. Благодаря ей, сигналы направляются не бездумно, а в направлении беспроводного устройства. Эта направленность позволяет увеличить дальность сигнала и повысить скорость.
- К сожалению, не может обслуживать неограниченное число клиентов и потоков данных. Например, роутер с поддержкой трех потоков может одновременно работать с тремя Wi-Fi устройствами без торможений.
- Чтобы пользоваться преимуществами метода, принимающее устройство должно иметь поддержку MU-MIMO. Здесь достаточно одной антенны – пользовательское устройство примет поток данных от роутера.
- Производители Wi-Fi модулей утверждают, что компании, выпускающие смартфоны, роутеры, точки доступа и другие сетевые устройства, заложили поддержку технологии в свои продукты. Я думаю, об этом должна быть информация в руководстве. Как обещают производители, достаточно обновить программное обеспечение на таком гаджете, и пользователь получит поддержку технологии.
- Некоторая выгода будет у устройств, которые не поддерживают этот метод. Часть клиентов с поддержкой MU-MIMO будет обслуживаться быстрее, а до других гаджетов очередь будет доходить быстрее.
- Технология поможет оптимизировать беспроводные сети с большим количеством клиентов – например, в общественном месте или на работе.
- Трафик, передаваемый с помощью архитектуры MU-MIMO, сложно перехватить. Это повышает безопасность беспроводной сети.
Эти 8 пунктов рассказывают об особенностях технологии. Надеюсь, объяснила все понятно.
Обзор роутеров
Ну и в конце статьи хочу сделать краткий обзор нескольких моделей маршрутизаторов с поддержкой MU-MIMO.
ASUS RT-AC87U
Мощная машинка за 12000 рублей. Без проблем подойдет для видеоконференций и передачи потоков мультимедиа различного объема. Применение технологии 4*4 MU-MIMO дает ровный сигнал на площади в 465 кв. м. Пользователи отмечают, что даже при одновременном подключении нескольких устройств нет падения пропускной способности.
- Стандарт Wi-Fi – 802.11 a/b/g/n/ac;
- Диапазон частот – 2,4, 5 ГГц;
- Максимальная скорость передачи данных по Wi-Fi – 1734 Мбит/с;
- Скорость LAN – 1000 Мбит/с;
- Антенны – 4;
- Порт USB – 2 (2.0 и 3.0).
TP-LINK Archer C2600
Современное решение для подключения большого количества пользователей примерно за 15000 рублей. Используемый стандарт 802.11 ac суммарно дает максимальную скорость до 2600 Мбит/с – 800 Мбит в диапазоне 2,4, до 1733 Мбит/с на частоте 5 ГГц.
Применение архитектуры многопользовательского MIMO улучшает производительность и пропускную способность Wi-Fi сети. У роутера 4 внешние несъемные антенны с мощным усилением. Порты гигабитные, USB разъемы поколения 3.0.
Linksys EA8500
Примерная стоимость маршрутизатора – 19000 рублей. Что можно выделить:
- Поддержка технологии 4*4 MU-MIMO, что позволяет без задержек работать с высокопроизводительными сетевыми сервисами.
- 4 антенны обеспечивают устойчивый сигнал и хорошее покрытие, формируют 6 потоков для передачи сигнала.
- Можно одновременно подключать Смарт-ТВ, игровые приставки, планшеты, не переживая за пропускную способность.
- 4 гигабитных LAN порта предназначены для подключения до 4 сетевых устройств. Порты USB 2.0 и 3.0 дают возможность для соединения с периферийными устройствами.
Обзор роутера в формате видео предлагаю посмотреть тут:
Вот еще несколько моделей роутеров с поддержкой многопользовательского MIMO:
- Zyxel Keenetic Giga KN-1010;
- TP-LINK Archer C6 (кстати, вполне бюджетный – не дороже 3500 рублей);
- D-Link DIR-853 (тоже недорогой – примерно 4000 рублей);
- Xiaomi Mi Router Pro;
- Tenda AC5.
Напишите нам, про какую модель вы хотели бы узнать подробно. Обязательно сделаем обзор. А я прощаюсь, до встречи!
Технология MU-MIMO: что это такое, и зачем нужен роутер с её поддержкой?
Мы проверяем наличие Wi-Fi, как только окажемся дома, на работе, в ресторане, в аэропорту, в отеле… И, подключившись к беспроводной сети, никто не хочет ждать дольше пары секунд, пока обновится страница в Facebook или скачается электронная почта. Но скорость Wi-Fi порою оставляет желать лучшего, особенно если вы сидите не у себя дома, а в переполненном кафе, офисе или аэропорту. Причина такой неприятности — SU-MIMO, технология однопользовательской передачи данных. В современных роутерах ей на смену приходит более прогрессивная MU-MIMO.
SU-MIMO и MU-MIMO: чем они различаются?
MIMO расшифровывается как multiple input, multiple output — «множественный ввод, множественный вывод». Это метод пространственного кодирования сигнала, использующий систему с множеством каналов передачи и приема данных.
В зависимости от количества пользователей, в адрес которых осуществляется одновременная передача данных, существует два типа MIMO:
- SU-MIMO: однопользовательские системы MIMO (Single User MIMO)
- MU-MIMO: многопользовательские системы MIMO (Multi User MIMO)
Сейчас в сетях Wi-Fi традиционно используется технология, при которой подключение к точке доступа происходит последовательно, и в определенный отрезок времени все потоки данных адресованы одному пользователю: пока его устройство отправляет или получает данные, остальные скромно ждут своей очереди. Это похоже на получение обеда в столовой: стоя в очереди, вы видите повара на раздаче, но впереди ещё два десятка коллег, и ваша порция достанется вам только после того, как обслужат стоящих перед вами людей. С Wi-Fi в случае SU-MIMO история аналогичная: из-за задержки на ожидание очереди скорость обмена данными снижается, и, даже находясь дома в зоне стабильного приёма, телефон или планшет не всегда подключается к сети мгновенно или долго загружает страницы.
Зачем вообще что-то менять, если и так всё хорошо?
«Но мы же нормально жили с существующими технологиями Wi-Fi», — скажете вы. Что ж, вот вам парочка интересных фактов. Большинство пользователей обновляют домашний роутер раз в 3–5 лет. Для мира технологий это эквивалентно 30–50 годам! Например, пять лет назад почти никто даже не думал об Интернете вещей или «умном доме».
Объёмы мобильного трафика непрерывно растут: например, в США каждый год среднестатистическая семья добавляет к домашней сети Wi-Fi три подключенных устройства, а к 2022 году, с наступлением эры Интернета вещей, таких устройств в каждом домовладении будет до 50!
Получается, что и число подключенных устройств, и количество данных, которые мы потребляем, растёт ускоряющимися темпами. Если вы купили роутер пять лет назад, то скорее всего он с трудом справляется даже с существующими нагрузками. Чтобы идти в ногу со временем — не только сегодня, но и в ближайшие несколько лет, лучше перейти на роутер с технологией MU-MIMO. Такой роутер обеспечит передачу данных между множеством устройств одновременно без потери скорости и качества подключения. Даже наоборот, скорость обслуживания подключённых устройств повысится. Беспроводные модули в ваших многочисленных домашних устройствах не будет «топтаться», переминаясь с ноги на ногу, в ожидании своей очереди, он не будет тратить энергию на отправку роутеру запросов на подключение, а значит, сможет работать дольше от одной зарядки.
Как я опознаю роутер с МU-MIMO?
Роутер с поддержкой MU-MIMO визуально отличается бОльшим количеством передающих и принимающих антенн, из-за чего похож на ёжика. Многочисленные антенны как раз и нужны для одновременного обслуживания нескольких устройств без потери скорости.
IoT дружит с MU-MIMO?
В обозримом, а точнее даже скором будущем Интернет вещей (IoT) станет обыденностью. Технология SU-MIMO не позволит эффективно и быстро подключать множество устройств, которые постоянно обмениваются данными с Сетью.
А роутер с MU-MIMO сможет обеспечить достаточную пропускную способность для большого количества подключенных устройств: смартфонов, медиаплееров, смарт-телевизоров, планшетов, игровых ПК и другой умной техники — вплоть до стиральных машин, холодильников, мультиварок. Даже если вся техника и все члены семьи будут одновременно пользоваться Wi-Fi, качество соединения не пострадает.
За что вы полюбите MU-MIMO
- Бесперебойная потоковая передача данных: скорость Wi-Fi до 2,53 Гбит/с.
- Увеличение радиуса действия: можно из любой комнаты, не задумываясь о потере сигнала, одновременно просматривать страницу онлайн-магазина, отправлять электронную почту и управлять настройкой самого роутера со смартфона.
- Технология формирования направленного сигнала (Beamforming technology) обеспечивает охват всей площади дома при повышенной мощности сигнала и достаточном покрытии для каждого мобильного устройства.
- Онлайн-игры и потоковые трансляции в высоком разрешении без «подтормаживания».
- Одновременное подключение к Wi-Fi большого числа устройств.
Роутеры, в которых реализована эта технология, стали появляться не так давно и на рынке их пока немного. Но когда придет время обновляться, предпочтительно выбирать модель с поддержкой MU-MIMO — такой роутер не устареет морально в ближайшие годы.