Bežična oprema koja podržava MIMO način rada. MIMO tehnologija prijenosa podataka u WIFI bežičnim mrežama Prednosti i nedostaci mimo tehnologije

Postojeće mobilne mreže koriste se za više od pukog pozivanja i slanja poruka. Zahvaljujući digitalnom načinu prijenosa, prijenos podataka moguć je i korištenjem postojećih mreža. Ove tehnologije, ovisno o stupnju razvoja, označavaju se 3G i 4G. 4G tehnologija podržana je LTE standardom. Brzina prijenosa podataka ovisi o nekim značajkama mreže (koje određuje operater), teoretski doseže do 2 Mb/s za 3G mrežu i do 1 Gb/s za 4G mrežu. Sve ove tehnologije rade učinkovitije ako postoji jak i stabilan signal. U ove svrhe većina modema omogućuje spajanje vanjskih antena.

Panel antena

U prodaji možete pronaći različite mogućnosti antena za poboljšanje kvalitete prijema. 3G panel antena vrlo je popularna. Dobitak takve antene je oko 12 dB u frekvencijskom području 1900-2200 MHz. Ova vrsta uređaja također može poboljšati kvalitetu 2G signala - GPRS i EDGE.

Kao i velika većina ostalih pasivnih uređaja, ima jednosmjernu usmjerenost, što zajedno s povećanjem primljenog signala smanjuje razinu smetnji sa strane i straga. Dakle, čak iu uvjetima nestabilnog prijema, moguće je podići razinu signala na prihvatljive vrijednosti, čime se povećava brzina prijema i prijenosa informacija.

Primjena panel antena za rad u 4G mrežama

Budući da se radni domet 4G mreže praktički poklapa s dometom prethodne generacije, nema poteškoća u korištenju ovih antena u 3G 4G LTE mrežama. Za bilo koju od tehnologija, uporaba antena omogućuje približavanje brzina prijenosa podataka maksimalnim vrijednostima.

Nova tehnologija koja koristi odvojene prijemnike i odašiljače u istom frekvencijskom pojasu omogućila je daljnje povećanje brzine primanja i prijenosa podataka. Dizajn postojećeg 4G modema uključuje korištenje MIMO tehnologije.

Nedvojbena prednost panelnih antena je njihova niska cijena i iznimna pouzdanost. Ne postoji praktički ništa u dizajnu što bi se moglo slomiti čak i ako padne s velike visine. Jedina slaba točka je visokofrekventni kabel koji može puknuti na mjestu ulaska u kućište. Kako biste produžili vijek trajanja uređaja, kabel mora biti čvrsto pričvršćen.

MIMO tehnologija

Kako bi se povećao kapacitet komunikacijskog kanala između prijamnika i odašiljača podataka, razvijena je metoda obrade signala kada se prijem i prijenos provode na različitim antenama.

Bilješka! Korištenjem LTE MIMO antena možete povećati propusnost za 20-30% u usporedbi s radom s jednostavnom antenom.

Osnovno načelo je eliminirati spregu između antena.

Elektromagnetski valovi mogu imati različite smjerove u odnosu na ravninu Zemlje. To se zove polarizacija. Uglavnom se koriste vertikalno i horizontalno polarizirane antene. Kako bi se uklonio međusobni utjecaj, antene se međusobno razlikuju u polarizaciji pod kutom od 90 stupnjeva. Kako bi se osiguralo da je utjecaj zemljine površine isti za obje antene, ravnine polarizacije svake su pomaknute za 45 stupnjeva. u odnosu na tlo. Dakle, ako jedna od antena ima kut polarizacije od 45 stupnjeva, onda druga, prema tome, ima 45 stupnjeva. Jedan u odnosu na drugi, pomak je potrebnih 90 stupnjeva.

Slika jasno pokazuje kako su antene raspoređene jedna u odnosu na drugu i u odnosu na tlo.

Važno! Polarizacija antena mora biti ista kao na baznoj stanici.

Ako je za 4G LTE tehnologije MIMO podrška dostupna prema zadanim postavkama na baznoj stanici, onda za 3G zbog velikog broja uređaja bez MIMO-a, operateri se ne žure s uvođenjem novih tehnologija. Činjenica je da će uređaji puno sporije raditi na MIMO 3G mreži.

Sami postavljate antene za modem

Pravila za postavljanje antena ne razlikuju se od uobičajenih. Glavni uvjet je nepostojanje prepreka između klijenta i baznih stanica. Drvo koje raste, krov obližnje zgrade ili, još gore, dalekovod, služe kao pouzdani štitovi za elektromagnetske valove. A što je veća frekvencija signala, to će veće slabljenje uzrokovati prepreke koje se nalaze na putu radiovalova.

Ovisno o načinu montaže, antene se mogu postaviti na zid zgrade ili montirati na jarbol. Postoje dvije vrste antenaMIMO:

• monoblok;
• razmaknuti.

Monoblok već sadrže dvije strukture unutra, instalirane s potrebnom polarizacijom, a razmaknute se sastoje od dvije antene koje je potrebno montirati zasebno, svaka od njih mora biti usmjerena točno na baznu stanicu.

Sve nijanse instaliranja MIMO antene vlastitim rukama jasno su i detaljno opisane u popratnoj dokumentaciji, ali bolje je prvo se posavjetovati s davateljem usluga ili pozvati predstavnika za instalaciju, plaćajući ne baš veliki iznos, ali primajući određena garancija za izvedene radove.

Kako sami napraviti antenu

Nema temeljnih poteškoća u izradi sami. Potrebne su vam vještine u radu s metalom, sposobnost držanja lemilice, želja i točnost.

Neizostavan uvjet je strogo pridržavanje geometrijskih dimenzija svih, bez iznimke, sastavnih dijelova. Geometrijske dimenzije visokofrekventnih uređaja moraju se održavati do najbližeg milimetra ili točnije. Svako odstupanje dovodi do pogoršanja performansi. Dobitak će pasti, a spoj između MIMO antena će se povećati. U konačnici, umjesto da ojača signal, on će oslabiti.

Nažalost, točne geometrijske dimenzije nisu široko dostupne. Iznimno, materijali dostupni na mreži temelje se na ponavljanju nekih tvorničkih dizajna, koji nisu uvijek kopirani s potrebnom točnošću. Stoga ne biste trebali polagati velike nade u dijagrame, opise i metode objavljene na Internetu.

S druge strane, ako nije potrebno izrazito jako pojačanje, tada će samostalno izrađena MIMO antena, u skladu sa zadanim dimenzijama, ipak dati, iako ne veliki, pozitivan učinak.

Trošak materijala je nizak, a potrebno vrijeme ako imate vještine također nije previsoko. Osim toga, nitko vam ne smeta da isprobate nekoliko opcija i odaberete prihvatljivu na temelju rezultata testa.

Da biste vlastitim rukama izradili 4G LTE MIMO antenu, potrebna su vam dva potpuno ravna lima od pocinčanog čelika debljine 0,2-0,5 mm ili još bolje jednostrani laminat od stakloplastike. Jedan od limova koristit će se za izradu reflektora (reflektora), a drugi za izradu aktivnih elemenata. Kabel za spajanje na modem mora imati otpor od 50 Ohma (ovo je standard za modemsku opremu).

TV kabel se ne može koristiti iz dva razloga:

• Otpor od 75 Ohma uzrokovat će neusklađenost s ulazima modema;
• velike debljine.

Također je potrebno odabrati konektore koji moraju točno odgovarati konektorima na modemu.

Važno! Navedeni razmak između aktivnih elemenata i reflektora mora se mjeriti od sloja folije ako se koristi folijski materijal.

Osim toga, trebat će vam mali komad bakrene žice debljine 1-1,2 mm.

Proizvedena struktura mora biti postavljena u plastičnu kutiju. Metal se ne može koristiti, jer će na taj način antena biti zatvorena u elektromagnetskom štitu i neće raditi.

Bilješka! Većina crteža ne odnosi se na MIMO antene, već na panel antene. Izvana se razlikuju po tome što se jedan kabel isporučuje na jednostavnu panelnu antenu, a dva su potrebna za MIMO.

Izradom dvije panel antene možete dobiti raznovrsnu verziju DIY MIMO 4G antene.

Ukratko, možemo reći da izrada MIMO antene vlastitim rukama nije vrlo težak zadatak. Uz pravilnu njegu, sasvim je moguće dobiti ispravan uređaj uz uštedu novca. Nešto je lakše sami napraviti 3G antenu. U udaljenim područjima gdje još nema LTE pokrivenosti, ovo može biti jedina opcija za poboljšanje brzine veze.

Video

Tehnologija temeljena na WiFi IEEE 802.11n standardu.

Wi-Life daje kratak pregled WiFi tehnologije IEEE 802.11n .
Proširena informacija za naše video publikacije.

Prvi generacije uređaja koji podržavaju WiFi 802.11n standard pojavio se na tržištu prije nekoliko godina. MIMO tehnologija ( MIMO - višestruki ulaz / višestruki izlaz -višestruki ulaz/višestruki izlaz) je jezgra 802.11n. Radi se o radijskom sustavu s višestrukim odvojenim odašiljačkim i prijamnim stazama. MIMO sustavi opisani su pomoću broja odašiljača i prijamnika. Standard WiFi 802.11n definira skup mogućih kombinacija od 1x1 do 4x4.

U tipičnom slučaju postavljanja Wi-Fi mreže u zatvorenom prostoru, na primjer u uredu, radionici, hangaru, bolnici, radijski signal rijetko putuje najkraćim putem između odašiljača i prijamnika zbog zidova, vrata i drugih prepreka. Većina takvih okruženja ima mnogo različitih površina koje reflektiraju radio signal (elektromagnetske valove) kao što ogledalo reflektira svjetlost. Nakon refleksije formiraju se višestruke kopije izvornog WiFi signala. Kada više kopija WiFi signala putuje različitim putovima od odašiljača do prijamnika, signal koji ide najkraćim putem bit će prvi, a sljedeće kopije (ili reflektirani odjek signala) stići će malo kasnije zbog duljeg staze. To se zove višestruko širenje signala (multipath). Uvjeti višestrukog razmnožavanja stalno se mijenjaju jer... Wi-Fi uređaji se često pomiču (pametni telefon s Wi-Fi u rukama korisnika), razni objekti se pomiču stvarajući smetnje (ljudi, automobili itd.). Ako signali stižu u različito vrijeme i pod različitim kutovima, to može uzrokovati izobličenje i moguće slabljenje signala.

Važno je zapamtiti da WiFi 802.11 n s MIMO podrškom i veliki broj prijamnika mogu smanjiti efekte višestaznosti i destruktivne smetnje, ali u svakom slučaju bolje je smanjiti uvjete višestaznosti gdje god i kad god je to moguće. Jedna od najvažnijih točaka je držati antene što dalje od metalnih predmeta (prije svega WiFi omni antena koje imaju kružni ili višesmjerni dijagram zračenja).

Neophodno jasno razumjeti da nisu svi Wi-Fi klijenti i WiFi pristupne točke isti s MIMO gledišta.
Postoje 1x1, 2x1, 3x3 itd. klijenti. Na primjer, mobilni uređaji poput pametnih telefona najčešće podržavaju MIMO 1x 1, ponekad 1x 2. To je zbog dva ključna problema:
1. potreba da se osigura niska potrošnja energije i dugo trajanje baterije,
2. poteškoće u postavljanju nekoliko antena s odgovarajućim razmakom u malom paketu.
Isto vrijedi i za druge mobilne uređaje: tablet računala, dlanovnike itd.

Vrhunska prijenosna računala često već podržavaju MIMO do 3x3 (MacBook Pro, itd.).

Hajdemo Pogledajmo glavne vrste MIMO u WiFi mrežama.
Za sada ćemo izostaviti podatke o broju odašiljača i prijamnika. Važno je razumjeti princip.

Prva vrsta: Raznolikost prilikom primanja signala na WiFi uređaju

Ako postoje najmanje dva spojena prijemnika s antenskim diverzitetom na prijemnoj točki,
tada je sasvim moguće analizirati sve kopije na svakom prijemniku kako bi se odabrali najbolji signali.
Nadalje, s tim se signalima mogu izvoditi razne manipulacije, ali nas prije svega zanima
mogućnost njihovog kombiniranja pomoću MRC (Maximum Ratio Combined) tehnologije. O MRC tehnologiji bit će detaljnije riječi u nastavku.

Druga vrsta: Raznolikost pri slanju signala WiFi uređaju

Ako na točki slanja postoje najmanje dva povezana WiFi odašiljača s razmaknutim antenama, tada postaje moguće slati grupu identičnih signala kako bi se povećao broj kopija informacija, povećala pouzdanost u prijenosu i smanjila potreba za ponovnim slanjem podataka u radio kanal u slučaju gubitka.

Treća vrsta: Prostorno multipleksiranje signala na WiFi uređaju
(kombiniranje signala)

Ako na točki slanja i na točki primanja postoje najmanje dva povezana WiFi odašiljača s odvojenim antenama, tada postaje moguće slati skup različitih informacija preko različitih signala kako bi se stvorila mogućnost virtualnog kombiniranja takvih tokova informacija u jedan kanal za prijenos podataka, čija ukupna propusnost teži zbroju pojedinačnih tokova od kojih se sastoji. To se zove prostorno multipleksiranje. Ali ovdje je iznimno važno osigurati mogućnost visokokvalitetnog odvajanja svih izvornih signala, što zahtijeva veliku SNR - odnos signal/šum.

MRC tehnologija (kombinirani maksimalni omjer ) koristi se u mnogim modernim pristupnim točkama Wi-Fi korporativna klasa.
M.R.C. usmjeren na povećanje razine signala u smjeru od Wi-Fi klijenta na WiFi 802.11 pristupnu točku.
Algoritam rada M.R.C. uključuje prikupljanje na nekoliko antena i prijamnika svih izravnih i reflektiranih signala tijekom višestaznog širenja. Sljedeći je poseban procesor ( DSP ) odabire najbolji signal sa svakog prijemnika i izvodi kombinaciju. Zapravo, matematička obrada implementira virtualni fazni pomak kako bi se stvorila pozitivna interferencija s dodavanjem signala. Dakle, dobiveni ukupni signal ima značajno bolje karakteristike od svih originalnih.

M.R.C. omogućuje znatno bolje uvjete rada za mobilne uređaje male snage u standardnoj mreži Wi-Fi .

Na WiFi 802.11n sustavima Prednosti višestaznog širenja koriste se za prijenos više radijskih signala istovremeno. Svaki od ovih signala, nazvanih " prostorni tokovi", šalje se s zasebne antene pomoću zasebnog odašiljača. Budući da postoji određena udaljenost između antena, svaki signal slijedi nešto drugačiji put do prijamnika. Ovaj efekt se zove " prostorna raznolikost" Prijemnik je također opremljen s nekoliko antena sa svojim zasebnim radio modulima, koji neovisno dekodiraju dolazne signale, a svaki signal se kombinira sa signalima iz drugih prijemnih radio modula. Kao rezultat toga, nekoliko tokova podataka prima se istovremeno. To osigurava značajno veću propusnost od prethodnih 802.11 WiFi sustava, ali također zahtijeva klijenta koji podržava 802.11n.

Zaronimo sada malo dublje u ovu temu:
U WiFi uređajima sa MIMO moguće je cijeli dolazni tok informacija podijeliti u nekoliko različitih tokova podataka koristeći prostorno multipleksiranje za njihovo naknadno slanje. Više odašiljača i antena koristi se za slanje različitih tokova na istom frekvencijskom kanalu. Jedan od načina da se to vizualizira je da se neka tekstualna fraza može prenijeti tako da se prva riječ šalje kroz jedan odašiljač, druga kroz drugi odašiljač, itd.
Naravno, prijemna strana mora podržavati istu funkcionalnost (MIMO) kako bi u potpunosti izolirala različite signale, ponovno ih sastavila i kombinirala koristeći, opet, prostorno multipleksiranje. Na taj način dobivamo priliku vratiti izvorni protok informacija. Predstavljena tehnologija omogućuje vam da veliki tok podataka podijelite u niz manjih tokova i da ih prenosite odvojeno jedan od drugog. Općenito, ovo omogućuje učinkovitije korištenje radijskog okruženja, a posebno frekvencija dodijeljenih za Wi-Fi.

WiFi 802.11n tehnologija također definira kako se MIMO može koristiti za poboljšanje SNR-a na prijamniku korištenjem prijenosnog oblikovanja snopa. Ovom tehnikom moguće je kontrolirati proces slanja signala sa svake antene tako da se poboljšaju parametri primljenog signala na prijemniku. Drugim riječima, uz slanje više tokova podataka, više odašiljača se može koristiti za postizanje većeg SNR-a na prijemnoj točki i, kao rezultat, veće brzine prijenosa podataka na klijentu.
Potrebno je napomenuti sljedeće stvari:
1. Postupak oblikovanja snopa prijenosa definiran u standardu Wi-Fi 802.11n zahtijeva suradnju s prijamnikom (zapravo, s klijentskim uređajem) za primanje povratnih informacija o stanju signala na prijamniku. Ovdje je potrebno imati podršku za ovu funkcionalnost s obje strane kanala - i na odašiljaču i na prijemniku.
2. Zbog složenosti ovog postupka, oblikovanje snopa prijenosa nije bilo podržano u prvoj generaciji 802.11n čipova ni na strani terminala ni na strani pristupne točke. Trenutačno većina postojećih čipova za klijentske uređaje također ne podržava ovu funkciju.
3. Postoje rješenja za izgradnju mreža Wi-Fi , koji vam omogućuju potpunu kontrolu uzorka zračenja na pristupnim točkama bez potrebe za primanjem povratnih informacija od klijentskih uređaja.

Za primanje najava kada se objave novi tematski članci ili se pojave novi materijali na web mjestu, nudimo.

Pridružite se našoj grupi na

27.08.2015

Sigurno su mnogi već čuli za tehnologiju MIMO, posljednjih godina često je pun reklamnih brošura i plakata, osobito u računalnim trgovinama i časopisima. Ali što je MIMO (MIMO) i s čime se jede? Pogledajmo pobliže.

MIMO tehnologija

MIMO (Multiple Input Multiple Output; više ulaza, više izlaza) je metoda prostornog kodiranja signala koja vam omogućuje povećanje propusnosti kanala, u kojoj se dvije ili više antena koriste za prijenos podataka i isti broj antena za prijem. Odašiljačka i prijamna antena su toliko razmaknute da se postiže minimalan međusobni utjecaj između susjednih antena. MIMO tehnologija koristi se u Wi-Fi, WiMAX, LTE bežičnim komunikacijama za povećanje kapaciteta i učinkovitije korištenje frekvencijske širine pojasa. Zapravo, MIMO vam omogućuje prijenos više podataka u jednom frekvencijskom rasponu i zadanom frekvencijskom koridoru, tj. povećati brzinu. To se postiže upotrebom nekoliko odašiljačkih i prijamnih antena.

Povijest MIMO-a

MIMO tehnologija može se smatrati relativno nedavnim razvojem. Njegova povijest počinje 1984. godine, kada je registriran prvi patent za korištenje ove tehnologije. Početni razvoj i istraživanje odvijali su se u tvrtki Bell Laboratories, a 1996. tvrtku Airgo mreže Izdan je prvi MIMO čipset tzv Pravi MIMO. MIMO tehnologija je svoj najveći razvoj doživjela početkom 21. stoljeća, kada su se Wi-Fi bežične mreže i 3G mobilne mreže počele razvijati velikom brzinom. Sada se MIMO tehnologija široko koristi u 4G LTE i Wi-Fi 802.11b/g/ac mrežama.

Što nudi MIMO tehnologija?

Za krajnjeg korisnika MIMO omogućuje značajno povećanje brzine prijenosa podataka. Ovisno o konfiguraciji opreme i broju korištenih antena, možete dobiti dvostruko, trostruko ili do osam puta povećanje brzine. Obično bežične mreže koriste isti broj odašiljačkih i prijamnih antena, a to se piše kao, na primjer, 2x2 ili 3x3. Oni. ako vidimo MIMO 2x2 snimku, to znači da dvije antene odašilju signal, a dvije primaju. Na primjer, u Wi-Fi standardu jedan kanal širine 20 MHz daje propusnost od 866 Mbps, dok konfiguracija 8x8 MIMO kombinira 8 kanala, dajući maksimalnu brzinu od oko 7 Gbps. Isto vrijedi i za LTE MIMO - potencijalno povećanje brzine za nekoliko puta. Da biste u potpunosti koristili MIMO u LTE mrežama, trebate , jer U pravilu, ugrađene antene nisu dovoljno razmaknute i daju mali učinak. I naravno, mora postojati MIMO podrška od bazne stanice.

LTE antena s podrškom za MIMO odašilje i prima signale u vodoravnoj i okomitoj ravnini. To se zove polarizacija. Posebnost MIMO antena je prisutnost dva antenska konektora, a time i korištenje dvije žice za povezivanje s modemom / usmjerivačem.

Unatoč tome što mnogi kažu, i to ne bez razloga, da je MIMO antena za 4G LTE mreže zapravo dvije antene u jednoj, ne biste trebali misliti da ćete korištenjem takve antene udvostručiti brzinu. To može biti slučaj samo u teoriji, ali u praksi razlika između konvencionalne i MIMO antene u 4G LTE mreži ne prelazi 20-25%. Međutim, važniji u ovom slučaju bit će stabilan signal koji može pružiti MIMO antena.

WiFi je zaštitni znak za bežične mreže temeljene na standardu IEEE 802.11. U svakodnevnom životu korisnici bežične mreže koriste pojam "WiFi tehnologija", što ne znači naziv robne marke, već standard IEEE 802.11.

WiFi tehnologija vam omogućuje postavljanje mreže bez polaganja kabela, čime se smanjuju troškovi postavljanja mreže. Zahvaljujući , područja gdje se kabel ne može položiti, na primjer, na otvorenom iu zgradama od povijesne vrijednosti, mogu biti opslužena bežičnim mrežama.
Suprotno uvriježenom mišljenju da je WiFi "štetan", zračenje WiFi uređaja tijekom prijenosa podataka je dva reda veličine (100 puta) manje od zračenja mobilnog telefona.

MIMO - (engleski: Multiple Input Multiple Output) - tehnologija prijenosa podataka koja se temelji na korištenju prostornog multipleksiranja u svrhu istovremenog prijenosa više tokova informacija preko jednog kanala, kao i multipath refleksije, koja osigurava isporuku svakog bita informacije do odgovarajućeg primatelja uz malu vjerojatnost smetnji i gubitka podataka.

Rješavanje problema povećanja propusnosti

S intenzivnim razvojem nekih visokih tehnologija, zahtjevi za drugima rastu. Ovo načelo izravno utječe na komunikacijske sustave. Jedan od gorućih problema u modernim komunikacijskim sustavima je potreba za povećanjem propusnosti i brzine prijenosa podataka. Postoje dva tradicionalna načina povećanja kapaciteta: proširenje frekvencijskog pojasa i povećanje snage zračenja.
Ali zbog zahtjeva za biološkom i elektromagnetskom kompatibilnošću, nametnuta su ograničenja za povećanje snage zračenja i širenje frekvencijskog pojasa. Uz takva ograničenja, problem nedostatka propusnosti i brzine prijenosa podataka tjera nas da tražimo nove učinkovite metode za njegovo rješavanje. Jedna od najučinkovitijih metoda je uporaba adaptivnih antenskih nizova sa slabo koreliranim antenskim elementima. Na ovom principu se temelji MIMO tehnologija. Komunikacijski sustavi koji koriste ovu tehnologiju nazivaju se MIMO sustavi (Multiple Input Multiple Output).

Standard WiFi 802.11n jedan je od najupečatljivijih primjera korištenja MIMO tehnologije. Prema njemu, omogućuje vam održavanje brzine do 300 Mbit/s. Štoviše, prethodni standard 802.11g dopuštao je samo 50 Mbit/s. Osim povećanja brzine prijenosa podataka, novi standard omogućuje i bolju kvalitetu usluge u područjima s niskom snagom signala zahvaljujući MIMO-u. 802.11n se ne koristi samo u sustavima točka/više točaka (Point/Multipoint) - najčešća niša za korištenje WiFi tehnologije za organiziranje LAN-a (Local Area Network), već i za organiziranje veza točka/točka koje se koriste za organizaciju okosnice komunikacije kanala pri nekoliko stotina Mbit/s i omogućujući prijenos podataka na desetke kilometara (do 50 km).

WiMAX standard također ima dva izdanja koja uvode nove mogućnosti korisnicima koji koriste MIMO tehnologiju. Prvi, 802.16e, pruža mobilne širokopojasne usluge. Omogućuje prijenos informacija brzinama do 40 Mbit/s u smjeru od bazne stanice do korisničke opreme. Međutim, MIMO u 802.16e se smatra opcijom i koristi se u najjednostavnijoj konfiguraciji - 2x2. U sljedećem izdanju, 802.16m MIMO smatra se obveznom tehnologijom, uz moguću konfiguraciju 4x4. U ovom slučaju WiMAX se već može klasificirati kao sustavi mobilne komunikacije, odnosno njihova četvrta generacija (zbog velike brzine prijenosa podataka), jer ima niz karakteristika svojstvenih mobilnim mrežama: roaming, handover, glasovne veze. U slučaju mobilnog korištenja teoretski se može postići brzina od 100 Mbit/s. U fiksnoj verziji brzina može doseći 1 Gbit/s.

Od najvećeg je interesa uporaba MIMO tehnologije u sustavima mobilne komunikacije. Ova se tehnologija koristi od treće generacije mobilnih komunikacijskih sustava. Na primjer, u standardu UMTS, u Rel. 6 koristi se u kombinaciji s HSPA tehnologijom koja podržava brzine do 20 Mbit/s, au Rel. 7 – s HSPA+, gdje brzine prijenosa podataka dosežu 40 Mbit/s. Međutim, MIMO još nije pronašao široku primjenu u 3G sustavima.

Sustavi, točnije LTE, također omogućuju korištenje MIMO-a u konfiguracijama do 8x8. To, u teoriji, može omogućiti prijenos podataka od bazne stanice do pretplatnika preko 300 Mbit/s. Još jedna važna pozitivna točka je stabilna kvaliteta veze čak i na rubu ćelije. U tom slučaju, čak i na znatnoj udaljenosti od bazne stanice ili kada se nalazi u udaljenoj prostoriji, primijetit će se samo neznatno smanjenje brzine prijenosa podataka.

U svjetlu izdanja novih bežičnih uređaja koji podržavaju MU-MIMO tehnologiju, posebno s izlazom UniFi AC HD (UAP-AC-HD), postoji potreba da se razjasni što je to i zašto stari hardver ne podržava ovu tehnologiju .

Što je 802.11ac?

Standard 802.11ac je transformacija bežične tehnologije koja je zamijenila prethodnu generaciju u obliku standarda 802.11n.

Pojava 802.11n, kao što se ranije pretpostavljalo, trebala je omogućiti tvrtkama da široko koriste ovu tehnologiju kao alternativu konvencionalnoj žičnoj vezi za rad unutar lokalne mreže (LAN).

802.11ac daljnji je stupanj u razvoju bežičnih tehnologija. Teoretski, novi standard može osigurati brzine prijenosa podataka do 6,9 Gbit/s u pojasu od 5 GHz. To je 11,5 puta više od opsega prijenosa podataka 802.11n.

Novi standard dostupan je u dva izdanja: Val 1 i Val 2. U nastavku možete vidjeti usporednu tablicu trenutnih standarda.

Koja je razlika između vala 1 i vala 2?

Proizvodi 802.11ac Wave 1 dostupni su na tržištu otprilike od sredine 2013. godine. Nova revizija standarda temelji se na prethodnoj verziji standarda, ali uz neke vrlo značajne izmjene, naime:

• Povećana izvedba s 1,3 Gbita na 2,34 Gbita;
• Dodana podrška za Multi User MIMO (MU-MIMO);
• Dopušteni su široki kanali od 160 MHz;
• Četvrti prostorni tok (Spatial Stream) za veće performanse i stabilnost;
• Više kanala u pojasu od 5 GHz;

Što točno poboljšanja Wave 2 čine stvarnom korisniku?

Povećana propusnost ima pozitivan učinak na aplikacije koje su osjetljive na propusnost i kašnjenje unutar mreže. Riječ je prije svega o prijenosu streaminga govornog i video sadržaja, te povećanju gustoće mreže i povećanja broja klijenata.

MU-MIMO pruža ogromne mogućnosti za razvoj Interneta stvari (IoT), kada jedan korisnik može povezati nekoliko uređaja istovremeno.

MU-MIMO tehnologija omogućuje višestruke simultane nizvodne veze, pružajući istovremenu uslugu za više uređaja, što poboljšava ukupnu izvedbu mreže. MU-MIMO također ima pozitivan učinak na latenciju, omogućujući brže veze i brže cjelokupno korisničko iskustvo. Osim toga, značajke tehnologije omogućuju vam povezivanje još većeg broja istodobnih klijenata na mrežu nego u prethodnoj verziji standarda.

Korištenje širine kanala od 160 MHz zahtijeva ispunjavanje određenih uvjeta (mala snaga, nizak šum, itd.), ali kanal može pružiti ogromno povećanje performansi pri prijenosu velikih količina podataka. Usporedbe radi, 802.11n može pružiti brzine kanala do 450 Mbps, noviji 802.11ac Wave 1 može pružiti do 1,3 Gbps, dok 802.11ac Wave 2 s kanalom od 160 MHz može pružiti brzine kanala od oko 2,3 Gbps.

U prethodnoj generaciji standarda dopuštena je uporaba 3 primopredajne antene; nova revizija dodaje 4. tok. Ova promjena povećava domet i stabilnost veze.

U svijetu se koristi 37 kanala u pojasu od 5 GHz. U nekim je zemljama broj kanala ograničen, u drugima nije. 802.11ac Wave 2 omogućuje korištenje više kanala, što će povećati broj istodobnih uređaja na jednom mjestu. Osim toga, potrebno je više kanala za široke kanale od 160 MHz.

Postoje li nove brzine kanala u 802.11ac Wave 2?

Novi standard nasljeđuje standarde uvedene s prvim izdanjem. Kao i prije, brzina ovisi o broju tokova i širini kanala. Maksimalna modulacija ostala je nepromijenjena – 256 QAM.

Ako je ranije brzina kanala od 866,6 Mbit zahtijevala 2 toka i širinu kanala od 80 MHz, sada se ova brzina kanala može postići korištenjem samo jednog toka, dok se brzina kanala povećava za dva - s 80 na 160 MHz.

Kao što vidite, nije bilo temeljnih promjena. U vezi s podrškom za kanale od 160 MHz, povećane su i maksimalne brzine kanala - do 2600 Mbit.

U praksi, stvarna brzina je približno 65% brzine kanala (PHY Rate).

Koristeći 1 stream, 256 QAM modulaciju i kanal od 160 MHz, možete postići stvarnu brzinu od oko 560 Mbit/s. Prema tome, 2 toka će osigurati brzinu razmjene od ~1100 Mbit/s, 3 toka – 1,1-1,6 Gbit/s.

Koje pojaseve i kanale koristi 802.11ac Wave2?

U praksi, Valovi 1 i Valovi 2 rade isključivo u pojasu od 5 GHz. Frekvencijski raspon ovisi o regionalnim ograničenjima, u pravilu se koristi raspon 5,15-5,35 GHz i 5,47-5,85 GHz.

U SAD-u je pojas od 580 MHz dodijeljen bežičnim mrežama od 5 GHz.

802.11ac, kao i do sada, može koristiti kanale na 20 i 40 MHz, dok se istovremeno dobre performanse mogu postići korištenjem samo 80 MHz ili 160 MHz.

Budući da u praksi nije uvijek moguće koristiti kontinuirani pojas od 160 MHz, standard predviđa način rada 80+80 MHz, koji će pojas od 160 MHz podijeliti na 2 različita pojasa. Sve to dodaje više fleksibilnosti.

Imajte na umu da su standardni kanali za 802.11ac 20/40/80 MHz.

Zašto postoje dva vala 802.11ac?

IEEE implementira standarde u valovima kako tehnologija napreduje. Ovaj pristup omogućuje industriji da odmah objavi nove proizvode bez čekanja da se određena značajka dovrši.

Prvi val 802.11ac omogućio je značajno poboljšanje u odnosu na 802.11n i postavio temelje za daljnji razvoj.

Kada možemo očekivati ​​proizvode koji podržavaju 802.11ac Wave 2?

Prema prvim predviđanjima analitičara, prvi proizvodi za široku potrošnju trebali bi biti pušteni u prodaju sredinom 2015. godine. Rješenja za poduzeća i operatere više razine obično izlaze s odgodom od 3-6 mjeseci, baš kao što je bilo s prvim valom standarda.

Obje klase, potrošačka i komercijalna, obično se objavljuju prije nego što WFA (Wi-Fi Alliance) počne izdavati certifikate (druga polovica 2016.).

Od veljače 2017. broj uređaja koji podržavaju 802.11ac W2 nije toliko velik koliko bismo željeli. Pogotovo od Mikrotika i Ubiquita.

Hoće li se Wave 2 uređaji značajno razlikovati od Wave 1?

U slučaju novog standarda nastavlja se opći trend prethodnih godina - pametni telefoni i prijenosna računala proizvode se s 1-2 toka, 3 toka namijenjena su za zahtjevnije zadatke. Nema praktične svrhe implementirati punu funkcionalnost standarda na svim uređajima.

Je li oprema Wave 1 kompatibilna s Wave 2?

Prvi val dopušta 3 streama i kanala do 80 MHz za ovaj dio, klijentski uređaji i pristupne točke su potpuno kompatibilni.

Za implementaciju funkcija druge generacije (160 MHz, MU-MIMO, 4 streama), i klijentski uređaj i pristupna točka moraju podržavati novi standard.

Pristupne točke sljedeće generacije kompatibilne su s 802.11ac Wave 1, 802.11n i 802.11a klijentskim uređajima.

Dakle, neće biti moguće koristiti dodatne mogućnosti adaptera druge generacije s točkom prve generacije i obrnuto.

Što je MU-MIMO i čemu služi?

MU-MIMO je skraćenica za "višekorisnički višestruki ulaz, višestruki izlaz". Zapravo, ovo je jedna od ključnih inovacija drugog vala.

Da bi MU-MIMO radio, klijent i AP ga moraju podržavati.

Ukratko, pristupna točka može slati podatke na više uređaja istovremeno, dok su prethodni standardi dopuštali slanje podataka samo jednom klijentu u isto vrijeme.

Zapravo, regularni MIMO je SU-MIMO, tj. SingleUser, MIMO za jednog korisnika.

Pogledajmo primjer. Postoji točka s 3 streama (3 Spatial Streams / 3SS) i na nju su povezana 4 klijenta: 1 klijent s 3SS podrškom, 3 klijenta s 1SS podrškom.

Pristupna točka ravnomjerno raspoređuje vrijeme među svim klijentima. Tijekom rada s prvim klijentom, točka koristi 100% svojih mogućnosti, jer klijent također podržava 3SS (MIMO 3x3).

Preostalih 75% vremena točka radi s tri klijenta, od kojih svaki koristi samo 1 nit (1SS) od 3 dostupna. Istodobno, pristupna točka koristi samo 33% svojih mogućnosti. Što više takvih klijenata, to je manja učinkovitost.

U konkretnom primjeru, prosječna brzina kanala bit će 650 Mbit:

(1300 + 433,3 + 433,3 + 433,3)/4 = 650

U praksi će to značiti prosječnu brzinu od oko 420 Mbita, od mogućih 845 Mbita.

Sada pogledajmo primjer koji koristi MU-MIMO. Imamo točku koja podržava drugu generaciju standarda, koristeći MIMO 3x3, brzina kanala ostat će nepromijenjena - 1300 Mbit za širinu kanala od 80 MHz. Oni. Istodobno, klijenti, kao i prije, mogu koristiti najviše 3 kanala.

Ukupan broj klijenata je sada 7, a pristupna točka ih je podijelila u 3 grupe:

1. jedan 3SS klijent;
2. tri 1SS klijenta;
3. jedan 2SS klijent + jedan 1SS;
4. jedan 3SS klijent;

Kao rezultat toga, dobivamo 100% implementaciju AP mogućnosti. Klijent iz prve grupe koristi sva 3 streama, klijenti iz druge grupe koriste jedan kanal itd. Prosječna brzina kanala bit će 1300 Mbit. Kao što vidite, učinak je bio dvostruko veći.

Je li Point MU-MIMO kompatibilan sa starijim klijentima?

Nažalost ne! MU-MIMO nije kompatibilan s prvom verzijom protokola, tj. Da bi ova tehnologija radila, vaši klijentski uređaji moraju podržavati drugu verziju.

Razlike između MU-MIMO i SU-MIMO

U SU-MIMO pristupna točka prenosi podatke samo jednom klijentu u isto vrijeme. Uz MU-MIMO, pristupna točka može prenositi podatke više klijenata odjednom.

Koliko je klijenata istovremeno podržano u MU-MIMO?

Standard predviđa istovremeno servisiranje do 4 uređaja. Ukupni najveći broj niti može biti do 8.

Ovisno o konfiguraciji opreme, moguć je širok izbor opcija, na primjer:

• 1+1: dva klijenta, svaki s jednom niti;
• 4+4: dva klijenta, svaki koristi 4 niti;
• 2+2+2+2: četiri klijenta, po 2 niti;
• 1+1+1: tri klijenta na jednom streamu;
• 2+1, 1+1+1+1, 1+2+3, 2+3+3 i druge kombinacije.

Sve ovisi o hardverskoj konfiguraciji; uređaji obično koriste 3 toka, stoga točka može opsluživati ​​do 3 klijenta u isto vrijeme.

Također je moguće koristiti 4 antene u MIMO 3x3 konfiguraciji. Četvrta antena je u ovom slučaju dodatna; u ovom slučaju moguće je istovremeno servisirati 1+1+1, 2+1 ili 3SS.

Je li MU-MIMO podržan samo za Downlink?

Da, standard pruža samo podršku za Downlink MU-MIMO, tj. točka može istovremeno slati podatke na nekoliko klijenata. Ali točka ne može istovremeno "slušati".

Implementacija Uplink MU-MIMO-a smatrala se nemogućom u kratkom vremenu, tako da će ova funkcionalnost biti dodana samo u standardu 802.11ax, čije je izdanje planirano za 2019.-2020.

Koliko je streamova podržano u MU-MIMO?

Kao što je gore spomenuto, MU-MIMO može raditi s bilo kojim brojem streamova, ali ne više od 4 po klijentu.

Za visokokvalitetni prijenos za više korisnika, standard preporučuje prisutnost više antena i više tokova. Idealno bi za MIMO 4x4 trebalo biti 4 antene za prijem i isti broj za slanje.

Postoji li potreba za korištenjem posebnih antena za novi standard?

Dizajn antena ostaje isti. Kao i prije, možete koristiti bilo koju kompatibilnu antenu dizajniranu za upotrebu u pojasu od 5 GHz za 802.11a/n/ac.

Drugo izdanje također je dodalo Beamforming, što je to?

Tehnologija oblikovanja snopa omogućuje vam promjenu uzorka zračenja, prilagođavajući ga određenom klijentu. Tijekom rada, točka analizira signal od klijenta i optimizira njegovo zračenje. Tijekom procesa oblikovanja snopa može se koristiti dodatna antena.

Može li 802.11ac Wave 2 AP podnijeti 1 Gbps prometa?

Potencijalno, pristupne točke nove generacije sposobne su nositi se s takvim protokom prometa. Stvarna propusnost ovisi o nizu čimbenika, u rasponu od broja podržanih tokova, raspona komunikacije, prisutnosti prepreka i završava s prisutnošću smetnji, kvalitete pristupne točke i klijentskog modula.

Koji se frekvencijski rasponi koriste u 802.11ac Wave?

Izbor radne frekvencije ovisi isključivo o regionalnom zakonodavstvu. Popis kanala i frekvencija se stalno mijenja, ispod su podaci za SAD (FCC) i Europu, od siječnja 2015.

U Europi je dopuštena uporaba širine kanala veće od 40 MHz, tako da nema promjena u pogledu novog standarda; za njega vrijede ista pravila kao i za prethodni standard.

Online tečaj o mrežnim tehnologijama

Preporučujem tečaj Dmitrija Skoromnova "". Tečaj nije vezan uz opremu bilo kojeg proizvođača. Pruža temeljna znanja koja bi svaki administrator sustava trebao imati. Nažalost, mnogi administratori, čak i sa 5 godina iskustva, često nemaju ni pola ovog znanja. Tečaj pokriva mnogo različitih tema jednostavnim jezikom. Na primjer: OSI model, enkapsulacija, domene kolizije i emitiranja, povratna petlja, QoS, VPN, NAT, DNS, Wi-Fi i mnoge druge teme.

Posebno ću istaknuti temu IP adresiranja. Jednostavnim jezikom opisuje kako izvršiti konverzije iz decimalnog brojevnog sustava u binarni sustav i obrnuto, izračune prema IP adresi i maski: mrežne adrese, broadcast adrese, broj mrežnih hostova, subnetting i druge teme vezane uz IP adresiranje.

Tečaj ima dvije verzije: plaćenu i besplatnu.