Печать

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
1 час 1 день 1 неделя 1 месяц Навсегда

[charly]

Многопользовательская МIМ0 представляет собой неотъемлемую часть стандарта 802.11 ас. Но до сих пор еще не было устройств, поддерживающих новый вид многоантенной технологии. WLAN-роутеры стандарта 802.11 ас прежнего поколения обозначались как оборудование Wave 1. Только с Wave 2 вводится многопользовательская технология MIMO (MU-MIM0), и во главе этой второй волны устройств идет ASUS RTAC87.

Так работают технологии MIMO
Single User (однопользовательская)
Если четыре устройства делят между собой одну сеть WLAN, то роутер с конфигурацией 4x4:4 MIMO передает четыре простран¬ственных потока данных, но всегда только на одно и то же устройство. Устройства и гаджеты обслуживаются попеременно.

Multi User (многопользовательская)
При поддержке многопользовательской MIMO (Multi User MIMO) очередей из устройств, ожидающих доступа к ресурсам WLAN- роутера, не образуется. Ноутбук, планшет, телефон и телевизор обеспечиваются данными одновременно.

Новые заголовки блоков данных для MU-MIMO
Поскольку многопользовательская технология МIМО передает сигнал одновременно на несколько устройств, соответствующим образом расширяется протокол передачи в части формирования заголовков блоков данных: вместо того чтобы передавать несколько пространственно разделенных потоков для одного клиента, многопользовательская технология МIМО распределяет передачу для каждого пользователя по отдельности, равно как и кодирование. Одинаковым остается распределение полосы частот и кодирование.
Новые стандарты WLAN до сих пор ускоряли только отдельные соединения. Но с выходом роутеров 802.11 ас «второй волны» появилась возможность обмена данными одновременно с несколькими устройствами.
Сеть lan WLAN похожа на оживленную автотрассу: в зависимости от времени суток помимо ПК и но ноутбуков к этому движению подключаются планшеты,смартфоны, телевизор игровые консоли. В среднестатистическом домохозяйстве   имеется более пяти устройств, подсоединяемых к интернету по сети WLAN, и их количество постоянно растет. Со скоростью 11 Мбит/с которая  предусматривается в рамках основного стандарта 1ЕЕЕ 802IIb, веб-серфинг и загрузка данных требуют большого терпения, ведь роутер в каждый конкретный момент времени может быть соединен только с одним устройством. Если радиосвязь используется сразу тремя устройствами, то каждый клиент получает только треть продолжительности сеанса связи, а две трети времени тратится на ожидание.   Хотя   сети   WLAN  новейшего стандарта  IEEE 802.11ас обеспечивают передачу данных на скоростях до 1 Гбит/с. в них тоже существует проблема падения скорости из-за очередей. Но уже следующие поколение устройств (802.11ас Wave 2) обещает более высокую производительность для радиосетей с несколькими активными устройствами.
Для лучшего понимания сути нововведений следует следует сначала вспомнить, какие изменения происходили с сетями WLAN в недавнем прошлом. Одним из самых эффективных приемов увеличения скорости передачи данных, начиная со стандарта IEEE 802.11n, является технология MIMO (Multiple Input Multiple Output: многоканальный вход —многоканальный выход). Она подразумевает использование нескольких радиоантенн для параллельной передачи потоков данных. Если например, через сеть WLAN передается один видео файл и используется MIMO- роутер с тремя антеннами, каждое передающее устройство в идеальном случае  (при наличии трех антенн у приемника) отправит треть файла.
С каждой антенной растут и затраты
В стандарте IEEE 802.11n максимальная скорость передачи данных для каждого отдельного потока вместе со служебной информацией достигает 150 Мбит/с. Устройства с четырьмя антеннами, таким образом, способны передавать данные со скоростью 600 Мбит/с. Актуальный стандарт IEEE 802.11ас теоретически выходит примерно на 6900 Мбит/с. Помимо  широких радиоканалов и улучшенной модуляции новым стандартом предусмотрено использование до восьми потоков MIMO.
Но одно только увеличение числа антенн не гарантирует многократное ускорения передачи данных. Наоборот, с четырьмя антеннами очень сильно возрастает объем служебных данных, а также становится более затратным процесс обнаружения коллизий радиосигналов. Чтобы использование большего числа антенн себя оправдало, технология МIМО продолжает совершенствоваться. Прежнюю MIMO для различения правильнее называть одно-пользовательской MIMO (Single User MIMO). Хотя она обеспечивает одновременную передачу нескольких пространственных потоков, как говорилось ранее, но всегда только по одному адресу. Такой недостаток теперь устраняется с помощью многопользовательской MIMO. С этой технологией роутеры WLAN могут одновременно передавать сигнал четырем клиентам. Устройство с восемью антеннами может, например, использовать четыре, чтобы обеспечить ноутбук и параллельно с помощью двух других — планшет и смартфон.
MIM0 с точным направленным сигналом
Чтобы маршрутизатор мог одновременно направлять пакеты WLAN различным клиентам, ему нужна информация о том, где расположены клиенты. Для этого в первую очередь по всем направлениям отсылаются тестовые пакеты. Клиенты отвечают на эти пакеты, и базовая станция сохраняет данные о силе сигнала. Технология формирования лучей является одним из важнейших помощников MU MIMO. Хотя ее поддержка уже предусмотрена стандартом IEEE 802.lln, в IEEE 802.11ас она была усовершенствована. Ее суть сводится к установлению оптимального направления для отправки радиосигнала клиентам. Базовая станция специально задает для каждого радиосигнала оптимальную направленность передающей антенны. Для многопользовательского режима поиск оптимального пути сигнала особенно важен, ведь перемена места только одного клиента может изменить все пути передачи и нарушить пропускную способность всей сети WLAN. Поэтому каждые 10 мс производится анализ канала. Для сравнения, одно-пользовательская MIMO производит анализ только каждые 100 мс. Много-пользовательская MIMO может одновременно обслуживать четырех клиентов, при этом каждый клиент может параллельно принимать до четырех потоков данных, что в сумме дает 16 потоков. Для этого многопользовательской MIMO требуются новые WLAN-роутеры, поскольку вырастает потребность в вычислительной мощности.
Одной из самых серьезных проблем много-пользовательской MIMO являются интерференции между клиентами. Хотя загруженность канала часто замеряется, этого недостаточно. При необходимости одним фреймам отдается приоритет, а другие, наоборот, придерживаются. Для этого 802.11ас использует различные очереди, которые с разной скоростью производят обработку в зависимости от типа пакета данных, отдавая предпочтение, например, видео пакетам.