Под капотом AmpliFi. Часть вторая: принцип работы MIMO

Предыдущая статья: “Эволюция домашнего Wi-Fi. Часть первая: от Apple AirPort к технологии AmpliFi Mesh”.

Рис. 1. Обеспечивает хорошее охлаждение.

Рис. 1. Обеспечивает хорошее охлаждение.

 

Зачем нужен MIMO?

Аббревиатура MIMO является сокращением от английского Multiple Input Multiple Output, что в дословном переводе обозначает «многократный вход многократный выход». Такая расшифровка вряд ли много расскажет обычному рядовому пользователю.

Если упростить все нюансы и технические аспекты, технология MIMO допускает одновременную параллельную отправку и получение данных в несколько потоков. В отличие от других домашних систем класса «Mesh Wi-Fi», все маршрутизаторы AmpliFi (AmpliFi Routers) и расширители (Mesh Points) поддерживают технологию MIMO с 3-мя потоками.

Среди многих пользователей бытует мнение о том, что большинство клиентских устройств поддерживают всего 1 поток (SISO, Single Input Single Output) или, в лучшем случае, 2 потока MIMO, и только устройство более высокого уровня способны задействовать до трех потоков (например, Apple MacBook Pro). Из этого следует, что клиенты, использующие 1 или 2 потока не получают никакой выгоды от поддержки 3-х потоков на точках доступа.

В рамках данной публикации мы покажем, насколько эти пользователи заблуждаются и как система AmpliFi обеспечивает прирост производительности для всех устройств в сети: от смартфонов с одним потоком до мощных ноутбуков с поддержкой 3-х потоков.

Скорость и время

Когда вы едете на машине из пункта А в пункт Б, вы знаете, что при большей скорости доехать до конечного пункта можно быстрее.

Беспроводные технологии работают точно так же, тот же объем данных будет передан быстрее при использовании более высоких скоростей передачи. Технология MIMO с 3-мя потоками (MIMO 3×3) обеспечивает прирост производительности до 50% в сравнении с MIMO 2×2, т.е. 1.3 Гбит против 867 Мбит для стандарта 802.11ac.

Из этого следует, что клиент с 3-мя потоками способен передать тот же самый объем данных на 50% быстрее, чем клиент с 2-мя потоками. Но как MIMO 3×3 поможет в случае с обычными клиентами, у которых всего 1 или 2 потока?

Система AmpliFi, как правило, обслуживает сразу несколько устройств, это могут быть смартфоны, ноутбуки, IP-камеры, термостаты или другие элементы умного дома. Точки доступа с 3-мя потоками передают данные на 50% быстрее, нежели точки MIMO 2×2, благодаря чему увеличивается емкость и пропускная способность сети. Пропускная способность может быть распределена между устройствами сети, выделяя для каждого из них больше времени и полосы пропускания. В результате клиенты за тот же отрезок времени могут передать больше данных, или же, в сеть можно подключить больше устройств.

Производительный Mesh = быстрая сеть

Получается, даже если у вас нет устройств с 3-мя потоками, AmpliFi всё-равно обеспечивает повышение производительности сети? Да, и в этом легко убедиться, взглянув на схему:

Рис. 2. Mesh - быстрая сеть.

Рис. 2. Mesh – быстрая сеть.

 

В данном примере имеется маршрутизатор AmpliFi и 2 расширителя, один находится в спальне, второй на заднем дворе дома. Обратите внимание, расширители при этом работают каскадом, т.е. дальний расширитель подключен не напрямую к маршрутизатору, а через другой расширитель. В качестве клиентских устройств в данном примере используется беспроводная камера (1 поток), а также смартфон и планшет с поддержкой 2-х потоков.

Учитывая, что AmpliFi поддерживает 3 потока, обмен данными между маршрутизатором и точками доступа осуществляется на 50% быстрее, чем это происходило бы в конфигурации MIMO 2×2. Таким образом, система позволяет повысить производительность для всех устройств, подключенных к беспроводной сети. Разница будет тем больше, чем больше загрузка сети.

Больше покрытие, лучше качество

MIMO с 3-мя потоками задействует 3 антенны для независимой передачи данных, при этом неважно сколько потоков поддерживает само клиентское устройство.

Беспроводные сети подвержены интерференции и потере информации. Точно так же как резервное копирование дисков помогает восстановлению данных, система AmpliFi способна клонировать данные и отправлять их в несколько потоков, используя до трёх антенн. Такой метод называют Cyclic Delay Diversity (CDD) или Cyclic Shift Diversity (CSD).

Рис. 3. MIMO с 3-мя потоками.

Рис. 3. MIMO с 3-мя потоками задействует 3 антенны для независимой передачи данных.

 

Наличие 3-х антенн позволяет фокусировать поток данных в направлении клиента. Данная технология более известна как Beamforming и позволяет формировать динамичный поток энергии в направлении клиента. Таким образом, на стороне клиента улучшается качество связи и уменьшается количество пакетов, полученных с ошибками. К тому же, технология обеспечивает более качественное покрытие на большей площади за счёт уменьшения интерференции.

Рис. 4. Технология обеспечивает более качественное покрытие.

Рис. 4. Технология обеспечивает более качественное покрытие.

 

Сама точка доступа также получает дополнительные возможности. В случае с мобильными устройствами, технически невозможно реализовать мощную всенаправленную антенну и мощный ридиомодуль. Это неизбежно приведет к увеличению размеров устройства и повышению энергопотребления. Именно по этой причине очень часто скорость отправки на клиентском устройстве будет ниже, нежели скорость приёма. Низкая скорость отправки может быть связана с низким уровнем сигнала, получаемого от клиента на точке доступа.

Точка доступа может не только отправлять данные, используя 3 антенны, но и точно также получать данные, используя все 3 антенны. AmpliFi осуществляет отбор фреймов со всех каналов и далее автоматически объединяет их. Технология эта называется Maximal Ratio Combining (MRC), по сути, устройство берет сигнал с обоих каналов и проводит их анализ, отбирая лучший по параметрам сигнал.

Рис. 5. Maximal Ratio Combining (MRC).

Рис. 5. Maximal Ratio Combining (MRC).

 

Наибольшая польза от этой технологии достигается при использовании потокового видео, например с беспроводными камерами: видео получается плавным и без артефактов.

В заключение

Как вы сами убедились, AmpliFi с поддержкой трех потоков оптимизирует скорость для всех устройств, независимо от их конфигурации. Наслаждайтесь AmpliFi!

MIMO в пояснении Sriram Dayanandan, CTO Ubiquiti Networks, 14 октября 2016, корпоративный блог AmpliFi.

Если Вы нашли ошибку в тексте, то выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter или нажмите здесь.

Сообщение об ошибке

Ошибка:

Ваш комментарий (не обязательно):

Да Отмена

Об авторе DmitryAVET

30 years / Ukraine MTI University / System Administrator, Marketing