 ВведениеБеспроводные сети не совершенны! По-прежнему многие организации отдают предпочтения старым добрым проводным сетям, так как они позволяют добиться большей скорости, передавать данные в помещениях с любым количеством стен и перегородок и обладают хорошей степенью защиты данных. Но будущее - именно за беспроводными сетями, и сегодня Wi-Fi оборудование вводит в игру ещё одну карту, которая должна развеять мифы о нестабильности, низкой скорости и небольшом радиусе действия Wi-Fi. Имя этой карты - MIMO (Multiple Input Multiple Out - множественный вход, множественный выход). Оборудование с аббревиатурой MIMO в названии уже появилось в прайс-листах компьютерных фирм, а на витринах уже красуются Wi-Fi контроллеры с тремя антеннами. В этой статье мы выясним, что же представляет собой MIMO на примере оборудования немецкой компании Level One. Мимо!
MIMO! В яблочко! Итак, что же такое MIMO? Это не технология и не стандарт. MIMO - это принцип многоканальной организации передачи данных. Этот принцип применим к телевещанию, сотовой связи и, в нашем случае, к Wi-Fi оборудованию, как наиболее требовательному к скорости и стабильности связи. MIMO-устройство, будь то беспроводной сетевой контроллер, точка доступа, либо роутер, должно уметь передавать и принимать данные по нескольким каналам в одно и то же время. Фактически, объединять в себе несколько одноканальных устройств. В любом помещении, где ведётся беспроводная передача данных от одного устройства к другому, радиоволна делится на части. Одна часть приходит от передатчика к приёмнику в первоначальном виде с нулевым сдвигом фазы и заданной амплитудой. Эта часть расшифровывается и превращается в итоге в данные. Но есть и другие части, отражённые от разных поверхностей помещения. Эти части так же принимаются антенной приёмника. Но они имеют уже другую амплитуду и отрицательный сдвиг по фазе. Другими словами, волна запаздывает и затухает. Накладываясь одна на другую, эти части и формируют тот сигнал, который получает приёмник. Происходит т. н. многолучевой приём. За счёт неоднородности помещения, отражённые волны могут не только снижать амплитуду, но и полностью глушить сигнал (если отрицательный сдвиг по фазе равен половине длинны волны). Обычные системы радиопередачи не делают ничего, чтобы бороться со многолучевым приёмом, полагаясь на высокий уровень приёма основного сигнала. Одним из способов смягчения эффекта многолучевого приёма является использование нескольких антенн, позволяя постоянно получать высокий уровень сигнала. Так же существует способ введения задержек на приёмнике, чтобы принимать лишь максимальные значения колебаний. В отличие от всех этих техник, принцип MIMO состоит не в противодействии многолучевому эффекту, а в его использовании для повышения скорости, дальности и надёжности беспроводной передачи. Это достигается за счёт отправки и приёма более одного сигнала в одно и то же время по одному и тому же радио каналу. Новый способ передачи данных состоит в использовании одновременно нескольких типов форм волны, создаваемых неоднородностью помещения. За счёт этого повышается объём данных, передаваемых за каждую секунду и каждое колебание волны (Герц). Чувствуете разницу? Обычная радиопередача по одному каналу заставляет инженеров бороться с шумами и искажениями обычного одномерного сигнала. MIMO разделяет один поток на несколько антенн, каждая из которых формирует свой сигнал, более медленный поток данных. На приёмнике каждая антенна принимает свой радиосигнал, который расшифровывается и в итоге получается исходный поток данных. То есть, MIMO делает сигнал двумерным, трёхмерным или сколько угодно мерным, так как в одном канале проходит несколько одновременных передач сигнала. Сетевые устройства с поддержкой MIMO внешне очень похожи на устройства, поддерживающие технологию "Smart Antenna". И те, и другие используют несколько антенн, но это только внешнее сходство. Две или три антенны на обычном контроллере используются лишь для формирования более мощного сигнала и приёма его по частям, что помогает бороться с эффектом многолучевого приёма. Но технология Smart Antenna используется в MIMO-устройствах почти для тех же самых целей. То есть, MIMO - это больше, чем Smart Antenna. Сравнение скорости и дальности Wi-Fi сетейНа диаграмме сверху показана скорость Wi-Fi подключения на различном расстоянии от точки доступа. Как видно, на расстоянии примерно 100 метров MIMO оборудование даёт скорость подключения 10-15 Мбит/с, а обычное Wi-Fi оборудование уже "затухает". А что с максимальной скоростью? MIMO-оборудование позволит передавать данные на скорости до 108 Мбит/с, разделяя один поток на два или более (например, на два 54-Мбит/с). Вопрос лишь в поддержке со стороны производителей оборудования. В этой связи интересно, а как будут работать MIMO устройства в уже существующих Wi-Fi сетях с оборудованием стандартов IEEE 802.11b и IEEE 802.11g, а так же в сетях будущего, построенных по грядущему стандарту IEEE 802.11n? Ответ прост: технология MIMO-OFDM будет использована в стандарте IEEE-802.11n, а так как будущий стандарт будет обратно совместим с 802.11b/g/a. А значит, нормальная работа в уже существующих сетях гарантирована. Другой вопрос - как повлияет MIMO на скорость совместимого оборудования. Можно предположить, что за счёт применения технологии, схожей со Smart Antenna, то есть, использованием нескольких антенн, MIMO-контроллер будет передавать более сильный сигнал, который пройдёт дальше и почувствует сигнал лучше обычного. А это значит, что есть возможность повысить скорость работы на проблемных участках офиса.
|