Технология MU-MIMO: что это такое в роутере, зачем нужна и чем отличается

Одной из ключевых инноваций, которая активно внедряется в сфере интернет-провайдеров, является технология MU-MIMO (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output). Давайте ближе рассмотрим, как MU-MIMO работает, какие преимущества предоставляет провайдерам интернет-услуг, и каким образом ее внедрение может повлиять на качество предоставляемых услуг.

MU-MIMO (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output)  – это передовая технология, которая принесла значительные улучшения в распределении сетевого трафика, позволяя одновременно обслуживать несколько пользователей с высокой пропускной способностью.

Что такое MU-MIMO

В мире быстроразвивающихся технологий сетевые решения становятся ключевым фактором обеспечения эффективного и высокоскоростного интернет-подключения. В этом контексте технология MU-MIMO (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output) выделяется как инновационное сочетание пространственного мультиплексирования и широкоизвестной технологии MIMO.

MU-MIMO позволяет передавать потоки данных MIMO 2×2 одновременно нескольким пользователям, эффективно разделяя их в пространстве и формируя независимые радиолучи.

Прежде чем погрузиться в детали использования MU-MIMO в радиосетях, давайте освежим в памяти, что такое MIMO. Технологии с несколькими входами и выходами (MIMO) представляют собой серию инноваций, направленных на увеличение пропускной способности беспроводных соединений, используя множество путей передачи и приема. В случае систем MIMO 2×2, мы можем отправлять два потока данных одновременно.

Хотя многие современные технологии, такие как Wi-Fi и LTE, успешно используют решения MIMO, возникают определенные проблемы при попытках масштабирования этой технологии.

Реализация 4×4 MIMO столкнулась с финансовыми и инфраструктурными сложностями, требуя большого количества модулей передатчика и приемника.

В этой статье мы рассмотрим подробности применения технологии MU-MIMO, выявим преимущества и решим возникающие проблемы, предоставляя рекомендации для успешного интегрирования этой передовой технологии в существующие и новые сети провайдеров интернета.

Технологии MIMO в будущем

В контексте эффективного использования 2×2 MIMO со сдвинутой поляризацией на 90°, подход к 4×4 MIMO с модуляцией встречает множество трудностей и неудобств.

Возникающие сложности при этом создают значительные препятствия для дальнейшего развития и делают этот путь малоэффективным с экономической точки зрения.

На практике в сетях радиодоступа, основанных на MIMO 2×2, мы сталкиваемся с преградами в производительности и пропускной способности, ограничивающими стабильный сервис на уровне 20-30 Мбит/с.

Преодоление этих порогов оказывается сложной задачей, что приводит к стагнации операторов и их неспособности развиваться и повышать качество предоставляемых услуг.

В быстро меняющемся мире такая ситуация ставит под сомнение способность операторов следовать тенденциям роста и эффективно удовлетворять потребности пользователей.

Однако как мы знаем, развитие и инновации неизбежны, и в этой статье мы рассмотрим подходы, которые могут помочь операторам преодолеть эти ограничения и эффективно внедрять передовые технологии в свои сети.

Как работает MU-MIMO

Технология Многопользовательского MIMO (MU-MIMO) представляет собой инновационный подход, использующий антенную решетку базовой станции для одновременного взаимодействия с несколькими клиентскими устройствами.

Эта возможность становится реальностью благодаря применению пространственного мультиплексирования. Точка доступа MU-MIMO оборудована набором антенн. Когда несколько клиентских устройств стремятся одновременно общаться с базовой станцией, матрица разделяется таким образом, что для каждого клиента используется отдельная антенна.

Этот подход отличается от существующих систем, где два узла не могут обмениваться данными по одному и тому же каналу с одной точкой доступа одновременно без создания внутренних помех и ухудшения общей производительности беспроводной сети.

Важным элементом в этом процессе является технология Beamforming. Она обеспечивает оптимальную настройку направления передачи луча на конкретную станцию, предотвращая его направление на другие узлы. Это снижает помехи и способствует увеличению общей пропускной способности беспроводной сети.

С использованием данного процесса базовая станция MU-MIMO может взаимодействовать с несколькими узлами одновременно, снижая собственный шум в секторе. В устройствах, работающих на базе чипсета 802.11ac wave 2, таких, как ePMP3000 и Force300-16/25, это позволяет удвоить производительность базовой станции в нисходящем направлении без необходимости изменения ширины канала.

Этот прогресс отражается в увеличении общей пропускной способности базовой станции, работающей по технологии MU-MIMO, превышающей 500 Мбит/с в канале 40 МГц.

Преимущества использования MU-MIMO

Важно учитывать, что на данный момент мы используем всего лишь ограниченный набор возможностей технологии MU-MIMO в промежуточных и переходных сценариях.

Полный потенциал этой технологии станет явным лишь при замене клиентских станций на устройства 802.11ac Wave 2, что обеспечит полноценное внедрение MU-MIMO.

Преимущества полной реализации MU-MIMO включают в себя:

1. Увеличение скорости базовых точек доступа, что позволит предоставлять более качественные услуги, включая более продвинутые тарифные планы.
2. Двукратное увеличение скорости для клиентов по сравнению с системой 2×2 при тех же параметрах канала (SNR) и без расширения канала.
3. Предоставление вышеперечисленных преимуществ всем клиентам независимо от их удаленности от базовой станции, обеспечивая равномерное распределение параметров.
4. Подготовка сети к будущим этапам развития благодаря совместимости клиентских терминалов (Forec 300-xx) с будущими базовыми станциями, например, на базе чипсета 802.11ax.
5. Снижение стоимости перехода сети на следующее поколение, поскольку требуется только замена базовой станции.
6. Эффективное использование полосы пропускания и снижение затрат – одна базовая станция MU-MIMO может заменить 2-3 станции старших поколений от других производителей.

Стоит отметить, что внедрение технологии MU-MIMO открывает следующие этапы развития, которые станут доступными в решениях для операторов интернет-провайдеров в будущем.

Внедрение решений на основе MU-MIMO предоставляет возможность предлагать эффективные и конкурентоспособные услуги, включая радиосвязь, особенно в тех местах, где оптоволокно остается недоступным или неэффективным.

Многочисленные успешные реализации свидетельствуют, что технология MU-MIMO преодолевает барьеры параметров сервиса.

Пётр Логовой

Выпускник факультета журналистики, пишет, не только о смартфонах, гаджетах и сетевой безопасности. Сторонник тем, доказывающим, что новые технологии проникают в нашу повседневность на регулярной основе.