Что такое txbf mu mimo в роутере tp link
MU-MIMO
802.11ac 2.0
Вас беспокоит проблема задержек при подключении?
Количество подключаемых Wi-Fi устройств в среднем доме или офисе постоянно увеличивается. Параллельно с этим все больше устройств используются для выполнения ресурсоёмких задач. В результате пользователи испытывают низкую производительность Wi-Fi.
Сниженная производительность Wi-Fi
Почему MU-MIMO?
В целях улучшения производительности Wi-Fi режиму SU-MIMO (однопользовательский MIMO) нужна модернизация. Большинство Wi-Fi маршрутизаторов с SU-MIMO отправляют данные одному пользователю в один момент времени. Наши маршрутизаторы обычно обеспечивают 3 или более потоков данных, но большинство принимающих устройств, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки (и даже Apple TV) обычно получают 1
2 потока данных – таким образом, пользователи не получают максимум от возможностей роутера. Например, 3×3 11ac Wi-Fi маршрутизатор с SU-MIMO поддерживает максимальную скорость Wi-Fi до 1,3 Гбит/с. Но смартфон или планшет с одной антенной поддерживает максимальную скорость до 433 Мбит/с, оставляя незадействованной 867 Мбит/с пропускной способности.
Таким образом, MU-MIMO предназначен улучшить производительность режима SU-MIMO.
Что такое MU-MIMO?
Обыкновенные WI-Fi маршрутизаторы с однопользовательским MIMO отправляют данные только одному устройству в один момент времени. Другим пользователям, подключённым к данному соединению, приходится ожидать. Это снижает производительность и общую пропускную способность. Этот эффект становится выражен ещё сильнее при подключении большего числа пользователей и просмотра ими мультимедийного контента, такого как HD-видео.
MU-MIMO решает эту проблему, создавая 3 одновременных соединения для отправки нескольким пользователям по 3 потока данных одновременно. Благодаря технологическому преимуществу технологии MU-MIMO может обеспечивать больше пространственных потоков и отправлять данные большему числу клиентов одновременно.
В чем преимущества MU-MIMO для пользователей?
Множественная производительность – увеличенная пропускная способность и сниженная задержка
Поскольку сеть MU-MIMO не требует, чтобы клиентские устройства поочерёдно делили соединение, время ожидания значительно снижается, что обеспечивает быструю работу сети и клиентских устройств.
Больше пользователей
Маршрутизатор с MU-MIMO позволяет использовать ранее незадействованный объём пропускной способности, позволяя отправлять данные 3 пользователям одновременно.
Высокая эффективность – больший объём передачи трафика в сети
Сети с большим числом клиентов получают больше времени или пропускной способности для обработки устаревших устройств, что позволяет даже устаревшим клиентам получать выгоду от MU-MIMO.
Быстрее / мощнее / эффективнее
Что предлагает TP-LINK?
В настоящий момент Archer C3150 поддерживают MU-MIMO. Технология MU-MIMO будет применяться в большем числе устройств в будущем.
Что Такое MU-MIMO в Wi-Fi Роутере TP-Link (AC1200, 802.11 ac)? Чем Отличается MIMO 2×2 от 4×4?
Очень часто в описании wifi роутеров TP-Link стандарта AC1200 (802.11 AC), а также других брендов (Asus, Zyxel, Keenetic, D-Link, Mercusys, Tenda и т.д.) встречается такая характеристика, как MU-MIMO. Также можно увидеть понятия MIMO 2×2, 3×3 или MIMO 4×4. Что это такое и в чем их отличие?
Что такое MIMO?
MIMO — простыми словами, это многоканальный режим передачи данных от одного устройства к другому. Аббревиатура сокращена от английского термина «Multiple Input Multiple Output»
Технология MIMO применяется в разных сферах, в том числе и при передаче данных сотовыми операторами по 3G и особенно 4G (LTE). Применительно к роутеру, это означает, что сигнал от антенны роутера к подключенному ноутбуку или смартфону передается не по одному каналу, а по нескольким.
Откуда взялась технология MIMO?
Как мы знаем по практике использования WiFi, когда роутер излучает беспроводной сигнал, он становится слабее в зависимости от удаления от источника и наличия препятствий. Дело в том, что сталкиваясь с барьерами и проходя большое расстояние, пучок сигнала от маршрутизатора рассеивается на множество лучей и становится слабее. В результате это выражается в том, что падает качество приема и снижается скорость интернета.
MIMO позволяет отправлять один и тот же сигнал несколько раз одновременно. В результате в разы повышается вероятность его попадания на приемник на вашем устройстве. А значит улучшается прием и стабильность сети. Для работы используется сразу несколько ретранслирующих антенн на маршрутизаторе и также несколько принимающих антенн на устройстве, поддерживающем эту технологию. Сегодня таковыми являются абсолютно все смартфоны, ноутбуки, ТВ приставки, телевизоры и другие девайсы с беспроводным модулем.
Чем отличается MIMO 2×2 от 3×3 b 4×4?
И тут как раз встает вопрос в отличиях так называемого MIMO 2×2 от MIMO 3×3 и MIMO 4×4, которые вы также можете увидеть в характеристиках на коробке роутера. На самом деле, все просто. Цифра означает количество антенн, одновременно передающих сигнал.
Соответственно, качество связи во втором варианте значительно лучше. Однако есть важный момент. Если для маршрутизатора заявлена поддержка MIMO 4×4, то для его работы необходимо, чтобы и принимающий девайс — смартфон, ноутбук, wifi адаптер и т.д. — также поддерживал данный стандарт. И таких устройств на сегодняшний день достаточно мало и все они из топовых моделей каждого бренда. В основном все недорогие смартфоны и ноутбуки умеют «общаться» по wi-fi только в MIMO 2×2. А значит не могут достичь максимально заявленной для роутера теоретической скорости.
Технология MU-MIMO (WiFi 802.11 AC)
Функция появилась со стандарта WiFi 802.11n и позволила увеличить скорость с 54 мбит/c до 300 мбит/c. В 802.11ac (Wave 2) и 802.11ax MIMO также используется, но получила еще и свое развитие — MU-MIMO. Это многопользовательская передача данных по нескольким каналам на разные девайсы.
Что такое MU-MIMO и что это дает конечному пользователю?
Что такое MIMO?
SU-MIMO и MU-MIMO: в чем различие?
Работа многопользовательского МИМО начинается с 802.11ax, 802.11ac Wave2. Старшие стандарты, такие как 802.11b, g и n его не поддерживают. Когда в 2015 году вышел стандарт ac Wave 2, с этой технологией могли работать только маршрутизаторы и точки доступа.
Технология MU-MIMO изнутри
В 2008 году стандарт 802.11n представил технологию multi-in multi-out (MIMO), предназначенную для повышения пропускной способности Wi-Fi между точками доступа и клиентскими устройствами. Чтобы MIMO работал, две беспроводные станции (т.е. и точка доступа, и клиентское устройство) должны иметь несколько антенн, которые идентичны и физически отделены друг от друга фиксированным расстоянием, чтобы отсутствовала разность фаз на рабочей длине волны.
Пространственное мультиплексирование (Spatial Mutiplexing)
Пространственный поток представляет собой набор данных, посланный передающими антеннами, который может быть математически реконструирован на антеннах приемника. В MIMO каждый пространственный поток передается с разных антенн в том же частотном канале, на котором работает передатчик. Рисунок ниже иллюстрирует это для случая с двумя потоками.
Приемник принимает каждый поток на идентичную радио цепь. Поскольку он знает смещения фазы своих собственных антенн, он может использовать математические методы обработки сигналов для реконструкции исходных потоков. Чтобы повысить пропускную способность нужно увеличивать количество потоков. Каждый пространственный поток содержит набор уникальных данных, а количество независимых пространственных потоков ограничено тем, какое Wi-Fi устройство имеет наименьшее количество радиолиний.
В первой волне 802.11ac пропускная способность повышалась не только за счет использования MIMO, а применялись и другие механизмы:
Однако общая ширина полосы в любом частотном диапазоне является «конечной» и это накладывает свои ограничения. Чем шире канал, тем больше он подвержен помехам.
Beamforming (адаптивное формирование диаграммы направленности луча)
Многопользовательский MIMO (MU-MIMO) повышает пропускную способность канала за счет одновременной передачи данных на множество клиентов. Но есть еще другая эффективная технология – формирование диаграммы направленности луча в нисходящем канале – TxBF.
TxBF впервые была представлена в стандарте 802.11n, но широкого распространения не получила. Если в MIMO с каждой антенны отправляются разные пространственные потоки, то при формировании луча с нескольких антенн отправляется один и тот же поток со сдвигом фаз.
Роутер отправляет служебную информацию к клиенту со всех своих антенн, а клиент в обязательном порядке отвечает роутеру матрицей, которая указывает, что он увидел от каждой из антенн. Программное обеспечение маршрутизатора вычисляет примерное местоположение клиента и вносит поправки в работу всех своих передатчиков таким образом, что бы максимизировать сигнал на клиенте.
Например, для устранения замираний на одной из антенн изменяется фазовый сдвиг или увеличивается амплитуда сигнала для прохождения преграды. Если сигнал с разных антенн приходит синфазно и с одинаковой мощностью, он складывается – это понятие называется конструктивной интерференцией. В этом случаем за счет увеличения мощности сигнала возрастает скорость передачи данных и максимальное расстояние до клиента. И наоборот если приходит два сигнал с противоположной фазой они гасятся, и результирующая амплитуда сигнала может быть равна нулю – это называется деструктивной интерференцией радиоволн.
Для формирования диаграммы направленности требуется использование фазированной антенной решетки, в которой имеется множество одинаковых антенн и они разнесены на фиксированное друг от друга расстояние (для работы в противофазе).
За счет одновременной передачи данных сразу нескольким клиентам и поддержки множества пространственных потоков MU-MIMO позволяет увеличить канальную скорость в полосе.
Механизм передачи информации в MU-MIMO
Максимальное количество одновременно работающих клиентов на единицу меньше, чем общее количество доступных потоков роутера. Это математическое ограничение и вот почему. Точка доступа должна контролировать как зоны максимальной конструктивной интерференции для фокусирования самого сильного сигнала на клиентском устройстве, так и зоны максимальной деструктивной интерференции, чтобы минимизировать сигнал на других клиентских устройствах в этой группе.
Математически число переменных превышает число неизвестных, поэтому одним потоком нельзя управлять независимо. Таким образом, для текущего поколения точек доступа 802.11ac Wave 2 с поддержкой MU-MIMO 4×4: 4 допустима следующая комбинация групп:
Совместное использование пространственного мультиплексирования и адаптивного формирования диаграммы направленности луча позволяет:
IoT (Интернет вещей) и MU-MIMO
Стандарт 802.11ax может поддерживать одновременно восемь передач MU-MIMO, по сравнению с четырьмя в 802.11ac. Одновременная поддержка восьми выделенных каналов позволяет большему количеству IoT устройств установить связь с точкой доступа и избежать проблем с пропускной способностью, которые существовали в более ранних версиях Wi-Fi, включая 802.11ac. Это особенно актуально, если в помещении большое количество устройств, обладающих низкой скоростью передачи данных (а это как раз и есть IoT).
Практические ограничения MU-MIMO
Комментарии
Даниил 2021-05-14 10:37:00
Глубокое погружение в принципы работы Wi-Fi 6: OFDMA и MU-MIMO
В своих разработках Huawei делает ставку на Wi-Fi 6. И вопросы от коллег и заказчиков о новом поколении стандарта подтолкнули нас к тому, чтобы написать пост о теоретических основах и физических принципах, заложенных в него. От истории перейдём к физике, подробно разберёмся, зачем нужны технологии OFDMA и MU-MIMO. Поговорим и о том, как принципиально переработанная физическая среда передачи данных позволила добиться гарантированной пропускной способности каналов и такого уменьшения общего уровня задержек, что они стали сопоставимы с «операторскими». И это при том, что современные сети на основе 5G дороже (в среднем в 20–30 раз) аналогичных по возможностям indoor-сетей на Wi-Fi 6.
Для Huawei тема отнюдь не праздная: решения с поддержкой Wi-Fi 6 — среди самых прорывных наших продуктов в 2020 году, в которые были вложены огромные ресурсы. Вот только один пример: исследования в области материаловедения позволили нам подобрать сплав, использование которого в радиоэлементах точки доступа увеличило соотношение «сигнал — шум» на 2–3 дБ: снимаем шляпу в почтении перед Дороном Эзри (Doron Ezri) за это достижение.
Немного истории
Историю Wi-Fi имеет смысл отсчитывать с 1971 года, когда в Университете Гавайев профессор Норман Абрамсон с группой коллег разработал, построил и запустил беспроводную сеть пакетной передачи данных ALOHAnet.
В 1980 году была утверждена группа стандартов и протоколов IEEE 802, описывающих организацию двух нижних слоёв семиуровневой сетевой модели OSI. До релиза первой версии 802.11 оставалось ждать долгих 17 лет.
С принятием в 1997 году стандарта 802.11, за два года до появления организации Wi-Fi Alliance, первое поколение самой популярной сегодня технологии беспроводной передачи данных шагнуло в большой мир.
Стандарт IEEE 802. Поколения Wi-Fi
Первым стандартом, по-настоящему массово поддержанным производителями оборудования, стал 802.11b. Как видите, частота нововведений с конца XX века была достаточно стабильной: для качественных изменений требуется время. В последние годы основная работа велась над улучшением физической среды передачи сигнала. Для того чтобы лучше понять современную проблематику Wi-Fi, обратимся к его физическим основам.
Вспомним основы!
Радиоволны являются частным случаем электромагнитных волн — распространяющихся от источника возмущений электрического и магнитного поля. Они характеризуются тремя основными параметрами: волновым вектором, а также векторами напряжённости электрического и магнитного полей. Все три взаимно перпендикулярны между собой. Частотой волны при этом принято называть количество повторяющихся колебаний, укладывающихся в единицу времени.
Всё это общеизвестные факты. Однако чтобы дойти до конца, начать мы вынуждены с самого начала.
На условной шкале частотных диапазонов электромагнитного излучения радиодиапазон занимает самую нижнюю (низкочастотную) часть. К нему относятся электромагнитные волны с частотой колебаний от 3 Гц до 3000 ГГц. Все прочие диапазоны, включая видимый свет, имеют гораздо более высокую частоту.
Чем выше частота, тем большую энергию можно сообщить радиоволне, однако вместе с тем она хуже огибает препятствия и быстрее затухает. Верно и обратное. С учётом этих особенностей для работы Wi-Fi были выбраны два основных частотных диапазона — 2,4 ГГц (полоса частот от 2,4000 до 2,4835 ГГц) и 5 ГГц (полосы частот 5,170—5,330, 5,490—5,730 и 5,735—5,835 ГГц).
Радиоволны распространяются во все стороны, и для того, чтобы сообщения не влияли друг на друга из-за эффекта интерференции, частотную полосу принято разбивать на отдельные узкие отрезки — каналы с той или иной полосой пропускания. На схеме выше видно, что находящиеся по соседству каналы 1 и 2 с полосой пропускания 20 МГц будут мешать друг другу, а 1 и 6 — не будут.
Сигнал внутри канала передаётся с помощью радиоволны на определённой несущей частоте. Для передачи информации параметры волны могут модулироваться по частоте, амплитуде или фазе.
Разделение каналов в частотных диапазонах Wi-Fi
Частотный диапазон 2,4 ГГц разделён на 14 частично накладывающихся друг на друга каналов оптимальной ширины — 20 МГц. Когда-то считалось, что этого вполне достаточно для организации сложной беспроводной сети. Вскоре выяснилось, что ёмкость диапазона стремительно исчерпывается, так что к нему был добавлен диапазон 5 ГГц, спектральная ёмкость которого гораздо выше. В нём, помимо 20-мегагерцовых, возможно выделение каналов шириной 40 и 80 МГц.
Для дополнительного повышения эффективности использования радиочастотного спектра в настоящее время широко применяется технология мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).
Она подразумевает использование наряду с несущей частотой ещё и нескольких поднесущих частот в том же канале, что даёт возможность осуществлять параллельную передачу данных. OFDM позволяет распределять трафик достаточно удобным «гранулярным» способом, но в силу своего почтенного возраста сохраняет ряд существенных минусов. Среди них принципы работы по сетевому протоколу CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), в соответствии с которыми в определённые моменты времени на одной несущей и поднесущей может работать только один пользователь.
Пространственные потоки
Важный способ увеличить пропускную способность беспроводной сети — использование пространственных потоков.
Точка доступа несёт на себе несколько радиомодулей (один, два или более), которые подключены к некоторому количеству антенн. Эти антенны излучают по определённой схеме и модуляции, и мы с вами получаем информацию, переданную по беспроводной среде. Пространственный поток может формироваться между конкретной физической антенной (радиомодулем) точки доступа и пользовательским устройством. Благодаря этому общий объём передаваемой от точки доступа информации увеличивается кратно количеству потоков (антенн).
По текущим стандартам в диапазоне 2,4 ГГц можно реализовать до четырёх пространственных потоков, в диапазоне 5 ГГц — до восьми.
Прежде при работе в диапазонах 2,4 и 5 ГГц мы ориентировались только на количество радиомодулей. Наличие второго радиомодуля давало дополнительную гибкость, так как позволяло старым абонентским устройствам функционировать на частоте 2,4 ГГц, а новым — на частоте 5 ГГц. С появлением третьего и последующих радиомодулей возникали кое-какие проблемы. Излучающие элементы склонны создавать наводки друг на друга, что повышает стоимость устройства в связи с необходимостью более качественного проектирования и оснащения точки доступа компенсационными фильтрами. Так что только недавно стало возможным одновременное поддержание 16 пространственных потоков на одну точку доступа.
Скорость практическая и теоретическая
Из-за механизмов работы OFDM мы не могли получить максимальную пропускную способность сети. Теоретические расчеты для практического внедрения OFDM проводились очень давно и лишь применительно к идеальным средам, где предсказуемо ожидались достаточно высокий показатель отношения «сигнал — шум» (SNR) и вероятность ошибки на бит (BER). В современных условиях сильной зашумлённости всех интересующих нас радиочастотных спектров показатели пропускной способности сетей на основе OFDM удручающе малы. И протокол до последнего времени продолжал нести в себе эти недостатки, пока на помощь не подоспела технология OFDMA (orthogonal frequency-division multiple access). О ней — чуть дальше.
Поговорим про антенны
Как вы знаете, у каждой антенны есть коэффициент усиления, в зависимости от значения которого формируется пространственный паттерн распространения сигнала (beamforming) с определённой площадью покрытия (мы не учитываем переотражение сигналов и т. д.). Именно на это всегда опирались рассуждения проектировщиков касательно того, где именно должны быть размещены точки доступа. Долгое время форма паттерна оставалась неизменяемой и лишь увеличивалась или уменьшалась пропорционально характеристикам антенны.
Современные антенные элементы становятся всё более управляемыми и позволяют динамически изменять пространственный паттерн распространения сигнала в реальном времени.
Слева на рисунке вверху показан принцип распространения радиоволн при использовании стандартной всенаправленной антенны. Увеличивая мощность сигнала, мы могли изменять только радиус покрытия в отсутствие возможности значительно влиять на качество использования канала — KQI (Key Quality Indicators). А этот показатель чрезвычайно важен при организации связи в условиях частого перемещения абонентского устройства в беспроводной среде.
Решением проблемы стало применение большого количества маленьких антенн, нагрузку на которые можно регулировать в реальном времени, формируя паттерны распространения в зависимости от пространственного положения пользователя.
Таким образом удалось вплотную подойти к применению технологии MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output). С её помощью точка доступа в любой момент времени формирует потоки излучения, направленные именно в сторону абонентских устройств.
От физики к стандартам 802.11
По мере развития стандартов Wi-Fi менялись принципы работы с физическим слоем сети. Использование других механизмов модуляции дало возможность — начиная с версий 802.11g/n — вмещать в тайм-слот гораздо большее количество информации и, соответственно, работать с большим числом пользователей. Помимо прочего, это достигалось и благодаря использованию пространственных потоков. А новообретённая гибкость в отношении ширины канала позволила формировать большее количество ресурсов для MIMO.
На следующий год намечено утверждение стандарта Wi-Fi 7. Что же изменится с его приходом? Помимо привычного прироста скорости и добавления диапазона 6 ГГц появится возможность работать с широкими агрегированными каналами, такими как 320 МГц. Это особенно интересно в разрезе индустриального применения.
Теоретическая пропускная способность Wi-Fi 6
Теоретическая формула расчёта номинальной скорости работы Wi-Fi 6 достаточно сложна и зависит от многих параметров, начиная с количества пространственных потоков и заканчивая той информацией, которые мы можем вложить в поднесущую (или поднесущие, если их несколько) в единицу времени.
Как видите, от пространственных потоков зависит очень многое. А ведь прежде увеличение их количества в сочетании с использованием STC (Space-Time Coding) и MRC (Maximum Ratio Combining) ухудшало работу беспроводного решения в целом.
Новые ключевые технологии физического уровня
Перейдём к ключевым технологиям физического уровня — и начнём с первого уровня сетевой модели OSI.
Напомним, что в OFDM используется определённое количество поднесущих, которые, не затрагивая друг друга, способны передавать некий объём информации.
В примере мы используем диапазон 5,220 ГГц, вмещающий в себя 48 подканалов. Агрегируя этот канал, мы получим большее количество поднесущих, на каждой из которых применяется своя схема модуляции.
В Wi-Fi 5 используется квадратурная модуляция 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), которая позволяет формировать в рамках несущей частоты в одном тайм-слоте поле 16 х 16 точек, различающихся по амплитуде и фазе. Неудобство заключается в том, что в каждый отдельный момент осуществлять передачу на несущей частоте может только одна станция.
Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) пришло из мира операторов мобильной связи, получило распространение одновременно с LTE и применяется для организации downlink (канала связи к абоненту). Оно позволяет работать с каналом на уровне так называемых ресурсных юнитов. Эти юниты помогают разбить блок на определённое количество компонентов. В рамках блока мы можем в каждый момент не работать строго с одним излучающим элементом (пользователем или точкой доступа), а комбинировать десятки элементов. Это позволяет добиваться примечательных результатов.
Простое соединение каналов в Wi-Fi 6
Соединение каналов (Channel Bonding) в Wi-Fi 6 позволяет получать объединённые каналы шириной от 20 до 160 МГц. Причём соединение не обязательно делать в близлежащих диапазонах. Например, один блок можно взять из диапазона 5,17 ГГц, а второй — из диапазона 5,135 ГГц. Это позволяет гибко строить радиосреду даже при наличии сильных интерференционных факторов или при соседстве с другими постоянно излучающими станциями.
От SIMO к MIMO
Метод MIMO был с нами не всегда. Когда-то мобильной связи приходилось ограничиваться режимом SIMO, который подразумевал наличие у абонентской станции нескольких антенн, одновременно работающих на получение информации.
MU-MIMO призван передавать информацию пользователям, используя весь текущий антенный фонд. Это снимает накладывавшиеся прежде протоколом CSMA/CA ограничения, связанные с отправкой абонентским устройствам токенов на передачу. Теперь пользователи объединяются в группу и каждый участник группы получает свою часть ресурса антенного фонда точки доступа, а не ждёт своей очереди.
Формирование радиолуча
Важным правилом работы MU-MIMO является поддержание такого режима работы антенного фонда, который не приводил бы к взаимному перекрытию радиоволн и потере информации из-за сложения фаз.
Это требует сложных математических расчётов на стороне точки доступа. Если терминал поддерживает эту функцию, MU-MIMO позволяет ему сообщать точке доступа, с какой задержкой он получает сигнал на каждую конкретную антенну. А точка доступа, в свою очередь, подстраивает свои антенны для формирования оптимально направленного луча.
Что это нам даёт в целом?
Белыми кружками с цифрами в таблице отмечены текущие сценарии применения Wi-Fi предыдущих поколений. Синие кружки (см. иллюстрацию выше) описывают возможности Wi-Fi 6, а серые — дело недалёкого будущего.
Основные преимущества, которые приносят новые решения с поддержкой OFDMA, связаны с ресурсными юнитами, реализованными на уровне, аналогичном TDM (Time Division Multiplexing). Прежде в Wi-Fi такого не было. Это позволяет чётко контролировать выделяемую полосу, обеспечивая минимальное время прохождения сигнала через среду и требуемый уровень надёжности. Благо ни у кого не возникает сомнений в том, что показатели надёжности Wi-Fi нуждаются в улучшении.
История движется по спирали, и текущая ситуация похожа на ту, которая сложилась в своё время вокруг Ethernet. Уже тогда утвердилось мнение, что среда передачи CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) не обеспечивает никакой гарантированной пропускной способности. И так продолжалось вплоть до перехода на IEEE 802.3z.
Что касается общих моделей применения, то, как видите, с каждым поколением Wi-Fi множатся сценарии его использования, всё более чувствительные к задержкам, общему джиттеру и надёжности.
И снова о физической среде
Ну а теперь о том, за счёт чего формируется новая физическая среда. При использовании CSMA/CA и OFDM рост количества активных точек (Active STA) приводил к тому, что пропускная способность 20-мегагерцового канала серьёзно падала. Связано это было с тем, о чём уже упоминалось: с не самыми новыми технологиями STC (Space-Time Coding) и MRC (Maximum Ratio Combining).
OFDMA за счёт использования ресурсных юнитов может эффективно взаимодействовать с дальними и маломощными станциями. Мы получаем возможность работы в одном несущем диапазоне с пользователями, потребляющими разные объёмы ресурсов. Один пользователь может занимать один юнит, а другой — все остальные.
Почему раньше не было OFDMA?
И наконец, главный вопрос: почему раньше не было OFDMA? Как ни странно, всё упиралось в деньги.
В конце концов рабочая группа по Wi-Fi решила взять эти наработки из мира операторов связи и перенести их в мир корпоративных сетей. Основной задачей стал переход на использование более качественных элементов, таких как фильтры и осцилляторы.
Почему нам было так сложно работать в старых кодировках MRC с интерференцией или без неё? Потому что механизм формирования луча MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) резко увеличивал число ошибок, как только мы пытались совместить большое количество передающих точек. OFDMA доказал, что проблема решаема.
Борьба с интерференцией теперь основана на математике. Если окно передачи информации достаточно длинное, возникающая динамическая интерференция приводит к проблемам. Новые алгоритмы работы позволяют уйти от них, исключая влияние не только интерференции, связанной с передачей Wi-Fi, но и любой другой, возникающей в этом диапазоне.
Благодаря адаптивной борьбе с интерференцией мы можем получить выигрыш до 11 дБ даже в сложной неоднородной среде. Использование собственных алгоритмических решений Huawei позволило добиться серьёзной оптимизации именно там, где нужно, — в indoor-решениях. То, что хорошо в 5G, не обязательно хорошо в среде Wi-Fi 6. Подходы Massive MIMO и MU-MIMO различаются в случае с indoor- и outdoor-решениями. Там, где требуется, уместно использовать дорогостоящие решения, как в 5G. Но необходимы и другие варианты, такие как Wi-Fi 6, способные обеспечить задержки и другие показатели, которых мы привыкли ожидать от операторов связи.
Мы заимствуем у них те инструменты, которые будут полезны для нас, как для корпоративных потребителей, и всё это для того, чтобы обеспечить физическую среду, на которую можно будет положиться.