Все, что вы хотели знать о 802.11n, MIMO и пространственном мультиплексировании, но стеснялись спросить

Появление нового поколения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11n принесло нам много новых терминов и непонятных аббревиатур: MIMO, пространственные потоки и пространственное мультиплексирование. В этом посте постараюсь кратко, простыми словами объяснить самую суть этих новых старых понятий.



Если намеренно упростить, то MIMO и пространственные потоки позволяют увеличить дальность и пропускную способность беспроводной сети. Обобщая, чем больше приемных антенн, тем больше расстояние, на котором может быть достигнута та или иная скорость передачи данных.

Как и в любых беспроводных сетях, реальная скорость и дальность зависит от условий применения: открыто ли пространство внутри помещения, или сильно изрезано стенами и перегородками; из какого материала сделаны перегородки и окна; каково количество, конфигурация и пространственное распределение клиентов сети. Поэтому относитесь к данным о скоростях и дальности в технических спецификациях на точки доступа как к ориентирам, которые могут быть достигнуты в Ваших конкретных условиях применения, либо окажутся недостижимы.

Слово MIMO является лишь аббревиатурой, означающей, что устройство имеет несколько передающих и несколько приемных антенн (дословно «много входов – много выходов»). Например, MIMO 2x2 означает, что есть 2 антенны для передачи сигналов и 2 антенны для их приема. Кстати сказать, это минимум, требуемый драфтом стандарта 802.11n. MIMO 2x3 означает 2 передающих и 3 приемных антенны. И так далее, первая цифра – число передающих, вторая – число приемных антенн.

Пространственное мультиплексирование является ключевым компонентом стандарта 802.11n и MIMO требуется для реализации пространственного мультиплексирования. Таким образом, MIMO и пространственное мультиплексирование работают «рука об руку» для обеспечения преимуществ нового стандарта беспроводных локальных сетей.

Теперь о пространственном мультиплексировании. Несмотря на устрашающее название, это техника одновременной отправки разных потоков данных по одному радиоканалу. Таким образом, за счет продвинутых технических ухищрений среда передачи сообщений используется более полно и позволяет передать больше информации в том же ограниченном радиочастотном спектре. На другом конце приемные антенны принимают микс одновременно переданных сигналов и разделяют их (демультиплексируют). Возможность демультиплексирования как раз зависит от условий распространения, но не будем углубляться в теорию и говорить о когерентности сигналов, чтобы выполнить обещание об упрощенном повествовании.

Есть ли отличия между системами MIMO 2х2 и 2х3? Ведь число пространственных потоков в этих системах одинаково и равно двум?

Да, отличия есть. Одна дополнительная приемная антенна дает дополнительную информацию для приемника и позволяет увеличить либо дистанцию при заданной скорости, либо скорость при заданной дистанции. Сравните наличие дополнительной антенны с человеческими ушами. С одним ухом мы можем слышать звуковые сигналы. С двумя мы уже можем определить направление источника сигнала и наслаждаться стерео эффектом. Что будет, если число ушей увеличить? Может быть, с точки зрения эстетики, смотреться такое число ушей на голове будет и не очень красиво, но количество информации, извлекаемое ими из окружающих звуковых волн, увеличится.