MIMO szybsza sieć WiFi

Zdekodowane bity są odbierane z losowymi interwałami, więc powinny zostać ułożone w odpowiedniej kolejności. Zastosowana zostaje także korekcja błędów. Multipleksowany sygnał może być demultipleksowany jedynie przez urządzenie o takiej samej implementacji MIMO.

TrueMIMO nie jest typowym systemem inteligentnych anten. Typowe inteligentne anteny bezprzewodowego systemu wysyłają sygnał jedną wiązką i podobnie odbierają dane. Takim podejściem do MIMO kieruje się firma Atheros. Układ firmy Atheros używa dwóch anten i dwóch układów radiowych, które wysyłają dane jednocześnie przez dwa nadajniki. Nie występuje między nimi zjawisko multipleksacji. Stanowisko firmy Atheros wobec MIMO jest następujące - każdy system z wieloma antenami na obu końcach spełnia wymagania MIMO. Rozwiązanie firmy Atheros określane jest często nazwą SmartAntenna.

Systemy SmartAntenna używają kilku anten, służących jedynie do odpowiedniego formowania wiązki. Atheros wykorzystuje jeden moduł radiowy do transmisji identycznych danych przez kilka anten. Odbierane są tylko najsilniejsze wiązki. Z pewnością stanowi to duży krok w zapewnieniu niezawodności i pewności połączenia. Standardowe WiFi gwarantuje duży zasięg w większości aplikacji. Uwzględnić jednak należy problemy ukrytej stacji, czy redukcję liczby obsługiwanych klientów. W technologii SmartAntenna różnicowy układ przełącza się pomiędzy kilkoma antenami, w celu odbioru najmocniejszego sygnału i ustalenia najlepszej wydajności. Gdy antena odbiera kombinację sygnałów z wielu anten w celu przystosowania się do najlepszych parametrów, wzrasta szybkość transferu danych. Technologia SmartAntenna jest często przez producentów określana jako właściwe MIMO.

Schemat funkcjonalny systemu BeamFlex

Schemat funkcjonalny systemu BeamFlex

Trzeci obóz stanowi technologia BeamFlex, promowana przez firmę Video54. BeamFlex jest pierwszą technologią inteligentnych anten, umożliwiającą realizację założeń MIMO w urządzeniach 802.11a/b/g/n. Podobnie do dowolnego układu standardu 802.11a/b/g/n, BeamFlex łączy tablicę elementów sterujących z wieloma elementami antenowymi. W ten sposób formowana jest duża liczba unikalnych układów anten, powiązanych z systemem eksperckim. Oprogramowanie systemu eksperckiego uczy się i wybiera optymalne układy anten dla każdego komunikującego się urządzenia w czasie rzeczywistym. Poprzez sterowanie transmisją w celu osiągnięcia wysokiej jakości sygnału w czasie rzeczywistym, BeamFlex pozwala urządzeniom WiFi maksymalizować prędkość transmisji oraz minimalizować liczbę błędów. Centralnym punktem technologii BeamFlex jest specyficzny system sterowania z wieloma czułymi, kierunkowymi elementami antenowymi, które mogą być dowolnie łączone. Przy N liczbie elementów antenowych, tablica - w celu maksymalizacji zasięgu i pokrycia - umożliwia stworzenie 2N-1 unikalnych elementów promieniujących.

System ekspercki BeamFlex uczy się środowiska - warunków RF, komunikujących się urządzeń, wydajności sieciowej i przepływów aplikacji - dobierając optymalny układ anten. Możliwość rekonfiguracji układu anten dla każdego pakietu umożliwia kontrolę transmisji, poprzez wybór najwyższej jakości sygnału i optymalnej prędkości połączenia dla każdego urządzenia. Inaczej niż w dookolnych antenach - gdzie sygnał jest wypromieniowywany we wszystkich kierunkach - BeamFlex wysyła energię bezpośrednio do odbierającego urządzenia przez najlepszą ścieżkę. W przeciwieństwie do kierunkowych anten, BeamFlex dynamicznie konfiguruje wiązkę dla stacji lub pakietu w celu zwiększenia zasięgu. Technologia stosuje algorytmy zapobiegania interferencjom (przykładowo interferencje od sąsiadujących sieci, kuchenek mikrofalowych, urządzeń Bluetooth). Potrafi także wybrać układ anten, który skieruje energię, tak aby zapobiec interferencjom. Obecnie BeamFlex jest systemem "SmartAntenna". Dopóki nie zakończy się standaryzacja 802.11n, jakakolwiek implementacja multipleksacji MIMO jest dyskusyjna.

Kompatybilność rozwiązań

Routery WiFi MIMO używają takich samych sieciowych protokołów i zakresu sygnałów jak sprzęt nie-MIMO. Dokładna liczba użytych anten może być różna. Typowo sprzęt MIMO zawiera trzy lub cztery anteny, w przeciwieństwie do pojedynczej anteny, która jest standardem we wcześniejszych formach sprzętu WiFi. Standard 802.11n będzie umożliwiał działanie w częstotliwościach 2,4 GHz oraz 5 GHz. Aby zapewnić wsteczną kompatybilność, zostaną stworzone trzy tryby pracy:

  • Legacy mode - przeznaczony dla punktów dostępowych 11n i środowiska z klientami 11a/g/b.
  • Mixed mode - przeznaczony dla punktów dostępowych 11n i mieszanego środowiska z klientami 802.11a/b/g/n.
  • Greenfield mode - przeznaczony dla sieci zawierających wyłącznie punkty dostępowe i klientów 802.11n.

Szeroko propagowane TrueMIMO nie jest obecnie kompatybilne z urządzeniami 802.11a/b/g. Nadajniki przestrzennie multipleksujące mogą nadal komunikować się w standardzie 802.11a/b/g, ale bez użycia tej specyficznej techniki. Takie produkty muszą posiadać możliwość przełączenia do trybu jeden-odbiornik/jeden-nadajnik, gdy używają standardu 802.11a/b/g. Systemy SmartAntenna są kompatybilne z wcześniejszymi standardami WiFi.

Multipleksacja przestrzenna będzie użyteczna, gdy wszyscy producenci WLAN zaimplementują to rozwiązanie. IEEE 802.11n prawdopodobnie zatwierdzi przemysłowy standard takiej implementacji. IEEE 802.11 Task Group N ciągle jeszcze zastanawia się nad wyborem bazowej propozycji.

Prestandardowa rozgrywka

Ponieważ do zatwierdzenia standardu 802.11n ma dojść dopiero pod koniec roku 2006, wielu producentów rozpoczęło produkcję sprzętu zwiększającego zasięg i prędkość przy użyciu opisywanych w tym artykule technologii. Najwięksi producenci, m.in. D-Link, Linksys, Netgear, Belkin, sprzedają już od wielu miesięcy bezprzewodowe systemy oparte na MIMO. Jest to dobra nowina dla użytkowników domowych, których aktualne punkty dostępowe nie spełniają wymogów nowoczesnych aplikacji. Z drugiej strony brak standardu powoduje rozdrobnienie technologiczne i niekompatybilność sprzętu od różnych dostawców.

Multiple Input Multiple Output (MIMO) oferuje niezwykłą wydajność w sieciach bezprzewodowych w relatywnie niskiej cenie. Dowolny system z wieloma wejściami w postaci odbiorników i wielu wyjść w postaci nadajników jest systemem MIMO, ale implementacja systemu zależy do różnych technik radiowych. Niektóre z tych rozwiązań są w pełni zgodne z dzisiejszym sprzętem w standardzie WiFi. Ponieważ przemysł potrzebuje czasu na standaryzację, użytkownicy i producenci sprzętu WiFi, którzy chcą wykorzystywać MIMO, muszą wybrać - stosowanie MIMO technicznie kompatybilnego z dzisiejszym sprzętem WiFi lub specyficznego, opartego tylko na firmowych rozwiązaniach konkretnego producenta.

Końcowe wnioski nasuwają się same. Zakup dowolnej z aktualnych technologii pre-n nie zapewnia bezpieczeństwa inwestycji. Większość produkowanego sprzętu różnych firm nie będzie współpracowała ze sobą w technologii MIMO. Każdy z producentów zapewnia jednak, że ich produkt będzie wydajnie pracował w mieszanym środowisku 802.11a/b/g.