Что такое 4×4 MIMO, и нужен ли он смартфону

MIMO означает «множественный вход, множественный выход». Устройство MIMO 4 × 4 имеет четыре антенны для четырех одновременных потоков данных, в то время как MIMO 2 × 2 имеет две. Например, IPhone XR — 2 × 2 MIMO, а iPhone XS и XS Max — 4 × 4 MIMO.

Что такое MIMO

MIMO является неотъемлемой частью современных технологий беспроводной связи, говорите ли Вы о сотовых данных 802.11ac Wi-Fi или 4G LTE.

Традиционно в устройстве была только одна антенна. Это можно назвать устройством MIMO 1 × 1, поскольку оно имеет одну антенну и может поддерживать один поток данных одновременно.

Однако есть и устройства с большим количеством антенн. Устройство MIMO 2 × 2 имеет две антенны для двух одновременных потоков данных, устройство MIMO 3 × 3 имеет три антенны для трех потоков данных, а устройство MIMO 4 × 4 имеет четыре антенны для четырех потоков данных.

Больше MIMO, больше скорость

Каждая антенна на устройстве используется как для приема данных, так и для отправки данных. Чем больше антенн у Вашего устройства, тем больше данных оно может передавать одновременно, а это означает более высокую скорость беспроводной загрузки и отдачи.

Это похоже на полосы на шоссе. Шоссе с четырьмя линиями имеет большую пропускную способность, чем шоссе с двумя или одной полосой.

Переход от MIMO 1 × 1 к MIMO 4 × 4 означает четырехкратное увеличение теоретической максимальной скорости передачи данных. Это потому, что каждая антенна поддерживает отдельный поток данных до максимального теоретического предела. Точный предел варьируется в зависимости от используемой ими беспроводной сети.

Эти более высокие скорости требуют подключения к сотовой сети, которая поддерживает 4 × 4 MIMO.

Больше MIMO — лучше сигнал

Проведенные испытания показали, что переход от MIMO 2 × 2 к MIMO 4 × 4 также может повысить уровень беспроводного сигнала. Компания Cellular Insights провела несколько тестов, сравнивая iPhone XR с iPhone XS. IPhone XR и iPhone XS имеют одинаковый беспроводной модем, поэтому основным отличием должно быть просто меньшее количество антенн на iPhone XR по сравнению с iPhone XS — MIMO 2 × 2 на XR против 4 × 4 на XS.

Когда оба телефона были подключены к сети MIMO LTE 4 × 4, iPhone XS 4 × 4 достиг максимума со скоростью загрузки чуть менее 400 Мбит/с. MIMO iPhone XR 2 × 2 достиг уровня 200 Мбит/с при той же мощности сигнала.

Это ожидаемо и демонстрирует преимущества MIMO 4 × 4 по сравнению с MIMO 2 × 2 — он может передавать данные в два раза быстрее.

Однако тесты также показали, что уровень сигнала iPhone XS выше, чем у iPhone XR в сети MIMO 4 × 4. Что еще более удивительно, iPhone XS имел лучшую мощность сигнала, чем iPhone XR, даже когда он был подключен к сотовой сети, которая поддерживала только MIMO2 × 2.

Это не имеет значения, если у Вас надежное соединение, и скорость загрузки устройства достаточен для Вас. Но когда у Вас слабый сотовый сигнал, похоже, что дополнительные антенны в MIMO 4 × 4 могут привести к улучшению беспроводного сигнала. MIMO 4 × 4 — это не только скорость — он также улучшает Ваш уровень сигнала.

Сотовая сеть и Wi-Fi

Технология MIMO используется как для сотовых, так и для Wi-Fi соединений. Но сотовые и WI-Fi имеют отдельные антенны.

MIMO 4 × 4 в настоящее время широко распространено на дорогих телефонах. Все они могут поддерживать четыре отдельных потока данных одновременно при подключении к сотовой сети, которая их предлагает.

Однако это относится только к сотовой связи. Даже если Вы подключены к маршрутизатору MIMO 4 × 4, Вы получаете только 2 × 2 скорости Wi-Fi MIMO. Антенны сотовой связи и Wi-Fi раздельные.

Что такое 4 × 4 MU-MIMO

Некоторые беспроводные маршрутизаторы также поддерживают MU-MIMO. Это относится к «многопользовательскому множественному входу, множественному выходу». Маршрутизатор с 4 × 4 MU-MIMO имеет четыре антенны, по которым он может одновременно обмениваться данными. Если к этому маршрутизатору подключено несколько устройств 4 × 4 MIMO, все они будут поддерживать подключение четырех потоков данных одновременно.

Или, если у Вас есть ноутбук с 3 × 3 MIMO, он может подключиться к точке доступа 4 × 4 MIMO с тремя потоками данных одновременно.

Однако, если у Вас есть телефон с 2 × 2 MIMO Wi-Fi или ноутбук с 3 × 3 MIMO, и Вы подключаете его к более старому маршрутизатору, который вообще не поддерживает MIMO, он получит только один поток данных. Если Вы подключите устройство 3 × 3 MIMO к маршрутизатору 2 × 2 MIMO, оно будет использовать только два потока данных.

Нужно ли 4 × 4 MIMO

Чем больше MIMO, тем лучше. При прочих равных условиях Вы должны предпочесть 4 × 4 MIMO 2 × 2 MIMO и 2 × 2 MIMO, а не MIMO (или 1 × 1 MIMO, другими словами.)

Устройства с большим количеством антенн, как правило, стоят дороже, поэтому Вы часто будете переплачивать за них. Это просто больше оборудования. Современные флагманские телефоны обычно имеют 4 × 4 MIMO.

Это дополнительное беспроводное оборудование будет потреблять немного дополнительной мощности, поэтому 4 × 4 MIMO может немного сократить срок службы батареи по сравнению с 2 × 2 MIMO. Но мы сомневаемся, что это огромный фактор по сравнению со всем остальным, что потребляет энергию на мобильном устройстве.

В целом, всегда лучше иметь более высокую скорость беспроводной связи и улучшенную мощность сигнала. Возможно, Вам просто придется доплатить за устройства с этой функцией.

13 вещей, которые необходимо знать о MU-MIMO Wi-Fi

Технология MU-MIMO повышает планку за счет разрешения нескольким устройствам принимать несколько потоков данных. Она базируется на однопользовательской технологии MIMO (SU-MIMO), которая была представлена почти 10 лет назад со стандартом 802.11n.

SU-MIMO увеличивает скорость Wi-Fi-соединения, позволяя паре беспроводных устройств одновременно принимать или отправлять несколько потоков данных.

По сути, революционные изменения для Wi-Fi обеспечивают две технологии. Первая из этих технологий, называемая beamforming, позволяет Wi-Fi-маршрутизаторам и точкам доступа более эффективно использовать радиоканалы. До появления этой технологии Wi-Fi-маршрутизаторы и точки доступа работали как электрические лампочки, посылая сигнал во всех направлениях. Проблема заключалась в том, что несфокусированному сигналу ограниченной мощности трудно добраться до клиентских Wi-Fi-устройств.

С помощью технологии beamforming Wi-Fi-маршрутизатор или точка доступа обменивается с клиентским устройством информацией о своем местоположении. Затем маршрутизатор изменяет свою фазу и мощность для формирования лучшего сигнала. Как результат: более эффективно используются радиосигналы, ускоряется передача данных и, возможно, увеличивается максимальная дистанция соединения.

 

Возможности beamforming расширяются. До сих пор Wi-Fi-маршрутизаторы или точки доступа были по своей сути однозадачными, посылая или принимая данные только от одного клиентского устройства одновременно. В более ранних версиях семейства стандартов беспроводной передачи данных 802.11, включая стандарт 802.11n и первую версию стандарта 802.11ac, существовала возможность одновременного приема или передачи нескольких потоков данных, но до сих пор не существовало метода, позволяющего Wi-Fi-маршрутизатору или точке доступа в одно и то же время «общаться» сразу с несколькими клиентами. Отныне же с помощью MU-MIMO такая возможность появилась.

Это действительно большой прорыв, так как возможность одновременной передачи данных сразу нескольким клиентским устройствам значительно расширяет доступную полосу пропускания для беспроводных клиентов. Технология MU-MIMO продвигает беспроводные сети от старого способа CSMA-SD, когда в одно и то же время обслуживалось только одно устройство, к системе, где сразу несколько устройств могут одновременно «говорить». Для большей наглядности примера, представьте себе переход от однополосной проселочной дороги к широкой автомагистрали

 

Сегодня беспроводные маршрутизаторы и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 активно завоевывают рынок. Каждый, кто разворачивает Wi-Fi понимать специфику работы технологии MU-MIMO. Предлагаем вашему вниманию 13 фактов, которые ускорит ваше обучение в этом направлении.

 

1. MU-MIMO использует только «Downstream» поток (от точки доступа к мобильному устройству).

В отличие от SU-MIMO, технология MU-MIMO в настоящее время работает только для передачи данных от точки доступа к мобильному устройству. Только беспроводные маршрутизаторы или точки доступа могут одновременно передавать данные нескольким пользователям, будь то один или несколько потоков для каждого из них. Сами же беспроводные устройства (такие, как смартфоны, планшеты или ноутбуки) по-прежнему должны по очереди направлять данные к беспроводному маршрутизатору или точке доступа, хотя при этом при наступлении их очереди они по отдельности могут использовать технологию SU-MIMO для передачи нескольких потоков.

Технология MU-MIMO будет особенно полезной в тех сетях, где пользователи больше скачивают данные, чем загружают.

Возможно, в будущем будет реализована версия технологии Wi-Fi: 802.11ax, где метод MU-MIMO будем применим и для «Upstream» трафика.

 

2. MU-MIMO работает только в Wi-Fi-диапазоне частот 5 ГГц

Технология SU-MIMO работает как в диапазоне частот 2,4 ГГц, так и 5 ГГц. Беспроводные роутеры и точки доступа второго поколения стандарта 802.11ac Wave 2 могут одновременно обслуживать несколько пользователей только на полосе частот 5 ГГц. С одной стороны, конечно, жаль, что на более узкой и более перегруженной полосе частот 2,4 ГГц мы не сможем использовать новую технологию. Но, с другой стороны, на рынке появляется все больше двухдиапазонных беспроводных устройств, поддерживающих технологию MU-MIMO, которые мы можем использовать для разворачивания производительных корпоративных Wi-Fi-сетей.

 

3. Технология Beamforming помогает направлять сигналы

В литературе СССР можно встретить понятие Фазированная Антенная Решётка, которая была разработана для военных радаров в конце 80-х. Аналогичная технология была применена в современном Wi-Fi. MU-MIMO использует технологию формирования направленного сигнала (в англоязычной технической литературе известной как «beamforming»). Beamfiorming позволяет направлять сигналы в направлении предполагаемого местоположения беспроводного устройства (или устройств), а не посылать их случайным образом во всех направлениях. Таким образом получается сфокусировать сигнал и существенно увеличить дальность действия и скорость работы Wi-Fi-соединения.

Хотя технология beamforming стала опционально доступна еще со стандартом 802.11n, тем ни менее большинство производителей реализовывали свои проприетарные версии этой технологии. Эти вендоры и сейчас предлагают проприетарные реализации технологии в своих устройствах, но теперь им придется включить хотя бы упрощенную и стандартизированную версию технологии формирования направленного сигнала, если они хотят поддерживать технологию MU-MIMO в своей продуктовой линейке стандарта 802.11ac.

 

4. MU-MIMO поддерживает ограниченное количество одновременных потоков и устройств

К огромному сожалению, маршрутизаторы или точки доступа с реализованной технологией MU-MIMO не могут одновременно обслуживать неограниченное количество потоков и устройств. Маршрутизатор или точка доступа имеют собственное ограничение на число потоков, которые они обслуживают (зачастую это 2, 3 или 4 потока), и это количество пространственных потоков также ограничивает количество устройств, которые точка доступа может одновременно обслужить. Так, точка доступа с поддержкой четырех потоков может одновременно обслуживать четыре различных устройства, либо, к примеру, один поток направить к одному устройству, а три других потока агрегировать на другое устройство (увеличив скорость от объёединения каналов).​

 

5. От пользовательских устройств не требуется наличие нескольких антенн

Как и в случае с технологией SU-MIMO, только беспроводные устройства со встроенной поддержкой MU-MIMO могут агрегировать потоки (скорость). Но, в отличие от ситуации с технологией SU-MIMO, беспроводным устройствам не обязательно требуется иметь несколько антенн, чтобы принимать MU-MIMO-потоки от беспроводных маршрутизаторов и точек доступа. Если беспроводное устройство оснащено только одной антенной, оно может принять только один MU-MIMO-поток данных от точки доступа, используя beamforming для улучшения приёма.

Большее количество антенн позволит беспроводному пользовательскому устройству принимать большее количество потоков данных одновременно (обычно из расчета один поток на одну антенну), что, безусловно, положительно скажется на производительности этого устройства. Однако, наличие нескольких антенн у пользовательского устройства негативно сказывается на потребляемой мощности и размере этого изделия, что критично для смартфонов.

Однако технология MU-MIMO предъявляет меньшие аппаратные требования к клиентским устройствам, чем обременительная в техническом плане технология SU-MIMO, то можно с уверенностью предположить, что производители гораздо охотнее станут оснащать свои ноутбуки и планшеты поддержкой технологии MU-MIMO.​

 

6. Точки доступа выполняют «тяжелую» обработку

Стремясь к упрощению требований к устройствам конечных пользователей, разработчики технологии MU-MIMO постарались переложить на точки доступа большую часть работы по обработке сигнала. Это еще один шаг вперед по сравнению с технологией SU-MIMO, где бремя по обработке сигнала большей частью лежало на пользовательских устройствах. И опять же, это поможет производителям клиентских устройств экономить на мощности, размере и других затратах при производстве своих продуктовых решений с поддержкой MU-MIMO, что должно весьма позитивно сказаться на популяризации данной технологии.

 

7. Даже бюджетные устройства получают ощутимую выгоду от одновременной передачи через несколько пространственных поток

Подобно агрегации каналов в сети Ethernet (802.3ad и LACP), объединение потоков 802.1ac не увеличивает скорость соединения «точка-точка». Т.е. если вы единственный пользователь и у Вас запущено только одно приложение — вы задействует только 1 пространственный поток.

Однако существует возможность увеличить общую пропускную способность сети за счет предоставления возможности по обслуживанию точкой доступа нескольких пользовательских устройств одновременно.

Но если все используемые в вашей сети пользовательские устройства поддерживают работу только с одним потоком, то MU-MIMO позволит вашей точке доступа обслуживать одновременно до трех устройств, вместо одного за раз, в то время как другим (более продвинутым) пользовательским устройствам придется ожидать своей очереди.

Рисунок 2​. Технология MU-MIMO за то же самое время может позволить отправить в три раза больший объем данных, чем SU-MIMO, тем самым более чем в два раза увеличивая скорость получения данных каждым клиентским устройством
 

8. Некоторые пользовательские устройства имеют скрытую поддержку технологии MU-MIMO

Не смотря на то, что в настоящее время все еще не так много маршрутизаторов, точек доступа или мобильных устройств поддерживают MU-MIMO, в компании-производителе Wi-Fi-чипов утверждают, что часть производителей в своем производственном процессе учла аппаратные требования для поддержки новой технологии для некоторых своих устройств для конечных пользователей еще несколько лет назад. Для таких устройств относительно простое обновление программного обеспечения добавит поддержку технологии MU-MIMO, что также должно ускорить популяризацию и распространение технологии, а также стимулировать компании и организации модернизировать свои корпоративные беспроводные сети с помощью оборудования с поддержкой стандарта 802.11ac.

 

9. Устройства без поддержки MU-MIMO также оказываются в выигрыше

Не смотря на то, что Wi-Fi-устройства обязательно должны иметь поддержку MU-MIMO для того, чтобы использовать эту технологию, даже те клиентские устройства, которые такой поддержкой не имеют, могут получить косвенную выгоду от работы в беспроводной сети, где маршрутизатор или точки доступа поддерживают технологию MU-MIMO. Следует помнить, что скорость передачи данных по сети напрямую зависит от общего времени, в течение которого абонентские устройства подключены к радиоканалу. И если технология MU-MIMO позволит обслуживать часть устройств быстрее, то это означает, что у точек доступа в такой сети останется больше времени на обслуживание других клиентских устройств.

 

10. MU-MIMO помогает увеличить пропускную способность беспроводной сети

Когда вы увеличиваете скорость Wi-Fi-соединения, вы также увеличиваете пропускную способность беспроводной сети. Так как устройства обслуживаются более быстро, то у сети появляется больше эфирного времени на обслуживание большего количества клиентских устройств. Таким образом, технология MU-MIMO может значительно оптимизировать работу беспроводных сетей с интенсивным трафиком или большим количеством подключенных устройств, таких как общественные Wi-Fi-сети. Это прекрасная новость, так как количество смартфонов и других мобильных устройств с возможностью подключения к Wi-Fi-сети, скорее всего, продолжит увеличиваться.

 

11. Поддерживается любая ширина канала

Одним из способов расширения пропускной способности Wi-Fi-канала является связывание каналов, когда объединяются два соседних канала в один канал, который в два раза шире, что фактически удваивает скорость Wi-Fi-соединения между устройством и точкой доступа. Стандарт 802.11n предусматривал поддержку каналов шириной до 40 МГц, в оригинальной спецификации стандарта 802.11ac поддерживаемая ширина канала была увеличена до 80 МГц. В обновленном стандарте 802.11ac Wave 2 поддерживаются каналы шириной 160 МГц.

Рисунок 3. На сегодняшний день стандарт 802.11ac поддерживает каналы шириной до 160 МГц в диапазоне частот 5 ГГц

 

Однако, не следует забывать, что использование в беспроводной сети каналов большей ширины увеличивает вероятность возникновения помех в совмещенных каналах. Поэтому такой подход не всегда будет правильным выбором для разворачивания всех без исключения Wi-Fi-сетей. Тем ни менее, технология MU-MIMO, как мы можем убедиться, может быть использована для каналов любой ширины.

Тем ни менее, даже если ваша беспроводная сеть использует более узкие каналы шириной 20 МГц или 40 МГц, технология MU-MIMO все равно может помочь ей работать быстрее. А вот насколько быстрее, будет зависеть от того, сколько необходимо будет обслуживать клиентских устройств и сколько потоков каждое из этих устройств поддерживает. Таким образом, использование технологии MU-MIMO даже без широких связанных каналов может более чем в два раза увеличить пропускную способность выходного беспроводного соединения для каждого устройства.

 

12. Обработка сигналов повышает безопасность

Интересным побочным эффектом технологии MU-MIMO является то, что маршрутизатор или точка доступа шифрует данные перед их отправкой через радиоканалы. Достаточно трудно декодировать данные, передаваемые с использованием технологии MU-MIMO, т. к. не ясно какая часть кода в каком пространственном потоке находится. Хотя впоследствии могут быть разработаны специальные инструменты, позволяющие другим устройствам перехватывать передаваемый трафик, на сегодняшний день технология MU-MIMO эффективно маскирует данные от расположенных вблизи устройств прослушивания. Таким образом, новая технология помогает повысить Wi-Fi-безопасность, что особенно актуально для открытых беспроводных сетей, таких как общественные Wi-Fi-сети, а также точек доступа, работающих в персональном режиме или использующих упрощенный режим аутентификации пользователей (Pre-Shared Key, PSK) на базе технологий защиты Wi-Fi-сети WPA или WPA2.

 

13. MU-MIMO лучше всего подходит для неподвижных Wi-Fi-устройств

Также существует одно предостережение о технологии MU-MIMO: она не очень хорошо работает с быстродвижущимися устройствами, так как процесс формирования направленного сигнала по технологии beamforming становится более сложным и менее эффективным. Поэтому MU-MIMO не сможет обеспечить вам заметную пользу для устройств, часто использующих роуминг в вашей корпоративной сети. Однако, следует понимать, что эти «проблемные» устройства никак не должны повлиять ни на MU-MIMO-передачу данных другим клиентским устройствам, которые менее подвижны, ни на их производительность.

 

Смотрите также:

 

 

Что такое MIMO антенна? — 3G-aerial

Мы с вами живем в эпоху цифровой революции, уважаемый аноним. Не успели мы привыкнуть к какой-то новой технологии, нам уже со всех сторон предлагают еще более новую и продвинутую. И пока мы томимся размышлениями, действительно ли эта технология реально поможет нам получить более быстрый интернет или нас просто очередной раз разводят на деньги, конструкторы в это время разрабатывают еще более новую технологию, которую нам предложат взамен текущей уже буквально через 2 года. Это касается и технологии MIMO антенн.

Что же это за технология — MIMO? Multiple Input Multiple Output — множественный вход множественный выход. Прежде всего, технология MIMO является комплексным решением и касается не только антенн. Для лучшего понимания этого факта стоит совершить небольшой экскурс в историю развития мобильной связи. Перед разработчиками стоит задача передать больший объем информации в единицу времени, т.е. увеличить скорость. По аналогии с водопроводом — доставить пользователю больший объем воды в единицу времени. Мы можем сделать это увеличив «диаметр трубы», или, по аналогии, — расширив полосу частот связи. Первоначально стандарт GSM был заточен под голосовой трафик и имел ширину канала равную 0.2 МГц. Это было вполне достаточно. Кроме того есть проблема обеспечения многопользовательского доступа. Ее можно решить разделив абонентов по частоте (FDMA) или по времени (TDMA). В GSM применяются оба способа одновременно. В итоге мы имеем баланс между максимально возможным количеством абонентов в сети и минимально возможной полосой для голосового трафика. С развитием мобильного интернета эта минимальная полоса стала полосой препятствия для увеличения скорости. Две технологии основанные на платформе GSM — GPRS и EDGE достигли предельной скорости 384 кБит/с. Для дальнейшего увеличения скорости необходимо было расширить полосу для интернет трафика одновременно по возможности используя инфраструктуру GSM. В результате был разработан стандарт UMTS. Основным отличием здесь является расширение полосы сразу до 5 МГц, а для обеспечения многопользовательского доступа — применение технологии кодового доступа CDMA, при котором несколько абонентов одновременно работают в одном частотном канале. Такую технологию назвали W-CDMA, подчеркивая этим, что она работает в широкой полосе. Эта система была названа системой третьего поколения — 3G, но при этом она является надстройкой над GSM. Итак, мы получили широкую «трубу» в 5МГц, что позволило первоначально увеличить скорость до 2 МБит/с.

Как еще можно увеличить скорость, если у нас нет возможности дальше увеличивать «диаметр трубы»? Мы можем распараллелить поток на несколько частей, пустить каждую часть по отдельной небольшой трубе и затем сложить эти отдельные потоки на приемной стороне в один широкий поток. Кроме того, скорость зависит от вероятности ошибок в канале. Уменьшая эту вероятность путем избыточного кодирования, упреждающей коррекции ошибок, применения более совершенных способов модуляции радиосигнала, мы также можем увеличить скорость. Все эти наработки (совместно с расширением «трубы» путем увеличения числа несущих на канал) последовательно применялись в дальнейшем усовершенствовании стандарта UMTS и получили наименование HSPA. Это не замена для W-CDMA, а soft+hard upgrade этой основной платформы.

Разработкой стандартов для 3G занимается международный консорциум 3GPP. В таблицу сведены некоторые особенности разных релизов этого стандарта:

3G HSPA скорость & главные технологические особенности
3GPP релиз	Технологии	Скорость Downlink (MBPS)	Скорость Uplink (MBPS)
Rel 6	HSPA	14.4	5.7
Rel 7	HSPA+ 5 MHz, 2×2 MIMO downlink	28	11
Rel 8	DC-HSPA+ 2×5 MHz, 2×2 MIMO downlink	42	11
Rel 9	DC-HSPA+ 2×5 MHz, 2×2 MIMO downlink, 2×5 MHz uplink	84	23
Rel 10	MC-HSPA+ 4×5 MHz, 2×2 MIMO downlink, 2×5 MHz uplink	168	23
Rel 11	MC-HSPA+ 8×5 MHz 2×2/4×4 MIMO downlink, 2×5 MHz 2×2 MIMO uplink	336 — 672	70

Технология 4G LTE, помимо обратной совместимости с 3G сетями, что позволило ей одержать верх над WiMAX, способна в перспективе развить еще большие скорости, до 1Гбит/с и выше. Здесь применяются еще более продвинутые технологии переноса цифрового потока в радиоинтерфейс, например OFDM модуляция, которая очень хорошо интегрируется с MIMO технологией.

---

 Итак, что же такое MIMO? Распараллелив поток на несколько каналов можно пустить их разными путями через несколько антенн «по воздуху», и принять их такими же независимыми антеннами на приемной стороне. Таким образом мы получаем несколько независимых «труб» по радиоинтерфейсу не расширяя полосы. Это основная идея MIMO. При распространении радиоволн в радиоканале наблюдаются селективные замирания. Это особенно заметно в условиях плотной городской застройки, если абонент находится в движении или на краю зоны обслуживания соты. Замирания в каждой пространственной «трубе» происходят не одновременно. Поэтому если мы передадим по двум каналам MIMO одну и ту же информацию с небольшой задержкой, предварительно наложив на нее специальный код (метод Аламуоти, наложение кода в виде магического квадрата), мы можем восстановить потерянные символы на приемной стороне, что эквивалентно улучшению отношения сигнал/шум до 10-12 дБ. В итоге такая технология опять же приводит к возрастанию скорости. По сути это давно известный разнесенный прием (Rx Diversity) органично встроенный в MIMO технологию.

В конечном счете, мы должны понимать, что MIMO должно поддерживаться как на базе, так и у нашего модема. Обычно в 4G число каналов MIMO кратно двум — 2, 4, 8 (в Wi-Fi системах получила распространение трехканальная система 3×3) и рекомендуется, чтобы их число совпадало и на базе и на модеме. Поэтому для фиксации этого факта MIMO определяют с каналами прием∗передача — 2×2 MIMO, 4×4 MIMO и т.д. Пока в настоящее время мы имеем дело преимущественно с 2×2 MIMO.

Какие антенны применяются в технологии MIMO? Это обычные антенны, просто их должно быть две (для 2×2 MIMO). Для разделения каналов применяется ортогональная, так называемая X-поляризация. При этом поляризация каждой антенны относительно вертикали сдвинута на 45°, а относительно друг друга — 90°. Такой угол поляризации ставит оба канала в равные условия, поскольку при горизонтально/вертикальной ориентации антенн один из каналов неизбежно получил бы большее затухание из-за влияния земной поверхности. При этом 90° сдвиг поляризации между антеннами позволяет развязать каналы между собой не менее чем на 18-20 дБ.

Для MIMO нам с вами потребуется модем с двумя антенными входами и две антенны на крыше. Однако остается открытым вопрос поддерживается ли эта технология на базовой станции. В стандартах 4G LTE и WiMAX такая поддержка есть как на стороне абонентских устройств, так и на базе. В 3G сети не все так однозначно. В сети уже работают тысячи устройств не поддерживающих MIMO, для которых внедрение этой технологии приносит обратный эффект — пропускная способность сети понижается. Поэтому операторы пока не спешат повсеместно внедрять MIMO в 3G сетях. Чтобы база могла предоставить абонентам высокую скорость она сама должна иметь хороший транспорт, т.е. к ней должна быть подведена «толстая труба», желательно оптиковолокно, что тоже не всегда имеет место. Поэтому в 3G сетях технология MIMO в настоящий момент находится в стадии становления и развития, проходит тестирование как операторами, так и пользователями, причем последними не всегда успешно. Поэтому возлагать надежды на MIMO антенны стоит только в 4G сетях. На краю зоны обслуживания соты можно применять антенны с большим усилением, например зеркальные, для которых уже есть в продаже MIMO облучатели

 

 В сетях Wi-Fi технология MIMO зафиксирована в стандартах IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac и поддерживается уже многими устройствами. Пока мы наблюдаем приход в 3G-4G сети технологии 2×2 MIMO, разработчики не сидят на месте. Уже сейчас разрабатываются технологии 64×64 MIMO с умными антеннами имеющими адаптивную диаграмму направленности. Т.е. если мы пересядем с дивана на кресло или уйдем на кухню, наш планшет заметит это и развернет диаграмму направленности встроенной антенны в нужном направлении. Нужен ли кому-то будет этот сайт в то время?

 

Технология mimo достоинства и недостатки. MU-MIMO лучше всего подходит для неподвижных Wi-Fi-устройств

Мобильная передача данных LTE относится к поколению 4G . С помощью неё повышается скорость примерно в 10 раз и эффективность передачи данных, по сравнению с 3G сетью. Однако, не редко бывает, что скорость приема и передачи, даже нового поколения, оставляет желать лучшего. Это напрямую зависит от качества сигнала, который поступает от базовой станции. Для решения данной проблемы используют внешние антенны.

По своей конструкции, LTE антенны могут быть: обычные и MIMO ( двойные ) . При помощи обычной системы можно добиться скорости до 50 Мбит/сек. MIMO же, может увеличить эту скорость в два раза. Это осуществляется за счёт установки в одной системе (коробе) двух антенн, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Они одновременно принимают и передают сигнал через два отдельных кабеля к приемнику. За счёт этого происходит такое увеличение скорости.

MIMO (Multiple Input Multiple Output — множественный вход множественный выход) — это технология, используемая в беспроводных системах связи (WIFI , WI-MAX, сотовые сети связи), позволяющая значительно улучшить спектральную эффективность системы, максимальную скорость передачи данных и емкость сети. Главным способом достижения указанных выше преимуществ является передача данных от источника к получателю через несколько радио соединений, откуда данная технология и получила свое название.

Особенности распространения радиоволн

Волны, излучаемые различными системами беспроводной радиосвязи в диапазоне свыше 100 МГц, во многом ведут себя как световые лучи. Когда радиоволны при распространении встречают какую-либо поверхность, то в зависимости от материала и размера препятствия часть энергии поглощается, часть проходит насквозь, а оставшаяся — отражается. Причем отраженная и прошедшая насквозь энергии сигнала могут изменить направление своего дальнейшего распространения, а сам сигнал разбивается на несколько волн. Каждая из дошедших до приемника волн образует так называемый путь распространения сигнала. Причем из-за того, что разные волны отражаются от разного числа препятствий и проходят разное расстояние, различные пути имеют разные временные задержки .

Распределение энергии сигнала при взаимодействии с препятствием

В условиях плотной городской постройки, из-за большого числа препятствий, таких как здания, деревья, автомобили и др., очень часто возникает ситуация когда между абонентским оборудованием (MS ) и антеннами базовой станции (BTS ) отсутствует прямая видимость. В этом случае, единственным вариантом достижения сигнала приемника являются отраженные волны. Однако, как отмечалось выше, многократно отраженный сигнал уже не обладает исходной энергией и может прийти с запозданием. Особую сложность также создает тот факт, что объекты не всегда остаются неподвижными и обстановка может значительно измениться с течением времени. В связи с этим возникает проблема многолучевого распространения сигнала — одна из наиболее существенных проблем в беспроводных системах связи.

Для борьбы с многолучевым распространением сигналов применяется Receive Diversity — разнесенный прием .

Суть его заключается в том, что для приема сигнала используется не одна, а обычно две антенны, расположенные на расстоянии друг от друга. Таким образом, получатель имеет не одну, а сразу две копии переданного сигнала, пришедшего различными путями. Это дает возможность собрать больше энергии исходного сигнала, т.к. волны, принятые одной антенной, могут не быть принятыми другой и наоборот. Эту схему организации радио интерфейса можно назвать Single Input Multiple Output (SIMO ). Также может быть применен обратный подход: когда используется несколько антенн на передачу и одна на прием, эта схема называется Multiple Input Single Output (MISO ).

В результате мы приходим к схеме Multiple Input Multiple Output (MIMO ). В этом случае устанавливаются несколько антенн на передачу и прием. Однако в отличие от указанных выше схем эта схема разнесения позволяет не только бороться с многолучевым распространением сигнала, но и за счет использования нескольких антенн на передаче и приеме каждой паре передающей/приемной антенне можно сопоставить отдельный тракт для передачи информации. В результате, теоретически, можно увеличить скорость передачи данных во столько раз, сколько дополнительных антенн будет использоваться.

Принцип работы MIMO

Как уже отмечалось выше, для организации технологии MIMO необходима установка нескольких антенн на передающей и на приемной стороне. Обычно устанавливается равное число антенн на входе и выходе системы, т.к. в этом случае достигается максимальная скорость передачи данных. Чтобы показать число антенн на приеме и передаче вместе с названием технологии «MIMO » обычно упоминается обозначение «AxB », где A — число антенн на входе системы, а B — на выходе.

Для работы технологии MIMO необходимы некоторые изменения в структуре передатчика по сравнению с обычными системами. В первую очередь, на передающей стороне необходим делитель потоков, который будет разделять данные, предназначенные для передачи на несколько низкоскоростных подпотоков, число которых зависит от числа антенн. Например, для MIMO 2х2 и скорости поступления входных данных 100 Мбит/сек делитель будет создавать 2 потока по 50 Мбит/сек каждый. Далее каждый их данных потоков должен быть передан через свою антенну. В одном из возможных способов организации технологии MIMO сигнал передается от каждой антенны с различной поляризацией, что позволяет идентифицировать его при приеме.

На приемной стороне несколько антенн принимают сигнал из радиоэфира. Причем антенны на приемной стороне также устанавливаются с некоторым пространственным разнесением, за счет чего обеспечивается разнесенный прием. Принятые сигналы поступают на приемники, число которых соответствует числу антенн и трактов передачи. Причем на каждый из приемников поступают сигналы от всех антенн системы. Каждый из таких сумматоров выделяет из общего потока энергию сигнала только того тракта, за который он отвечает. В зависимости от принципа работы системы, передаваемый сигнал может повторяться через определенное время, либо передаваться с небольшой задержкой через другие антенны.

Рассмотренный выше принцип организации радиосвязи относится к так называемой Single user MIMO (SU -MIMO), где существует лишь один передатчик и приемник информации. В этом случае и передатчик и приемник могут четко согласовать только свои действия. Такая схема подходит, например для организации связи в доме офисе между двумя устройствами. В свою очередь большинство систем, такие как WI-FI, WIMAX, сотовые системы связи являются многопользовательскими, т.е. в них существует единый центр и несколько удаленных объектов, с каждым из которых необходимо организовать радиосоединение. В этом случае, решают две проблемы: с одной стороны базовая станция передает сигнал ко многим абонентам через одну и ту же антенную систему (MIMO broadcast), и в то же время принимает сигнал через те же антенны от нескольких абонентов (MIMO MAC — Multiple Access Channels).

Принцип организации технологии MIMO

Применение MIMO

Технология MIMO в последнее десятилетие является одним из самых актуальных способов увеличения пропускной способности и емкости беспроводных систем связи. Рассмотрим некоторые примеры использования MIMO в различных системах связи.

Стандарт WiFi 802.11n — один из наиболее ярких примеров использования технологии MIMO. Согласно ему он позволяет поддерживать скорость до 300 Мбит/сек. Причем предыдущий стандарт 802.11g позволял предоставлять лишь 50 Мбит/сек. Кроме увеличения скорости передачи данных, новый стандарт благодаря MIMO также позволяет обеспечить лу

Что такое MIMO в WiFi? — asp24.ru

Технология MIMO сыграла огромную роль в развитии  WiFi. Несколько лет назад невозможно было представить  точки доступа Wi-Fi и другие устройства с пропускной способностью в 300 Мбит/сек и выше. Появление новых скоростных стандартов связи, к примеру, 802.11n произошло во многом благодаря MIMO.

Вообще тут стоит упомянуть, что когда  мы говорим о технологии WiFi, то на самом деле имеем в виду один из стандартов связи, а конкретно – IEEE 802.11. Брендом WiFi стал после того, как обрисовались заманчивые перспективы использования беспроводной передачи данных. Чуть подробнее о технологии вай-фай и стандарте 802.11 можно прочесть в этой статье.

Что представляет собой технология MIMO?

Если дать как можно более простое определение, то MIMO – это многопотоковая передача данных. Аббревиатуру можно перевести с английского как «несколько входов, несколько выходов» В отличие от предшественника (SingleInput/SingleOutput), в устройствах с поддержкой MIMO сигнал транслируется на одном радиоканале с помощью не одного, а нескольких приемников и передатчиков. При обозначении технических характеристик устройств WiFi рядом с аббревиатурой указывают их количество. Например, 3х2  — это 3 передатчика сигнала и 2 принимающих антенны.

Кроме того, в MIMO используется пространственное мультиплексирование. За устрашающим названием кроется технология одновременной передачи нескольких пакетов данных по одному каналу. Благодаря такому «уплотнению» канала его пропускную способность можно увеличить в два раза и более.

 

 

 

 

 

 

 

 

MIMO и WiFi

С ростом популярности беспроводной передачи данных по WiFi соединениям,  конечно же, возросли требования к их скорости. И именно технология MIMO и другие разработки, взявшие ее за основу, позволили увеличить пропускную способность в несколько раз. Развитие WiFi идет по пути развития стандартов 802.11 – a, b, g, n и так далее. Мы не зря упомянули возникновение стандарта 802.11n. Multiple Input Multiple Output – его ключевой компонент, позволивший увеличить канальную скорость беспроводного соединения с 54 Мбит/сек  до более 300 Мбит/сек.

Стандарт 802.11n позволяет применять как стандартную ширину канала в 20 МГц, так и использовать широкополосную линию в 40 МГц с более высокими показателями пропускной способности. Как уже упоминалось выше, сигнал многократно отражается, тем самым используя множество потоков на одном канале связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

Благодаря этому доступ в интернет на основе WiFi теперь позволяет не только серфинг, проверку почты и общение в аське, но и онлайн-игры, онлайн-видео, общение в скайпе и прочий «тяжелый» трафик.

Проблемы применения MIMO в WIFI

На заре становления технологии существовало затруднение совмещения устройств,работающих с поддержкой MIMO и без нее. Однако сейчас это уже не так актуально – практически каждый уважающий себя производитель беспроводного оборудования использует ее в своих устройствах.

Также одной из проблем при появлении технологии передачи данных с помощью нескольких приемников и нескольких передатчиков являлась цена устройства. Однако здесь настоящую ценовую революцию совершила компания Ubiquiti. Ей не только удалось наладить производство беспроводного оборудования с поддержкой MIMO, но и сделать это по очень демократичным ценам. Посмотрите, к примеру, стоимость типичного комплекта компании -Ubiquiti Rocket M5 (базовая станция), Ubiquiti NanoStation M5 (на стороне клиента). И в этих устройствах не просто MIMO, а фирменная улучшенная технология airMax на ее основе.

Проблемой остается только увеличение количества антенн и передатчиков (сейчас максимум 3) для устройств с PoE. Обеспечить питанием более энергоемкую конструкцию затруднительно, но опять-таки, постоянные сдвиги в этом направлении делает Ubiquiti.

Технология AirMAX

Компания Ubiquiti Networks  является признанным лидером разработки и реализации  инновационных технологий WiFi, в том числе  и MIMO. Именно на  ее основе Ubiquiti была разработана и запатентована технология AirMAX. Суть ее в том, что прием-передача сигнала несколькими антеннами на одном канале упорядочивается и структурируется протоколом TDMA с аппаратным ускорением: пакеты данных разнесены в отдельные временные слоты, очереди передачи координируются.

Это позволяет расширить пропускную способность канала, увеличить количество подключаемых абонентов без потери качества связи. Данное решение эффективно, удобно в использовании и, что немаловажно – недорого. В отличие от аналогичного оборудования, используемого в WiMAX – сетях, оборудование от Ubiquiti Networks  с технологией AirMAX приятно радует ценами.

 

© — LanTorg

 

 

Что такое MU-MIMO в WiFi?

Если вы изучите беспроводные маршрутизаторы, которые были запущены с лета 2015 года, вы заметите, что большинство из них рекламируют технологию MU-MIMO или многопользовательский MIMO, а также обещают беспроводные передачи, которые в четыре раза быстрее, чем на традиционных маршрутизаторах , Что такое MU-MIMO, за исключением смехотворного акронима, которое вы не понимаете? Что делает MU-MIMO на вашем беспроводном маршрутизаторе, и вы должны покупать маршрутизатор с помощью этой технологии? Прочтите это руководство и узнайте все, что вам нужно знать.

Как устройства подключаются к беспроводным маршрутизаторам при использовании более старых стандартов (SU-MIMO или 1×1 MU-MIMO)

Беспроводные маршрутизаторы, не поддерживающие MU-MIMO, используют так называемый метод SU-MIMO для передачи данных по беспроводному радиоканалу. SU-MIMO означает однопользовательский множественный вход с несколькими входами, а это означает, что один беспроводной канал может одновременно отправлять и получать данные от сетевого клиента. SU-MIMO является частью стандартного сетевого стандарта 802.11n, который был доработан и опубликован в октябре 2009 года. Все беспроводные маршрутизаторы с поддержкой окончательной версии стандарта 802.11n могут использовать SU-MIMO-метод для передачи данных. При использовании этого подхода маршрутизаторы умеют отправлять и получать данные, но только в одном направлении, одному клиенту за раз. Если у вас есть беспроводной маршрутизатор с одной антенной, который используется для приема и отправки данных, он может подключаться только к одному сетевому устройству за раз. Предположим, что у вас есть три пользователя, каждый со своим устройством, подключенным к Wi-Fi, транслируемым маршрутизатором. Маршрутизатор может отправлять и принимать данные только первому пользователю. Когда это делается с первым пользователем, он переходит ко второму пользователю, а затем к третьему.

Беспроводное оборудование с поддержкой MIMO режима

маршрутизатор ASUS WL-566gM и Cardbus-адаптер ASUS WL-106gM

В данном обзоре мы рассмотрим беспроводное оборудование компании ASUS, имеющее поддержку режима MIMO (Multiple Input Multiple Output). По заверениям компании (точнее, судя по надписям на коробках), данное беспроводное оборудование позволяет достигнуть скорости связи до 100 Мбит/с. Соответствуют ли это действительности, узнаем в данном обзоре.

Беспроводной Cardbus-адаптер ASUS WL-106gM

Комплект поставки:

• Беспроводной адаптер
• Диск с инструкцией и ПО под ОС Windows
• Краткая инструкция по установке и эксплуатации на 5-ти языках включая русский

На беспроводном адаптере расположено 2 индикатора: индикатор состояния беспроводного соединения и индикатор активности.

Внешний блок, в котором располагаются антенны беспроводной связи, имеет большую толщину, что нужно учитывать при использовании нескольких Cardbus-слотов, расположенных друг над другом.

Спецификация:

• Интерфейс: Cardbus
• Поддерживаемые скорости:
  IEEE 802.11b: 1, 2, 5,5, 11 Мбит/с
  IEEE 802.11g: 6, 9, 12 ,18, 24, 36, 48, 54 Мбит/с
  MIMO: 240 Мбит/с
• Выходная мощность:
  14-16 dBm в режиме IEEE 802.11g
  19-20 dBm в режиме IEEE 802.11b
• Антенны: 3 встроенных
• Чувствительность приемника:
  11 Мбит/с: -88 dBm
  54 Мбит/с: -76 – -79 dBm
• Безопасность:
  WEP: 64/128 бит
  WPA/WPA2: EAP-PEAP, EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-LEAP
  WPA-PSK/WPA2-PSK: да

В документации к беспроводному адаптеру ничего не сообщается по поводу реализации технологии MIMO. На сайте компании ASUS сообщается, что трафик между MIMO устройствами передается несколькими потоками (при этом, видимо, задействуются несколько каналов), причем эти потоки передаются с использованием различных антенн.  

Конфигурация беспроводного адаптера:

Рассматриваемый беспроводной адаптер можно настроить с использованием утилиты настройки или с использованием стандартной утилиты ОС Windows XP Windows Zero Config (WZC). Скриншоты утилиты настройки беспроводного адаптера приведены ниже 

Настройки беспроводного адаптера не позволяют производить переключение между режимами (IEEE 802.11b/IEEE 802.11g/MIMO), а также осуществлять выбор скорости подключения. Беспроводной адаптер поддерживает как WPA, так и WPA2 шифрование с использованием алгоритмов AES или TKIP (выбор конкретного алгоритма шифрования осуществляется в настройках беспроводной связи).  

Беспроводной маршрутизатор ASUS WL-566gM

Функциональные возможности: NAT-маршрутизатор, беспроводная точка доступа MIMO, имеющая обратную совместимость со стандартами IEEE 802.11g и IEEE 802.11b, 4-хпортовый коммутатор с автоопределением полярности на портах (Auto MDI/MDI-X).

Внешний вид

Спереди на маршрутизаторе расположены следующие индикаторы:

• Индикатор питания
• Индикатор активности беспроводных соединений
• По одному индикатору активности на каждый из 4-х портов LAN
• Индикатор активности WAN-порта

Сзади на маршрутизаторе расположены:

• Разъем питания
• Клавиша EZSetup
• Клавиша сброса настроек
• WAN-порт RJ-45
• 4 LAN-порта
• 3 стационарных антенны

Вид изнутри

Основная плата устройства полностью скрыта под припаянным металлическим экраном, поэтому выяснить, на базе каких микросхем построено данное устройство без необратимых последствий не представляется возможным. 

Комплект поставки:

• Сам маршрутизатор
• Патчкорд RJ-45 — RJ-45 длиной около 1.5 метров
• БП 5В, 2А с длиной шнура около 1.5 метров
• Руководство по быстрой установке и настройке на 5-ти языках, включая русский
• Диск с документацией и утилитами

Спецификация:

корпус	пластиковый, допускается горизонтальная установка или подвес на стену
	исполнение		Indoor
проводной сегмент
WAN	тип	Fast Ethernet
	количество портов	1
	auto MDI/MDI-X	да
типы поддерживаемых соединений	фиксированный IP	да
	динамический IP	да
	PPPoE	да
	PPTP	да
	L2TP	нет
	IPSec	нет
LAN	количество портов	4
	auto MDI/MDI-X	да
ручное блокирование интерфейсов	нет
возможность задания размера MTU вручную	да, но только в случае использования PPPoE подключения
Беспроводной сегмент
антенна	количество	3
	тип	внешняя дипольная
	возможность замены антенны/тип коннектора	нет
	принудительное задание номера рабочей антенны	нет
поддерживаемые стандарты и скорости	802.11b	CCK (11 Mbps, 5.5 Mbps), DQPSK (2 Mbps) DBPSK (1 Mbps)
	802.11g	OFDM: 54, 48, 36, 18, 12, 11, 9, 6 Mbit/sec
	Регион/Кол-во каналов	Europe/13
	расширения протокола 802.11g	да, MIMO
	возможность ручного задания скорости	да, помимо стандартных для IEEE 802.11b и IEEE 802.11g скоростей возможен выбор: 72, 84, 96, 108, 126, 144, 168, 192, 216, 240 Мбит/с
выходная мощность	(максимальная?)	20 dBm
	802.11b @11Mbit/s	19-20 dBm
	802.11g @54Mbit/s	14-14 dBm
чувствительность приемника	802.11b @11Mbit/s	??
	802.11g @54Mbit/s	??
работа с другой AP	поддержка WDS (мост)	нет
	поддержка WDS + AP	нет
	возможность работы в режиме клиента	нет
	wireless repeater (повторитель)	нет
безопасность	блокировка широковещательного SSID	да
	привязка к MAC адресам	да
	WEP	64/128bit
	WPA	802.1x, AES иили TKIP
	WPA-PSK (pre-shared key)	AES иили TKIP
	802.1x (через Radius)	нет
	дополнительные возможности с использованием Radius	нет
основные возможности
конфигурирование устройства и настройка клиентов	администрирование	WEB-интерфейс	да
		WEB-интерфейс через SSL	нет
		собственная утилита	нет
		telnet	нет
		ssh	нет
		COM-порт	нет
		SNMP	нет
	возможность сохранения и загрузки конфигурации	да
	встроенный DHCP сервер	да
	поддержка UPnP	да
метод организации доступа в Интернет	Network Address Translation (NAT-технология)	да
	возможности NAT	one-to-many NAT (стандартный)	да
		one-to-one NAT	нет
		возможность отключения NAT (работа в режиме роутера)	нет
Встроенные VPN-сервера	IPSec	нет
	PPTP	нет
	L2TP	нет
Traffic shaping (ограничение трафика)	да
DNS	встроенный DNS-сервер (dns-relay)	да
	поддержка динамического DNS	да, 3 заранее предопределенных сервера
внутренние часы	присутствуют, ручное задание времени невозможно
	синхронизация часов	да, NTP — адрес NTP-сервера можно задать вручную
встроенные утилиты	ICMP ping	нет
	traceroute	нет
	resolving	нет
логирование событий	да, системные события, файрвол
	логирование исполнения правил файрвола	да
	способы хранения	внутри устройства	да
		на внешнем Syslog сервере	нет
		отправка на email	нет
Роутинг
статический (задания записей вручную)	нет!
динамический роутинг	нет
возможности встроенных фильтров и файрвола
поддержка SPI (Stateful Packet Inspection)	да, но без возможности использования в правилах
наличие фильтров/файрвола	на LAN-WAN сегменте	да, но только в направлении LAN->WAN
	на WLAN-WAN сегменте	да, совмещен с LAN-WAN
	на LAN-WLAN сегменте	нет
типы фильтров	с учетом SPI	нет
	по MAC адресу	нет
	по source IP адресу	да
	по destination IP адресу	нет
	по протоколу	да, TCP/UDP/IP
	по source порту	нет
	по destination порту	да, в том числе по диапазону
	привязка ко времени	да, одна привязка сразу на все правила
	по URL-у	да
	по домену	да (совмещен с URL)
	работа со службами списков URL для блокировки	нет
тип действия	allow	нет
	deny	да
	log	нет
поддержка спец.приложений (netmeeting, quicktime etc)	нет
виртуальные сервера	возможность создания	да
	задания различных public/private портов для виртуального сервера	да
	возможность задания DMZ	да
traffic shaping
типы шейпинга	ограничение общего исходящего трафика	нет
	ограничение общего входящего трафика	нет
	ограничение входящего трафика по критериям	да
	ограничение исходящего трафика по критериям	да
критерии задания правила для ограничений	src interface lan/wan	нет
	dst interface lan/wan	нет
	src ip/range	нет
	dst ip/range	да, только для Download Policy и только по одному IP-адресу
	src protocol	нет
	dst protocol	нет
	src port/range	да, просто порт, только для Upload policy
	dst port/range	да, просто порт, только для Download Policy
	привязка ко времени	нет
питание
тип БП	внешний, 5VDC, 2A
поддержка 802.1af (PoE)	нет
дополнительная информация
версия прошивки	1.0.1.5
размеры	214 × 175 × 36 мм
вес	500 г (без БП)

На сайте компании ASUS сказано, что устройство разрабатывалось с использованием предварительных наработок нового стандарта беспроводной связи IEEE 802.11n (Pre IEEE 802.11n) — данный стандарт еще не принят, но он будет иметь обратную совместимость со стандартами IEEE 802.11bg.

Конфигурация:

Для настройки маршрутизатора можно воспользоваться либо WEB-интерфейсом, либо использовать утилиту под ОС Windows, поставляемую на CD-диске в комплекте с устройством.

Скриншоты WEB-интерфейса настройки приведены здесь.

WEB-интерфейс данного устройства по большинству параметров и внешнему виду похож на WEB-интерфейс беспроводных маршрутизаторов ASUS WL-520G и ASUS WL-550gE, которые рассматривались нами в прошлых обзорах.

Рассмотрим некоторые аспекты настройки…

Устройство позволяет вручную установить скорость беспроводного подключения. При этом скорость соединения беспроводного адаптера будет равна указанной здесь скорости.

Настройки правил файрвола позволяют производить фильтрацию только исходящего трафика по протоколам TCP, UDP или IP. При этом фильтрация осуществляется по диапазону портов назначения и IP-адресу источника пакетов, что существенно снижает гибкость настройки устройства. Есть возможность задать расписание работы файрвола, но расписание распространяется сразу на все правила фильтрации трафика — нет возможности задания расписания к каждому конкретному правилу.

Политики шейпинга трафика полностью идентичны тем, что применялись в устройстве ASUS WL-550gE, рассмотренном нами ранее.

PPTP-клиент устройства позволяет производить подключение к PPTP-серверу с использованием PAP, CHAP, MSCHAP и MSCHAPv2 аутентификации, а также позволяет использовать MPPE-шифрование. Однако при подключении к PPTP-серверу теряется связь с WAN-сегментом сети маршрутизатора — весь исходящий через WAN-порт трафик направляется на PPTP-сервер. При этом стоит учесть, что подключение к PPTP-серверу возможно только в том случае, если он находится в том же сегменте сети маршрутизатора, что и WAN-интерфейс устройства, так как его адрес (адрес PPTP-сервера) указывается в поле «основной шлюз» (Default Gateway). Сильно опечалило то, что устройство не позволяет задать статические записи в таблице маршрутизации — эта возможность отсутствует в устройстве как таковая.

Также настройки устройства не позволяют полностью отключить беспроводную связь.

Помимо WEB-интерфейса устройство можно настроить с использованием программы EZSetup — данная программа выполнена в виде пошагового мастера, позволяющего настроить параметры устройства и безопасность беспроводной связи менее чем за минуту. После запуска программы для активации данной возможности необходимо нажать кнопку EZSetup, расположенную на устройстве сзади. Более подробную информацию о работе программы можно прочитать в обзоре, посвященном устройству ASUS WL-520G.

Тестирование производительности

Тестирование беспроводного сегмента:

Для тестирования производительности беспроводного сегмента был использован беспроводной адаптер ASUS WL-106gM, рассмотренный нами в начале данного обзора. Данный беспроводной адаптер поддерживает технологию MIMO, совместимую с данным устройством.

Некоторую информацию о принципах повышения производительности в беспроводных сетях можно получить из обзоров, ранее опубликованных на нашем сайте: 

Были проведены следующие тесты:

• Тест «точка доступа — беспроводной Cardbus-адаптер, режим MIMO»

Условные обозначения:

• Cardbus — беспроводной Cardbus-адаптер ASUS WL-106gM
• AP — точка доступа на роутере ASUS WL-566gM (когда трафик идет от точки доступа или к точке доступа, генератором трафика служит компьютер в LAN-сегменте устройства)

Тест «точка доступа — Cardbus-адаптер» — трафик гонялся между рассматриваемым Cardbus-адаптером ASUS WL-106gM и компьютером LAN-сегмента точки доступа на роутере ASUS WL-566gM. Тестирование проводилось в MIMO-режиме, так как ни рассматриваемый беспроводной адаптер, ни точка доступа не позволяют производить выбор используемых режимов беспроводной связи. Расстояние между точками не превышало 5-ти метров.

Максимальные скорости: 95,61 Мбит/с. Как видно из диаграммы, рассматриваемое беспроводное оборудование действительно показывает очень высокие скоростные характеристики, сравнимые со скоростями в проводных сетях.  

Тестирование проводного сегмента — тестирование проводилось по этой методике

Максимальная скорость: 90,24 Мбит/с — данная скорость оказалась даже ниже полученной при тестировании беспроводной связи. Скорость трафика в направлении LAN->WAN почему-то значительно ниже, чем в обратном направлении — возможно, это связано с тем, что фильтрация трафика осуществляется только в этом направлении. 

PPTP-подключение, MPPE-шифрование 128 бит

При использовании PPTP-соединения с включенным MPPE-шифрованием, распределение скоростей несколько изменилось. Удивило то, что хоть большинство скоростей упало (с ~90 Мбит/с до ~40-50 Мбит/с), некоторые скорости наоборот — даже возросли (скорость в направлении LAN->WAN). Максимальная скорость: 62,21 Мбит/с.

Тест NetPIPE

Максимальная скорость: 86,17 Мбит/с. Никаких аномалий в графике не наблюдается.

Шейпинг трафика:

Устройство позволяет производить шейпинг трафика по критериям, но список этих критериев слишком мал для того, чтобы можно было гибко использовать шейпинга трафика.

Так как полностью аналогичный шейпинг трафика реализован в устройстве ASUS WL-550gE, рассмотренном нами ранее, его описание возьмем из обзора, посвященного тому устройству.

Для входящего трафика список критериев ограничен IP-адресом компьютера назначения и портом назначения, диапазон портов задать нельзя. Также при задании правил входящего трафика, поле IP-адреса можно оставить пустым — тогда заданная ширина канала будет делиться между всеми клиентами, использующими соответствующий порт для передачи данных.

Для исходящего трафика список ограничен только портом назначения. В обоих видах шейпинга задается минимальная и максимальная ширина полосы пропускания (задается в кбит/с), в нашем тестировании будет в основном фигурировать именно максимальная ширина полосы пропускания, так как минимальное значение используется только при разделе полосы пропускания между несколькими правилами шейпинга при ограниченной суммарной ширине канала. 

Для начала посмотрим, насколько точно соответствует реальная ширина канала заданной.

Для входящего трафика:

Заданная ширина канала (кбит/с)	Реальная ширина канала (замерялась с помощью Chariot NetIQ, TCP-трафик), кбит/с (1 кбит/с = 1024 бит/с)
500	475,402
1000	916,186
2000	1 543,729
5000	3 737,138
10000	5 390,948
30000	14 219,603
50000	38 854,207
75000	68 679.430

Как видно из таблицы, скорость трафика достаточно сильно отличается от заданной. В ряде тестов скорости различаются более чем в 2 раза.

Для исходящего трафика:

Заданная ширина канала (кбит/с)	Реальная ширина канала (замерялась с помощью Chariot NetIQ, TCP-трафик), кбит/с (1 кбит/с = 1024 бит/с)
500	473,282
1000	941,196
2000	1 896,130
5000	4 561,062
10000	9 492,757
30000	28 440,154
50000	47 375,793
75000	8 614,610

Шейпинг исходящего трафика работает более корректно, чем входящего, однако при задании ширины канала в 75000 кбит/с, скорость трафика почему-то значительно ниже заданной, несмотря на то, что остальные тесты показывают более хорошие результаты. 

Безопасность

Nessus не обнаружил ни одной уязвимости рассматриваемого устройства. Отчет Nessus’а приведен ниже:

Доступность

ASUS WL-566gM	Н/Д(0)
ASUS WL-106gM	Н/Д(0)

Выводы:

Данное устройство обладает большим набором как положительных, так и отрицательных моментов.

В первую очередь стоит обратить внимание на очень высокую производительность беспроводной связи — такими характеристиками не может похвастаться ни одно Wi-Fi устройство из тех, что ранее попадали в нашу тестовую лабораторию — использование предварительных наработок стандарта IEEE 802.11n (и технологии MIMO, которую будет использовать данный стандарт) дает ощутимый прирост производительности. Однако до принятия данного стандарта, сложно говорить что-либо о совместимости «Pre IEEE 802.11n — оборудования» различных производителей.

Однако, впрочем, как и в большинстве случаев, без дегтя тоже не обошлось. Устройство не позволяет задавать правила роутинга — данная возможность просто не реализована в данном устройстве. При подключении к PPTP-серверу, теряется связь с WAN-сегментом маршрутизатора. К тому же PPTP-сервер должен находиться в том же сегменте, что и WAN-интерфейс маршрутизатора, так как его адрес задается в графе «основной шлюз». PPTP-клиент устройства поддерживает PAP, CHAP, MSCHAP и MSCHAPv2 аутентификацию, также имеется поддержка MPPE-шифрования.

Добавлю также, что многие настройки устройства никак не расписаны в документации, что также омрачает и без того не безоблачную ситуацию.

Плюсы:

• Высокая производительность беспроводной связи (более 90 Мбит/с)
• Высокая производительность проводной связи
• Высокая безопасность устройства
• Широкий набор протоколов «парольной аутентификации» у PPTP-клиента, расположенного на устройстве (PAP, CHAP, MSCHAP, MSCHAPv2)
• Поддержка MPPE-шифрования при использовании PPTP-подключения
• Возможность шейпинга трафика

Минусы:

• При использовании PPTP-соединения, PPTP-сервер должен находиться в том же сегменте сети, что и WAN-интерфейс маршрутизатора
• После подключения к PPTP-серверу теряется связь с WAN-сегментом сети — весь WAN-трафик направляется на PPTP-сервер
• Узкий список критериев шейпинга трафика
• В ряде случаев заданные параметры шейпинга трафика сильно отличаются от реальных скоростей
• Узкий список критериев фильтрации трафика
• Отсутствие описания настроек устройства в документации

 

Оборудование предоставлено компанией ASUSTeK