MIMO och Kanalbredder

MIMO står för Multiple Input, Multiple Output. Det är en funktion som använder flera antenner som kommunicerar på samma radiokanal, men kommunikationen utnyttjar smarta och mycket exakta radiotekniker för att undvika störningar. Den viktigaste sådana funktionen kallas för Spatial Multiplexing vilket går ut på att man kan skicka flera dataströmmar eller Spatial Streams samtidigt. Dessa Spatial Streams skickas med en precision som gör att dom inte stör ut varandra alls trots att kommunikationen alltså sker över samma radiokanal.

För att kunna använda MIMO teknik så måste både accesspunkten och klienten ha flera antenner och stöd för samma MIMO standard. Den stora fördelen med att skicka flera strömmar på en gång är att den totala bandbredden kan ökas. Termen Multiplexing innebär just att man skickar flera saker (i det här fallet flera dataströmmar) parallellt med varandra, och att mottagaren sedan kan slå ihop de olika dataströmmarna till en kombinerad högre throughput.

Olika Wi-Fi standarder kan använda olika antal antenner för att uppnå högre throughput genom MIMO tekniken. Stödet för MIMO introducerades i 802.11n standarden och utökades sedan ytterligare i den nyaste 802.11ac standarden. Själva standarderna som vi nämner i det här avsnittet kommer vi sedan ta upp i mer detalj i nästa avsnitt.

SU-MIMO

SU-MIMO står för Single-User MIMO. Det betyder att alla tillgängliga antenner kan användas för att kommunicera med en klient åt gången för att öka bandbredden till den klienten. Så även om flera antenner är inblandade så kan dessa bara användas för att kommunicera med en enda klient. Det betyder att nätverket fortfarande beter sig i grunden likadant som ett vanligt trådlöst nätverk, men alla klienter som stöder SU-MIMO kan få en högre total bandbredd när dom kommunicerar.

SU-MIMO används i 802.11n och 802.11ac standarderna för enheter som stöder SU-MIMO.

SU-MIMO

MU-MIMO

MU-MIMO står för Multiple-User MIMO, och som namnet kanske antyder så är MU-MIMO en utökning av SU-MIMO standarden som låter enheter med MIMO stöd prata samtidigt med flera andra trådlösa enheter.

MU-MIMO används i nyare 802.11ac enheter, men man måste känna till att 802.11ac i sig inte garanterar att enheten har stöd för MU-MIMO. Endast andra generationens 802.11ac enheter och senare kan ha stöd för MU-MIMO tekniken.

MU-MIMO får faktiskt accesspunkten att bete sig lite mer som en switch snarare än en hub. Flera anslutna klienter kan prata samtidigt utan att kollisioner uppstår. Om du har många trådlösa enheter som ofta behöver kommunicera samtidigt så kan MU-MIMO tekniken därför drastiskt förbättra upplevelsen på det trådlösa nätverket.

Självklart kräver det att både accesspunkten och klienterna har stöd för samma trådlösa standard för att MU-MIMO ska fungera till fullo.

MU-MIMO kan även dela upp sina antenner till olika uppgifter. Alla antenner skulle kunna användas till vanlig SU-MIMO för att öka bandbredden till en enda klient. Eller så kan antennerna delas upp så att alla antenner pratar mot olika klienter. MU-MIMO kan också kombinera de båda varianterna på så sätt att några antenner används för att öka bandbredden till en klient samtidigt som andra antenner kommunicerar mot andra klienter.

MU-MIMO

Variabel kanalbredd

Normalt sett är en Wi-Fi radiokanal ungefär 20MHz bred, beroende på exakt vilken standard som används. Ett trick som nyare 802.11 Wi-Fi standarder använder är att öka bredden på radiokanalerna från 20 till 40 MHz eller ännu större hela vägen upp till 160 MHz breda kanaler. Genom att öka bredden på kanalerna så kan mer data få plats att skickas i varje kanal. Det kan jämföras med en bilväg där fler bilar får plats på bredden samtidigt ju fler filer som vägen har, vilket ökar genomströmningen på vägen.

  • 802.11n har stöd för kanalbredder om 20MHz och 40MHz.
  • 802.11ac stöder ännu fler möjliga kanalbredder: 20MHz, 40MHz, 80MHz, 80+80MHz (två separata 80MHz kanaler samtidigt) eller 160MHz

Men samtidigt som throughput ökar genom att en bredare kanal används så tar också radiokanalen upp mer plats i frekvensområdet. Din accesspunkt kommer både enklare kunna bli störd av andra närliggande enheter, men kommer också att själv orsaka störningar på ett bredare frekvensområde. Detta inkluderar både andra Wi-Fi enheter, men också andra typer av enheter som kommunicerar trådlöst på samma olicensierade radioband.

Därför har alla trådlösa Wi-Fi enheter som stöder bredare kanaler också inbyggd funktionalitet för att upptäcka störningar och anpassa sig efter behov, genom att till exempel kunna byta kanal eller stänga av den utökade kanalbredden om störningar upptäcks.

Alla 802.11ac enheter har inbyggt stöd för 5GHz bandet där det finns mycket mer plats och fler icke överlappande kanaler. Men om man har en 802.11n enhet så är det med tanke på möjligheten till att använda bredare kanaler extra viktigt att utrustningen har stöd för 5GHz bandet och är Dual Band kapabel. På 5GHz bandet är det mycket mindre risk för störningar. Men även på 5GHz bandet kan det bli trångt om dom extra breda kanalerna på 80 eller 160MHz används, helt enkelt därför att dessa äter upp en så stor del av de tillgängliga radiofrekvenserna.

Föregående avsnitt:
Radiolära och Wi-Fi

Nästa avsnitt:
Wi-Fi standarder