Beamforming: технология будущего или уловка маркетологов?

ВОПРОС! Привет всем. Подскажите, пожалуйста, что такое формирование луча? На роутере наклеена аналогичная надпись, но я не понимаю, что это такое.

БЫСТРЫЙ ОТВЕТ! Технология Beamforming (от англ. Beam — луч, Forming — формирование) — это формирование прямого луча радиосигнала через Wi-Fi. Проще говоря, маршрутизатор примерно понимает, где находится ваш ноутбук, телефон, планшет или даже телевизор, формирует направленный сигнал, сфокусированный в этом направлении, и клиентское устройство принимает лучший сигнал. А как известно, чем лучше сигнал, тем выше скорость обмена данными. Эта технология впервые появилась в жизнеспособной форме в стандарте 802.11ac WiFi. А теперь подробнее о самой технологии ниже в статье.

Формирование луча: что в роутере?

Хотите узнать все секреты Wi-Fi, тогда давайте сюда.

Как работает технология?

Начнем с того, что сама технология впервые появилась в стандарте 802.11n, но проблема заключалась в том, что каждый производитель своего оборудования реализовал ее по-своему с разными алгоритмами. В результате он может работать только между устройствами одного производителя. И уже с выходом 802.11ac эта технология работала как надо, так как был универсальный стандарт. Даже сейчас стандарт 802.11n все еще довольно популярен, но TX Beamforming работает только в очень редких случаях.

Формирование луча стало возможным только после выхода другой технологии — MIMO, которая позволяет за счет разных антенн передавать данные на несколько устройств одновременно. А сейчас MIMO уже появился со стандартом 802.11n.

MIMO позволяет создавать несколько потоков и передавать данные по ним одновременно. Существует два типа MIMO:

  • SU-MIMO — когда данные в нескольких потоках передаются на устройство.
  • MU-MIMO — когда связь с роутером происходит одновременно с несколькими клиентами.
Читайте также:  Как в ВК восстановить удаленные сообщения: 5 рабочих способов

Формирование луча: что в роутере?

Вы скоро поймете, почему я начал с этого. Технология MIMO возможна только в том случае, если маршрутизатор имеет несколько антенн одновременно, то есть данные с каждой антенны передаются на определенное устройство. Это довольно удобно, ведь теперь нет необходимости стоять в очереди, чтобы получить доступ к сети и Интернету. MU-MIMO имеет схемы:

  • 2×2
  • 3×3
  • 4×4
  • 8×8

Если маршрутизатор имеет 3 антенны и поддерживает схему 3×3, он может взаимодействовать с 3 устройствами одновременно.

Transmit Beamforming использует несколько антенн одновременно, чтобы понять приблизительное положение устройства в пространстве. Фактически, каждая антенна передает радиосигнал равномерно во всех направлениях — с этим ничего не поделать. И тогда возникает вопрос: как можно усилить и улучшить сигнал в конкретном месте, где находится ваш телефон, планшет или ноутбук?

На помощь приходят физика и концепция интерференции. Интерференция — это когда при наложении двух волн мы видим, что в одном месте наблюдается усиление колебаний и сигнал улучшается, а в другом месте колебания ослабевают и сигнал ухудшается.

Посмотрим на пример. У нас есть роутер с двумя антеннами. Каждая антенна начинает излучать радиоволны. И есть два покупателя. Пассивный покупатель — это тот, кто ждет своей очереди, то есть в данный момент информация ему не передается и он ничего не получает.

Формирование луча: что в роутере?

Активный клиент — это клиент, который получает данные от маршрутизатора в заданное время. Beamforming работает так:

  • Обе антенны задают основные формы сигналов.
  • При фазовом сдвиге обе антенны начинают регулировать амплитуду сигнала до максимума в том месте, где находится клиентское устройство.
Читайте также:  Как пишется Wi-Fi: на русском, на английском, разные варианты

На изображении выше 1-й клиент активен, и антенны регулируют радиоволны так, чтобы в месте, где находится устройство, были максимальные помехи и перекрытие двух волн, исходящих от двух антенн.

Затем становится активным второе устройство (см. Изображение ниже). А антенны адаптируют фазы для усиления сигнала в месте нахождения этого устройства.

Формирование луча: что в роутере?

Но не забывайте, что более одного маршрутизатора участвует в анализе местоположения клиентских устройств. Сам заказчик — главное звено в нашей задаче. Получается такая закономерность:

Формирование луча: что в роутере?

  1. Две антенны отправляют аудиокадр, называемый нулевыми пакетами данных (NDP).
  2. У NDP есть собственный заголовок, чтобы клиент понимал, с какой антенны был отправлен сигнал.
  3. Устройство записывает параметры приема радиоволн в матрицу с такими данными, как мощность сигнала, время приема сигнала.
  4. Каждый используемый канал имеет свою собственную запись данных, так как частоты немного различаются для всех каналов. Как мы помним, волны с разными частотами по-разному распространяются в данной среде.
  5. Матрица со всеми этими данными (информация о состоянии канала (CSI)) отправляется на маршрутизатор.
  6. На основе этих данных роутер рассчитывает примерное положение клиента по формуле и уже начинает передавать радиоволны таким образом, чтобы помеха в положении клиентского устройства была максимальной.

Но мы посмотрели схему, где оба устройства поддерживают Beamforming. В этом случае луч считается сформированным явно (implicit Beamforming, iBF). Если клиентское устройство не поддерживает эту технологию и не может передать лист с данными приема информации о состоянии канала (CSI), маршрутизатор все равно пытается примерно определить, где находится устройство, на основе данных, полученных от клиента, а также оценивает канал связи.

Читайте также:  Маршрутизатор: что это такое, и чем он отличается от роутера?

Формирование луча: что в роутере?

  1. Точка доступа задает вопрос: мол, как быстро я должен отправлять вам информацию?
  2. Клиент отправляет ответ — давай, попробуем!
  3. Маршрутизатор начинает медленно изменять скорость и смещение на обеих антеннах. Следовательно, как мы помним, помехи должны увеличиваться или уменьшаться, и, следовательно, сигнал будет ухудшаться или улучшаться.
  4. Если клиент отвечает, что все в норме, можно увеличить скорость, значит роутер успешно зашел с настройками смещения. Если сигнал ухудшился и скорость упала, маршрутизатор ищет другие настройки смещения.
  5. Это продолжается до тех пор, пока не будет найдена максимальная скорость передачи данных, что означает, что настройки антенны найдены.

Это название неявного формирования луча (iBF). В Интернете можно найти огромное количество комментариев о том, что эта технология — всего лишь маркетинговый ход. Но на самом деле это значительно увеличивает качество связи и скорость передачи данных.

Формирование луча, теоретически, может устранить помехи, посылая определенный сигнал источнику помех, что также улучшает связь в многоквартирных домах, где, помимо вас, есть много близлежащих маршрутизаторов, которые мешают вашей точке доступа.

Напомню, что эта технология активно используется в Wi-Fi 6-го поколения — подробнее вы можете прочитать здесь. Также, если вы хотите углубиться и разобраться в теме более подробно, рекомендую ознакомиться с дополнительными материалами:

  • Что такое роутер
  • Статья о каналах Wi-Fi и о том, для чего они нужны
  • Ширина канала
  • О частотах Wi-Fi (2,4 и 5 ГГц)

Видео

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: