MU-MIMO co to jest? – Cambium ePMP - nowe możliwości dla ISP

MU-MIMO co to jest?

MU-MIMO co to jest

Jak technologia MU-MIMO jest wykorzystywana w sieciach Operatorów ISP? Co daje wdrożenie MU-MIMO i jak to wpływa na ofertę dostawców usług internetowych?

W tym artykule pokazujemy jakie wymierne korzyści daje inwestycja w technologię MU-MIMO i podpowiadamy jak ją wdrożyć w swoich sieciach, tych istniejących i nowych.

Co to jest MU-MIMO?

MU-MIMO jest to połączenie powszechnie znanej technologii MIMO z tzw. zwielokrotnieniem przestrzennym. To pozwala na przesyłanie strumieni danych MIMO 2×2 do kilku klientów równocześnie, odseparowanych od siebie w przestrzeni. Dla każdego użytkownika formowana jest niezależna wiązka radiowa.

Zanim o tym jak MU-MIMO jest wykorzystywane w sieciach radiowych, to jeszcze dla usystematyzowania i pełnego obrazu przypomnijmy, co to jest MIMO.

Multiple-input multiple-output (MIMO) to szereg technologii służących do zwielokrotnienia przepustowości połączenia bezprzewodowego bez konieczności zwiększania pasma. W systemach MIMO wykorzystuje się wiele torów nadawczo-odbiorczych. Dzięki temu w systemach MIMO 2×2 możemy przesyłać dwa strumienie danych.

Wiele nowoczesnych technologii, takich jak Wi-Fi czy LTE,  wykorzystuje rozwiązania MIMO. Nie brakuje również na rynku rozwiązań radiowych opartych na MIMO, ale pojawia się duże wyzwanie przy próbach zwielokrotnienia tej techniki. Próby wdrożenia generacji 4×4 wykazały, że jest to rozwiązanie drogie, wymagające umieszczenia wielu modułów nadawczo-odbiorczych. Do tego dochodzi spore wyzwanie z odseparowaniem poszczególnych łańcuchów transmisyjnych.

Dlaczego MIMO nie daje gwarancji rozwoju na przyszłość?

O ile w MIMO 2×2 skutecznie wykorzystuje się przesuniętą polaryzację (o 90°), o tyle w 4×4 próby z przesuniętą modulacją wykazują wiele trudności i niedogodności. Jednocześnie przy dość słabych efektach. Nie trudno się domyślić, że dalszy rozwój jest trudny i mało ekonomiczny. W praktyce, w radiowych sieciach dostępowych bazujących na MIMO 2×2 mamy do czynienia z progami wydajności i przepustowości (na poziomie stabilnej usługi 20-30 Mbps), które trudno przeskoczyć. Tym samym stosując tego typu rozwiązania Operatorzy skazują się na stagnację i brak możliwości rozwoju i podnoszenia jakości i wydajności usług. A te jak wiemy rosną bardzo szybko. Ale tak nie musi być.

MU-MIMO technologia w pełni rozwojowa

Multi-User MIMO (MU-MIMO) to technologia, która wykorzystuje matrycę anten stacji bazowej do komunikacji z wieloma urządzeniami klienckimi jednocześnie. Jest to możliwe dzięki zwielokrotnieniu przestrzennemu (Spatial Multiplexing).

Punkt dostępowy MU-MIMO jest wyposażony w zestaw wielu anten. W momencie gdy kilka stacji klienckich chce się komunikować ze stacją bazową w tym samym momencie, matryca jest dzielona tak, by poszczególne anteny były używane do komunikacji z poszczególnymi stacjami klienckimi jednocześnie.  Jest to przełomowe rozwiązanie wobec dotychczasowych systemów, w których dwa węzły nie mogą komunikować się na tym samym kanale do tego samego punktu dostępowego w tym samym czasie. Bez powodowania znacznych zakłóceń własnych i pogorszenia ogólnej wydajności sieci bezprzewodowej.

MU-MIMO schemat Cambium

Więcej informacji o technologii MU-MIMO od Cambium oraz różnicach między MU-MIMO i innymi rozwiązaniami znajdziecie w krótkim filmiku.

W procesie tym pomaga technologia formowania wiązki (beamforming). Pozwala ona optymalnie dostroić transmisję wiązki do konkretnej stacji i zapobiec jej skierowania do innych węzłów. Co zmniejsza zakłócenia i pomaga zwiększyć ogólną przepustowość sieci bezprzewodowej.

Cambium beamforming

Za pomocą tego procesu stacja bazowa MU-MIMO może komunikować się z wieloma węzłami jednocześnie, ograniczając jednocześnie poziom szumów własnych w sektorze.

W urządzeniach pracujących w oparciu o chipset 802.11ac wave 2 (np. ePMP3000 i Force300-16/25) pozwala na podwojenie wydajności (przepływności) stacji bazowej w kierunku downlink (do klienta), bez konieczności zmiany szerokości kanału. Podwojenie może być realizowane podczas transmisji downlink do dwóch klientów odpowiednio odseparowanych przestrzennie od siebie. Dla każdego użytkownika formowana jest niezależna wiązka radiowa. Przepływność zagregowana stacji bazowej pracującej w technologii MU-MIMO przekracza 500Mbps w kanale 40MHz.

Poniżej  przedstawiamy przykład możliwości MU-MIMO. Dwie końcówki klienckie Cambium Force300-16 podłączone do bazy Cambium ePMP3000 wygenerowały w kierunku downlink ~415Mbps ruchu UDP. Stacja ePMP3000 pracowała z kanałem 40MHz, w trybie TDD 75:25.

Wynik testu ePMP 3000

50 Mbps po radiu do klienta na stałe w cenniku

Wśród naszych klientów, Operatorów sieci lokalnych mamy wiele przykładów gdzie po uruchomieniu sektorów na bazie MU-MIMO oferują w cenniku usługę 50Mbps do klienta. Dociera do nas również coraz więcej sygnałów o stabilnej usłudze na poziomie 80-100 Mbps. Można o tym przeczytać w przygotowanych przez Cambium opisach wdrożeń np. Climax Net, Mik-Net. Chętnie podzielimy się naszym obszernym doświadczeniem przy wdrożeniach wysokich usług w sieciach naszych klientów.

To naturalnie przykłady wykorzystania w pełni dobrodziejstw technologii MU-MIMO w sytuacji kiedy sektor zbudowany jest na urządzeniach 802.11ac wave 2. Wymaga to inwestycji w posiadaną infrastrukturę. Wspomniane wyżej przykłady Operatorów pokazują, że warto to robić, ponieważ korzyści są bardzo wymierne a gwarancja zwrotu (z nawiązką) pewna. Ale dzięki sprytnej technologii i filozofii podejścia do klientów ISP Cambium proponuje również drogi pośrednie, umożliwiające stopniowe modernizacje posiadanych sieci z minimalnym wkładam na początek.

Nie od razu MU-MIMO …wykorzystano – jak zrobić to małymi krokami/etapami?

Wymiana samej stacji bazowej na Cambium ePMP serii 3000 i pozostawienie starych stacji klienckich MIMO 2×2 to już pierwszy krok do zwiększenia wydajności sektora.

Jak to zrobić w Waszej sieci?

Zapytaj naszych ekspertów, podpowiemy jak to zaplanować i jak wykorzystać do tego gotowe rozwiązania Cambium.

tel: 65 547 65 55  e-mail: cambium@kajakom.pl

Wdrażając na początek takie rozwiązanie pośrednie, które pozwoli rozłożyć w czasie nakłady związane z modernizacją sieci, już zaobserwujemy znaczącą poprawę parametrów sieci.

Co daje pełne wykorzystanie MU-MIMO w sieci?

Pamiętajmy jednak, że w scenariuszach pośrednich czy przejściowych nadal korzystamy tylko z niewielkiej części możliwości technologii MU-MIMO od Cambium. Prawdziwe oblicze i możliwości zobaczymy dopiero gdy zamienimy stacje klienckie na stacje 802.11ac Wave 2, czyli stacje z rodziny Cambium Force 300-xx, które zapewnią pełne wykorzystanie MU-MIMO. Czyli np. sektor obsługujący ok. 60 klientów ze stabilną usługą na poziomie 50 Mbps dla każdego.

Główne korzyści z pełnego wdrożenie MU-MIMO:

  • – większa prędkość bazy AP, więc lepsze usługi np. droższe pakiety
  • – dwa razy większa prędkość do klientów (w stosunku do systemu 2×2) przy tych samych parametrach łączy (SNR) i bez zwiększania kanału
  • – powyższe korzyści dla wszystkich klientów bez względu na odległość od stacji, równy podział parametrów
  • – sieć gotowa na kolejne etapy rozwoju, dzięki kompatybilności końcówek klienckich (Forec 300-xx) z kolejnymi planowanymi stacjami bazowymi w przyszłości np. opartymi o chipset 802.11ax
  • – niższy koszt przejścia sieci do kolejnych generacji (koszt tylko wymiany stacji bazowej)
  • – lepsze wykorzystanie pasma i niższe koszty – jedna stacja bazowa MU-MIMO zastępuje 2-3 stacje starszych generacji innych producentów

Warto również podkreślić, że technologia MU-MIMO jest już sprawdzona i wykorzystywana w zaawansowanych rozwiązaniach Cambium, gdzie możliwa jest już obsługa nawet 14×14. Pozwalająca do 7 razy zwiększyć pojemność stacji przy minimalnej separacji 6°. Jest więc tylko kwestią czasu kiedy kolejne poziomy zaawansowania tej technologii znajdą się w rozwiązaniach dostępnych budżetowo dla operatorów ISP. W przypadku Cambium mamy również gwarancję zachowania kompatybilności przy wprowadzaniu kolejnych generacji urządzeń.

Wdrożenie rozwiązań na bazie technologii MU-MIMO, czyli Cambium ePMP 3000 daje możliwości wprowadzenia wydajnych i konkurencyjnych usług również po radiu. Radio nadal może być alternatywą dla innych technologii. Ale przede wszystkim skutecznym rozwiązaniem w lokalizacjach gdzie np. światłowód nadal jest niedostępny lub po prostu nieekonomiczny. Świadczą o tym liczne udane wdrożenia i sygnały o przekroczeniu kolejnych barier parametrów usługi.

Chętnie podzielimy sie swoim doświadczeniem i pomożemy zaplanować i wdrożyć  rozwiązania MU-MIMO na bazie rozwiązań Cambium. Na początku warto zapytać o możliwości i warianty wdrożenia. Nasi specjalisci są do Waszej dyspozycji:

tel: 65 547 65 55  e-mail: cambium@kajakom.pl

Zapisując się do naszego newslettera będziesz na bieżąco z nowościami.