Точка доступу UniFi AC HD з технологією MU-MIMO виробництва Ubiquiti

1 лютого 2017 року стало знаковим для компанії Ubiquiti. У цей день компанією було офіційно представлено точку доступу UniFi AC HD (UAP-AC-HD) , яка підтримує технологію MU-MIMO.

Стисло опишемо технологію MU-MIMO, що є абревіатурою від Multi-user MIMO. За назвою стає зрозуміло, що це, по суті, розрахований на багато користувачів MIMO. Тобто, якщо порівнювати із звичайним MIMO, який є SU-MIMO (коротко від Single-user), то нова технологія є розрахованою на багато користувачів. Технологічне рішення MU-MIMO було взято альянсом на «озброєння» у рамках передового стандарту 802.11ac Wave 2.

Детально про те, що таке MU-MIMO

У звичайній бездротовій мережі точки доступу Wi-Fi обслуговують клієнтів, що приєднуються, у порядку черги. У таких випадках чим більше клієнтів, тим навантаження на точки доступу збільшується. Можна розглянути приклад маршрутизатора. Адже помічено, що починаються дрібні зависання або так звані підгальмовування у випадках великої кількості підключених клієнтів.

Сама суть у тому, що за наявності відразу кількох каналів прийому/передачі MIMO, пристрій у вигляді точки доступу не міг зробити поділ цих ресурсів між декількома клієнтами.

Як приклад, у Вас стоїть точка доступу з трьома каналами і до цієї точки доступу приєднано два пристрої – перший із рішенням MIMO 2x2 та другий із SISO 1x1. Так ось, коли обслуговується перший пристрій, другий переходить в режим очікування. Навпаки процес відбувається так само. І це ще не все, тому що на кожен мережний пристрій покладено функцію Flow-control, що відповідає за керування потоком.

Щоб оптимізувати затримки, такі пристрої зберігають у буфері заданий обсяг даних. А за наявності великої кількості таких пристроїв підвищується навантаження на всю систему, оскільки завданням системи є «знати», що за чим, коли кому і від кого передавати. В результаті буває, що смуга пропускання застосовується неефективно, а значить клієнти стикаються з підвищенням затримок та падінням швидкості.

Сучасні маршрутизатори в більшості представлених на ринку варіантах мають два або навіть три канали MIMO. Проблема полягає в тому, що саме клієнтські пристрої мають модулі на 1 і тільки в кращих випадках максимум на 2 канали. В результаті клієнтом задіяні лише 1-2 канали з 3-х можливих. А результат буде в тому, що клієнту не надійде максимальна швидкість роутера, а сам роутер до того ж не використовує частину своїх можливостей.

Технологія MU-MIMO дозволить завантажити одночасно кожен із каналів, здійснивши оптимізацію роботи системи і в цей же час обслуговуватиме клієнтів. Виходячи з їх характеристик роутера, кількість клієнтів, що отримують одночасне обслуговування, може досягати 3-4.

Що пропонують у Ubiquiti

Точка доступу UniFi AC HD – це чудовий результат ідей та впроваджень від інженерів Ubiquiti. Дану точку доступу спеціально створили для використання у бездротових мережах з великим навантаженням. Модель UAP-AC-HD відповідає передовому стандарту 802.11ac Wave 2. Вона ідеальна для комерційного застосування серед високої щільності клієнтських пристроїв. Приклади – торгові центри, вокзали, університети, аеропорти та конференц-зали.

До 1 лютого лідером усі вважали UniFi AC Pro зі стандартом 802.11ac Wave 1. Але основна проблема першої хвилі стандарту 802.11ac полягає в тому, що немає можливості одночасної взаємодії з кількома клієнтами.

Нижче ми пропонуємо порівняти SU-MIMO та MU-MIMO у випадку, коли підключено 5 клієнтів.

За умови одночасної роботи з 5 клієнтами, точка доступу з технологією MIMO 3x3 може дати 200 Мбіт, а якщо збільшити кількість каналів до 4, то продуктивність SU-MIMO збільшується до 260 Мбіт.

І ми бачимо, що конфігурація MU-MIMO 4x4 може дати заповітні 450 Мбіт і таким чином приріст пропускної спроможності становить близько 70%. Правило приросту просте – збільшується кількість підключених клієнтів, отже, збільшується приріст.

Існуючі рішення 802.11ac Wave 2 більшості брендів мають можливість працювати максимум з трьома клієнтами. Кількісний показник одночасного обслуговування клієнтів однієї UniFi-AC-HD безпосередньо залежить лише від вкладених можливостей клієнтського обладнання:

- 1 клієнт MIMO (3x3) та 1 клієнт SISO (1x1);
- 1 клієнт MIMO (2x2) та 2 клієнти SISO (1x1);
- 2 клієнти MIMO (2x2);
- 4 клієнти SISO (1x1).

Сумарна кількість клієнтів, що одночасно підключаються, теж збільшилася. У Ubiquiti запевнили, що точка доступу UniFi AC HD може витримати роботу з більш ніж 500 клієнтами. Якщо брати до порівняння попереднє покоління UniFi, то вони підтримують лише 200 клієнтів.

Такі нововведення були б неможливі без архітектури. Точку доступу UAP-AC-HD оснастили двома роздільними радіомодулями, які підтримують апаратний offload.

До того ж радіомодулі мають високу вихідну потужність до 25 дБм (близько 300 мВт). Така характеристика дозволила збільшити зону покриття. Обидва радіомодулі задіяні по 2 антени подвійної поляризації - 3 дБі для 2.4 ГГц і 5 дБі для 5 ГГц.

Головний процесор має модулі апаратного розвантаження (Management, Guest Control, QoS) з метою максимально швидко обробляти пакети.

Варто відзначити і підтримку технології формування потоку, часто її називають «Beam Forming». Таке рішення дає точці доступу можливість формування направленого потоку до кінцевого пристрою за допомогою кількох антен.