СПРОСИТЕ! Привет. Подскажите, пожалуйста, что такое Beamforming? На роутере наклеена похожая надпись, но я не понимаю, что это.
БЫСТРЫЙ ОТВЕТ! Технология Beamforming (от англ. «Beam» — луч, «Forming» — формирование) — это формирование направленного луча радиосигнала через Wi-Fi. Вообще говоря, роутер примерно понимает, где находится ваш ноутбук, телефон, планшет или даже телевизор, формирует направленный сигнал, сконцентрированный в этом направлении, и клиентское устройство получает лучший сигнал. А как известно, чем лучше идет сигнал, тем выше скорость обмена данными. Эта технология впервые появилась в жизнеспособной форме в стандарте 802.11ac WiFi. А теперь более подробно о самой технологии ниже в статье.
Если вы хотите узнать все секреты Wi-Fi, вам сюда.
Как работает технология?
Начнем с того, что сама технология впервые появилась в стандарте 802.11n, но была проблема в том, что каждый производитель своего оборудования реализовывал ее по-своему с разными алгоритмами. И в результате он мог работать только между устройствами одного производителя. И уже с выходом 802.11ac эта технология заработала как надо, так как появился 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, позволяющей за счет нескольких антенн передавать данные на несколько устройств одновременно. А теперь уже появился MIMO со стандартом 802.11n.
MIMO позволяет создавать несколько потоков и передавать по ним данные одновременно. Существует два типа MIMO:
- SU-MIMO: когда данные передаются на устройство несколькими потоками.
- MU-MIMO — когда связь с роутером осуществляется одновременно сразу с несколькими клиентами.
Вы скоро поймете, почему я начал это. Технология MIMO возможна только при наличии у роутера одновременно нескольких антенн, то есть данные с каждой антенны передаются на конкретное устройство. Это достаточно удобно, ведь теперь вам не нужно стоять в очереди, чтобы получить доступ к сети и интернету. MU-MIMO имеет схемы:
- 2 х 2
- 3х3
- 4х4
- 8×8
Если роутер имеет 3 антенны и поддерживает схему 3х3, то он может одновременно общаться сразу с 3 устройствами.
Transmit Beamforming использует сразу несколько антенн, чтобы понять приблизительное местоположение устройства в пространстве. На самом деле каждая антенна равномерно передает радиосигнал во всех направлениях; Вы ничего не можете с этим поделать. И тут возникает вопрос: как можно усилить и улучшить сигнал в конкретном месте, где есть телефон, планшет или ноутбук?
На помощь приходят физика и концепция интерференции. Интерференция – это когда, наложив две волны, мы видим, что в одном месте колебания усиливаются и сигнал улучшается, а в другом колебания ослабевают и сигнал ухудшается.
Давайте посмотрим пример. У нас роутер с двумя антеннами. Каждая антенна начинает излучать радиоволны. И есть два клиента. Пассивный клиент — это тот, который стоит в очереди, то есть в данный момент ему не передается никакая информация, он ничего не получает.
Активный клиент — это клиент, который в данный момент получает данные от маршрутизатора. Формирование луча работает следующим образом:
- Обе антенны устанавливают основные колебания волны.
- С помощью фазового сдвига обе антенны начинают подстраивать амплитуду сигнала так, чтобы она была максимальной в том месте, где находится клиентское устройство.
На изображении выше 1-й клиент активен и антенны настраивают радиоволны таким образом, чтобы в месте расположения устройства была максимальная интерференция и наложение двух волн, идущих от двух антенн.
Затем активируется второе устройство (см изображение ниже). А антенны адаптируют фазы для усиления сигнала в месте нахождения этого устройства.
Но не забывайте, что в анализе местоположения клиентских устройств участвует не один маршрутизатор. Сам клиент является основным звеном в нашей задаче. Получается такая схема:
Но мы рассматриваем схему, в которой оба устройства поддерживают Beamforming. В этом случае луч считается явно сформированным (Implicit Beamforming, iBF). Если клиентское устройство не поддерживает эту технологию и не может передать информационный лист приема информации о состоянии канала (CSI), маршрутизатор все равно пытается примерно понять, где находится устройство, на основе данных, полученных от клиента, а также оценивает связь канала.
Это название неявного формирования луча (iBF). В Интернете можно найти массу комментариев о том, что эта технология — всего лишь маркетинговая стратегия. Но на самом деле он сильно повышает качество связи и скорость передачи данных.
Beamforming, в теории, может обнулить помехи, послав определенный сигнал в сторону источника помех, что также улучшает связь в многоквартирных домах, где помимо вас много соседних роутеров, мешающих вашей точке доступа.
Напомню, что эта технология активно используется в Wi-Fi шестого поколения; вы можете прочитать об этом подробно здесь. Также, если вы хотите углубиться и более детально разобраться в теме, советую ознакомиться с дополнительными материалами:
- Что такое роутер
- Статья о каналах Wi-Fi и для чего они нужны
- Пропускная способность
- О частотах Wi-Fi (2,4 и 5 ГГц)
