فناوری MIMO چیست و کدام میمو برای ما مناسب است؟

حتما وقتی مشخصات و بررسی‌های محصولات شبکه مانند مودم را خوانده‌اید، با کلمه MIMO برخورد داشته‌اید و مثلا گفته شده مدل خاصی از مودم از MIMO 4×4 پشتیبانی‌ می‌کند. اگر کنجکاو هستید که بدانید اصلا MIMO چیست و فراتر از آن MIMO 2×2 و MIMO 4×4 چیست و همچنین این فناوری چه سود عملی برای ما کاربران دارد؛ تا انتهای این نوشتار همراه شبکه‌چی باشید.

فناوری MIMO چیست؟

واژه MIMO (فارسی می‌نویسیم «میمو») مخفف Multiple Input, Multiple Output به معنای «چند ورودی، چند خروجی» است که به یک تکنولوژی خاص آنتن و نحوه دریافت و ارسال داده‌ها در شبکه‌های بی‌سیم نظیر وای‌فای و شبکه‌های سلولی اشاره دارد.

واژه MIMO در نقطه مقابل واژه SISO که مخخف Single Input, Single Output به معنای «یک ورودی، یک خروجی» قرار می‌گیرد.

فناوری میمو از چندین آنتن برای مدیریت مسیرهای سیگنال به طور همزمان استفاده می‌کند.

با چندین فرستنده و گیرنده (اغلب به عنوان “المنت” نامیده می‌شود)، میمو دستگاه‌ها را قادر می‌سازد تا داده‌ها را سریع‌تر از یک آنتن واحد ارسال و دریافت کنند.

ذکر این نکته ضروری است که هم در دریافت و ارسال فرکانس‌های وای‌فای می‌توانیم MIMO داشته باشیم و هم دریافت و ارسال شبکه‌های موبایلی مانند 4G و 5G.

• MU-MIMO چیست و چرا همه کاربران به آن نیاز ندارند؟

بگذارید با یک مثال ساده MIMO را بیشتر توضیح دهیم:

یک آنتن MIMO را به عنوان یک تیم از کارگران در نظر بگیرید. آنتن MIMO به جای اینکه یک کارگر (یا یک المنت آنتن) تمام وظایف انتقال داده را بر عهده بگیرد، چندین کارگر (المنت) را برای تقسیم وظایف به کار می گیرد.

این رویکرد تیمی منجر به فرآیند بسیار کارآمدتر می‌شود که انتقال داده‌ها را سریع‌تر و کیفیت سیگنال را بهبود می‌بخشد.

MIMO جزء کلیدی فناوری‌های بی‌سیم مدرن مانند 4G LTE و 5G، وای فای ۵ و ۶ و ۶ ای و وای‌فای ۷ است.

تفاوت MIMO و SISO چیست؟

همانطور که قبلاً اشاره کردیم؛ آنتن‌های MIMO از چندین عنصر برای ارسال و دریافت همزمان داده‌ها استفاده می‌کنند.

این قابلیت به ویژه در محیط‌هایی که ممکن است تداخل یا قدرت سیگنال ضعیف وجود داشته باشد؛ امکان افزایش نرخ داده و کیفیت سیگنال بهتر را فراهم می‌کند.

از طرف دیگر، یک آنتن SISO فقط یک فرستنده و یک گیرنده دارد. یعنی فقط می‌تواند داده‌ها را یکی یکی ارسال یا دریافت کند که می‌تواند سرعت و قابلیت اطمینان اتصال بی‌سیم شما را محدود کند؛ به خصوص در شرایطی که داده‌های زیادی در حال انتقال است.

MIMO چقدر از SISO سریع‌تر است؟

عدد دقیق، وابسته به قدرت سیگنال و همچنین نوع MIMO متفاوت خواهد بود.

 اما به‌طور کلی، مهاجرت از SISO به MIMO  از نوع MIM0 2×2  حدودا ۳۰ درصد افزایش در سرعت اتصال را در پی خواهد داشت.

 مشابه همین وضعیت در ارتقا از ۲×۲ به ۴×۴ خواهید داشت؛ بنابراین یک آنتن ۴×۴ می تواند ۷۰ درصد سرعت داده سریع‌تری نسبت به آنتن SISO داشته باشد.

این مزیت حتی اگر دکل سلولی (یا روتر وای فای) شلوغ باشد؛ نیز وجود دارد. یک آنتن MIMO اجازه می‌دهد تا داده‌های بیشتری از طریق منابع طیف یکسان ارسال شود.

تفاوت MIMO 2×2 و MIMO 4×4 چیست؟

در بخش قبل دیدیم که خود فناوری MIMO انواع مختلفی دارد که با توجه به تعداد آنتن دریافت‌کننده و ارسال کننده نام‌گذاری می‌شود.

به‌طور مثال، MIMO 2×2 و MIMO 4×4 و MIMO 8×8 داریم که با هم متفاوت هستند.

این اعداد به تعداد فرستنده (عدد اول) و گیرنده (عدد دوم) در یک سیستم MIMO اشاره دارد.

بنابراین تفاوت اصلی بین نسل‌های مختلف MIMO تعداد آنتن‌های گیرنده و فرستنده سیگنال است که البته تاثیر مستقیمی بر سرعت اتصال، کیفیت و قابلیت اطمینان اتصال خواهد داشت.

MIMO 2×2 چیست؟

در یک سیستم MIMO 2×2، دو فرستنده و دو گیرنده وجود دارد.

در بیشتر موارد، از دو آنتن “قطبی متقاطع” استفاده می‌شود. این روشی است برای چیدمان آنتن‌ها به شکل “x” یا “+” روی هم به طوری که آنها از یکدیگر جدا باشند.

این نوع پیکربندی می‌تواند دو جریان داده را به طور همزمان ارسال و دریافت کند.

 MIMO 2×2 معمولاً در بسیاری از روترهای WiFi و از دستگاه‌های 4G و 5G یافت می‌شود.

MIMO 4×4 چیست؟

سیستم MIMO 4×4 با چهار فرستنده و چهار گیرنده؛ همه چیز را بهبود می بخشند.

 این نوع تقسیم‌بندی اجازه می‌دهد تا حداکثر چهار جریان داده «مالتی پلکس» ایجاد شود.

MIMO 4×4 می‌‌تواند ۳۰ درصد سرعت بیشتری نسبت به نوع ۲×۲ داشته باشد. این نوع از MIMO اغلب در روترهای بی‌سیم پیشرفته و برخی از دستگاه‌های پیشرفته 4G و 5G یافت می‌شود.

در واقع، یک آنتن MIMO 4×4 معمولاً از دو آنتن متقاطع ۲×۲ تشکیل شده است. آنتن‌ها می‌توانند در داخل دستگاه قرار داده شده یا به صورت خارجی استفاده شوند.

آیا می‌توانیم از آنتن ۲×۲ با دستگاهی از نوع ۴×۴ استفاده کنیم؟

فرض کنید که یک مودم 5G خریده‌اید که از MIMO 4×4 پشتیبانی می‌کند و می‌خواهید آنتن تقویتی به دستگاه خود اضافه کنید. سوالی که پیش می‌آید این است که می‌توانیم از نوع ۲×۲ استفاده کنیم؟

این کار را توصیه نمی‌شود؛ زیرا هنگام استفاده از آنتن ۲×۲ با دستگاه ۴×۴، باید تصمیم بگیرید که کدام دو پورت را به آنتن متصل کنید. نکته مهم این است که همه پورت‌ها فرکانس‌های یکسانی را پخش نمی‌کنند.

• چگونه بفهمیم یک مودم نیاز به آنتن تقویتی دارد؟

به عنوان مثال، حتی جدیدترین دستگاه‌های 5G فقط از ۲×۱ یا ۲×۲ در باندهای سلولی فرکانس پایین (مانند ۶۰۰ مگاهرتز n71 یا باند ۷۰۰ مگاهرتز ۱۲/۱۳) استفاده می‌کنند.

 اما همان دستگاه از ۴×۴ در باندهای میانی (مانند ۲۵۰۰ مگاهرتز n41 یا ۳۵۰۰ مگاهرتز n78) استفاده می‌کند. پس، فرکانس‌های مختلفی روی پورت‌های مختلف می‌آیند.

 بنابراین اگر از آنتن SISO یا آنتن ۲×۲ با دستگاه ۴×۴ استفاده می‌کنید، ممکن است برخی از باندها اصلا پخش نشوند! بنابراین باید آنتن را با دستگاهی که دارید مطابقت دهید.

کدام نوع MIMO را انتخاب کنیم؟

بهترین گزینه این است که آنتن MIMO خود را با دستگاهی که خریداری می‌کنید؛ مطابقت دهید.

به عنوان مثال، اگر دستگاه شما فقط از MIMO 2×2 پشتیبانی می‌کند؛ استفاده از آنتن MIMO 4×4 فایده‌ای نخواهد داشت.

همچنین، از آنجایی که همه درگاه‌های آنتن فرکانس‌های مشابهی را منتقل نمی‌کنند؛ استفاده از آنتن MIMO 2×2 با دستگاه MIMO 4×4 ممکن است به این معنی باشد که برخی از فرکانس‌ها اصلاً مخابره نمی‌شوند.