Что такое формирование луча? Как это улучшает скорость Wi-Fi?

Имеет смысл узнать обо всем, что ускорит ваш Wi-Fi, верно?

Мы все ищем идеальный Wi-Fi, который покрывает весь дом и обеспечивает скорость интернета, которую гарантирует наш интернет-провайдер. Однако технология Wi-Fi необходима для передачи сигналов прямо на наши гаджеты без какого-либо ухудшения, чтобы эта мечта осуществилась.

Вот тут-то и появляется формирование луча — но что это такое и может ли оно ускорить ваш Wi-Fi? Тогда давай узнаем.

Зачем вам нужно формирование луча и что это такое?

Понимание того, как обычные Wi-Fi-маршрутизаторы передают данные, жизненно важно, прежде чем обсуждать формирование луча и его преимущества.

Видите ли, обычный маршрутизатор отправляет данные по радиоволнам. Эти волны генерируются и отправляются на ваше устройство маршрутизатором с помощью ряда антенн. Эти антенны могут быть скрыты внутри маршрутизатора или могут выходить из него в различных направлениях, придавая маршрутизатору вид трансформатора.

Большую часть времени эти антенны равномерно излучают волны во всех направлениях, создавая волны, которые напоминают рисунок камня, ударяющегося о поверхность воды. Ваш гаджет может подключаться к интернету благодаря волнам роутера. Тем не менее, сила этих волн уменьшается с увеличением расстояния. Скорость интернета вашего устройства падает из-за этого снижения силы волны, и формирование луча может помочь вам решить эту проблему.

Видите ли, всенаправленные волны отправляются маршрутизаторами Wi-Fi, которые не предлагают формирование луча. Напротив, формирование луча направляет радиоволны на ваше устройство, а не рассеивает их. Эта концентрированная стратегия позволяет волнам распространяться дальше, поскольку энергия не рассеивается по воздуху, что приводит к повышению мощности сигнала и увеличению скорости передачи данных.

Но как эти энергетические лучи фокусируются вашим маршрутизатором? Откуда он знает, где находятся ваши гаджеты?

Функция формирования луча

Ваш маршрутизатор излучает радиоволны с помощью антенн, как уже упоминалось ранее. Эти антенны часто могут излучать энергию согласованным образом. В результате маршрутизаторы используют идею интерференции для создания направленных лучей.

Когда две или более волны сталкиваются, интерференция — это просто возникающее в результате изменение амплитуды волны. В зависимости от фазы волн эти колебания амплитуд волн могут быть как положительными, так и отрицательными. Соответственно, при столкновении двух волн образуются две области: одна с сильным сигналом, а другая со слабым сигналом.

Это изменение интенсивности волн делает возможным формирование луча.

Таким образом, маршрутизатор посылает радиоволны через каждую антенну в разное время или в разное время, когда он хочет послать луч радиоэнергии на ваше устройство. Волны направляются к вашему устройству благодаря разнице во времени и фазе, что усиливает Wi-Fi.

Это приводит ко второму вопросу: как ваш маршрутизатор узнает положение вашего устройства? Нам нужно изучить различные виды формирования луча, чтобы понять их.

Методы формирования луча

Теперь мы можем изучить, как ваш Wi-Fi-маршрутизатор определяет свою позицию, узнав, как он посылает радиоволны. У вашего Wi-Fi есть два варианта решения текущей задачи.

1. Явное формирование луча

Маршрутизатор подключается к вашему устройству, чтобы определить его местоположение в пространстве при таком формировании луча. Поэтому маршрутизатор и ваше устройство должны поддерживать явное формирование луча, чтобы оно функционировало. Без этого ваше устройство и маршрутизатор не смогут обмениваться данными формирования луча, что отключит его.

Явное формирование луча осуществляется путем отправки вашему устройству уникальных пакетов данных формирования луча. Эта информация используется гаджетом для вычисления матрицы управления. Маршрутизатор использует эти данные для создания волн излучения, применяя рассмотренные выше идеи интерференции.

2. Неявное формирование луча

Неявное формирование луча, в отличие от явного формирования луча, тем не менее работает, даже если ваше устройство его не поддерживает. Маршрутизатор отправляет пакеты формирования луча на устройство, чтобы включить такое формирование луча, но устройство не отправляет маршрутизатору управляющую матрицу. Вместо этого маршрутизатор использует пакеты подтверждения для анализа шаблонов сигналов, полученных устройством.

Видите ли, всякий раз, когда устройство, подключенное к сети Wi-Fi, получает пакет данных, оно передает пакет подтверждения, чтобы указать, что оно это сделало. Если данные не получены, кадр подтверждения запрашивает повторную доставку маршрутизатором. На основе этих запросов маршрутизатор может определить положение устройства и использовать формирование луча для изменения радиоволн и повышения эффективности передачи.

Поскольку точные положения устройства сообщаются маршрутизатору устройством, явное формирование луча более эффективно, чем неявное формирование луча.

Формирование луча MIMO и MU-MIMO

Формирование луча улучшает беспроводную связь, усиливая радиосигнал, который достигает вашего устройства, как обсуждалось ранее. Тем не менее, это также делает возможной технологию MIMO. MIMO, что означает несколько входов и несколько выходов, позволяет вашему маршрутизатору одновременно доставлять несколько потоков данных на ваше устройство.

Пакеты данных передаются на всенаправленных волнах обычными маршрутизаторами, что делает невозможным одновременную отправку на устройство нескольких волн. С формированием луча все наоборот, поскольку маршрутизатор может транслировать несколько потоков данных, используя несколько волн с формированием луча.

Какие технологии вы можете использовать с вашим Wi-Fi?

С технической точки зрения Wi-Fi не имеет себе равных. Возможно, вам будет сложно понять возможности Wi-Fi, которые вы получаете, потому что каждый год выпускается так много протоколов и технических достижений.

Технологии Wi-Fi, поддерживаемые различными протоколами Wi-Fi, перечислены ниже с кратким описанием:

• 802.11a/b/g : эти протоколы Wi-Fi, 802.11a/b/g, не обеспечивают формирование луча. Таким образом, вы должны получить маршрутизатор, который поддерживает более новые протоколы, если ваш текущий маршрутизатор уничтожает эти протоколы.
• 802.21n: MIMO и формирование луча впервые были представлены в стандарте 802.11n. Однако, поскольку этот протокол предлагал два метода явного формирования луча, большинство производителей маршрутизаторов Wi-Fi предпочли вместо этого использовать неявное формирование луча. Таким образом, неявное формирование луча поддерживается большинством маршрутизаторов 802.11n. Формирование луча и MIMO были дополнительными функциями протокола 802.11n, и из-за того, насколько сложно было бы реализовать их в вычислительном отношении, большинство производителей не включали их в свои маршрутизаторы.
• 802.11ac волна 1 : этот протокол определяет только один метод для выполнения явного формирования луча и еще больше улучшает формирование луча. Это избавляет производителей от необходимости использовать отдельные методы реализации, что делает формирование луча и MIMO общими.
• 802.11ac волна 2: MU-MIMO изначально был представлен в спецификациях 802.11ac волны 2.
• 802.11ax: MU-MIMO стал еще лучше благодаря протоколу 802.11ax, иногда называемому Wi-Fi 6, который поддерживает его как для восходящей, так и для нисходящей линии связи.

Ускоряет ли Beamforming ваш Wi-Fi?

Мощность сигнала повышается за счет формирования луча, что также делает возможным использование MIMO и MU-MIMO. Эти параметры делают ваш маршрутизатор более быстрым за счет повышения скорости передачи данных. Воздействие технологии наиболее заметно в центре спектра расстояний, поэтому формирование луча — это не волшебная палочка, которая может заставить Wi-Fi покрывать чрезвычайно большие расстояния.