مفهوم مایمو MIMO و مزایای MIMO‌ در گوشی موبایل، لپ‌تاپ و مودم چیست؟

مفهوم مایمو

یکی از عبارت‌های مهم در توصیف مشخصات وای-فای و ارتباطات بی‌سیم، MIMO‌ است.

این عبارت مخفف Multiple Input, Multiple Output و به معنی چند ورودی و چند خروجی است. به عنوان مثال وسیله‌ای که 2×2 MIMO در صفحه‌ی مشخصات آن ذکر شده، دو استریم ارسال و دریافت هم‌زمان را پشتیبانی می‌کند.

در ادامه به توضیح بیشتر در مورد مفهوم مایمو MIMO و اهمیت آن در بررسی مشخصات گوشی‌ها و تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌های امروزی که وای-فای سریعی دارند، می‌پردازیم.

فناوری MIMO چیست و چه کاربردی دارد؟

با یک مثال ساده :

در روترهای قدیمی، هر کدام از آنتن ها یک وظیفه بر عهده داشتند و آن هم انتقال تک منظوره بود. به این صورت که یک آنتن امکان ارسال و دریافت داد ها را به صورت همزمان را نداشت و برای ارائه چنین قابلیتی باید از دو آنتن شبکه وایرلس استفاده می کردید. اما با روی کار آمدن فناوری MIMO (مخفف Multiple Input – Multiple Output) آنتن ها با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و قابلیت ارسال و دریافت همزمان برای آنها فعال شد.  یکی از ویژگی‌های مودم‌های گیمینگ یا مودم‌های سریع این است که از MIMO با تعداد استریم‌های بیش از ۲ عدد برخوردارند.

مایمو یا پشتیبانی از چند استریم هم‌زمان ارسال و دریافت داده، یک تکنولوژی امروزی است که در ارتباطات بی‌سیم سریع مثل شبکه‌ی مخابراتی نسل چهارم یا LTE و همین‌طور وای-فای 802.11ac مطرح شده و استفاده می‌شود.

وسیله‌ای که تنها یک آنتن داشته باشد، به صورت هم‌زمان نمی‌تواند دو استریم دیتا برای تبادل داده فراهم کند و در واقع وسیله‌ای است که از 1×1 MIMO پشتیبانی می‌کند.

اما در محصولات امروزی از ۲ استریم یا ۳ و ۴ استریم هم‌زمان پشتیبانی می‌شود. به عبارت دیگر گوشی پیشرفته‌ای مثل iPhone XR از ۲ استریم و گوشی‌های رده‌اول اپل یعنی iPhone XS و iPhone XS Max از ۴ استریم هم‌زمان پشتیبانی می‌کنند. بنابراین در صفحه‌ی مشخصات از عبارت 4×4 MIMO استفاده می‌شود و در این گوشی‌ها ۴ آنتن به جای ۱ آنتن قرار گرفته است.

تعداد آنتن بیشتر و MIMO‌ بالاتر برای سرعت بیشتر

هر یک از آنتن‌های موجود در وسایل بی‌سیم، برای ارسال یا دریافت داده استفاده می‌شود و هر چه تعداد آنتن‌ها بیشتر باشد، سرعت نیز بالاتر خواهد بود. البته سرعت تنها به تعداد آنتن‌ها بستگی ندارد بلکه به فرکانس برقراری ارتباط بی‌سیم و موارد جزئی‌تر مثل فاصله‌ی بین دو وسیله‌ی وای-فای یا به زبان دیگر، قدرت آنتن نیز وابسته است.

اما در شرایط یکسان و در ساده‌ترین حالت، تعداد آنتن‌ها و در واقع MIMO بالاتر به معنی سرعت بیشتر است. ۲ آنتن معادل ۲ برابر شدن سرعت است و ۴ آنتن به معنی ۴ برابر شدن حداکثر سرعت انتقال دیتا است.

توجه کنید که در ارتباط بین دو گوشی یا تبلت، اگر یکی از آنها از 4×4 MIMO پشتیبانی کند و دیگری تنها از 2×2 MIMO پشتیبانی کند، سرعت وسیله‌ی سریع‌تر، محدود خواهد شد. به همین ترتیب در ارتباط بین گوشی و دکل‌های مخابراتی اپراتورهای تلفن همراه نیز اگر اپراتور از 4×4 MIMO پشتیبانی نکند، حداکثر سرعت ممکن را تجربه نخواهید کرد!

آنتن‌دهی و تعداد MIMO

با توجه به اینکه تعداد MIMO معادل تعداد آنتن‌های به کار رفته در وسایل همراه است، معمولاً هر چه این عدد بالاتر باشد، آنتن‌دهی نیز بهتر خواهد بود. به عنوان مثال با توجه به اینکه تکنولوژی و آنتن‌های به کار رفته در طراحی آیفون ایکس‌آر و آیفون ایکس‌اس مشابه است، می‌توان گفت که iPhone XS با وجود ۴ آنتن داخلی، قدرت آنتن‌دهی بالاتری دارد. حتی در اتصال به دکل‌های مخابراتی یا مودمی که تنها از ۲ استریم ارسال و دریافت هم‌زمان پشتیبانی می‌کند هم وضعیت قدرت آنتن بهتر خواهد بود.

MIMO و تفاوت بین وای-فای و سلولار

تعداد استریم‌های ارسال و دریافت داده در تمام ارتباطات بی‌سیم یکسان نیست. به عنوان مثال آیفون‌های جدید اپل زمانی که با شبکه‌ی مخابراتی در ارتباط هستند، حداکثر از ۴ استریم ارسال و دریافت هم‌زمان پشتیبانی می‌کنند اما در صورت اتصال به شبکه‌ی وای-فای، این تعداد به ۲ مورد محدود می‌شود.

در محصولات اندرویدی مدرن مثل گلکسی اس ۹ و گلکسی اس 9 پلاس و همین‌طور  پیکسل ۳ گوگل و پیکسل ۳ ایکس‌ال هم از 4×4 MIMO در اتصال به شبکه‌ی LTE پشتیبانی می‌شود اما توجه کنید که آنتن‌های وای-فای در این محصولات، کم‌تعدادتر بوده و از MIMOهای کمتری پشتیبانی می‌شود.

4×4 MU-MIMO چیست؟

برخی مودم‌ها و روترهای پیشرفته‌تر از تکنولوژی پیشرفته‌تری به اسم Multiple Use Multiple Input, Multiple Output یا به اختصار MU-MIMO پشتیبانی می‌کنند. روتری که به عنوان مثال از 4×4 MU-MIMO پشتیبانی می‌کند، دارای ۴ آنتن است و به واسطه‌ی هر یک از آنتن‌ها می‌تواند با چند کاربر یا در واقع چند ابزار مختلف ارتباط هم‌زمان برقرار کند!

به عبارت دیگر می‌تواند به چند ابزار با پشتیبانی از 4×4 MIMO متصل شود. در این حالت تعداد استریم‌های ارسال و دریافت هم‌زمان داده که بین روتر و دیگر وسایل برقرار می‌شود، محدود به ۴ عدد نخواهد بود.