MIMO là gì? Phân loại và cách thức hoạt động của MIMO

Trong kỷ nguyên công nghệ phổ biến ngày nay, giao tiếp không dây đã trở thành chức năng không thể thiếu đối với các thiết bị được kết nối. Công nghệ MIMO là một cách tiếp cận mang tính cách mạng đối với giao tiếp không dây. Nó giúp truyền và nhận dữ liệu đồng thời, dẫn đến tăng thông lượng dữ liệu và cải thiện chất lượng tín hiệu. Hãy cùng tìm hiểu MIMO là gì và cách nó hoạt động để tận hưởng trải nghiệm internet mượt mà hơn thông qua bài viết bên dưới!

MIMO là gì?

MIMO là viết tắt của Multiple-Input Multiple-Output. Đây là công nghệ truyền thông không dây sử dụng nhiều ăng-ten ở cả đầu phát và đầu thu để cải thiện hiệu suất và dung lượng của mạng không dây. 

Trong các hệ thống không dây truyền thống, thường chỉ có một ăng-ten ở mỗi đầu của liên kết truyền thông. Tuy nhiên, với công nghệ MIMO, nhiều ăng-ten được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu đồng thời. Điều này cho phép tăng thông lượng dữ liệu, cải thiện chất lượng tín hiệu và tăng cường phạm vi phủ sóng.

MIMO tận dụng lợi thế của sự lan truyền đa đường, tức là hiện tượng tín hiệu đi theo nhiều đường giữa máy phát và máy thu do phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ trong môi trường. Bằng cách sử dụng nhiều ăng-ten, MIMO có thể khai thác các tín hiệu đa đường này để tăng tốc độ dữ liệu và độ tin cậy.

Lợi ích của công nghệ WiFi MIMO

Tăng tốc độ dữ liệu

MIMO cho phép nhiều ăng-ten truyền và nhận dữ liệu đồng thời, giúp tăng tốc độ dữ liệu chung của hệ thống truyền thông không dây. Điều này đặc biệt có lợi trong các ứng dụng dữ liệu tốc độ cao như phát trực tuyến video hoặc truyền tệp.

Cải thiện độ tin cậy của liên kết

Bằng cách sử dụng các đường dẫn khác nhau, MIMO có thể giảm thiểu tác động của hiện tượng fading, nhiễu và các suy giảm kênh khác, tạo ra liên kết không dây đáng tin cậy hơn.

Tăng cường phạm vi và vùng phủ sóng: Hệ thống MIMO có thể sử dụng nhiều ăng-ten để truyền cùng một dữ liệu qua các đường dẫn khác nhau, có thể tăng vùng phủ sóng và phạm vi của hệ thống truyền thông không dây. Bằng cách tận dụng nhiều ăng-ten, MIMO có thể vượt qua các chướng ngại vật và cải thiện cường độ tín hiệu ở những khu vực có vùng phủ sóng kém.

Hiệu quả phổ tốt hơn

Hệ thống MIMO có thể truyền nhiều luồng dữ liệu đồng thời bằng cùng một băng tần, giúp cải thiện hiệu quả phổ.

Giảm tiêu thụ điện năng

Hệ thống MIMO có thể đạt được cùng tốc độ dữ liệu với công suất truyền thấp hơn so với hệ thống ăng-ten đơn truyền thống. Điều đó giúp giảm lượng tiêu thụ điện năng một cách đáng kể. 

MIMO hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của công nghệ MIMO là nhiều ăng-ten tại máy phát và máy thu tạo ra nhiều đường truyền hoặc kênh truyền thông. Các kênh này được gọi là kênh không gian. 

Công nghệ MIMO tận dụng lợi thế thực tế là các kênh không gian độc lập với nhau. Điều này có nghĩa là các luồng dữ liệu có thể được truyền và nhận trên các kênh không gian khác nhau mà không gây nhiễu lẫn nhau. 

Tại máy phát, các luồng dữ liệu được mã hóa và sau đó được truyền qua các kênh không gian khác nhau. Tại máy thu, các tín hiệu từ các ăng-ten khác nhau được kết hợp để giải mã các luồng dữ liệu khác nhau. 

MIMO có bao nhiêu loại?

SU-MIMO: Trong SU-MIMO, nhiều ăng-ten được sử dụng để tạo ra một liên kết thông lượng cao chuyên dụng giữa một máy phát và một máy thu duy nhất.

MU-MIMO: MU-MIMO cho phép một điểm truy cập duy nhất giao tiếp với nhiều người dùng cùng lúc, cải thiện hiệu quả và dung lượng mạng tổng thể.

So sánh SU-MIMO và MU-MIMO

	SU-MIMO	MU-MIMO
Cách thức hoạt động	Truyền dữ liệu tới nhiều thiết bị cùng lúc	Truyền dữ liệu lần lượt đến từng thiết bị
Khả năng phục vụ mạng	Nhiều thiết bị có thể vào mạng cùng một lúc	Các thiết bị thay phiên nhau vào mạng
Ứng dụng	Các thiết bị router chuẩn 802.11.ac, Wifi 6 và Wifi 7	Các thiết bị chuẩn 802.11.n

Các con số cần lưu ý về MIMO

Khi sử dụng Wifi có công nghệ MIMO bạn sẽ thấy những con số 2×2, 3×3 và 4×4. Con số này đặc trưng cho số anten, cụ thể số đầu tiên thể hiện số lượng anten phát, số sau dấu “x” thể hiện số lượng anten thu. 

Trong khi các điểm truy cập (AP) thường sở hữu một số lượng lớn ăng-ten, từ 4 đến 16, các thiết bị đầu cuối như điện thoại di động thường chỉ có một hoặc hai ăng-ten. Sự khác biệt về khả năng của ăng-ten này dẫn đến việc sử dụng không hết tài nguyên kênh trong quá trình truyền giữa các AP và thiết bị đầu cuối, lãng phí tài nguyên ăng-ten của AP. Do đó, công nghệ MU-MIMO ra đời để giải quyết vấn đề này vì nó cho phép AP đồng thời truyền tín hiệu đến nhiều thiết bị đầu cuối.

=> Tìm hiểu thêm: MU-MIMO là gì? Những điều cần biết về MIMO

MIMO khác với Beamforming ra sao?

Beamforming là công nghệ giúp tập trung tín hiệu sóng WiFi theo một hướng cụ thể giúp tối ưu khả năng nhận tín hiệu và dữ liệu. Trong khi MIMO sử dụng nhiều anten để phát và thu nhận tín hiệu của kết nối không dây. Mục đích của Beamforming là linh hoạt thay đổi vùng phủ sóng và hướng tài nguyên về các thiết bị đang sử dụng nhiều hơn. 

=> Tìm hiểu thêm: Beamforming là gì? 

Ứng dụng của công nghệ MIMO

MIMO được ứng dụng rộng rãi trong các chuẩn không dây như Wifi, LTE, 5G,…

Wifi: MIMO được sử dụng rộng rãi trong các chuẩn Wi-Fi như 802.11n, 802.11ac và 802.11ax (Wi-Fi 6) để đạt được tốc độ dữ liệu cao hơn và vùng phủ sóng được cải thiện.

LTE: MIMO giúp LTE tăng tốc độ dữ liệu và hiệu quả sử dụng phổ. Nó ghép kênh phân chia theo tần số trực giao ( OFDM ) để tăng tốc độ lên tới 100 mbps và hơn thế nữa. Các tốc độ này cao gấp đôi tốc độ được cung cấp bởi các thiết bị chuẩn Wi-Fi 802.11a trước đó. 

5G: kỹ thuật MIMO đối với mạng 5G sẽ sử dụng thiết lập khác gọi là song công phân chia theo thời gian (TDD). Điều này mang lại nhiều lợi thế hơn so với FDD (hệ thống song công phân chia theo tần số) của mạng 4G.

Tổng kết

Bằng cách tận dụng nhiều ăng-ten và ghép kênh không gian, công nghệ MIMO đã cách mạng hóa truyền thông không dây, cho phép truyền dữ liệu cao hơn, cải thiện chất lượng tín hiệu và tăng dung lượng mạng, khiến nó trở thành thành phần không thể thiếu của các hệ thống không dây hiện đại. Hy vọng rằng những thông tin mà Hoàng Hải chia sẻ có thể giúp cho bạn đọc hiểu rõ MIMO là gì? Nếu có thắc mắc đừng ngần ngại liên hệ cho chúng tôi để được hỗ trợ.