MIMO là gì? Lợi ích của công nghệ MIMO trong thời đại số

Bạn đọc đang sử dụng các thiết bị phát Wifi chắc hẳn không còn lạ gì với thông số kỹ thuật MIMO. Một số sản phẩm bộ phát Wifi hiện nay hỗ trợ các tiêu chuẩn MIMO 2×2, 3×3, 4×4. Vậy bạn đã hiểu rõ công nghệ MIMO là gì hay chưa? Nguyên lý hoạt động của công nghệ này diễn ra như thế nào? Hãy cùng khám phá trong bài viết ngay sau đây!

mimo là gì

MIMO là gì?

MIMO là viết tắt của Multi Input Multi Output. MIMO được định nghĩa theo hai cách:

1: MIMO là công nghệ liên lạc vô tuyến hoặc công nghệ RF, trong đó nhiều anten được sử dụng ở cả nguồn (máy phát) và đích (máy thu). Đây là công nghệ truyền thông không dây sử dụng nhiều anten phát và thu tín hiệu cùng lúc để tăng cường hiệu suất truyền tải mạng không dây, giảm thiểu độ trễ mạng. Có thể hiểu cách khác thì MIMO là một phần của công nghệ giao tiếp không dây tùy vào số lượng anten thu phát được tích hợp trên thiết bị, cung cấp tốc độ kết nối tương ứng.

2: MIMO là một kỹ thuật thực tế để gửi và nhận đồng thời nhiều tín hiệu dữ liệu trên cùng một kênh vô tuyến bằng cách khai thác sự lan truyền đa đường. Khi người dùng sử dụng ở khu vực thành thị, tín hiệu RF truyền giữa thiết bị cầm tay của người dùng và hệ thống trạm phát sóng thường bật ra khỏi nhiều tòa nhà trên đường đi. 

Sự nảy xung quanh tín hiệu RF như vậy được gọi là Đa đường – Một hiện tượng trước đây được coi là có thể gây ảnh hưởng tới đường truyền liên lạc RF. Tuy nhiên, công nghệ truyền thông RF MIMO (Nhiều đầu vào/Nhiều đầu ra) đã tận dụng hiện tượng Đa đường thành một phương pháp hữu ích để cải thiện khối lượng dữ liệu truyền tải và tốc độ dữ liệu của người dùng trên các thiết bị cá nhân như laptop, điện thoại, tablet…

Các mô hình mạng di động 4G, LTE, LTE – Advanced, 5G và mạng Wifi hiện nay đã và đang ứng dụng công nghệ MIMO, sử dụng đa luồng truyền tải dữ liệu để tận dụng tối băng thông sẵn có và mang lại hiệu suất tốt hơn cho mọi tác vụ của người dùng.

Phân biệt giữa SISO – MIMO – MISO – SIMO

Trước khi công nghệ MIMO được ra đời, các thiết bị router Wifi hay bộ phát Wifi chuyên dụng sẽ được tích hợp công nghệ SISO – Single In Single Out. Đồng nghĩa với việc trên thiết bị phát Wifi sẽ có 1 anten để truyền với 1 anten để nhận. Bạn đọc chắc hẳn không quá xa lạ với các thiết bị phát Wifi phiên bản cũ thường chỉ có 1 anten duy nhất trong khi những phiên bản bộ phát Wifi mới nhất hiện nay được trang bị lên tới 3 ~ 5 anten.

Sóng vô tuyến khi gặp các vật cản như tường, nhà, cây cối sẽ bị phân tán, yêu cầu phải phải đi qua nhiều đường để tới được thiết bị thu. Vì vậy, sẽ xảy ra tình trạng có gói dữ liệu đến trước, gói dữ liệu đến sau khiến tốc độ mạng bị suy giảm. 

Tuy nhiên, nếu sử dụng 2 hoặc nhiều anten hơn để truyền và nhận tín hiệu thì có thể giảm bớt hiện tượng trễ mạng, đồng thời tận dụng việc phân tán của sóng theo chiều hướng có lợi.

SISO bị hạn chế về lưu lượng dữ liệu mà bạn có thể truyền đi trên 1 anten. Vì vậy MISO được ra đời để xử lý điều này. Lúc này trên thiết bị phát Wifi sẽ được trang bị nhiều anten hơn. Tuy nhiên, các dòng laptop, điện thoại thời đó vẫn chỉ có thể nhận tín hiệu trên 1 anten duy nhất. SIMO cũng tương tự như MISO, bạn sẽ có 1 anten truyền tín hiệu và nhiều anten nhận tín hiệu đồng thời. Song cả 2 giải pháp này vẫn chưa phải giải pháp tối ưu nhất, chưa thực sự cải thiện nhiều về hiệu năng và tốc độ.

siso mimo miso simo

Cuối cùng, công nghệ MIMO đã được ra đời, cho phép bộ phát Wifi Vì có thể truyền và nhận tín hiệu trên nhiều anten cùng lúc. Qua đó, giúp giảm thiểu tối đa độ trễ mạng, tăng cường tốc độ truyền tải và giải phóng hiệu năng thiết bị. 

Theo một thử nghiệm nhỏ được thực hiện bởi các chuyên gia đại học Los Angeles, hệ thống MIMO 4×4 có tốc độ cao hơn từ 2.5 – 3 lần so với mô hình anten SISO trong môi trường có mức độ nhiễu tín hiệu cao. Hơn nữa, MIMO cũng tiết kiệm năng lượng hơn so với SISO khi cùng truyền tải dữ liệu ở tốc độ 65Mbps với chuẩn Wifi 802.11n.

Mô hình

Anten phát

Anten nhận

So sánh với SISO

Tốc độ truyền tải

Khoảng cách truyền phát

MIMO

Multiple

Multiple

>   

>

MISO

Multiple 

Single

=   

=

SIMO

Single  

Multiple

=   

>

Những con số trong MIMO có ý nghĩa gì?

Hiện nay, khi sử dụng một số bộ phát Wifi hoặc card NIC Wifi, bạn đọc có thể nhận thấy công nghệ MIMO được biểu thị theo các thông số như: 2×2, 3×3 và 4×4.Để giải thích đơn giản thì số đầu tiên sẽ thể hiện số anten phát tín hiệu và số sau dấu “x” sẽ thể hiện số anten nhận.

Ví dụ về thiết bị phát Wifi có thông số là 2×2 thì:

  • 2: 2 anten truyền tín hiệu trong cùng 1 thời điểm.
  • 2: 2 anten nhận tín hiệu trong cùng 1 thời điểm.

Tại sao nên sử dụng công nghệ MIMO?

Có một số ưu điểm chính của MIMO khiến nó trở thành công cụ thay đổi cuộc chơi trong các hệ thống không dây thế hệ tiếp theo:

  • Tăng thông lượng: MIMO cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn đáng kể bằng cách truyền nhiều luồng dữ liệu cùng một lúc. Điều này dẫn đến tốc độ tải xuống và tải lên nhanh hơn, cho phép người dùng truyền phát video độ phân giải cao, tải xuống các tệp lớn và tham gia chơi trò chơi trực tuyến theo thời gian thực mà không gặp bất kỳ độ trễ nào.
  • Vùng phủ sóng và phạm vi được cải thiện: Công nghệ MIMO tăng cường vùng phủ sóng và phạm vi của mạng không dây bằng cách khai thác tính đa dạng không gian của nhiều ăng ten. Nó mở rộng phạm vi tín hiệu và cải thiện chất lượng tín hiệu, đảm bảo kết nối đáng tin cậy ngay cả trong những môi trường đầy thách thức như khu đô thị đông đúc hoặc các tòa nhà có tường dày.
  • Chất lượng tín hiệu nâng cao: Hệ thống MIMO giảm thiểu tác động của hiện tượng suy giảm và nhiễu tín hiệu, dẫn đến chất lượng tín hiệu được cải thiện. Điều này có nghĩa là ít cuộc gọi bị rớt hơn, ít bị gián đoạn hơn trong các hội nghị truyền hình và hiệu suất tổng thể tốt hơn trong các tình huống cường độ tín hiệu bị hạn chế.
  • Giảm độ trễ: MIMO giảm độ trễ bằng cách sử dụng nhiều anten để truyền và nhận dữ liệu đồng thời. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng thời gian thực như trò chơi trực tuyến, hội nghị truyền hình và giao tiếp trên xe tự lái, trong đó độ trễ thấp là yếu tố quan trọng để mang lại trải nghiệm liền mạch cho người dùng.
  • Cải thiện hiệu quả năng lượng: Hệ thống MIMO tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên không dây, cho phép tiết kiệm năng lượng tốt hơn và tuổi thọ pin dài hơn cho các thiết bị được kết nối với các mạng này. Điều này đặc biệt có lợi cho các thiết bị Internet of Things (IoT), vốn thường hoạt động với nguồn điện hạn chế.

những lý do nên sử dụng mimo

Phân loại MIMO phổ biến hiện nay

Công nghệ MIMO hiện nay được chia thành 2 phiên bản chính, bạn đọc có thể tham khảo:

Công nghệ SU-MIMO

SU MIMO là viết tắt của Single-User – Multiple Input – Multiple Output (Một người dùng – Nhiều đầu vào – Nhiều đầu ra). Công nghệ SU-MIMO cho phép thiết bị phát Wifi đồng thời gửi đến và nhận dữ liệu từ một thiết bị trong cùng 1 thời điểm. SU-MIMO thường được trang bị trên các dòng thiết bị phát Wifi hỗ trợ chuẩn 802.11n.

Công nghệ MU-MIMO

MU MIMO là viết tắt của công nghệ Multi-User – Multiple Input – Multiple Output (Nhiều người dùng- Nhiều đầu vào và Nhiều đầu ra). Công nghệ MU-MIMO vẫn cho phép bộ phát Wifi truyền và nhận tín hiệu đồng thời trên nhiều anten. Tuy nhiên, nâng cấp ở đây nằm ở việc thay vì chỉ hỗ trợ kết nối với 1 thiết bị user duy nhất thì MU-MIMO cho phép giao tiếp với nhiều thiết bị cùng lúc. 

Thiết bị laptop, Smart TV và điện thoại của bạn có thể đồng thời truyền và nhận dữ liệu cùng lúc với bộ phát Wifi. Các thiết bị khách sẽ không cần phải đợi chờ nhau truyền tải xong dữ liệu mới được kết nối, từ đó giảm thiểu tối đa độ trễ mạng.

Chuẩn Wifi 5 802.11ac đã hỗ trợ công nghệ MU-MIMO, tuy nhiên 1 số dòng thiết bị phát Wifi cao cấp chỉ hỗ trợ chiều downlink. Đối với các thiết bị hỗ trợ chuẩn Wifi cao hơn là 802.11ax, MU-MIMO đã hỗ trợ đồng thời cả 2 chiều Uplink và Downlink.

so sánh su mimo và mu mimo

Sự khác nhau giữa SU-MIMO và MU-MIMO

Bạn đọc có thể tham khảo bảng so sánh ngay sau đây:

Khác biệt

MU MIMO

SU MIMO

Cách thức hoạt động

truyền gói dữ liệu tới nhiều thiết bị trong mạng cùng lúc

truyền gói dữ liệu đến lần lượt các 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(đang phát triển)

Các thiết bị chuẩn 802.11.n

Các ứng dụng phổ biến của công nghệ MIMO

MIMO trong mạng Wi-Fi

Mạng không dây Wifi đã được hưởng lợi rất nhiều từ công nghệ MIMO, đặc biệt với sự ra đời của các tiêu chuẩn Wifi 4 802.11n và Wifi 5 802.11ac. Các tiêu chuẩn này cho phép khai thác tối đa công nghệ MIMO để cung cấp tốc độ truyền tải nhanh hơn, vùng phủ sóng tốt hơn và giảm thiểu tối đa độ trễ mạng trong các môi trường có mật độ kết nối lớn. 

Các thiết bị phát Wifi hỗ trợ MIMO có thể truyền nhiều luồng dữ liệu cùng lúc, đảm bảo trải nghiệm Internet liền mạch, đồng nhất cho nhiều người dùng.

MIMO trong Mạng 4G LTE và 5G

Công nghệ MIMO đã đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến bộ của mạng di động. Mạng 4G LTE và 5G sử dụng MIMO để cải thiện tốc độ dữ liệu và dung lượng mạng. Bằng cách kết hợp nhiều anten trong các trạm gốc và thiết bị di động, MIMO cho phép truyền và nhận đồng thời các luồng dữ liệu, nâng cao hiệu suất và hiệu quả tổng thể của mạng.

Tổng kết

Trên đây là những thông tin về công nghệ MIMO được Unifi.vn tổng hợp và biên soạn. Công nghệ MIMO đã và đang đóng vai trò quan trọng không chỉ trong mạng di động mà còn mang tới những lợi ích lớn cho các mô hình mạng không dây Wifi. Qua đó, cải thiện tốc độ truyền tải, xử lý đa kết nối cùng lúc đặc biệt tại các mô hình có mật độ kết nối lớn. Đừng quên theo dõi những bài viết mới nhất của Unifi.vn sẽ được đăng tải trên website chính thức của chúng tôi trong thời gian sắp tới!