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SISO X MIMO, Como funciona cada tecnologia e qual usar. | AcessoWi-Fi.com

SISO X MIMO, Como funciona cada tecnologia e qual usar.

Saudações amigos AcessoWi-Fi.com!

Hoje venho apresentar alguns detalhes sobre rádios MIMO e SISO para uso em radioenlace seja em 900mhz, 2.4Ghz ou 5.8Ghz.
Com a popularização dos rádios de diversas marcas e modelos, temos uma grande gama de radios SISO e MIMO no mercado; mas afinal, o que é MIMO e o que é SISO?

SISO é a abreviação de Single In Single Out ou em uma tradução livre, entrada simples, saida simples. Isto faz com que o equipamento transmita de forma simples e receba na forma simples, ocasionando poucos pacotes em trafego pois ele precisa receber e transmitir de forma separada, simples.

MIMO é a abreviação de Multiple Input Multiple Output ou em uma tradução livre, múltiplas entradas múltiplas saidas, fazendo com que os equipamentos se comuniquem de forma mais rápida e transmitindo e recebendo de forma múltipla.

Em uma pergunta realizada na Under-Linux, o membro “rubem” fez uma explanação bem interessante sobre a otimização de sistemas SISO X MIMO e o uso das polarizações, de forma simples ou dupla. Segue a resposta do mesmo sobre o uso das polarizações e explanação extremamente coerente sobre o assunto:

“Se tem antena dupla-polarização, tanto faz todos os clientes na vertical, ou alguns na V e outros na H, o processamento do rádio muda conforme a quantidade de clientes e não conforme a polarização.

Mas… se metade dos clientes estão em V e metade em H, cada chain do rádio terá metade dos dados pra lidar, na hora de transmitir cada amplificador será usado só metade do tempo (Logo, aquecerá menos, terá menor distorção então), e o sinal terá menos choque de pacotes (Por 2 clientes transmitindo ao mesmo tempo).

Se tem rádio e antena de dupla polarização na torre, e seleciona pra digamos MCS5 (Um data rate de polarização simples) o rádio envia o SSID nos 2 chains, o que ele recebe pelo chain0 ele NÃO vai responder no chain0, o que receber no chain1 ele NÃO vai responder no chain1, o rádio começa o envio nos 2 chains (Faz a requisição inicial de envio) mas só continua no chain que obtiver resposta (No chain da polarização da antena, caso tudo esteja configurado direito sem uma porquice tipo uma antena recebendo -40dBm numa pol. e -60dBm na outra, o sinal na pol. “errada” deve ficar abaixo da legibilidade). Pra bandas medianas tem que ter melhoria no desempenho porque cada chain tem seu amplificador e sua entrada separada no chipset, por mais que o começo do envio seja feito pelos 2 chain o grosso do pacote vai só no chain correto.

Esses rádios são feitos pra MISO/SIMO, roteador de mesa tem 2 ou 3 antenas na MESMA polarização e o uso que fazemos com pol. diferentes é meio que adaptação técnica, no projeto inicial do padrão N era previsto o uso de 1T2R/2T1R independente de polarização. Mas colocar uma setorial por chain, em ângulos diferentes, não vai dar um desempenho ok porque a antena apontada mais pro lado vai receber o sinal do cliente talvez só 10dBm mais baixo que a antena vizinha, com 2 omni fica ok (Igual roteador de mesa), mas com 2 setoriais em ângulos diferentes não.

Numa antena dupla polarização o isolamento entre polarização passa dos 25dBm nas decentes, ou seja, o sinal que sai de um Airgrid na vertical chega em -60dBm na pol. vertical da antena, e como -85dBm (25dBm abaixo) na polarização vertical. Num sistema DP o sinal da outra polarização é ilegível de tão baixo (Se ajustar direitinho, sem bizarrices tipo cliente com -40dBm)

Mas o sinal de uma antena 60 ou 90° de um cliente fora do ângulo NOMINAL chega muito mais alto, uma setorial 90° 16dBi tem uns 13dBi a 90°, mas lá pelos 150° ainda tem 0 ou 1dBi de ganho, ou seja, o sinal de um cliente tão fora do ângulo nominal será só 12 ou 13dBm mais baixo que na setorial do lado. Numa setorial chegará -60dBm, e na outra -72dBm, e -72dBm é completamente legível!

Em uso de setoriais lado a lado não pode nem usar canal vizinho, porque a emissão fora da faixa nominal é enorme, o canal de 5725 a 5745MHz na prática acerta em cheio uma antena vizinha (A 1m de distância) de 5715 a 5755MHz! Imagina usar o MESMO canal, a emissão em si não vai atrapalhar, mas os 2 chains vão captar o mesmo sinal e o rádio vai tentar responder com 2T1R, ele vai mandar respostas DIFERENTES (Partes diferentes dos pacotes) que chegarão com sinais diferentes no cliente, os dados de um serão legíveis e terão perda baixa, mas os do outro canal terão taxa de erros muito alta, vai ter que reenviar cada pacote 2 ou 3 vezes!

Quando digo nominal negritado, é pra focar nisso: A antena de 90° tem emissão (E recebe também) em muuuuuito mais de 90°, pra ver isso tem o diagrama de irradiação no datasheet. Idem pra largura do canal, nominalmente é 20, 30 ou 40MHz digamos, mas na prática existe emissão fora da faixa

Quando tem 2 antenas setoriais emitindo e lendo uma seção angular em comum, uma intersecção tipo:

A coisa só funciona porque se usam canais com distância razoável, o padrão OFDM na prática já usa só 16,5MHz de largura (Quando setamos 20MHz) com dados do usuário justo pra evitar que emissão do canal vizinho afete MUITO o tráfego. Mas enfim, se tiver essa intersecção no mesmo canal (em chains diferentes) as 2 (Ou talvez 4 setoriais 90°!!!) lerão o sinal, pode ser baixo tipo -75dBm que ainda será legível.

O isolamento entre polarizações nas setoriais quase sempre passa fácil dos 22 ou 25dBm, mas se a setorial tem 15dBi de ganho, ela vai ter -10dBi de ganho (Ou seja, 25dBm a menos de sinal) só praticamente NAS COSTAS da setorial. O isolamento fora do ângulo nominal não existe na prática, pra uma antena de disco se coloca radome shield pra evitar isso, mas setorial é muito aberta, precisaria um radome shield gigantesco pra fazer esse mesmo isolamento pra não pegar sinais (num nível ainda legível pro rádio) fora do ângulo nominal.”
(Publicação na Under-Linux no seguinte endereço: https://under-linux.org/showthread.php?t=185420)

Aqui há uma explicação visual do funcionamento do modo SISO e do modo MIMO:

Espero que tenham apreciado essa abordagem simples sobre o assunto que tem deixado muita gente ainda de cabelos em pé.

Até a próxima!

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