Тесты оборудования draft-802.11n MIMO. Часть II – THG.RU

Введение

В первой части материала, посвящённого оборудованию draft-802.11n, мы показали, насколько много ещё нужно работать производителям оборудования “чернового” (draft) 802.11n, чтобы приблизиться к обещанным скорости и расстоянию. Сегодня мы обратим внимание на жуткую нетерпимость новых продуктов к решениям других производителей. Кроме того, мы посмотрим, насколько хорошими “соседями” они являются, то есть, не создают ли помех для оборудования 802.11b/g.

Рис. 1. Большинство из этого оборудования друг друга не любит.

Наше тестирование совместимости посвящено тем же продуктам, что и в первой части, плюс ещё одному представителю чипсета Broadcom Intensi-fi: Netgear RangeMax NEXT WNR834B. К сожалению, по независящим от нас причинам, мы не смогли включить в эту часть Linksys WRT-300N. Тем не менее, двух продуктов на базе Intensi-fi, на наш взгляд, вполне достаточно (второй комплект – от Buffalo). Также отметим, что WNR834B и WN511B Cardbus были любезно представлены компанией Netgear.

И, наконец, в ходе тестирования мы использовали два комплекта оборудования 802.11g. Маршрутизатор Linksys WRT54G V5 и адаптер WPC54G (V1) Notebook на базе Broadcom 54g и маршрутизатор D-Link DGL-4300 с карточкой DWL-AG660 на базе Atheros Super-G (на самом деле, двухдиапазонное решение).

Оборудование

На рис. 2 показан маршрутизатор WNR854T на чипсете Marvell TopDog, который внешне ничем не отличается от WNR834B.

Рис. 2. Маршрутизатор Netgear WNR854T RangeMax Next Wireless Router.

На рис. 3 показан дизайн платы Netgear WNR834B, который отличается от Buffalo и Linksys, но при этом использует тот же чипсет: процессор Broadcom BCM4704, коммутатор BCM5325 10/100, 4 Мбайт флэш-памяти и 16 Мбайт ОЗУ.

Рис. 3. Плата Netgear WNR834B, вид снизу. Нажмите на картинку для увеличения.

На рис. 4 видно, что в качестве радиомодуля используется решение CardBus, так же, как у Linksys. Однако в случае WNR834B используются только две внутренние антенны, в отличие от трёх у Linksys WRT-300N.

Рис. 3. Плата Netgear WNR834B, вид сверху. Нажмите на картинку для увеличения.

Тестирования совместимости

Для этого тестирования мы не использовали тестовую систему Azimuth, тестирование проходило в нашей лаборатории, где нет другого оборудования, работающего в диапазоне 2,4 ГГц. Маршрутизаторы помещались на стол, как показано на рис. 1, клиентские адаптеры устанавливались в ноутбук Dell Inspiron 4100, который находился на том же столе, на расстоянии от 30 до 80 сантиметров от маршрутизаторов.

Для каждого адаптера мы устанавливали утилиты и драйверы, предварительно создав точку восстановления системы.

Тестирование проходило следующим образом.

• Шаг 1. Проверяли наличие новых версий драйвера, устанавливали последнюю версию.
• Шаг 2. Включали маршрутизатор и подключались к нему при помощи утилиты (кроме WPC54G, когда использовалась XP Zero Config).
• Шаг 3. Запускали тест IxChariot throughput.scr при размере файла 1 000 000 байт и протоколе TCP/IP, при этом передача одновременно осуществлялась в один исходящий и один входящий поток, продолжительность – одна минута.
• Шаг 4. По завершении теста отключали питание маршрутизатора.
• Шаг 5. Повторяли шаги со 2 по 4 для всех маршрутизаторов.
• Шаг 6. Удаляли драйвер и клиентскую утилиту, запускали Windows System Restore и восстанавливали состояние системы.

Шаги 1-6 повторялись для всех адаптеров. Таким образом, каждый адаптер мы протестировали с каждым из маршрутизаторов. Результаты тестирования представлены в таблицах 1 и 2, обратим внимание на ключевые особенности.

• Порадовало, что во всех тестах протестированные продукты смогли обнаружить, подключиться и успешно передавать и принимать трафик. Несмотря на это, расстояние сильно менялось.
• Лучшие результаты достигались при использовании устройств из одного комплекта, что выделено курсивом.
• Следующими по скорости оказались маршрутизаторы Netgear и Buffalo, выполненные на базе Broadcom Intensi-fi, которые показали результаты на 5 – 8% ниже, чем при использовании собственных адаптеров.
• Многие комбинации показывали дисбаланс скоростей для входящего и исходящего трафика. Причём, обычно доминировал исходящий трафик, иногда в три раза в сравнении с входящим.

Наиболее сложная ситуация совместной работы сложилась с Netgear, которая решила выпустить два продукта draft-11n на разных чипсетах. Неважно, какие из продуктов Netgear вы взяли, на чипсете Broadcom, Marvell или Airgo, в результате получите скорость обычного стандарта 802.11g, то есть около 20 Мбит/с.

Кроме того, плохо показала себя и клиентская утилита Netgear WN511T. Нам приходилось перезагружать ноутбук при каждой замене маршрутизатора, иначе его карта его не определяла.

Соседние WLAN

Тестирование

Второй аспект совместимости, который мы протестировали, касается поведения оборудования draft-11n при появлении в зоне действия сети устройств 802.11b или 11g и наоборот. По умолчанию все продукты 2,4 ГГц draft-11n работают с 40-мегагерцовыми каналами. То есть используют по два непересекающихся канала из диапазона 2,4 ГГц, например, 1 и 6 или 6 и 11.

На рис. 5 показан график загруженности спектра из нашего обзора Netgear RangeMax 240 , на котором видно, как используются частоты чипсетом Airgo Gen 3. Хотя у Airgo Gen 3 не заявлена поддержка draft-11n, он также использует 40-мегагерцовые каналы при работе в режиме “240 Мбит/с”.

Рис. 5. Netgear RangeMax 240 с 40-мегагерцовым каналом.

Основная проблема заключается в том, что использование спектра оборудованием draft-11n всегда будет мешать работе оборудования 802.11b/g, использующего шестой частотный канал. Единственный вариант решить эту проблему – вернуться к использованию 20-мегагерцовых каналов; что будет не совсем желательным шагом и вдвое снизит пропускную способность.

Схема тестовой сети показана на рис. 6. Мы провели три серии тестов с разными продуктами.

Рис. 6. Тестовая конфигурация

Правая часть схемы оставалась неизменной, в то время как левая постоянно циклически менялась, и в ней использовалась одна из трёх следующих пар.

• Маршрутизатор Netgear WPNT834 RangeMax 240 и адаптер WPNT511 (чипсет Airgo Gen 3).
• Маршрутизатор Netgear WNR834B RangeMax Next и адаптер WN511B (чипсет Broadcom Intensi-fi).
• Маршрутизатор Netgear WNR854T RangeMax Next – Gigabit и адаптер WN511T (чипсет Marvell TopDog).

Мы снова решили протестировать RangeMax 240, поскольку появилась новая прошивка для него, и нас заинтересовало, как она поведёт себя с сетями 802.11b/g.

Во всех тестах беспроводная сеть 11g была настроена на использование шестого частотного канала, все остальные сети – первого, с целью уменьшить перекрытие спектров. Чтобы не перегружать тестируемое оборудование, мы переместили маршрутизатор WRT54G и ноутбук с адаптером в другой кабинет (через два от лаборатории), но в этот раз оставили на маршрутизаторе обе стандартные антенны.

“Плохой сосед” Airgo Gen 3

Новая прошивка Netgear ничего не изменила, и RangeMax 240 по-прежнему остаётся “плохим соседом” для сетей 802.11b и g, использующих для работы шестой канал. На рис. 7 и 8 показаны результаты, полученные при тестировании пропускной способности исходящего и входящего трафика, соответственно.

Рис. 7. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax 240 (Airgo Gen 3) – исходящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

В первой половине тестирования сначала стартовала пара 11g. А во второй половине пара RangeMax 240 начинала работу первой. В обоих случаях и в обоих направлениях передачи, когда начинает работу пара Airgo Gen 3, то сеть 11g практически зависает. Мы также контролировали и оценивали скорость соединения по данным клиентской утилиты, при этом так и не заметили её падения и перехода оборудования в 20-мегагерцовый режим.

Рис. 8. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax 240 (Airgo Gen 3) – входящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

Broadcom Intensi-fi

Мы надеялись, что производители оборудования draft-11n существенно обойдут Airgo с чипсетом Gen 3 по качеству взаимодействия с соседними сетями. Увы, мы заблуждались. Broadcom и Marvell не решили проблему “плохого соседа”. На рис. 9 и 10 показаны результаты тестирования скорости исходящего и входящего потока для маршрутизатора Netgear WNR834B RangeMax Next и адаптера WN511B.

Рис. 9. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax Next (Broadcom Intensi-fi) – исходящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

Результаты кажутся обнадёживающими, поскольку, на первый взгляд, 11g получает немного больше эфирного времени, а Broadcom пытается поделиться частью своей полосы. Однако графики выглядят точно так же, как при состязании двух сетей, работающих на одном канале.

Мы решили ещё раз последить за клиентской утилитой адаптера Netgear WN511B во время тестирования, однако, не увидели, что скорость соединения опускалась ниже 243 Мбит/с, то есть пара не выходила из режима объединения каналов.

Рис. 10. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax Next (Broadcom Intensi-fi) – входящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

Marvell TopDog

Поскольку пара на чипсете Marvell показала самую высокую скорость, мы предположили, что и по взаимодействию с соседними сетями здесь ситуация лучше. Но, увы, надежды оказались тщетными. Правда, мы заметили некоторые особенности в алгоритме выбора скорости.

Рис. 11. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax Next – Gigabit (Marvell TopDog) – исходящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

График скорости исходящего потока, показанный на рис. 11, мало отличается от того, что мы видели. Но на рис. 12 приведены первые свидетельства того, что продукты draft-11n начинают снижать скорость и переключаться на использование одного 20-мегагерцового канала.

Рис. 12. “Плохой сосед” – Netgear RangeMax Next – Gigabit (Marvell TopDog) – входящий поток. Нажмите на картинку для увеличения.

На рис. 12 показано, как Netgear RM Next – Gigabit начинает работать на очень низкой скорости при активной сети 11g, после чего некоторое время продолжает работать в таком режиме, даже когда сеть 11g уже отключилась. Но когда сеть 11g снова заработала, пара Netgear почему-то перешла на 40-мегагерцовый канал и парализовала работу сети 11g.

Рис. 13. Клиентская утилита WN511T – сеть 11g активна, draft-11n в ожидании. Нажмите на картинку для увеличения.

Рис. 13 подтверждает, что клиент Netgear показывает скорости приёма и передачи 2 Мбит/с (скорость 11b) во время первой активности сети 11g, которая стартовала раньше. И, как видно на рис. 12, остаётся в таком режиме даже после остановки передачи по сети 11g. Однако, проведя несколько тестов, мы так и не заметили закономерности в таком поведении.

Рис. 14. TopDog оказался чуть “дружелюбнее” к соседним сетям. Нажмите на картинку для увеличения.

На рис. 14 показан ещё один вариант поведения, на этот раз пара Netgear поддерживала скорость передачи около 6,5 Мбит/с во время работы второй сети. К сожалению, такое поведение слишком сильно занижает возможности Marvell TopDog, и вряд ли этого хотели разработчики.

Заключение

На этом мы закончим тестирование совместимости продуктов draft-11n, по крайней мере, на этот раз. К сожалению, нам не удалось получить оборудование на базе чипсета Atheros xspaN. Кстати, Atheros объединила усилия с Broadcom в погоне за совместимостью оборудования draft-11n с решениями предыдущих стандартов.

Что мы видим сейчас? Продукты, разрабатываемые для одного стандарта, не могут нормально работать друг с другом! Не говоря уже о том, как они влияют на работу соседних сетей 802.11b/g. Что ж, пока оборудование draft-11n всё ещё остаётся “сырым”, и от его покупки всё же лучше воздержаться.

Информация о ценах, характеристиках и параметрах протестированных продуктов приведена в первой части статьи.

Обсудить статью в форуме THG.ru