Введение
В сфере домашних сетей вряд ли можно придумать какой-либо универсальный рецепт. Я построил свой коттедж пять лет назад и проложил проводку “витой пары” CAT5e с поддержкой Gigabit Ethernet по всему дому. Мне повезло. У большинства же пользователей нет подобной проводки в доме или квартире. Но у многих в стенах присутствует коаксиальный кабель для телевидения и антенны, а розетки есть в каждой комнате. Если же ничего не подходит и кабеля нет, то, как правило, можно настроить сеть WiFi.
Я думаю, что все согласятся, что для более сложных игр, чем “минёр” под Windows, требуется сеть. Но какой тип сети лучше подойдёт для ваших задач, учитывая вопросы цены, доступности, пропускной способности и используемых приложений – вот в чём вопрос. И, опять же, универсального ответа здесь нет. Сеть WiFi обойдётся дешевле, да и она может дотянуться практически до любых мест вашего дома, но если площадь составляет больше 100-120 квадратных метров, то могут возникнуть проблемы. В типичной квартире существует множество источников помех, включая даже помехи от соседей. С другой стороны, проводной Ethernet стоит недорого и работает быстро, но для реализации сети по всему дому или по всей квартире вам придётся что-то сделать с мешаниной кабелей – либо терпеть кабели, либо потратить дополнительное время и деньги на их укладку в пазы или под плинтус.
Компания Netgear наверняка знакома читателям Tom’s Hardware. Компания уже давно занимает лидирующую позицию в потребительском сетевом оборудовании. Некоторые сетевые технологии живут дольше, чем другие (экстендеры Windows Media Center, где вы?), но Netgear исторически являлась передовой компанией, одной из первых использующей новые технологии во всех областях домашних сетей. Специалисты компании работают не покладая рук, чтобы встроить в новые продукты самые свежие технологические разработки. Например, мы с сарказмом отозвались о медиа-проигрывателях/экстендерах WMC, но последняя эволюция Netgear в данной сфере Digital Entertainer HD поддерживает воспроизведение видео H.264, подключения HDMI, оптический интерфейс S/PDIF и звук без потерь FLAC. Экстендеры занимают небольшую нишу рынка, но если уж ставить медиа-проигрыватель, то лучше взять правильную модель.
Наша нынешняя статья посвящена сетевой инфраструктуре, в частности, выбору топологии, которая лучше всего подойдёт для цифровых развлечений. Сегодня для создания домашней сети доступны четыре основные технологии: Ethernet, беспроводная связь 802.11, связь по электропроводке Powerline и связь по коаксиальному кабелю. Каждая из этих четырёх технологий занимает своё место на рынке. Чтобы сравнить данные технологии с максимальной эффективностью, мы запросили оборудование у компании Netgear. Что касается Ethernet, то сегодня каждая материнская плата содержит сетевой контроллер (по крайней мере, это касается моделей для потребительского рынка). Конечно, существуют специализированные сетевые карты, такие как Bigfoot Killer NIC, но большинство потребителей наверняка потратят деньги на другие более ощутимые обновления, для них интегрированной сетевой карты будет вполне достаточно.
Какая из четырёх технологий подойдёт вам лучше всего? Давайте попробуем ответить на этот вопрос.
Тестовое окружение
Сразу же хотелось бы отметить, что нашей целью было сравнение четырёх упомянутых технологий с массовыми опциями LAN. Мы не хотели ставить новых рекордов по скорости. Да и у нас не было особого желания использовать новейшие и самые скоростные модели. Всё же продукты Netgear могут не быть самыми быстрыми в той или иной категории. Да и последние двухдиапазонные маршрутизаторы 802.11n могут давать более высокую пропускную способность, чем протестированный нами 5-ГГц комплект. Мы старались выбрать сетевое оборудование, которое было бы простым в установке, доступным и эффективным – как нам кажется, три этих критерия очень важны для большинства потребителей. С учётом всего сказанного, мы сможем лучше оценить производительность и получить лучшее представление о том, какие технологии окажутся более интересными в тех или иных условиях.
Наше тестовое окружение начинается с двух ноутбуков: HP Compaq nc8000 (1,66 ГГц Pentium M, 2 Гбайт ОЗУ, Gigabit Ethernet, Windows XP Professional) и Dell Latitude E6400 (Core 2 Duo P9600, 4 Гбайт ОЗУ, Gigabit Ethernet, Windows XP Professional). Помимо порта Gigabit Ethernet, спецификации ноутбуков вполне обычные.
Мы запросили оборудование у российского и американского представительств Netgear, и мы благодарим их за помощь в нашем тестировании. Сначала мы использовали маршрутизатор WNR854T RangeMax Next Wireless-N Router Gigabit Edition – “заматеревшую” 2,4-ГГц модель с четырьмя портами Gigabit Ethernet в качестве центра нашей сети. Но затем заменили его более новой моделью WNR3500 Wireless-N 300 Gigabit Router по рекомендации российского представительства Netgear. Затем мы подключили коммутатор Netgear GS605 5-Port Gigabit Switch и сетевое хранилище Netgear ReadyNAS, дополненное портом Gigabit Ethernet с одним 500-Гбайт жёстким диском, с которого мы считывали исходные данные для тестов.
К этой основе мы затем подключали три конкурирующие решения, о которых мы детально расскажем чуть позже. Наша сеть была развёрнута в коттедже постройки 2003 года общей площадью 230 квадратных метров, с двумя этажами, множеством внутренних перекрытий, с современными линиями питания и проложенным коаксиальным кабелем в стенах (антенна и кабельное ТВ). Единственное, в доме изначально не было встроенной проводки Ethernet (но, как я уже отмечал выше, я добавил её затем самостоятельно).
Мы проводили тесты в двух местоположениях. Маршрутизатор, основной компьютер и NAS были установлены в спальне на втором этаже, в углу дома. Мы затем проверяли качество связи с клиентской системой на соседнем столике в той же комнате, расположенном на расстоянии меньше двух метров. Для тестов на большем расстоянии мы переносили клиент на первый этаж в гостиную комнату, расстояние составило около 12 метров, устройства отделяло перекрытие между этажами и несколько стен. Данное местоположение было обусловлено планом дома и наличием выхода коаксиального кабеля в гостиной. Учитывая, что результаты теста Gigabit Ethernet должны были получиться практически идентичными для клиента в той же комнате и в гостиной, мы сфокусировали внимание на трёх альтернативах Ethernet.
Netgear HD/Gaming 5 GHz Wireless-N Networking Kit (WNHDEB111)
Данный продукт мы выбрали после некоторого замешательства. Рынок сегодня заполнен большим количеством беспроводного оборудования во всех ценовых сегментах, от древних устройств 802.11b до двухполосных маршрутизаторов, и у Netgear есть модели практически во всех сегментах. Но какая беспроводная реализация лучше всего подойдёт для домашнего окружения?
Вскоре мы представим полное тестирование различного оборудования 802.11n и поговорим о том, какая реализация лучше работает в разных сценариях. Сейчас же мы сделаем ряд предположений.
Первое: мы полагаем, что большинство пользователей пожелают охватить беспроводной сетью большую площадь около 100-150 квадратных метров (то есть расстояние от точки доступа/маршрутизатора до клиентского устройства будет составлять 5-15 метров). Второе: мы считаем, что большинству пользователей сегодня требуется высокоскоростная сеть, по крайней мере, для полноценных цифровых развлечений высокого разрешения (HD). Видео часто является ключевым компонентом современных цифровых развлечений, при этом для вещания видео часто используется протокол User Datagram Protocol (UDP), а не Transmission Control Protocol (TCP), более распространённый для обычного сетевого трафика. Как мы уже показывали в нашей статье, посвящённой технологии формирования луча (beamforming), UDP оказывается ощутимо быстрее TCP, а частота 5 ГГц даёт большую производительность в современных условиях, чем 2,4 ГГц. Так что если вам нужно наилучшее производительное беспроводное решение для цифровых развлечений и видео, то более оптимально взять решение 5 ГГц и использовать UDP (при возможности).
С учётом всего сказанного мы прекрасно понимаем, что у многих уже работает 2,4-ГГц сетевое оборудование. А сетей с поддержкой 5 ГГц намного меньше. Поэтому мы решили, что лучше всего будет добавить в существующую конфигурацию (или организовать сеть “с нуля”) комплект Netgear Wireless HD/Gaming Kit, который сегодня стоит в России от 4200 руб. В комплект HD/Gaming входят две 5-ГГц точки доступа WNHDE111. Они идентичные, но одна работает в качестве точки доступа, а вторая – беспроводного моста. Netgear подчёркивает, что переход на частоты 5 ГГц позволил дать 23 свободных канала против всего трёх на 2,4 ГГц, да и в диапазоне 5 ГГц намного меньше бытовых устройств, вызывающих помехи, чем на 2,4 ГГц. Поэтому, хотя компания разумно не даёт каких-либо обещаний по пропускной способности, пусть даже комплект использует стандарт 802.11n в диапазоне 5 ГГц, пользователи должны получить сетевую игру без задержек и лагов, а также воспроизведение HD-видео по сети без рывков и подтормаживаний.
Комплект нацелен, в частности, на игровые приставки и другие устройства цифровых развлечений, такие как медиа-центры. Чтобы дать обещанную качественную связь, Netgear использовала массив из шести “умных” антенн в каждом устройстве, которые поддерживают адаптивную программную технологию формирования луча. Комплект WNHDEB111 уже предварительно настроен Netgear, так что никакой дополнительной конфигурации не требуется. Каждое устройство определяет, подключено ли оно к коммутатору или клиентскому устройству, после чего оно самостоятельно настроится на работу в качестве точки доступа или моста. Если вы добавите затем беспроводные адаптеры, то сможете вручную переключить режим работы между точкой доступа и беспроводным мостом. Единственное, что нужно запомнить – вам сначала нужно настроить точку доступа с проводным подключением Ethernet. После этого связать между собой пару устройств в комплекте проблем не представляет.
Тестирование беспроводной сети на 5 ГГц (информация Netgear)
Комплект WNHDEB111 нам предоставило российское представительство Netgear. Мы также нашли англоязычную документацию с рекомендациями по поводу тестирования продукта (reviewer’s guide).
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
На иллюстрации приведён план типичного дома жилой площадью 230 кв. метров с двумя этажами, расположенного в северной Калифорнии, в котором представители Netgear тестировали 5-ГГц комплект. Для тестов они выполняли вещание трёх потоков видео 1080p на 20 Мбит/с на период от трёх до пяти часов в разные периоды дня, отслеживая появление рывков или пауз. Ниже представлен график пропускной способности, который представители Netgear получили для семи тестовых местоположений в доме.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
По информации Netgear, только одно местоположение внутри дома (#8 в гараже) дало недостаточную пропускную способность для поддержки всех трёх потоков HD-видео с полной частотой кадров. Учитывая наш предыдущий опыт, когда качество вещания видео по беспроводной сети оставляло желать лучшего, данный уровень производительности даже слишком хорош, чтобы быть правдой для потребительского сетевого оборудования. В документации Netgear не указано, были ли получены данные значения при использовании протоколов TCP или UDP, но если вернуться к данным нашей статьи по технологии формирования луча, то, скорее всего, использовался протокол UDP. Впрочем, как мы увидим по результатам тестов, наши результаты идут дальше, чем просто определяют “среднюю” пропускную способность, да и требования у нас более жёсткие.
Netgear Powerline AV Ethernet Adapter Kit (XAVB101)
Как мы уже упоминали выше, у вас может и не быть проложенного коаксиального кабеля или “витой пары” Ethernet, да и в доме могут присутствовать “мёртвые зоны” для беспроводной сети, но вот электрическая розетка найдётся практически везде. Сеть по электропроводке превращает входящее подключение Ethernet через адаптер в сигнал, передающийся по электрической сети, который способен достичь практически любой розетки в вашем доме. Ещё один адаптер в розетке принимает сигнал и превращает его обратно в подключение Ethernet для компьютера или любого другого устройства LAN. В некотором роде комплекты Powerline можно считать удлинителями сети Ethernet.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Netgear Powerline AV Ethernet Adapter Kit рекламирует пропускную способность 200 Мбит/с, но спецификации HomePlug AV, на которых основывается этот набор, всё же в качестве теоретического максимума указывают 189 Мбит/с. Как мы знаем по опыту, теоретические спецификации представляют мало интереса, а если у вас всё же возникли сомнения, то знайте, что порт Ethernet у адаптеров рассчитан на скорость 10/100 Мбит/с, а вовсе не на 1 Гбит/с. Суть в том, что компания Netgear указала, что комплект “достаточно быстрый для потоковой передачи HD-видео”. По всей видимости, вы сможете передавать один поток, но посмотрим, каковы будут результаты наших тестов. Возможно, нас ждёт приятный сюрприз.
Чтобы установить XAVB101, достаточно просто подключить адаптер в настенную розетку, после чего подсоединить его кабелем LAN к коммутатору. Затем следует подключить второй адаптер в розетку вблизи клиентского устройства (ПК, игровая приставка и т.д.) и подключить его кабелем LAN к клиентскому устройству. Связь между адаптерами через сеть по электропроводке настраивается за считанные секунды – и на этом всё. Если вы хотите зашифровать связь между двумя адаптерами, то просто нажмите клавишу “Security” на правой панели адаптера, чуть выше гнезда RJ45, и пара будет защищать все соединения с помощью 128-битного шифрования AES.
Можно даже немного подстроить комплект, используя штатную утилиту Netgear. Например, для AES-шифрования можно задать парольную фразу. Можно выключить светодиоды вообще. Мы не встретились с какими-либо проблемами во время тестирования адаптеров Powerline, а Netgear указывает, что их будет достаточно для охвата дома с площадью до 450 квадратных метров.
В России на момент публикации комплект XAVB101 (два адаптера) продавался по цене от 7,5 тыс. рублей.
Netgear MoCA Coax-Ethernet Adatper Kit (MCAB1001)
Технология Multimedia over Coax Alliance (MoCA) очень похожа на сеть по электропроводке Powerline, но в данном случае мы получаем теоретическое подключение 270 Мбит/с по коаксиальному телевизионному кабелю, а не по электропроводке.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
В 2008 году спецификации по пропускной способности MoCA были увеличены (при переходе к стандарту MoCA 1.1) до 175 Мбит/с. Это как раз современная технология, которая поставляется сегодня, и нам сообщили, что конечный пользователь может ожидать пропускную способность до 175 Мбит/с. Документация 2007 и 2008 годов указывает, что стандарт MoCA 2.0 должен был появиться этим летом, увеличивая пропускную способность 400 Мбит/с с грядущей поддержкой до 800 Мбит/с. Но, вероятно, рынок ещё не готов возможностям даже стандарта 1.1, поэтому вывод более новых стандартов задерживается.
Зачем нужна связь по коаксиальному телевизионному кабелю, когда есть электропроводка? Можно было бы принять во внимание пропускную способность, но 200 Мбит/с у современной сети HomePlug AV находится не так далеко от 270 Мбит/с у MoCA, по крайней мере, на бумаге. Да и адаптеры Netgear MCAB1001, как и схожие модели Netgear для электропроводки, оснащены портами на 100 Мбит/с Ethernet. Чтение документации MoCA показало, что распространение стандарта в США связано с хорошими рыночными возможностями. “По информации National Cable & Telecommunications Association (NCTA), примерно 90 процентов домов в США имеют проложенный коаксиальный кабель. А в большинстве домов присутствуют несколько выводов кабеля. Коаксиальный кабель уже подключён более чем к 300 миллионам телевизоров, при этом он является предпочитаемой средой для передачи видео для более чем 100 миллионов домов в США.” Конечно, электрических розеток в домах и квартирах всё равно больше, чем гнёзд выхода коаксиального кабеля.
Впрочем, причина может быть связана и с экранированной природой коаксиального кабеля, что должно снизить внешние помехи. Здесь не нужно переживать об использовании розетки с другими устройствами, да и удлинителей, потенциально ухудшающих связь, здесь тоже нет. Но некоторые опасения всё же возникают, хотя они относятся к другому уровню масштаба. Конечно, пользователи будут переходить на технологию MoCA, если они станут испытывать проблемы с WiFi и Powerline. Но не должна ли инициатива идти от провайдеров, а не от конечных пользователей? В конце концов, кабельные компании являются экспертами в области прокладки кабелей. Если провайдер сможет предложить установку данной сетевой технологии, то поставщики “железа” смогут продать больше устройств конечным пользователям.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Подобно технологии DSL, сигналы MoCA задействуют неиспользуемый частотный спектр кабельного телевидения выше 850 МГц, поэтому нет никакого риска помешать передаче других данных по кабелю. Но утилита конфигурации Netgear не предоставляет возможности сканирования или ручного выбора частотных каналов. Вы сможете включить или выключить шифрование, а также выполнить обновление прошивки. Чтобы использовать эту утилиту, вам нужно выставить адаптер MoCA в режим конфигурации с помощью небольшой клавиши сзади.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Netgear поставляет адаптеры MoCA парами. Каждый адаптер имеет одно подключение к Ethernet и два подключения для коаксиального кабеля (то есть возможно сквозное подключение адаптера). Первый адаптер следует подключить к вашему маршрутизатору и гнезду коаксиального кабеля (или к кабельному модему). Второй адаптер подключается к клиентскому устройству. Всё просто и понятно. Конфигурация выполняется легко, проблем не возникает.
Розничная цена комплекта MCAB1001 в России составляет от 8200 рублей – дороже, чем за пару адаптеров Powerline. В наших тестах мы посмотрим, могут ли адаптеры MoCA оправдать свою цену. Но следует учитывать, что комплект MCAB1001 официально в Россию не поставляется.
Методика тестирования
Опять же, с учётом нашего опыта по тестам технологии формирования луча (beamforming), в данной статье мы уделили внимание производительности передачи через UDP. Конечно, великолепная производительность TCP хорошо подходит для передачи крупных файлов, но если потребуется на минуту или две больше на передачу 10-Гбайт файла на NAS, то никто за это время не уснёт. Более того, когда используется TCP, то можно гарантировать доставку данных до адресата, поскольку этот протокол использует обязательное подтверждение передачи пакетов – что они переданы без ошибок. Подобный подход хорошо сказывается на целостности передачи данных, но он не даёт максимальную пропускную способность.
У протокола UDP нет столь строгих правил. При использовании UDP протоколы вбрасываются в сеть с источника, и если они потеряются где-то по пути, то ничего не произойдёт. Если промежуточный узел между источником и приёмником будет перегружен, то поток может вообще остановиться. Или пакеты будут приходить с изменённым порядком (TCP также гарантирует сохранение определённого порядка при передаче пакетов). Конечно, передачи UDP в сети обычно выполняются безупречно, а отказ от инструментов проверки ошибок и подтверждения часто помогает данному протоколу работать намного быстрее TCP. По этой причине игровые приложения и программы вещания видео часто используют UDP. Но протокол UDP, конечно, более подвержен потере пакетов, в плохих сетях величина потерь может возрасти до 5%.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
К счастью, такой случай можно признать экстремальным. На самом деле мы даже не указали потерю пакетов в наших тестах, поскольку мы так с ней и не столкнулись. Совершенно верно, на всех протестированных устройствах, будь то протоколы TCP или UDP, мы не получили ни одного потерянного пакета. Эту новость можно считать замечательной – она должна вселить уверенность тем пользователям, кто беспокоится о целостности передачи данных при использовании упомянутых сетевых технологий. Конечно, условия в вашем доме или квартире могут отличаться, но они, скорее всего, будут достаточно хорошими, чтобы не влиять на качество передачи.
Мы использовали для тестов два приложения – популярную утилиту Iperf и приложение Zap от Ruckus Wireless, которое мы уже упоминали в статье, посвящённой технологии формирования луча (beamforming). Обе программы позволяют тестировать передачи TCP и UDP. Для Iperf мы использовали на сервере команду Iperf.exe -s -w 10000k, а на клиенте – Iperf.exe -c 192.168.1.3 -P 2 -i 1 -p 5001 -f k -t 10. Следующий скриншот был получен при использовании утилиты Jperf с графическим интерфейсом, которая базируется на Iperf.
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Нам очень понравилась утилита Zap, поскольку она не только предоставляет среднюю пропускную способность, но и отображает минимальную пропускную способность. Как мы уже писали в статье, посвящённой технологии формирования луча: “Передача разделяется на маленькие участки (одна десятая процента от общей нагрузки), после чего на каждом этапе замеряется пропускная способность, а программа показывает минимальную скорость прохождения пакетов, которая наблюдалась к данному моменту. Поэтому результаты Zap оказываются довольно высоки при выполнении 1% теста, средними при выполнении 50% и низкими при 99%. Для наших целей нас интересовали средние и минимальные значения. Что касается видео, то здесь не очень важны максимальная скорость или даже средняя. Здесь имеет значение минимальная скорость – это самое “слабое звено”, поскольку оно напрямую влияет на впечатления от просмотра видео. Например, соединение может выдерживать скорость 70 Мбит/с 95% фильма, но если оно будет падать временами до 15 Мбит/с по какой-либо причине, то в фильме будут теряться кадры, появятся “заикания” (если проводится вещание HD-потока со скоростью 19,2 Мбит/с).”
 |
Нажмите на картинку для увеличения.
Впрочем, конечно, наше тестирование тоже не безупречно. Мы сравнивали три рассмотренных сетевых технологии с подключением Gigabit Ethernet. Некоторые специалисты считают, с кем мы обсуждали результаты, что лучше сравнивать данные технологии с Fast Ethernet (100 Мбит/с). Если у пользователя уже проложена сеть Gigabit Ethernet в квартире, то ему наверняка уже не нужны будут решения WLAN, Powerline или MoCA. Но та же инфраструктура MoCA, например, может стать интересной альтернативой 10/100. Определённая логика в этом есть, но мы всё же решили взять для сравнения сеть Gigabit Ethernet, поскольку сегодня она широко распространена даже на массовом рынке.
Zap, та же комната
Сначала позвольте привести результаты тестов на коротком расстоянии. Его можно рассматривать как соответствующий наилучшим условиям. Конечно, вряд ли кто-то будет использовать MoCA, WiFi или сеть Powerline для связи в пределах одной комнаты. Достаточно кинуть кабель Ethernet – и всё будет работать. Но мы использовали результаты данных тестов в качестве эталона, с которым мы будем сравнивать результаты теста на типичном расстоянии для дома/квартиры.
Как и можно было ожидать, сеть Gigabit Ethernet с пакетами UDP оставила всё другое оборудование далеко позади. Мы ожидали получить средние результаты (50%) в между 800 и 900 Мбит/с, и мы не были разочарованы уровнем 892 Мбит/с. Это весьма близко к теоретической пропускной способности 1000 Мбит/с. Интереснее здесь оказалась минимальная пропускная способность 488 Мбит/с. Если сравнивать её со средним значением пропускной способности, то мы наблюдаем в Gigabit Ethernet большее падение, чем с другими технологиями, но всё относительно. Только сеть Gigabit Ethernet позволяет одновременно вещать десять или даже больше HD-потоков с идеальной частотой кадров без “подтормаживаний”. Так что между Gigabit Ethernet и другими стандартами разница очень большая.
Что же касается трёх других технологий, то в случае протокола UDP мы получили следующие результаты для одной комнаты: MoCA обходит WiFi, которая, в свою очередь, обходит Powerline. Помните, что наши адаптеры Netgear MoCA и Powerline подключены к сети через интерфейс 100 Мбит/с, а не через порты Gigabit Ethernet. Было бы интересно посмотреть, смогла бы технология MoCA выйти вперёд по сравнению с WiFi, если бы Netgear интегрировала порты GbE. Возможно, мы это узнаем с появлением MoCA 2.0.
Результаты TCP выстроились в том же порядке, что и результаты UDP, но различия всё же видны. Технологии MoCA и 5-ГГц WiFi дали одинаковую среднюю пропускную способность, но мы видим удивительно большое отличие по минимальной пропускной способности (99%), что, вероятно, связано с дополнительным экранированием коаксиального кабеля, которое позволяет дать более уверенную передачу из точки A в точку B. Также обратите внимание, что набор Powerline AV смог обойти 5-ГГц беспроводную пару в тесте 99% TCP. Интересно здесь как раз не то, что технология MoCA смогла обойти конкурирующие решения (это не очень важно, поскольку вряд ли в одной комнате будут два выхода коаксиального кабеля), а то, как технология Powerline показала себя по сравнению с 5-ГГц беспроводной связью. Да, сеть WiFi смогла дать более высокую производительность в среднем, но помехи всё равно возникают, поэтому в сценарии близко расположенных устройств мы получаем преимущество Powerline.
Zap, через весь дом
В нашем удалённом расположении мы уже не учитываем Gigabit Ethernet. Именно в таком сценарии большинство пользователей будут применять рассмотренные технологии.
В целом, можно видеть, что расстояние во весь дом слабо сказалось на средней производительности технологии MoCA и 5-ГГц беспроводной связи, но скорость Powerline заметно падает. Впрочем, разница по минимальной пропускной способности более существенна. Судя по ней, сеть Powerline AV уже не кажется пригодной для передачи более одного потока HD-видео. Кроме того, шум от дополнительных электрических устройств может негативно сказаться и на этой особенности. Между тем MoCA и 5-ГГц технология 802.11n могут справиться с одним и, возможно, даже с двумя потоками HD-видео. MoCA позволит даже передавать три потока HD-видео при условии, что пропускная способность окажется 20 Мбит/с или ниже.
Результаты пропускной способности потока TCP тоже довольно интересны. Довольно странно, но технология MoCA оказалась даже лучше при работе по всему дому, нежели при связи в пределах комнаты. Средняя пропускная способность в данном случае чуть ниже, но минимальная скорость увеличилась с 63,6 до 72,1 Мбит/с, что кажется невероятным. Powerline показывает себя уже не так хорошо, как MoCA. Средняя и минимальная скорость передачи падают почти в два раза. Это соответствует нашим наблюдениям, которые мы сделали во время тестов камер наблюдения Logitech WiLife. При радиусе около 9-10 метров производительность хорошая, но при увеличении радиуса до 12-13 метров качество падает, а расстояние выше 15 метров приводит к трудностям с передачей потока QVGA. Подобная деградация, конечно, может зависеть от множества факторов, но технология Powerline явно более подвержена к проблемам, связанным с расстоянием, чем MoCA.
Обратите внимание и на результаты 5-ГГц беспроводной сети. Минимальная пропускная способность падает довольно низко, до уровней Powerline, но средняя пропускная способность составляет около 70 Мбит/с. Для передачи файлов (вместо потокового вещания) это подходит замечательно. Да и для потокового вещания видео с сетевого хранилища NAS скорость тоже вполне достаточная.
Двунаправленные тесты Iperf
Мы использовали утилиту iperf для тестирования двунаправленной производительности через протокол TCP. Это важно, поскольку многие мультимедийные приложения по-прежнему используют TCP, а потоки данных идут как с сервера, так и на него. Например, в статье, посвящённой технологии формирования луча, мы воспроизводили образы ISO Blu-ray с сетевого хранилища на домашнем кинотеатре – при этом использовался протокол TCP. Так что нам нужно решение, которое способно справиться с передачей видео высокого разрешения через оба протокола. Мы как раз выбрали параметры Iperf, лучше всего подходящие для данного сценария. Если одновременно запускать скрипты для скачивания и закачивания, то пропускную способность можно складывать. Iperf работает с протоколами TCP и UDP через порт 5001 по умолчанию.
Связь в пределах комнаты.
Мы ожидали чуть более высоких результатов Gigabit Ethernet, но пропускная способность 666,3 Мбит/с всё равно весьма приличная. Технология MoCA, похоже, упирается в производительность порта Ethernet 100 Мбит/с у адаптеров Netgear. Технологии 5-ГГц WiFi и Powerline тоже дали приличную производительность. Что интересно, 5-ГГц сеть 802.11n примерно на 20% обходит в данном тесте связь Powerline.
Связь через весь дом.
Что же касается связи через весь дом, то технология MoCA продолжает доминировать в тех домах, где нет проводки Gigabit Ethernet, вновь упираясь в возможности порта Ethernet 100 Мбит/с, при этом производительность при увеличении расстояния с одной комнаты до всего дома ничуть не падает. Между тем технология Powerline испытывает 35% падение, а 5-ГГц связь даёт 55% от уровня, который достигался внутри комнаты. Учитывая, что в данном случае мы рассматриваем уровень производительности TCP, мы вряд ли доверили бы 5-ГГц связи наиболее требовательные двунаправленные мультимедийные задачи, да и сеть Powerline заставляет сначала дважды подумать. Если вы не можете проложить Gigabit Ethernet, то связь по коаксиальному кабелю MoCA является весьма привлекательным вариантом, если вам нужна высокая производительность.
Время отклика и передача файлов
Конечно, потоковое вещание является только одним из сценариев, которые возможны в доме или квартире. Для игр и некоторых других задач очень важно время отклика. Мы измерили время отклика довольно просто: мы запускали тесты ping несколько раз в день и записывали минимальное и максимальное из всех значений. Например, некоторые тесты обычно сообщали время отклика <1 мс, но часто мы видели увеличение задержек до 5 мс при ухудшении условий связи. Утилита ping не отображает время отклика меньше 1 мс, поэтому уровень “<1 ms” в наших тестовых данных соответствует 0,1, то есть задержка ничтожно мала.
Связь в пределах комнаты.
Вне всякого сомнения, стандарты Gigabit Ethernet и Netgear 5 ГГц прекрасно показывают себя в тесте в пределах одной комнаты, хотя у MoCA и Powerline присутствует задержка. На самом деле, задержка в 5 мс весьма существенна.
Связь через весь дом.
Статистически значения в нашем тесте через весь дом выглядят почти идентичными, но у 5-ГГц сети WiFi мы не получили заметного увеличения задержек, у MoCA результат даже немного улучшился, а сеть Powerline показала меньшую минимальную задержку.
Передача файлов является одной из самых серьёзных задач для пользователей домашних сетей, поэтому мы взяли 2-Гбайт коллекцию из разных файлов: от музыки MP3 до системных файлов Windows. Затем мы сжали наш набор файлов и добавили к нему ещё небольшую коллекцию, чтобы объём архива .zip превышал 2 Гбайт. На передачу одного 2-Гбайт файла требуется намного меньше времени, чем на коллекцию множества отдельных файлов объёмом 2-Гбайт. Но как себя поведут рассмотренные нами технологии при двух разных передачах файлов? Мы запустили данный тест в пределах одной комнаты, скачивая файлы с хранилища NAS Netgear и закачивая файлы обратно на хранилище. Затем мы разделили объём на общее время передачи, что позволило нам получить скорость в Мбит/с.
Передача крупного файла.
Перед нами старая добрая сеть TCP. При передаче одного файла сеть Gigabit Ethernet обходит все другие варианты, предоставляя 230 Мбит/с, но 5-ГГц сеть 802.11n показала примерно 20% отрыв от сети MoCA. Powerline даёт скорость всего 21,5 Мбит/с, то есть данная нагрузка оказалась явно нелёгкой. С учётом всего сказанного, сети Powerline и Gigabit Ethernet показали примерно 1/3 от чистой производительности TCP, которую мы видели в тесте Zap. А сети WiFi и MoCA дали около половины – интересная разница.
Передача множества мелких файлов.
В данном случае 5-ГГц сеть WiFi смогла показать себя с лучшей стороны, пропускная способность упала ненамного, а у Gigabit Ethernet она фактически снизилась в два раза. У MoCA мы тоже наблюдаем весьма заметное падение, а пропускная способность сети Powerline, которая и так не радовала, стала ещё меньше. Для более подробной информации о пропускной способности Gigabit Ethernet мы рекомендуем ознакомиться со статьей “Gigabit Ethernet в домашней сети: переходить или нет?“.
Заключение
Можно ли сказать, что Gigabit Ethernet является единственным способом создания быстрой домашней сети? Наверняка нет. Собственно, для этого мы и провели все наши тесты. Мы знаем, что во многих случаях прокладка кабеля “витая пара” для инфраструктуры Gigabit Ethernet не является желательной. К счастью, на рынке существуют три интересных альтернативы.
Из всех трёх вариантов, которые мы рассмотрели, технология передачи данных по электропроводке оказалась самой медленной. По крайней мере, это касается адаптеров Netgear XAVB101. Мы получили самую низкую среднюю и минимальную производительность во многих ситуациях, да и падение скорости при увеличении расстояния оказалось сильнее, чем у двух других вариантов. Но сеть Powerline относительно недорогая, а производительности будет достаточно для не самых требовательных окружений, да и от её универсальности никуда не деться – розетки есть в каждой комнате.
Выбор между беспроводным комплектом Netgear 5 GHz 802.11n HD/Gaming Kit и набором для связи по коаксиальному кабелю MCAB1001 MoCA будет не таким простым. Впрочем, всё зависит от бюджета и потребностей. Если вы готовы потратиться на самую дорогую технологию из рассмотренных, а дома у вас есть достаточно выходов коаксиального кабеля, то MoCA станет оптимальным вариантом. Но что сделать, если вам захочется выйти в онлайн из машины рядом с домом? Что делать в случае, если ваш компьютер или ноутбук находится вдали от доступных розеток? Поможет беспроводная сеть.
В данном отношении нам хотелось бы отметить 5-ГГц решение Netgear. Как мы уже упоминали в нашей статье, посвящённой технологии формирования луча (beamforming), мы никогда не видели, чтобы потребительский продукт WiFi мог “вытянуть” одновременно два потока HD-видео без подтормаживаний или рывков. Но беспроводный набор WNHDEB111 на это способен – число потоков можно даже увеличить до двух при условии хорошей связи. Так что пусть даже 5-ГГц набор уступает по скорости связи коаксиальному кабелю MoCA, но всегда следует помнить, для чего вам нужна сеть в первую очередь. Если производительность, которую даёт беспроводный набор WNHDEB111, вас вполне удовлетворяет, то 5-ГГц сеть 802.11n с базовой поддержкой технологии формирования луча (которую реализовала Netgear в данном случае) является лучшим компромиссом по цене, удобству и производительности. Довольно быстро стало понятно, что с учётом проложенных в нашем доме кабелей, данная сеть оказалась наилучшим вариантом в целом. MoCA, конечно, является более интересной технологией по скорости и надёжности, но при отсутствии “мёртвых зон” покрытия технология 802.11n окажется наиболее привлекательной для большинства пользователей.
