Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2
Редакция THG,  30 ноября 2011


Введение

В прошлый раз в статье "Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 1" мы долго и пространно объясняли читателям основы передачи сигналов Wi-Fi, рассмотрев много факторов, которые могут как навредить, так и улучшить производительность беспроводной сети. Сейчас пришло время связать всё в единое целое в реальном мире и позволить беспроводным технологиям окончательно нокаутировать соперников — иногда в буквальном смысле слова.

Как мы уже упоминали ранее, предыдущие попытки организовать проведение подобного теста провалились, поскольку результаты были слишком разными, чтобы считаться точными. И всё же мы провели перегруппировку и вернулись с новыми тестовыми методиками, которые оказались намного более надёжными и результативными. На рисунке ниже вы видите панорамную фотографию нашего тестового "стенда". По сути дела, это пустое офисное помещение, в котором мы расставили 60 ноутбуков Dell и девять планшетов iPad и iPad 2. Затем мы выбрали пять точек доступа и соответствующие контроллеры для них (где необходимо) и протестировали их по различным сценариям. В общем, арендная плата составила около $15 000, а команда испытателей проводила тесты три напряжённых дня. В обычных условиях в таком масштабе мало кто проводил тестирование на предмет помех в беспроводных сетях.

Мы упоминали в первой части этой статьи, что не знаем ни одного случая, когда бы тесты были проведены на таком уровне. Нашей целью было проверить производительность точки доступа в условиях серьёзных помех и из результатов вывести ответ: каким образом беспроводные технологии, предварительно изученные нами, ведут себя в реальном мире. Если вы не читали нашу предыдущую статью, настоятельно рекомендуем вам прочитать её сейчас. Иначе результаты, о которых мы расскажем позднее, не будут иметь смысла.

Далее мы рассмотрим наших конкурсантов – точки доступа; объясним, каким образом проводили тесты и анализировали результаты тестирования. Чтобы дать вам небольшую подсказку, скажем вот что: оказалось, что нет "однозначно-подходящего-везде" продукта. Самые лучшие результаты будут изменяться, согласно динамике расположения точки доступа/клиента. Какая технология окажется наиболее подходящей для вашей ситуации? Продолжайте читать - и узнаете!

Аппаратное обеспечение и методика

Вот менее красивый (но более информативный) взгляд на наши условия тестирования:

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Как видите, мы провели тесты в пределах прямой видимости, один – в 3-х метрах от точки доступа и клиента, а другой - в 20 метрах. На схеме показаны настольные зоны и сектора в пределах маршрута в прямой видимости, но, как вы видите ниже, на самом деле, мы не столкнулись с какими-либо препятствиями. Третий тест, в 30 метрах, проводился в большой зоне комнаты отдыха, что исключало прямой маршрут пересылки данных.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Мы использовали проводную сеть, к которой подключили тестируемую точку доступа. Для всех тестов мы применяли AP (точку доступа) и всю сетевую инфраструктуру, необходимую для работы. Например, точки доступа Ruckus и Aruba потребовали применения беспроводных контроллеров, а HP и Apple – нет. Вдобавок к этому, в конечной точке IxChariot (версия 7.1) работал сервер базы данных – программа, посылающая данные в обе стороны, а также отправляющая отчёты о результатах обратно на управляющий компьютер, который работал на отдельном смонтированном узле связи. Мы также задействовали вторую конечную точку IxChariot на беспроводном клиенте, подключённом к точке доступа.

Наше аппаратное обеспечение было таким:

Испытываемые точки доступа

  1. Apple AirPort Extreme: двухдиапазонная 802.11n (3x3:2), автономная, версия 7.5.1.
  2. Aruba AP125: двухдиапазонная 802.11n (3x3:2) с контроллером Aruba 3200, работающим под ArubaOS (вер. 6.0.0.1).
  3. Cisco Aironet 3502i: двухдиапазонная 802.11n (2x3:2) с контроллером Cisco 4402 (вер. 7.0.98.0).
  4. HP E-MSM460: двухдиапазонная 802.11n (3x3:3) автономная, рабочая версия 5.5.0.0-01-9514.
  5. Meraki MR24: двухдиапазонная 802.11n (3x3:3), работающий с контроллером Meraki Enterprise Cloud.
  6. Ruckus ZoneFlex 7363: двухдиапазонная 802.11n (2x2:2) с Ruckus ZoneDirector 1106 (версия 9.1.0.0.38).

Мы добавили к тестируемым продуктам устройства от Apple по двум причинам. Во-первых, нам нужен был пример хорошего маршрутизатора/точки доступа потребительского уровня, как основы для сравнения с сетевым устройством уровня предприятия, поскольку многих потребителей и людей, работающих на малых предприятиях, озадачивает большой ценовой разрыв между этими двумя группами. Во-вторых, читатели жаловались, что мы часто пропускаем продукты от Apple и не тестируем их. Что ж... сегодня они присутствуют в нашем обзоре.

Из всех шести точек доступа (ТД) только Meraki и HP имеют трёхпотоковые конфигурации с тремя антеннами (3x3:3). По сути дела, это были две единственные 3x3:3 ТД, которые мы нашли на рынке как раз к моменту начала тестов. Aruba AP125 – это довольно стандартная модель для данной компании и она уже получила кое-какую известность. Точно так же и 2x2:2 ZoneFlex 7363 от Ruckus едва ли дотягивает до середины рейтинга в списке лучших продуктов компании. Cisco 3500 – это современная высокопроизводительная ТД от сетевого гиганта.

Также хотим указать на то, что большинство рассмотренных в этой статье точек доступа используют всенаправленные антенны, о чём мы многократно упоминали в предыдущей части обзора. Ruckus, о которой мы говорили в прошлый раз, и Meraki, описанная здесь, являются исключением. Для нетренированного глаза Meraki и Ruckus покажутся весьма схожими по конструкции, у каждого есть направленные антенны в, практически, круговой диаграмме направленности. Тем не менее, Meraki использует плоские инвертированные F-антенны (PIFA). Бoльшего размера предназначены для 2,4 ГГц, а маленькие – для 5 ГГц, оставляя при этом всего три антенны на каждую полосу частот. Далее мы узнаем, как влияет на продукцию вращение при подобном дизайне.

Клиенты

Для нашего одиночного клиента мы использовали Dell Latitude E6410 со следующими техническими данными:

  • Intel Core i7-620M (2,67 ГГц),
  • 4 Гбайт RAM,
  • Centrino Ultimate-N 6300 (3x3:3),
  • Windows 7 Professional (64-битная),
  • Питание от сети включено во всех тестах.

Каждый тест на этом клиенте проводился по четыре раза, причём ноутбук поворачивали на 90 градусов для каждого случая. Значения пропускной способности представляют собой среднее арифметическое этих четырёх результатов.

Для наших 5 ГГц помех и тестов на нагрузку мы использовали ноутбуки 60 Dell Vostro 3500 со следующими техническими данными:

  • Intel Core i3 2,27 ГГц,
  • 3 Гбайт RAM,
  • Адаптер DW1520 Wireless-N WLAN half-mini card (Broadcom, драйвер 5.60.48.35),
  • Windows XP Professional SP3,
  • Питание от сети включено во всех тестах.

Не в последнюю очередь мы использовали пять планшетов Apple iPad 2 для лучшего изучения воздействия ультрамобильных устройств в смешанной беспроводной сети. Внимательные читатели, вероятно, помнят из первой части статьи, что мы говорили о наличии в нашей лаборатории девяти устройств iPad и iPad 2. Однако, честно говоря, закончилось тем, что мы использовали данные тестов только пяти планшетов iPad 2. Оставшиеся четыре устройства iPad не фигурируют в результатах, которые мы в итоге записали, так как все дизайны антенн клиентов должны были быть одинаковыми. По крайней мере, они отлично смотрятся на фотографиях.

Какое-то время мы обсуждали, проводить ли основные тесты при 2,4 ГГц или 5,0 ГГц, и в конечном счёте остановились на последнем варианте, руководствуясь двумя причинами. Во-первых, тогда как большинство потребительских товаров явно используют 2,4 ГГц, предприятия переходят на 5 ГГц, потому что это наименее используемая полоса частот. Тестируя преимущественно оборудование для предприятий, мы хотели использовать наилучший на данный момент диапазон для современного поколения, и сейчас это 5 ГГц. В этой полосе просто намного меньше трафика, что означает (в общем) лучшую производительность клиента. Во-вторых, вы видите всё растущее число двухдиапазонных маршрутизаторов и точек доступа, появляющиеся в широкой продаже, поскольку поставщики стараются нести высокие технологии на рынок массового потребления. В конце концов, как бы сказал Уэйн Грецки (Wayne Gretzky), мы решили направиться туда, куда полетела шайба, а не туда, где она была.

Для проведения тестов при 2,4 ГГц мы поместили все устройства на канал 1. Для 5 ГГц мы работали с каналом 36.

Что представляют собой помехи

При проведении тестов на влияние помех при 5 ГГц, помехи и неблагоприятные условия для конкуренции создавались при помощи 60 клиентов от компании Dell, каждый из которых был подключён к ТД, закреплённой на потолке приблизительно над серединой группы клиентов. В углу нашего офиса, показанном зелёной точкой на предыдущей схеме расположения оборудования, мы установили тестируемую точку доступа, закрепив её на потолке. Итак, у нас в распоряжении оказались две отдельные беспроводные локальные сети (БЛС), причём маленькая (одиночный клиент и испытываемая ТД) должна функционировать отдельно от 61 устройства Wi-Fi, вносящих помехи. Фактически, такая настройка похожа на двух человек, пытающихся завязать обычный разговор во внутреннем дворике, выходящем на открытую местность, где проходит рок-концерт. Нам понадобились две отдельных беспроводных ЛС, чтобы выделить помехи в качестве нашей главной переменной, а не помехи и нагрузку на клиента.

Для тестов при 2,4 ГГц мы рассматривали сценарий наихудшего развития событий, поэтому объединили расстояние в 30 метров от клиента к ТД, добавив к этому препятствие в зоне прямой видимости, а также генератор шума, работающий в диапазоне Wi-Fi радиочастот, который мы разместили прямо на точке, где находился наш клиент в ходе проведения тестов с расстоянием в 20 метров на частоте 5 ГГц. Такая ситуация напомнила нам один интересный вопрос из обсуждения в первой части статьи о разнице между типами помех и их воздействием на эффективность передачи информации.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Используя Metageek's Chanalyzer Pro, мы сделали несколько измерений рядом с нашей испытываемой точкой доступа. На первой картинке вы видите воздействие работающего не-Wi-Fi генератора помех. В реальности это могло бы походить на микроволновую печь — некое устройство, выпускающее много помех, появилось на той же частоте, которую использует канал 1 в 2,4 ГГц спектре. Как видите, при рабочей нагрузке почти 30% доступной полосы частот нашего канала исчезало из-за шума. Также примите во внимание, что амплитуда этого шума была зарегистрирована на уровне где-то около -80 дБм.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Далее мы добавили один клиент, подключённый к нашей целевой ТД. Амплитуда не изменилась, но мы заметили, что нагрузка резко увеличилась до более чем 80%.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Наконец, мы добавили сюда же помехи от передачи данных со всех наших 60 клиентов Vostro. Амплитуда подпрыгнула на значение выше -60 дБм, а рабочая нагрузка практически достигла максимального уровня, остановившись на 95%. Вы знаете, как работает ваш ПК, когда загрузка ЦП составляет 90% или около того? Представьте что-нибудь аналогичное при соперничестве устройств Wi-Fi. Теперь вспомните наш разговор о конкуренции в первой части нашей статьи и подумайте, насколько обычным делом для пакетов данных будут всё новые и новые запросы на повторную отправку в такой среде. То, каким образом точка доступа справляется с подобной ситуацией, будет решающим фактором при определении производительности для конечного пользователя.

Зоны покрытия

Прежде чем мы перейдём к тестированию, не можем не отметить, что для нас было важно проверить беспроводное покрытие от каждой из наших шести точек доступа. Вы видели, где в данном окружении находятся ноутбуки. Если бы у нас был обычный офис, логическое место расположения ТД было бы прямиком над серединой нашей группы из 60 клиентов (куда мы установили вторую ТД, не ту, которую испытывали в ходе теста на воздействие помех). Итак, для того, чтобы понять, насколько хорошо может работать каждая точка доступа в подобной среде с точки зрения покрытия, мы работали с коммерческим поставщиком беспроводных решений Connect802 для полного изучения покрытия всех шести ТД.

При подключённом проводе к ноутбуку и запущенной программе AirMagnet Survey Professional Edition наш технический специалист из Connect802 шесть раз полностью обошёл наш офис вдоль и поперёк. На картинках, приведённых ниже, вы можете увидеть путь, по которому он шёл, обозначенный маленькими красными стрелками на каждой схеме.

Мы всё же внесли одно изменение в стандартные настройки программного обеспечения. Когда наш специалист из Connect802 упомянул, что точке доступа потребуется сигнал, равный примерно от -70 до -75 дБм, чтобы поддерживать нормальное Wi-Fi-соединение, мы попросили его изменить шкалу цветности на его схемах так, чтобы значение светло-синего оказалось на уровне -75 дБм, а светло-синего/зелёного – -70 дБм. Таким образом, можно предположить, что зеленоватые тона (и их переход в более сильные жёлтые и красные зоны) представляют собой зоны устойчивого сигнала.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

В диапазоне 2,4 ГГц HP явно показал себя хуже всех. Стoит похвалить разработчиков из Apple за создание достаточно сравнимой с Aruba, Cisco и Meraki точки, хотя, надо заметить, что у продуктов Apple, Aruba и Meraki есть одна странная зона в достаточно неплохих зонах покрытия. У Cisco и Ruckus такой проблемы замечено не было. Относительно зелёной зоны покрытия до дальней стены здания, у Ruckus оказалось наибольшее площадь.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Что касается 5 ГГц, этот вариант работает очень схоже с первым, только на этот раз мы бы хотели отметить Cisco за наибольшую – на уровне -70 дБм и выше – зону покрытия. Из-за большей длинны волны, в 2,4 ГГц диапазоне, сигнал в некотором роде, проникает дальше, чем 5 ГГц. Хотя, в любом случае, такие карты размещения зон покрытия беспроводных сетей на большой площади необходимы, потому что нужно знать, сколько точек доступа вам понадобится, чтобы обслуживать своих пользователей. Лучшее покрытие – это один из факторов, благодаря которым приходится заказывать меньшее количество ТД.

Результаты тестов

Ближнее расстояние, нет помех

Мы начали с проведения теста на приём с одним клиентом при 5 ГГц на расстоянии в 3 метра в зоне прямой видимости. И здесь самым быстрым устройством, благодаря способности передавать данные по трём потокам, оказалось HP. Принимая это во внимание, неудивительно, что продукт от Meraki оказался на втором месте. Эти две ТД единственные, кто оказался способен использовать все три потенциальных потока клиента.

В тесте 3-х метрового канала связи на передачу, устройство Meraki резко увеличило производительность, показав 157 Мбит/с, отчего следующим четырём конкурсантам ничего не осталось, кроме как сгруппироваться в диапазоне значений 130 Мбит/с, а продукт от Cisco оказался последним со значением 114 Мбит/с. С чего бы это в данном случае трёхпотоковому устройству HP сдавать свои позиции? У нас нет логичного объяснения. Теоретически, оно должно было справиться с задачей лучше. Единственное наше предположение связано с тем, что, возможно, у продукта от HP до некоторой степени несимметрично ориентированны всенаправленные антенны. Это может объяснить запаздывание, которое мы наблюдали, также как и скачок, о котором мы написали выше, — в том случае, если клиент попал в зону наилучшего приёма сигнала данной ТД.

После всех многочисленных оптимизаций, которые мы обсуждали в первой части нашей статьи, почему бы продукту от Ruckus не оказаться лидером в этом тесте? Точки доступа Ruckus сконструированы с учётом способности подстраиваться. Не забывайте, что тестируемая ТД не знает, на каком расстоянии от клиента она находится. Она просто распознаёт интенсивность сигнала. Итак, если ТД запрограммирована на проведение непрерывного поиска лучшего направления, она будет тратить свои ресурсы весьма основательно, словно бы говоря: "Могу ли я услышать вас лучше в этом направлении? Нет? Тогда я вернусь в прежнее положение. А в этом направлении? Нет. Снова вернусь к прежнему значению. А что насчёт...?" В таком коротком диапазоне есть только один наилучший маршрут: по прямой в зоне видимости. Попытки оптимизировать устройство в каком-либо другом направлении приведут только к снижению производительности, но сотрудники Ruckus продолжают работу над этим вопросом. Вот такой здесь компромисс. Вдобавок к этому, преимущества формирования луча на одной антенне и управления сигналом исчезают при таком расстоянии.

Cреднее расстояние, нет помех

Нужно ли говорить, что любой результат свыше 100 Мбит/с – это очень приличный показатель для стандарта 802.11n? И всё же, у нас есть расхождение приблизительно в 30% с самого низкого (HP) до самого высокого значения (Ruckus) в этом тесте, так что, очевидно, нас вскоре ждёт что-то интересное, раз уж две трёхпотоковых точки доступа следуют по пятам за двухпотоковым ТД Ruckus. Продукт от Meraki показал хорошие результаты, оказавшись на втором месте, но теперь последней оказалась ТД HP. Это могло оказаться случаем, когда точка доступа неспособна поддерживать все три потока одновременно.

Представьте, что вы стоите в открытом поле, стараясь запустить три потока в режиме пространственного объединения. У вас не получится, не так ли? Нет ничего, от чего эти вторичные сигналы могли бы отразиться. Единственный доступный поток – это по прямой в зоне прямой видимости между ТД и клиентом. В некоторой степени, этот принцип мог повлиять на результаты. Если точка доступа не может эффективно использовать близлежащие стены и другие объекты, чтобы способствовать распространению трёх потоков с приемлемыми показателями, тогда ей придётся снизить свою производительность до двух потоков, или даже до одного (мы полагаем, что в данном случае это всё же два потока). В то же время разница между 3-мя и 20 метрами для Ruckus достаточная и теперь эта ТД может воспользоваться своим арсеналом функции по улучшению приёма/передачи сигналов с тем, чтобы справится с текущей ситуацией. Опять же, заметьте, что здесь мы получили 10%-ный отрыв по показателям Cisco от остальных конкурентов всего с двумя потоками.

И это, определённо, в некотором роде, странно. В то время, как нет ничего необычного в том, что каналы передачи данных в восходящем направлении стремятся не отставать от нисходящих, и у Aruba, и у HP были замечены улучшения. Мы не исключали идею о каких-либо случайно обнаруженных зон лучшего приёма, которые воздействовали на обе ТД, но вероятность того, что подобное объяснение окажется верным, показалась нам слишком маленькой.

Также мы должны отметить разницу больлее чем в 45 Мбит/с между скоростями в восходящих и нисходящих линиях связи у Ruckus. Вероятно, ответ заключён в способе формирования луча. Этот процесс имеет дело с передачей данных, а не с получением. Формирующая луч точка доступа может управлять передачей сигналов, но у неё нет возможности контролировать то, каким образом поступают сигналы с устройства клиента.

Иными словами, вы можете прикрыть уши ладонями, но не попросить кого-то говорить громче, или же приложить ладонь к уху трубочкой, чтобы лучше слышать. В первой части нашей статьи, в самом начале, мы упомянули о радикальном отличии, которое наблюдали, когда подключили нетбук адаптером Cisco 802.11n и ТД к беспроводной точке Ruckus. Отчасти мы сделали это, потому что обе стороны беспроводного подсоединения использовали одинаковые технологии подстройки. Оба адаптера применяли и пространственное объединение, и поляризацию, и все остальные приёмы (не говоря уже о работе с 5 ГГц, а не 2,4 ГГц), чтобы получить оптимальную скорость соединение в обоих направлениях. Тем не менее, понятно, что нам пришлось остановиться на адаптере, который наилучшим образом соответствует тому, что будут использовать обычные люди.

Cреднее расстояние, 1 точка против 60 клиентов

А теперь мы переходим к самой интересной части нашего обзора. Если у кого-то из вас раньше и был вопрос, могут ли находящиеся поблизости устройства вызвать помехи в вашем Wi-Fi соединении, то эти тесты должны стать для вас ответом. Сравните результаты от 102 до 136 Мбит/с, о которых вы прочитали выше в тестах нисходящих линий связи без помех, с этими числами. HP, Cisco и Aruba показали довольно неплохие результаты, уступив всего 30 или 40 Мбит/с. Meraki и Apple не справились с этим заданием.

Скорость предачи при 61 создающем помехи устройстве оказалась в такой же ситуации, даже ещё хуже. Точка доступа Apple умудрилась медленно, с трудом завершить тест. Устройство Meraki просто выбыло из этого тура, сдавшись на полпути.

В таких обстоятельствах способность к подстройке у ТД Ruckus может проявить себя в полной мере. Формирование луча, пространственное объединение, поляризация и все остальные приёмы помогают в случае с приёмом данных. По крайней мере, способность отфильтровывать помехи путём использования направленных антенн (смотрите первую часть нашего обзора) ясно показывает на превосходство по производительности Ruckus при передаче.

Опять же, точное определение причин, почему та или иная точка доступа потерпела неудачу, было бы, в значительной степени, предположительным. Мы могли бы упомянуть, что Apple и Meraki являются двумя самыми дешёвыми ТД в нашей группе устройств, и, возможно, принцип "за что купил, то и получил" в данном случае серьёзно повлиял на результаты. В конце концов, что бы ни говорилось в рекламных кампаниях, вы не получите роскошный седан по цене малолитражки.

Более того, вы, вполне вероятно, начинаете узнавать Cisco. Как и Ruckus, Cisco сдаёт позиции в коротком диапазоне, но на более длинных расстояниях показывает хорошую производительность, даже несмотря на неимоверное количество помех. Несомненно, Cisco обращает много внимания на усовершенствование чувствительности к приёму сигналов, что объясняет позицию модели 3502i на втором месте в нашем тесте передачи данных.

Дальнее расстояние, нет помех

Мы решили протестировать пять имеющихся у нас точек доступа в наихудших условиях и здесь нам пригодился тест на расстоянии 30 метров при нахождении устройств не в зоне прямой видимости. Также мы использовали этот тест для тестирования в диапазоне 2,4 ГГц — опять же, для моделирования наихудших условий.

В отсутствие помех устройство Meraki вновь вернулось в соревнование и показало неплохую производительность, вероятно, каким-то образом оно справилось с приёмом всех трёх потоков на большом расстоянии, с преградами. Точка доступа HP не смогла догнать соперницу и потерпела неудачу где-то в середине теста. Модель Apple замыкает список с результатом 27 Мбит/с, но это довольно приличный результат для потребительских товаров в таких условиях эксплуатации.

История повторилась и с передачей данных. Интересно то, что ТД Aruba оказалась последней, а модель Apple переместилась вверх, на четвёртое место. Meraki снова показала неплохую производительность, а ТД Ruckus довольно легко справилась с дальними расстояниями.

В ходе проведения теста мы задавались вопросами о факторах, лежащих в основе различий в производительности у разных продуктов. В частности, почему модель Cisco значительно превзошла относящиеся к той же категории двухпотоковые ТД Aruba и Apple. Конечно, однозначного ответа мы не нашли, но качество аппаратной начинки может значительно изменяться от одной точки доступа к другой — и компания Cisco известна своими отличными (в противоположность сотрудникам, приглашённым извне) конструкторским отделом и отделом контроля качества.

Например, если расположенные на плате дорожки сконструированы так, что не выдают точное такое же значение электрического сопротивления, то с каждым соединением будет наблюдаться небольшая потеря энергии. Радиочастотное отражение и шумы в печатной плате также могут привести к снижению производительности. Добротно сконструированная точка доступа сведёт к минимуму или совсем устранит такие факторы.

Дальнее расстояние, 1 точка против 60 клиентов, плюс дополнительные помехи

С помехами от наших 60 клиентов Wi-Fi (и подключённой точки доступа) мы снова увидели предсказуемый и достаточно жёсткий удар по производительности устройств. Нас опять впечатлила модель Apple – тем, что с трудом, но продолжала выполнять задание, тогда как бедная Meraki в который раз застряла на месте, не в состоянии завершить тест. И снова ТД Cisco показала преимущества своей конструкции, заработав почти 19% отрыв в производительности, по сравнению с моделью HP. Для нас это послужило примером того, что серьёзное качество конструкции намного превосходит все маркетинговые и рекламные трюки, такие как поддержка трёх потоков. Если устройства HP и Meraki являются представителями с наилучшей производительностью, которые можно получить от "450 Мбит/с" точек доступа, тогда мы в любой момент готовы переключиться на более надёжные двухпотоковые решения.

И снова мы наблюдаем ту же историю, только с ещё более драматичным финалом, в тестах передачи данных. ТД Ruckus едва справилась с тем, чтобы не подпустить Cisco слишком близко. Оба лидера намного опередили остальных конкурсантов, причём Aruba и HP шли почти нога в ногу, так что оказались на третьем месте.

Не забывайте, что на всех этих уровнях ни одна из проверяемых нами точек доступа, вероятно, не смогла бы обеспечить передачу HD-видео. К сожалению, показатель, который мы измеряли, – это средняя установившаяся пропускная способность в ходе двухминутного тестового прогона. У нас просто не было достаточно времени в графике проведения тестов, чтобы проверить продукцию ещё и на уровне минимальной установившейся пропускной способности. После того, как мы увидели преобладание ТД Ruckus в предыдущих тестах, нам в самом деле хотелось убедиться, могут ли конкуренты уровня предприятия показать тот же результат, что и модель Ruckus, или превзойти её в нашей среде, особенно в связи с тем, что потоковое видео, кажется, начинает играть всё более важную роль в обучении школьников. Школам необходимо понять свои технические возможности, то есть каким образом и где они могут развернуть беспроводные сети, особенно когда в них, вероятно, будут вовлечено очень много клиентов. Даже в домашней среде 70 метров для видеопотока не является чем-то необычным, хотя количество помех, которые появятся у потребителей, похоже, должно быть ниже, чем тот объём, с которым мы столкнулись при проведении тестов.

60 ноутбуков: суммарная производительность

В современном доме у увлечённого техникой энтузиаста мы с большой долей вероятности встретим дюжину устройств Wi-Fi, подключённых к одной-единственной точке доступа. Если посчитать только ноутбуки и смартфоны, сколько устройств, подключённых к беспроводной сети, вы насчитаете в своём местном кафе? А представьте, сколько их окажется в школьном гимнастическом зале при проведении какого-либо общешкольного мероприятия или в зале заседаний корпорации на общем собрании управленческого персонала. Так что условие подключения 60 ноутбуков к одной точке доступа, когда все они передают данные одновременно в двух направлениях, не такое уж и надуманное. То, как выбранная ТД справляется в таких условиях с нагрузкой, не только определяет удовлетворённость конечного пользователя, но также и то, сколько ТД придётся покупать организации, чтобы выдерживать ожидаемую нагрузку в заданной зоне.

И здесь мы в первый раз задумались о том, каким образом сравнивать наши точки доступа, когда их "бомбардируют" 60 клиентов-ноутбуков. Пытаясь отобразить реалистичный сценарий использования, мы установили соотношение трафика на уровне 75% для приёма и 25% - для передачи. Только четыре точки доступа выдержали это испытание.

Принимая во внимание первые полученные результаты, мы знаем, что оптимальная пропускная способность для одного клиента находится в диапазоне от 160 до 170 Мбит/с. Из информации о работе iPad, которую вы получите далее, вы узнаете, как увеличивается суммарная пропускная способность для многочисленных, действующих одновременно клиентов. Но всё же есть и ограничения. Любая заданная ТД может переносить только такой объём трафика, при котором она не перегрузиться. Даже при сравнении общей суммарной производительности одного ноутбука в сравнении с десятью, Ruckus, Aruba и HP показали всего от 10% до 20% прироста общей пропускной способности для группы ноутбуков. Общая суммарная производительность для моделей Apple и Meraki в действительности значительно упала, причём уже десять клиентов практически перегрузили данные устройства.

Шестьдесят ноутбуков, непрерывно передающих тестовые файлы объёмом 1 Мбайт, – это довольно большая нагрузка — слишком большая, чтобы ТД Apple и Meraki справились с ней. Давайте изучим реальные данные IxChariot, чтобы узнать, что происходит в действительности.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Одно из качеств, которые потребители ищут у точек доступа или маршрутизаторов, – это стабильность их соединений. С точки зрения пропускной способности относительно времени, вам не нужны многочисленные сумасшедшие взлёты и падения. Вы хотите, чтобы у пользователей была стабильная скорость соединения, и нижний предел диапазона пропускной способности, так же важен. Подумайте, каким будет воздействие на воспроизведение 10 Мбит/с видеопотока, когда средняя пропускная способность 15 Мбит/с падает на уровень от 3 до 5 Мбит/с.

И здесь стабильность скорости у ТД Cisco выглядит впечатляюще. Проблема лишь в том, что эта скорость слишком маленькая. Невероятно, но модели Cisco и Apple достигли намного лучших результатов по производительности при передаче, а не при приёме, без сомнения потому, что передаваемого трафика было намного меньше.

ТД Ruckus показала наиболее однородные и самые высокие результаты в обоих направлениях передачи данных, а прогонка устройств HP и Aruba также дала впечатляющие результаты. Таблица с данными модели Apple выглядит плачевно, словно устройство сумело выдержать только одно единственное мгновение нагрузки при приёме, прежде чем отключиться. По крайней мере, точка доступа Meraki, даже когда для неё всё было кончено, некоторое время ещё пыталась справиться с заданием.

Пять iPad 2: производительность одного устройства и суммарная производительность

Теперь, когда мы знаем, как ведут себя ноутбуки в общей массе, давайте перейдём к планшетам, которые занимают всё больше места на рынке, пытаясь заменить собою вышеупомянутые ноутбуки. Вот где в игру вступает целый ряд устройств iPad и iPad 2.


Плохая новость, касающаяся iPad 2, заключается в том, что это довольно медлительный клиент. Хорошая – это надёжный медлительный клиент даже в самых тяжёлых условиях. Нижеприведённые картинки используют ту же цветовую схему точек доступа, которую мы использовали на предыдущей странице. Удивительно то, что модель Cisco оказалась отстающей в данной группе примерно при 10 Мбит/с, а все остальные попали в тот самый небольшой промежуток диапазона со скоростью передачи данных от 12 до 14 Мбит/с.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Если бы суммарная производительность превосходно масштабировалась, мы бы увидели результаты пяти iPad 2 на уровне примерно 60 Мбит/с. Вместо этого наши точки доступа с наилучшей производительностью в данном тесте смогли преодолеть отметку всего лишь в 40 Мбит/с. А устройство Cisco нерешительно остановилось у отметки 28 Мбит/с.

Судя по полученным нами ранее результатам, даже ноутбук среднего уровня намного превосходит iPad 2 по скорости в беспроводных сетях, отчасти благодаря тому, что у него есть три антенны вместо одной. Может быть, это и не совсем честное сравнение, поскольку ожидаемое применение у обоих типов устройств сильно отличается. И всё же, справедливо ожидать, что планшеты продолжат покорять рынок и работать с новыми, более ресурсоёмкие приложения по мере их выпуска. Очевидно, способности к беспроводной передаче данных у планшетов не развиваются наравне с улучшением процессора и графики, и это положение необходимо изменить — причём быстро.

Возвращаясь к теме статьи, отметим, что наличие точки доступа, способной показать наилучший результат при недостаточно производительных устройствах, станет ещё более важным, поскольку мы продолжаем переходить с бoльших систем (настольных ПК и ноутбуков) на карманные клиентские устройства c их пониженныvb способностяvb передачи данных по беспроводным сетям. Смартфоны оборудованы даже меньшими одиночными антеннами, чем устройства iPad. Вспомните также из первой части нашей статьи, как работает равнодоступность эфирного времени. Если вы допускаете эти медленные карманные устройства в свою беспроводную локальную сеть без использования функции равнодоступности эфирного времени в точке доступа, то эти устройства "перетянут" на себя значительную долю пропускной способности бoльших, более быстрых систем. На следующей странице мы проиллюстрировали эту ситуацию.

Среднее расстояние, устройства iPad и ноутбуки в совокупности

Мы уже знаем, что модели Apple и Meraki с треском провалили тест с 60 клиентами, но, применительно к остальным соперникам, что случится, когда вы подключите к сети ещё пять планшетов iPad 2? Для начала, кажется, устройство HP справилось с задачей на удивление хорошо. Разочаровав нас в тесте с помехами, точка доступа HP, кажется, вернула наше расположение, когда дело дошло до способности выдерживать сверхвысокие нагрузки по трафику... или всё же нет?

Когда мы получили данные для ноутбуков, в сравнении с устройствами iPad 2, нам открылась другая картина. Вспомните про сравнение одного ноутбука с устройством iPad. Тогда мы получили пропускную способность ноутбука, примерно в 7,5 раз превысившую ту же характеристику у планшета. К тому же, ноутбуков у нас в 12 раз больше, чем планшетов. Каким должно быть верное соотношение диапазона частот для ноутбуков и планшетов в данном тесте — 7,5x, 12x или где-то между этими двумя значениями? Идеального ответа может и не быть, но будет безопаснее предположить, что наилучшим вариантом будет середина между двумя вышеназванными значениями. Точки доступа Ruckus и Cisco оказались как раз в этой зоне, показав пропускную способность ноутбуков на уровне, примерно в 11 и 9 раз соответственно превышающем результаты пяти подключённых планшетов. Однако ТД HP завершила тест с результатом примерно 60x, оставив устройствам iPad жалкие крохи каналов для работы. Здесь мы не увидели какой-либо равнодоступности эфирного времени.

Модель Aruba пошла по другому пути, предоставив устройствам iPad намного больше времени, чем они заслуживали, — свыше 1/3 общей ширины полосы частот. Учитывая это, вероятно, никого не удивит то, что в модели Aruba по умолчанию отключена равнодоступность эфирного времени. Мы можем только заключить, что это большая оплошность со стороны компании Aruba, но наша цель – использовать для точки доступа только настройки по умолчанию, пока результаты при запуске не станут недвусмысленными. Несмотря ни на что, это выдвигает на первый план важность равнодоступности эфирного времени в переполненной Wi-Fi-среде со смешанными типами устройств.

Равнодоступность эфирного времени при нагрузке

Только для того, чтобы ещё яснее показать эту ситуацию с равнодоступностью эфирного времени, давайте ещё дальше углубимся в анализ производительности точек доступа. Возвращаясь к нашим тестам приёма при наличии 60 ноутбуков, заметим, что первоначальный график пропускной способности для четырёх выдержавших испытание конкурентов в программе IxChariot выглядит так:

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Как мы видим, исходя из столбцов диаграммы, лидером стала точка доступа Ruckus, второе место поделили модели HP и Aruba, а устройство Cisco осталось позади, медленно, но с упорным постоянством продвигаясь к завершению теста на уровне 40 Мбит/с. Дополнительное понимание, которое мы получили в данном случае, это то, что точка доступа HP имела более узкую полосу пропускания, чем её соперница Aruba, что позволило сделать выбор между этими двумя устройствами проще.

Теперь посмотрим на то, каким образом все четыре ТД распределяют свои полосы пропускания, исходя из нужд каждого клиента. Нажмите на рисунок, чтобы рассмотреть его в полном размере.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

И Cisco, и Ruckus великолепно справились с обеспечением каждого клиента справедливой равной долей доступной полосы пропускания. Модель HP показала довольно стабильную работу, сохранив при этом за одним клиентом долю в 9,4%. ТД Aruba, у которой не включена функция равнодоступности эфирного времени, отклонилась ещё дальше и предоставила около 20% "пирога" – полосы пропускания – всего лишь двум клиентам, отдав остальное другим 58-ми.

Но даже такую большую разборчивость ТД Aruba можно простить, если взглянуть на вопиющие, бессистемные распределения полосы частот у точки доступа Meraki. Мы провели ряд тестов на MR24, ожидая получить ответ, как ТД справляется с принципом равнозначности в условиях повышенной нагрузки. Результаты говорят сами за себя.

Почему Wi-Fi плохо работает и как это исправить. Часть 2

Заметьте, что суммарная полоса частот у пяти ноутбуков почти равна той же характеристике всего лишь у двух ноутбуков. Тем не менее, даже при наличии только пяти ноутбуков, один клиент получает 45% полосы частот, в то время как другой – всего 2%. Вспомните, что эти ноутбуки все идентичны как по аппаратному обеспечению, так и по конфигурации ПО. У точки доступа нет абсолютно никаких причин, чтобы выделять одного клиента в ущерб другим. При наличии 10 клиентов ситуация становится просто нелепой. Один клиент получает 85% полосы частот, а восемь не получают ничего. Всё же суммарная пропускная способность зафиксирована на уровне почти 90 Мбит/с, что звучит неплохо. Из 60 ноутбуков (прежде, чем ТД оставила свои попытки справиться с тестом) только три получили какую-либо ощутимую полосу частот, остальные 54 не получили данных вообще.

Заключение

Подробный анализ, подобный тому, что мы провели в данной статье, — свыше 300 тестовых прогонов при множестве переменных — имеет важное значение, если покупатели желают получить верное понимание производительности клиента. Что касается общей полосы частот для заданного окружения, эти большие усреднённые цифры Мбит/с, которые вы видите в большинстве обзоров маршрутизаторов и точек доступа, даже близко не отражают полной картины.

В нашем, состоящем из двух частей обзоре, мы попытались подробнее изучить производительность, сфокусировавшись на двух основных факторах внешней среды, которые имеют большое значение для производительности Wi-Fi-сетей — помехах и нагрузке на клиента, — а также многочисленные методы, которые могут применять точки доступа, чтобы преодолеть эти факторы. Отчасти из-за того, что помехами в беспроводных сетях так сложно управлять, большинство обозревателей никогда не пытались связать рассматриваемые объекты с реальным окружением. И, конечно же, наши результаты не следует принимать за истину в последней инстанции. Едва ли кто-то из вас сможет повторить наши тесты и, вследствие изменяющихся условий, получит другие результаты, если только не проведёт тонкую настройку продуктов. Как мы уже отметили выше, в данных тестах мы не применяли подстройку — мы просто провели тесты и записали результаты. Если бы мы принялись подстраивать устройства, мы бы так и сидели до настоящего момента в нашем офисе, записывая баллы по пропускной способности.

К этому времени результаты уже должны были привести вас к собственным неизбежным выводам. Компания Apple создала отличный маршрутизатор для потребительского сегмента, но разница между оборудованием бизнес-класса и устройствами для потребителей в нашем случае слишком большая. Это должно стать сигналом опасности для ползователя, размещающим всё больше и больше устройств Wi-Fi у себя дома, а также для любого предприятия, стремящегося сэкономить деньги и покупающего устройства для домашнего использования в ближайшем компьютерном магазине. Уровни конструкции и качества компонентов у продуктов этих двух классов несравнимы.

В то же время, очевидно, что существуют качественные различия и среди точек доступа бизнес-класса. Если вам необходима производительность в условиях постоянных "нападений" из окружающей среды (в виде помех), то устройства Cisco и, в особенности, Ruckus – вот два ваших наилучших варианта выбора из нашей группы. То же утверждение применимо к равнодоступности эфирного времени и обеспечению гарантий того, что все клиенты получают приблизительно равную долю полосы частот в любое заданное время. Что касается расстояний, вам придётся получше изучить условия окружающей среды и особые отличительные свойства ваших беспроводных устройств.

В оптимальном, наиболее близком диапазоне, при отсутствии или небольшом количестве помех и всего одном клиенте, стремящемся добиться внимания точки доступа, устройство Meraki MR24 неожиданно превратилось в нашего лучшего исполнителя, вероятнее всего, благодаря своей конструкции с тремя потоками, хорошо согласующейся с нашим 3x3:3 клиент-адаптером от Intel. Как только мы начали увеличивать расстояние и количество помех, ситуация изменилась. Также имеет значение, хотите ли вы сделать упор на приём или передачу данных для своей точки доступа. Модели Aruba и HP показали себя не то чтобы совсем плохо, но и не вызвали особых восторгов, но ещё раз повторимся — дальность передачи может изменяться, согласно тому, как вы проведёте подстройку устройства.

Хорошее Wi-Fi устройство не то, у которого слишком большая мощность или высокая скорость. Всё дело в понимании природы радиочастот и принятии решений, которые приведут к увеличению производительности. Модели, которые превзошли других по определённым характеристикам в ходе наших тестов, не были самыми большими или самыми дорогими и даже не всегда использовали бoльшее количество потоков. Устройство Ruckus сделало всё возможное и стало лидером в большинстве наших тестов, хотя у этой модели обычная схема 2x2:2, однако она стала лидером именно благодаря своей схеме и пристальному вниманию разработчиков к факторам, необходимым для обеспечения высококачественной беспроводной связи в условиях постоянно растущих РЧ-помех. Cisco – это ещё один поставщик из нашей группы, который постарался обеспечить ещё больший уровень внимания к факторам и управлению.

Представитель Ruckus как-то рассказал нам, что его компания собиралась вести переговоры, по меньшей мере, с одним производителем панелей, заинтересовавшимся идеей переноса технологии Ruckus, касающейся антенн, на печатные платы, устанавливаемые за ЖК-панелью ноутбука, встроенные прямо в крышку. Вы можете себе представить, насколько может увеличиться производительность у клиента и у точки доступа, использующих одинаковые адаптивные технологии? К сожалению, переговоры ни к чему не привели, поскольку тот производитель отказался заплатить цену, в которую компания Ruckus оценила свою технологию. Даже в мире обычных потребителей, мы знаем, что был случай, когда Netgear вывела технологию Ruckus на рынок в одном из своих продуктов стандарта 802.11g, но вскоре это начинание было забыто по схожим причинам. Люди не понимают качественную разницу у разных беспроводных решений. Вместо этого они видят такие величины, как Мбит/с и время доступа, и это сводит на нет всё желание продолжать дискуссию о преимуществах одних беспроводных устройств над другими.

Такого быть не должно. В сфере применения Wi-Fi мы столкнулись с дилеммой, касающейся полосы пропускания, довольно схожей с нависшей над нами глобальной проблемой нехватки нефти. Поскольку спрос и применение продолжают расти, наша способность эффективно и рационально использовать эти ресурсы будет снижаться. Интеллектуальная, адаптивная технология применения антенн, конечно, не является аналогом экологически чистых нетрадиционных источников энергии, но она позволяет сделать гигантский скачок вперёд в изучении вопроса, насколько продуктивно мы можем использовать существующие ресурсы диапазона частот.

Покупайте с умом и, по возможности, требуйте самого лучшего от производителей беспроводных устройств.

КОНЕЦ СТАТЬИ


Координаты для связи с редакцией:

Общий адрес редакции: thg@thg.ru;
Размещение рекламы: Roman@thg.ru;
Другие координаты, в т.ч. адреса для отправки информации и пресс-релизов, приглашений на мероприятия и т.д. указаны на этой странице.


Копирование и распространение информации, упомянутой на страницах THG.ru возможно только при наличии у вас письменного разрешения руководства издания. По вопросам использования наших статей обращайтесь по электронной почте.

THG.ru ("Русский Tom's Hardware Guide") входит в международную сеть изданий Best of Media


Все статьи: THG.ru

 

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru агентство контекстной рекламы адвертпро московская ремонтная служба стиральных машин