Тест Wi-Fi роутеров 802.11ac | Введение
В начале 2013 года мы публиковали обзор группы маршрутизаторов стандарта 802.11ac, в котором проверили пропускную способность и зону покрытия лучших решений на рынке. На то время статья предоставляла данные по группе продуктов, которые редко встречались у пользователей дома.
Как обычно, наши читатели высказали свои замечания, благодарности и конструктивные предложения к статье. Некоторые из комментариев были предсказуемы, например, предложение сравнить зону приема 802.11ac. Нам тоже было это интересно. Мы установили несколько маршрутизаторов на подоконнике верхнего этажа офиса и измерили зону уверенного приема сигнала на улице в пределах прямой видимости. Один обеспечивал связь по всему кварталу, а другой едва доносил сигнал до дороги.
На следующий день замеренные нами расстояния изменились. Лучшие показатели мы наблюдали ночью, когда температура упала до -6 градусов Цельсия, но мы думаем, что низкая температура убила наш USB-адаптер 802.11ac, который перестал работать, как только мы вернули его в помещение (да, принося электронику с мороза, надо дать ей согреться до комнатной температуры). В зависимости от времени, изменяется не только дальность приема сигнала, но и пропускная способность, что более важно. Проблемы тестирования Wi-Fi заключаются в разбросе результатов из-за изменений радиочастотной обстановки, а увеличение расстояния между тестируемыми объектами осложняет процесс. Это не означает, что 802.11ac в плане дальности работы не лучше, чем 802.11n (это мы уже выяснили в предыдущей статье). Но мы быстро поняли, что пытаться измерить истинное расстояние – глупая затея. Какой смысл в том, что вы знаете максимальную зону покрытия вашего маршрутизатора, если он передает 100 Мбайт за час? В итоге мы отказались от измерения максимальной зоны покрытия.
Также читатели предлагали протестировать наши 802.11ac-маршрутизаторы с проводным подключением. Это предложение мы вынесли в список “факторов, которые было бы хорошо когда-нибудь проверить”, но пока отложили его в сторону. В наших статьях про Wi-Fi, по крайней мере, на данный момент, мы сосредоточены на обсуждении именно технологии Wi-Fi. Мы пытаемся объяснить особенности технологии и ее практической реализации.
Несколько читателей верно подметили, что мы должны дать большую нагрузку на тестируемые маршрутизаторы, чтобы проверить не только пропускную способность, но и пропускную способность под нагрузкой. Необходимость в подобном анализе действительно существует, так что в последующих тестах мы решили сосредоточить внимание на этом. Тем не менее, размышляя над методикой такого тестирования, мы поняли, что необходимо исследовать два сценария. Во-первых, какова эффективность маршрутизатора при интенсивной обработке нескольких потоков? Это можно проверить либо с помощью произвольного набора уникальных Wi-Fi-устройств, либо с помощью IxChariot для создания различного числа виртуальных клиентов. Очевидно, что последний подход более удобен и точен.
Во-вторых, в реальных условиях, когда присутствуют нескольких клиентских устройств, поддержанию высокого уровня производительности мешает еще один фактор – помехи. Все Wi-Fi- устройства излучают радиочастотные помехи и при подключении отбирают часть пакетного трафика. Некоторые маршрутизаторы справляются с этим лучше других. Почему бы не сравнить наши маршрутизаторы в этом отношении?
В итоге, задача этого обзора – заполнить пробелы, оставшиеся после прошлого тестирования. По некоторым соображениям мы решили повторно использовать отдельные модели из нашего прошлого обзора и добавили несколько новых. Так мы сможем узнать, привносят ли улучшения в технологии 802.11ac заметную выгоду в повседневном использовании. Это не очередное сравнение нового оборудования. Мы, скорее, хотим глубже исследовать производительность 802.11ac и ряд других факторов, которые, возможно, могут быть полезны при выборе вашего следующего маршрутизатора.
Тест Wi-Fi роутеров 802.11ac | Модели участвующие в тестировании
Amped Wireless RTA15
Ворвавшись на рынок 802.11ac в 2013 году, маршрутизатор Amped Wireless стремился сделать себе имя среди устройств, ориентированных на высокую производительность и большую зону покрытия. Производитель обещал “трехкратное увеличение зоны покрытия, по сравнению со стандартными маршрутизаторами 802.11ac”. В описании продукта говорилось: “двухдиапазонный Wi-Fi-маршрутизатор RTA15 стандарта 802.11ac, мощностью 700 мВт имеет три антенны 5 dBi с высоким коэффициентом усиления и десять усилителей мощности. Это максимум для Wi-Fi-маршрутизаторов Amped Wireless. Среди усилителей имеются: два усилителя 2,4 ГГц 700мВт, четыре усилителя 5,0 ГГц 700 Мвт, двухступенчатые усилители и четыре усовершенствованных, малошумящих усилителя. Передовые технологии маршрутизатора RTA15 позволяет ему с легкостью осуществлять потоковую передачу медиаконтента высокого качества на высоких скоростях на несколько устройств одновременно”.
RTA15 обеспечивает теоретическую скорость 300 Мбит/с на полосе 2,4 ГГц плюс 867 Мбит/с на частотах 5 ГГц. Таким образом, его можно отнести к продуктам класса AC1200, но при цене $160 (12 880 руб. под данным Яндекс.Маркет). RTA15 использует массив антенн 2×2, так что AC1200 – это лучшее, что вы можете получить. Схема 3×3 потенциально повышает скорости на частоте 2,4/5 ГГц до 450/1300 Мбит/с, поэтому двухдиапазонные маршрутизаторы 3×3 обычно рекламируют как “AC1750”. Естественно, AC1750 стоит дороже, поэтому мы хотели сравнить возможности форсированного маршрутизатора AC1200 (такого, как RTA15) с технологией AC1750. Сможет ли он выстоять или его ждет незавидная участь Belkin AC1200 в конфигурации 802.11ac 2×2 из нашего прошлого обзора?
Asus RT-AC66U
Мы решили провести тест любимца из нашего прошлого обзора в более жестких условиях. Маршрутизатор Asus RT-AC66U одержал чистую победу в стандартных тестах благодаря массиву антенн 3×3 (AC1750), показав впечатляющий результат. Мы бы хотели сравнить эту модель с другими маршрутизаторами Asus, оснащенными четырьмя и шестью антеннами, чтобы посмотреть эффект от увеличения количества антенн (и повышения стоимости). Но сегодня мы поставили себе задачу выяснить, соответствуют ли наши старые оценки, полученные на основе стандартных тестов, результатам, увиденным в более жестких сценариях сегодняшнего сравнения. Кстати, цена A66U с 2014 года не изменилась, все те же $155 (~7700 руб. по данным Яндекс.Маркет).
Netgear R6300
В прошлом Netgear R6300 показал неплохой уровень производительности. Мы добавили его в список, чтобы узнать, есть ли у конфигурации 3×3 какие-либо скрытые достоинства. Сейчас эта модель стоит всего $127 (~7800 руб. по данным Яндекс.Маркет). Мы бы удивились, если бы маршрутизатор AC1750 выкинул какой-нибудь фокус, особенно если учесть, что у него внутренние антенны, а это не так часто встречается в моделях такого класса. Обратите внимание, что в следующей модели – Netgear Nighthawk – производитель вернулся к внешним антеннам. Наверняка для этого были свои причины.
Netgear Nighthawk R7000
R7000 использует конфигурацию антенн 3×3, почему тогда он представлен в стандарте AC1900, а не AC1750? Частота 5 ГГц обеспечивает топовую пропускную способность 1300 Мбит/с. Тем не менее, на полосе 2,4 ГГц она составляет теоретические 600 Мбит/с, если клиент поддерживает “высокоскоростной режим” для 256-QAM. Наш сетевой адаптер Asus в конфигурации 3×3 802.11ac (PCE-AC68) поддерживает только 64-QAM. Таким образом, вышеупомянутое условие наша система не выполняет. Даже сегодня лучшие интегрированные двухдиапазонные сетевые адаптеры Intel AC 7260 и 7265 802.11ac для ноутбуков работают в конфигурации 2×2 (AC1200), так что наша модель обеспечивает достаточно высокие возможности для клиента. Другие обозреватели уже изучили производительность AC1900 и выяснили, что она в лучшем случае соответствует уровню AC1750. Несмотря на это, Nighthawk R7000 все равно стоит дороже остальных – $184 (~9800 руб. по данным Яндекс.Маркет).
Тест Wi-Fi роутеров 802.11ac | Методика тестирования
Тестовая система: клиент №1 | |
Процессор | AMD FX-8150 (Zambezi) 3,6 ГГц (18 * 200 МГц), Socket AM3+, 8 Мбайт общего кэша L3, Turbo Core вкл., фукцнии энергосбережния вкл. |
Материнская плата | Asus Crosshair V Formula (Socket AM3+) AMD 990FX/SB950 Chipset, BIOS 1703 |
ОЗУ | G.Skill 16GB (4 x 4 Гбайт) DDR3-1600, F3-12800CL9Q2-32GBZL @ DDR3-1600 при 1,5 В |
Накопитель | Patriot Wildfire 256 Гбайт, SATA 6 Гбит/с |
Видеокарта | AMD Radeon HD 7970 3GB |
Блок питания | PC Power & Cooling Turbo-Cool 850W |
Операционная система | Windows 7 Professional 64-bit |
DirectX | DirectX 11 |
Видеодрайвер | AMD Catalyst Release 12.10 |
Тестовая система: клиент №2 (ноутбук Asus N56V) | |
Процессор | Intel Core i7-3720QM (Ivy Bridge) 2,6GHz (26 * 100 МГц), LGA 2011, 12 Мбайт общего экша L3, Hyper-Threading вкл., Turbo Boost вкл., функции энергосбережния вкл. |
ОЗУ | Hyundai 8 Гбайт (2 x 4 Гбайт) PC3-12800, HMT351S6CFR8C-PB @ 1,5 В |
Накопитель | Seagate ST9750420AS 750 Гбайт, SATA 3 Гбит/с |
Видеокарта | Nvidia GeForce GT 630M |
Блок питания | Asus ADP-120ZB |
Операционная система | Windows 7 Professional 64-bit |
DirectX | DirectX 11 |
Видеодрайвер | Nvidia Driver 290.47 |
Тестовая система: сервер (тестовый экземпляр сервера от AMD без модельного номера) | |
Процессоры | |
Материнская плата | TBD |
ОЗУ | Micron 4 Гбайт (2 x 2 Гбайт) DDR3-1333, 8KTF25664HZ-1G4M1 @ 1,35 В |
Накопитель | Samsung 830 128 Гбайт SSD |
Видеокарта | AMD Radeon HD 7660G |
Блок питания | TBD |
Операционная система | Windows 7 Ultimate 64-bit |
DirectX | DirectX 11 |
Видеодрайвер | AMD Catalyst Release 12.10 |
Мы провели три базовых теста. Сначала мы создали папку объемом 2 Гбайт, содержащую сотни файлов MP3, EXE и разнообразных документов. Эта папка использовалась для проверки пропускной способности в обоих направлениях. Далее мы обратились к сетевому тестовому модулю в пакете PassMark PerformanceTest 8. Основные параметры производительности, как обычно, показывает Ixia IxChariot, а точнее, два его встроенных сценария. Если не указано иное, мы передавали 100 записей по сценарию High-Performance TCP Throughput и 1000 записей по сценарию UDP Throughput.
Более подробно о каждом тесте мы поговорим в соответствующих разделах. Но сначала мы хотим объяснить, каким образом выбираем “победителя” в каждом тесте. Во многих случаях самый лучший результат не означает автоматическую победу. При анализе сетевого трафика, особенно беспроводного, который очень часто используется для потоковой передачи мультимедиаконтента, важно выявить не самое быстрое, а самое медленное значение и провалы. Ведь неважно, насколько быстро поступают данные, если вам всего лишь нужно поддерживать частоту 30 кадров в секунду. Другое дело, если пропускной способности недостаточно, и частота кадров снижается или видео останавливается для буферизации. Поэтому мы склоняемся к сравнению результата со средней устойчивой пропускной способностью. В случаях, когда два средних показателя близки, мы, как правило, смотрим, у кого была зафиксирована наименьшая скорость.
Тест Wi-Fi роутеров 802.11ac | Базовые тесты на частоте 5 ГГц
Большинство наших тестов выполнялось в гостиной. Основная система и маршрутизатор находились в одном конце комнаты, а клиентский ПК № 1 – в другом. Расстояние между устройствами по прямой линии в зоне видимости составляло примерно 9 метров. Во всех базовых тестах маршрутизаторы работали с шифрованием WPA2, поскольку это самый распространенный стандарт для домашних беспроводных сетей.
Наш тест с папкой весом 2 Гбайт предполагает передачу одного ZIP-архива с несколькими сотнями небольших файлов (MP3, документы и т. д.). Такой способ поможет изолировать наши результаты от дополнительной нагрузки, связанной с отправкой сотни файлов вместо одного.
Копирование папки объемом 2 Гбайт: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, красным цветом – сервер-клиент, черным цветом – клиент-сервер, секунды (меньше – лучше)
В этом тесте нет ничего необычного – простая прямая передача файлов, необходимая для создания базы для сравнения. В относительно идеальных условиях выигрывает маршрутизатор Asus, хотя у Netgear R6300 меньший разрыв в скорости между двумя направлениями передачи.
PassMark PerformanceTest 8 предлагает еще раз взглянуть на базовую пропускную способность, только теперь мы можем оценить производительность TCP и UDP трафика отдельно. UDP почти всегда показывает более высокую пропускную способность, чем TCP, так как он не предполагает процедуры проверки ошибок (и, таким образом, повторную отправку пакетов). Если пакет не удается передать, UDP его пропускает. Ниже представлен экстремальный пример потенциальной разницы между TCP (сверху) и UDP (снизу) на нашем маршрутизаторе Asus. Показатели взяты из разных сред, перед тем как мы начали официальное тестирование. Расстояние одинаковое, тестовый пакет один и тот же, просто разные протоколы.
Вернемся к результатам PassMark:
PassMark PT8: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, Мбит/с (больше – лучше)
Похоже, мы достигли потолка производительности на данных настройках бенчмарка, поскольку пропускная способность в диапазоне 410 – 413 Мбит/с достигается в четырех случаях. Но обратите внимание, что три из четырех маршрутизаторов достигают этого уровня с протоколом UDP, и только Nighthawk R7000 дает такую скорость с TCP. Amped RTA15 – единственный маршрутизатор, который не достиг потолка с UDP, хотя и был близок.
IxChariot: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, TCP – 100 записей, Мбит/с (больше – лучше)
Теперь давайте посмотрим, подтвердит ли более углубленный тест IxChariot наши предыдущие результаты. Помните, мы говорили, что при очень близких показателях средней пропускной способности будем обращать внимание на самые низкие значения? Это один из таких случаев. Три маршрутизатора в конфигурации 3×3 показывают близкие средние и максимальные скорости во время тестирования TCP на полосе 5 ГГц. Однако Asus показывает гораздо более высокий нижний порог пропускной способности. Маршрутизатор Amped также продемонстрировал достаточно высокий минимальный показатель. Это наводит на мысль, что все его усилители нужны для компенсации более слабого массива антенн 2×2.
IxChariot: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, UDP – 1000 записей, Мбит/с (больше – лучше)
В процессе тестирования маршрутизатора Amped RTA15, IxChariot вывел предупреждающее сообщение CHR0336: запись была получена за 1-20 мс. В то время как с другими тремя маршрутизаторами такого не было. При этом график Amped имел большой разброс значений, примерно так:
Сравните этот график с более равномерным графиком Nighthawk в одном и том же тесте:
Подобные результаты мы увидим и в других тестах. В целом, у маршрутизатора Amped наблюдаются трудности с обработкой трафика UDP, особенно на частоте 5 ГГц.
Вы также можете заметить, что скорость по протоколу TCP на полосе 5 ГГц значительно выше, чем с UDP. В реальности все обычно не так, как отражено в тесте PerformanceTest. Но, как мы уже говорили в нашем предыдущем обзоре маршрутизаторов 802.11ac, разработчики Ixia, кажется, используют собственную версию протокола, которая искажает относительную производительность TCP и UDP.
Тест Wi-Fi роутеров 802.11ac | Базовые тесты на частоте 2,4 ГГц
Копирование папки объемом 2 Гбайт: 2,4 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, красным цветом – сервер-клиент, черным цветом клиент-сервер, секунды (меньше – лучше)
Хотя в предыдущем тесте у Amped были трудности, в этот раз, передавая 2 Гбайт файлов с сервера на клиент, он в вдвое обошел своих соперников. При передаче данных с клиента на сервер он тоже оказался немного быстрее. Маршрутизатор Asus занял второе место, заметно отстав. Netgear R6300 показал весьма низкую скорость передачи в направлении клиент-сервер. И мы скоро узнаем, случайность ли это или признак наличия проблемы.
PassMark PT8: 2,4 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, Мбит/с (больше – лучше)
В тесте PerformanceTest победа снова за Amped RTA15. В этот раз трудностей с трафиком UDP на устройстве не было. По показателю скорости UDP он занял третье место, но обогнал R6300 с конфигурацией антенн 3×3 и показал самую высокую скорость TCP. В этом тесте у RTA15 лучший комбинированный результат. Мы считаем, что, учитывая эти данные, лучше оставить все разговоры о возможном превосходстве AC1900 перед AC1750 по скорости на полосе 2,4 ГГЦ при отсутствии поддержки 256-QAM со стороны клиента. Самое удивительное, что маршрутизатор с антеннами 2×2 легко обошел три маршрутизатора в конфигурации 3×3, включая Nighthawk с технологией формирования луча. По-видимому, мощность иногда является решающим фактором.
IxChariot: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, TCP – 100 записей, Мбит/с (больше – лучше)
И снова отличился маршрутизатор Amped. Он показал неплохой нижний порог пропускной способности TCP на частоте 2,4 ГГц в IxChariot, но устойчивая скорость передачи была так близка к пиковой, что средний показатель оказался почти на 50% выше, чем у соперников. Между тем, средняя скорость R6300 составила менее половины скорости Asus и Nighthawk. Показатель минимальной скорости R6300 в тех же условиях просто ужасный.
IxChariot: 5 ГГц, расстояние 9 метров в зоне прямой видимости, UDP – 1000 записей, Мбит/с (больше – лучше)
При переходе на протокол UDP Amped уже не показывает явного преимущества, но по-прежнему обгоняет Nighthawk, особенно по показателю минимальной пропускной способности. R6300 снова продемонстрировал худший нижний предел скорости передачи данных, хотя максимальной скорости оказалось достаточно, чтобы обеспечить приемлемый средний показатель. Тем не менее, этот маршрутизатор все равно оказался последним. Из данной диаграммы можно сделать вывод, что средняя производительность UDP на полосе 2,4 ГГц у всех четырех маршрутизаторов почти одинаковая. Похожий результат мы видели в тесте PerformanceTest.
Во второй части: тесты без шифрования, тесты в присутствии других сетей, тесты зоны покрытия и работа с повышенной нагрузкой.