ОБЗОР

Первые устройства для беспроводных сетей 802.11n ясно демонстрируют как потенциал производительности этого стандарта, так и присущие ему проблемы. Продукты Linksys на базе версии 1.0 чернового варианта стандарта (Draft 802. 11n), проверявшиеся в Тестовом центре eWeek Labs, действительно работали быстрее, чем все, что мы видели до сих пор, однако наличие проблем дальнодействия и интерференции с унаследованными беспроводными сетями свидетельствует о необходимости дальнейшей работы. Стандарт IEEE 802.11n призван значительно повысить совокупную пропускную способность и радиус действия беспроводных соединений благодаря использованию методов пространственного мультиплексирования MIMO (система со многими входами и выходами). Стандарт предусматривает скорости соединения 150 и 300 Мбит/с; в последнем случае это позволит передавать полезные данные с реальной скоростью около 150 Мбит/с. Текущий вариант Draft 802.11n был одобрен заочным голосованием в марте этого года, а полноценный стандарт, по-видимому, будет утвержден во II квартале 2007-го.

Мы протестировали два новых продукта Linksys: беспроводной маршрутизатор WRT300N Wireless-N Broadband Router (цена в США - $149) и адаптер для ноутбуков WPC300N Wireless-N Notebook Adapter ($119). Оба устройства имеют по три собственные антенны и поддерживают для увеличения пропускной способности расширенные частотные каналы с полосой в 40 МГц.

В проверенных образцах аппаратуры был установлен чипсет Intensifi фирмы Broadcom. Однако, по словам представителей Linksys, при большом объеме выпускаемой ими беспроводной аппаратуры этих чипсетов зачастую не хватает, поэтому компания будет поставлять продукты на базе Draft 802.11n также и с чипсетами Atheros и Marvell.

На развернутой спектрограмме (внизу слева) виден шум, создаваемый WRT300N (причем это только режим радиомаяка)

По информации Майка Херлстона, вице-президента Broadcom, микросхемы Intensifi будут поддерживать частотный диапазон 5 ГГц, однако первое поколение продуктов Draft 802.11n работать в нем еще не сможет. Главной причиной этого является желание партнеров Broadcom снизить стоимость новой аппаратуры.

Первое практическое знакомство с продуктами на базе Draft 802.11n показывает, что их производительность в значительной степени зависит от внешних условий. В начальных тестах, проведенных в наших лабораторных помещениях в Сан-Франциско, добиться производительности свыше 40 Мбит/с (цифра гораздо ниже ожидаемой) нам не удалось, так как соседство унаследованной беспроводной аппаратуры резко снижает скоростные характеристики продуктов Draft 802.11n. Поэтому мы перенесли тесты в относительно чистый эфир домашнего рабочего места.

“Один из режимов нашего чипсета, - сказал Херлстон, - позволяет обнаружить работу смежных сетей и сузить канал шириной 40 МГц до обычных 20 МГц, что дает возможность активно переключаться между 20 МГц и 40 МГц в зависимости от наличия стороннего трафика. Эта функция заложена в 802.11n, и мы ее сделали стандартной для нашего продукта”.

Наблюдая работу WRT300N с анализатором спектра, мы обратили внимание, что при использовании 40-МГц каналов в спектре 2,4 ГГц появляется широкая полоса шума. По-видимому, с распространением 802.11n-продуктов администраторам беспроводных сетей придется в корне изменить свои подходы к выделению каналов в полосе 2,4 ГГц.

Спектр радиоэфира в нашем офисе до включения маршрутизатора WRT300N, полученный при помощи

Spectrum Analyzer 2.0 фирмы AirMagnet

Также обнаружилось, что 802.11n-маршрутизатор Linksys вызывает проблемы в работе унаследованных сетей 802.11g. Поместив поблизости от действующей точки доступа 802.11g маршрутизатор WRT300N, работающий в той же части спектра в режиме радиомаяка (без подключенных клиентов), мы периодически теряли связь с этой точкой доступа и были вынуждены вручную заново к ней подключаться, хотя раньше такого в нашей сети не бывало. После перепрограммирования WRT300N на другой конец спектра эти сбои прекратились.

Рабочая группа по стандарту 802.11n знает о нынешних проблемах Draft-версии с унаследованными WLAN-устройствами (конкретно это касается разделения спектральной зоны между 802.11n и подключенными более старыми клиентами), и представители Cisco Systems и Mtorola обязались исследовать эти вопросы. Прогнозы самые разные, в зависимости от того, с кем вы разговариваете. Из бесед с Дэйвом Борисоном, директором по маркетингу фирмы Airgo Networks, мы узнали, что Airgo не изготавливает чипсеты под Draft-стандарт, поскольку в компании полагают, что вопросы взаимодействия с унаследованной аппаратурой достаточно серьезны и могут потребовать некоторых модификаций микросхем.

По размерам Wireless-N Broadband Router (WRT300N)

меньше прежних маршрутизаторов Linksys

По словам официальных лиц Airgo, они удовлетворены радиусом действия и производительностью своего чипсета Gen3 True MIMO третьего поколения и поэтому не намерены создавать чипсеты на базе нынешнего Draft-варианта 802.11n. Вместо этого компания ориентирует свои будущие разработки на окончательный стандарт 802.11n, независимо от того, когда он появится.

По мнению же Херлстона из Broadcom, необходимые коррективы будут не настолько велики, чтобы требовались модификации в аппаратуре. По аналогии с 802.11g Херлстон полагает, что проблема решится обновлением ПО и нынешняя линейка чипсетов Broadcom подойдет под окончательный стандарт.

В обсуждениях с eWeek Labs представители разных компаний, выпускающих продукты на базе Draft-версии 802.11n, не очень-то ручались, что вопрос разрешится столь просто. Поэтому покупателям надо быть начеку - ведь при ином обороте дела им никто не вернет деньги.

Учитывая такую неопределенность, не стоит покупать крупные партии этих продуктов. Изготовители корпоративного WLAN-оборудования терпеливо ждут полновесного стандарта, и то же самое можно посоветовать корпоративным пользователям. Как и MIMO-продукты Airgo, которые мы тестировали последние полтора года, устройства Draft 802.11n реально предназначены для очень специфических нужд в быстродействующих беспроводных подключениях. Покупая их, не следует надеяться, что эта аппаратура сможет поддерживать конечный стандарт.

Новый чемпион производительности

По данным тестов, новые Draft 802.11n-устройства Linksys оказались самыми быстрыми изо всех видов известного нам беспроводного оборудования ближнего радиуса действия, превосходя даже пару устройств с чипсетом Airgo Gen3 True MIMO. При теоретически максимальной скорости соединения 270 Мбит/с комбинация маршрутизатора Linksys WRT 300N и адаптера для ноутбуков WPC300N обеспечила передачу реального дуплексного трафика на скорости 112,17 Мбит/с.

Сравним: чемпион наших прошлых беспроводных тестов RangeMax 240 (WPNT834) фирмы Netgear на базе Airgo Gen3 True MIMO в аналогичных условиях обеспечил потолок быстродействия в 104,53 Мбит/с. Нам также известно, что продукты с технологией Airgo отнюдь не равны по возможностям - например, ASUS 240 MIMO Series Router заметно отстает по производительности от RangeMax 240.

Максимальное быстродействие

В тестах с двунаправленной передачей мы обнаружили, что новые продукты Linksys особенно сильны при транспортировке данных от беспроводных клиентов в кабельный сегмент сети, однако скорость однонаправленного трафика лимитировалась встроенным в маршрутизатор коммутатором 10/100 Мбит/с Fast Ethernet, неспособным пропускать столь же большой объем полудуплексного трафика, как WRT 300N в беспроводной части сети. Мы измерили, что один беспроводной клиент на базе WPC300N может передавать исходящий трафик со скоростью 91,6 Мбит/с, а принимать входящий - только со скоростью 81,57 Мбит/с (для сравнения: полудуплексный трафик между клиентами внутри нашей кабельной сети имел максимальную скорость 94,5 Мбит/с).

Как показывает практика, в беспроводных системах гораздо более частым случаем является большой входящий трафик, а не исходящий, и было бы лучше, чтобы вышеуказанные цифры поменялись местами.

Как мы тестировали 802.11n

Обычно мы тестируем пропускную способность беспроводной аппаратуры в офисах eWeek Labs в Сан-Франциско, намеренно помещая оборудование в перегруженную радиоволновую среду крупного города.

При проверке Wireless-N Broadband Router и Wireless-N Notebook Adapter фирмы Linksys мы обнаружили, что столь жесткие условия очень мешают правильной оценке возможностей новой технологии, поскольку эти устройства снижают свою производительность при обнаружении унаследованных сетей. Поэтому мы перенесли место испытаний в относительно чистый эфир домашнего рабочего места.

В тестах использовалось несколько разных ноутбуков: Dell Inspiron 600m и Latitude D600, HP Compaq NC6320 и Lenovo ThinkPad T41. Ноутбуки HP и Lenovo выполняли роли клиентов и серверов кабельной сети, а на обоих ноутбуках Dell мы установили беспроводные адаптеры и драйверы.

Для измерения пропускной способности мы использовали клиент-серверный контрольный инструмент iPerf 1.7.0, бесплатно поставляемый группой Distributed Application Support Team Национальной лаборатории прикладных сетевых исследований (dast.nlanr.net).

В проверенных маршрутизаторах, использовавших версию 1.0 чернового стандарта 802.11n и чипсет Gen3 True MIMO фирмы Airgo, имелся коммутатор 10/100 Мбит/с Fast Ethernet. Поэтому кабельный сегмент сети был потенциальным узким местом, так как беспроводная сеть - по крайней мере теоретически - могла передавать данные со скоростью выше 100 Мбит/с. Для проверки всех возможностей беспроводной сети и использования дуплексных функций коммутаторов нами генерировался двунаправленный трафик.

В тесте максимальной пропускной способности мы сконфигурировали ноутбук с беспроводной картой Linksys как сервер iPerf (ноутбук находился на расстоянии 1,5 м от маршрутизатора). Два наших ПК, подключенных к кабельной сети, выполняли роль клиентов iPerf, причем один из клиентов iPerf посылал данные на беспроводной сервер iPerf, а другой тут же принимал их от первого беспроводного клиента.

В тесте дальнодействия измерялась максимальная скорость передачи исходящих данных, которые генерировались одним беспроводным ноутбуком, посылавшим информацию на один сервер iPerf, соединенный кабелем с маршрутизатором.

Мы замеряли производительность на расстояниях 1,5; 7,6; 15,2; 26,5 и 31 м между беспроводными ноутбуком и маршрутизатором. На первых двух дистанциях ноутбук и маршрутизатор находились в одной комнате. На дистанции в 15 м аппаратуру разделяли два пролета лестницы и две стены. На двух последних дистанциях добавлялась еще одна стена (пользователь ноутбука находился на открытом воздухе, а в самом последнем случае - на другой стороны улицы).

В тестах с однонаправленной передачей использовалась та же конфигурация, что и в тесте максимальной пропускной способности. Но в этом случае наши беспроводные клиенты вместе передавали данные в одинаковом направлении.

В каждом раунде проверок результаты усреднялись по трем последовательным тестам.

Чтобы подобрать наиболее чистые условия тестирования, мы использовали комплекс AirMagnet Survey 2.0, идентифицирующий все потенциально сильные источники интерференции в зоне испытаний. Для мониторинга спектра в процессе тестирования и выявления непредвиденных изменений среды также применялся анализатор AirMagnet Spectrum Analyzer 2.0.

Эндрю Гарсиа

В тестах на дальность продукты Linksys проявили себя гораздо слабее. Начиная с расстояния в 15 м (в нашем случае включая подъем на 6 м и несколько стен) аппаратура Draft 802.11n оказалась заметно менее производительной, чем параллельно проверявшиеся для сравнения продукты Airgo.

WRT300N представляет новый форм-фактор в семействе маршрутизаторов Linksys. Устройство примерно на дюйм уже прежнего WRV54G. На нем находятся три антенны (как в маршрутизаторе Linksys WRT54GX4 MIMO), однако средняя антенна WRT300N выполнена в форме плоского весла. Разобрав этот адаптер, мы убедились, что у него тоже есть три встроенные антенны.

Пропускная способность на вход и выход со многими потоками

Маршрутизатор Linksys проверялся с последним вариантом встроенной микропрограммы (версия 0.92.4), имеющим тот же интерфейс конфигурирования, что и другие продукты Linksys выпуска последних двух лет.

Однако в этом ГИП появилось несколько интересных деталей. Например, открыв закладку Wireless, мы настроили маршрутизатор на использование широких каналов (так Linksys называет каналы шириной 40 МГц) беспроводных соединений. Для выбора широких каналов в диапазоне 2,4 ГГц доступны каналы с номера 3 по номер 9.

Для работы с унаследованными клиентами внутри широкого канала можно задать канал шириной 20 МГц. Например, выбрав широким каналом 9-й, мы могли взять для канала 20 МГц 7-й либо 11-й.

WRT300N обладает современным уровнем беспроводной безопасности, поддерживая как корпоративную, так и персональную версии протоколов WPA (Wi-Fi Protected Access) и WPA2. Поскольку Wi-Fi Alliance официально не сертифицировал WPA с 802.11n, Linksys использует обозначения PSK и PSK2 (например, PSK2 Enterprise и PSK2 Personal), что может запутать пользователей, так как в этом классе продуктов уже хватает всяческих аббревиатур.

Тест дальности для одного клиента

Мы также обратили внимание, что справочная система маршрутизатора требует обновления, поскольку в ней не везде учтена информация, касающаяся новых радиопараметров.

Первой компанией, выпустившей аппаратуру на базе чернового варианта 802.11n, была Netgear, однако мы не смогли достать ни один из ее продуктов. В начале марта Netgear представила свой WNR854T RangeMax Next Wireless Router Gigabit Edition. Маршрутизатор WNR854T с чипсетом фирмы Marvell имеет коммутатор Gigabit Ethernet, устраняющий узкое место для трафика в кабельном сегменте сети.

Netgear также представила модель WNR834B RangeMax Next Generation Wireless Router со скоростями 10/100 Мбит/с на базе чипсета Intensifi фирмы Broadcom.