`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

MIMO-технологии: практическое применение

0 
 

Сообщая о появлении в Украине беспроводного маршрутизатора DI-634M и PCMCIA-карточки DWL-G650M стандарта 802.11g от D-Link, в которых заявлена реализация MIMO-архитектуры, мы не скрывали своих намерений не только провести стандартный тест на производительность, но и поделиться своими впечатлениями по поводу их эксплуатации. Да и вопросов как у нас, так и у читателей за это время накопилось более чем достаточно: «Стоит ли приобретать такие устройства сегодня, не дожидаясь выхода стандарта 802.11n?», «Как они будут себя вести в среде стандартных MIMO-устройств?»...

Несмотря на то что тестовый комплект MIMO-устройств от D-Link поступил к нам достаточно давно, мы откладывали выход материала в надежде, что, кроме реализации MIMO по версии Atheros, нам удастся поближе познакомиться с другими комплектами, построенными на конкурирующих разновидностях этой технологии, и сравнить их между собой, предоставив читателю не только значения максимальных скоростей обмена и дальностей, но и собственное мнение по поводу положительных и отрицательных сторон, проявившихся при их эксплуатации, и дать свои рекомендации. Не способствовал ускорению публикации и многократно увеличившийся (по сравнению с обычным комплектом Wi-Fi) минимальный требуемый объем тестирования.

Однако очередное предложение протестировать устройство, в описании которого заявлено о «возможности передачи данных с пропускной способностью, эквивалентной характеристике 125 Mbps» (т. е. практически преодолевающей возможный технологический предел скорости обмена для протоколов стандартов 802.11, не применяя при этом никаких приемов пространственной обработки сигналов!), нарушило предополагаемый ход событий. Мы не так давно рассказывали о жесткой полемике (не только политической, но и технологической), развернувшейся по поводу стандарта 11n со стартовой скоростью обмена всего 100 Mbps. Как известно, последняя точка в этой дискуссии еще не поставлена. И даже если предположить, что 125 Mbps в первом случае – это скорость теоретическая, т. е. «брутто», а 100 Mbps в новом стандарте – скорость реального обмена, то и тогда просматривается достаточно серьезное несоответствие.

Подобное наблюдается и в отношении дальности действия устройств. В описании того же фигуранта находим фразу: «Беспроводная сеть с увеличенным на 30% радиусом действия и более широкой рабочей зоной по сравнению с обычными беспроводными устройствами стандарта 54 Mbps», способную даже у читателя, поверхностно знакомого с особенностями механизма «обмена» скорости на дальность (и наоборот), вызвать иллюзию суперпроизводительности, которая пока только обещается в постепенно отодвигаемом по срокам светлом беспроводном будущем...

Однако обсуждая факторы, подтолкнувшие нас к публикации, мы несколько отклонились от темы. Поэтому дабы материал не перекочевал в рубрику «мнения», прервем нить рассуждения и вернемся к героям нашего сегодняшнего тестирования.

Представляем тестируемые устройства

MIMO-технологии практическое применение
Маршрутизатор D-Link DI-634M с поддержкой технологии 108G MIMO
MIMO-технологии практическое применение
В шлюзе DI-634M две антенны в полосковом исполнении, две другие имеют вид обычных внешних вибраторов, прикручиваемых к SMA-разъемам
MIMO-технологии практическое применение
Беспроводной клиентский адаптер PCMCIA D-Link DWL-G650M

Беспроводной маршрутизатор D-Link DI-634M с поддержкой технологии 108G MIMO позиционируется как устройство для построения высокоскоростных беспроводных сетей с расширенным радиусом действия. В нем использована технология Smart Antenna MIMO, позволяющая, по заявлению производителя, в 8 раз увеличить дальность передачи беспроводного сигнала. Поддержка этой технологии и скорости беспроводного соединения до 108 Mbps предполагает увеличение эффективности работы приложений, требовательных к полосе пропускания, таких как потоковые аудио и видео и сетевые игры во WLAN.

Другие функциональные возможности шлюза в сравнении с популярным интернет-маршрутизатором DI-624 практически не изменились – благодаря встроенному 4-портовому коммутатору он также позволяет объединять несколько устройств в локальную сеть и организовать доступ к Сети через WAN-порт, взаимодействуя с кабельным или xDSL-модемом. При этом вопросы проводной сетевой безопасности решаются благодаря поддержке NAT и возможности включения межсетевого экрана с функцией Stateful. Допускается одновременная работа пакетного инспектора SPI и механизма управления доступом в Интернет («родительский контроль») с ведением подробного журнала системных событий. Маршрутизатор оснащен статическим DHCP и позволяет организовывать VPN-соединение в режиме pass-through. Беспроводной сегмент дополнительно защищен благодаря поддержке двух стандартов шифрования WEP и WPA-Personal (WPA-PSK), а также аутентификации пользователей по 802.1x. Можно также установить правила фильтрации на основе адресной информации – по МАС- и IP-адресам пакетов. Кроме того, возможен «невидимый» режим работы, при котором сетевой SSID широковещательно в эфир не передается.

Говоря о законченности MIMO-решения, разработчик утверждает, что наилучшие результаты достигаются на основе совместного использования беспроводных маршрутизаторов в сочетании с адаптерами, также поддерживающими технологии 108G MIMO. Для этого в тест был включен единственный на данный момент прибывший в Украину экземпляр MIMO-адаптера от этой компании – DWL-G650M. Как и маршрутизатор, он, по заверению производителя, выполнен по схеме «два приемника × два передатчика» на базе того же MIMO-чипсета Atheros – AR5005. Внешний вид этой 32-битовой PCMCIA-карточки практически ничем не отличается от обычной DWL-G650, равно как и перечень их возможностей: тот же диапазон мощностей передатчиков, та же функциональность по обеспечению безопасности, реализованы те же (кроме, разумеется, MIMO) фирменные технологии ускорения и расширения зоны покрытия.

Методика тестирования и результаты

Еще раз заметим, что основной целью данного тестирования являлось не столько получение неких численных результатов, сколько выявление особенностей функционирования устройств MIMO-Wi-Fi, а также накопление опыта для создания единой методики тестирования устройств, выполненных с использованием различных вариантов реализации технологии MIMO. На этапе знакомства с существующими методиками у нас возникло подозрение, что большинство из них подходит скорее для продуктов стандарта 802.11b и не позволит в полной мере выявить достоинства и ограничения, связанные с технологией MIMO и применяемыми многими производителями фирменными режимами.

Еще одна оговорка: несмотря на все наше стремление к академичности, тесты было решено проводить не в идеальных условиях объемной камеры с радиопоглощающим покрытием и моделями, имитирующими препятствия на пути распространения, а в реальном офисе с достаточно сложной с точки зрения распространения радиоволн конфигурацией. Мы были уверены, что эти предварительные, пусть и достаточно неоднозначные результаты, проведенные далеко не в тепличных (лабораторных) условиях, дадут больше пищи для ума специалистам и позволят потенциальным потребителям сделать предварительные выводы о рамках применимости новых устройств, приблизительно оценив свою экспликацию помещения.

Итак, направления проведения тестов полностью совпали со списком преимуществ, указанных производителем в отношении представленного выше комплекта MIMO-оборудования:

1. Расширенный радиус действия беспроводной сети, уменьшение проблем «мертвых зон».

2. Удвоенная скорость беспроводного соединения (до 108 Mbps).

3. Обратная совместимость со стандартами 802.11b/g.

Понятно, что целесообразность непосредственной оценки радиуса зоны покрытия для устройств, эксплуатирующихся внутри помещения, неактуальна из-за неоднозначности получаемых результатов, вызванных особенностями конкретного интерьера. А вот косвенное подтверждение повышения энергетики радиообмена для той или иной пары получить относительно несложно – достаточно оценить степень разрешения проблемы мертвых зон.

Но прежде – несколько слов о характере трассы, вдоль которой проводилось тестирование. Несомненно, она могла бы вызвать ужас даже у опытных инсталляторов или удовлетворить самые смелые фантазии испытателей радиосистем. Маршрутизатор устанавливался в дальнем углу небольшого помещения, к которому через тамбур под прямым углом примыкал длинный внутренний коридор с несколькими металлическими дверями. В силу такой экспликации уже на первом десятке метров радиолучу приходилось преодолевать в зависимости от направления приемника две-четыре гипсокартонные (на металлическом каркасе) и кирпичные стены под острыми углами. Прямое прохождение сигнала на точки, выбранные для тестирования, частично экранировалось находящейся в зоне Френеля толстостенной армированной плитой центрального опорного элемента нашего многоэтажного здания; к тому же внутри этого «бронированного» образования размещены лифтовые шахты с дополнительными железобетонными блоками по углам.

Таким образом, ни о какой целесообразности представления конечных результатов через систему рейтинговых оценок (баллов производительности) речи идти не могло – сложность радиомаршрута от беспроводного шлюза до клиентского устройства не поддавалась описанию квадратичной или иной другой элементарной зависимостью от расстояния. Это еще раз подтвердило наше решение – попарно сравнивать результаты работы MIMO- и не-MIMO- продуктов в одних и тех же позициях при жестком контроле за стационарностью всех остальных условий серий экспериментов.

Под «мертвыми зонами» в процессе тестирования нами понимались такие места вдоль трассы расположения ноутбука с клиентскими адаптерами, для которых в радиусе более 40 см наблюдалось стабильное уменьшение мощности принимаемого сигнала («уровня качества сигнала») более чем в два раза либо до его минимального предела, обнаруживаемого утилитой производителя. На практике выяснилось, что реакция на «мертвую зону» приема зависит не только от поддержки MIMO-технологии в устройстве, но и от включения опционального расширения дальности – режима XR. Как известно, eXtended Range – не единственная фирменная технология от Atheros, применяемая для улучшения обмена, причем подобные наработки существуют не только у этой компании. Поэтому проводить оценку свойств в MIMO и не-MIMO режимах, игнорируя их, мы посчитали некорректным, и в преддверии группы тестов на скорость обмена вынуждены были подробно рассмотреть, в чем они заключаются и определить их различные, значимые для тестов комбинации (см. врезки).

В итоге суммарно для всех адаптеров было выявлено шесть относительно четко локализуемых зон. Результаты работы в них, выстроенные в порядке удаления от шлюза в пяти наиболее показательных комбинациях, представлены в табл. 2.

Таблица 2. Наблюдаемость «мертвых зон»
Пары устройств Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 4 Зона 5 Зона 6
DI-634M – DWL-G650M, XR + +
DI-634M – DWL-G650 + + +
DI-624 – DWL-G650M, XR + + *
DI-624 – DWL-G650 + + + + * *
DI-624 – DWL-G650, XR + + + *
* Для этой пары в данном режиме «мертвая зона» находилась за границами области устойчивой связи.

Итак, четыре из шести зон наблюдались при функционировании обычной пары с выключенным XR, а при его включении их число уменьшалось до трех, при этом выросла скорость обмена (зоны 1 и 3) и увеличилась граничная дальность взаимодействия устройств. Тем не менее технология XR практически ничего не добавила в борьбе с «мертвыми зонами» для пары DI-634M – DWL-G650M.

Анализ перекрестного объединения продуктов в пары показывает, что в наших условиях результаты при использовании MIMO-шлюза и включении режима XR примерно одинаковые. Однако если при этом учитывать также результирующее значение скоростей обмена, то действительно, применение технологии MIMO ориентировочно вдвое сглаживает остроту проблем борьбы с «мертвыми зонами».

Фирменные режимы улучшения связи от Atheros

Эти режимы призваны обеспечить более широкую полосу пропускания при обмене между беспроводными устройствами этой компании и, по ее мнению отлично вписываются в рамки действующей спецификации 802.11g. Забегая немного вперед, сообщим, что полученные нами данные прироста быстродействия действительно подкрепляют обещания производителя, но что касается вопросов «стандартности» таких сетей, то работа пары на чипах от Atheros в режиме Super G Turbo может накладывать некоторые ограничения на успешность функционирования чужих систем, расположенных в непосредственной близости.

Режим Super G Turbo Mode базируется на захвате значительно более широкой полосы частот, практически удвоенной, что позволяет во столько же раз увеличить пропускную способность сети. Но главная интрига впереди.

Turbo Mode может быть использован в двух подрежимах. При Dynamic Turbo уст-ройства отслеживают эфир и анализируют возможные режимы работы взаимодейст-вующих между собой клиентов. Когда условия позволяют, радиолиния переводится в режим расширенной полосы частот, периодически «поглядывая», а не обнаружился ли обычный, не поддерживающий turbo-режимы, 802.11g-клиент. Если да, то система возвращается в типовой режим работы и планка декларируемой максимальной («сырой») скорости опускается до 54 Mbps. Как правило, по умолчанию продукты от D-Link установлены именно в этом режиме.

Более жестко (по отношению к другим обычным устройствам) работает сеть в режиме Static Turbo. Режим расширенного использования частот Wi-Fi-диапазона включен постоянно, причем оборудование, не поддерживающее Turbo Mode, такую сеть может даже не обнаружить. Соответственно, скорость обмена в ней – наивысшая из возможных, так как устройства не усложняют себе работу периодическими откатами к стандартному режиму. Заметим, что этот режим доступен (или остался в новых версиях микрокода) не во всех продуктах от D-Link. Так, он оказался исключенным в последней версии микрокода из перечня настроек шлюза DI-624.

При конфигурации беспроводного адаптера представляет интерес сам термин «Super G». Он в большей степени касается улучшений на логическом уровне и означает, что устройство может работать в сетях с увеличенной производительностью за счет следующих особеностей:

  • Packet Bursting – уплотнения данных в каждом кадре передачи и уменьшения стандартных накладных расходов за счет отказа от промежуточных периодов ожидания DIFS (Distributed InterFrame Space);
  • пакетной агрегации Fast Frames, уплотняющей передаваемый поток путем уменьшения межкадровых интервалов и «склеивания» информации в сверхдлинные кадры;
  • технологии Hardware Compression and Encryption – применения аппаратной (на процессоре беспроводного устройства) компрессии данных по алгоритму Lempel-Ziv и их шифрования.

Еще один пункт меню адаптеров предлагает определиться в отношении режима XR. Технология eXended Range от Atheros включает в себя меры по повышению чувствительности приемника и предполагает работу в более плотной сетке низкоскоростного обмена (3, 2, 1, 0,5 и 0,25 Mbps). Данная технология разрабатывалась в первую очередь для расширения зоны покрытия, что позволяет снизить количество точек доступа в домашней беспроводной сети и устранить «мертвые зоны» в корпоративных WLAN, а при размещении вне помещений обеспечить охват на вдвое большем расстоянии, нежели при использовании стандартных решений. На практике выяснилось, что с помощью такого решения действительно расширяются зоны обслуживания и упрощается разрешение проблем с классическими «скрытыми узлами». Выигрыш от ее применения проявлялся в основном на длинных радиолиниях и при благоприятных помеховых условиях на приемной стороне.

За более подробной информацией мы отсылаем читателя к компиляции, опубликованной на сайте iXBT.com (www.ixbt.com/comm/tech-80211g-super_1.shtm / .../tech-80211g-super_2.shtml), ознакомиться с ней можно и непосредственно на сайте Atheros: www.super-ag.com, www.atheros.com

.

Значимые комбинации фирменных режимов

Для пары шлюз MIMO DI-634 – адаптер DWL-G650 предположительно насчитывалось как минимум восемь комбинаций фирменных технологий, в которых скорости обмена должны были отличаться. Какими особенностями будет обладать система при их задействовании? Какой режим окажется наиболее удачным? На какой выигрыш и в каком сочетании можно рассчитывать на практике? Для ответа на эти вопросы мы решили проверить взаимодействие устройств, протестировав их при всех возможных (в том числе и кажущихся однозначно прогнозируемыми) комбинациях вариантов настройки и расположив на расстоянии около 16 м друг от друга. Эти данные представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты исследования значимых комбинаций шлюза и адаптера, Mbps
Установленные режимы работы шлюза/адаптера Super G Dynamic Turbo Super G Static Turbo Super G без Turbo Super G выключен
Super G – вкл.;
режим XR – вкл.
21,1/32,9 (54-108-54)* 22,1/37,7 (108) 16,3/17,5 (54) 18,8/16,2 (48-54-48)**
Super G – вкл.;
режим XR – откл.
21,7/32,3 (54-108-54)*, *** 22,3/38,4 (108) 19,8/23,5 (54) 18,8/15,5 (54)***
Super G – откл.;
режим XR – вкл.
15,7/17,8 (54) Н. д. **** 15,7/17,5 (54) 15,4/14,7 (54)
Super G – откл.;
режим XR – откл.
15,6/17,7 (54) Н. д. **** 15,7/17,8 (54) 15,3/14,6 (54)
По горизонтали указаны установки режимов работы шлюза DI-634M, по вертикали – настройки PCMCIA-карты DWL-G650.
* В начале теста декларируемая скорость возросла с 54 до 108 Mbps, периодически устройства кратковременно «скатывались» до 54 Mbps, по окончании сессии скорость устойчиво возвращалась на 54 Mbps.
** В процессе тестирования достаточно регулярно брутто-скорость соединения на 8–20 секунд опускалась до значения 48 Mbps.
*** При подключении в сеть отмечено достаточно медленное наращивание скорости с 48 до типовых 54 Mbps.
**** Такое сочетание режимов не предусмотрено изготовителем.

Показатели получены с помощью утилиты Prism BP версии 1.7 при 25 обменах файлом размером 10 MB. Все результаты Push/Pull (отправка/получение файла) приведены в мегабитах в секунду. Запуск утилиты производился на стороне беспроводного клиента. В скобках указаны значения брутто-скоростей обмена, задекларированных программой мониторинга карты. Параллельно с тестами со значительно меньшим уровнем сигнала (в зависимости от того, включен режим XR или нет, от 6–8% до 10–13%, по показаниям утилиты мониторинга) наблюдалась работа «чужой» радиосистемы по 802.11b на 10-м канале (у нас во всех режимах оставался предустановленным 6-й канал). Замеченное изменение является еще одним косвенным подтверждением реального повышения чувствительности приемников при включении режима XR.

Скорость, дальность, совместимость

В связи с тем что наиболее интересующий нас аспект – эффективность реализации MIMO в сравнении с режимом не-MIMO – не мог быть проверен путем простого отключения первого (среди установок режимов возможность перевода устройств комплекта в некий «обычный» режим отсутствует, да и сам механизм такого попарного объединения имеющихся радиочастотных частей каналов представляется достаточно проблематичным и нецелесообразным), для организации испытаний были привлечены дополнительные устройства от того же производителя. В качестве точки доступа применялась довольно близкая по своим параметрам D-Link DWL-2100AP (при расстоянии 3–6 м) и интегрированная в шлюз DI-624 (на дальних тестовых позициях). Адаптер DWL-G650M подменялся достаточно популярной карточкой DWL-G650.

Для тестов было выбрано два типа помещений, диаметрально противоположных по условию распространения радиоволн. В первом из них (предпочитаемом большинством тестеров WLAN-систем) просторном (свыше 50 м²) и умеренно загроможденном протяженными металлическими предметами, для получения достоверных результатов при незначительном (3–6 м) удалении тестируемых устройств друг от друга оказалось достаточно провести замеры буквально в трех-четырех позициях для каждого сочетания приборов в парах. С некоторой натяжкой следует признать и правомерность усреднения этих результатов, обладающей неплохой наглядностью для конечного пользователя. Однако по мере дальнейшего удаления приборов друг от друга (или при переходе к иным типам помещений с более тяжелыми условиями распространения радиоволн) усреднение результатов эквивалентно, уж простите за избитую аналогию, переходу к средней температуре по больнице. Косвенно в этом «виноват» и тип сравниваемых устройств: при испытании MIMO мы стремились к обеспечению ситуации многопутевого распространения с ослабленным прямым лучом. Таким образом, вместо того чтобы для каждой из сравниваемых пар устройств отмерять очередные n метров для определения позиции тестирования в «свободном пространстве» в надежде выразить их в баллах через квадрат расстояния и усреднить в дальнейшем полученные результаты, мы вынуждены были перейти к более сложному помещению и потратить значительное время на выявление в нем наиболее характерных точек (т. е. от «среднебольничных» параметров перейти к анализу на предмет поиска «клинических» случаев). Таким образом, на плане появилось порядка десятка позиций, потенциально в том или ином режиме интересных нам для сравнения.

Измерения проводились с помощью пакета программ IxChariot версии 6. На обеих точках устанавливался Retail-клиент (Web-Based) для WinXP версии 6.0. При выполнении теста клиентский ноутбук c WinXP с инсталлированной в нем карточкой являлся конечной точкой Chariot. Один из портов маршрутизатора (не первый) или точки доступа использовался для подсоединения ПК в роли консоли Chariot. В качестве тестового скрипта на малом удалении применен Ixia Chariot throughput.scr (объем передаваемых данных – 200 KB, количество повторений – 10). В дальней зоне, исходя из среднеквадратичного отклонения, рассчитанного на основании результатов пяти пробных запусков теста подряд, было принято целесообразным воспользоваться скриптом High Performance Throughput, передаваемый объем составлял 10 MB. В каждой точке стандартная процедура тестирования повторялась в обоих направлениях от трех до десяти раз (в зависимости от оценки достоверности получаемых результатов). При построении результирующих диаграмм использованы их среднегеометрические значения.

В ходе проведения работ выяснилось также, что при использовании MIMO-шлюза радиолиния становится более чувствительной (с учетом получаемого выигрыша) к многолитровым проводящим объектам, в качестве которых выступали изредка перемещающиеся коллеги. Измерения с их невольным участием браковались, и тесты проводились заново. Не зачитывались и результаты, полученные при обнаружении всплеска уровня сигнала свыше 10% от других устройств/сетей Wi-Fi, – тесты повторялись при их исчезновении.

В настройках точек доступа и маршрутизаторов DI-634M попеременно устанавливались режимы Super G with Static Turbo (где он был предусмотрен), Super G with Dynamic Turbo, Super G without Turbo, либо фирменный режим отключался. Режимы обеспечения безопасности связи не активировались. Порт связи с WAN у маршрутизаторов использовался лишь для организации управления конфигурацией с одной из машин из другой подсети (Remote Management) и на момент проведения измерений оставался неподключенным. Последнее объясняется тем, что в ходе тестирования мы старались минимизировать влияние других подсистем устройств.

Известно, что определенную юстировку радиоканала на предмет получения максимальной производительности сети можно провести, меняя параметры пакетов данных «порог фрагментации» и «порог RTS». Если значение первого порога слишком мало, накладные расходы, связанные с заголовками MAC- и физического уровней, снижают общую пропускную способность; если он окажется слишком велик, то в сложной помеховой обстановке устройствам придется повторять MAC-кадры чаще. Порог RTS (готовность к передаче) определяет, требуется ли обмен сигналами RTS-CTS для резервирования среды передачи (во избежание коллизий) перед отправкой MAC-кадра. Во всех наших тестах оба значения оставались предустановленными по умолчанию (равными 2346 байт).

Перед каждым измерением на большом удалении радиолиния «прогревалась» запуском бесплатной утилиты PRISM Benchmark Pro от Intersil, смысл работы которой заключался в многократной бескэшевой перезаписи файла объемом 10 MB между конечными устройствами. Как впоследствии выяснилось, данные, получаемые с помощью этой утилиты, с достаточной для качественной оценки точностью коррелируют с результатами IxChariot, так что этот прием можно с успехом применять и для предварительного тестирования.

Результаты

MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение
MIMO-технологии практическое применение

Как и ожидалось исходя из заявлений компании, максимальная скорость обмена была продемонстрирована в наиболее агрессивном режиме – Super G with Static Turbo в сочетании с включением Super G и режима XR (если он не противоречил возможности работы в режиме Super G) в настройках адаптера. В последнем случае даже на незначительном расстоянии между устройствами включение режима XR способствует небольшому повышению производительности сети. Оговоримся, что его включение в случае работы в «режимах с оглядкой» может оказать медвежью услугу. На своем опыте мы убедились, что при наличии слабых сигналов от устройств, функционирующих по «обычным» 11g (или 11b), велика вероятность провокации периодического снижения скорости обмена, не наблюдающегося при работе со стандартной чувствительностью.

Единственный недостаток в Super G with Static Turbo состоит в том, что он абсолютно инертно относится к Wi-Fi-устройствам других поставщиков чипов. Хотя при определенных исходных предпосылках данный минус несложно использовать как плюс – постороннему «прослушать» такой канал будет несколько сложнее...

Максимально зафиксированная скорость обмена комплекта MIMO-устройств в направлении от карточки доступа к шлюзу составила 47,5 Mbps, что само по себе может служить достаточным аргументом для приобретения комплекта. Но степень влияния адаптера и маршрутизатора на достижение этого рекордного показателя, по нашему мнению, разные: проанализировав характер снижения скорости в зависимости от расстояния, мы приходим к выводу, что их вклад составляет приблизительно 1:3. Наиболее наглядным в этом плане оказались диаграммы результатов взаимодействия пары DI-624 и DWL-650M в сравнении с полной парой в точке, условно обозначенной как позиция 4.

Действительно, предполагаемый выигрыш от применения 4-антенной системы, упакованной в столь малый объем выступающей части карты PCMCIA (напомним, что оптимальным расстоянием между электрическими центрами диполей антенны считается половина рабочей длины волны), не позволял надеяться на существенное увеличение производительности радиолинии. Кроме того, мы подозреваем, что данный экземпляр и первая версия его драйверов являются в некотором роде инженерным оценочным комплектом, а продаваемая версия с высокой вероятностью будет отличаться от предоставленной на тест – в частности тем, что в ней в список совместимых с адаптером контроллеров PCMCIA все же попадут и чипсет 5C476 от Ricoh, и PCI-1410 от TI, и ряд других современных контроллеров.

Касательно разницы в режимах Super G with Static Turbo и with Dynamic Turbo следует заметить, что степень ее влияния по мере удлинения линии нивелируется. Вероятно, данная особенность послужила дополнительным (помимо нежелания отвечать на претензии относительно излишней агрессивности режима) фактором, приведшим к отказу ее поддержки, например в новой версии маршрутизатора DI-624.

Скорость обмена для пары MIMO-устройств в режиме стандартного 802.11g по мере ухудшения качества приема (увеличения расстояния между ними) уменьшается достаточно медленно и от типа источника передачи практически не зависит. Еще раз подтвердилось утверждение, что максимальная скорость в этом режиме не может превышать 20–25 Mbps (в наших тестах ее значение не поднималось более 23,6 Mbps). Тем не менее не исключены ситуации, когда высокий выигрыш от MIMO-технологии будет проявляться только в полном MIMO-комплекте устройств (см. диаграммы для позиции 4). Не имея в таком случае результатов работы в других режимах, можно подозревать, что данная позиция – пример достаточно выраженной «мертвой зоны». В режиме Super G with Static Turbo технологическая скорость обмена MIMO-пары доходила до 96–108 Mbps, а сила сигнала по встроенной утилите – около 50% (–70 dBm по данным IxChariot).

Включение режима Super G без поддержки турбирования в простых условиях приема дает выигрыш, однако на сложной трассе в случае участия MIMO-шлюза скорость в направлении от точки доступа к адаптеру оказывалась равной или даже меньшей, чем у стандартного режима.

Остальные выводы из полученных результатов достаточно очевидны и в комментариях не нуждаются.

В итоге, говоря о гипотетическом выигрыше от внедрения технологии в сравнении с обычными комплектами, можно вести речь о полуторакратном выигрыше в скорости обмена в связи с увеличением направленных свойств антенных пар MIMO. Такое обобщение будет корректным только при определенных условиях, например подобных тем, с которыми мы столкнулись, проводя вторую серию тестирований.

Окончательное количественное сравнение прироста эффективности от данной реализации MIMO мы оставляем на будущее, дожидаясь появления в Украине MIMO-образцов от других чипмейкеров, уже давно серийно выпускаемых на мировом рынке. Пока же ограничимся предположением о достаточной совместимости рассмотренного варианта реализации технологии (без учета фирменных режимов обмена) с будущим стандартом 802.11n (если его создатели в последний момент внезапно не откажутся от поддержки более ранних версий стандарта) и констатацией факта определенного повышения производительности в составе смешанных классических сетей 802.11g.

Таким образом, в условиях неопределенности со стандартом 802.11n (очередной прогноз его принятия – I квартал 2007 г.) можно говорить о целесообразности выбранного Atheros и D-Link пути, позволяющего работать в паре MIMO и обыкновенным устройствам.

Подводя итоги под всей темой номера, с теоретической точки зрения можно согласиться с тем, что наблюдаемая интеллектуализация устройств для сетей Wi-Fi является новой вехой в массовом «WLANостроении», а разговоры недоброжелателей о бесперспективности этой технологии в связи с незначительностью отодвигаемого теоретически обоснованного предела – преждевременными. Наконец-то при разработке новых технологических приемов повышения эффективности было обращено внимание на алгоритмы пространственной, а точнее, пространственно-временной обработки информации. И главное проявление такого подхода – наличие в связываемых между собой устройствах нескольких полных приемных и передающих каналов со своими антенными элементами.

Если говорить непосредственно о том, что же конкретно предлагается под видом технологии MIMO, то хотелось бы дождаться реализации в устройствах обоих принципов – и полного адаптивного диаграммообразования, и пространственного увеличения канальной емкости за счет распараллеливания потоков с каждым из абонентов сети. Оговоримся, что ожидать создания такой системы в ближайшем будущем для устройств сетей Wi-Fi не приходится. Очевидно, что для этого потребуются конфигурации с решетками из значительно большего числа первичных каналов, а значит, и количество элементарных излучателей для приема/передачи, и минимальные требования к вычислительной мощности существенно возрастут, что незамедлительно скажется на стоимости устройств.

Нам же, несмотря на то, что многое из теории, применяемой на практике, оказалось «хорошо забытым старым», остается только снять шляпу перед теми компаниями-первопроходцами, что прокладывают дорогу новым технологиям в бюджетный сегмент рынка беспроводных коммуникаций, в котором с недавних пор было принято придерживаться исключительно принципов сиюминутного Money In – Money Out, занимая выжидательную позицию.

Маршрутизатор Linksys WRT54GX SRX

На роль следующего кандидата на тестирование претендует недавно завезенный в Украину маршрутизатор WRT54GX.

MIMO-технологии практическое применение
Беспроводной маршрутизатор Linksys WRT54GX SRX

Данное устройство относится к новой линейке Linksys под логотипом SRX (Speed and Range eXpansion), которая была представлена еще на прошлогодней выставке потребительской электроники CES. На тот момент компании удалось избежать прямых ассоциаций со стандартом 11n и технологиями MIMO, прозвучавшими незадолго до этого в названиях продуктов от Airgo и Belkin. Введя в обиход еще одну новую аббревиатуру, она фактически заявила о своем вступлении в необъявленную маркетинговую борьбу за внимание потенциального «продвинутого» клиента.

WRT54GX создан на том же базовом ПО маршрутизатора, что и обычная модель WRT54G и, соответственно, наделен тем же набором функциональных возможностей. Однако интегрированная в него точка доступа реализует технологию MIMO (True MIMO) фирмы Airgo, для чего в модели имеется три приемника и два передатчика.

В отличие от разновидности MIMO по версии D-Link-Atheros, основанной на алгоритмах интеллектуального диаграммообразования и обеспечивающей комбинированный прием и специальное мультиплексирование, данная реализация базируется на механизме пространственно-временного кодирования с организацией нескольких информационных потоков. Ее определяющим элементом является передача в одном радиоканале двух и более уникальных радиосигналов, каждый из которых несет разную цифровую информацию. Такой подход с точки зрения рассматриваемой темы вынуждает нас отложить испытание шлюза до момента поступления соответствующего клиентского адаптера.

К верхней панели корпуса крепятся три антенны, что обусловливает его вертикальное рабочее положение. Единственно определяемое по внешним признакам отличие поступившего к нам устройства от встречающегося в Интернете – измененная конструкция антенного блока: в нашей версии все три антенны предполагают установку в одной и той же вертикальной плоскости поляризации и для правильного рабочего размещения после прикручивания к антенным разъемам должны быть повернуты у основания под прямым углом.

Редакция благодарит украинское представительство компании D-Link за помощь, оказанную при подготовке этого материала и предоставление пробной версии ПО IxChariot.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT