Беспроводная связь в условиях мегаполиса

Исследование

Выводы

 

В настоящей статье мы исследуем работу беспроводных маршрутизаторов в условиях множества беспроводных сетей в радиусе действия. Для этого мы отобрали несколько популярных моделей известных компаний с различными техническими характеристиками.

В больших городах технологии передачи данных внедряются довольно быстро. Жесткая конкуренция заставляет провайдеров активно использовать новые технологии передачи данных и следовать мировым тенденциям этого рынка. Всего пять лет назад беспроводные сети были чем-то недосягаемым для обычных пользователей, а сегодня ни один ноутбук не обходится без беспроводной связи — у большинства пользователей дома стоят маршрутизаторы с интегрированными беспроводными точками доступа. В пользовательском сегменте рынка технология Wi-Fi совершила настоящий переворот, избавив от надоедливых проводов. Процесс интеграции беспроводной связи начался после успешного выпуска компанией Intel мобильной платформы Centrino Carmel в 2003 году. Отметим, что первоначально эта платформа позиционировалась как комбинация центрального процессора, системной логики и беспроводного сетевого адаптера для ноутбука. Вообще, компания Intel приложила немало усилий по продвижению беспроводной связи, в частности стандартов 802.11. Объясняется это тем, что именно Intel стояла у истоков разработки данной технологии. Как утверждает эта компания, платформа Centrino, в которой используется такая связка, более производительна, дольше работает от аккумуляторных батарей и обладает наилучшей совместимостью с существующими беспроводными сетями. После несомненного успеха данной платформы компания Intel регулярно обновляла ее вплоть до текущего года. Одновременно с этим постепенно обновлялся и беспроводной адаптер, представляющий собой основную часть данной платформы. Так, Intel постепенно перевела пользователей с низкоскоростного стандарта 802.11b (до 11 Мбит/с) на 802.11g (до 54 Мбит/с), который в большей мере отвечал потребностям пользователей. В предпоследние версии платформы Centrino был включен адаптер, поддерживающий протоколы 802.11b/g/n (до 300 Мбит/с). С учетом развития и распространения беспроводной сети WiMAX в мире в последнюю версию этой, несомненно, успешной платформы добавлен комбинированный WiFi/WiMAX-адаптер, поддерживающий новый протокол 802.16e. Увы, в текущем году маркетологи Intel решили похоронить этот бренд и отказаться от марки Centrino в принципе.

После появления ноутбуков со встроенными беспроводными адаптерами появилась необходимость их сертификации в РФ в соответствии с ГОСТом. Но поскольку бюрократия в нашей стране не дремлет, это привело к тому, что стандарт 802.11a (который применяется в Европе и США), работающий на частотах 5 ГГц, был отклонен — разрешили использовать только стандарт 802.11b/g, задействующий частоты 2,4 ГГц. Поэтому до недавнего времени в нашей стране обычным пользователям без получения специального разрешения были доступны только частоты 2,4 ГГц. В настоящее время в соответствии с постановлением Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ), выдержка из которого приведена в данном номере в статье «Двухдиапазонный маршрутизатор D-Link DIr-628», пользователям разрешается использовать частоты 5 ГГц в домашних условиях или в небольших офисных помещениях.

Соответственно теперь, после принятия этого постановления, вопрос о применении стандартов 802.11a и 802.11n (5 ГГц) решен и для установки устройств, использующих данный протокол связи, не требуется получения каких-либо дополнительных разрешений, поскольку технические характеристики большинства современных маршрутизаторов подходят под приведенные критерии в постановлении.

Исследование

Каждый из маршрутизаторов со встроенной беспроводной точкой доступа имеет собственную технологию выбора канала — так называемый Autochannel (автоматический выбор канала). Для того чтобы проверить, как работает столь необходимая в условиях большого города и наличия множества беспроводных сетей функция, мы отобрали десять маршрутизаторов разных производителей. Итак, в нашем тестировании приняли участие следующие модели: D-Link DIR-628, ASUS RT-N15, ASUS RT-N13, ASUS RT-N13U, NETGEAR WNDR3300, TP-LINK TL-WR741ND, TP-LINK TL-WR841ND, TP-LINK TL-WR941ND, TrendNet TEW-652BRP, ZyXEL P-330W EE.

Чтобы эмулировать ситуацию, когда в зоне покрытия маршрутизатора находится несколько беспроводных сетей, мы установили и включили все имеющиеся у нас модели в одной комнате. В соседней комнате последовательно устанавливался каждый из маршрутизаторов, и с ним был проведен ряд опытов, а именно:

  1. Проверка работы функции автовыбора канала вещания.
  2. Тестирование скоростных характеристик беспроводной связи на различных каналах в условиях множества сетей.
  3. Тестирование скорости передачи данных при работе нескольких маршрутизаторов на одном канале.

По результатам проведенного исследования мы сделали несколько интересных выводов. Но сначала рассмотрим результаты по первому тесту.

Как видно из таблицы, большинство беспроводных маршрутизаторов, в условиях отсутствия других беспроводных сетей в радиусе действия встроенной точки доступа, по умолчанию выбирают 6-й радиоканал передачи данных, который соответствует частоте 2,437 ГГц. Некоторые модели не имеют этой функции, либо она не работает. Поэтому при выборе маршрутизатора необходимо учитывать наличие данной функции, если в квартире пользователя функционирует несколько беспроводных сетей. Для определения наличия беспроводных сетей можно использовать программу Passmark WirelessMon. Это небольшое приложение позволяет определить, какие беспроводные сети находятся в радиусе действия сетевого адаптера, а также их главные характеристики: применяемый канал передачи данных, наличие шифрования, название сети и уровень сигнала. Из всех протестированных моделей только у маршрутизаторов производства ASUS, D-Link и TrendNet функция автоматического выбора канала работает в оптимальном режиме, когда маршрутизатор подстраивается под реальную картину беспроводных сетей и обеспечивает оптимальное качество связи. Однако маршрутизаторов, как беспроводных, так и проводных, в настоящее время достаточно много, и все их рассмотреть мы просто не можем.

Во втором тесте мы пытались определить, влияет ли наличие нескольких активных маршрутизаторов на соседнем с исследуемым маршрутизатором канале на конечную скорость передачи данных между этим маршрутизатором и беспроводным клиентом. Для этого к исследуемому маршрутизатору подключался беспроводной клиент по протоколам 802.11g и 802.11n и с помощью программного обеспечения Ixia Chariot, специально разработанного для тестирования сетевых устройств, измерялась скорость передачи данных от проводного клиента маршрутизатора через встроенную в него точку доступа к беспроводному клиенту. В качестве беспроводного клиента выступал ноутбук ASUS M60 с интегрированным беспроводным сетевым адаптером производства Intel — Wireless WiFi Link 4965AGN (a/b/g/draft-n). Исходя из полученных данных, можно отметить, что наличие нескольких маршрутизаторов на соседних каналах никак не влияет на работу отдельно стоящего маршрутизатора при использовании любого протокола передачи данных (802.11g и 802.11n). Скорость соединения остается прежней, а время отклика беспроводных клиентов не увеличивается. Однако следует отметить, что наличие в радиусе действия ноутбука с включенной утилитой сканирования беспроводных сетей (в данном случае с программой Passmark WirelessMon) приводит к снижению скорости передачи данных для всех беспроводных устройств, находящихся в зоне действия, на 10% и более. Таким образом, по результатам этого тестирования можно сделать вывод, что маршрутизатор можно использовать на любом из незанятых другими устройствами каналов. Наличие любого количества маршрутизаторов на соседних каналах на качество связи отдельно стоящего маршрутизатора не влияет.

В третьем тесте мы проводили эксперимент по работе нескольких маршрутизаторов на одном и том же канале связи по различным протоколам соединения. Для этого на один канал (в нашем случае это был канал 1 (частота 2,412 ГГц), поскольку на нем перед тестированием уже присутствовали точки доступа Beeline) были по очереди переключены все исследуемые модели маршрутизаторов. Маршрутизатор ASUS RT-N15 также был переключен на работу на этом канале. С маршрутизатора ASUS RT-N15 через сетевую PCI-карту WL-130 активно взаимодействовал клиент, создавая, таким образом, трафик на этом канале.

На рис. 1-3 рассмотрены три варианта работы беспроводного маршрутизатора. На рис. 1 показан график падения скорости при работе исследуемого маршрутизатора по протоколу 802.11g в том случае, если другой маршрутизатор, находящийся на этом же канале, работает по протоколу 802.11n. Тогда скорость передачи данных для исследуемого маршрутизатора заметно снижалась — до 1 Мбит/с, а потери пакетов при передаче данных по беспроводной сети составляли более 15%. На рис. 2 показан вариант, когда оба маршрутизатора работали на одном канале по протоколу 802.11n. При этом их скорость снижалась еще более значительно, а беспроводная связь имела частые разрывы (потери пакетов более 75%). Рис. 3 иллюстрирует передачу данных на маршрутизаторе ASUS RN-N15, который постоянно обменивался информацией.

 

Рисунок

Рис. 1. Падение скорости на маршрутизаторе при работе по протоколу 802.11g

Рисунок

Рис. 2. Падение скорости на маршрутизаторе при работе по протоколу 802.11n

Рисунок

Рис. 3. Падение скорости на маршрутизаторе при работе по протоколу 802.11n в обоих случаях

Из этих графиков можно сделать следующие выводы. Активная работа на одном канале нескольких беспроводных маршрутизаторов заметно влияет на скорость и качество передачи данных. При этом чем активнее осуществляется передача данных, тем заметнее будут их потери. Если маршрутизаторы настроены на один канал связи, но при этом лишь один из них ведет активный обмен информацией, то падение скорости хоть и будет наблюдаться, но потери составят менее 5%, а связь не будет иметь разрывов.

Выводы

При установке беспроводной сети дома или в небольшом офисе следует учитывать наличие уже существующих в радиусе действия беспроводных сетей. Даже если приобретенный маршрутизатор имеет плохую реализацию автоматического выбора канала, пользователь всегда может установить канал передачи данных вручную, через настройки беспроводной сети. Этим следует пользоваться, если беспроводная сеть вдруг стала работать плохо и с перебоями. Многие пользователи не задумываются об установках сети, и устанавливается значение по умолчанию, поэтому во избежание конфликтов маршрутизаторов во многих случаях необходимо провести собственный анализ сетей в радиусе действия.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 11'2009