802.11g: все что вам нужно о нем знать, часть 1 – THG.RU

Введение

Сегодня самая модная тема при обсуждении беспроводных сетей связана с появлением нового стандарта, 802.11g. Как обычно бывает с новыми технологиями, часть интереса вызвана маркетинговой шумихой, часть – слухами, так что довольно трудно отделить зерна от плевел! К счастью, мы вооружены результатами детального тестирования первых продуктов 802.11g, которые помогут отделить факты от выдумки. Мы также постоянно общаемся с производителями чипов и сетевых продуктов, которые сейчас вовлечены в битву за рыночную долю 802.11g оборудования. Некоторые из них помогли нам глубже разобраться в новой технологии.

Первая часть нашего руководства поможет ответить на многие вопросы о 802.11g и о существующих продуктах. Также вы получите ответ на практические вопросы: Стоит ли мне покупать сейчас? И если да, то что мне лучше купить?

И хотя первоначально мы хотели свести все в один обзор, информации оказалось слишком много. Поэтому во второй части, которая выйдет через неделю, мы обеспечим вас дополнительными тестовыми данными, подтверждающими наши выводы. Впрочем, давайте начнем!

О чем речь?

802.11g – это новый стандарт беспроводных сетей от института IEEE, который сегодня находится в неутвержденном “черновом” виде, а ратификация стандарта должна произойти в июле 2003. Мы еще вернемся к этой детали позже. Ключевые моменты нового стандарта: чистая скорость передачи 54 Мбит/с и обратная совместимость с 802.11b.

Высокие скорости 802.11g достигаются благодаря использованию схемы модуляции ортогонального частотного мультиплексирования (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) – та же самая схема используется в стандарте 802.11a. Обратная совместимость достигается благодаря выбору частотного диапазона 2,4 ГГц и поддержке старой схемы модуляции 802.11b кодирования с дополняющим кодом (Complementary Code Keying, CCK). К тому же в 11g описываются новые механизмы “защиты”.

802.11g присущи те же недостатки, что и 802.11b, то есть только три непересекающиеся канала и помехи от беспроводных телефонов и микроволновок. Так что если в вашей сети 802.11b наблюдается большое число помех, они никуда не денутся и при переходе к 802.11g.

Broadcom 54g FAQ описывает (на английском) некоторые технические спецификации неутвержденного стандарта, включающие:

• Новый физический уровень для управления доступом к среде передачи 802.11 MAC в частотном диапазоне 2,4 ГГц, известный как расширение физического уровня (extended rate PHY, ERP). ERP использует OFDM в качестве обязательной схемы кодирования для скоростей 6, 12 и 24 Мбит/с (обязательные скорости), и 18, 36, 48 и 54 Мбит/с (опциональные скорости). ERP содержит схемы модуляции 802.11, включая CCK для 11 и 5,5 Мбит/с и кодирование Баркера (Barker) для 2 и 1 Мбит/с.
• Взаимодействие 802.11g и 802.11b устройств описывается опциональным механизмом управления доступа к среде передачи (MAC) RTS/CTS. RTS/CTS, кстати, тоже является опциональным в 802.11b.

Игроки на рынке

Как вы, наверное, понимаете, на 802.11g возлагают большие надежды, и никто не желает упустить потенциальные возможности. Мы увидим привычную ситуацию конкуренции, и уже сейчас наблюдается любопытное поведение компаний-производителей потребительского сетевого оборудования.

Однако настоящая битва разворачивается между производителями беспроводных чипов. Первым свой ход сделала Broadcom. Поскольку компания опоздала на вечеринку 802.11b, Broadcom не пожелала упустить возможности 802.11g. Компания стремительно вырвалась на рынок, проведя артподготовку на ноябрьском Comdex. Broadcom не только анонсировала новый чипсет, но и объявила о сотрудничестве со многими компаниями и начала развитие торговой марки “54g”. В результате всех усилий к Рождеству на полках магазинов появились первые продукты. И это притом, что финальная версия стандарта еще не вышла!

Совершенно естественно, что Broadcom внесла суматоху на рынок беспроводных сетей. Вряд ли подобный шаг компании понравился WiFi альянсу или институту IEEE. И хотя конкуренты аккуратно подбирают слова, вся сдержанность рассеется, как только на рынок выйдут продукты на чипсете Intersil PRISM GT.

Ситуация меняется с каждым днем, но таблица внизу показывает текущую раскладку чипсетов и продуктов на их основе. Обратите внимание, что некоторые производители из списка уже анонсировали, но пока еще не поставляют продукты на основе неутвержденного стандарта 11g.

Работа в процессе

Как мы уже упоминали выше, спецификация IEEE 802.11g, которой должны придерживаться все продукты 802.11g, пока официально не утверждена. (Сколько раз об этом можно говорить?) По данным страницы текущего расписания ратификация, то есть официальное утверждение стандарта, должна произойти в июле 2003. Все продукты, выпущенные до принятия стандарта, удовлетворяют только черновой (draft) версии спецификации 802.11g.

Производители не поясняют, какую версию черновой спецификации они используют. Поставляемые сегодня продукты основаны на смеси версии 4.0 и версии 5.0, которые были изданы рабочей группой IEEE G в сентябре и ноябре 2002 года, соответственно.

На данный момент производители 11g чипов пытаются учесть изменения, произошедшие в последней версии 6.1, которая была издана в январе 2003. Производители чипов отдали обновление прошивок на волю своих потребителей, то есть производителей сетевых продуктов, которые поставляют пользователям оборудование на основе неутвержденного стандарта 11g. Новые прошивки должны появиться как раз в марте.

По всей видимости, в стандарте от версии к версии произошли существенные изменения как во взаимодействиями с сетями 802.11b, так и в улучшении скорости работы 802.11g продуктов. Проблему взаимодействия с 802.11b сетями описать проще, поэтому мы с нее и начнем.

Только короткие преамбулы

Часть кадра, передающегося 802.11 станцией, называется преамбулой. Оригинальная спецификация 802.11 (которая описывала скорости лишь 1 и 2 Мбит/с), предусматривала использование только длинной преамбулы, использующей 128-битное поле синхронизации. Когда был создан “высокоскоростной” 11 Мбит/с стандарт 802.11b, стало возможным использовать опциональную короткую преамбулу, содержащую 56-битное поле “sync”. Такое изменение позволило улучшить эффективность беспроводных сетей в приложениях реального времени типа потокового видео и передачи голоса по IP. Рис. 1 более детально описывает различие между двумя преамбулами, если вам это интересно.

Рис. 1. Короткие и длинные 802.11 преамбулы. Источник: 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide, по разрешению ^[1].

Все 802.11 устройства в 2,4 ГГц диапазоне, включая 802.11g устройства, должны иметь способность принимать и передавать кадры с длинными преамбулами. Устройства 802.11g должны принимать и передавать короткие и длинные преамбулы, однако поддержка коротких преамбул в 802.11b устройствах опциональна.

Проблема случается, когда ТД (точка доступа) 802.11g позволяет станциям, с которыми она работает, использовать короткие преамбулы (такой режим работы ТД называют базовым пакетом услуг – Basic Service Set, BSS). ТД может позволять старым станциям, которые не поддерживают короткие преамбулы, ассоциироваться с BSS (связываться с ТД). Если выполняются оба этих условия, старые станции без поддержки коротких преамбул не смогут понять большее число сообщений BSS, и, что более важно, они не смогут получить важные кадры “защиты”. В результате старые 11b станции могут передавать данные в то же время, что и 11g станции, что приведет к сбою передачи обеих станций!

Проблема взаимодействия с сетями 802.11b уже отмечалась в последних статьях чернового 802.11g, но, на наш взгляд, она несколько преувеличена. Во-первых, проблема коротких преамбул проявляется только лишь на части 802.11b продуктов (в частности, у карт ORiNOCO и Symbol, которые построены на чипсетах Intersil PRISM 2.0 и Agere Systems).

Во-вторых, производители уже могли включить исправление этой проблемы в прошивки своих ТД. (Мы использовали карты на основе ORiNOCO и PRISM 2.0 во многих тестах, и ни разу не сталкивались с подобными проблемами.) Наконец, еще один повод расслабиться (как нам сказали) заключается в том, что группа IEEE G, скорее всего, исправить эту ошибку в реализации финального стандарта 802.11g после дополнительного обсуждения.

Шпрехен зи CCK?

И хотя было бы прекрасно заявить о пятикратном увеличении пропускной способности продуктов чернового 802.11g, и продавцы не упускают такого случая, на самом деле жизнь далека от теории. Причины такой ситуации заключаются в неполном характере черновых спецификаций (там есть пробелы), в конкуренции, которая заставляет выпускать продукты раньше положенного срока, да и просто в ошибках и непониманиях дизайна и реализации.

В любом случае, пропускная способность устройств чернового 11g стандарта может существенно различаться от одного продукта к другому. Вероятно, подобная ситуация сохранится до момента выпуска финальных спецификаций. Суть проблемы пропускной способности связана с механизмом “защиты”, определенном в черновой спецификации 802.11g. Чтобы понять проблему, нам сначала необходимо разложить все по полочкам, так что запаситесь терпением.

Несмотря на то, что 802.11b оборудование работает на той же 2,4 ГГц полосе частот, оно использует другую схему кодирования. 802.11b применяет способ кодирования с дополняющим кодом (Complementary Code Keying, CCK), а 802.11g – ортогональное частотное мультиплексирование (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Можно привести наглядный аналог: люди слышат друг друга, но не понимают – они говорят на разных языках. Рабочая группа IEEE G осознала эту проблему и выпустила два исправления для ее решения.

Во-первых, продукты 802.11g должны поддерживать обе схемы кодирования OFDM и CCK, чтобы новый стандарт мог “разговаривать” на старом языке. (Был также добавлен и третий метод кодирования, PBCC, но лишь как опция). Во-вторых, понадобился механизм, который бы позволил станциям 802.11g понимать станции 802.11b, когда они пытаются связаться, с помощью переключения на схему кодирования CCK. Данный механизм получил названия “защита” (protection).

“Защита” опциональна

“Защита” обеспечивает механизм выбора режимов CCK или OFDM. При этом используется метод доступа к среде передачи RTS/ CTS, принцип действия которого наглядно показан на Рис. 2. Данный метод является частью спецификации 802.11b. При использовании защиты каждый OFDM кадр 802.11g предваряется запросом CCK RTS (запрос на передачу, Request To Send).

Рис 2: RTS/ CTS
Источник: 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide, по разрешению ^[1].

Если мы говорим о CCK, все станции 802.11b в зоне действия сети (или 802.11g станции с защитой) определяют, что станция запрашивает разрешение на отсылку данных. Целевая станция 802.11b или 802.11g в зоне действия сети может затем ответить сообщением CCK CTS (готовность отсылать, Clear to Send), после чего возможна передача данных. Поскольку кадры RTS и CTS содержат другую информацию о пересылаемых данных, станции 802.11g могут решать, следует ли им переключаться обратно на OFDM или необходимо продолжить использование CCK для завершения запрошенной связи.

Совет: Для более детального объяснения (с диаграммами) механизма работы защиты обратитесь к этой статье (на английском).

Как вы можете догадаться, совместимость дается не бесплатно. Механизм RTS/CTS не только заставляет передавать, принимать и обрабатывать избыточную информацию, но и использует при этом медленные 802.11b скорости. (Если кто-то и будет говорить на вашем языке, то при слишком большой скорости речи вы вряд ли его поймете). Все это ухудшает пропускную способность 802.11g, а ведь пропускная способность – именно то, ради чего 802.11g и придуман!

Механизм защиты сильно изменялся от одной версии чернового стандарта 802.11g к другой. В финальной версии июля 2003 нас наверняка ждут важные улучшения этого механизма. Ниже мы рассмотрим влияние изменений на пропускную способность – благо у нас уже есть продукты на основе чернового 802.11g.

Игры с пропускной способностью

Черновая спецификация дает производителям хороший простор для отладки производительности, поскольку пока что необязательно использовать механизм “защиты” постоянно. Мы приходим к некоторому противоречию, ведь одно из преимуществ 802.11g заключается во взаимодействии с 802.11b. Но поскольку механизм “защиты” снижает пропускную способность, производители стандартов решили не заставлять все 11g сети использовать “защиту”.

В результате производители draft-802.11g чипов экспериментировали с различными способами уменьшения падения пропускной способности при использовании “защиты”, чтобы все же сохранить взаимодействие с 802.11b станциями. Самый простой метод заключается в отключении механизма защиты вообще – то есть в переходе в режим “только 11g”. Пока что работа над этим не завершена, но уже появилась некоторая терминология.

Однако полное отключение “защиты” может привести к появлению описанных выше проблем. Но производители, скорее всего, постараются выжать максимально возможную пропускную способность, сохраняя при этом механизм “защиты” для 802.11b. Таким путем пытается идти Broadcom, что видно в различных версиях прошивок. Да и другие производители наверняка используют подобный подход.

В любом случае, независимо от различных используемых хитростей, необходимо понимать два ключевых момента об эффекте “защиты” 802.11b:

Ключевой момент #1: Всё оборудование 802.11g, будь то на основе черновой или финальной версии стандарта, будет обладать меньшей пропускной способностью при подключении 802.11b устройств (ассоциировании) к сети 802.11g. Причем такое снижение будет наблюдаться, даже если 802.11b устройства находятся в режиме бездействия.

Ключевой момент #2: Всё оборудование 802.11g, будь то на основе черновой или финальной версии стандарта, будет еще больше замедляться, если 802.11b устройства будут активно принимать или передавать данные.

Наше тестирование продуктов только на базе Broadcom показало, что актуальная пропускная способность в обоих указанных выше моментах различается от продукта к продукту. Такая вариация, вероятно, останется и в финальных 802.11g продуктах, но пока еще рано говорить об этом уверенно.

Мы еще вернемся к проблемам с пропускной способностью во второй части статьи, но и здесь мы приведем немного практических примеров, хорошо иллюстрирующих ситуацию.

Примечания:

• Все следующие тесты были проведены при условии максимально хорошего сигнала, расстояние между ТД/маршрутизатором и клиентом составляло 1,5 метра. Во всех тестах шифрование WEP было выключено.
• Результаты и заключения получены на основе работы продуктов, использующих черновые спецификации 802.11g: Buffalo Tech [см. обзор] и Linksys [см. обзор]. Оба продукта построены на базе чипсета Broadcom, использующего черновой-802.11g. Однако в основу положены разные версии чернового стандарта.

Игры с пропускной способностью, продолжение

На Рис. 3 показаны сравнительные тесты пропускной способности точки доступа Linksys WAP54G и карты WPC54G CardBus, и Buffalo Technology WBRG54 и карты WLI-CB-G54 CardBus. Оба продукта представляют собой первые розничные версии, с первоначальной прошивкой.

Рис. 3. Сравнение пропускной способности – Linksys против Buffalo Tech – оригинальные версии.

Нижний график отражает первую попытку Buffalo Tech автоматически работать как с клиентами 802.11b, так и с клиентами чернового-11g. Ранее мы уже описывали подобную ситуацию как “скачки пропускной способности”. По-видимому, Buffalo Tech периодически изменяет что-то в алгоритме “защиты”, в результате пропускная способность падает в два раза. Возможно, устройства компании периодически вообще выключают “защиту”, но другие проведенные нами эксперименты заставляют в этом сомневаться.

Верхний график отражает более стабильную пропускную способность Linksys, но это не совсем так. У первой продукции Linksys присутствовал эффект “разогрева”, что видно на Рис. 4.

Рис 4. Сравнение пропускной способности – Linksys до и после “разогрева”.

Нижний график был получен, когда мы включили точку доступа и клиента, и немедленно запустили минутный тест пропускной способности. В дальнейшем пропускная способность оставалась стабильной больше 20 минут, что доказывается верхним графиком.

У вас может сложиться неверное впечатление: имейте в виду, что клиентские карты Linksys и Buffalo Tech прекрасно работают с маршрутизатором другой компании. Обе карты ассоциируются, передают и принимают данные без всяких проблем от любого маршрутизатора. Основная разница заключается в пропускной способности передачи данных.

Однако обе компании не сидели, сложа руки, и доработали прошивку, что мы рассмотрим в следующем разделе.

Первые улучшения

Когда мы готовили эту статью, в нашу лабораторию поступил беспроводный маршрутизатор Linksys WRT54G на основе чернового-11g, который использует новую версию прошивки и должен обладать улучшенной производительностью. Мы также скачали новую прошивку для беспроводного маршрутизатора Buffalo Tech WBRG54 со страницы технической поддержки. Драйверы и прошивки клиентских карт не изменялись.

Примечание: Linksys выпустила обновленную прошивку для своей ТД WAP54G Access Point уже после того, как мы провели тестирование для этой статьи. Поэтому указанные результаты не отражают последней версии прошивки.

Оба маршрутизатора были установлены в роли точек доступа, чтобы маршрутизация не влияла на производительность. Как вы увидите, новые версии прошивок содержат определенные улучшения в области пропускной способности.

Рис. 5. Сравнение пропускной способности – Linksys против Buffalo – Новая прошивка – Смешанный режим.

На Рис. 5 показаны результаты обеих пар продуктов в режимах по умолчанию. Сейчас разрешено подключение как 11b, так и 11g клиентов. Важно отметить, что во время тестирования в зоне действия сети не было 802.11b клиентов.

Как видим, Buffalo Tech продолжает “прыгать”, но амплитуда “прыжков” уменьшилась. Результаты Linksys (верхний график) практически не изменились, но вы можете заметить много резких и быстрых спадов (мы называем их “выпадениями пропускной способности”) по сравнению с Рис. 3. (Не придавайте никакого значения обрыву графика Linksys после одной минуты. Нам надоело, и мы оборвали его вручную!)

И хотя такие улучшения можно только приветствовать, мы обнаружили, что средняя пропускная способность упадет примерно на 25% по сравнению с Рис. 5 даже при ассоциировании (подключении) клиента 802.11b к маршрутизаторам Linksys или Buffalo Tech. (Работает ключевой момент #1). Конечно, как только 11b клиент начнет передавать данные, пропускная способность упадет еще больше, что вы увидите в следующем разделе.

Совместное использование канала

Мы обнаружили некоторые изменения в пропускной способности при совместном использовании каналов 11b и 11g (черновой стандарт) клиентами в последних прошивках Linksys и Buffalo Tech. Но совершенно очевидно, что в этом направлении компаниям предстоит осуществить еще много работы. По нашим результатам, Buffalo Tech обеспечивает лучшую пропускную способность при совместном использовании g/b клиентов, но ситуация наверняка изменится у обеих компаний.

По нашим сведениям, в черновой спецификации 11g версии 6.1 были сделаны изменения в механизме защиты, в результате чего 11g станции получают повышенную вероятность успешного доступа к среде передачи в смешанной 11b/ 11g сети. То есть когда производители внесут необходимые изменения, 11b устройства все еще смогут работать в 11g сети, но при этом они получат меньшую долю пропускной способности, чем раньше при работе 11g станций. И вновь перейдем к деталям для тех, кому интересно.

Часть стандарта 802.11, описывающая конкуренцию устройств за среду передачи называется “окно конкуренции” (“contention window” или “back-off windows”). Имейте в виду, что 802.11g ничего нового не добавляет, все это уже было описано в оригинальных 802.11 спецификациях. Как показано на Рис. 6, окно является частью промежутка времени между передачами кадра. Оно необходимо, чтобы предотвратить наслоение кадров друг на друга – коллизию. Окно конкуренции разделяется на слоты с последовательной нумерацией. Когда станция желает передать данные, она случайно выбирает номер слота, а затем ждет, когда данный момент наступит.

Рис. 6. Промежутки между кадрами 802.11
Источник: 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide, по разрешению ^[1]

В черновом стандарте версии 6.1 оговаривается, что станция должна изменять окно конкуренции на основе поддерживаемых скоростей в сети. Если сеть поддерживает только 1, 2, 5,5 и 11 Мбит/с, как и предполагается 802.11b, максимальная величина окна конкуренции будет 31. Иначе – 15, именно с таким размером окна работают клиенты 11g. Поскольку клиент выбирает случайное число от 1 до максимального значения размера окна, то у станций 11g диапазон значений будет меньше, следовательно, 11g клиенты выйдут в эфир раньше 11b клиентов. На самом деле ситуация более сложная, но основной механизм мы описали.

На данный момент используются другие правила, как видно по Рис. 7.

Рис. 7. Тестирование передачи в двух стандартах Linksys – NETGEAR MA401.

Тест выполнялся при использовании самой последней версии прошивки Linksys. В нем наглядно видно пропускную способность при совместной работе клиентов Linksys WPC54G 802.11g (черновой) и NETGEAR MA401 (чипсет Intersil PRISM II) 802.11b. Первым начала работу карта Linksys, затем к ней на двадцатой секунде присоединилась карта NETGEAR. Мы можете видеть падение пропускной способности карты Linksys намного ниже NETGEAR, и такая ситуация не меняется до окончания передачи. Затем карта NETGEAR продолжает передачу данных одна, пока не закончит тест.

Мы использовали 802.11b карты на основе чипсетов Intersil, Atheros, TI, and Agere Systems (Lucent/ ORiNOCO) с оборудованием как от Buffalo Tech, так и от Linksys. Мы обнаружили, что каждая комбинация имеет свою уникальную раскладку пропускной способности, но во всех случаях скорость 802.11g снижается (помните ключевой момент #2?). Во второй части статьи мы дадим вам более подробные результаты смешанного тестирования. Однако уже сейчас ясно, что в смешанных сетях 80211g (на основе финальной и черновой спецификации) приоритете будут иметь 11g клиенты. На ранних версиях продуктов 802.11g (черновой) мы пока такой ситуации не наблюдаем, но в будущем она изменится.

Давайте посмотрим, что случится, если отключить “защиту” и запустить сеть только на 11g.

Убираем “b” (на свой страх и риск)

Когда вы отключаете механизм “защиты” продуктов на основе чернового 802.11g, вы не теряете возможность “слышать” 802.11b клиентов, вы теряете возможность понимать их. Снова используем аналогию с языками. Если каждый в комнате говорит по-эстонски, а вновь зашедший человек говорит только по-арабски, то все его будут слышать, но никто его не поймет. Если новичок будет говорить долго или достаточно громко, он помешает разговору остальных и даже прервет его.

Рис. 8. Linksys в режиме “только-G ” – WAB501 пытается связаться.

На Рис. 8 приведены результаты эксперимента. Мы включили маршрутизатор WRT54G и карту WPC54G. Затем с помощью Chariot был начат обмен данными между двумя продуктами Linksys, при этом WRT54G был установлен в режим “только-G”. Далее в другом ноутбуке, находящемся по соседству, мы установили двухдиапазонную CardBus карту NETGEAR WAB501 (на чипсете Atheros) в режиме простоя и поиска сети для подключения.

На иллюстрации явно заметны последствия влияния даже практически неактивного 11b клиента на пропускную способность пары устройств Linksys. Ведь 802.11b карта просто посылала запросы в поисках сети для подключения. Говоря простым языком, при отключении “защиты” 802.11b клиенты становятся еще одним источником 2,4 ГГц шума и могут мешать 802.11g связи.

Мы провели эксперименты с четырьмя различными клиентами, а затем провели те же тесты и на оборудовании Buffalo Tech. И хотя типичные для Buffalo Tech “прыжки” затеняют наглядность эффекта, он там тоже присутствует.

Ключевой момент #3: Производительность всего 802.11g оборудования, будь то черновой или финальный стандарт, будет плохо реагировать на ситуацию отключения механизма “защиты” 802.11b при наличии клиентов 802.11b.

Мы надеемся, что производители оборудования перестанут называть режим отключения защиты “Турбо” или даже “только-G”. Но ведь “отключение защиты 11b” выглядит не так привлекательно?

Итак, когда мы знаем все технические особенности продуктов на основе чернового стандарта 802.11g, настало время для практики.

Вопросы совместимости оборудования

Начнем с хорошей новости. Как выявило наше тестирование, все продукты, по крайней мере, соединяются друг с другом и передают данные. Мы не столкнулись с проблемой “короткой преамбулы” 802.11b, и прекрасно смогли связать клиентов Linksys или Buffalo Tech с ТД или маршрутизатором любого производителя.

Как обычно, наибольшее внимание следует уделять тем вещам, которые производители не сообщают. Особенно в деле взаимодействия с другими продуктами на основе чернового 802.11g. Чтобы вы прочувствовали, мы решили просмотреть документацию на продукты или задать производителям вопрос:

“Какова ваша позиция по вопросу взаимодействия вашего продукта с продуктами чернового 802.11g от других производителей?” Готовы получить ответ? Пожалуйста:

D-Link: В описании точки доступа AirPlus Xtreme G DWL-2000AP сказано, “…ее скорость передачи может быть до пяти раз быстрее, если беспроводная сеть состоит из других продуктов линейки D-Link AirPlus Xtreme G, типа беспроводного PCI адаптера DWL-G520 и беспроводного CardBus адаптера DWL-G650.”

Buffalo Technology: В руководстве точки доступа WBR-G54 Access Point везде упоминается логотип совместимости “54g compatible”, но никто нам так и не объяснил, что этот логотип означает.

Linksys: Имеет логотип “54g compatible” на своем маршрутизаторе WRT54G, но в руководстве нигде не сказано о совместимости. Однако у всех продуктов упомянута совместимость и/или взаимодействие с 802.11b продуктами.

Actiontec: (ответ получен по электронной почте) Мы всегда стараемся обеспечить совместимость с продуктами других производителей, но практически невозможно гарантировать полное взаимодействие без предварительного тестирования в нашей лаборатории. Это относится как к черновым, так и к финальным спецификациям.

NETGEAR: (ответ получен по электронной почте) Цель NETGEAR состоит в обеспечении универсальной совместимости и надежной связи, даже если тестовая процедура Wi-Fi 802.11g не будет доступна до лета 2003 года. Мы тщательно тестируем наши продукты на основе чернового стандарта 802.11g со всеми доступными нам продуктами Broadcom 54g. И хотя NETGEAR не может гарантировать взаимодействие с другими продуктами, не соответствующими стандарту Wi-Fi, нынешние тесты наших устройств 802.11g на чипсетах Broadcom 54g показывают хорошие результаты. Мы протестировали 54g продукты от двух других компаний, они соединяются с нашими продуктами и достигают прежнюю или лучшую пропускную способность.

Сказанное выше позволило нам выделить еще один ключевой момент.

Ключевой момент #4: Вопрос совместимости продуктов на основе чернового 802.11g пока остается открытым.

Пока еще слишком рано делать какие-либо выводы, тем более что на рынке продаются продукты с чипсетом только одного производителя. Мы должны стать свидетелями появления дальнейших “сюрпризов”, когда выйдет оборудование на базе чипсетов Intersil и других. К тому же на ситуацию могут повлиять изменения в последней версии черновых спецификаций 802.11g, которые отразятся в виде новых драйверов и прошивок.

Что нам гарантируют?

Предположим, что вам нравится каждое утро ставить новую прошивку, и вы желаете оставаться на гребне волны новых технологий. Получите ли вы какую-нибудь гарантию от тех, кто пытается нажиться на вашей технологической страсти? Как вы можете предположить, производители очень осторожно подбирают слова, поскольку они то понимают, что означает слово “черновой”, даже если хотят оградить вас от этого слова!

Мы задали Linksys, Buffalo Tech, Belkin, Actiontec и NETGEAR следующий вопрос: “Гарантируете ли вы, что ваши продукты на основе чернового стандарта 802.11g будут работать с продуктами финального стандарта 802.11g?” Мы приводим вам ответы:

Linksys (ответ получен по электронной почте): Мы гарантируем совместимость продуктов Linksys 54G с другими продуктами 54G, как указано на сайте www.54g.org. Наши продукты также совместимы с продуктами 802.11b. Финальная версия стандарта 802.11g еще пока не утверждена. И хотя мы полагаем, что для получения совместимости с другими 802.11g устройствами потребуется обновление прошивки или драйвера, мы не можем гарантировать совместимость со стандартом, который еще не вышел.

Buffalo Technology (размещено на веб-странице продуктов 54g): Примечание для наших клиентов: Как вы знаете, стандарт IEEE 802.11g должен быть сертифицирован Wi-Fi альянсом в середине 2003 года. Мы понимаем, что это может повлиять на существующую технологию 802.11g. Мы желаем заверить наших клиентов, что они обладают самыми надежными и современными продуктами из всех, доступных на рынке. Если сертификация приведет к изменению принципов функционирования продуктов 802.11g, выпущенных до принятия стандарта, мы заменим или обновим все свои продукты бесплатно и обеспечим бесплатную техническую поддержку. Мы благодарим вас за ваше доверие.

NETGEAR (ответ получен по электронной почте): Наша официальная точка зрения такова: “Модели NETGEAR WG602 (ТД) и WG511 (PC Card) разработаны и изготовлены в соответствии с черновым стандартом спецификации IEEE 802.11g.” С учетом сказанного, если ратификация приведет к изменению рабочих функций, NETGEAR выпустит бесплатную версию обновления прошивки для наших клиентов, которую можно будет скачать с сайта поддержки. На данный момент мы не можем гарантировать совместимость.

Actiontec (ответ получен по электронной почте): Нет, мы не можем гарантировать это, поскольку мы не знаем финальных спецификаций. Однако мы предполагаем, что ратификация стандарта потребует лишь обновления прошивки, которое мы будем обеспечивать бесплатно.

Belkin (ответ получен по электронной почте): Да. Мы даем своим продуктам пожизненную гарантию и мы гарантируем, что наши продукты будут работать или мы готовы бесплатно их заменить. Однако мы считаем, что для получения подобной совместимости будет необходимо лишь обновление прошивки.

Если вы все внимательно прочитали, только Belkin и Buffalo Technology предлагают какие-либо гарантии, причем ответ Belkin наиболее четок.

Ключевой момент #5: Не следует рассчитывать на то, что ваш продукт на основе чернового стандарта 802.11g будет так же хорошо (если вообще будет) работать с продуктами на основе финальной версии 802.11g.

802.11a или 802.11g?

Еще две интересные темы ожесточенных споров между специалистами – это скорость и расстояние 802.11a по сравнению с 11g. Давайте сначала оценим пропускную способность.

Как мы понимаем, между 11b и 11g не должно быть никакой разницы в пропускной способности, то есть в скорости работы. Это связано с использованием одинаковой схемы кодирования (OFDM), а именно схема кодирования является основным критерием скорости.

Но поскольку наше тестирование продуктов на основе чернового стандарта 802.11g показало пропускную способность ниже 802.11a продуктов, возникает вопрос: почему? По всей видимости, на пропускную способность влияет еще несколько факторов – некоторые из них временные, некоторые постоянные. Давайте посмотрим:

• Зрелость дизайна: на наш взгляд, это первый фактор, влияющий на производительность продукта. По причинам, описанным в предыдущих разделах сегодняшние 802.11g продукты должны продаваться с ярлыком “Under Construction”. Черновой стандарт постоянно меняется, изменения надо отображать в дизайне, производителям приходится изменять алгоритмы работы, выслушивая приятные комментарии со стороны OEM.
• Совместимость с 802.11b: как вы уже могли заметить, механизм “защиты” 802.11b снижает пропускную способность при его включении. Но поскольку спецификация 11g не предусматривает обязательного использования “защиты”, производители добавляют режимы работы “без защиты”, что позволяет увеличить пропускную способность.
• Рабочая частота: 11g получает преимущество во всех условиях, отличных от “открытого поля”, то есть при существовании препятствий между станциями и т.д. Вы не можете изменить физику. К сожалению, у 5 ГГц сигналов коэффициент затухания при прохождении через препятствия выше, чем у 2,4 ГГц сигналов.

Напомним, что наши заключения базируются на ранних версиях оборудования, которое толком не отработано и стандарт 802.11g даже не утвержден. Что же мы видим в итоге: пропускная способность 11g оборудования при его использовании в чистой 11g сети должна быть равной 802.11a в случае хороших условий распространения сигнала.

Некоторые утверждают, что 11g продукты хуже 11a или 11b. Но ни наш опыт, ни объективные причины на это не указывают. Поскольку стандарт 11g работает в 2,4 ГГц диапазоне, его сигналы не столь подвержены затуханию, как 5 ГГц волны 11a. То есть сигнал 11g будет лучше проходить через препятствия, которые все же присутствуют в большинстве сетей. Товарищи из группы 11a долго пытались спорить, что в связи с большей пропускной способностью эффективная пропускная способность на равных расстояниях будет выше 11b, но тестовые результаты не подтверждают это положение.

Но как насчет утверждений, что радиус действия 11g больше 11b? И хотя соответствующая статья Intersil доказывает преимущество модуляции OFDM по расстоянии в связи с лучшей обработкой отраженных сигналов, которые типичны для помещений, наш опыт говорит об обратном. В общем, улучшенный дизайн, наверное, сможет отделить один продукт от другого, но вряд ли будут существенные отличия по расстоянию между 11g и 11b.

Все только начинается

Рано или поздно стандарт 802.11g займет свое место среди самых популярных технологий беспроводных локальных сетей. Когда все ошибки будут вычищены и трудный период подъема на ноги закончится, комбинация высокой скорости, хорошей производительности в помещениях и совместимости с огромным массивом уже существующего 802.11b оборудования гарантируют победу стандарта.

Но пока мы не рекомендуем спешить и покупать продукты на базе чернового стандарта 802.11g. И вот почему:

• Преимущества пока что не перевешивают риск. Большинству домашних сетей не требуется высокой пропускной способности 11g. Ведь подключение к Интернету в большинстве случаев ограничено 1 Мбит/с (если у вас выделенная линия) или около того, а количество беспроводных клиентов обычно равняется одному или двум – вряд ли в таких условиях возникнет нехватка скорости. Более того, кто из домашних пользователей желает (или имеет для этого квалификацию) отлаживать продукты, за которые были уплачены деньги?
• На рынок не вышли многие игроки. Большинство сегодняшнего оборудования построено только на чипсете Broadcom. Intersil только начала выходить на рынок, а настоящий эксперт в области OFDM, Atheros, не будет выпускать свой чип еще несколько месяцев. Возможно, Broadcom является лучшим производителем, но, учитывая плюсы конкуренции, мы бы обождали появления остальных игроков.
• Скоро будет выпущен стандарт WPA: он представляет собой значительный шаг вперед в безопасности по сравнению с WEP. Выпуск стандарта ожидается в любой момент (первый-второй квартал 2003). WPA вновь поменяет элементы в уравнении выбора продуктов. Кстати, “сырая” реализация WPA наверняка не лучшим образом скажется на пропускной способности, если чипсет не будет обладать достаточной мощностью для обработки TKIP. Все современные чипсеты способны обрабатывать WPA без ущерба скорости, но…
• Следующий шаг – скорее всего мы получим трехрежимные/двухдиапазоннные продукты, которые смогут поддерживать стандарты 802.11a, b и g. Раньше мы полагали, что продавцы отложат выпуск подобных решений до ратификации стандарта, но, похоже, “следующий шаг” уже готов. В начале марта NETGEAR, Linksys и D-Link анонсировали трехрежимные (a/b/g) продукты, причем NETGEAR использует для этого чипсеты Atheros. Данные объявления уже вызвали существенное падение цен на устройства, основанные только на черновом стандарте 11g.
• 11b никуда не уходит. Самый большой аргумент для покупки 11g: “мне не нужно устаревшее железо”. Но 11b никуда не уходит. Эта технология сегодня занимает первое место среди беспроводных сетей, и ничего не изменится за одну ночь. Ассортимент 11b продуктов огромен, цены низки и, похоже, еще упадут, как только продавцы начнут продвигать 11g. Вы сможете перейти с 11b продуктов на 11g в любой момент, когда будете готовы.
• Серьезные клиенты такое не покупают: “корпоративные” покупатели прекрасно знают, что такое незаконченная технология. Они рискуют только тогда, когда она дает стратегические перспективы. А они, к сожалению, в 11g отсутствуют, и единственный смысл покупки этого оборудования – для тестирования и ознакомления.

Мы надеемся, что представленная информация позволит вам разделить текущую ситуацию, когда мы видим продукты на основе чернового 802.11g стандарта, и будущие события, когда 802.11g сможет показать себя во всей красе. Через неделю мы опубликуем продолжение этой статьи, где будут представлено больше тестовых результатов, включая первые данные тестирования продуктов на Intersil.

Дополнительная литература

• Статья Intersil CommsDesign объясняет стандарт 802.11g понятным технически грамотным языком, включая сравнения дальности.
• Статья Atheros “Measuring Wireless LAN Performance” (PDF) дает практические советы для сравнения беспроводных продуктов.
• Хотя следующая книга не описывает 802.11g, я все равно рекомендую “802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide” (April 2002 ISBN: 0-596-00183-5; $44.95 US, $69.95 CA, _31.95 UK) Мэтью Гаста. Книга помогает разобраться в основах функционирования 802.11, а также в механизме “защиты” 11g.

Статья первоначально появилась на SmallNetBuilder.
Copyright© Tim Higgins 2003. All rights reserved.