Руководство по расширенным режимам 802.11g: Atheros Super-G, Broadcom Afterburner и GlobespanVirata Nitro XM – THG.RU

Введение

Одной из горячих тем нынешней выставки CES в Лас-Вегасе – помимо массы сетевых плееров DVD и мультимедиа-адаптеров – была битва за взвинчивание пропускной способности до заоблачных высот. Мы имеем в виду пропускную способность, которую пишут на коробке, вроде китайской мощности PMPO на упаковках.

Что касается CES, то все основные технологии производителей чипсетов – Atheros Super-G, Broadcom Afterburner и GlobespanVirata Nitro XM – уже стали достоянием публики, при этом, они обещают максимальную пропускную способность на уровне 108, 125 и 140 Мбит/с, соответственно.

Atheros Super-G

Atheros анонсировала технологию улучшения пропускной способности Super-G ещё в апреле 2003 года, но первые продукты появились только в декабре. Как мы указывали ещё в репортаже с Comdex, Broadcom отмечала, что продукты на базе Atheros Super-G будут мешать соседним сетям 802.11b и g, серьёзно ограничивая их пропускную способность или, в некоторых случаях, полностью прекращая их работу.

В своей демонстрации Broadcom использовала потоковую передачу видео по оборудованию Broadcom 11g, которое было расположено вблизи от второй WLAN, использующей маршрутизатор NETGEAR WGT624 108Mbps и карту WG511T 108Mbps Cardbus, причём оба устройства построены на базе чипсетов Atheros с технологией Super-G.

Давайте посмотрим, что собой представляет Super-G, и в чём заключаются причины подобного беспокойства Broadcom. Мы провели тесты не только совместной работы Super-G с “нормальной” сетью 11g, но и посмотрели, как две “нормальные” сети 11g будут работать совместно.

Чернила ещё не засохли на стандарте 802.11g, когда производители беспроводных чипов начали анонсировать нестандартные технологии улучшения пропускной способности. Intersil (>GlobespanVirata>Conexant) представила Nitro, а Atheros анонсировала Super-G на выставке Networld+Interop в конце апреля 2003 (наш репортаж).

Broadcom почему-то отсутствовала в первой волне анонсов, выбрав вместо этого (удивительно консервативный шаг) ожидание до момента ратификации стандарта 802.11g 13 июня 2003 года, чтобы затем анонсировать технологию Xpress.

Различие между этими технологиями можно свести к трём основным моментам:

1. Nitro и Xpress фокусируются, главным образом, на улучшении общей пропускной способности множества устройств, использующих эти технологии в смешанных сетях 802.11b/g. (Вы можете также обнаружить незначительное увеличение пропускной способности между парой ТД/клиент, в зависимости от драйверов, ОС и других факторов).
2. Nitro и Xpress, в основном, используют “пакетную передачу” (frame bursting) для увеличения пропускной способности.
3. Технология Super-G улучшает пропускную способность даже пары ТД/клиент (то есть измеренный рост пропускной способности не относится к суммарной пропускной способности всех устройств в сети).
4. Super-G использует пакетную передачу, “быстрые кадры”, сжатие данных “на лету” и связывание двух каналов – для обеспечения увеличения пропускной способности.

Совет: Atheros пока ещё не выпустила документы, касающиеся её стандарта Super-G. Однако в секции “How it Works” (“Как это работает”) документа NETGEAR 108 Mbps Wireless Solution: Technology Overview (PDF) содержится некоторая полезная информация (на английском).

Как вы можете видеть, Nitro, Xpress и Super-G – все они используют технологию пакетной передачи, которая увеличивает пропускную способность путём удаления паузы (для проверки, желают ли другие станции отсылать данные), которая обычно присутствует между пакетами. Поскольку эта функция является частью чернового стандарта 802.11e для Quality of Service (QoS), никаких проблем не возникает.

То же самое можно сказать и про функцию Super-G “быстрые кадры” (fast frames), которая интегрирует несколько пакетов данных в один кадр, поскольку она тоже является частью чернового стандарта 802.11e. Broadcom могла бы поспорить, что проблемы могут наблюдаться со сжатием/декомпрессией “на лету”, однако основной предмет негодования – это связывание двух каналов Super-G.

Как утверждает Broadcom, технология связывания каналов Super-G может существенно снизить производительность соседних сетей 2,4 ГГц WLAN, которые не используют Super-G. Демонстрации Broadcom на Comdex фокусировались вокруг поведения сетей Super-G, которые, по утверждению этой компании, и являются причиной проблем:

1. В частотном спектре 2,4 ГГц беспроводной сети нет места для расширения спектра путём связывания каналов.
2. Технология Super-G не проверяет, находятся ли совместимые с 11b или 11g устройства в радиусе действия, перед использованием нестандартной технологии.

В данной статье мы исследуем оба момента, но сначала давайте обратимся к проблеме со спектром.

Связывание каналов

Технология Atheros по связыванию каналов (channel bonding) не является новой, поскольку она уже используется несколько лет в функции “Турбо” чипсетов Atheros 802.11a. Документ NETGEAR’s 108Mbps Technology объясняет, что связывание каналов представляет два радиоканала как один высокоскоростной канал между передатчиком и приёмником. Этот эффект аналогичен принципу “multilink”, используемому ISDN и некоторыми провайдерами, хотя, конечно, механизмы реализации отличаются.

Преимуществом связывания каналов является то, что Super-G действительно обеспечивает существенное увеличение пропускной способности и, в отличие от Nitro и Xpress, не опирается на суммарную пропускную способность нескольких устройств.

Недостаток – и Broadcom пытается донести это до всех – кроется в том, что связывание каналов “отъедает” широкий диапазон в спектре 2,4 ГГц, будто бы влияя на все одиннадцать каналов диапазона 2,4 ГГц 802.11b/g. Как мы вскоре продемонстрируем, Super-G со связыванием каналов действительно использует большую спектральную полосу, чем один, несвязанный канал. Но давайте сначала рассмотрим, что же такое спектр.

Правда о частичном наложении каналов

Стандарты 802.11b и g используют одиннадцать каналов в частотной полосе 2,4 ГГц, которые разделены промежутками по 5 МГц. Поскольку общепринятая ширина каждого канала составляет 22 МГц для 802.11b и 20 МГц для 802.11g, стандарты 802.11b и g имеют три канала без частичного наложения (1, 6 и 11).

Совет: компания по управлению беспроводными сетями Cirond возражает, что на самом деле можно использовать четыре канала (1, 4, 8 и 11) для 802.11b и g, практически, без ущерба пропускной способности. Обратитесь к данному документу для дополнительной информации.

Если бы вся передаваемая энергия сигнала содержалась в полосе 20 (или 22) МГц, то определение “без частичного наложения” было бы проще. Но в реальности всё сложнее.

Рис. 1. Спектральная маска передаваемого сигнала 802.11b. Иллюстрация взята из 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide Мэтью Гаста, используется по разрешению.

На Рис. 1 показан идеальная спектральная характеристика (зависимость мощности от частоты) сигнала 802.11b. Если перефразировать объяснение в главе 10 великолепной книги Мэтью Гаста, то график демонстрирует, что мощность передачи уменьшается на 30 дБ (1/1000) относительно мощности центрального канала (именно это обозначено dBr) при уходе на +/- 11 МГц от центра, и на 50 дБ (1/100 000) при удалении от центра на +/- 22 МГц.

Примечание: следующие спектральные характеристики представлены на Рис. 1 и могут немного не соблюдать масштаб. Просьба извинить нас за это.

Поскольку каналы 11b и g имеют промежуток 5 МГц, два канала, расположенных непосредственно рядом друг с другом (1 и 2, к примеру), будут перекрывать друг друга, как показано на Рис. 2.

Рис. 2. Частичное наложение каналов 802.11b.

Области, имеющие жёлтую заливку, показывают частичное наложение мощности сигнала канала 2 на главный лепесток канала 1 (самый большой “горб” и также частотный диапазон, содержащий большую часть мощности сигнала). Поскольку значительная часть главного лепестка канала 2 заходит на главный лепесток канала 1 (и наоборот), связь на обоих каналах будет мешать друг другу. Сравните эту ситуацию с характеристикой, показанной на Рис. 3.

Рис. 3. Работа 802.11b якобы “без частичного наложения” каналов.

Эта характеристика показана в том же масштабе, что на Рис. 2, однако на ней показаны сигналы в каналах 1, 6 и 11 “без частичного наложения”. Поскольку мощность каждого сигнала не останавливается магическим образом на границах диапазона в 22 МГц, между каналами “без частичного наложения” наложение всё же существует. Но в данном случае область с жёлтой заливкой, представляющая наложение мощности сигнала канала 11 на главный лепесток канала 6, не менее чем на 30 дБ меньше (1/1000), чем пиковая мощность канала 11.

Если говорить простыми словами, то каналы 1, 6 и 11 считаются “без частичного наложения”, поскольку количество мощности, которая накладывается на соседние каналы, слишком мало для существенного ухудшения работы соседних каналов. Так это или не так – зависит от многих факторов, включая способность устройства подавлять помехи от соседнего канала (ACR) и, конечно, расстояние между устройствами, работающими на разных каналах. Кстати, несмотря на наши примеры из стандарта 802.11b, ситуация со стандартом 802.11g практически аналогична.

Впрочем, теория великолепна, но что будет в реальности?

Частичное наложение каналов 11g на практике

Компании Atheros и Broadcom оказались достаточно любезны и выслали нам скриншоты спектрального анализатора, которые позволяют посмотреть на сигналы 802.11g в действительности.

Рис. 4. Реальные сигналы каналов 1, 6 и 11 стандарта 802.11g (от Atheros).

На Рис. 4 показан скриншот спектрального анализатора, предоставленный нам Atheros, где показаны сигналы каналов 1, 6 и 11 “без частичного наложения” стандарта 802.11g. На иллюстрации указаны границы каналов по 20 МГц. Как видим, форма сигналов отличается от Рис. 3, поскольку устройства WLAN используют фильтрацию для выделения сигнала. Но вы должны отчётливо видеть, что мощность каждого канала накладывается на соседние.

Также обратите внимание, что мощность сигнала опускается примерно на 30 дБ (1/1000) от пикового уровня к моменту наложения на ближайших соседей. При современных радио-технологиях накладывающийся сигнал будет мало влиять на сигнал соседа.

Рис. 5. Реальные сигналы канала 6 стандарта 802.11g (от Broadcom).

Чтобы вы не обвинили нас в предвзятости, на Рис. 5 показан сходный скриншот спектрального анализатора, предоставленный Broadcom. Здесь показан только один канал 6, а для внесения ясности подрисованы верхние 20 дБ каналов 1 и 11.

Данные примеры позволяют нам сделать следующее заключение:

Ключевое заключение 1. Обычные каналы 802.11b и 802.11g “без частичного наложения” на самом деле накладываются друг на друга.

Так что если обычные сигналы 802.11b/g накладываются друг на друга, так какие же проблемы могут быть связаны с сигналом Super-G? Всё упирается в мощность мешающих сигналов.

Частичное наложение 11g/Super-G

На Рис. 6 приведён ещё один скриншот спектрального анализатора, предоставленный Atheros.

Рис. 6. Частичное наложение сигналов Super-G и обычного 11g (от Atheros).

На этот раз на иллюстрации показаны обычные сигналы 11g каналов 1 и 11, а также сигнал Super-G на канале 6 WLAN, которая удалена примерно на 10 метров от оборудования 11g. Мощность накладываемых сигналов между 11g и Super-G была бы более понятна, если бы все устройства находились на равных расстояниях, чтобы пиковые уровни сигналов были одинаковыми. Но мы приводим то, что выслала нам Atheros.

Рис. 7. Частичное наложение сигналов Super-G и обычного 11g (от Broadcom).

На Рис. 7, предоставленном Broadcom, показано частичное наложение сигнала Super-G полной мощности на приведённые отметки сигналов каналов 1 и 11. Как вы можете заметить, сигнал Super-G имеет достаточно высокий уровень в тот момент, когда он накладывается на соседние каналы “без частичного наложения”.

Несколько примечаний по поводу Super-G:

• Super-G имеет динамический (авто) и статический режимы. Статический режим предполагается использовать в WLAN на базе только оборудования Super-G, при этом включаются все функции Super-G, включая связывание каналов.
• Режим Super-G центрируется на канале 6 и не может быть сдвинут.
• Динамический режим предполагается использовать в смешанных сетях WLAN, при этом во внимание применяются типы станций (клиентов) в WLAN и их требования по пропускной способности.
• Сигналы Super-G, показанные на Рис. 6 и Рис. 7, – это то, что вы увидите в статическом или динамическом режиме при условиях требования максимальной пропускной способности.

Теперь настало время выдвинуть второй ключевой момент:

Ключевое заключение 2. При условиях равного расстояния и одинакового требования пропускной способности, сигнал Super-G имеет более сильную степень частичного наложения на каналы 1 и 11, чем сигнал нормального канала 6 стандарта 11g.

После того, как оба ключевых момента отложатся у вас в голове, давайте приступим к тестированию.

Готовимся к тестированию

Основным обвинением Broadcom по поводу Super-G является то, что эта технология будет серьёзно мешать или, в некоторых случаях, прекращать работу вообще сетей, находящихся в зоне действия сетей Super-G 2,4 ГГц – то есть производить эффект “плохого соседа”. Поэтому мы собрали две беспроводные сети, и создали на их базе тестовую площадку, как показано на Рис. 8.

Рис. 8. Тестовая площадка для тестирования Super-G.

Мы использовали полностью независимые беспроводные сети – одну на базе Super-G, и вторую – на чипсете Broadcom 11g. Все точки доступа и тестовые партнёры в проводной сети были подключены к коммутатору 10/100, и всему оборудованию были присвоены IP-адреса из одной сети класса C (192.168.3.X).

Поскольку одна из двух сетей должна была менять дистанцию, мы собрали беспроводную сеть Super-G на двух ноутбуках, чтобы их легко можно было перемещать. Таким образом, для половины нашей тестовой площадки, относящейся к 11g, мы использовали стационарные настольные ПК c адаптерами 11g Hi-Speed USB.

Совет: когда мы собирали тестовую площадку, мы обнаружили, что операционная система Win98SE ограничивает результаты пропускной способности Super-G. Когда мы сменили систему с 98SE на WinXP Home, средняя пропускная способность Super-G (со всеми улучшениями) поднялась с 29 Мбит/с до 37 Мбит/с.

Для всех тестов мы использовали Ixia Chariot, чья консоль была запущена на ноутбуке Super-G.

Broadcom 11g против Atheros 11g

Потоковая передача

Atheros уверила нас, что Broadcom подчёркивает побочный эффект, который характерен для всех продуктов 802.11g, и помехи Super-G мало отличаются от влияния “обычной” сети 802.11g, расположенной вблизи. Поэтому мы первоначально пожелали проверить истинность этого утверждения.

Поскольку Broadcom использовала 2 Мбит/с поток MPEG во время демонстрации на Comdex, мы тоже решили включить тесты по потоковой передаче. Но нам хотелось бы измерить какую-то количественную характеристику, а не описывать рывки между кадрами при потоковой передаче фильма “Матрица”.

К счастью, Chariot имеет возможность симуляции видеопотоков, в которых он может высчитывать количество потерянных данных. В связи с буферизацией и механизмами исправления ошибок, встроенными в потоковые протоколы, трудно напрямую соотнести значение потерянных данных с числом и серьёзностью рывков потокового видео. Но вполне верным будет утверждение, что меньшее количество потерянных данных лучше, чем большее, а использование количества потерянных данных намного удобнее, чем визуальная оценка количества рывков видео.

Chariot не имеет потоки MPEG среди своих скриптов, так что нам пришлось использовать скрипт NetMtgv.scr, который эмулирует поток NetMeeting 2.1 Video. В качестве протокола мы использовали UDP, а скорость потока выставили на 2,048 Мбит/с.

Поскольку скорость была ограничена 2 Мбит/с, создаваемый спектр оказался не слишком широким, что должно было уменьшить совместное наложение каналов, а, следовательно, и снижение производительности.

Наша первая очередь тестов выполнялась при следующих условиях:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на Broadcom 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся тестовый поток 2,048 Мбит/с, UDP NetMtgv.scr.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе Broadcom, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 9. Пропускная способность Atheros 11g против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

На Рис. 9 показан график пропускной способности нашего тестирования, который особо много не говорит. Небольшое выпадение ближе к концу проявляется в большинстве тестов и является следствием периодического сканирования, выполняемого драйвером Broadcom. Однако, как утверждает Broadcom, это периодическое сканирование выполняется утилитой WinXP “Zero Configuration”, а не драйвером.

Рис. 10. Потери данных в процентах Atheros 11g против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

На Рис. 10 график более нагляден, поскольку он демонстрирует потери данных в каждом потоке – разницу между принятыми и высланными данными. Как показывает результат, в потоке Broadcom был потерян 0,041% данных, а в потоке Atheros потери не произошло вообще. Это на самом деле не так важно, поскольку наверняка связано с выпадением из-за драйвера Broadcom.

Рис. 11. Потери данных в процентах Atheros 11g против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 9 метров.

Рис. 12. Потери данных в процентах Atheros 11g против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 15 метров.

Затем мы повторили тот же самый тест, отодвинув сеть на базе Atheros на 9 и 15 метров от сети на базе Broadcom. На Рис. 11 и Рис. 12 показаны только графики потерянных данных, поскольку графики пропускной способности от Рис. 9 отличались незначительно.

По первой серии тестов можно сделать следующие заключение: вы, скорее всего, никогда не обнаружите взаимное влияние двух беспроводных сетей 11g, передающих видеопотоки, на любом расстоянии.

Максимальная пропускная способность

Вторая очередь тестов только-11g использовала те же продукты на тех же расстояниях. Но в этот раз мы запустили скрипт Chariot Throughput.scr на обеих сетях. Скрипт прото пересылает файл между участниками каждой пары. Мы взяли файл размером 200 000 байтов, использовали протокол TCP и убрали задержку между отправлениями файла.

Ниже приведён список условий:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на Broadcom 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся скрипт Throughput.scr, протокол TCP, размер файла 200 000 байт, отсутствие задержек между отправками, неограниченная скорость.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе Broadcom, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Поскольку этот тест использовал всю пропускную способность, которую может дать каждая WLAN, то создаваемый каждой сетью спектр имел максимальную ширину, то есть мы наблюдаем условия наихудшего наслоения сигналов двух каналов – когда сети максимально мешают друг другу.

Рис. 13. Пропускная способность Atheros 11g против Broadcom 11g – 3 метра.

На Рис. 13 отчётливо видно, что обе сети страдают от негативного влияния соседа, работающего на полной скорости. Впрочем, как видно на Рис. 14 и Рис. 15, при удалении сетей на 9 и 15 метров помехи соответственно снижаются.

Рис. 14. Пропускная способность Atheros 11g против Broadcom 11g – 9 метров.

Рис. 15. Пропускная способность Atheros 11g против Broadcom 11g – 15 метров.

Заключение по второй очереди тестов: две сети 11g, работающие на предельной скорости (при скачивании большого файла, к примеру), могут мешать друг другу при близком расстоянии.

Потоковая передача и максимальная пропускная способность

Наша последняя очередь тестов только-11g смешивает два сценария: мы запустили потоковый скрипт на WLAN Broadcom и скрипт пропускной способности – на WLAN Atheros.

Условия тестирования:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на Broadcom 11g работала на канале 11.
• На WLAN Atheros прогонялся скрипт Throughput.scr, протокол TCP, размер файла 200 000 байт, отсутствие задержек между отправками, неограниченная скорость.
• На WLAN Broadcom прогонялся тестовый поток 2,048 Мбит/с, UDP NetMtgv.scr.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе Broadcom, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Этот тест призван эмулировать демонстрацию Broadcom на Comdex (за исключением того, что он использует две WLAN 802.11g) и определить уровень помех, влияющих на передачу потока видео, оказываемых близлежащей WLAN.

Рис. 16. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros 11g – 3 метра.

Рис. 17. Потерянные данные потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros 11g – 3 метра.

График пропускной способности на Рис. 16 оказался существенно более неоднородным, чем на Рис. 9, при этом график потерянных данных демонстрирует увеличение числа потерь с 0,041% до 0,107%.

Однако следует отметить, что большая часть потерь связана с однократным выпадением потока, которое происходит почти сразу после начала передачи. Причина уже была описана выше.

Мы решили не проводить тесты на расстоянии 9 и 15 метров, поскольку, как показывает предыдущее тестирование, взаимные помехи на таких расстояниях практически исчезают.

Заключение для третьей очереди тестов: вряд ли нагруженная соседская сеть 802.11g будет сильно мешать вашей беспроводной сети при передаче потокового видео.

Проведя сравнение 11g против 11g, давайте перейдём к “основному блюду” – сравнению Super-G против Broadcom 11g!

Broadcom 11g против Atheros Super-G

Потоковая передача

Сравнительное тестирование Super-G и Broadcom 11g заключалось в повторении предыдущих сценариев с переводом пары Atheros NETGEAR в режим Super-G.

Полная реализация Super-G имеет как статический, так и динамический режимы. Среди различий отметим, что устройства в статическом режиме будут общаться только с другими устройствами Super-G, при этом связывание каналов будет активировано.

Включение динамического режима на ТД позволяет клиентам 802.11b, 11g и Super-G ассоциироваться и передавать данные, при этом связывание каналов будет активироваться только при потребности в высокой пропускной способности.

Хотя NETGEAR WG511T и WGT624 поставляются только со статическим режимом Super-G, NETGEAR недавно выпустила бета-прошивку, поддерживающую динамический режим Super-G. Мы попробовали оба режима, однако при прогоне потокового скрипта и скрипта пропускной способности разница была невелика, поэтому мы выбрали использование более свежей прошивки с динамическим Super-G для нашего тестирования.

Сначала позвольте провести тесты потоковой передачи.

Условия тестирования:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в динамический режим Super-G.
• Тестовая пара на Broadcom 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся тестовый поток 2,048 Мбит/с, UDP NetMtgv.scr.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе Broadcom, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 18. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

Рис. 19. Потеряно данных Atheros Super-G против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

И вновь, поскольку графики пропускной способности не являются очень информативными, мы привели только один график на Рис. 18 для теста на расстоянии трёх метров. Количество потерянных данных – 0,051% – оказалось чуть выше, чем на Рис. 10, но, опять же, существенного падения производительности мы не наблюдаем.

Рис. 20. Потеряно данных Atheros Super-G против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 9 метров.

Рис. 21. Потеряно данных Atheros Super-G против Broadcom 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 15 метров.

На Рис. 20 и Рис. 21 показаны графики потери данных на расстоянии 9 и 15 метров, причём в обоих случаях мы получаем потери 0,038%.

Заключение: близлежащая WLAN Super-G, передающая видеопоток 2 Мбит/с, скорее всего, не окажет существенного влияния на сеть WLAN 11g, также передающую видеопоток.

Максимальная пропускная способность

Когда мы повторили наши тесты пропускной способности с включённым Super-G, ситуация стала немного более интересной.

Условия тестирования:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в динамический режим 802.11g.
• Тестовая пара на Broadcom 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся скрипт Throughput.scr, протокол TCP, размер файла 200 000 байт, отсутствие задержек между отправками, неограниченная скорость.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе Broadcom, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 22. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11g – 3 метра.

Как показано на Рис. 22, WLAN Super-G довольно сильно глушит сеть 11g, причём сама WLAN Super-G от этого страдает незначительно.

Рис. 23. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11g – 9 метров.

При переходе на расстояние 9 метров (Рис. 23) ситуация немного улучшается, но WLAN 11g все равно не предоставляется достаточно времени, чтобы пробиться в эфир.

Рис. 24. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11g – 15 метров.

Наконец, при переходе на 15 метров, сеть WLAN 11g вновь “надувает паруса” (Рис. 24). Однако она продолжает заметно замедляться сетью Super-G, работающей в полную мощь.

Кстати, падение пропускной способности Super-G на отметке 55 секунд связано не с конфликтами между сетями Super-G и 11g, а является частью динамических алгоритмов Super-G. Похоже, что даже если точка доступа в динамическом режиме Super-G не определила “обычных” клиентов 11g или 11b в зоне действия, она периодически возвращается к обычному 11g.

Как мы видим, бета-версия прошивки NETGEAR обеспечила 45-секундную работу в режиме Super-G и 15 секунд – в режиме 11g. Другая реализация динамического режима Super-G в D-Link Super-G, использованная Broadcom в своей демонстрации, показала 120 секунд Super-G и 75 секунд 11g. Так что, похоже, Atheros, NETGEAR или обе компании работают над настройкой производительности.

Заключение: беспроводная сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет мешать расположенной рядом сети 11g, также работающей на полной скорости. Драматические потери пропускной способности WLAN 11g будут происходить на расстоянии до 9 метров, и даже при переходе на расстояние 15 метров потери все равно могут быть существенными.

Потоковая передача и максимальная пропускная способность

В последней очереди тестов мы, наконец-то, воссоздали демонстрацию Broadcom на Comdex, то есть влияние Super-G на передачу потока по сети WLAN 11g Broadcom.

В этот раз мы решили привести графики как пропускной способности, так и потерянных данных для всех расстояний, поскольку они существенно различаются.

Рис. 25. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 3 метра.

Рис. 26. Потерянные данные потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 3 метра.

На расстоянии 3 метра, как показывает Рис. 25, пропускная способность потока действительно ухудшается. Как видно на Рис. 26, при включении WLAN Super-G на максимальной скорости происходит потеря данных между 60% и 100%.

Когда Super-G откатывается на нормальный стандарт 11g в конце прогона, пропускная способность вновь поднимается до 2 Мбит/с и процент потери данных уменьшается до нуля – аналогично тестированию только-11g.

Рис. 27. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 9 метров.

Рис. 28. Потерянные данные потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 9 метров.

На Рис. 27 и Рис. 28 мы наблюдаем сходную ситуацию на расстоянии 9 метров.

Рис. 29. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 15 метров.

Рис. 30. Потерянные данные потока 11g 2 Мбит/с Broadcom против пропускной способности Atheros Super-G – 15 метров.

Но когда сети WLAN разнесены на 15 метров, как показано на Рис. 29 и Рис. 30, сеть Super-G не слишком мешает WLAN 11g.

Заключение: сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет серьёзно мешать потоковой передаче видео по сети WLAN 11g даже при удалении двух сетей на расстояние 9 метров. Однако помехи исчезают при удалении сетей на 15 метров.

Промежуточное заключение

На этом этапе разумно остановиться и просуммировать выводы.

• Вряд ли вы заметите взаимные помехи двух беспроводных сетей 11g на любом расстоянии, которые будут передавать видеопотоки.
• Две сети WLAN 11g, работающие на полной скорости (скажем, при скачивании больших файлов) будут мешать друг другу, если они расположены рядом.
• Вряд ли сосед, сильно нагружающий свою сеть WLAN 11g, сможет помешать передаче видеопотока по вашей сети.
• Расположенная рядом сеть WLAN Super-G, по которой идёт передача видопотока 2 Мбит/с, скорее всего, не помешает передаче видеопотока по вашей сети WLAN 11g.
• Беспроводная сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет мешать сети WLAN 11g, также работающей на полной скорости. Серьёзное падение пропускной способности WLAN 11g будет наблюдаться, если сети расположены ближе 9 метров, а при удалении сетей на 15 метров падение пропускной способности всё равно будет ощутимым.
• Сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет серьёзно мешать потоковой передаче видео по сети WLAN 11g даже при удалении двух сетей на расстояние 9 метров. Однако помехи исчезают при удалении сетей на 15 метров.

Результаты нашего тестирования говорят в пользу обвинений Broadcom, а не в пользу контраргументов Atheros, поскольку при большинстве одинаковых тестовых условий две сети WLAN 11g не будут мешать друг другу, однако сеть Super-G будет мешать WLAN 11g.

Хотя, как подчёркивает Atheros, две сети WLAN 11g могут мешать друг другу, это происходит, только если две сети работают на полной скорости – причём при удалении сетей на расстояние 9 метров помехи исчезают. Не говоря уже о 30 метрах – именно такое расстояние привела Atheros, говоря о действии двух сетей 11g друг на друга.

Но, как мы обнаружили позже, тестирование оборудования Atheros и Broadcom 11g не исчерпывает все ситуации. Также мы решили посмотреть, как Super-G улучшает дальность работы сети. Поэтому в статье появилось ещё несколько разделов.

GlobspanVirata 11g против Atheros 11g

Наши тесты с оборудованием Broadcom 11g подтвердили обвинение Broadcom, что сеть Super-G является “плохим соседом”. Но, как оказалось, наше тестирование было неполным.

Если Atheros решилась на поставку технологи, которая по своему дизайну будет гарантированно мешать установленным сотням тысяч (если не миллионов) беспроводных сетей, то подобный шаг можно считать глупым и наивным. Поскольку наше общение с Atheros показало, что там работают отнюдь не глупые люди, мы решили провести дополнительные исследования.

Также нас беспокоил тот факт, что во время начального быстрого тестирования NETGEAR WG511T и WGT624 мы провели несколько быстрых тестов влияния данной WLAN на сети с клиентом 802.11b и не столкнулись с эффектом “плохого соседа”.

Потоковая передача

Так что мы решили повторить наши тесты, на этот раз используя оборудование 11g от другого поставщика – чипсет GlobspanVirata PRISM. Выбирая из имеющегося в нашей лаборатории оборудования, мы взяли адаптер NETGEAR WG121 11g / USB2.0 и точку доступа WG602.

Условия тестирования были следующими:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на GlobespanVirata 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся тестовый поток 2,048 Мбит/с, UDP NetMtgv.scr.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе GlobespanVirata, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 31. Пропускная способность Atheros 11g против GlobespanVirata 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

Рис. 32. Потерянные данные Atheros 11g против GlobespanVirata 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

На Рис. 31 и Рис. 32 показаны графики пропускной способности и потерянных данных. Как видим, результаты не демонстрируют заметного влияния двух сетей друг на друга. Обратите внимание, что выпадение на графике пропускной способности – по информации Broadcom – связано со сканированием, осуществляемым утилитой WinXP “Zero Configuration”.

Хотя результаты и интересны, они вряд ли нас удивили – тот же самый тест с использованием оборудования Broadcom показал минимальные взаимные помехи.

Максимальная пропускная способность

Затем мы перешли к тесту максимальной пропускной способности на обеих сетях WLAN 11g, используя следующую конфигурацию:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на GlobespanVirata 11g работала на канале 11.
• На обоих WLAN прогонялся скрипт Throughput.scr, протокол TCP, размер файла 200 000 байт, отсутствие задержек между отправками, неограниченная скорость.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе GlobespanVirata, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 33. Пропускная способность Atheros 11g против GlobespanVirata 11g – 3 метра.

Рис. 34. Пропускная способность Atheros 11g против GlobespanVirata 11g – 9 метров.

И вновь результаты, показанные на Рис. 33 и Рис. 34, оказались аналогичны тестированию с оборудованием Broadcom. Заметное влияние сетей друг на друга наблюдалось на расстоянии 3 метра, но при переходе к 9 метрам оно исчезло. (Мы не стали проводить тесты на 15 метрах – они ничего бы не добавили).

Потоковая передача и максимальная пропускная способность

Наконец, последняя очередь тестов посвящена совместной передаче потокового видео (сеть GlobespanVirata) и использованию максимальной пропускной способности (сеть Atheros).

Условия тестирования:

• Тестовая пара на Atheros была выставлена в “нормальный” режим 802.11g, используя канал 6.
• Тестовая пара на GlobespanVirata 11g работала на канале 11.
• На WLAN Atheros прогонялся скрипт Throughput.scr, протокол TCP, размер файла 200 000 байт, отсутствие задержек между отправками, неограниченная скорость.
• На WLAN GlobespanVirata прогонялся тестовый поток 2,048 Мбит/с, UDP NetMtgv.scr.
• Максимальное расстояние между WLAN составляло 3 метра (учитывая ТД и клиентов).
• Сначала стартовала WLAN на базе GlobespanVirata, за ней через 10 секунд следовала WLAN на базе Atheros.
• Поток данных передавался от клиента к ТД.

Рис. 35. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с GlobespanVirata против пропускной способности Atheros 11g – 3 метра.

Рис. 36. Потерянные данные потока 11g 2 Мбит/с GlobespanVirata против пропускной способности Atheros 11g – 3 метра.

И вновь тестирование показало результаты, подобные виденным раньше с Broadcom. Настало время перейти к тестированию Super-G.

GlobspanVirata 11g против Atheros Super-G

Потоковая передача

И вновь то же самое оборудование – но на этот раз продукты NETGEAR Super-G были переведены в динамический режим Super-G.

Рис. 37. Пропускная способность Atheros Super-G против GlobespanVirata 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

Рис. 38. Потеряно данных Atheros Super-G против GlobespanVirata 11g – потоки 2 Мбит/с, расстояние 3 метра.

На этот раз потоковые тесты Super-G против 11g на 3 метрах продемонстрировали потерю 0,004% (одна дейтаграмма), как показано на Рис. 37 и Рис. 38. Те же самые тесты с оборудованием Broadcom 11g демонстрируют потери 0,051%.

Мы также повторили тесты на расстоянии 9 метров с тем же результатом – потерей одной дейтаграммы, поэтому мы не утруждали себя тестированием на 15 метрах.

Максимальная пропускная способность

Намного более интересным было тестирование сетей Super-G и GlobespanVirata 11g на максимальной пропускной способности.

Рис. 39. Пропускная способность Atheros Super-G против GlobespanVirata 11g – 3 метра.

Рис. 40. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11g – 3 метра.

Как показывает Рис. 39, даже на расстоянии 3 метра друг от друга обе WLAN работают вместе весьма комфортно, выдавая среднюю пропускную способность 16 и 19 Мбит/с для сетей GlobespanVirata и Atheros, соответственно.

Если сравнить с предыдущим результатом тестирования Super-G с оборудованием Broadcom (Рис. 40), то здесь мы можем наконец-то наблюдать динамический режим Super-G в работе.

Рис. 41. Пропускная способность Atheros Super-G против GlobespanVirata 11g – 3 метра.

Возможность адаптации стандарта Super-G более отчётливо показана на Рис. 41. Этот график получен при тех же тестовых условиях, что и на Рис. 39, за исключением того, что тестовая пара Super-G стартовала первой, а через 10 секунд стартовала пара GlobespanVirata 11g.

Пара Super-G стартует с пропускной способностью около 30 Мбит/с, но после начала работы пары 11g она падает примерно до 18 Мбит/с. Вы можете даже заметить, что пропускная способность пары Super-G падает ниже пропускной способности 11g в последней части теста.

Мы провели тесты и на расстоянии 9 метров, но результаты оказались схожими.

Потоковая передача и максимальная пропускная способность

Последний тест, который симулирует демонстрацию Broadcom на Comdex, также привёл к совершенно другим результатам при использовании сети на базе GlobespanVirata.

Рис. 42. Пропускная способность потока 11g 2 Мбит/с GlobespanVirata против пропускной способности Atheros Super-G – 3 метра.

Рис. 43. Потеряно данных потока 11g 2 Мбит/с GlobespanVirata против пропускной способности Atheros Super-G – 3 метра.

Рис. 42 и Рис. 43 показывают, фактически, отсутствие взаимодействия между сетью Super-G, работающей на максимальной пропускной способности, и сетью GlobespanVirata 11g на расстоянии 3 метров.

Что интересно, в этом тесте пропускная способность Super-G остаётся на уровне 35 Мбит/с, в то время как график потерянных данных говорит о том, что пропускная способность потока видео в 2 Мбит/с остаётся нетронутой.

Atheros Super-G против 11b

Чтобы сделать наше тестирование полным и убедиться, что описанный выше пример не является исключением, мы решили провести тесты на совместную работу сети Atheros Super-G с сетью 802.11b. Хотя мы провели тесты пропускной способности на обеих сетях, а также тесты совместной потоковой передачи и пропускной способности, мы покажем результаты первого варианта, поскольку они представляют собой наихудшие условия.

Рис. 44. Пропускная способность Atheros Super-G против Broadcom 11b – 3 метра.

Рис. 45. Пропускная способность Atheros Super-G против GlobespanVirata 11b – 3 метра.

Мы поменяли режим продуктов Broadcom и GlobespanVirata с 11g на 11b. Обратите внимание, что результаты, представленные на Рис. 44 и Рис. 45, сильно различаются.

На Рис. 44 сеть WLAN Super-G блокирует сеть WLAN Broadcom, несмотря на её работу в режиме 11b. Однако на Рис. 45 мы видим, что оборудование на базе GlobespanVirata по-прежнему работает великолепно при включении WLAN Super-G, несмотря на режим 802.11b. Обратите внимание, что на обоих показанных тестах мы запускали сеть WLAN Super-G первой. Мы также провели тесты при запуске WLAN Super-G второй, но получили схожие результаты.

Для последней серии тестов мы решили использовать чистые продукты 11b. Мы выбрали адаптер Buffalo Technology WLI-USB-L11G 11b USB (который использует карту ORiNOCO Gold PC card) и точку доступа NETGEAR ME102 11b (на основе чипсета GlobespanVirata 11b PRISM).

Рис. 46. Пропускная способность Atheros Super-G против 11b – 3 метра, 11b стартует первой.

Рис. 47. Пропускная способность Atheros Super-G против 11b – 3 метра, Super-G стартует первой.

На Рис. 46 показано, что если сеть WLAN 11b стартует первой, то она продолжает вполне нормально работать и после включения сети Super-G. Обратите внимание, что пара Super-G даёт пропускную способность 12 Мбит, типичную для сети WLAN 11g, ограниченной защитой 802.11b.

На Рис. 47 пара Super-G стартует примерно на уровне 30 Мбит/с, однако после подключения сети WLAN 11b пропускная способность падает до 12 Мбит/с.

Atheros Super-G и расстояние

Теперь, когда мы удостоверились в том, что сеть Super-G не убивает любую не-Super-G WLAN в радиусе своего действия, мы хотим проверить ещё один параметр – зависимость производительности Super-G от расстояния.

В документе NETGEAR 108 Mbps Wireless Solution: Technology Overview (PDF) дана следующая информация по поводу радиуса действия Super-G:

Связывание двух каналов работает путём использования двух радиоканалов: их связывают таким образом, чтобы они казались одним каналом как для передатчика, так и для приёмника. Это не только удваивает пропускную способность стандарта 802.11g 54 Мбит/с до NETGEAR 108 Мбит/с Super Wireless, но также увеличивает радиус действия вашей сети. Обычно пропускная способность сети падает по мере того, как пользователь удаляется от маршрутизатора. Однако с использованием связывания каналов эффективный радиус действия сети также удваивается.

Возможно, мне показалось, но NETGEAR пытается утверждать, что использование Super-G увеличивает радиус действия сети. Наш опыт, однако, говорит об обратном – поэтому мы провели простой эксперимент.

Мы установили точку доступа NETGEAR WGT624 в нашем офисе, вставили карту WG511T Cardbus в ноутбук, запустили скрипт пропускной способности Chariot – и осуществили две прогулки “вдаль”: с включённым и выключенным Super-G.

Мы прошли одинаковые маршруты оба раза, останавливаясь ненадолго на расстоянии, где скорость падала до очень низкого уровня, затем возвращались обратно в точку старта. Единственное, что мы делали при этом, – постоянно исправляли позиционирование антенны WG511T, чтобы она всегда была направлена на точку доступа.

Рис. 48. Зависимость пропускной способности от расстояния – NETGEAR WG511T и WGT624 – режимы 11g против Super-G.

На Рис. 48 показана композиция двух графиков. Верхний график – при включении Super-G, нижний – при выключении Super-G.

Не обращайте внимания на тот факт, что временной отсчёт обоих графиков совпадает не совсем точно, и на то, что график при отключённом Super-G обрывается слишком рано. Связывание каналов не влияет на максимальную дальность работы сети – на графике отчётливо заметно, что мы можем пройти одно и то же расстояние в обоих случаях.

Верно то, что связывание каналов даёт увеличение пропускной способности на том же расстоянии при незначительном удалении от точки доступа. Однако на определённой дистанции разница в пропускной способности исчезает. Но даже когда высокая пропускная способность исчезнет, вы всё ещё можете наслаждаться связью на расстоянии, которое вряд ли можно получить на других беспроводных чипсетах.

Кстати, минимальная пропускная способность, показанная на Рис 48 была получена на расстоянии 90 метров от точки доступа! Мы особо не заботились о расположении точки доступа, а сигналу пришлось пройти через две внутренние и одну внешнюю стену, обойти отдельно стоящий гараж и стволы деревьев. Расстояние намного превосходит показатели других продуктов, которые попадались нам в руки!

Итоговое заключение

Мы провели множество тестов и сделали немало выводов, но что всё это значит? Мы попытаемся видоизменить предварительное заключение, сделанное нами выше. Изменения выделены курсивом.

• Вряд ли вы заметите взаимные помехи двух беспроводных сетей 11g на любом расстоянии, которые будут передавать видеопотоки.
• Две сети WLAN 11g, работающие на полной скорости (скажем, при скачивании больших файлов) будут мешать друг другу, если они расположены рядом.
• Вряд ли сосед, сильно нагружающий свою сеть WLAN 11g, сможет помешать передаче видеопотока по вашей сети.
• Расположенная рядом сеть WLAN Super-G, по которой идёт передача видопотока 2 Мбит/с, скорее всего, не помешает передаче видеопотока по вашей сети WLAN 11g.
• Беспроводная сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет мешать некоторым сетям WLAN 11g, также работающим на полной скорости. Серьёзное падение пропускной способности WLAN 11g будет наблюдаться, если сети расположены ближе 9 метров, а при удалении сетей на 15 метров падение пропускной способности всё равно будет ощутимым.
• Сеть Super-G, работающая на полной скорости, будет серьёзно мешать потоковой передаче видео по некоторым сетям WLAN 11g даже при удалении двух сетей на расстояние 9 метров. Однако помехи исчезают при удалении сетей на 15 метров.
• Сети Super-G в динамическом режиме не влияют на сети 802.11b и 802.11g, работающие на каналах 1 или 11 даже на расстоянии меньше 3 метров.
• Проблемы с совместной работой сетей 802.11g и Super-G наиболее сильно проявляются при использовании продуктов Broadcom 802.11g.

После всего сказанного, нам хотелось бы поделиться информацией, полученной от представителей Atheros.

Пока стандарт Super-G продолжают тестировать и подстраивать, однако Atheros уже начала поставку чипсетов с его использованием. Компания признала свою ошибку, позволив – хотя мы не уверены, спрашивали ли у неё – NETGEAR поставлять WG511T и WGT624 с прошивкой, которая реализует только функцию связывания каналов Super-G.

Broadcom не преминула воспользоваться ситуацией, когда обнаружила проблемы при совместной работе с Super-G. Как только проблемы были подтверждены, Broadcom не преминула воспользоваться PR-возможностью на Comdex против Atheros.

Учитывая подобный сценарий, а также напряжённую битву на рынке WLAN, мы полагаем, что Broadcom винить не следует, тем более, что Atheros сама так подставилась. В конце концов, именно Atheros решила игнорировать IEEE и альянс Wi-Fi в позапрошлом году, выпустив на рынок продукты на draft-11g, ещё до принятия стандарта! Вряд ли можно было предполагать, что Broadcom услужливо позвонит Atheros и втихую сообщит об этой ошибке.

С другой стороны, ответ Atheros “Это не так!” недостаточно информативен для тех, кто желает разобраться в сути проблемы. Broadcom показала свои карты (прессе и аналитикам), так что Atheros следовало бы вскрыть и свои – не та эта ситуация, при которой можно было отмалчиваться.

Что же касается утверждения журналиста Джима Лаудербака (Jim Louderback), что “на рынке не место для фирменных дополнительных функций”, то потребители вряд ли с этим согласятся. Фирменная технология TI “802.11b+” была осуждена за все свои недостатки, однако она позволила D-Link и другим компаниям продавать продукты с магической цифрой 22 Мбит/с на коробках. И хотя она не являлась “плохим соседом”, в отличие от Super-G, она не всегда безупречно работала со всеми продуктами 802.11b.

Практически каждый производитель чипов и продуктов WLAN, с кем нам довелось пообщаться, упоминает, что именно значения пропускной способности на коробке помогают продавать продукты – чем больше число, тем охотнее этот продукт будут покупать. 22 лучше 11, 54 лучше 22, а 108, конечно же, лучше всех перечисленных ранее чисел. Никого не волнует, что самая большая проблема, с которой сталкиваются потребители беспроводных продуктов, – это недостаточный радиус действия. Просто налепите большое значение пропускной способности на коробку – и продукт будут покупать!

Так покупать или нет? Учитывая непревзойдённый ассортимент продуктов на базе чипсета Atheros последнего поколения, а также и то, что никто не запретил Atheros продавать продукты на базе Super-G, вряд ли мы можем порекомендовать не принимать их во внимание. Существует множество других продуктов (особенно усилителей и мощных антенн), которые могут мешать соседним беспроводным сетям и не имеют каких-либо механизмом регулировки своего поведения при появлении в зоне действия других сетей.

Однако Atheros следует прекратить политику замалчивания, признать и исправить проблемы Super-G с продуктами Broadcom 11g! Проблемы действительно существуют, и Atheros понадобился этот инцидент, чтобы обратить на них внимание.

Будем надеяться, что Atheros не станет жертвой маркетинга конкурентов. Технология Atheros последнего поколения действительно интересна, и даже при выключении Super-G ваши стены не будут “съедать” сигнал.

GlobespanVirata Nitro XM

Я потратил примерно час на общение с различными представителями GlobespanVirata, вникая в суть и тестируя демонстрацию, которую они развернули в номере отеля. Но перед тем, как мы перейдём к демонстрации, позвольте поделиться сведениями о трюке Nitro XM.

Nitro XM базируется на механизме пакетной передачи Nitro, к которому было добавлено сжатие, объединение и кое-что ещё, названное GlobespanVirata “прямой связью” (Direct Link, см. Рис. 49).

Рис. 49. Nitro XM Direct Link.

Мы были несколько смущены технологией Direct Link, когда прочитали следующий абзац в пресс-релизе:

Технология PRISM Nitro XM уменьшает потерю пропускной способности из-за наличия избыточной информации с помощью автоматического создания безопасного высокоскоростного соединения между беспроводными клиентами, которые пытаются связаться друг с другом, если они находятся в зоне действия друг друга. В результате клиенты могут связываться друг с другом на скоростях до 140 Мбит/с, одновременно поддерживая связь с точкой доступа.

После обсуждения технологии с представителями GlobespanVirata, наше непонимание исчезло. Оказалось, что Direct Link – это не то же самое, что режим 802.11 AdHoc. Станции Direct Link Stations (STA) должны ассоциироваться с точкой доступа, поддерживающей Nitro XM, и оставаться в зоне её действия при использовании прямой связи. STA прослушивают сигналы beacon 802.11 и получают информацию о ключах WEP или WPA от точки доступа – под этим подразумевается “одновременная поддержка связи с точкой доступа”. Но когда необходимо передать данные, это осуществляется напрямую от STA к STA, без транзитной передачи через ТД.

Технология Nitro XM обеспечивает улучшение пропускной способности при связи между двумя субъектами связи, включая точку доступа Nitro XM. Так что пропускная способность от STA к STA будет той же, что и от STA к проводной LAN – при условии одинакового качества сигнала. Подобный “одношаговый” метод обеспечивает Nitro XM преимущество над другими методами улучшения пропускной способности, которые требуют передачи информации транзитом через точку доступа или беспроводный маршрутизатор, что стоит одного “шага” (и потери пропускной способности) при передаче от STA к STA.

Другое, не столь очевидное, преимущество Direct Link, заключается в более высокой пропускной способности между двумя станциями STA, если они расположены близко друг к другу – особенно если точка доступа расположена от них относительно далеко. Поскольку основная передача данных происходит между STA, они смогут работать на высокой скорости, не переходя на низкие скорости по причине большого расстояния. Хотя подобный подход необычен, но он позволяет Direct Link обеспечивать улучшение пропускной способности по отношению к расстоянию.

Однако слабость Nitro XM заключается в том, что основное улучшение пропускной способности происходит из-за сжатия передаваемых данных. GlobespanVirata явно дала понять, что при демонстрации использовался файл данных с потенциально высокой “сжимаемостью”. На самом деле Nitro XM обеспечит небольшой прирост по отношению к Nitro, или вообще ничего не изменит. Вы также не получите прироста пропускной способности при отсылке зашифрованных данных или сжатых данных (в архиве .zip и т.д.) по сети. Тогда почему они называют технологию Xtreme Multimedia? Нам пока это не понятно. Имейте в виду, что технология Atheros Super-G тоже использует сжатие данных и даст меньший прирост, если файлы уже подвергались компрессии.

Важно отметить, что Nitro XM не использует связывание каналов в какой-либо форме и поэтому не влияет на соседние WLAN. Станции Nitro XM STA и точки доступа производят непрерывный поиск не-XM станций и прекращают использование технологии, когда происходит ассоциация с ними.

Ограничение скорости 70 Мбит/с

На Рис. 50 показана тестовая конфигурация, которую GlobespanVirata развернула в номере отеля. Просим прощения за качество фотографий, поскольку я продолжаю снимать своей новой цифровой мини-камерой без автофокуса.

Рис. 50. Тестовая конфигурация Nitro XM.

Слева расположены два ноутбука с двумя картами NETGEAR WG511T 108Mbps Cardbus и маршрутизатор WGT624 108Mbps, использующие технологию Atheros Super-G. Справа находятся два ноутбука с картами на эталонном дизайне PRISM и маршрутизатором PRISM, все из которых поддерживают Nitro XM.

Рис. 51. Результаты тестирования Nitro XM.

На Рис. 51 показан график пропускной способности при прогоне LAN Mark XT, с использованием высоко сжимаемых данных (повторяющиеся символы A-Z, 0-9). Как показывает результат, Nitro XM действительно может дать заявленную пропускную способность 70 Мбит/с, причём без использования связывания каналов, в отличие от технологии Atheros Super-G, которую не поругал только ленивый. Две кривые на графике означают приём и передачу, а по оси Y масштаб составляет 10 Мбит/с на линию.

Чтобы посмотреть, может ли Super-G WLAN работать параллельно с другими продуктами на базе PRISM, мы попросили представителя компании запустить конфигурации Super-G и XM одновременно.

Рис. 52. Nitro XM с работающим Super-G.

Как видно на Рис. 52 (вертикальный масштаб совпадает с Рис. 3), если сеть Nitro XM и демонстрирует вариацию пропускной способности, сеть Super-G не смогла прервать передачу. Мы также сняли график сети Super-G, но он не получился. Однако суть заключается в том, что сеть Super-G демонстрирует схожую вариацию пропускной способности из-за влияния сети Nitro XM, но отказа не происходит.

Может показаться, что результаты противоречат заявлению GlobespanVirata о том, что Nitro XM “не мешает работе других сетей в зоне действия”. Но, как мы уже говорили при рассмотрении Atheros Super-G, любые две беспроводные сети, расположенные близко, будут мешать друг другу независимо от того, какой стандарт они используют.

Ещё один факт заключается в том, что XM содержит встроенную оптимизацию UDP. Это неплохо, поскольку мультимедиа-потоки используют именно UDP. Мы посмотрели краткую демонстрацию, которая показала пропускную способность более 200 Мбит/с по Nitro XM против около 40 Мбит/с на системе Super-G.

Пока про Nitro XM всё. Давайте рассмотрим, что нового может предложить Broadcom Afterburner.

Broadcom Afterburner

Как мы поняли во время демонстрации в номере Broadcom на CES, технология Afterburner пока ещё не готова. Компания не анонсировала технологию на CES, и поиск на сайтах Broadcom и 54g.org не дал результатов. Но поскольку клиент Broadcom – компания Buffalo Technology выпустила свой маршрутизатор WHR2-G54 125Mbps на CES, то посмотреть на эту технологию всё же стоит!

Мы не смогли получить достаточную информацию о технологии Afterburner, за исключением подтверждения, что она тоже не использует связывание каналов и не станет “плохим соседом”, в чём обвиняют Super-G. Наверное, можно сказать, что большинство секретных технологий Broadcom заключается в избавлении от максимально большого количества избыточной информации 802.11 без прекращения, в то же время, проверки наличия в зоне действия клиентов без поддержки Afterburner.

Мы даже посмотрели демонстрацию. Из-за большого количества радиочастотных помех на выставке мы не смогли запустить демонстрации Afterburner и “плохого соседа” Super-G. Так что нам пришлось уговорить инженера Broadcom дать нам посмотреть на работу технологии в чистых условиях – у него дома, что можно видеть на Рис. 53.

Рис. 53. Тестовый прогон Broadcom Afterburner.

Как видно на графике тестового прогона Chariot (где вертикальные деления составляют 3 Мбит/с), средняя пропускная способность при включении Afterburner составляет около 34 Мбит/с. Поскольку мы использовали две различные программы и при этом передавались различные тестовые данные, то не следует сравнивать результаты с показателями Nitro XM на Рис. 51..

Результаты можно сравнить с данными прогона Chariot при активации Super-G, которые приведены в разделе про Atheros Super-G. Если говорить честно, то технология Afterburner обеспечивает улучшение пропускной способности, наподобие Super-G, но без потенциально деструктивного связывания каналов Super-G.

Что нам продают?

Без проведения наших собственных тестов, а также учитывая, что Nitro XM и Afterburner пока ещё не вышли в окончательных спецификациях, мы бы не хотели делать окончательных выводов о том, какой продукт лучше. Вместо этого мы решили изложить нашу точку зрения на эту инфляцию значений пропускной способности.

Гонка за высокой пропускной способностью будто бы связана с тем, что каждый потребитель желает осуществлять передачу нескольких потоков видео во все комнаты своего дома. Предполагается, что спрос на эти услуги есть. – и все только ждут появления соответствующих технологий.

В действительности, частота 2,4 ГГц, где работает стандарт 802.11g, не слишком хороша для передачи видео. Да и множество потребителей, купивших под этот Новый год беспроводное сетевое оборудование, обнаружили, что проблемы могут заключаться даже в том, чтобы обеспечить надёжную работу сети просто по передаче данных! Просто за маленькую часть частотного спектра и высокую пропускную способность конкурирует слишком большое число электронных устройств.

Также следует учитывать и то, что высокая пропускная способность не решает проблемы возврата продуктов. Любой производитель сетевых продуктов, с кем мы говорили, сообщает о высоком проценте возврата. Причём их возвращают не из-за того, что сеть работает медленно, а потому, что сеть не работает вообще, работает ненадёжно или её слишком тяжело заставить работать. И вновь отметим, что высокая пропускная способность не решает ни одну из этих проблем. (Подумайте о проценте возврата, когда вы будете читать ещё один пресс-релиз производителя беспроводных чипов…)

Так почему все продают пропускную способность? Или лучше задать вопрос так: почему вы её покупаете? Да просто потому, что вы, наш дорогой потребитель, дали чётко понять индустрии: чем большее число будет на коробке, тем быстрее она будет продаваться! В индустрии, которая находилась в стагнации последние три года, производители просто пытаются остаться при делах.

Будет интересно посмотреть, изменятся ли приоритеты производителей в ближайшем будущем, учитывая некоторые положительные сигналы в индустрии. Но впечатление, полученное от разговоров на выставке, говорит о том, что “раскаченный” 11g нужен для передачи мультимедиа-потоков, а не для расширения ёмкости нагруженных беспроводных сетей в офисе – по крайней мере, на текущее поколение технологии. Вероятно, связано это с тем, что в бизнес-сфере новые продукты вряд ли будут закупаться, если у них нет положительного опыта внедрения, а преимущества не перевешивают риск. Но в сфере бытовой электроники совместимость со стандартами не так критична.

Так что подумайте об этих маленьких несчастных битах видео, которые пытаются доставить последний эпизод Симпсонов на вашу 42″ плазма-панель. Сможет ли беспроводная связь обеспечить надёжную доставку вообще?

Что вам нужно на самом деле?

Хотя для передачи потокового видео действительно нужна большая пропускная способность, чем для передачи потокового аудио, для этого отнюдь не нужно 100 Мбит/с и выше. В качестве иллюстрации мы приведём таблицу из нашего репортажа с CES 2004 – по ней видно, что телевидению стандартного разрешения вполне хватает 5 Мбит/с, а разрешению HDTV требуются разные скорости, но, в среднем, 20 Мбит/с будет достаточно.

Таблица 1. Форматы мультимедиа и скорости передачи.

Любой производитель потребительских продуктов, серьёзно занимающийся беспроводной передачей потокового видео (а также любой потребитель, испытавший “свободу” беспроводной сети) знает, что по своей природе беспроводная связь очень ненадёжна. Эти гиганты индустрии знают, что им лучше выпустить системы, способные обеспечить приемлемую картинку при неблагоприятных условиях сигнала (отсюда и пропускная способность) – или продукт так и останется на полках магазинов.

Самые умные – включая Panasonic и Toshiba – продвигают системы IP-over-coax и проводной доставки мультимедиа-потоков в дополнение к беспроводным. Коаксиальный (антенный) кабель, скорее всего, присутствует в любой комнате, где смотрят телевидение высокого разрешения – и провода всегда находятся далеко впереди беспроводных сетей по надёжности доставки данных. Производители продуктов по передаче потокового видео также осознают, что им лучше перейти на 802.11a, чтобы получить более чистый спектр и большее число каналов, необходимых для передачи видео высокого разрешения, или множества потоков низкого разрешения.

Проблема на пути к высокой производительности заключается в поддержке достаточно высокой скорости передачи данных на требуемом расстоянии. Если говорить о применении в квартирах и жилых домах, то проблема здесь заключается не столько в расстоянии, сколько в относительно “закрытом” окружении, которое значительно снижает силу сигнала или заставляет сигнал отражаться от препятствий.

Одним из способов получения высокой пропускной способности является скоростная передача в самом начале, а потом ожидание достаточно быстрой потери пропускной способности. Похоже, что все технологии улучшения пропускной способности 802.11g следуют именно таким путём. Другой подход заключается в том, что можно начинать передавать данные на достаточно высокой скорости для определённых приложений (с учётом влияния буфера), а затем поддерживать эту скорость с возможным небольшим снижением по области покрытия. Этот второй подход больше фокусируется на улучшении дальности, чем на достижении максимально возможной скорости.

Так почему производители беспроводных чипов не работают над увеличением расстояния? Возможно из-за того, что сетевые компании слишком обеспокоены дальностью, которую они указывают на упаковках своих продуктов. Средний покупатель сетевых продуктов часто не имеет возможности проверить спецификации по пропускной способности, но он наверняка измерит расстояние, на котором этот продукт будет действовать. Но часто подобные измерения смысла не имеют, поскольку некоторые продукты даже не могут передать информацию из одной комнаты в другую!

Довольно странно, что единственный производитель, который пытается фокусироваться на улучшении расстояния – это тот, которого часто обвиняют за указание нереальных расстояний – Atheros. Стандарт 802.11a до сих пор имеет репутацию небольшого радиуса действия, что связано с плохой работой продуктов Atheros 11a первого поколения. Продукты 802.11a используют чипсет, который не дотягивает до зоны покрытия продуктов 802.11b, при этом они имеют более высокую цену, и часто их просто не покупают.

Впрочем, похоже, что в Atheros этот урок был выучен, поскольку, по данным нашего тестирования, продукты на базе чипсета Atheros текущего поколения поддерживают более высокую пропускную способность на больших расстояниях, чем любой из конкурентов, причём это достигается как в диапазоне 2,4 ГГц (11b и g), так и 5 ГГц (11a). Как мы полагаем, Atheros следует в своей рекламе уделять большее внимание этому факту.

Хотя Atheros получила много негативных отзывов по Super-G за проблемы с интерференцией из-за функции связывания каналов, они могут отказаться от этой функции и по-прежнему обеспечивать лучшую радиочасть 11g для передачи потокового видео, что связано с превосходной производительностью чипсета текущего поколения. И это ещё до включения технологии XR (eXtended Range), которая должна улучшить зависимость пропускной способности от расстояния для обоих диапазонов 2,4 и 5 ГГц.

Заключение

Технология Afterburner должна вскоре появиться на продуктах Buffalo Tech 125Mbps, однако другие покупатели Broadcom, в частности Linksys, пока молчат насчёт своих планов по улучшению продуктов 11g.

GlobespanVirata упоминает только о том, что первые продукты с поддержкой Nitro XM должны появиться в этом квартале, но пока не называет производителя. По нашему мнению, это может быть SMC или D-Link, однако обе компании уже выпустили продукты на базе Atheros с рекламируемой пропускной способностью в 108 Мбит/с. NETGEAR также весьма уверенно смотрится в линейке Super-G, поскольку эта компания выпустила новый мультимедиа-маршрутизатор на базе Atheros на CES.

Возникает вопрос – сколько ещё подобной путаницы может вытерпеть бедный потребитель? Хотя марка WiFi должна стать маяком для запутанных покупателей сетевых продуктов, она рискует потерять свою важность. Многие компании не сильно обеспокоены высылкой своих продуктов на сертификацию. Но когда они это делают, на задней части коробки появляется соответствующая маркировка.

Вместо этого все основные производители потребительского оборудования разработали свои собственные системы маркировки беспроводных продуктов, которые должны объяснить потребителям то, что они покупают. Но с указанием 11, 22, 44, 54, 108, 125, 140 Мбит/с (мне ещё нравится маркировка D-Link “15x”) сможет ли обычный потребитель выбрать то, что ему нужно, не будучи сетевым экспертом?

Каковы же будут наши советы?

• Пока ещё слишком рано называть победителя гонки за улучшенный стандарт 802.11g. Если вы всё же попадётесь на удочку 100Mbps+, которую закидывают все производители, покупайте оборудование от одного и того же производителя. Продукты пока слишком “зелёные” и быстро меняются, однако вероятность того, что продукты одного производителя будут нормально работать вместе, всё же выше.
• Не следует всецело полагаться на беспроводные сети как средство доставки информации по дому. Лучше всего проложить обычную витую пару CAT5, коаксиальный кабель и телефонную линию в любое место вашей квартиры или дома.
• Перестаньте всецело полагаться только на одну пропускную способность. Ищите те продукты, которые имеют лучшее соотношение пропускная способность/расстояние. К сожалению, в этом производители вам не помогут. Вам нужно почитать конференции, обзоры и спросить у знающих людей.
• Если вы серьёзно желаете передавать видео по беспроводной сети, то обратите внимание на 802.11a. Лучше всего купить двухдиапазонное оборудование, поскольку оно обеспечит максимальную гибкость, включая возможность разделения трафика данных и мультимедиа на разные частоты. К сожалению, на рынке присутствует слишком мало подобных адаптеров.