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喜忧参半的MIMO测试, 802.11n产品评测
2006-08-24    CNW       阅读:

本次编辑选编了一篇802.11n测试报告。在WLAN圈里,802.11n无疑是目前最为火爆的话题,由于它的高传输速率代表了未来WLAN应用的方向。这么重要的一个产品方向,无疑会成为众WLAN厂商新的摇钱树,所以厂商们才会不遗余力地抢先攻占802.11n新高地,谁也不想落为人后,所以这也造成了一个最为怪异的现象,标准还没订下来,产品先出来了。目前生产MIMO芯片的厂商主要有:Airgo、Marvell、Atheros、Broadcom和Intel,每个WLAN厂商所采用的芯片都是不一样的,就拿这次美国《网络世界》组织的测试来说,产品所采用的芯片主要有Airgo和Marvell。利用这么多芯片所制造出来各式各样的WLAN产品无疑会存在互操作性问题,互操作性问题也是目前802.11n应用没有满地开花最为重大的障碍,每家企业用户都在观望等待标准最后订下来,以期最后解决产品之间的互操作性问题,而令编辑奇怪的是,美网这次组织的测试却没有对互操作性结果这么重要的话题进行大篇幅的解释,只是一笔带过,笔者就多少有些迷惑了。不过在编辑看到802.11n产品那么优异的性能测试结果后,真想拿来一用,过一下瘾,管他三七二十一,什么互操作性呀,对于咱们平头老百姓来说,咱们想不到那么多问题,用着过瘾就是了,大不了出了更好的11n新品,咱们换一个新的不就得了?

在第一款基于MIMO技术的WLAN产品问世两年之后,我们发现MIMO产品在SMB和家庭用户中应用非常广泛(市面上至少有一款产品的应用目标是企业网——Bluesocket的BSAP-1700)。

我们在美国网络世界的办公室里,大概用了一个月的时间完成了MIMO产品测试,我们运行了一系列的基准测试来评估设备在短距离和长距离情况下的吞吐量,此外还包括互操作性、设置、文档、管理、配置和易用性。

6家厂商最终参加了我们的测试——Asus、Belkin、Buffalo、D-Link、Linksys和Netgear,他们总共提交了9款产品。尽管我们所测试产品的应用领域都为家庭和SMB用户,但是本篇测试报告对于想要应用MIMO技术的企业IT管理者来说也非常重要,MIMO技术代表了今后企业级系统WLAN技术应用的方向。

以MIMO技术为基础的客户端,可以改善吞吐量指标和增长以802.11g技术为基础的无线连接距离。更长的传输距离对于无线应用来说常常被认为是非常必须的。

Asus由于它稳定的性能和杰出的客户端配置特点赢得了此次测试。Buffalo的WZR-G240和Linksys的WRT300N路由器也由于他们不错的性能而获得了非常高的分数。

性能测试

当我们测试同类系统时(客户端的无线网卡和路由器芯片来源于同家厂商和产品家族),每家厂商产品的测试结果并没有什么太大的不同。3款性能测试结果较好的产品(Asus、Buffalo和Netgear)在市场上公开出售已经很长一段时间了,产品芯片都来自于Airgo网络公司的第三代芯片。我们的性能测试显示基于Airgo芯片的产品都有很不错的表现,这很好理解,因为这家公司制造MIMO芯片有很长时间了。在这些新品中,Linksys路由器、客户端表现得还不错。

Netgear的WNR-854T-WN511T产品对(编者注:指的是同一家产品的无线网卡和无线路由器搭配)有120.1Mbps的上行数据吞吐量,但是很奇怪的是在另一方向却只有18Mbps的吞吐量。经过和Marvell(MIMO芯片的制造商)职员的详细讨论,到最后也没得出一个满意的解释。Marvell说他们会取得双向超过100Mbps的吞吐量,但是他们却没有文档说明这项宣称值。尽管如此,我们对单向传输的高性能值仍然印象深刻。

在长距离和短距离无线性能测试中,Asus表现出众,印证了其广告上的宣称值100Mbps吞吐量。

互操作性测试

由于802.11n草案标准还没有在Wi-Fi联盟进行互操作性测试,所有我们对这项测试所抱有的信心相当低,但是测试结果并没有让我们太失望。几家产品在进行互联性测试时有一些问题,问题的原因和安全设置有很大的关系(我们的测试要求产品打开WPA 2)。几家厂商声称利用固件升级可以解决,但是基本的互操作性仍然存在问题。

总体来说,互操作性测试非常具有代表性,都在20Mbps左右,但是采用同一家厂商WLAN芯片的产品之间的互操作性测试结果还不错。

其他功能

性能测试在总体分数中仅仅占40%;我们也评估了配置、功能、管理、易用性、设置和文档。我们很喜欢Asus产品的客户端功能设置。当然,Asus的高性能表现也令我们印象深刻,我们感觉还应该在安装过程中的消息提示方面多下些功夫。

我们对Nergear的WNR-834B和WNR-845T无线路由器的外包装及工业设计方面的问题感觉到有些困惑。我们建议读者在购买这两款产品时应该仔细观察,不然很容易弄错。

D-Link和Linksys由于它良好的用户手册得分很高。

我们对Buffalo的自动固件升级检测功能也很感兴趣,在Linksys的WRT 300N上也有相类似的功能(WRT 300N具有良好的易用性界面和诊断功能)。我们发现D-Link的产品非常易于使用。

企业网的MIMO应用提示

我们非常确信MIMO会成为未来WLAN应用的关键。这项技术已经被证明为具有节约成本、易于使用等特点。我们强烈建议某些WLAN用户并不适合应用MIMO技术,至少是在家庭和SMB应用领域中。

对于大部分家庭用户应用来说,高吞吐量和某些功能特点并不适合(因为对于目前大部分人来说,最快的Internet连接也就是6M~8Mbps,一些时髦地应用诸如无线TV还非常少)他们,传输距离却是一个非常重要的因素。我们常常看到基于MIMO技术的产品易于使用,信号强度非常不错,但是这些特点对于家庭住宅系统来说并不实用。因此,MIMO技术在家庭中使用有些大材小用。

企业应用和家庭住宅的特点完全相反,企业用户往往会安装很多的接入点,以减少覆盖盲区,因此,企业用户对传输距离要求不大。他们通常会部署很密集的接入点因此也就减少了对距离的要求(相应也会有很强的信号),在一个给定的时间内,每一个微蜂窝会有较少的用户加入。企业用户更需要中央化的管理和控制,独特的射频参数设置,这些工作对于企业网来说是一项非常重要的工作。

在企业网中,MIMO技术会被用来改善吞吐量。确实,100Mbps的无线吞吐量会用来弥补有线以太网世界的空白。

我们的测试表明,企业网最好等待802.11n草案标准完全得到批准以后,再大范围的安装部署MIMO产品。我们仍然建议利用MIMO技术来改善传输距离和可靠性,我们建议生产企业级WLAN产品的厂商不要大范围生产MIMO接入点,除非802.11n标准最终获得通过。

Airgo计划到年终生产一款802.11n芯片,预计802.11n标准也会得到最终批准。然而我们预期标准会不迟于2007年年中得到批准。预计到2009年早期,MIMO产品将会大范围面世。这项标准也会对早期的802.11物理层保持向后兼容性,但是我们期待这项标准越快得到应用越好。

现在,我们看见越来越多基于MIMO技术的芯片、驱动、固件的WLAN产品面市。尽管这些产品的一些测试结果有些问题,但是我们仍然会高兴的看到,在不远的将来,无线将会成为每一需要得到以太网连接的人的首选。

关于草稿n的争论

有人曾经说过,标准制定的最好事情就是手头有越多方案可供选择越好。为什么直到现在正式的802.11n标准还没有获得批准,厂商自己开发的产品可以匹配正在制定过程中的标准吗?你可以宣称你的产品和正在开发过程中的草案标准一致吗?

有几家WLAN厂商正在做这项工作,即宣称他们的产品和802.11n无线标准一致。是的,他们可以宣称产品和标准一致,那么他们的产品真的就和标准一致了吗?

为了公正起见,IEEE并没有指定互操作性标准。这就是为什么在90年代晚期成立WECA(无线以太网兼容性联盟,现在则因为Wi-Fi联盟而知名)的主要原因。这个联盟定义了互操作性测试标准和对满足标准的产品提供证书认证(在互操作性方面,它发明了术语Wi-Fi)。

对于产品和802.11n标准一致性方面,Wi-Fi联盟表示除非标准得到批准,他不会站在任何立场上。同时,厂商在决定互操作性方面都做了哪些工作?这是另外一个比较复杂的问题,在标准得到最后批准之前,802.11n草案都可能会做出重大的改变。(仅仅在草案的第一稿就收到了超过12000条评论)

此外,几个所必需和可选的功能特点改变在最后的定稿中仍然可能会存在,这就迫使Wi-Fi联盟之类的组织必须随时更改定义互操作性的含义。

同时,一些厂商(其中包括这次参测的厂商)私下里已经一起合作定义产品之间的互操作性。其实最富挑战性的工作就是和最终的标准维持互操作性,一些厂商已经在他们的市场里注明了这项目标,但是显然来看他们并不能保证。

目前802.11n草稿标准的最大亮点是其高性能。我们并不指望现在的产品最终都可以升级到802.11n标准,但对于应用MIMO产品最多的家庭用户来说,标准中的有些功能特点并不是很重要。

我们为什么买MIMO网卡

现在大部分的笔记本电脑都内置802.11g无线网卡,我们为什么还要买一块外置WLAN网卡呢?在MIMO技术中,我们发现外置网卡比内置的网卡传输距离更长。

Dell已经有一些笔记本电脑配置有内置的MIMO天线,但这却不是普遍的现象。

今日的用户仅仅使用一块外置MIMO网卡,就可以触摸到MIMO技术的高效率了。这项技术也可以为企业工作,MIMO网卡也可以在802.11g模式下使用。

测试方法

无线产品的基线测试存在着很大的难度,特别是在比较测试中。这其中难度最大的是无线信号信道本身的行为。

无线世界中物理层的最基本行为是,无线信号直接从A点传输到B点(我们也希望如此)。我们为什么说是希望如此呢,这是因为在某些情况下无线信号会遵守物理层的规范,但在某些时候,在无线传输时会有一些统计上的变量。例如,在一个给定的环境变量下,无线信号的传播会表现出一种行为。在另外一种情况下,无线信号的表现又会有极大的不同,这些环境变量包括信号衰退和干扰等。另外一个变量是天线的方向。任何一个好的测试都应该考虑到这些因素并且使这些变量对测试结果的影响变得最小。

http://anheng.com.cn/news/html/wlan_test/903.html 

测试的第一步是最小化变量对测试结果的冲击,因此我们需要随时监控无线信号的周围环境。我们使用了一款频谱分析仪来观察测试所使用的无线波段能量变化,这些能量变化都以图形形式显示。好的频谱分析仪会花费3万美元或者更多。在我们的测试中,使用了AirMagnet的A5120 Sensor,使用的软件版本和软件是Enterprise 7.0和Spectrum Analyzer。观察802.11流量对企业来说非常有帮助,A5120使用Cognio芯片来分析2.5GHz和5GHz带宽上的任何形式的无线信道强度。因此,我们可以发现测试中最好的信道(我们的测试用的是1信道),此外,也可以检测到任何可能发生的干扰(检测附近有没有很大的干扰源)。

从天线的角度来看,就连是MIMO技术,也会受到天线角度的影响,在实际使用中,笔记本电脑非常有可能并不是在接受信号的最佳角度。此外,无线环境中移动的人和物体也会引起无线信号衰退。考虑以上这些因素并且更为贴近实际应用,我们使用一台装备有MIMO网卡的笔记本电脑并把它放在一个每分钟转数为1的转盘上进行测试,任何方向都会导致信号衰退,甚至是在很短的时间内。最后,所有产品都处在以上同一个条件下进行测试。旋转笔记本电脑上的电源管理都被关掉了;所有产品使用同一个电源配置文件。

我们测试了MIMO WLAN系统的两个基本参数:传输速率 vs 距离和互操作性。

速率 vs 距离

无线不像有线,无线系统的性能值如果按吞吐量来说,会随着距离的变化而变化——距离越长,则吞吐量越小。主要原因是因为无线信号会随着距离的变长而产生衰退,信号的衰退会随着距离成指数的下降。此外,还有另外形式的信号衰退。其中之一就是Rayleigh衰退分布,由于多路径的原因,在MIMO中受这种因素的影响会较少,因为MIMO本身就是依赖多路径来取得不错的性能。

我们测试了所有产品对儿(客户端网卡和路由器来自于同一个厂家或者产品家族)在短距离(大约22英尺)和长距离(大约81英尺)情况下的性能参数。 两台PC(一台Panasonic Toughbook和HP Compaq Nx6125,这两台电脑都运行Windows XP Service Pack 2,打上全部补丁)连接到路由器上以生成iPerf(编者注:一款测试TCP/UDP流量的性能分析软件)流量。PC和路由器在同一个位置上——一个有大玻璃窗子和开着门的会议室,我们在这个会议室进行了两种距离的测试。之所以使用两台PC,这是因为一台电脑在MIMO物理链路上的吞吐量很容易超过100Mbps。

客户端所在的位置也有窗户和一扇打开的门,但在视觉的直线距离上有阻碍物:有一个小卧室横在其中。

互操作性测试

目前尚没有针对MIMO产品的互操作性测试,我们感觉到验证互操作性测试非常重要,许多厂商宣称“准n产品”和802.11n最终标准会非常一致。此外,我们想看一下用户在现实世界设置中互操作下的网络速度。混合厂商产品配置可能会在2009年早期来临。

对于不同种类的产品(有不同的客户端和路由器),我们仅仅测试了在短距离情况下的互操作性和性能。

测试流程和目标

我们的测试核心目标是企业员工的可能应用要求。在整个基准测试工程中,我们使用了现成的测试软件,其中包括免费的Iperf LAN benchmar和Enterprise 7.0作为配置和监视802.11流量、监视总体频带质量的工具。

所有的路由器都进行手工设置;我们并没有使用每款产品CD中的文档来帮助设置。在项目开始时,我们从每家公司的网站上检查了最新版本驱动程序和固件,在测试过程中,就不允许再进行任何升级行动。客户端驱动程序安装利用产品附带CD中的程序进行安装并再一次检查任一软件(驱动程序和客户端应用)或固件的最新版本。

路由器设置需要改变的项目是:IP地址、无线信道、SSID和安全设置(WPA 2和AES加密标准)。客户端全部使用厂商提供的软件,没有使用Windows XP自带的配置工具)。

http://anheng.com.cn/news/html/wlan_test/903.html 

责任编辑: admin

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