Тестуємо точку доступу mANTBox 15s від Mikrotik: реальна швидкість та нюанси побудови базової станції

Буквально кілька днів тому ми опублікували огляд новинки від компанії Mikrotik, а саме всепогодної секторної точки доступу mANTBox 15s .

У період з 25 по 25 лютого, у Люблянах, столиці Республіки Словенії пройшов один найбільший форум MUM Europe 2016, на якому серед інших пристроїв Mikrotik, розглядався і новий mANTBox 15s.

Поки інші роздрібні магазини очікують перші поставки mANTBox, для вас, дорогі читачі, ми підготували другу частину огляду mANTBox 15s, в якому провели пару практичних тестів для визначення рівня продуктивності даного пристрою.

У першій частині огляду ми розглянули конструктивні особливості пристрою, а також заглянули усередину для ознайомлення з апаратною підсистемою. Настав час перевірити можливості пристрою на практиці. Насамперед, давайте розглянемо рівень продуктивності, заявлений самою компанією (таблиця нижче).

У таблиці зіставлено рівень продуктивності в Мбіт/сек для різних змін і обсягу пакетів.

Як ви пам'ятаєте, mANTBox 15s застосовується одноядерний процесор QCA9557 на архітектурі MIPS 74Kc з тактовою частотою 720 МГц. Цілком логічно порівняти його продуктивність із рішеннями, побудованими на подібних чіпах.

Виходячи з заявлених показників, платформа RB921 , що використовується в цьому пристрої, помітно більш продуктивна, ніж популярний маршрутизатор RB951G-2HnD (на базі AR9344, 600МГц) попереднього покоління. У той же час новинка зовсім трохи не дотягує до нинішнього флагмана в особі Mikrotik hEX (QCA9556, 720 МГц). Втім, ця різниця настільки мала, що без реального тестування пропускної спроможності виявити це буде дуже важко.

Тут саме порівняти вартість mANTBox 15s з такими рішеннями як NetMetal 5 і NetBox 5. За практично рівної вартості, у разі придбання mANTBox, ви отримуєте додатково секторну антену. Паралельно з цим ви втрачаєте можливість підключення сторонньої зовнішньої антени.

Вибір досить простий і очевидний: якщо потрібно створити базову станцію початкового рівня – mANTBox – відмінний кандидат на цю роль; якщо потрібно підключити велику секторну антену з вищим коефіцієнтом посилення – вибір за NetMetal та NetBox. Останні 2 точки доступу, у парі з потужними спрямованими антенами можуть бути використані для побудови бездротового моста. Тут, звичайно, слід додати до загальної вартості ще вартість антен і пігтейлів.

Методика тестування

mANTBox 15s, кришка блоку інтерфейсів демонтована для зручності

На жаль, у нас не було технічної можливості перевірити пристрій з підключенням CPE-клієнтів на великій відстані, тому тестування проводилося на відстані близько 300 метрів з відповідним зниженням потужності передаючого модуля до мінімуму.

Для mANTBox 15s ми вибрали режим моста (Bridge), це найбільш правильний варіант конфігурації з огляду на відносно невисоку продуктивність при роботі з пакетами малого розміру. При побудові БС початкового рівня було б нерозумно покладати на точку доступу зайві завдання, які можна перенести на інше обладнання.

Щоб було зрозуміліше, наведемо статистику пакетів, зібрану нами з допомогою керованого комутатора TOUGHSwitch .

Як бачите, більше 55% трафіку припадає на пакети з розміром від 1024 до 1518 байт, у той же час пакети з розміром 65-127 байт знаходяться на другому місці з 30%. У кожній мережі співвідношення різне, але суть, гадаємо, зрозуміла.

Як варіант додатково краще задіяти маршрутизатор RB3011 , що дозволить істотно розвантажити процесор точки доступу, тим самим підвищивши загальну продуктивність системи. Звичайно, йдеться про ситуацію, коли до кожного mANTBox підключено багато клієнтів, для яких потрібно встановлювати певні правила та ліміти.

З стандартів ми вибрали змішаний режим 802.11 a/n/ac і ширину каналу 20/40 МГц. Стандарт 802.11a повністю зжив себе, до того ж є обмеження ширини каналу в 20 МГц, що дуже сильно знижує пропускну здатність з'єднання. Паралельно з цим стандарт 802.11ac відносно новий і підтримується далеко не всіма пристроями.

Для тесту ми взяли 2 додаткові пристрої – SXT Lite 5 (IP 192.168.106.200) та SXT Lite 5 ac (IP 192.168.106.150). Поглянувши на наведений вище скріншот, ви безпомилково самі зможете визначити, де використовується 802.11n, а де 802.11ac.

Порівняння 802.11n та 802.11ac аналогічне порівнянню протоколів airMAX та airMAX ac компанії Ubiquiti. Використання нового стандарту дає майже триразовий приріст канальної швидкості. Зворотний бік полягає в тому, що приріст продуктивності можливий лише на тих пристроях, які підтримують цей протокол, що призводить до необхідності використовувати змішаний режим на БС у мережах з пристроями різних поколінь. Але навіть за наявності нового стандарту 802.11ac не варто скидати з рахунків пропрієтарний протокол Nstreme 2 (NV2), розроблений компанією Mikrotik. NV2 використовує технологію TDMA та особливий набір алгоритмів, що дозволяє отримати більш високу швидкість та стабільність у порівнянні зі стандартом 802.11n. Є звичайно ж і мінус, при використанні NV2 абсолютно всі пристрої, підключені до БС повітрям повинні підтримувати його, т.к. режиму сумісності немає. Про NV2 ми поговоримо окремо трохи згодом.

Обидва клієнтські пристрої SXT були встановлені на ту саму щоглу з дистанцією ~75 см. Кожен SXT був підключений до окремого ноутбука (IP 192.168.106.77 та 192.168.106.78).

Підключення SXT до mANTBox (IP 192.168.106.100) було здійснено в режимі CPE (station pseudobridge), сам mANTBox 15s був підключений до робочої станції (IP 192.168.106.245).

Чому обидва SXT були підключені поруч? По-перше, була відсутня технічна можливість установки пристрою в іншому місці, відмінному від двох. По-друге, було цікаво подивитися продуктивність кожного SXT окремо, у стандартах 802.11n та 802.11ac. По-третє, дуже цікаво подивитися взаємовплив двох SXT за одночасної роботи з базовою станцією.

Тестування mANTBox 15s

У першому тесті одночасно працювали обидва SXT на прийом та передачу. У бік SXT з робочої станції JPerf було запущено по 20 потоків TCP, з боку SXT на обох ноутбуках були запущені сервери JPerf, а також по 20 потоків TCP на робочу станцію, що знаходиться за mANTBox. Загальна швидкість у повнодуплексному режимі становила 160-170 Мбіт.

Забігаючи наперед, слід сказати, що тут повною мірою виявилося "сусідство" двох SXT. Якби вони знаходилися на відстані і не засмічували ефір один одному, підсумкова швидкість була б помітно вищою. Сподіваємося, тепер деяким користувачам стане зрозуміліше, чому не можна розміщувати поруч пристрої, що працюють на однакових частотах. До речі, це ж твердження застосовно і до базових станцій, якщо є технічна можливість, кожен сектор краще налаштовувати на канал, що не перетинається, відмінний від інших секторів.

Чому так відбувається? Розглянемо з прикладу mANTBox. У пристрої використовується технологія MIMO 2:2x2, тобто. всього задіяно 2 канали прийому/передачі.

Залежно від стандарту та ширини каналу, загальна канальна швидкість буде змінюватися. При використанні 2 каналів, стандарту 802.11n та ширини каналу 40 МГц, загальна канальна швидкість mANTBox становить 300 Мбіт/сек, що на практиці дозволяє досягти більше 200 Мбіт/сек. Якщо ширину каналу зменшити до 20 МГц, швидкість впаде пропорційно.

Важливим тут є вибір між не зовсім зрозумілими параметрами Ce і eC. Раніше вони називалися Above і Below, простіше кажучи, ці параметри вказують, в який бік слід розширювати канал - вгору або вниз по відношенню до обраної частоти. Таким чином, нижні канали можуть бути розширені лише вгору, а верхні лише вниз.

При використанні 2 каналів, стандарту 802.11ac і ширини каналу 40 МГц, загальна канальна швидкість становить 867 Мбіт (загальне скруглення, 2 х 433 Мбіт), що в залежності від ряду факторів, на практиці дозволяє досягти швидкості більше 400 Мбіт/сек.

Звичайно, 802.11ac дозволяє використовувати ширину каналів до 160 МГц, але використання ширини в 160 МГц можливе хіба що в ідеальних, так би мовити, лабораторних умовах. З цієї причини в Mikrotik є лише 80 МГц, але ця ширина каналу призначена для PtP-мостів. Навіть якщо ви встановите максимальну ширину каналу, стандарт 802.11ac влаштований так, що сама система визначить, яку ширину каналу і тип модуляції використовувати для конкретного клієнта. Один із факторів вибору ширини каналу – рівень сигналу, чим ширший канал, тим вище вимоги до рівня. Інакше кажучи, клієнти, підключені поруч із базової станцією, працюватимуть ширших каналах, тоді як віддалені клієнти використовуватимуть вузькі канали.

За сукупністю всіх цих причин ми і отримали таку скромну швидкість при використанні двох різних SXT, які, до того ж, були поруч.

Якщо всі пристрої працюють у стандарті 802.11n, сумарно ви можете отримати більше 200 Мбіт/сек у розрахунку на 1 юніт (сектор), тоді як робота всіх пристроїв за стандартом 802.11ac дозволить збільшити ємність більш ніж у 2 рази.

У другому тесті ми використали виключно SXT Lite 5 ac. За допомогою JPerf було семульовано повний дуплекс (по 20 потоків у кожну сторону). Загальна продуктивність обмежилася можливостями мережного інтерфейсу Fast Ethernet та наблизилася до максимальної позначки 200 Мбіт/сек FDX.

Зверніть увагу на завантаження процесора, вона говорить нам про те, що практична межа mANTBox 15s знаходиться на рівні 450-500 Мбіт, що відповідає стандарту 802.11ac у стандартній конфігурації.

Внутрішній тест SXT Lite 5 ac свідчить про те, що реальна швидкість між пристроєм та БС набагато вища, і становить понад 135 Мбіт у кожну сторону. Будь тут потужніший процесор і повноцінний гігабітний інтерфейс, швидкість була б значно вищою.

У третьому тесті ми всі повторили, але вже із звичайним SXT Lite 5. Оскільки пристрій підтримує лише 802.11n, цифри тут будуть трохи скромнішими. Середня швидкість у дуплексному режимі склала 140-160 Мбіт, при цьому стрибків швидкості було значно більше, ніж у разі використання стандарту 802.11ac.

Внутрішній тест показав швидкість 105 Мбіт у кожний бік, що для морально застарілого стандарту дуже хороший показник.

Здавалося б, різниця не така істотна? Не варто забувати, що в нашому тесті брали участь усі пари пристроїв і як тільки ви підключите з десяток клієнтів, порівнюючи швидкість у різних режимах ви виявите суттєвішу різницю. Особливо у випадку з клієнтами на великому видаленні.

На закінчення

Настав час підбити підсумки і зробити висновки. Новий mANTBox 15s це не що інше як реінкарнація NetMetal 5 і NetBox 5, що добре зарекомендували себе - та ж перевірена платформа і практично той же набір функцій. У випадку з mANTBox ви втрачаєте можливість підключати зовнішні антени, натомість за ту ж вартість ви отримуєте готове рішення із вбудованою секторною антеною.

Порівняно невисока вартість робить mANTBox 15s чудовим варіантом для побудови базової станції початкового рівня: хороша продуктивність, гігабітний інтерфейс, підтримка нових стандартів – що ще потрібно?

У багатьох відразу виникає питання, скільки клієнтів можна підключити до цього пристрою. Відповідь на це питання не така проста, як здається, адже при побудові БС присутня безліч факторів і параметрів, які слід враховувати. Починаючи з кількості пристроїв, їх типу, стандартів, що підтримуються, і закінчуючи віддаленістю кожного клієнтського пристрою від БС. При використанні старого стандарту 802.11n на практиці можна отримати до 200 Мбіт з розрахунку на 1 юніт (сектор) використовувати новітній стандарт 802.11ac, швидкість може бути збільшена до 400 Мбіт.

Для гібридних мереж, що поєднують пристрої з різними стандартами, найкраще вдатися до використання фірмового протоколу NV2, який дозволить виключити негативні фактори, що виникають у режимі сумісності та, як наслідок, підвищити загальну пропускну здатність мережі.

Кількість підключених клієнтів залежить від швидкості, що виділяється на 1 клієнта. Багато локальних WISP-провайдерів по сьогодні виділяють клієнтам по 5-10 Мбіт, що цілком логічно, враховуючи можливості існуючих бездротових стандартів. Залежно від вибраного стандарту, кількості клієнтів та загальної швидкості, функції обмеження швидкості (наприклад, через Simple Queues) можна покласти як на сам mANTBox, так і на сторонній маршрутизатор, на щастя RouterOS відрізняється високою гнучкістю, що дозволяє це реалізувати.

Щиро сподіваємося, викладена інформація допоможе вам при виборі бездротового обладнання для базової станції, а отримані знання знайдуть своє застосування на практиці.