Для получения максимальной пропускной способности в беспроводном канале точка-точка применяются 2 основные возможности оборудования – работа в максимально широкой полосе (20, 40 или 60 мегагерц), либо увеличение количество пространственных потоков (MIMO 1x1, 2x2 или 3x3). Для работы с MIMO 2x2 есть большое количество различного оборудования, например Mikrotik SXT, Mikrotik SEXTANT, а так же их модификации с гигабитным сетевым портом – SXTG и SEXTANTG.

В версии ПО Mikrotik RouterOS 6.x появилась возможность устанавливать ширину полосы работы 60МГц, получая тем самым канальные скорости 450Mbps. Однако при этом занято много частотного ресурса, что в некоторых случаях не позволительная роскошь. В полосе 40МГц так же возможна работа с канальными скоростями 450Mbps, если использовать MIMO 3x3, например, в новом магистральном высокопроизводительном канале точка-точка LM BRIDGE-5G-19M3. Его тестированием сейчас и займемся. Для начала, не большой обзор.

Устройство LM BRIDGE-5G-19M3 выполнено в корпусе уличного исполнения с интегрированной антенной 19дБи MIMO 3x3.

С задней стороны которого есть 5 мест для установки пигтейлов N-Type Female для подключения дополнительных антенн.

Для крепления на трубу используется мощный поворотно-наклонный механизм с точной винтовой регулировкой, выполненный из не ржавеющей стали. 2 винта по центру на фотографии позволяют регулировать наклон антенны. Один нужно откручивать, другой – закручивать, тем самым, изменяя ее вертикальное положение.

Для регулировки по горизонтали можно проворачивать антенну на опоре, либо так же винтовым механизмом точно подстраивать направление по горизонтали. По окончанию регулировки нужно затянуть стопорные винты по бокам устройства.

Под крышкой LM BRIDGE-5G-19M3 находится плата Mikrotik RB800 с MIMO 3x3 радиокартой. К ней подключены 3 кабеля от антенн. К первому гигабитному сетевому порту подключен кабель от гермоввода, для возможности быстрой установки оборудования на улице. Крышку открывать не требуется.

На плате Mikrotik RB800 имеется 4 свободных miniPCI слота для установки дополнительных радиокарт, например R52Hn или R52n-M, что позволит использовать устройство не только как магистральный канал передачи данных, но и как мощную многосекторную базовую станцию, или высокопроизводительный ретранслятор.

Для работы в MIMO3x3 к радиокарте miniPCI-e WPEA-127N подключены 3 пигтейла от трех антенн. Одна работает в вертикальной поляризации, две других в линейных, повернутые относительно друг друга на +45 и -45 градусов. Это позволяет получить максимально высокую развязку по поляризациям.

Для охлаждения процессора платы Mikrotik RB800 на нем установлен вентилятор, который поддерживает необходимую рабочую температуру.

Для подачи питания на LM BRIDGE-5G-19M3 используется блок питания PoE 48 вольт с гигабитными сетевыми портами.

При ближайшем рассмотрении видны его параметры – 48V 500mA, а так же схема соединения контактов разъемов. Плата Mikrotik RB800 работает с питающим напряжением 48 вольт, что позволяет устанавливать оборудование на достаточно большом удалении при использовании качественного кабеля витая пара. Но так как сетевые порты устройства гигабитные, требуется использовать кабель 6-й категории, иначе нельзя будет использовать устройство по назначению, ведь 100 мегабит по радио передаст и Mikrotik SXT или Mikrotik SEXTANT, который стоит в несколько раз дешевле.

Приступим к быстрой настройке устройств.

Заходим через Winbox на устройство, которое будет главным, и производим настройку необходимых параметров.

Для начала создаем бридж в меню BRIDGE, нажимаем на, + и ничего не трогая, сразу на Ok.

На вкладке PORTS добавляем порты в бридж, нужно добавить все имеющиеся, Wlan1, Ether1, Ether2 и Ether3. Добавление портов позволяет прозрачно передавать данные между ними.

Для возможности управления устройствами по IP-адресу, в меню IP--+ADDRESS добавляем 192.168.0.200/24 и указываем интерфейс bridge1.

Для исключения потери пакетов при максимальной загрузки устройства трафиком, в меню QUEUES нужно изменить начальные настройки буферизации. Изменяем настройки у Ethernet-default, указываем тип буфера Kindpfifo, и размер Queue Size1000.

Проделываем аналогичную настройку у Wireless-default.

Теперь в случае перегрузки устройства трафиком, будет расти задержка, что позволит автоматически уменьшать объем трафика от клиентов в следствии понижения скорости TCP соединений.

В меню WIRELESS произведем настройки беспроводного адаптера, указав следующие значения (предварительно нажав кнопку Advanced справа):

 

Modeap bridge – режим работы в роли базовой станции с поддержкой WDS.

Band5GHz-only-N – режим работы беспроводного адаптера только в N.

SSID- TEST – имя сети.

Radio NameMaster – имя устройства.

Wireless ProtocolNV2 – поллинговый протокол передачи данных, только в нем можно получить максимальную производительность.

!!!ВНИМАНИЕ!!! – Ширина канала задается в поле Channel Width, по умолчанию установлено 20MHz, для получения максимальной пропускной способности нужно выбрать 20/40MHz Above или 20/40MHz Below на обоих устройствах одинаковые. 

На вкладке ADVANCED изменяем следующие пункты:

 

Periodic Calibrationenabled – включает автоматическую подстройку уровня шума.

Calibration Interval00:00:10 – указывает интервал подстройки.

Hw. Retries15 – максимальное количество переповторов данных в случае потери.

Hw.Protection Moderts cts – включение механизма защиты от скрытого узла.

On Fail RetryTime1000 – увеличение времени посылки потерянных пакетов.

На вкладке HT появились 3 канала приема/передачи. Изначально отмечен только нулевой канал chain0, устанавливаем галочки напротив chain1 и chain2, что бы включить MIMO 3x3.

На вкладке WDS выбираем режим WDS Modedynamic и WDS Default Bridgebridge1. Если эту настройку не сделать – клиент не сможет подключиться к базовой станции.

На вкладке NV2 уменьшаем параметр TDMA Period Size до 1, для уменьшения задержки в радиоканале. Максимальную дальность ограничиваем на минимальном уровне Cell Radius10 km.

Для тестирования на вкладке TX POWER произведем уменьшение максимальной выходной мощности до 1dBm. Выбрав режим Tx Power Modeall rates fixed.

На клиентском устройстве нужно произвести аналогичные настройки, только на вкладке WIRELESS в пункте Mode указать Station WDS, изменить имя устройства и IP-адрес.

 

Приступим к тестам.

Для начала пропуск трафика сквозь канал, подключаем Mikrotik RB450G с каждой стороны к сетевым портам LM BRIDGE-5G-19M3 и запускаем передачу данных между ними.

Сначала тест в полосе 20МГц на прием данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 216.6Mbps, скорость передачи данных 160 мегабит в секунду, 13253 пакета в секунду.

Тест в полосе 20МГц на передачу данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 216.6Mbps, скорость передачи данных 134 мегабита в секунду, 11051 пакет в секунду.

То, что канальная скорость на передачу 43.3Mbps не должно смущать, передача данных измеряется на сетевом порту, поэтому в радиоканале это Rx.

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 319 мегабит в секунду, 26347 пакетов в секунду.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 279 мегабит в секунду, 22987 пакетов в секунду.

 

Тесты пакетами 64 байт не могли быть проведены с подключенных Mikrotik RB450G, т.к. их производительность не позволяла нагенерить трафик в требуемом объеме. Поэтому дальнейшие тесты проводятся непосредственно с LM BRIDGE-5G-19M3 между собой.

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 64 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 63 мегабита в секунду, 96718 пакетов в секунду. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора соседнего устройства 100%, что ограничивает производительность.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 64 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 66 мегабит в секунду, 101942 пакета в секунду. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора 100%, это и ограничивает максимальную производительность.

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 64 байт и упаковкой в большие пакеты. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 85 мегабит в секунду, 7022 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора 100%, что ограничивает производительность.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 64 байт и упаковкой в большие пакеты. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 75 мегабит в секунду, 6223 пакета в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора соседнего устройства – 100%.

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 280 мегабит в секунду, 23130 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 1500 байт. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 310 мегабит в секунду, 25539 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера.

 

Теперь разгоняем процессор Mikrotik RB800 до 1000МГц и проводим тесты передачи данных маленькими пакетами:

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 64 байт с процессором 1000МГц. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 74 мегабита в секунду, 113625 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 64 байт с процессором 1000МГц. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 77 мегабит в секунду, 117570 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера.

 

В этих тестах уже встает ограничение пакетной производительности радиокарты, т.к. загрузка процессора не 100%.

Далее тест с упаковкой маленьких пакетов в большие пакеты с частотой процессора 1000МГц.

Тест в полосе 40МГц на прием данных пакетами 64 байт с процессором 1000МГц и упаковкой пакетов. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 96 мегабит в секунду, 7929 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора 100%, что ограничивает максимальную производительность.

Тест в полосе 40МГц на передачу данных пакетами 64 байт с процессором 1000МГц и упаковкой пакетов. Канальные скорости 450Mbps, скорость передачи данных 88 мегабит в секунду, 7253 пакетов в секунду передается по радиоканалу. Объем передаваемых данных нужно смотреть не в окне теста, а вверху в статистике беспроводного адаптера. Загрузка процессора соседнего устройства – 100%, что ограничивает производительность канала передачи данных.

Дуплексный тест показал суммарную пропускную способность 269Mbps, на передачу 155 мегабит в сек, на прием 114 мегабит в сек. Суммарную пакетную производительность 22444 пакетов в секунду.

 

Теперь все данные в табличке:

CPU

Полоса

Направление

Mbps

PPS (в радио)

800

20

Rx – 1500 E

160

13253

800

40

Rx – 1500 E

319

26347

800

40

Rx – 1500

280

23130

800

20

Tx – 1500 E

134

11051

800

40

Tx – 1500 E

279

22987

800

40

Tx – 1500

310

25539

800

40

Rx – 64

63

96718

800

40

Rx – 64 P

85

7022

1000

40

Rx – 64

74

113625

1000

40

Rx – 64 P

96

7929

800

40

Tx – 64

66

101942

800

40

Tx – 64 P

75

6223

1000

40

Tx – 64

77

117570

1000

40

Tx – 64 P

88

7253

E – тест через устройства.

P – упаковка пакетов.

Видно, что повышение частоты процессора увеличивает пакетную производительность при передаче данных более, чем упаковка маленьких пакетов в большие.

Оборудование LM BRIDGE-5G-19M3, по тестам, показывает отличные результаты по пропускной способности и пакетной производительности и может применяться для создания магистральных каналов передачи данных в особо ответственных местах и как достойная замена более дорогого операторского оборудования.