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标题: [转帖]看网件240M无线路由器背后的技术及802.11n [查看完整版帖子] [打印本页]
时间: 2006-3-14 09:38
作者: 转贴狂魔
标题: [转帖]看网件240M无线路由器背后的技术及802.11n
无线测试-邻近的WLAN
甚至比起在混合无线局域网环境下RM240的性能表现来，当它在与邻近区域中与之共同工作的“传统”802.11g无线局域网同时相互影响，彼此信号交替覆盖时表现出来的
性能更令人失望。图22显示的我们在进行这项测试时的网络环境拓朴结构图，传统的无线网络使用的是一台基于Broadcom芯片的Linsys网络设备――一台WRT54G无线路由器和WPC54G CardBus笔记本网卡。在这两个无线局域网中所使用的IP地址都是在同一子网内，通过一台10/100交换机连接起来，这样的话来自于安装在RangeMax 240客户端笔记本中IxChariot控制台的通信流量都能够都发送到这两个网络中。
图22:邻近无线局域网测试环境
通过与Airgo公司的技术人员的多次交流，得知Adaptive Channel Expansion technology (ACE)技术的工作方式是当它开始使用时如果检测到一个与之相邻的无线局域网存在，那RM240会试着调整它的无线频率以与这个邻近网络中无线设备远隔开来，这样做的话就可尽是地避免同频道的信号干扰。然而，如果存在有多个无线局域网占用了一个以上的频道时，ACE则会采用一种保守的方法，回退使用一个普通的20MHz频带宽度，也就是说，它在这种情况下使用的是一个单频道，而不是它在默认状态下40MHz的频带宽度，也即使用两个频道。
但是，笔者发现好像没有什么迹象能够表明这种机制运行时能对这两个网络产生什么明显的影响，至少在笔者那种网络条件下，这不是一件比较容易测试的事情，也就是说，在那种邻近无线网络中，有检测到无线信号，且信号强度也比较大，还有连续不断的通信流量，这种网络条件有一种情况是在网络中有某个本地用户正在传输一个相当大的文件。
图23:邻近无线局域网下行测试 – 采用默认设置，11g WLAN使用频道6
在本次测试中，RM240的各项设置都是使用的默认设定值，在默认状态下，我们发现，这台RM240是自动把它的主频道设置到了频道6(6P)，并把所使用的第二频道(从频道)设置到了频道2(2S)。基于这种情况，笔者也把802.11g无线网络中的路由器所使用的频道设置成了频道6，想来测试一下ACE的自动调整能力到底是表现如何，并一再经过复位确认了RM240的各个选项值，使它的频道设置选取的为Auto这个选项。
但不尽如人意的是，正如各位从图23中所看到的一样，RM240依旧还是占用着频道6和频道2，即还使用的是6P+2S的这两个值，并且因此还对那个802.11g网络的运行造成了障碍。笔者共进行了好多次这样的测试，还试着用上行连接还代替下行连接测试，但都得到了相同的结果。顺便提一下的是，用802.11g进行的这个测试中使用的笔记本与那台RM240是位于同一个房间中的，距离大约为2米远的样子。
由此看来，好像ACE技术并没有改变RM240所使用的频道，因此我决定还是做另外一个测试看看，把802.11g网络中路由器的频道设置成11，来看看RM240使用的40MHz频带宽度是否会产生什么不良的影响。图24显示的是这一测试的结果，看样子比上面的情况要好多了（pair1也即咖啡色曲线代表了RM240的吞吐量曲线，绿色线为传统11g网络）。
图24:邻近无线局域网下行测试 – 采用默认设置，11g WLAN使用频道11
尽管从图上看来，我们还是可以看出这两个无线之间相互还是有一些影响，不过从总体上而言，还是前面那个测试的结果要好了不少。看上去RM240的数据吞吐量下降到了大约20Mbps左右，这样的话那个802.11g的无线就能够以它全部20-23Mbps的速度运行。因此看来使用ACE技术的话，当RM240与一个与之邻近的单个“传统”无线局域网相处时，在一定程度还是能够来进行适当的调整以保证两个网络都能够正常地运行，但这一切也是未必靠得住的，即它是需要一个WLAN的管理员知道有一台这样的RM240路由器正位于其网络的周围。
时间: 2006-3-14 09:38
作者: 转贴狂魔
当笔者把自己进行测试的这些结果与Airgo和NETGEAR公司的技术人员进行交流时，并请教他们为何会出现如上的一些令人意外的结果，这两家公司的相关技术人员告诉笔者，说我是发现了该产品的一个缺陷，而且还说这不过是件小事情，只要稍微地调整部分软件的一些设置值，刷新一个改进的固件ACE就应该能够很好地工作起来。得到这一回复，决定再等几天看看，以便来测试一下他们的新固件程序。当这个新的固件被发送到笔者这儿后，按照相关的指示要求，若用来进行测试的邻近无线局域网要安装到距离远一些的地方了，至少是在与之相隔的另一个房间内。我充分满足这种需求，就干脆把那个802.11g的网络搬到两间房间外的地方了，与之相距大约有20米的样子，为了更进一步削弱这个网络的信号强度，我甚至还取下了这台WRT54G的双偶极子天线，并且把那台客户端笔记本紧挨着它放置。
图25:邻近无线局域网下行测试 – 新固件， 11g WLAN使用频道11
比较图25和图23中的内容，我们可发现在使用了新固件后的RM240无线网络的确试着进行了更有效的调节以来适应这个与之相邻的802.11g网络。不过还是与前面的测试一样的是，由于这台RM240还是那么“顽固”地占据着它自动选用的频道6与频道2不肯放手，因此这个802.11g网络的使用依旧还是出现了受阻碍的现象。(在笔者完成这篇文章不久，我得到了来自于Airgo的信息，说是我收到的这个新的经过修改与完善的固件中还是有某些地方存在有问题，因此，上面所得到的这个结果倒也是丝毫也不会令人感到意外)。
这样来看，那在上面图表中的最底部的那些线条所表示的内容即为固件中出现问题最多的地方与问题出现得最严重的地方了，并且这些内容还是被期望用ACE这种机制来进行调整以适应与之邻近的无线局域网的部分。并且笔者还记得Airgo公司的技术人员还曾讲过这样一些内容，当RM240正在运行时，在它全部完成其加电引导的过程后，如果检测到附近有一个其他的无线局域网，它将会花上5到10分钟左右的时间来进行调整以与邻近的局域网相适应――假如这台RM240路由器检测到有“大量连续不断的通信流量”发生在这个邻近的网络中。
由于MIMO与802.11n产品技术的复杂性，笔者猜测Airgo公司和其他的一些生产厂商可能还要费上一段时间来进行研究，以解决此类产品与其他不同类型的网络产品相互协同工作的问题，特别是同那些传统的设备一起工作的问题。在这期间，那些MIMO产品和马上就可使用到的“准11n”产品的消费者们只能够自己主观地假想这样一种情况不会发生，即在混合多种设备使用的无线局域网中有关数据吞吐量的分配，以及跟邻近的“传统”802.11b和802.11g无线局域网共存时有关信号的冲突等问题统统都是不存在的。
Super G Turbo和ACE
由于这两种技术都是使用的40MHz的频带宽度，也就是说是两个802.11b/g频道，因此我们来对比一下Atheros的那种现在还比较受争议的Super-G频道结合技术与Airgo的ACE技术也是理所当然的事情了，故笔者也将粗略地进行一下这方面的相关测试。对于802.11n，我也不是特别了解，并且现在也没有太多的时间来了解这方面的详细技术细节。在本次测试中，我们将会把主要的目标集中在观察这两种不同技术的具体表现上来。
对本次测试环境，我使用的是一台Cognio公司的ISMS Moblie 1.0，用这台设备来绘制出相应的频谱图，并且是使用一台NETGEAR WGU624 Double 108Mbps路由器和一块WG511U CardBus客户端笔记本网卡来发出Super-G信号。
图26:使用频道结合模式的Super-G
是当我们在IxChariot的机器上连续不断地循环使用一个标准的IxChariot数据吞吐量脚本时，图26显示的是由Super-G路由器产生的信号所生成频谱图，这台路由器是运行在频道结合模式下的。各位应该还记得，当Super-G被设置成Turbo模式时，它会强制选择其所使用的频道为频道6，并且是不允许用户进行更改的。从另一方面来说，在图27中显示的是由Airgo的ACE技术产生的无线信号所生成的频谱图，这时我们是强制把它所使用的频道数更改成了频道8(同时，它会自动地设置第二频道数为频道4)。
图27:RM240 40MHz带宽模式，设置为使用频道8
所笔者看来，这两张图片中显示的内容看起来是非常相似的，有相似的最大信号功率，在频道1和频道11，它们的信号强度也具有相似的向下滑落的曲线特征。还有出于相同的技术要求，工作在频道结合模式的Super和工作在240Mbps模式的ACE它们都占据着2.4GHz那个波段相似的区域。
比起Super-G技术来，ACE在一方面还是比较占有优势的，即为ACE并没有全部占用无线局域网所使用的2.4GHz频率的中心区段，这从图28中可看出。
图28: RM240 40MHz带宽模式，设置成使用频道1
图28显示的当把RM240的主频道设置为频道1和ACE自动分配频道5作为它的第二频道时，Airgo ACE的频谱图。从图中我们可轻易地看出在频道11中因为在这儿有一个WLAN的操作进行， ACE的信号强度因此而受到了一些干扰。并且与此相类似的是，一个与之相邻近的无线局域网可以很轻易地运行在频道1上，因ACE把它使用的频道转移到2.4GHz频段的另一端去了。
但如果一个传统的无线局域网此时使用了频道6时，那会有什么样的现象发生呢?按照Airgo的说法，包括它自己产品在内的所有802.11n的产品都不能够从这个位置“调整开”。产生这一现象的原因是，在很长时间以前，有关对802.11n所使用技术的讨论中，有一个最基本的设计决策被定了下来，这就确定了对使用相邻近频带带宽为40MHz资源的一个技术要求。最终的结果是，对802.11n的2.4GHz频段进行的操作，主频道和第二频道都总是要求为被4个频道分隔开来，例如像这样的情况，1P+5S，8P+4S，11P+7S等等。
这就意味着，即当我们把一个802.11n无线网络使用的频道强制设定为频道1或频道11，由于这种技术是使用的40MHz带宽的频段，即两个传统的802.11b/g频道，那就是其所占用的带宽为40MHz的频带附近，与一个被设置为使用频道6的传统无线网络的信号会有大量的重叠区域出现，这就使得这个传统网络的速度急剧下降，几乎可以说是蜗行前进，即表现为仅仅只有少得可怜的几Mbps的数据吞吐量。
[此贴子已经被作者于2006-3-14 9:43:19编辑过]
时间: 2006-3-14 09:38
作者: 转贴狂魔
为了验证这一点，笔者又作了一次这样的数据吞吐量测试，强制把RM240的频道设定在频道1上(而第二频道被设定到频道5)，并且还是使802.11g无线网络使用的频道设定在频道6。得到的测试结果显示在图29中，图29中显示的内容是笔者所观测到的其典型的性能表现，不论是使用RM240原始的固件版本，还是使用了来自于Airgo的更新修改后的固件。
图29:邻近无线局域网下行测试 – 原始固件版本，
11g WLAN使用频道6，RM240 WLAN使用频道1+5
当我们把这个测试所得的结果与图23进行比较时，它们都是在使用RM240及它的邻近无线网络先占用了频道6的环境下得到的，看上去这两个结果并没有什么大的不同之处，即参与测试的802.11g无线网络之数据吞吐量都是很不理想，所得到的结果好像是被一只锤子猛砸下去了一样，其表现也只能用“惨不忍睹”来形容了。
当然，采用ACE技术的设备(当然也包括所有802.11n的设备)当它们占用一个40MHz的带宽时，仅仅只有一个有效的没有在2.4GHz频段有信号重叠的频道以供使用，因此为了不与多个邻近的传统2.4GHz无线局域网产生干扰，802.11n设备会采用保守的设置，转而仅只使用单个的20MHz带宽的。当然，这样的话也会由于只有一半的频段带宽可用，相应地也会大大地降低其数据吞吐量。
因此笔者希望那些802.11n标准的设备会改进一下它们的设计，以使这样的设备花上一些时间来确认它们是否真正地检测到了有一个邻近的传统无线局域网的存在，或者那仅仅只不过一台微波炉、无绳电话或者是其他2.4GHz的噪声源。
顺便说一句的是，在笔者所有的测试中，我还从来都没看到过这台RM240回退到占用一个单20NHz频道的情况。
结束语
在这要强调的是，Airgo公司的ACE技术确实真正地能够为用户提供超过100Mbps的真实、可用的数据吞吐量(也仅刚超过一点点)。虽说使用它的默认设置在笔者的那几个测试位置上它并不能够完全都提供可靠的连接，特别是在笔者那个最不理想、条件最差的测试位置上，但只要对它的设置作一些微小的更改后，马上就可为用户提供超过20Mbps的平均数据吞吐量。
但从此次我们对这台RangeMax 240所作的测试来看，所得到的测试结论基本上可让我们对将来的高速无线局域网产品有了一些比较粗略的了解，至少对这类产品的目前状况来说是如此，它们对那些现存拥有802.11b和802.11g设备的网络来说看并不怎么合适。由于Airgo的技术依旧还是保留了可让一定范围传统802.11g和b网卡连接到新路由器中的功能，一旦这些“老”的网卡都加入到一个基于Airgo技术的无线局域网中，所有的客户端都进行数据通信的话，那就由于那些传统11b/g产品的影响，则路由器会白白浪费大量带宽不能使用。
而且这还好像不是最糟的，在一个有基于ACE技术的无线局域网安装好并在其信号覆盖内开始工作时，对那些拥有传统2.4GHz设备的用户来说，这种情形看起来更糟。对目前正在销售的RangeMax 240产品而言，当前使用的ACE防止干扰的机制与方法看起来好像根本就不起作用，而且我也看不到有任何的迹象可表明Linksys公司的SRX400这一型号的设备使用了其他更完美的方法，会有更好的表现。
在使用默认设置的情况下，从测试的结果来看，Airgo基于ACE技术的设备与使用Atheros的Super-G技术的设备从频谱图上看来基本上都差不多，并且，依赖于与这两个无线网络的距离的远近，传统的网络设备实质上来说几乎就是被阻挡了其信号的传播。甚至是当信号的重叠这个问题被解决后，依旧还是没有办法来解决这个问题，当一个与之相邻的传统802.11b/g无线网络占用了频道6时，一个802.11n的无线网络为了避免与之产生干扰只有回退到只使用一个单20MHz带宽频道，这样也会使它的数据吞吐量由于只使用了一个频道而急剧下滑。
各位应该都还记得吧，如果时间返回到前几年，那时Airgo公司可是强烈地反对使用40MHz频道的，就是因为会出现如笔者前面所描述的那种干扰问题，但在Intel的强力推动下，最终还是采用了这种方式，并且使用40MHz频道现在已经成了一个事实上的标准，这是所有的11n技术所必须处理的。
虽说目前阶段在代表802.11n技术标准的各个集团之间还存在有不少的争论，通过谈判与和解，结果还是产生了最初的802.11n草案技术规格，虽然如此，802.11n在它所有的问题都得到解决之前，还是有很长的路要走。笔者希望在将来的最终技术规格中，在本文前面所描述的那些兼容性和干扰问题都会得到解决，部分的功能会得到加强。但依照之前相类似的事件来看，可能就会是另外一种结果的出现，我怀疑代表每种技术的各大厂商集团都会从其利益出发，把目标集中在最大化地提高802.11n设备的性能上，而不会花费太多的精力去考虑兼容性与干扰方面的问题，这使得消费者除了把与新网络相连的所有传统设备都进行升级外，没有更多的选择。
[此贴子已经被作者于2006-3-14 9:45:12编辑过]
时间: 2006-3-14 09:56
作者: zjsunyi
有点意思。
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