Ubiquiti LTU | часть 2 | профессиональные полевые испытания

Новое решение Ubiquiti Networks завоевывает все большее признание среди группы сторонников беспроводных сетей, а технология LTU становится все более популярной. В предыдущих публикациях мы уже имели возможность ознакомиться со всем ассортиментом продукции LTU и провели предварительные испытания этого решения (настольного). На этот раз мы представим вам результаты профессиональных тестов, проведенных в полевых условиях. Исходя из этого, мы сделаем выводы о том, насколько эффективны (производительность пакетов) устройства от Ubiquiti Inc. на базе протокола LTU. Все полученные результаты будут доступны далее в этой статье. Приглашаем вас к чтению.

Эффективность пакетов превыше всего!

Просто в качестве напоминания. Основной идеей разработки протокола LTU (технологии LTU) было повышение производительности сети для соединений PTMP! Предполагается, что устройства будут отлично работать в суровых условиях, где уровень шума очень высок. Компания Ubiquiti Inc. разработала новый протокол LTU для подключения очень большого количества клиентов, сохраняя при этом очень высокую производительность беспроводной сети. Все это возможно благодаря нескольким факторам:

21,2 бит/с на Гц (спектральная эффективность)
более 2 миллионов пакетов в секунду
модуляция 4096QAM

Ubiquiti LTU - тест на дальние расстояния

Правильно. Хватит теории! Давайте перейдем к производительности, которую предлагает нам технология LTU. Мы провели испытания на дистанциях свыше 4,5 км (LTU Pro) и менее 2 км (LTU Lite).
Предположения стресс-теста для LTU:

CPE в радиусе действия (клиентский cpe) LoS на расстоянии 4,5 км с минимальноймодуляцией 64QAM
Минимальная производительность для CPE с шириной канала 20 МГц при 64QAM Загрузка 32 Мбит/с/выгрузка 7 Мбит/с
Пропускная способность сектора при ширине канала 20 МГц минимум 120 Мбит/с/24 Мбит/с
Измерение производительности CPE и "сектора" в соответствии со стандартами EtherSAM (асимметричный трафик) для трафика с характеристиками IMIX (Internet MIX согласно IETF RFC 6985 "IMIX Genome: Specification of Variable Packet Sizes for Additional Testing") в соответствии с параметрами, представленными в таблице ниже.
Распределение каналов по секторам (4х90 градусов) без разрыва в частотах. То есть, в секторах A и C центральная частота 5700 МГц, а в секторах B и D центральная частота 5680 МГц.
Испытания, проводимые на уровне L3
Потеря пакетов составляет 0,03%.
Максимальное время передачи пакета 50 мс
Максимальный джиттер пакетов 40 мс
Снижение максимальной мгновенной заданной (минимальной) ставки до 95%
Продолжительность испытания EtherSAM 2 часа

Оборудование, используемое для тестирования

Ubiquiti LTU Rocket
Ubiquiti LTU Pro (для тестов > 4,5 км)
Ubiquiti LTU Lite (для тестов < 2 км)
Антенна RF Elements HG3-TP-A90

Измеритель VeeEx VePAL TX300S с версией программного обеспечения 3.5.13 для платформы и 3.5.7 для модуля

Структура пакета, используемая в тесте

Нет.	Длина пучка [B].	Количество пакетов (соотношение)	Количество пакетов для трафика (D/U) 32Mbps/7Mbps	Количество пакетов для трафика (D/U) 120Mbps/24Mbps
1	68	7	D: 11507 ppsU : 2517 pps	D: 43151 ppsU : 8630 pps
2	595	4
3	1518	1
Всего один набор пакетов	2181 байт	12 пакетов

(D - download, загрузка на CPE; U-upload, загрузка с CPE)

Результаты испытаний на 2 км

Теперь, когда мы знаем специфику наших тестов, давайте перейдем к полученным результатам. Сначала мы подробнее рассмотрим результаты, полученные нами в ходе 2-часового тестирования с помощью измерителя EtherSAM.

Результаты тестирования для одного CPE(LTU Pro) на расстоянии около 2 км и частоте 6100 МГц. Высота установки CPE составляет около 5 м над уровнем моря, LoS

Мы провели дальнейшие испытания с использованием счетчика VeEx VePal TX300S при установленной пропускной способности Download 130 Мбит/с, Upload 28 Мбит/с с характеристиками IMIX*, описанными в таблице выше.
"Местные результаты" -> загрузка с CPE
"Удаленные результаты" -> загрузка на CPE.
* Характеристики сетевого трафика, используемые для измерения производительности сетевых устройств, описанных в RFC6985 как Internet Mix (IMIX) или другие характеристики, указанные в документации производителя.

Результаты испытаний на 5 км

После успешного тестирования на расстоянии менее 2 км мы решили увеличить расстояние почти до 5 км и сменили клиентское устройство CPE на Ubiquiti LTU-Pro. Более того! Мы провели тесты на большом расстоянии, используя различную ширину канала (20/30/40/50 МГц) и различные версии программного обеспечения: 2.1-BETA4 и 2.1-BETA5.

Расстояние и зона Френеля

Результаты тестирования пропускной способности Ubiquiti Networks LTU

Как я уже упоминал ранее, мы проводили тесты для разных версий программного обеспечения, разной ширины канала и с переменным параметром"Performance Boost". Ниже приведены результаты полученных скоростей загрузки и выгрузки.

Расстояние 4.88 км	20 МГц				30 МГц				40 МГц				50 МГц
Расстояние 4.88 км	2.1-BETA4		2.1-BETA5		2.1-BETA4		2.1-BETA5		2.1-BETA4		2.1-BETA5		2.1-BETA4		2.1-BETA5
Повышение производительности	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON
Загрузка [Мбит/с]	134.7	137.8	137.2	137.9	183.0	204.8	183.5	205.4	187.1	268.5	181.8	270.2	211.3	246.8	188.3	248.5
Передача [Мбит/с].	25.2	26.3	26.4	25.7	42.0	41.8	42.0	40.9	55.7	54.7	55.8	54.6	48.1	47.3	47.6	46.5
BidirectionalDownloadUploadm [Mbps].	133.925.2	135.224.4	136.524.3	135.323.7	183.840.8	203.138.4	180.540.8	204.240.3	186.652.8	267.752.7	179.453.8	264.952.8	209.147.2	228.741.3	198.846.2	272.945.1

Исходя из приведенных выше результатов, выводы практически очевидны. Результаты для ширины канала 50 МГц удивительно низкие, по сравнению с шириной канала 40 МГц! Это связано с более низкой модуляцией, которую устройства согласовали для этой ширины канала. Поэтому не рекомендуется устанавливать большую ширину канала для удаленных каналов связи, если, конечно, устройство не работает как радиоканал.
Наиболее оптимальным является использование 30 МГц, и мы настоятельно рекомендуем использовать эту ширину канала. Это определенно компромисс между эффективной дальностью и общей мощностью данного сектора (передатчика).
Ниже мы приводим полученные результаты. Давайте сосредоточимся только на тестах в диапазонах ширины канала 30 и 50 МГц, поскольку они нас интересуют больше всего.

Результаты Ubiquiti LTU - 30 МГц 2.1-BETA4

Ubiquiti LTU - Результаты 30 МГц 2.1-BETA5

Результаты Ubiquiti LTU - 50 МГц 2.1-BETA4

Результаты Ubiquiti LTU - 50 МГц 2.1-BETA5

Версия 2.1.0-BETA5

Как видно из приведенного графика, версия программного обеспечения 2.1.-BETA5 не принесла революционных изменений как в параметрах, так и в пропускной способности. С другой стороны, он содержит значительные улучшения в стабильности соединения и полностью меняет внешний вид графического интерфейса, делая его работу намного быстрее и плавнее. Ниже приведены несколько скриншотов нового графического интерфейса Ubiquiti LTU.

Выводы

1. Программное обеспечение до версии 2.0.6 (включительно) и BETA-версии до 2.1-BETA3 (включительно) вызывали очень высокие проблемы со стабильностью, производительностью и отказоустойчивостью.

2. Включение функции"Performance Boost" приводит к увеличению пропускной способности (максимальные значения насыщения полосы) за счет количества CPE, с которыми может работать базовая станция.

3. До версий программного обеспечения 2.0.7 и 2.1-BETA4 (включительно) функция разделения частоты не вызывала увеличения пропускной способности

4. Любой клиентский CPE, который не используется в течение длительного периода времени (иногда всего через 2 минуты), переходит в спящий режим. Для загрузки/выгрузки на программном обеспечении до 2.0.7 и 2.1-BETA4 (включительно), с полной доступной пропускной способностью, это вызвало эффект лестницы и, конечно, также было связано с увеличением модуляции. Этот эффект привел к тому, что неработающий CPE терял пакеты в самом начале (из-за буферизации и коррекции ошибок это не заметно без современных измерительных приборов). Программное обеспечение 2.1-BETA5 значительно улучшает этот неблагоприятный эффект, после чего проблема перестает раздражать. Тесты с "бодрствующим" CPE не показали потерь пакетов.

5. все устройства Ubiquiti LTU после превышения рабочей частоты 6000 МГц испытывают постепенное ухудшение параметров беспроводной связи. Разница между характеристиками устройств, работающих на частотах 5500 МГц и 6200 МГц, может достигать 10 дБм! Кроме того, все CPE на втором канале приема регистрируют все большую разницу по сравнению с первым каналом приема. По мере увеличения частоты параметры приема сигнала базовой станции ухудшаются, что можно увидеть на экранах ниже (расстояние 4,88 км). Мы протестировали его на различных комбинациях антенн, включая Ubiquiti AM-5AC22-45 и Ubiquiti AP-5AC-90-HD.

6. ширина 50 МГц на расстоянии 4,88 км слишком велика для достижения той же модуляции, что и для более узких каналов.

Подытоживание

В качестве краткого обзора. При использовании растворов Ubiquiti LTU необходимо обратить особое внимание на то, что антенна GPS чувствительна к помехам от металлических конструкций. Для правильной связи с большим количеством спутников требуется хорошее размещение, иначе у нас будут проблемы с синхронизацией gps. Следует также помнить, что неиспользуемый CPE "уходит в сон", что ограничивает диапазон обмена пакетами для поддержания соединения. Внезапное включение передачи приводит к тому, что устройству требуется "время" для согласования соответствующей полосы пропускания для себя в секторе. Это приводит к появлению вышеупомянутых "ступенек" в самом начале графиков скорости.
Одно можно сказать наверняка.Серия Ubiquiti LTU отличается очень высокой пропускной способностьюпакетов! А сам RoadMap новых функциональных возможностей наполняет нас оптимизмом, что вскоре появятся дальнейшие изменения (в будущих версиях программного обеспечения), которые увеличат пропускную способность и работу в установках nLoS. Добавьте к этому надежное шифрование беспроводной передачи данных и режим "Performance Boost", и мы получим очень эффективное решение, которое будет работать в любых условиях. И прежде всего, сетевые устройства Ubiquiti Networks LTU обеспечивают клиентам стабильный сервис с верхней полки.

Авторы:
Войцех Репински
Лешек Блащик

Позвоните нам по номеру (+48) 34 361 04 48 или напишите по адресу [email protected]