Jak testowano routery MIMO?

Testy bezprzewodowych produktów w dowolnej formie są zwykle trudne, zwłaszcza w testach porównawczych. Głównym sprawcą takiego stanu rzeczy jest zachowanie radiowego kanału. Kanał radiowy jest to element fizycznego wszechświata, który określa radiowy sygnał z punktu A do punktu B. Radio przeważnie jest posłuszne prawom fizyki, ale istnieje wiele statystycznych zmiennych w transmisji. Na przykład nie jest możliwe dokładne określenie, jak dany sygnał radiowy będzie propagowany przy danych parametrach środowiska. W dodatku istnieją znane formy odbić i interferencji sygnału. Orientacja przestrzenna anteny to dodatkowa zmienna. Dobry test powinien zbierać te czynniki w całość i minimalizować ich wpływ na wyniki.

Pierwszym krokiem w celu zminimalizowania wpływu zmiennych było monitorowanie podczas testu środowiska radiowego. Użyto analizatora widma, aby zobaczyć graficzną reprezentację energii w używanym zakresie częstotliwości radiowych. Dobry analizator widma potrafi kosztować 30 000 USD lub więcej i wymaga w większości przypadków inżyniera do przeprowadzenia poprawnej analizy. W naszych testach użyto AirMagnet A5120 Sensor, Enterprise 7.0 oraz Spectrum Analyzer. Enterprise był użyteczny w wizualizacji ruchu 802.11. A5120 z kolei dysponował układem firmy Cognio, pozwalającym analizować energię z dowolnej formy sygnału w pasmach 2,5 i 5 GHz. Można więc było znaleźć najlepszy kanał do testu (okazał się nim kanał 1) oraz monitorować dowolne zakłócenia, mogące wpływać na wynik (nie zanotowano jednak znaczących interferencji).

Jeśli chodzi o orientację przestrzenną anteny, to nawet z technologią MIMO jest możliwe umieszczenie komputera przenośnego w pozycji gorszej niż optymalna. Dodatkowo ludzie i obiekty przemieszczające się w środowisku mogą powodować tłumienie sygnału. Mając to na uwadze, umieszczono komputer przenośny wyposażony w kartę MIMO PC na obrotowym stole, który wykonywał jeden obrót na minutę. Wszystkie produkty były testowane w identycznych warunkach radiowych. W obracającym się komputerze przenośnym wyłączono zarządzanie energią. Używany profil energetyczny był identyczny jak po włączeniu komputera.

Przeprowadzono dwa kluczowe testy systemów bezprzewodowych LAN opartych na MIMO: przepustowość w funkcji zasięgu oraz kompatybilność.

Przepustowość w funkcji zasięgu

Ponieważ fale radiowe są tłumione podczas propagacji w przestrzeni, sygnał standardu 802.11 także jest tłumiony wykładniczo w funkcji zasięgu. Mogą występować również inne formy tłumienia. Przykładowo, te wynikające z wielościeżkowości sygnału mogą być wykorzystywane przez MIMO do uzyskania lepszej wydajności.

Testowano wszystkie homogeniczne pary produktów (karta klienta i router od jednego producenta) na krótkim (ok. 7 m) oraz długim dystansie (ok. 25 m). Dwa przenośne komputery PC (Panasonic Toughbook CF-74 oraz HP Compaq Nx6125, pracujące pod kontrolą Windows XP SP 2) przyłączone do routera, generowały ruch przy użyciu darmowego oprogramowania Iperf LAN Benchmark. Komputery i router w obu testach zasięgu znajdowały się w tej samej lokalizacji - sala konferencyjna z dużym szklanym oknem i otwartymi drzwiami. Do testu potrzebne były dwa notebooki, ponieważ przepustowość w połączeniu MIMO mogła łatwo przekroczyć 100 Mb/s dostępne w warstwie fizycznej pojedynczego PC przyłączonego przez Ethernet.

Lokalizacja klienta w teście dalekiego zasięgu także uwzględniała okno i otwarte drzwi, ale przestrzeń wypełniona była też boksami pracowników, które częściowo blokowały linię widoczności.

Test kompatybilności

Ponieważ nie ma oficjalnego testu współpracy produktów MIMO (przynajmniej w przypadku pracy w trybie pełnej prędkości), zasadne było zbadanie sprawdzenia kompatybilności produktów określanych jako "draft 802.11n" lub "zgodnych z draft-n". Dodatkowo chciano sprawdzić, jakiej prędkości mogą spodziewać się użytkownicy wykorzystujący urządzenia różnych producentów. Przy heterogenicznych rozwiązaniach testowano kompatybilność i wydajność tylko w scenariuszu krótkiego zasięgu.