Cambium MU-MIMO

Сегодня мы берем на стол оборудование из Cambium Networks Базовая станция ePMP3000 стала популярной на рынке благодаря технологии Elevate. Мы получили для тестирования "полнофункциональную" модель, то есть базу, поддерживающую технологию 4x4 Multi User MIMO (MUMIMO). Цель нашего теста - проверить, действительно ли технология MUMIMO, которую Cambium продвигает уже несколько лет, позволяет выжать из технологии AC wave 2 больше, чем конкуренты, использующие решения AC wave 1.

Cambium ePMP3000

ePMP3000 - это точка доступа на базе технологии 802.11 AC wave 2, которая может одновременно поддерживать клиентские терминалы 802.11ac wave 2 и 802.11n. Это позволяет плавно и постепенно перевести сеть с технологии N (Cambium, UBNT, Mikrotik) на технологию AC wave 2 с поддержкой MUMIMO. Наше тестирование, к счастью, совпало с появлением первого бюджетного клиентского устройства AC wave 2 в предложении Cambium, а именно Force300-13L, которое мы, конечно же, будем использовать для наших тестов.

Распаковка

Видимо, о вкусах не спорят, но визуально нам кажется, что у конкурентов дела обстоят чуть лучше... Правда в том, что это не конкурс красоты, а соревнование на долговечность и производительность. Оборудование надежно упаковано и производит очень приятное впечатление. Трехлетняя гарантия производителя подтверждает, что это хорошая инвестиция. Особое внимание привлекает секторная антенна, которая вместе с монтажными кронштейнами весит более 7 кг! Каждая коробка содержит блок питания, шнур питания и монтажные скобы.

Проведение испытаний

Мы смоделировали трафик загрузки TCP с помощью приложения iperf 3.1.3 на 3 независимых компьютерах (3 ноутбука с Windows 10). Мы установили оборудование в довольно тесном помещении, что оказалось большой проблемой для MUMIMO. Так же как технология MIMO может использовать преимущества отражения сигнала, отражения являются большой проблемой для MUMIMO.

Клиентская часть испытывает проблемы с сообщением своего местоположения базовой станции, поскольку отраженные сигналы приходят со многих направлений и механизм зондирования нарушается.

После долгих попыток нам удалось найти такие позиции для клиентских терминалов, при которых активировался режим MUMIMO. По заверениям производителя, при установке на открытом воздухе не возникает проблем со звуком, поскольку отсутствуют многочисленные отражения от 4 передающих антенн базовой станции. В списке клиентских устройств, подключенных к базовой станции, можно увидеть, какие устройства могут использовать технологию MUMIMO. Такой наконечник имеет значение > 0 в колонке Группируемые SMs.

Тесты производительности Cambium ePMP3000

Наши тесты проводились для каналов 20 МГц и 40 МГц. Мы отказались от тестирования 80 МГц, поскольку считаем нелогичным использовать этот размер канала для приложений "точка-многоточка" в большинстве мест (хотя, конечно, мы найдем исключения). Мы установили оборудование в конфигурации 75:25 TDD с синхронизацией по GPS. Разделение 75:25 означает, что 75% времени базовой станции отводится на передачу в направлении "к клиенту". - т.е. загрузка данных клиента, а 25% времени базовой станции отводится на передачу данных "от клиента" - (загрузка).

Сетевая диаграмма

Тесты производительности - 20 МГц

Мы провели тест следующим образом:Передача

только с PC3 на PC1 (60 секунд, одна сессия TCP) = ~125Mbps (iperf: 122Mbps)
Передача только с PC3 на PC2 (60 секунд, одна сессия TCP) = ~125Mbps (iperf: 122Mbps)
Одновременная передача с PC3 на PC1 и PC2 (120 секунд, одна сессия на каждый компьютер = ~252Mbps (iperf: 2x123Mbps).

А вот результат теста, считанный с монитора скорости передачи данных базовой станции ePMP3000:

Тесты производительности - 40 МГц

Так же, как и для 20 МГц, мы провели тест для 40 МГц:

Передача только с PC3 на PC1 (60 секунд, один сеанс TCP) = ~250Mbps (iperf: 246Mbps)
Передача только с PC3 на PC2 (60 секунд, один сеанс TCP) = ~250Mbps (iperf: 246Mbps)
Одновременная передача с PC3 на PC1 и на PC2 (120 секунд, один сеанс на каждый ПК = ~400Mbps (iperf: 2x196Mbps)

И результат теста, считанный с монитора скорости передачи данных базовой станции ePMP3000:

Выводы

Оказывается, технология MUMIMO, продвигаемая компанией Cambium, действительно работает! Должен признать, что это необычный взгляд на то, как добавление еще одного клиента к передаче, вместо того, чтобы вызвать снижение эффективности базы, вызывает ее удвоение! Наши испытания показали 100% прирост полосы пропускания (полное удвоение!) для канала 20 МГц. Для канала 40 МГц увеличение составило всего 60%. Мы обратились к местному представителю Cambium за комментарием по этому вопросу и узнали, что дальнейшая оптимизация кода базовой станции будет проводиться в направлении постепенного увеличения коэффициента усиления MUMIMO для каналов выше 20 МГц. Важно понимать, что MUMIMO - это не удвоение скорости для клиента, а просто удвоение емкости базовой станции, что выражается в размере пакетов, предлагаемых клиентам. Увеличение мощности с помощью MUMIMO имеет дополнительные преимущества, которые нельзя игнорировать. Во-первых, прирост пропускной способности происходит без увеличения канала, а во-вторых, он не требует повышения качества сигнала, как это происходит в системах с более высокой модуляцией. Это означает, что если сегодня базовая станция достигает 100-150 Мбит/с, то использование терминалов с поддержкой MUMIMO обеспечит 200-300 Мбит/с без изменения канала. Мы не фокусировались на тестировании направления от клиента, но с нашей тестовой установкой TDD=75:25 мы достигли ~35 Мбит/с для канала 20 МГц и ~75 Мбит/с для канала 40 МГц. Таким образом, спектральная эффективность одного сектора, работающего в канале 20 МГц, с заглушками AC wave 2, при MUMIMO: (250 35)Мбит/с / 20 МГц = 14,25 бит/с/Гц, что при использовании GPS-синхронизации и использовании той же частоты в противоположных направлениях четырехсекторной базовой станции дает нам результат 28,5 бит/с/Гц!

Мы также приглашаем вас на наш ФОРУМ, где вы сможете обменяться своими мыслями о MU-MIMO и оборудовании Cambium Networks..

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