OvisLink AirLive WN-5000R – router bezprzewodowy nowej generacji

7 czerwca 2008 Marcin Karbowniczek sieci

Popularność sieci Wi-Fi stale rośnie, a ciągły postęp
technologiczny umożliwia przekraczanie kolejnych granic wydajności komunikacji
bezprzewodowej. Powstają coraz to nowe wersje standardu 802.11, którego najnowszym
rozszerzeniem jest 802.11n.

AirLive WN-5000R to nowy router bezprzewodowy firmy
OvisLink, w którym wykorzystano technologię 802.11n. Z zewnątrz różni się on od
poprzednich wersji, takich jak WMM-3000R, nieco bardziej opływowymi kształtami oraz dodatkową, trzecią antenką.

Na froncie urządzenia znajdują się diody sygnalizujące jego stan. Wskazują one kolejno: dostępność zasilania, odbiór sygnału sieci
bezprzewodowej, stan sieci WAN i stan poszczególnych złączy LAN.

Z tyłu urządzenia podłączone są wspomniane już trzy anteny
oraz wyprowadzone zostały złącza zasilania i sieci kablowych. Do złącza WAN
należy podpiąć kabel sieci nadrzędnej, na przykład poprowadzony bezpośrednio z
modemu kablowego zainstalowanego przez dostawcę internetu. Oprócz już
wymienionych na tyle urządzenia znajduje się schowany przycisk do
resetowania ustawień routera oraz przycisk oznaczony jako WPS. Skrót ten
rozwija się do Wi-Fi Protected Setup, a jego zastosowanie zostanie opisane w
dalszej części artykułu.

W zestawie z routerem znajduje się także krótka,
wielojęzyczna instrukcja, płyta ze sterownikami, krótki patchcord i zasilacz.

Poza typowymi funkcjami WN-5000R obsługuje także:

dynamiczne DNS,
WPS,
szyfrowanie WEP, WPA i WPA Radius,
filtrowanie MAC,
pozwala wprowadzić QoS (Quality of Service),
pełni rolę firewalla.

Do testowania urządzenia zastosowaliśmy dostarczoną przez
producenta kartę sieciową w postaci „kluczyka” USB.

Urządzenie AirLive WN-5000USB v2 działa zgodnie z tym samym
standardem co omawiany router, a ponieważ oba produkty pochodzą od tego samego
producenta, można założyć, że nie powinny występować żadne problemy z ich
kompatybilnością.

Trochę słów o technologii

Mimo że na rynku są już dostępne takie produkty jak
testowany, standard IEEE 802.11n nie został jeszcze w pełni zatwierdzony i na
razie funkcjonuje on na zasadzie szkicu. Jest wciąż rozwijany, ale przewiduje
się, że zachowa on swoją obecną postać aż do końca procesu standaryzacji. Z
tego względu firmy takie jak OvisLink starają się konkurować przez
dostarczanie na rynek produktów zgodnych z 802.11n, zanim jeszcze pojawi się
oficjalna wersja tego standardu.

Urządzenia działające w standardzie 802.11n miały wykorzystywać
częstotliwości 5 GHz i 2,4 GHz i móc maksymalnie komunikować się z szybkością do
300 Mb/s. Maksymalny zasięg tego typu sieci ma wynosić około 70 m w
pomieszczeniach ze ścianami i do 250 m w otwartej przestrzeni. Oficjalne
szacunki mówią także, że w praktyce osiągane transfery będą wynosić około
74 Mb/s. Przyczyn tej różnicy jest kilka. Po pierwsze, przepustowość łącza
radiowego zmniejsza się w miarę wzrostu zakłóceń elektromagnetycznych w
przestrzeni pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. W praktyce warunki te nigdy
nie są idealne, co powoduje konieczność zmniejszenia szybkości przesyłu. Co
więcej, na skuteczną komunikację składają się pakiety z przesyłanymi danymi i
komunikaty potwierdzające poprawny odbiór, które przesyłane są do urządzenia
nadawczego. Dużą część przepustowości „zjadają” również różnego rodzaju
nagłówki i informacje konieczne do poprawnego przesłania pakietów w sieci Wi-Fi.
Jednakże 802.11n jest i tak z założenia znacznie szybszym standardem niż jego
poprzednik. Wprowadzony ostatecznie w połowie 2003 roku standard 802.11g
działa na częstotliwości 2,4 GHz, a jego maksymalny zasięg w budynkach, czyli przy obecności ścian, to około 35 m. W otwartej przestrzeni, czyli gdy na drodze sygnału
nie stoją żadne przeszkody, wartość ta rośnie do około 140 m. Teoretycznie
urządzenia zgodne z 802.11g mogą przesyłać dane z szybkością do 54 Mb/s, ale w
praktyce wartość ta rzadko przekracza 23 Mb/s. Wersja G jest obecnie
najbardziej rozpowszechniona, a od czasu, gdy się pokazała, pojawiały się na
rynku jej nieoficjalne rozwinięcia, nazywane G+ lub SuperG. Niestety, obsługujące je produkty różnych producentów nie były ze sobą kompatybilne i wersje te nigdy
nie zostały powszechnie zaakceptowane przez użytkowników ani nie były poważnie
traktowane. Dopiero wersja N ma zastąpić pięcioletni już standard i wszystko
wskazuje na to, że tak właśnie się stanie. Obecnie niektóre grupy zaangażowane
w rozwijanie standardu 802.11n starają się osiągnąć maksymalną prędkość transferu w takich sieciach na poziomie 600 Mb/s. Wszystko wskazuje, że
najnowszy szkic, który uwzględnia te postulaty (wersja 2.0 standardu 802.11n), stanie się w przyszłości obowiązujący, mimo że na rynku istnieje już wiele
urządzeń, które działają zgodnie z wcześniejszymi szkicami.

Konkretne
przyspieszenie

Skąd wzięła się wartość 600 Mb/s, jeśli w przypadku 802.11g
było to tylko 54 Mb/s? Po pierwsze, zastosowano większą liczbę częstotliwości
podnośnych (ang. subcarrier) – zamiast 48 są 52, co zwiększa przepustowość o
nieco ponad 8%. Zastosowano też bardziej wydajny algorytm kodowania korekcji
błędów – zamiast z 3/4 skorzystano z 5/6, co oznacza, że każdych 5 bitów danych
przesyłanych jest w postaci liczby 6-bitowej. Daje to wzrost wydajności o
następne 11%. Dalsze 11% uzyskano dzięki dwukrotnemu zmniejszeniu czasu pomiędzy
kolejnymi transmisjami – w 802.11n ma on wynieść 400 ns. Technologia zastosowana
w wersji N do poprawy wydajności standardu 802.11 opiera się również na
wykorzystaniu metody MIMO (ang. multiple-input multiple-output), która polega na
zwiększeniu liczby anten służących do nadawania i odbierania sygnału. To m.in. z
tego powodu nowy AirLive został wyposażony aż w trzy anteny, z czego dwie
działają jako nadajniki, a każda z osobna pozwala na odbiór danych. Ustalenia
grupy pracującej nad standardem zakładają, że dzięki temu jednocześnie możliwa
jest komunikacja poprzez cztery anteny zamiast jednej, co daje wzrost wydajności o dalsze
300%. Najnowszą, choć niezastosowaną w testowanym urządzeniu możliwością
dopuszczaną przez IEE 802.11n jest rozszerzenie pasma kanałów transmisyjnych z
20 do 40 MHz. Efektem tego jest ponad dwukrotne zwiększenie wspomnianej
liczby dostępnych częstotliwości podnośnych: z 52 do 108, co oznacza wzrost
teoretycznej maksymalnej przepustowości o 108%. Efektywnie daje to przepustowość
rzędu 600 Mb/s. Należy też dodać, że oprócz
tego ponad 11-krotnego zwiększenia przesyłu bitów w sieci zmniejszono także
wielkość nagłówków, które są konieczne do poprawnej komunikacji. W standardzie
802.11g zajmowały one ponad 50% całego dostępnego pasma. W 802.11n mają już
pochłaniać „tylko” 25%.

Firmy wprowadzające
standard 802.11n obiecują znaczący wzrost wydajności lub zasięgu działania urządzeń
bezprzewodowych. Przykładowo producent testowanego routera deklaruje, że WN-5000R
jest sześć razy szybszy niż klasyczne popularne obecnie urządzenia 802.11g i cztery razy
bardziej wydajny niż ich rozszerzenia, takie jak Turbo-G. Czy tak jest w
rzeczywistości – to mogą wykazać dopiero testy praktyczne.

Testy wydajności

Testy wydajności routera przeprowadziliśmy w budynku
mieszkalnym, w warunkach typowych dla mieszkańca dużego miasta. W bliskim
sąsiedztwie widocznych jest kilka, a niekiedy nawet kilkanaście sieci
bezprzewodowych Wi-Fi, których działanie z całą pewnością ogranicza nieco możliwości
testowanych routerów. Jednakże taki stan rzeczy należy traktować jako zupełnie
naturalny, gdyż liczba sieci i urządzeń bezprzewodowych w naszym otoczeniu
stale i bardzo szybko rośnie.

Testy zostały przeprowadzone z wykorzystaniem wspomnianej
karty sieciowej WN-5000USB v2, przy czym badano szybkości transferów w
przypadku, gdy zarówno nadajnik, jak i odbiornik znajdowały się bardzo blisko
siebie (około 50 cm), tj. w, jak i w pewnej, większej odległości – ok. 12 m.
Uzyskane wyniki zostały porównane do osiągów routera DIR-300, który nie spełnia
wymagań 802.11n i pozwala korzystać z wersji G standardu. Ponadto sprawdzono, czy zastosowanie routera w wersji N pozwala zwiększyć wydajność sieci w przypadku, gdy karta sieciowa działa w standardzie 802.11g. Wszystkie
urządzenia były badane przy wyłączonych protokołach szyfrowania i przy
standardowych ustawieniach. Otrzymane rezultaty podzielono na prędkości
przesyłu do i od routera.

Wyniki prezentują się następująco:

transfer far download

transfer far upload

Uzyskane wyniki wykazują przewagę nowego standardu nad
starym, ale nie w każdym przypadku. O ile w sytuacji, gdy oba urządzenia stały
bardzo blisko siebie, szybkość transferu w obie strony była ponad dwa razy
większa niż w przypadku komunikacji w standardzie G, o tyle wyniki uzyskane przy większej odległości nie są jednoznaczne. W przypadku gdy laptop z kartą sieciową
umieszczony był za dwiema ścianami, w odległości około 12 m, router AirLive
wysyłał dane tak, jakby cały czas działał w trybie 802.11g. D-Link, który jest urządzeniem kierowanym do
znacznie mniej zaawansowanych klientów, radził sobie niemal tak samo dobrze,
uzyskując wynik jedynie o 5% gorszy. Sytuacja zmieniła się jednak diametralnie,
gdy spróbowaliśmy przesłać dane z laptopa do routera. Zestaw działający w
standardzie 802.11n okazał się najwolniejszy: szybkość transferu
wynosiła mniej więcej 5,1 Mb/s. Nieco szybciej udało się komunikować urządzeniom
w przypadku, gdy wykorzystywany był tryb G –
13,7 Mb/s. Co ciekawe, karta WN-5000USB najlepiej przesyłała dane do routera
D-Link, osiągając transfer na poziomie 23,1 Mb/s, czyli nawet nieco większy niż
z bliska.

Uzyskane wyniki były powtarzalne, a dosyć słabe rezultaty
trudno usprawiedliwić. Oprogramowanie dołączone do
karty AirLive wskazywało 100% siły sygnału w przypadku, gdy nadajnik i odbiornik
znajdowały się blisko siebie, oraz około 76–79% (AirLive
WN-5000R) i 50% (DIR-300), gdy odległość była większa. Należy też zaznaczyć, że transfer
do routera przy większej odległości w trybie 802.11n bardzo się „rwał”. Monitor
ruchu interfejsu sieciowego wskazywał częste, kilkusekundowe przerwy,
naprzemiennie z kilkusekundowymi okresami realnego transferu. Być może problem
ten zostanie rozwiązany w następnych wersjach oprogramowania
routera, ale obecnie efekt ten bardzo uprzykrza pracę w sieci przy tak
podłączonym komputerze, gdyż powstające opóźnienia są silnie odczuwalne.

Funkcje dodatkowe

AirLive WN-5000R jest routerem, w którym zadbano także o
dodatkową funkcjonalność. Konfiguruje się go poprzez dosyć intuicyjny
i logicznie zorganizowany interfejs WWW, do którego można się zalogować po
wpisaniu hasła.

Użytkownikom, którzy nie mają zamiaru wykorzystywać
zaawansowanych funkcji routera, udostępniono prosty kreator, w którym ustawia
się strefę czasową, typ łącza z internetem i informacje o adresie IP.

Wśród bardziej zaawansowanych funkcji jest możliwość
skorzystania z jednego z 10 serwisów oferujących usługi dynamicznego DNS-u, co
jest szczególnie korzystne w przypadku, gdy użytkownik chce postawić jakiś
serwer, a ma łącze o zmiennym adresie IP.

Ustawienia dla sieci LAN nie wykraczają poza te,
które spotyka się w nawet najprostszych urządzeniach tego typu. Nieco więcej
można zdziałać, jeśli chodzi o ustawienia sieci bezprzewodowej. Urządzenie pozwala ustawić tryb pracy (punkt dostępowy, mostek…), a także wybrać standardy,
zgodnie z którymi będzie działać.

Udostępniono także kilka algorytmów szyfrowania, w tym te
najbardziej bezpieczne, WPA2. Ponadto router umożliwia autoryzację z
wykorzystaniem usługi RADIUS (ang. Remote Authentication Dial In User Service) oraz
filtrowanie adresów MAC komputerów, które mogą zostać podłączone do sieci.

Następną interesującą funkcją jest wspomniany wcześniej WPS,
czyli Wi-Fi Protected Setup. Umożliwia on szybkie utworzenie zabezpieczonego
połączenia, nawet jeśli użytkownik nie zna się na sieciach bezprzewodowych.
Urządzenia zgodne z WPS-em automatycznie tworzą odpowiednią nazwę sieci (SSID)
oraz generują losowe klucze kodowania WPA, które sprawiają, że bardzo trudno
jest włamać się do takiej sieci. Obecnie wiele urządzeń nie jest jeszcze zgodnych z tym standardem, więc jego zastosowanie jest na razie ograniczone. WPS można
włączyć zarówno z panelu konfiguracyjnego, jak i za pomocą przycisku
umieszczonego z tyłu urządzenia.

WN-5000R udostępnia także kilka dodatkowych, ciekawych
rozwiązań. Wśród nich jest QoS (ang. Quality of Service), czyli zdolność zapewnienia odpowiedniej jakości połączenia tym urządzeniom, które najbardziej
tego potrzebują. W praktyce realizowane jest to przez określanie przydzielonego
pasma łącza poszczególnym urządzeniom lub na przykład protokołom, z uwzględnieniem
priorytetów. Zasady dodawania reguł QoS są w skrócie wyjaśnione w okienku
konfiguracji urządzenia.

Router dba o osoby, które korzystają ze specyficznych
protokołów komunikacyjnych – stosowanych na przykład w niektórych grach sieciowych. W
tym celu stworzono dodatkowy ekran konfiguracyjny, umożliwiający odblokowanie
nietypowych usług, które normalnie nie byłyby dostępne w przypadku zastosowania
klasycznego NAT-u (ang. Network Address Translation), czyli, mówiąc potocznie, maskarady.

Producent deklaruje, że router jest odporny na ataki typu
DoS (ang. Denial of Service). W tym celu wprowadzono mechanizmy obrony, które
sprowadzają się przede wszystkim do blokowania „pingów” przychodzących na port
WAN i blokowania skanowania portów. Cały zestaw opcji z tej grupy został
przedstawiony poniżej.

Możliwe jest również wprowadzenie ograniczeń w dostępie do
sieci zewnętrznej, przez podanie słów kluczowych lub adresów URL, które będą
blokowane. Pozwala to w prosty sposób odciąć użytkowników sieci od niektórych
zasobów internetu, ale skuteczność tego rozwiązania nie jest wysoka, gdyż
blokuje ono tylko to, co zostanie bezpośrednio wskazane. Tymczasem w przypadku
podania zbyt ogólnego słowa kluczowego zablokowany może zostać dostęp do
potrzebnych materiałów.

Urządzenie prowadzi także proste statystyki liczby pakietów
przesyłanych przez poszczególne interfejsy sieciowe.

Podsumowanie

Router OvisLink AirLive WN-5000R to wciąż nowość rynkowa, szczególnie
że działa w jeszcze nieustanowionym standardzie. Jest porządnie i
estetycznie wykonany, a jego temperatura podczas pracy mieści się w ogólnie
przyjętych normach. Ma wszystko, czego można oczekiwać od routera tego typu,
choć nieco szkoda, że wbudowane złącza ethernetu kablowego działają jedynie w
trybie 10/100 Mb/s. Jednak jego działanie na większe odległości nie zachwyca i mimo że odbierany poziom sygnału jest wyższy niż w przypadku routera
porównawczego, osiągane transfery są podobne albo gorsze. Problemem są także opóźnienia w przypadku transmisji do routera w standardzie N. Swoją przewagę wykazuje dopiero przy bliskim zasięgu, gdy każde z urządzeń: nadajnik i
odbiornik, znajduje się w „polu widzenia” drugiego. Ale jeśli komuś
zależy na szybkich transferach, nie powinien mieć problemu z zestawieniem połączenia pomiędzy komputerami w postaci kablowej – szczególnie że większość
obecnie produkowanych pecetów i laptopów jest wyposażona w złącza sieci
gigabitowej, która umożliwia wielokrotnie bardziej wydajną komunikację.
Wyjątkiem są osoby mające „alergię” na wszelkie przewody lub chcące korzystać z Wi-Fi przy użyciu różnego rodzaju palmtopów czy telefonów komórkowych, które coraz częściej wyposażone są w taką funkcję. W przeciwnym razie trudno
ocenić, czy wykazane zmiany w szybkości transferów są warte wyższej ceny za sprzęt – szczególnie że potrzebna jest także odpowiednia bezprzewodowa karta
sieciowa.

Zalety: