Проверяем работу радиомоста на MikroTik Cube 60G ac на расстоянии 500 метров

Дата: 27.12.2021

Команда WMD.RU давно интересуется радиооборудованием, работающим в так называемом "миллиметровом" диапазоне, в частности на 57–71 ГГц. В 2020 году, например, исследовался радиомост между двумя устройствами из комплекта MikroTik Wireless Wire Dish на сверхдлинной для него дистанции — более 3 км.

При этом в конце 2020 года командой MikroTik были представлены публике два новых устройства: Wireless Wire nRAY — усовершенствованное Wireless Wire Dish, и преемник Cube Lite60 — Cube 60G ac.

Мы сразу обратили внимание на заводской артикул — CubeG-5ac60ad — два радиомодуля; поддержка 802.11ac, но однопоточная — он указывал не на полноценное использование 802.11ac-радиомодуля для передачи данных, но на возможность резервирования радиоканала на 60 ГГц каналом на 5 ГГц. Кроме этого, для Cube 60G ac заявлялся 4-х ядерный процессор на ARM-архитектуре, 256 Мбайт ОЗУ и гигабитый Ethernet-порт, что должно было делать это радиоустройство самим по себе мощным инструментом передачи данных с использованием 802.11ad-радиомодуля.

Таким образом, выбор объекта исследования в 2021 году был для нас очевиден. Целью работы было построение радиоканала с использованием двух устройств CubeG-5ac60ad на рекомендованном производителем для стабильной работы расстоянии (рис.1) (в нашем случае чуть более 500 метров, хотя производитель указывает до 800), количественное и качественное исследование этого радиоканала, в том числе проверка работы резервирования.

Рис. 1. Профиль трассы исследуемого радиоканала

Юстировка производилась стандартными методами при использовании входящего в комплект каждого устройства крепления на мачту.

Конфигурация сетевого соединения в терминологии, используемой MikroTik — Bridging (fast path), при этом был использован bond-интерфейс, как показано в этой статье. То есть на обоих устройствах был создан интерфейс bonding1, в который на ведущем устройстве был добавлен интерфейс wlan60-station-1 и wlan1, а на ведомом — wlan60-1 и wlan1. После этого в бридж были добавлены логический интерфейс bonding1 и физический ether1.

Технические специалисты WMD.RU получили для проведения тестов "международные" устройства Cube 60G ac. Это означает, что в них для выбора были доступны радиоканалы с центральными частотами — 58320, 60480, 62640, 64800 и 66000 МГц. Ширина канала — 2160 МГц.

Пропускная способность радиоканала определялась с помощью встроенной в RouterOS утилиты Bandwidth Test путём измерения количества трафика, сгенерированного на ведущем устройстве и переданного на ведомое. Считали максимальной пропускной способностью (Мбит/с) количество udp-трафика с размером пакетов 1500 байт, пропущенного через интерфейс bridge ведущего устройства и переданного на тот же интерфейс ведомого. Максимальной пакетной производительностью (Кпакет/c) при этом считали количество udp-пакетов размером 64 байта, без потерь принятых на bridge-интерфейсе ведомого устройства.

Также измерялась средняя величина пропускной способности при двусторонней приёмопередаче TCP-трафика при 20 соединениях.

Для контроля времени задержек (мс) во время тестов на пропускную способность c ведущего устройства на ведомое посылались ping-пакеты, так же и с ведомого на ведущее.

Для контроля времени задержек (мс) во время проверки работы резервирования с обоих устройств посылались ping-пакеты до 8.8.8.8 (Google Public DNS).

Для большей наглядности проверки резервирования по радиоканалу мы записали два видеоролика, в которых сымитированы обрывы связи между интерфейсами wlan60-station-1 ведущего устройства и wlan60-1 ведомого — без нагрузки трафиком и с нагрузкой.

При использовании каналов с центральными частотами 58320, 60480, 62640 МГц максимальные стабильные показатели – MCS8 (при RSSI -57 / -57).

Рис. 2. Максимальные характеристики радиоканала, полученные на частоте 58320 МГц

Рис. 3. Максимальные характеристики радиоканала, полученные на частоте 60480 МГц

Рис. 4. Максимальные характеристики радиоканала, полученные на частоте 62640 МГц

При использовании канала с центральной частотой 64800 МГц максимальные стабильные показатели — MCS4 (при RSSI -58 / -58), однако кратковременно устанавливались MSC6 и MCS7.

Рис. 5. Максимальные характеристики радиоканала, полученные на частоте 64800 МГц

При использовании канала с центральной частотой 66000 МГц максимальные стабильные показатели — MCS1 (при RSSI -58 / -57), но кратковременно устанавливалось MCS2.

Рис. 6. Максимальные характеристики радиоканала, полученные на частоте 66000 МГц

Наглядные результаты измерений пропускной способности можно скачать с нашего сайта. Основные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты количественного исследования радиоканала на 60 ГГц между двумя устройствами MikroTik Cube 60G ac

Обсуждение полученных результатов

Величина максимальной пропускной способности устройств Cube 60G ac значительно выше на частотах 58320, 60480 и 62640 МГц — как при однонаправленной приёмопередаче, так и при двунаправленной — чем на частотах 64800 и 66000 МГц, и прямо пропорциональна полученным максимальным значениям канальных скоростей. Так, при максимальной канальной скорости в 2,3 Гбит/с на частоте 60480 МГц, максимальная пропускная способность составила 1773 Мбит/с при односторонней приёмопередаче. В свою очередь получение максимальных канальных скоростей именно на частотах 58320, 60480 и 62640 МГц, скорее всего, связано с особенностями конструкции антенны или, что менее вероятно, с программным ограничением мощности передатчика на частотах 64800 и 66000 МГц.

Величина максимальной пакетной производительности примерно одинакова для частот 58320, 60480, 62640, 64800 и 66000 МГц. Это связано с тем, что для генерации трафика использовались ресурсы ЦПУ самих Cube 60G ac. То же самое можно сказать и о величинах средней пропускной способности tcp-трафика.

Вообще то, что мы использовали для генерации трафика ресурсы процессора самих исследуемых устройств, позволяет сказать, что абсолютные значения полученных величин пропускной способности и пакетной производительности являются минимально возможными. Разумеется, при должном уровне юстировки между устройствами.

При проверке работы резервирования по радиоканалу были отмечены пропадания ping-пактов до 8.8.8.8 в то время, когда устройства уже переключились на резервный канал 5 ГГц, при попытках подчинённого устройства восстановить связь по основному каналу 60 ГГц. Это, скорее всего, связано с зашумлённым эфиром в диапазоне 5 ГГц в месте установки исследуемого радиоканала.