WLAN 802.11n -standardin suorituskyky

Abstract

Insinöörityössä tutustuttiin WLAN 802.11n -standardiin ja sen suorituskykyyn. Standardi ei ole vielä täysin valmis, mutta sen tärkeimmät uudistukset ovat jo tiedossa ja siihen pohjautuvia laitteita on jo markkinoilla. Ensin selvitettiin teoreettisella tasolla, mitä suorituskykyä parantavia ominaisuuksia standardiin on tuotu ja miten saavutetaan luvattu huippunopeus, joka on 600 Mbps. Tavoitteena oli selvittää, miten eri ominaisuudet vaikuttavat suorituskykyyn käytännössä.

Suorituskykyä testattiin käytännön tasolla käyttämällä markkinoilta jo löytyviä kuluttajahintaluokan laitteita. Laitteiden huippunopeuden mainostettiin olevan 300 Mbps. Työasema yhdistettiin 802.11n-verkkokortilla 802.11n-tukiasemaan, joka oli yhdistetty palvelimeen 100 Mbps -ethernet-yhteydellä. Työaseman ja palvelimen välistä yhteysnopeutta mitattiin erilaisilla tukiaseman asetuksilla sekä erilaisissa ympäristöissä.

Testeissä selvisi, että kyseisen tukiaseman huippunopeus on noin 94 Mbps, silloin kun olosuhteet ovat ihanteelliset. Testatuista tukiaseman asetuksista ainoastaan kaistanleveydellä oli suuri vaikutus nopeuteen. Nopeus putoaa noin puoleen, kun käytetään 20 MHz:n kaistanleveyttä 40 MHz:n sijaan.

Tukiaseman ja työaseman välinen etäisyys ja tällä välillä olleet esteet pudottivat huippunopeutta reilusti. Nopeus oli noin 65 Mbps, kun tukiaseman ja työaseman välillä oli etäisyyttä noin kymmenen metriä. Nopeus ei myöskään pysynyt tasaisena tällöin.

Testeissä selvisi, että näille laitteille mainostetusta 300 Mbps:n nopeudesta jäätiin melko paljon. Tukiaseman huippunopeuden saavuttamiseen vaaditaan myös hyvälaatuista signaalia. Etäisyyden kasvaessa yhteysnopeus pienenee melko paljon.

The aim of this thesis was to study the WLAN 802.11n standard and its throughput performance. The standard is not finalised but its most important improvements are well-known. 802.11n-based hardware is already available.

The theoretical throughput improvements were studied at first. How was the promised 600 Mbps achieved? The aim was to find out how different elements affect the performance in practice.

The throughput performance was tested by using hardware made for consumer use. The advertised top speed of these devices was 300 Mbps. A workstation was connected with a 802.11n network interface card to a 802.11n access point. The access point was connected into a server with a 100 Mbps Ethernet connection. The throughput performance between workstation and server was measured using different access point settings and in different environments.

The top speed of the access point was about 94 Mbps in ideal conditions. The bandwidth setting was the only access point option that had a big effect on performance. The throughput performance is halved when using 20 MHz bandwidth instead of 40 MHz.

The throughput performance was affected greatly by distance and obstacles between the access point and the workstation. Throughput was about 65 Mbps when the distance was about 10 meters. The throughput was also instable.

It was found that the advertised 300 Mbps was not achieved. The maximum throughput of the access point requires good signal quality. The throughput reduces significantly when the distance between the access point and workstation increases.