Магистральное решение Cambium 650

Слова «Cambium», «Motorola», «Orthogon» среди операторов радиосвязи широко известны и связаны преимущественно с позитивными ощущениями. Почти в каждом городе страны можно увидеть на офисах, заправках, домах характерные вытянутые устройства, иногда в приплюснутом отражателе — абонентские устройства pmp100, более известные как Сanopy, известные своей стабильной работой даже в сложных помеховых условиях. Реже можно увидеть серию PTP производителя, так как эти производительные решения обычно встречаются на мачтах, и на них строят каналы дальностью до 100 километров.
Ключевым преимуществом систем этих модельных рядов считается высокая производительность, возможность работать с препятствиями в зоне Френеля, надежность решения, а упомянутым в начале недостатком является высокая стоимость.
Однако в наступившем году cambium преодолевает стереотип и предлагает более доступное магистральное решение — со всеми положительными качествами 600 серии, большей производительностью и меньшим тепловыделением.
Итак, сегодня мы изучим Cambium 650 серии, предлагающую нам 450 Мбит пропускной способности, задержки менее 2 мс и высокую дальность.

Далее под катом — множество графиков, таблиц и скриншотов.

Оборудование 650 серии является продолжателем идеи 600 линейки — высокопроизводительной магистрали, способной работать и при наличии в зоне Френеля препятствий. При разработке системы ставились задачи сохранения положительных черт решения, повышения производительности и устранение следующих недостатков:

• Высокой стоимости;
• Крупного блока;
• Высокого энергопотребления.

Сравнивая решения, можно с уверенностью сказать, что поставленные задачи решены — вес и потребляемая энергия уменьшились, производительность возросла:

	Серия 650	Серия 600
Производительность, Мб/с	450	300
Температурные условия, диапазон °С	-40...+60	-40...+60
Энергопотребление, Вт	30	55
Масса активной части, кг	4,1	4,3
Кабельные порты	Gigabit Ethernet, SFP, 802.3at-источник питания	Gigabit Ethernet

Функционально устройство представляет собой всепогодное решение с гигабитным портом и SFP-слотом, благодаря которому систему можно устанавливать на выносе более 100 метров от термоконтейнера.
Питание осуществляется по витой паре; есть модели как с встроенной антенной, так и с разъемом для подключения внешних антенн.
С точки зрения сети система функционирует как мост, с возможностью:

• Фильтрации vlan;
• Приоритезации трафика;
• Оповещения маршрутизаторов о перегрузке пролета.

Управление осуществляется через графическое меню, однако есть и telnet, и поддержка систем управления.
Производительность системы регулируется лицензией — таким образом, первичные затраты на систему снижаются, а при возрастании потребностей достаточно приобрести файл для расширения производительности до 125, 250 или 450 Мбит.
Хочется отметить возможность временно активировать лицензию максимального типа, что позволяет оценить, есть ли у ваших клиентов потребность в такой производительности. На временной лицензии система работает до 2 месяцев, при этом действие лицензии можно приостановить и возобновить — это весьма удобно для комплектов тестового оборудования.
Посмотрим, что может предложить новая линейка в сравнении с распространенными на нашем рынке решениями других производителей:

	Cambium 650	Infinet Omx	Ubiquity Rocket
Производительность полезная, Мб/с	450	210	200
Производительность пакетов, килопакет/с	900	200	20
Мощность и чувствительность для 200 Мбит, дБм	25; -69	23; -75	21; -75
Мощность и чувствительность в режиме максимальной производительности, дБм	23; -62	23; -75	21; -75
Описание	Развитие известной магистральной серии 600	Известные в России решения широкополосного доступа. В модельный ряд входят как семейство точка многоточка так и решения магистралей. Преимущества оборудования: высокая производительность, разнообразные настройки обработки трафика, холодостойкость.	Широко известное недорогое решение, преимуществом заявляется высокая мощность по небольшой цене.

По результатам анализа можно отметить существенное преимущество решения Cambium в основных параметрах:

• Производительность;
• Мощность процессора;
• Выходная мощность для сложных модуляций;
• Спектроанализатор, работающий без отключения радиоканала;
• Возможность принимать и передавать на различных номиналах частот;
• Поддержка SynchroEthernet;
• Временное разделение сигнала, соотношение трафика (входящего к исходящему) в пропорциях 1 :1, 1:2, 2:1, адаптивное .

Результаты тестирования

Мы протестировали устройство 650 серии с помощью аппаратного генератора Optiview XG и измерителей мощности.
Максимальная производительность в основных полосах частот проверялась нарастающим потоком данных (зеленая заливка — подаваемая нагрузка, отметки — достигнутая емкость). Трафик передается через канал, отражается и принимается передатчиком. Таким образом, результаты рассматриваются как full-duplex, двунаправленный поток данных.

Cambium 650 на больших фреймах

45 Мгц, фреймы 9018 байта
Пропускная способность


Задержка

Видим, что при достижении емкости канала задержка вырастает из-за буферизации данных, но не более, чем на 20 мсек.

Джиттер

Infinet OMX на больших фреймах

Фреймы 1518
Пропускная способность

Задержка

Джиттер

Емкость не превышает 120 Мбит (в каждом направлении), задержка при перегрузке канала возрастает до 40 мсек, джиттер достигает 10.

Ubiquiti Rocket на больших фреймах

Фреймы 1518 байт
Пропускная способность

Задержка

Джиттер

При высокой нагрузке система увеличила задержку до 150 мсек

Обратите внимание: в данном тесте мы использовали фреймы большого размера — в то время, как, согласно статистике большинства наших клиентов, размер фрейма современных сетей сейчас находится в окрестностях 300 байт.
Повторно проведем тестирование производительности, используя фреймы следующих размеров: для Cambium, Infinet используем 64 байт, для Rocket — 128 байт.

Cambium 650 на малых фреймах

Пропускная способность

Система обеспечивает производительность независимо от размера фрейма.

Задержка

Видим, что при достижении емкости канала задержка вырастает из-за буферизации данных, но не более, чем на 20 мсек.

Джиттер

Infinet OMX на малых фреймах

Пропускная способность

Задержка

Джиттер


Производительность составила лишь 40 Мбит/с без существенной перегрузки (23 Мбит/с с перегрузкой), задержки не так красивы, но трафик реального времени еще будет передаваться.
Всплески задержки на гигабитной нагрузке единичны, да и подача гигабита на радиоканал не типична.

Ubiquiti Rocket на малых фреймах

Пропускная способность

Задержка

Джиттер


Результаты существенно отличаются — производительность недорогого решения уменьшилась радикально, задержка из-за нагрузки на систему увеличилась до секунд, и теперь даже минимальная версия 650 производительнее решений Airmax.

Таким образом, по производительности Cambium одерживает чистую победу.

Результаты тестирования производительности для промежуточных размеров фреймов, сведенные в таблицы:

Скрытый текст

Cambium

Size	Transmit	Receive	%Received
64	999.7 Mbps	289.0 Mbps	28.9%
128	999.5 Mbps	257.1 Mbps	25.7%
256	999.7 Mbps	241.4 Mbps	24.1%
512	999.8 Mbps	232.0 Mbps	23.2%
1024	999.7 Mbps	226.7 Mbps	22.7%
1280	1.000 Gbps	225.7 Mbps	22.6%
1518	1.000 Gbps	224.6 Mbps	22.5%
2518	1.000 Gbps	221.4 Mbps	22.1%
9018	1.000 Gbps	211.2 Mbps	21.1%

Infinet

Size	Transmit	Receive	%Received
64	999.9 Mbps	23.01 Mbps	2.3%
128	999.9 Mbps	61.86 Mbps	6.2%
256	999.9 Mbps	125.5 Mbps	17.8%
512	999.9 Mbps	135.0 Mbps	14.4%
1024	999.9 Mbps	130.6 Mbps	13.1%
1280	999.9 Mbps	126.4 Mbps	12.6%
1518	999.9 Mbps	126.4 Mbps	12.6%
2518	1.000 Gbps	0 bps	0%
9018	1.000 Gbps	0 bps	0%

Ubiquiti

Size	Transmit	Receive	%Received
64	100.0 Mbps	4.680 Mbps	4.7%
128	99.99 Mbps	7.966 Mbps	8%
256	100.0 Mbps	15.27 Mbps	15.3%
512	99.99 Mbps	47.66 Mbps	47.7%
1024	99.99 Mbps	90.61 Mbps	90.6%
1280	100.0 Mbps	90.35 Mbps	90.4%
1518	99.99 Mbps	92.02 Mbps	92%

Производительность в различных полосах частот

Полученные данные по трем решениям в таблицах

Cambium

Фрейм, байт	20 МГц	40 МГц	45 МГц
64	126	262	289
128	113	234	257
256	106	220	241
512	102	212	232
1024	100	207	226
1280	99	205	225
1518	99	205	224
9018	92	193	221

Infinet

Фрейм, байт	20 МГц	40 МГц
64	24	23
128	58	61
256	65	125
512	70	135
1024	63	130
1280	63	126
1518	62	126

Ubiquiti

Фрейм, байт	20 МГц	40 МГц
64	4	4
128	8	8
256	15	15
512	38	47
1024	45	90
1280	50	90
1518	40	92

Наглядные и красивые графики пропускной способности в общих для всех решений полосах частот (ось абсцисс — размер фрейма в байтах, ось ординат — пропускная способность в Мбит/с):

20 МГц:


40 МГц:


Для желающих повторить тест обращаю внимание, что в Infinet включена компрессия трафика — следовательно, требуется генератор случайного наполнения пакетов. Если измерять фреймами с однородным наполнением, на пакетах определенного размера производительность превышает 170 Мбит/с.

Проверка чувствительности приемника

Вероятно, многие обратили внимание, что чувствительность рассматриваемой линейки при максимальной производительности ниже сравниваемых моделей. С одной стороны, это логично: полезная производительность 10 Мбит/с на Мгц вынуждает использовать модуляцию с 256 позициями, а конкуренты используют 64 позиционную модуляцию, но есть и разница в методах измерения.
Проверим с помощью аттенюаторов, при каком уровне приема система поддерживает производительные модуляции, при этом нагружаем канал трафиком.

Схема тестового стенда
Cambium, ширина спектра 40 Мгц

	Заявленая чувствительность, дБм	Измеренная чувствительность, дБм
256QAM	-62	-56
64QAM	-64	-63
16QAM	-69	-67

Ubiquiti, ширина спектра 40 Мгц

	Заявленая чувствительность, дБм	Измеренная чувствительность, дБм
64QAM	-75	-61
16QAM	-84	-75

Видим, что система Ubiquiti не выставляет максимальную скорость при указанном уровне сигнала, в отличии от Cambium — применение чипсетов для mobile wimax позволило эффективно работать при существенно меньшем fade margin, использовать модуляцию с 256 позициями и ощутимо улучшило возможности совмещения сетей благодаря более строгой маске спектра.
Видим, что на модуляциях до 64QAM включительно система показала чувствительность, соответствующую заявленной, на максимальной модуляции чувствительность несколько меньше.
Оборудование Ubiquiti показало существенную разницу в заявленной и протестированной чувствительности.

Графики реальной и заявленной чувствительности, приняв ослабление 1.5 дб в кабеле (по оси ординат — дБм):


Таким образом, у решений на Wi-fi платформе мы не увидели никаких преимуществ, кроме ценовых. Если же добавить, что Cambium имеет полноценные MIB, вскоре поддержка линейки добавится в систему управления CNS, а фирменный продукт радиопланирования бесплатно рассчитывает каналы с препятствиями, то победитель сравнения становится очевиден. Что ж, ждем практического подтверждения вне стен лаборатории — весной мы собираемся провести сравнение продуктов на настоящих радиоканалах.

Также планируем написать статью о новом решении 650S. Это модификация 650 серии, специально разработанная для магистралей между станциями сотовой связи 3 и 4 поколений.

Бонусом к подробному тестированию технической стороны устройства, не претендуя на роль авторизованных курсов, предлагаем бросить краткий взгляд на основные меню устройства.

Много скриншотов веб-интерфейса устройства и некоторые его особо интересные возможности:

Сетевые параметры устройства:


Методы управления:


Журнал системы:


Настройки параметров радиоподсистемы:


Активация демонстрационной лицензии для измерения производительности:


Полная информация о параметрах установленного канала:


Если настроена приоритезация, доступна информация по загрузке каждой очереди:


Пропускная способность, Мбит/с (нулевая длина линка, деление полосы по трафику 1:1, IP):


Чувствительность и максимальные потери на линке на 5,4 ГГц (IP), дБм:


Анализатор спектра — без прерывания трафика:


Наглядные графики основных параметров системы:


При юстировке можно отображать уровень сигнала в графическом виде:


Сигнал с полосой 40 МГц на анализаторе:


Система в режиме разнесенной приемо-передачи (вторая полоса частот принимается анализатором через аттенюатор и из-за этого отображается с меньшим уровнем):