Разработка iot устройств с использованием bluetooth le

Конструктивные особенности: сравнение Zyxel NWA и Ubiquiti Unifi

В плане конструкции, у Zyxel и Ubiquiti это две разных школы, две идеологии: у Zyxel используется пластиковый корпус, в котором две массивные алюминиевые пластины выполняют роль теплоотводов, в Ubiquiti — нижняя часть корпуса произведена из литого алюминия, и сам корпус работает как охладитель.

Получается, что у Zyxel материнская плата точки доступа экранирована с двух сторон, хотя и каждый радиомодуль, естественно, закрыт металлической крышкой, защищающей от помех. У Ubiquiti Unifi 6 Lite даже крышек на радиомодулях нету, а чипы прилегают к корпусу через толстую термопрокладку.

Помимо этого, за счёт выпуклой формы, точки доступа Zyxel не прижимаются к стене и не отводят на неё тепло, то есть можно не опасаться, что стена пожелтеет, но что касается чисто эстетических впечатлений, то расположение Ubiquiti мне нравится больше: от устройства почти не отбрасывается тень, и цвет пластика здесь белее, чем у Zyxel NWA210.

Рассматривая антенные группы, мы так же видим абсолютно разный подход к реализации покрытия. У Zyxel используются планарные антенны, вынесенные на общую пластину. Модель NWA210ax имеет 6 антенн, работающие в конфигурации 4×4 + 2х2. Позади антенн установлена литая алюминиевая пластина, которая с одной стороны выполняет роль теплоотвода от радиомодулей, а с другой работает как отражатель для формирования пучка. В результате такой конструкции, удалось добиться распространения сигнала с горизонтальной и вертикальной поляризацией, хотя внешне по конструкции антенны этого не скажешь. Заявленный коэффициент усиления достаточно высокий как в общем случае, так и в случае планарных антенн: 5 дБ для 2.4 ГГц диапазона и 6 дБ для 5 ГГц.

Поскольку максимальная производительность превышает 1 Гбит/с, точка доступа имеет 2 порта: 2.5GBase-T PoE+ и 1GBase-T.

Ubiquiti Unifi 6 Lite

У Ubiquiti Unifi 6 Lite с антеннами всё гораздо веселей: здесь два приёмо-передающих элемента представляют собой ферму, рабочая плоскость которой ориентирована в трёх направлениях: вперёд и под углом 45 градусов. Такое расположение отлично покажет себя при установке устройства как на стену под потолком, так и под потолок, на перекрытия.

Но что ещё интереснее — это кусок антенны, приклееный на скотч под пластиковым куполом точки доступа: классное решение для корпоративного сегмента. Вообще, антенная группа у Ubiquiti Unifi 6 не понятная: 3 рабочих антенны не могут поддерживать одновременную работу 4 пространственных потоков (2х2 @ 5 GHz + 2×2 @ 2.4 GHz), никакой «особой антенной технологии» у «убиков» здесь не заявлено, так что скорее всего точка имеет лишь 2 одновременных пространственных потока. Заявленный коэффициент усиления для Wi-Fi 6 выглядит совсем блекло: 2.8 дБ для диапазона 2.4 ГГц и 3 дБ для 5 ГГц. Энергопотребление — всего 12 Вт в типичном режиме — норма.

Zyxel NWA110ax

У младшей серии Zyxel NWA110ax антенная формула так же соответствует 2х2 MU-MIMO, но из 6 антенн старшей версии, здесь убрали 2 в диапазоне 5 ГГц, оставив 4: по 2 на каждый из диапазонов. Заявленный коэффициент усиления, как и у старшей сестры, составляет 5 и 6 дБ для 2.4 и 5 ГГц соответственно, а энергопотребление — 17 Вт.

И у Zyxel, и у Ubiquiti имеется один большой светодиодный индикатор с возможностью отключения в настройках. У Zyxel NWA210 он светится разными цветами в зависимости от состояния точки доступа. Тип крепления у точек доступа Zyxel и Ubiquiti схожий: пластиковая пятка прикручивается к плоской поверхности и защёлкивается в корпусе AP при повороте у Ubiquiti или при нажатии у Zyxel.

Итого по конструкции я могу сделать следующие выводы: с субъективной точки зрения, Ubiquiti Unifi 6 Lite выглядит красивее и возможно имеет лучший боковой охват за счёт поляризации антенн, но на этом преимущества заканчиваются. У Zyxel NWA количество антенн равняется количеству пространственных потоков, каждый радиомодуль имеет собственное экранирование, плюс две алюминиевые пластины: сверху и снизу от материнской платы, выполняющие роль теплоотводов и экранов.

Тест приёма через стены

Чтобы не таскать 20-килограммовый тестовый компьютер, замеряя скорость между стенами, мы использовали iPhone 11 Pro, фиксируя производительность в 5 ГГц диапазоне в трёх точках относительно точки доступа. Тестовая модель была закреплена на стену на высоте примерно 200 см от пола, расстояния и позиции представлены на диаграмме ниже.

Обратите внимание на позицию 3 — между телефоном и точкой доступа находится 360 мм железобетона, толщина превышающая обычную плиту перекрытия в современных капитальных постройках, и для тестовых точек доступа это самое жёсткое условие

Результаты тестирования удивили: прежде всего, я не ожидал, что в позиции 3 точки доступа Zyxel вообще будут обеспечивать связь. Определённо, тест разрушил предположения о том, что их следует использовать только под потолком: стена для них подходит совершенно идеально. Выше по тексту мы с вами видели, что благодаря более сложной и дорогостоящей конструкции антенной группы, точки доступа Zyxel NWA работают лучше. Что же касается Ubiquiti Unifi 6 Lite, то здесь экранирование корпуса намертво убивает любой радиосигнал вместе с надеждой размещения AP на стенах. На практике, этот тест означает, что вы можете без опасения размещать Zyxel NWAx10 в центре опен-спейса на колонне, а Ubiquiti придется вешать только под потолком.

Основные классы корпоративных точек доступа

Конечно, производительность Wi-Fi 6 играет важную роль, но помимо неё, этот стандарт может похвастаться более стабильной связью на большом расстоянии, улучшенным формированием луча, более грамотным использованием радиочастотного диапазона, что в итоге выливается для пользователя в более качественной связи в сложных условиях: когда в одном помещении много клиентов, когда точка доступа стоит за тремя стенами, когда одновременно по Wi-Fi идёт трансляция Multicast для цифровых панелей и VoIP телефонной связи. Сами точки доступа я бы разделил на три класса:

• Начальный — с минимальным функционалом, простой «переходник» между проводной средой и беспроводной. Как правило, этими AP покрывается основная площадь объекта по принципу «Wi-Fi 6 должен быть везде». У этих моделей нет задачи обрабатывать большие потоки данных, выставляя приоритеты для клиентов — главное, чтобы было дёшево, поэтому они используют антенную формулу 2×2 MU-MIMO, подключаются по 1-гигабитному каналу и управляются WLAN-контроллерами. Сегодня мы сравним две точки доступа этого класса: Zyxel NWA110 и Ubiquiti Unifi 6 Lite. Вообще, у Zyxel есть ещё серия точек доступа WAX510D с двойной диаграммой направленности «Потолок-Стена», но возможно, мы протестируем их отдельно.
• Модели среднего уровня рассчитаны на установку в местах большого скопления Wi-Fi устройств и на больших площадях. Они используют радио формулу 4х4 MU-MIMO, что позволяет повышать скорость до 3.6 Гбит/с. Подключение к проводной сети осуществляется по 2.5/5GBase-T, программные настройки изобилуют алгоритмами приоритезации трафика, отдельные точки доступа могут подключаться к сети интернет через PPoE или даже по беспроводному каналу через Wi-Fi. При настройке MESH и бесшовного роуминга, такие точки доступа часто, но не обязательно берут на себя роль контроллера.У Zyxel этот класс представлен моделью NWA210, которую мы сегодня так же рассмотрим.
• Топовые модели предназначены для каких-то особых инстялляций: для стадионов, производственных помещений, строений сложной архитектуры. В таких AP реализуется формула 8х8 MU-MIMO, они могут иметь дополнительный радиомодуль, подключаться к сети по оптической линии связи со скоростью 10 Гбит/с и обслуживать более 1000 клиентов одновременно. У компании Zyxel есть в этом классе очень интересная модель WAX650S, с поддержкой технологии «Smart Antenna», дополнительным радиомодулем и 5G портом (что это за вкусности — читайте в нашем обзоре устройств Huawei).

При выборе AP, вам надо определиться, каким образом вы будете распределять пропускную полосу радиоканалов: будут ли у вас клиенты, потребляющие всю полосу, генерирующие гигабайты трафика в секунду (системы резервного копирования, видеонаблюдение) или наоборот — много «спящих» клиентов с небольшим трафиком, постоянно пингующих свои серверы. Учтите, что все точки доступа Wi-Fi 6 сильно греются, и будет неприятно, если со временем белая стена или потолок вокруг хот-спота пожелтеет. В идеале, обо всех этих моментах должен думать производитель, а не интегратор, ну вот мы сейчас и посмотрим, как компании ZyXel и Ubiquiti справились с домашним заданием при разработке точек доступа Wi-Fi 6.

Тестирование

Начнём, пожалуй, с самого эффектного теста: прямая скорость Peer-to-Peer на 160 МГц частоте канала. Из трёх имеющихся в нашем распоряжении точек доступа, этот тест доступен только для Zyxel NWA210ax. Чтобы сетевая карта Intel AX200 установила связь в этом режиме, пришлось использовать стандарт WPA3 и обновить Windows 10 и драйверы до самых свежих версий.

Максимальная теоретическая производительность в этом тесте достигает 1.7 Гбит/с, но у нас получилось подняться до 1.3 Гбит/с реальной пропускной способности. Цифры, конечно, впечатляют — быстрее, чем по 1-гигабитному проводу, но сегодня 160 МГц диапазон остаётся новинкой как для Zyxel, так и для Intel с её контроллером AX200: с другой стороны, точки доступа Ubiquiti U6 LR/Lite и вовсе не поддерживают 160 МГц.

Большинство устройств в любом случае будут работать с 80 МГц шириной канала, поэтому давайте посмотрим, какую производительность мы получим в каждом частотном диапазоне в направлениях Uplink и Downlink.

К чести всех конкурсантов, этот простой тест всем дался легко, а разница в скорости вполне себе находится в пределах погрешности.

На частоте 2.4 ГГц всё ещё работает как старое промышленное оборудование, так и некоторые IoT устройства, и здесь видно, что Ubiquiti Unifi 6 Lite проваливает тест почти с двукратным отставанием по скорости. Судя по всему, поддержки 802.11ax в диапазоне 2.4 ГГц у точки доступа Ubiquiti Unifi 6 Lite просто нет. В любой современной сети будет большое число устройств, работающих в диапазоне 5 ГГц и какое-то количество старых, предпочитающих 2.4 ГГц. Посмотрим, насколько изменится производительность AP при одновременной работе в двух диапазонах (вот для чего нам нужны 2 беспроводные сетевые карты).

Если сравнивать с предыдущим тестом 1 клиента, то обе точки Zyxel сохраняют свою производительность, а вот Ubiquiti Unifi 6 Lite сильно сдаёт в Download-потоке в 5 ГГц диапазоне.

Рекомендации при заказе

На момент подготовки обзора, цены на тестируемые точки доступа распределялись следующим образом:

• Zyxel NWA210ax — 219$
• Zyxel NWA110ax — 199$
• Ubiquiti Unifi 6 Lite — 99$

И если стоимость Midrange-модели Zyxel NWA210ax не вызывает вопросов и находится на уровне моделей с антенной группой типа 6×6 или даже 8×8, то Ubiquiti Unifi 6 Lite оценивается на уровне семейства моделей стандарта 802.11ac, к которому она более всего и подходит. Если вы хотите пролезть в проект по установке Wi-Fi 6 с оборудованием, которое поддерживает 802.11ax исключительно номинально, то это просто ваш шанс: точка доступа от известного производителя по крайне низкой цене со строкой «802.11ax» в спецификациях. Опять же, никто не узнает, что внутри у неё антенна прилеплена на скотче, а если вы заинтересованы в том, чтобы позади точки доступа не распространялся её сигнал и не наводил интерференции, вот вам AP с явной ориентацией приёмо-передающих антенн.

Если же вы лично отвечаете за проект, и вам интересно, чтобы можно было получить широкое покрытие меньшим количеством точек доступа, чтобы заказчик на своём тестовом ноутбуке ахнул, увидев скорость доступа к сети выше, чем по проводу, если вам нужно централизованное управление через интернет, контроллер которого не нужно где-то хостить и постоянно обновлять, то конечно в этом случае Zyxel выглядит лучше. Наши тесты показали, что не стоит опасаться по поводу планарных антенн и экранирования: точки доступа NWAx10 обеспечивают уверенный приём и по краям и сзади, насколько это возможно.

При выборе централизованной системы управления, имейте ввиду, что и Nebula и Unifi Network Controller имеют свои сильные и слабые стороны: говорить, что одно из решений кардинально лучше другого, я не стану: Zyxel Nebula хорош, когда у вас много объектов, которые надо мониторить и обслуживать в едином окне, а решение от Ubiquiti лучше, когда у вас на одном объекте всё оборудование только от этой компании.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)

08/01.2021

Тестовый стенд

Конфигурация тестового стенда:

• AMD EPYC 7531p
• 64 GB RAM
• Охлаждение: Noctua NH-U9 TR4-SP3
• Материнская плата: ASRock Rack EPYCD8-2T
• Сетевые карты:
  • Intel X550-T2
  • Intel X550-T2 Converged Network Adapter
  • Intel X520-DA2
  • Mellanox ConnectX-2
  • 2 x Fenvi FV-AX3000 (Intel AX200)
• Коммутатор: Zyxel XS1930-12HP (12 портов 10G, PoE++)
• Софт:
  • Windows Server 2019 Hyper-V
  • 2xWindows 10
  • iPerf3
• iPhone 11 Pro

Особенность его в том, что последние годы Intel приносит сплошные разочарования. Вот например, чтобы заставить работать в одной машине две карты с модулями Intel AX200, пришлось по очереди пробрасывать их в виртуалки через Hyper-V: включил сервер, вставил плату, настроил проброс в виртуалку, выключил сервер, вставил вторую — повторил. Иначе ни Windows 10, ни Windows Server не грузятся. Кроме того, в процессе теста выяснилось, что сетевые платы X550-T2 криво держат скорость 2.5GBase-T, хотя официально её и поддерживают.

Работать работает, но для тестов их скорость не годится, поэтому пришлось пускать в ход древний Mellanox ConnectX-2: единственное, что у нас нашлось «без технологий Intel». Тестировать скорость на Intel AX200 — это мученье: у этих карт драйверы кривые, связь при высоких нагрузках может отваливаться, поэтому рекомендую по возможности не использовать сетевые карты Intel для подключений nBase-T и 802.11ax.