Bandbreitentest
aus Fuerstenland-Wireless, der freien Wissensdatenbank
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Sinn und Unsinn von Angaben zu Datenraten
Zum Thema WLAN-Bandbreite gibt es viele Spekulationen und es wird viel übertrieben. Da das Funkmedium eine geteilte Ressource ist und besonders das lizenzfreie ISM-Frequenzband um 2.4GHz herum viele Nutzer und Störungen hat (WLAN, Bluetooth, Mikrowellenherd, Überwachungskameras, Fernbedienungen, ...), kann die zu erwartende Datenrate stark varieren. Zu allem Überdruss kommt noch hinzu, dass die Signalausbreitung zwischen den Antennen selten optimal verläuft, man spricht von Mehrwegausbreitung, Interferenz, Überlagerung und Reflexion. So ist es nicht verwunderlich, dass die Datenraten auch standortabhängig sind.
Die Gerätehersteller tun noch ihr Übriges, um die Konsumenten mit angeblich höheren Datenraten zu blenden und zum Kauf zu überreden. Die angegebene Datenrate von z.B. 54MBit/s entpuppt sich als die Symbolrate auf dem Funkmedium, in der Praxis lassen sich auf der Applikationsebene im besten Fall angeblich nicht mehr als 25MBit erreichen. Um trotzdem neue Geräte an den Mann bringen zu können, werden Geräte produziert, die anderen standardkonformen Geräten die Bandbreite stehlen oder erst einen Entwurf eines Standards verwirklichen.
Bei den Meshnetzwerken kommt noch hinzu, dass aufgrund der Paketweiterleitung über mehrere Hops die Datenrate zwischen zwei Endpunkten bald einmal in den Keller sinkt. Mir fehlen praktische Erfahrungen, jedoch wird vom Berliner Freifunknetzwerk von End-zu-End-Datenraten von maximal 100kByte/s berichtet.
Grund für den Bandbreitentest
Da es beim WLAN nur drei völlig überlappungsfreie Kanäle gibt (üblicherweise Kanäle 1,6,11), muss bei der Nutzung von benachbarten WLAN-Kanälen bedingt durch vermehrte Kollisionen und dem ansteigenden Rauschpegel mit geringeren Datenraten gerechnet werden. Da es in einer Stadt praktisch unmöglich ist, genügend Kanäle Abstand zu bestehenden WLAN-Netzwerken einzuhalten, sind Überlappungen unvermeidbar. Zu den Auswirkungen bei überlappenden WLAN-Kanälen sind wenige Aussagen vorhanden. So heisst es, dass bei der Nutzung des gleichen WLAN-Kanals durch zwei verschiedene WLAN-Netzwerke die Datenrate halbiert wird, jedoch bei der Nutzung eines benachbarten Kanales nur noch 5% der Datenrate möglich sei...
Versuchsaufbau
Zwei ASUS WL500G und zwei WRT54GL wurden mit der Openwireless Firmware Version 1.4.1-CH geflasht. Alle Geräte haben die Standard-Antennen montiert und senkrecht aufgerichtet. Mittels "Neustart mit Standardwerten des Bootloaders" wurden alle Geräte in den Urzustand versetzt. Die IP-Adressen des WLAN-Interfaces wurden gesetzt, ausserdem bei den WRTs die Antenne A als Sende- und Empfangsantenne. Jeweils ein WRT und ein WL500G sind in einem eigenen Ad-Hoc-WLAN-Netzwerk:
Konfiguration Netz1
ASUS WL500G, 192.168.255.1/24, SSID "Testnetz1"
WRT54GL, 192.168.255.2/24, SSID "Testnetz1"
Konfiguration Netz2
ASUS WL500G, 192.168.255.3/24, SSID "Testnetz2"
WRT54GL, 192.168.255.4/24, SSID "Testnetz2"
Dieses Testnetzwerk arbeitet während dem ganzen Versuch unverändert auf Kanal 6.
Testumgebung
Alle vier Router stehen nebeneinander im gleichen Zimmer. Im Haus ist auf Kanal 11 ein anderes WLAN-Netzwerk vorhanden (Accesspoint-Modus), ausserdem empfängt man auf Kanal 1 das Fuerstenland-Wireless-Netzwerk (Ad-Hoc-Modus). Beide Netzwerke werden kaum genutzt und sollten den Testaufbau kaum stören.
Versuchsparameter
Jeweils ein Notebook ist an die LAN-Schnittstelle der WL500Gs angeschlossen. Mittels Firefox wird auf beiden Notebooks der Endlosdownload (/dev/zero) der WRTs heruntergeladen. Sobald eines der beiden Notebooks 500MB heruntergeladen hat, wird die von Firefox angezeigte gemittelte Datenrate notiert. Um nur die Kanalüberlappung zu testen, bleibt der Kanal der Netz2-Geräte konstant, während der Kanal der Netz1-Geräte verändert wird. Bei jedem Versuch werden beide Endlosdownloads neu gestartet, um die gemittelte Datenrate nicht zu verfälschen. Der Versuch wurde am Sonntag, den 17. Dezember 2006 durchgeführt.
Ergebnisse
500MB Download auf Kanal 6 ohne zweites WLAN-Netzwerk
Referenzmessung der praktisch erreichbaren Datenraten bei diesem Versuchsaufbau: -Netz1: 1867kByte/s -Netz2: 1880kByte/s
500MB Download mit Angabe des Kanales der Netz1-Geräte
-Kanal 1, Netz1: 1769kByte/s, Netz2: 327kByte/s
-Kanal 2, Netz1: 1186kByte/s, Netz2: 1200kByte/s
-Kanal 3, Netz1: 1186kByte/s, Netz2: 1198kByte/s
-Kanal 4, Netz1: 1202kByte/s, Netz2: 1196kByte/s
-Kanal 5, Netz1: 1201kByte/s, Netz2: 1176kByte/s
-Kanal 6, Netz1: 1226kByte/s, Netz2: 1171kByte/s
-Kanal 7, Netz1: 1267kByte/s, Netz2: 714kByte/s
-Kanal 8, Netz1: 1380kByte/s, Netz2: 710kByte/s
-Kanal 9, Netz1: 1396kByte/s, Netz2: 659kByte/s
-Kanal 10, Netz1: 840kByte/s, Netz2: 1162kByte/s
-Kanal 11, Netz1: 1423kByte/s, Netz2: 783kByte/s
-Kanal 12, Netz1: 1743kByte/s, Netz2: 406kByte/s
-Kanal 13, Netz1: 1772kByte/s, Netz2: 369kByte/s
-Kanal 14, Netz1: 1563kByte/s, Netz2: 590kByte/s
Interpretation
Eine genauere Auswertung erfolgt noch. Obwohl nur beim Netz1 der Kanal vor jedem Test geändert wurde, sind massive Einbrüche bei der Datenrate auf dem Netz2 erkennbar. Da manche Messwerte nicht ganz nachvollziehbar sind, muss man bei WLAN in der Praxis wirklich davon ausgehen, dass Voodoo dahintersteckt. ;-) Da diese Messwerte von vielen unbekannten Faktoren beeinflusst werden, würde man bei einer zweiten Messung mit anderen Geräte an einem anderen Ort mit anderen Nachbar-WLAN-Netzwerken und anderen Test-Datenübertragungen zu anderen Ergebnissen kommen. Fazit von dieser Versuchsreihe: Wo immer möglich, sollten kabelgebundene (oder optische?) Links aufgebaut werden, da WLAN ziemlich unberechenbar ist!
