NetCHEIF Articles

  דף הבית | פורום | בלוג | צור קשר | חיפוש | אודות

 

סקירת נקודת הגישה
של חברת Ruckus
מדגם ZoneFlex 2942

תאריך הסקירה: נובמבר 2010

הקדמה

הצצה קצרה בפורומים העוסקים ברשתות ביתיות תגלה שבעיית הכיסוי האלחוטי של נתבים, היא אחת מהנפוצות ביותר.  מגבלות טכנולוגיות, ביחד עם אופי הבניה הישראלי העושה שימוש רב בבטון וברזל, גורמות לטווח כיסוי אלחוטי קצר ולבעיות קליטה בחדרים ובקומות מרוחקות.  על מגבלות אלה ניתן להתגבר במספר דרכים, כאשר הנפוצה ביותר היא שימוש בנקודת גישה (Access Point).

נקודת גישה (שנציין אותה לעיתים בקיצור AP) יכולה לתפקד בשני אופנים עיקריים.  בצורה הראשונה מתפקדת ה-AP כ-"תחנת ממסר" הקולטת שידורים אלחוטיים ומשדרת אותם מחדש.  באופן פעילות זו, המכונה Repeater, גם אם האות האלחוטי הנקלט בתחנת הממסר חלש, הוא משודר מחדש בעוצמה מלאה וכתוצאה מכך טווח הכיסוי האלחוטי של הרשת גדל.  הדרך הפשוטה והזולה ביותר ליישם נקודת גישה המשמשת כ-Repeater, היא לרכוש נתב אלחוטי נוסף, התומך ב-WDS.

אפשרות נוספת ליישום של נקודת גישה היא חיבורה בכבל רשת אל הנתב או המתג (switch) של הרשתבאופן זה, המכונה לעיתים Bridge, ניתן להציב את תחנת הממסר במקום שאינו מכוסה על ידי האות האלחוטי של הנתב ולהקים באמצעות ה-AP סביבה אלחוטית נפרדת, המתחברת אל הנתב בכבל רשת סטנדרטי.

על בעיות הכיסוי, על הטכנולוגיה העומדת בבסיס ה-AP ועל השיטות השונות ליישום נקודת גישה, ניתן לקרוא בפרוטרוט במדריך "שימוש בנתב אלחוטי כנקודת גישה אלחוטית (Access Point, Repeater)".

סקירה זו תתמקד בנקודת הגישה ZoneFlex 2942 של חברת Ruckus המתפקדת כ-Bridge.  הדגם הנסקר אמנם אינו תומך בתקן N, אבל הוא מציג ביצועים אלחוטיים מפתיעים.  על מנת להשיג ביצועים אלה עושה ה-ZoneFlex 2942 (שיכונה לעיתים ZF2942) שימוש במערך אנטנות ייחודי, המכונה על ידי החברה בשם Tomahawk.

מערך האנטנות הייחודי של ה-ZF2942 נשלט על ידי קושחה שדואגת לכוון את האות האלחוטי באופן האופטימאלי ביותר אל המחשב אליו היא משדרת.  על ידי כך משיגה נקודת הגישה של Ruckus טווחי פעולה וקצבי שידור עדיפים בהרבה מאלה של נקודות גישה סטנדרטיות.

 

חברת Ruckus

חברת Ruckus, שהוקמה לפני כ-6 שנים, היא חברה אמריקאית המתמחה בפיתוח ויצור של מוצרי תקשורת אלחוטיים מבוססי WiFi לעסקים קטנים ובינוניים.  החברה מכרה עד היום כ-2 מיליון נקודות גישה העושות שימוש במערך האנטנות הייחודי שפיתחה.

פרט למוצר הנסקר כאן, לחברה יש עוד סדרה שלמה של AP התומכים בתקן N ובנוסף מוצרים העמידים לתנאי מזג אוויר קשים -- גשם, רוחות, שמש -- המיועדים להתקנה מחוץ למבנים.  את החברה הקימה ומנהלת סלינה לו (Selina Lo) שהיא דמות ידועה מאוד בתחום התקשורת האלחוטית.

מוצרי החברה מיובאים לארץ על ידי חברת גטר-טק בע"מ (Getter Tech).

 

המבנה חיצוני של ה-ZoneFlex 2942

ממבט ראשון ה-ZF2942 נראה כמו מנורת קיר, שבסיסה אפור וכיפתה לבנה.  גודלו החיצוני הוא 19.5 ס"מ X‏ 15 ס"מ X‏ 9.5 ס"מ והוא מיועד להתקנה על תקרת המבנה או על אחד מהקירות שלו.  על מנת לאבטח את ההתקנה ניתן לחבר ל-ZF2942 מנעול מסוג Kensington lock.

הבסיס של ה-ZF2942 הוא מתכתי ועליו יש מדבקות הכוללות את הפרטים של ה-AP - מספר סידורי, כתובת MAC, כתובת הגישה, וכן שם המשתמש והסיסמא הראשוניים לצורך הגדרה. 

בגב ה-AP ניתן למצוא את כניסת המתח, חיבור לאנטנה חיצונית נוספת, שתי כניסות RJ45 במהירות 10/100Mbps (אחת מהן תומכת ב-POE) ואת כפתור ה-SOFT RESET.  הנוריות של הנתב וכפתור ה-HARD RESET נמצאים בצד השמאלי של ה-AP (ראו תמונה משמאל.  לחיצה על כל תמונה בסקירה זו תציג אותה מוגדלת בחלון חדש).

ה-ZF2942 ניזון מספק כוח של 12V הפועל בזרם של 1A.  בקופסא מגיע גם כבל RJ45, שבלונה לקידוח חורים וספרון הדרכה קצרצר.

 

המבנה הפנימי של ה-ZoneFlex 2942

על מנת לפרק את ה-ZF2942, יש לפתוח 4 בורגי פיליפס הנמצאים בחלק התחתון של ה-AP.  אחרי פתיחת הברגים, ניתן להסיר את כיסוי הפלסטיק של ה-AP ולחשוף את המבנה הפנימי שלו.

האלמנט הראשון הנגלה לעין הוא מערך האנטנות הייחודי של ה-ZF2942.  המבנה, שחברת Ruckus מכנה אותו Tomahawk, מותקן על לוח אלקטרוני נפרד המתחבר ללוח האם התחתון באמצעות קונקטור בן 18 פינים ושני כבלי RF.

על החלק העליון של הלוח מורכבות 8 אנטנות ניצבות, בגדלים שונים.  3 אנטנות נוספות ניתן למצוא בחלק התחתון של הלוח.  בנוסף לכל האנטנות הניצבות, על הלוח עצמו מודפסת אנטנה אנכית נוספת - בסה"כ 12 אנטנות נפרדות.

בתמונה משמאל ניתן גם לראות את בסיס המתכת המחורר של ה-ZF2942, את הקונקטור ושני כבלי ה-RF ומצד שמאל של התמונה מציץ חלק מפנל החיבורים האחורי.

ה-ZF2942 מתבסס על שני רכיבים אלקטרוניים עיקריים -- ה-AR2315A-001 של חברת Atheros וה-Marvell 88E6060.

הרכיב של חברת Atheros הוא SoC (כלומר System on Chip) המהווה את המעבד המרכזי של ה-ZF2942.  הרכיב של Marvell מנהל את פורטי ה-RJ45 שלו.  בנוסף ניתן לראות על לוח האם רכיב זיכרון של חברת Nanya בנפח 32MB ושני רכיבים ייעודיים של חברת Ruckus (על רכיבים אלה ניתן לראות מדבקות לבנות).  הרכיב של של חברת WE-MIDCOM הוא המקמ"ש (משדר/מקלט) של כניסות ה-RJ45.

 

הייחודיות של ה-ZoneFlex 2942 של חברת Ruckus

ההתבססות של ה-ZF2942 על למעלה מ-10 מאנטנות, בגדלים שונים, היא זו שמקנה את הייחודיות שלו.  באמצעות תוכנת ההפעלה (ה-firmware), מרכז ה-ZF2942 את השידור של מערך האנטנות בכיוון מסויים, המבוסס על הנקודה ממנה הגיע האות.  על ידי כך ניתן למקסם את הטווח וקצב השידור של האות ולהבטיח תפוקה (throughput) מקסימאלית. 

אופן עבודה זה מאפשר למספר AP לפעול במקביל, באותה סביבה, כאשר האות האלחוטי שהם משדרים אינו מפריע האחד לשני.  מבחינה מעשית, כל AP של Ruckus הופך את מערך האנטנות שלו מאנטנה כדורית סטנדרטית(Omni Directional) לאנטנה כיוונית (Directional).

מעבר לכך, כיוון שהכיווניות של מערך האנטנות מחושבת כהרף עין לפני כל שידור אלחוטי, מובטח שהוא יגיע לייעדו בצורה האופטימאלית, בכל שידור ושידור, מבלי שהוא מפריע לאותות אלחוטיים אחרים.

בתמונה משמאל ניתן לראות באופן סכמטי כיצד שלושה AP של Ruckus מטפלים ב-6 התקנים אלחוטיים מבלי להפריע האחד לשני, כאשר מערך האנטנות של כל AP פונה לכיוון אחר.

נקודה נוספת שיש להדגיש היא היכולת של ה-AP של Ruckus לפעול בתצורת Mesh Connection -- כלומר רשת של נקודות גישה פיזיות הנראות כלפי נקודות הקצה כ-AP אחד.  צורת עבודה זו מבטיחה שרידות ואמינות גבוהה יותר.  מידע מפורט על אופן עבודה זה ניתן למצוא כאן.

בארגונים בינוניים וגדולים, בהם מותקנות נקודת גישה רבות, הניהול השוטף שלהן הופך להיות אתגר רציני.  על מנת לאפשר למנהלי המערכת להתמודד עם ניהול מורכב זה, פיתחה Ruckus את ה-Zone Directorזוהי קופסא המתחברת לנתב הרשת ומאפשרת לנהל את כל מערך ה-AP מנקודה מרכזית אחת, מבלי שיש צורך להיכנס לתפריטי ההפעלה של כל AP בנפרד.

 

התקנה והגדרות ראשוניות

התקנת ה-ZF2942 נעשית כדלקמן:

1.  יש לחבר את ה-AP לחשמל ולחבר אליו כבל רשת המגיע ישירות מהמחשב.  שימו לב - אין לחבר את ה-AP למחשב דרך נתב או דרך Switch!

2.  יש לקבוע לכרטיס הרשת של המחשב המתחבר ל-ZF2942 כתובת IP ידנית בסגמנט ‏‎XX‏‎.192.168.0, לדוגמא 192.168.0.99, כאשר ה-Sub Net מוגדר כ-255.255.255.0 וה-Default Gateway מוגדר כ-192.168.0.1 -- הכתובת הראשונית של ה-AP.  ניתן להיעזר במדריך הזה לשם כך.

3.  עתה יש לפתוח את הדפדפן ולהקליד את הכתובת http://192.168.0.1.  אם הכול יעבוד כשורה יוצג בפניך מסך ה-login של ה-AP.  במידה והמסך משמאל אינו מופיע, יש לכבות את המחשב ואת ה-ZF2942, להמתין כדקה, להדליק אותם שנית ולנסות להיכנס שוב דרך הדפדפן.

4.  במסך ה-login המוצג יש להקליד את המילה "super" עבור שם המשתמש ו-"sp-admin" עבור הסיסמא.  כתוצאה מכך יוצג המסך המופיע משמאל.

ה-ZF2942 מגיע כברירת מחדל עם הגדרת כתובת IP אוטומטית המושגת דרך שרת ה-DHCP של הנתב.  מומלץ מאוד לקבוע ל-AP כתובת IP קבועה, מחוץ לטווח שמחלק שרת ה-DHCP של הנתב, כיוון שכך יהיה ניתן לגשת לתפריטיו בכתובת ידועה מראש.

הגדרת כתובת ה-IP הידנית חיונית במיוחד כאשר לא נעשה שימוש בקופסאות הניהול הייעודיות של Ruckus.  כפי שניתן לראות בתמונת המסך משמאל, קבעתי ל-ZF2942, באמצעות התפריט Configure->Device, כתובת IP קבועה של 10.0.0.160 הנמצאת בסגמנט של הנתב שלי - ‏‎XX‏‎.10.0.0.

פעולה נוספת שיש כמובן לבצע היא הגדרת נקודת הגישה האלחוטית.

כפי שניתן לראות בצילום המסך משמאל, ההגדרה היא די פשוטה וכל מה שנדרש הוא להקליד את שם הנקודה, ה-SSID שלה ואופן ההצפנה.  שם הנקודה אינו חייב להיות זהה ל-SSID והוא רלוונטי כאשר נעשה שימוש בקופסאות הניהול של Ruckus.

הגדרת ערוץ הפעילות של ה-AP נעשית בלשונית Common.

לשונית זו כוללת הגדרות המשותפות לכל 8 הסביבות האלחוטיות שניתן להגדיר באמצעות ה-ZF2942.

 

תכונות נוספות

להלן רשימת תכונות נוספות של ה-ZF2942:

גישה לתפריטי ה-AP:  הגישה ל-AP נעשית באמצעות שם משתמש וסיסמא.  ניתן להגדיר הן את שם המשתמש והן את הסיסמא אך לא ניתן להגדיר יותר ממשתמש אחד.  לאחר פרק זמן של חוסר פעילות, מתבצע ניתוק אוטומטי של המשתמש.

ניהול ה-AP:  ניהול ה-AP יכול להתבצע בממשק אינטרנט (HTTP או HTTPS) או ב-TELNET וניתן לבחור עבור כל פרוטוקול את הפורט בו יעשה שימוש.

רשת ה-LAN הקווית:  ה-AP תומך ב-2 כניסות קוויות במהירות של 10M ו-100M, כאשר אחת מהן תומכת ב-POE (כלומר Power over Ethernet). כל פורט מהווה VLAN עצמאי וניתן לשייך כל אחת מ-8 הסביבות האלחוטיות בהן תומך ה-AP לאחד משני הפורטים או לשניהם גם יחד.

רשת ה-WIFI:  כפי שצוין לעיל, ה-ZF2942 הוא AP בתקן G הכולל מערך אנטנות ייחודיכל 13 הערוצים של תדר ה-2.4Mhz נתמכים וניתן לקבוע את ערוץ הפעילות באופן ידני או אוטומטי (roam).  על מנת להפחית את הזליגה של האות האלחוטי, ניתן להקטין את עוצמתו ב-4 קפיצות של 3dB-, כלומר לחצי, רבע, שמינית ו-1/16 מהעוצמה המקורית.

אבטחה אלחוטית:  ה-AP תומך ב-WEP, ב-WPA וב-WPA2.  בנוסף, ה-ZF2942 מאפשר לכל מחשב ברשת להשתמש במפתח WPA2 פרטי, כך שאין צורך לחלוק את אותה סיסמא עם כל המחשבים המתחברים אל ה-AP.‏  Ruckus מכנה תכונה זו בשם SmartSec.

Guest Zone:  ה-ZF2942 תומך ב-8 סביבות אלחוטיות שונות.  באופן זה ניתן לחלק את המשתמשים ב-AP לקבוצות שונות. לכל סביבה ניתן להגדיר שיטת אבטחה שונה.

הגבלת גישה והתחברות (ACCESS CONTROL):  ניתן למנוע מכרטיסי רשת אלחוטיים מלהתחבר ל-AP.  ההגבלה נקבעת על פי כתובת ה-MAC של כרטיס הרשת האלחוטי.  את ההגבלה ניתן לקבוע לכל אחת מ-8 ה-SSID המוגדרים בנתב.

תעדוף תעבורה (QOS):  ה-ZF2942 תומך בתעדוף תעבורה לכל אחד מכרטיסי הרשת האלחוטיים המתחברים אליו.  את רוחב הפס לא ניתן לקבוע באופן חופשי אלא יש לבחור את הערך המתאים ביותר מתוך רשימה הנמצאת בתפריט.  רשימה זו מתחילה ב-100Kbps ומסתיימת ב-50Mbps עם כ-10 דרגות ביניים.

תעדוף מידע:  ה-ZF2942 יודע לבחון את סוג חבילות המידע העוברות דרכו ולתת להן עדיפות על פי תוכנן.  תעדוף זה מאפשר להעביר קול ווידאו בצורה חלקה.  Ruckus מכנה תכונה זו בשם SmartCast

עדכון קושחה:  ניתן לבדוק את זמינותו של עדכון קושחה (firmware) ל-ZF2942 על ידי שימוש בתפריט ה-Maintenance->Upgrade.  במידה וקיים עדכון שכזה, ניתן להוריד ולטעון אותו ל-AP מתוך התפריטים עצמם.  בנוסף, ניתן לקבוע בדיקה אוטומטית של זמינות עדכון קושחה בחלונות זמן הנעים מ-12 שעות
ועד 4 שבועות.  במידה ובבדיקה האוטומטית מתגלה עדכון חדש, ניתן לקבוע את השעה בו יבוצע העדכון.

זמני טעינה ו-REBOOT:  ב-AP הזה חלק גדול מההגדרות נכנס לפעולה באופן מיידי.  במקרה והפעולה דורשת REBOOT, היא נמשכת כ-60 שניות.

שעון פנימי:  ה-AP קורא זיהוי זמן משרת NTP מוגדר מראש.  ניתן לשנות את כתובת השרת אך השעה מוצגת רק על פי שעון גריניץ' (GMT).

מנגנון עזרה (HELP):  ב-AP יש מנגנון עזרה מובנה שניתן להגיע אליו על ידי לחיצה על הכפתור "Need Help" הנמצא בצד השמאלי העליון של כל מסך.  העזרה המוצגת בכל מסך היא Context Sensitive, כלומר רלוונטית למסך המוצג.  בסוף הסקירה ניתן למצוא LINK למדריך המשתמש של ה-AP.

סטטיסטיקות, סטטוס ו-LOG:  ל-AP יש תפריט LOG מפורט וכן מנגנון (תפריט Maintenance->Support Info) המאפשר לבחון את כל הפרמטרים הפנימיים של
ה-AP.  בנוסף, ניתן לאבחן את ההתקנים האלחוטיים המתחברים לכל אחד מ-8 הסביבות האלחוטיות ולקבל סטטיסטיקות על חיבור זה.

 

ביצועים אלחוטיים

הביצועיים האלחוטיים של ה-ZF2942 נמדדו על ידי תוכנת IPERF על פי המתודולוגיה המפורטת במדריך הנמצא כאן, תוך התבססות על קושחה 8.1.1.0.12.

הערה:  הביצועים האלחוטיים המפורטים להלן נמדדים בסביבה ביתית רגילה, שכל התקני האלחוט האחרים הממוקמים בה מושבתים ובכלל זה טלפונים אלחוטיים, התקני WIFI, התקני BLUETOOTH ומכשיר מיקרוגל.  יחד עם זאת, סביבת הבדיקה אינה מנוטרלת מהפרעות חיצוניות של נתבים אחרים, טלפונים אלחוטיים וכדומה.

בדיקת הביצועים בוצעה באמצעות מחשב נייד מדגם Lenovo S10e וכרטיס אלחוטי פנימי בחיבור Mini PCI של חברת Broadcom, המבוסס על הרכיב BCM4321זהו כרטיס בתקן N בתצורת אנטנות של 2X2.

לצורך הבדיקה נעשה שימוש במודם/נתב אלחוטי משולב של חברת D-LINK מדגם DSL-2650U המסופק על ידי בזק ללקוחות ה-ADSL שלה.  מודם/נתב זה פועל בתקן G וסקירה מפורטת שלו ניתן למצוא כאן.

בשלב הראשון בוצעה בדיקת ביצועים מול הרכיב האלחוטי המקורי של ה-DSL-2650U.  בשלב שני נוטרל המרכיב האלחוטי של המודם/נתב ובמקומו הופעל ה-ZF2942 שחובר אל המודם/נתב בכבל רשת סטנדרטי.  בבדיקה זו מוקם ה-ZF2942 בצמוד לנתב.

בטבלה המופיעה להלן ניתן לראות את תוצאות בדיקות הביצועים של כרטיס הרשת אל מול ה-DSL-2650U ואל מול ה-ZF2952.  כל התוצאות הן ב-Mbps.

  מיקום A מיקום B מיקום C מיקום D מיקום E
DSL-2650U מול BCM94321 21.1 21.0 4.6 6.6 0.0
ZF2942 מול BCM94321 21.2 20.1 9.6 12.8 3.6

סיכום:  היכולת של ה-ZF2942 לגשר על מרחקים גדולים, תוך שמירה על קצב שידור גבוה, מודגמת בטבלה זו במלוא העוצמה.  בעוד שבטווחים קצרים אין כמעט הבדל בין אנטנה סטנדרטית לאנטנה כיוונית, הרי ככל שהמרחק גדל ומספר המכשולים מתרבה, מראה מערך האנטנות הייחודי של ה-ZF2942 את כוחו.  בנקודה C מדובר על שיפור של יותר מפי 2 ובנקודה D שיפור של 94%.  בנקודה E מצליח ה-ZF2942 לקיים תקשורת אלחוטית בעוד שהנתב עצמו נכשל בכך.

 

מסקנות והתרשמות

ה-ZoneFlex 2942 של חברת Ruckus היא נקודת גישה (Access Point) העושה שימוש במערך אנטנות ייחודי על מנת לגשר על מרחקים גדולים, תוך שמירה על קצב שידור גבוה.  באמצעות מערך האנטנות הייחודי שלו בודק ה-ZF2942, לפני כל שידור, את הכיוון והעוצמה של האות המגיע אליו ומכוון את האות שהוא משדר על פי מידע זה.

תוצאות בדיקת הביצועים שבוצעו על ידי מראות על שיפור של פי 2 ויותר בקצב השידור המושג ויכולת הגעה לנקודות מרוקחות יותר, כל זאת לעומת נתב בייתי סטנדרטי.  נתונים אלה מוכיחים כי הפטנט של חברת Ruckus עובד ומבנה האנטנות המוזר של ה-ZF2942, בשילוב עם קושחה קניינית, עושה את המצופה ממנו.

ה-ZoneFlex 2942 של Ruckus אינו פתרון זול והתמחור שלו מייעד אותו בעיקר לעסקים קטנים ובינוניים.  העלות של AP אחד, ללקוח הסופי בארה"ב, היא כ-$399 מה שמרחיק אותו מהישג ידו של משתמש בייתי ממוצע.

יחד עם זאת, באמצעות מיקום נכון של ה-AP הזה, ניתן לכסות באופן אלחוטי מבנה שלם ובכך יחודו.  לפיכך, משתמשים שנואשו מלכסות באמצעים אלחוטיים סטנדרטיים מבנה המתפרס על מספר קומות, אשר כולל מרתף לפיכך, וממ"ד, ימצאו ב-ZF2942 פתרון.

 

פרטים נוספים

אתר היצרן -- http://www.ruckuswireless.com

אתר היבואן של מוצרי Ruckus בישראל -- http://www.getter-tech.co.il/index.php

אתר המוצר -- http://www.ruckuswireless.com/products/zoneflex-indoor/2942

דף מידע -- ZoneFlex 2942D atasheet

מדריך למשתמש -- ZoneFlex 2942 User's Guide

סקירה מפורטת של Tom's Hardware --‏‏ Tom's Hardware Zone Flex 2942 Review