インフラ・DevOps
Wi-Fi上でのリアルタイムストリーミングのためのマルチコネクティビティ
Multi-connectivity for real-time streaming over Wi-Fi (nanoping.com)
要約
この記事は、NanoPingという技術を用いて、複数のWi-Fiアダプターを同時に使用することで、移動中のノートパソコンからでも遅延なくライブビデオストリーミングを実現するベンチマーク結果を示しています。単一のWi-Fiネットワークでは信号強度の低下によりパケットロスや遅延が発生するのに対し、NanoPingは複数のネットワークを切り替えながら利用することで、60秒間のテスト中に一度も遅延やパケットロスを発生させませんでした。これは、Wi-Fi環境下での安定したリアルタイム通信の可能性を示唆しています。
全文翻訳
ベンチマーク:移動中のWi-Fi
移動中のライブビデオをWi-Fiで、一度もパケットを遅延させずに
私たちは3つのWi-Fiアダプターを搭載し、それぞれが独自のアクセスポイントに接続されたノートパソコンを、単一のアクセスポイントではカバーできない30mの実験室内で移動させ、1分間ライブビデオを送信しました。
単独では、3つのネットワークそれぞれが、ノートパソコンが離れるにつれて遅くなりすぎました。
NanoPingが3つのアダプターを同時に使用した場合、すべてのパケットが100ミリ秒以内に到着しました。
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AAP A, 2.4 GHz ch 9
シグナル -65 dBm
AP B, 5 GHz ch 100
シグナル -46 dBm
CAP C, 5 GHz ch 36
シグナル -72 dBm
上記の実験室、約30mの端から端まで
NanoPing、3つのアダプターすべて
時間帯
AP A
0%
AP B
100%
AP C
0%
最も遅いパケット
29 ms
遅延した回数
0回、0.0秒
AP Aのみ
遅延
シグナル
-65 dBm
最も遅いパケット
143 ms
遅延した回数
4回、2.1秒
AP Bのみ
時間内
シグナル
-46 dBm
最も遅いパケット
28 ms
遅延した回数
3回、0.5秒
AP Cのみ
遅延
シグナル
-72 dBm
最も遅いパケット
1137 ms
遅延した回数
3回、0.8秒
0:46 / 1:00
AP Bに向かって戻る
AP Cを通過
AP Aで旋回
AP Cを再び通過
AP Bに戻る
NanoPing
AP Aのみ
AP Bのみ
AP Cのみ
60秒間の歩行全体を再生。
赤は、単独のネットワークがビデオを100ミリ秒以上待たせた時点を示します。
ノートパソコンには各ネットワークに1つのWi-Fiアダプターがあります。
そのノートパソコンからの線は、NanoPingが各アダプターを通してどれだけのビデオを送信していたかを示しています。
ノートパソコンの位置はシグナルから読み取られます。
9秒と35秒でAP Cを通過し、22秒でAP Aで旋回しました。
ビデオが待たなければならなかった回数
0回、単一ネットワークでは3~12回
遅延または失われたビデオフレーム数、1,800フレーム中
0フレーム、単一ネットワークでは最大208フレーム
99/100パケットが到着した時間
49 ms、単一ネットワークでは最大941 ms
最も遅いパケット
91 ms、依然として100ミリ秒の制限内
スコアカード
1回の歩行、ビデオを運ぶ4つの方法
同じノートパソコン、同じ歩行、同じ1分間。
ノートパソコンには各ネットワークに1つのWi-Fiアダプターがあり、NanoPingは3つすべてを同時に使用しました。
各ネットワークは単独では、NanoPingがそれを介して送信したパケットをどのように処理したかから計算されます。
最も良いAP Bでさえ、8フレームを損なうでしょう。
すべての行で、低いほど良いです。
NanoPing
NanoPing
3つのアダプターを同時に使用
AP A
AP Aのみ
1つのアダプター、2.4 GHz ch 9
AP B
AP Bのみ
1つのアダプター、5 GHz ch 100
AP C
AP Cのみ
1つのアダプター、5 GHz ch 36
ビデオが待たなければならなかった回数
パケットが100ミリ秒を超えた、または決して来なかった
0
1
2
3
5
待機時間
それらのすべての瞬間が合計されたもの
0.0秒
5.8秒
0.5秒
8.1秒
遅延または失われたフレーム数、1,800フレーム中
0
1
198
208
通常の遅延の範囲内に到着した99/100パケット
49 ms
177 ms
50 ms
941 ms
最も遅いパケット
単一の最悪の瞬間
91 ms
580 ms
208 ms
1,137 ms
1回の歩行;チェックマークは行のベストを示します。
単独のネットワークは、NanoPingがそれを介して送信したパケットが100ミリ秒後に到着した、または決して到着しなかった、またはノートパソコンが接続を持たなかった10分の1秒のいずれかにおいて遅すぎると見なされます。
半秒未満の間隔は1回とカウントされます。
フレーム:フレーム中に送信されたパケットが遅延または失われた場合、そのフレームは遅延または失われたと見なされます。
60秒間全体
各ネットワークは順番にフェードアウトし、決して同時にすべてはしませんでした
AP A, 2.4 GHz ch 9
AP B, 5 GHz ch 100
AP C, 5 GHz ch 36
100ミリ秒制限を超えて
スワイプして60秒全体を表示します。
AP Cを通過
AP Aで旋回
AP Cを再び通過
AP Bに戻る
シグナル(dBm)
ノートパソコンでのシグナル、dBm
-30
-50
-70
-90
AP A
AP B
AP C
NanoPingがビデオを送信した場所、各秒のシェア
100%
0
100ミリ秒制限を超えて、単独で
AP Aのみ
12回、5.8秒
AP Bのみ
3回、0.5秒
AP Cのみ
5回、8.1秒
NanoPing
0
0
10
20
30
40
50
60
歩行開始からの秒数
上:各ネットワークのノートパソコンでのシグナル、半秒平均。
中央:NanoPingが各ネットワークで送信した各秒のビデオのシェア。
下:各ネットワークが単独でビデオを待たせた瞬間。
任意の瞬間を読むには、チャートにカーソルを合わせるかタップしてください。
パケットにかかった時間
最も遅いパケットが、映像が途切れるかどうかを決定します。
ビデオは各パケットに最大100ミリ秒待ちます。
NanoPingのパケットはすべて、その制限内に収まりました。
単独では、各ネットワークには遅いパケットがあり、それをはるかに超えていました。
AP Cは、パケットを100ミリ秒で通過させるために941ミリ秒かかりました。
制限を超えて、ビデオは待たなければなりません
NanoPing
すべてのビデオパケット、エンドツーエンド
半分
パケットの半分
9 ms
9/10
10パケット中9個
21 ms
99/100
100パケット中99個
49 ms
999/1000
1000パケット中999個
87 ms
AP Aのみ
このネットワークで送信されたすべてのパケット
半分
パケットの半分
9 ms
9/10
10パケット中9個
23 ms
99/100
100パケット中99個
177 ms
999/1000
1000パケット中999個
543 ms
AP Bのみ
このネットワークで送信されたすべてのパケット
半分
パケットの半分
10 ms
9/10
10パケット中9個
22 ms
99/100
100パケット中99個
50 ms
999/1000
1000パケット中999個
114 ms
AP Cのみ
このネットワークで送信されたすべてのパケット
半分
パケットの半分
10 ms
9/10
10パケット中9個
57 ms
99/100
100パケット中99個
941 ms
999/1000
1000パケット中999個
1,137 ms
0
100ミリ秒制限
200
300
400
パケット到着時間(ミリ秒)
各バーはゼロから、そのシェアのパケットが到着した時間まで伸びています。制限を超えた場合は赤、チャートからはみ出した場合は矢印が付いています。
NanoPing:送信プログラムから受信プログラムまでのすべてのビデオパケット。
各ネットワークのみ:NanoPingがそれを介して送信したすべてのパケット。
時間内のパケット(100ミリ秒)
NanoPing
100%
遅延または損失なし
AP Aのみ
97.89%
2.11% 遅延または損失あり
AP Bのみ
99.87%
0.13% 遅延または損失あり
AP Cのみ
91.48%
8.52% 遅延または損失あり
すべてのレイテンシ(遅延)数値
NanoPing
AP Aのみ
AP Bのみ
AP Cのみ
パケットの半分以内の時間
9 ms
9 ms
10 ms
10 ms
10パケット中9個以内の時間
21 ms
23 ms
22 ms
57 ms
100パケット中99個以内の時間
49 ms
177 ms
50 ms
941 ms
1000パケット中999個以内の時間
87 ms
543 ms
114 ms
1,137 ms
最も遅いパケット
91 ms
580 ms
208 ms
1,137 ms
時間内のパケット(100ミリ秒)
100.00%
97.89%
99.87%
91.48%
片道時間。NanoPingには送信プログラムから受信プログラムまでの全経路が含まれます。
各ネットワークのみ:そのネットワーク自体の部分のみが含まれ、ネットワークに有利に働きます。
NanoPingがそれを実現した方法
3つのWi-Fiアダプターを同時に使用
通常、ノートパソコンには1つのWi-Fiアダプターがあり、1つのネットワークに接続し、そのネットワークが悪化するまで移動しません。
このノートパソコンには3つのアダプターがあり、それぞれが独自のネットワークに接続されていました。
NanoPingは3つすべてを同時に使用し、その時点で良好だったネットワークに依存しました。
ネットワークあたりのアダプター1つ
ノートパソコンには3つのWi-Fiアダプターがあり、それぞれが常に独自のアクセスポイントに接続されたままでした。
1つのネットワークを切断して次のネットワークに参加する必要がなかったため、待機する切り替えはありませんでした。
弱いスポットを回避しました
単独では遅すぎるネットワークだった瞬間に、NanoPingはそのアダプターを通してほとんどビデオを送信していませんでした。
AP Aでは2%、AP Bでは0%、AP Cでは0%でした。
他のネットワークで損失を補いました
単独では、3つのネットワークは送信されたパケットのうち108個を失い、さらに2,429個を遅延して配信しました。
NanoPingは他のアダプターを通して1,251個のパケットを再送信し、7,943個の修復パケットを送信したため、それらのどれもビデオには到達しませんでした。
NanoPingが各アダプターを通して送信したパケット
AP Aのみ
AP Bのみ
AP Cのみ
送信パケット数
26,325
31,761
22,765
100ミリ秒後に到着したパケット
554
42
1,833
損失パケット数
20
10
6
最低リンク速度
6 Mbit/s
8.6 Mbit/s
6 Mbit/s
ビデオ、修復、チェックパケットを60秒間にわたって送信。
最低リンク速度:そのネットワークのアダプターがその1分間に送信した最も遅い速度。
その速度では、7 Mbit/sの全体を処理するネットワークは、ここの数値よりも悪くなるでしょう。
テストセットアップ
テストの実行方法
1台のノートパソコンがストリームの両端でした。
3つのWi-Fiアダプターを同時に使用してビデオを送信し、3つのアクセスポイントすべてが接続されているルーターを経由して、イーサネットポートで受信しました。
1分間のビデオ中に、実験室の一方の端からもう一方の端まで、そして戻って移動しました。
ノートパソコン、送信中
NanoPingを3つのWi-Fiアダプターで
アクセスポイント
各アダプターに1つ
アダプター1
Wi-Fiアダプター1
AP A
2.4 GHz ch 9
アダプター2
Wi-Fiアダプター2
AP B
5 GHz ch 100
アダプター3
Wi-Fiアダプター3
AP C
5 GHz ch 36、ルーター
ルーター
1つのローカルネットワーク
イーサネット
ノートパソコン、受信中
そのイーサネットポート
ビデオ
A