Allion Labs / Sean Huang

无线路由器架设会因屋内格局及家具摆设而产生死角,而Mesh Wi-Fi AP正是为了解决无线网络环境架设中的死角问题而存在。Mesh Wi-Fi AP是以多台Wi-Fi AP组成Mesh结构来提供大范围的网络覆盖能力,让使用者无论身处场域的何处都能有稳定的网络信号及联机质量。

但是市面上Mesh Wi-Fi AP品牌众多,在挑选Mesh Wi-Fi AP时,虽然规格有标明支持的技术或标准,但使用者在实际使用上,仍会遇到一些问题,大多以下列三种类型为主:

1.无线网络传输速率:

在多用户或是高传输速率需求的使用情境,对于Mesh Wi-Fi AP的传输速率是个考验,在传输速率不足的情况下,很难提供良好的无线网络服务。

2. 信号覆盖能力:

若Mesh Wi-Fi AP本身信号覆盖能力不好,会造成布置Mesh Wi-Fi AP位置时有所局限,或是需要更多台Mesh Wi-Fi AP来架构无线网络环境。

3. 无线漫游(Roaming)的性能:

在多楼层或大平米的场域,往往会布置多台Mesh Wi-Fi AP,当用户移动到无线信号微弱的位置时,就会触发Roaming机制,而自动连上具有相同SSID且信号较强的Mesh Wi-Fi AP。但在漫游之后受到无线网速的衰减影响,容易造成高传输速度需求的应用,会遭遇网络卡顿或延迟,甚至可能有断线的状况。

这些要素可能会影响使用者架设时,碰到一些技术问题或操作限制,导致使用者需要额外购买更多的Mesh Wi-Fi AP或花费更长的时间尝试不同的架设方法,来让无线网络的覆盖率变得理想。这些用户体验不佳的问题,终究会使得产品的客诉增加,甚至有退货的状况,最终对于品牌形象造成负面影响。
百佳泰以市面上三家热门品牌的Mesh Wi-Fi AP来做测试比较,针对上面所提到的三个常见问题,在这三款Mesh Wi-Fi AP之间做测试比较。(产品如下图)

測試用Mesh Wi-Fi AP

一、无线网络传输速率实测

我们使用了如下图一的架设,Host PC以有线网络方式连接到Mesh Wi-Fi AP,笔记本连上Mesh Wi-Fi AP的无线网络,让Host PC 与笔记本做传输速率测试。此外根据IEEE 802.11 Std.规范中所提及,为了要达到产品规格中VHT MCS9 的高速率调变,Mesh Wi-Fi AP需要在一定的无线信号强度条件下才能达成,所以我们将Client皆放置在RSSI:-50dBm位置,来当作是测试的比较基准。

 

图一 : 实测网速架设图

下表二是所测试出的无线传输速度的实测结果,从2.4GHz的结果来看,Linksys的实测速率是最贴近规格速率,而在5GHz方面,Asus的实测速度是最贴近规格速率的Mesh Wi-Fi AP。

Mesh Wi-Fi AP 2.4GHz

实测速率

2.4GHz

产品最大网速规格

实测 / 规格比例
Linksys 185.717 Mbps 400 Mbps 46%
Samsung 108.04 Mbps 400 Mbps 27%
Asus 92.817 Mbps 400 Mbps 23%
Mesh Wi-Fi AP 5GHz

实测速率

5GHz

产品最大网速规格

实测 / 规格比例
Linksys 465.171 Mbps 866.7 Mbps 53%
Samsung 326.939 Mbps 866.7 Mbps 37%
Asus 561.418 Mbps 866.7 Mbps 64%

表二:实测网速结果

从表二的数据来看,即使在无线信号强的条件下,2.4GHz传输速率最好的Mesh Wi-Fi AP,也只有达到产品规格速率约五成的水平而已,而5GHz最佳的传输速率则是有达到大约六成的规格速率。如此看来,传输速率的规格仍然只是一个参考,实际使用上不一定都能贴近、达到规格的传输速率。因Asus在2.4GHz的传输速率表现偏低,建议可以额外进行TR-398的最大传输性能测试来验证,测试Mesh Wi-Fi AP的Wi-Fi基本传输性能是否符合预期。TR-398是用于测试家庭无线区域网(WLAN)性能的测试标准,该标准能让不同厂商或运营商推出的路由器,彼此间的性能比较有了可参考的标准依据。

二、无线信号的覆盖能力

在布建Mesh Wi-Fi AP时,为了要有最大的无线信号覆盖范围,通常会尽量把Mesh Wi-Fi AP放在信号比较弱的地方来扩展无线服务范围。我们实际观察Roaming的机制,发现当用户端在约略-65dBm的信号强度之下,就会触发Roaming的机制;所以我们以-65dBm为测试基准,来比较各厂牌Mesh Wi-Fi AP的信号覆盖能力。

测试架设如图二所示,我们使用隔离箱来简化测试环境。透过移动Sniffer来拉开与Mesh Wi-Fi AP1的距离,藉此找到-65dBm信号强度的位置。

 

图二:无线覆盖能力架设图

此项测试皆是在LoS(Line of Sight)的环境下测出的覆盖距离,表三中可见2.4GHz信号覆盖距离,以Linksys最突出;而5GHz的信号覆盖能力大约都是90公尺的距离,三台Mesh Wi-Fi AP在5GHz的覆盖能力差异不大。

综合上述的结果看来,Linksys的信号覆盖能力是比较优秀的,对于消费者来说,Linksys的Mesh Wi-Fi AP来架设无线环境时,能以最少的台数来实现大范围的信号覆盖,藉此省下一些不必要的开支,在Mesh Wi-Fi AP架设的位置考虑上,也比较不会有所限制。

Brand  2.4GHz 最大等效覆盖距离 (m) 5GHz 最大等效覆盖距离 (m)
Linksys 185 92
Samsung 132 95
Asus 138 92

注 : 2.4GHz 隔离箱模拟衰减距离 : 130m 5GHz隔离箱模拟衰减距离:90m

表三:实测覆盖距离结果

虽然这三家品牌的Mesh Wi-Fi AP信号覆盖能力都达到90公尺以上,但在实际使用环境中,会有墙壁的阻隔、家具摆放位置,甚至是装潢格局及建材特性等等,造成信号覆盖会有相当大的程度缩减。对于某些大平米空间或多楼层的场域,很有可能覆盖距离依然不够,所以建议能够额外进行TR-398的覆盖能力测试。

TR-398的覆盖能力测试以衰减器来模拟测试距离,并以传输速率为判断依据,来定义出无线产品应具备的覆盖能力。TR-398针对覆盖能力测试提供了不同面向的观察,能对无线产品的覆盖能力有更深入的了解。

三:无线漫游(Roaming)的性能

用户在移动的过程中,因为信号的衰减而自动切换到有相同SSID且信号较强的Mesh Wi-Fi AP,这样的过程称为无线漫游 (Roaming) 。

如图三所示,在执行测试前,我们先从Mesh Wi-Fi AP2的摆放位置,确认Mesh Wi-Fi AP1的信号强度为-65dBm;使用者再将测试用笔记本的Wi-Fi连接到Mesh Wi-Fi AP1,当使用者从Mesh Wi-Fi AP1的位置移动到Mesh Wi-Fi AP2的位置的过程中,每移动一个固定距离确认一次是否完成无线漫游。在确认过漫游位置后,再就漫游位置前后各三个测试点的传输速率各取平均值并比较,以此结果来客观观察漫游前后的平均传输速率,相比较之下是提升或下降,来判断各家厂牌无线漫游机制的性能差异。

图三:Mesh Wi-Fi AP架设

图四:Roaming 前后平均传输速率示意图

表四是各厂牌Mesh Wi-Fi AP Roaming前后无线速率的实测数值。以一般实际家用、观看4K Ultra HD 影片需要网速30Mbps的标准来看,发现无论2.4GHz或5GHz ,Linksys 在Roaming 之后的速率都能有所提升,能提供较佳的网络质量给4K 串流影音的使用者;而其他厂牌在Roaming之后无线速率反而下降,以测试结果看来,Linksys在Roaming的性能表现最佳。

2.4GHz Linksys Samsung Asus
Before Roaming 58.43 Mbps 100.65 Mbps 103.02 Mbps
4K Streaming Users 1 3 3
After Roaming 66.6 Mbps 72.69 Mbps 25.05 Mbps
4K Streaming Users 2 2 0
5GHz Linksys Samsung Asus
Before Roaming 263.82 Mbps 284.86 Mbps 203.04 Mbps
4K Streaming Users 8 9 6
After Roaming 336.75 Mbps 109.79 Mbps 130.05 Mbps
4K Streaming Users 11 3 4

表四:Roaming前后无线速率实测结果

結語

图五:Mesh Wi-Fi AP测试比较结果

各家厂牌的Mesh Wi-Fi AP在不同的测试下,表现优劣也大有不同。这次设计的测试项目主要是从用户角度出发,但其实在无线产品的开发过程中,仍然有其他因素会影响产品的性能表现。百佳泰实验室拥有多年的测试经验,能够帮助产品开发者在可能产生问题的环节处把关,协助您打造出具市场竞争力的产品。