現今大多家庭裡,都會架設一到多台無線路由器來提供家裡無線裝置連線,舉凡智慧電視、手機、平板、筆記型電腦、機上盒和智慧音箱,甚至是其他智能型家電以及IoT的裝置都需要透過Wi-Fi來連線到網際網路,無線數位家庭時代已經正式來臨

通常,僅架設一台無線路由器並無法滿足整個家庭的使用需求,一般常見的獨棟式樓房或是大樓公寓常見的情況是將無線路由器架設在客廳,可是只要走到離客廳遠一點的地方如廚房或是回到二樓房間,手機就只能連著樓下客廳無線路由器的微弱訊號,或是在房間的某些特定範圍才能繼續使用網路,造成網路的使用處處被限制,也因為這樣Mesh AP 就慢慢的提升它的價值。

目前市面上有很多廠商推出Mesh Wi-Fi網絡系統,大多可以解決一般家用網路覆蓋不足的問題。然而現今大部分的 Mesh Wi-Fi網絡系統更採用 Tri Band 三頻設計,使用一條獨立無線頻道與其他存取點溝通,確保網路頻寬不會因此減半,提升傳輸效能。今天要分大家分享的是3套市售的Wi-Fi Mesh AP 效能性比較. 規格如下圖表所示

一般建立Mesh 網路都是用以下兩種的形式。一個是金字塔型,一台AP 下面串著2台以上的子機,另一種是串接的方式一台串著一台一路串下去,其他複雜的Mesh 網路都是以這兩種形式為基本所組成的。

圖: Pyramind, Daisy-chain

我們都知道在一般的住家或是辦公環境中多多少少都會有一些阻隔物來阻擋無線網路的訊號,譬如水泥牆、隔間、家具等等而使得無線網路的訊號強度下降,除此之外無線訊號還會到其他無線訊號的干擾,如微波爐、電磁波或是鄰居的無線網路等等,因此在量測比較時會比較難控制。百佳泰有4層樓的住家環境可以用來做Mesh AP的測試,但是一般住家比較適合的Mesh AP架設是金字塔型,而本次比較主要是針對Daisy-chain Mesh AP連接的方式來做比較,所需要的場地會比較大一點。

圖: 材質與無線訊號強度衰減對照

本次比較Mesh AP架設與場地如下圖所示。最左邊終端設備要連線上網必須先連到Satellite AP-2後經由Satellite AP-2與Satellite AP1的backhaul 再由Satellite AP-1與Root AP的backhaul然後出去,這算是一個比較嚴苛的Mesh網路。而本次的場地也是在空曠的開放空間,比且干擾較少的地方以減少比較的誤差。

評比的項目我們分成六大項目來做Mesh AP 的競品比較
• Mesh AP Setup Comparison
• Mesh AP Heatmap
• RSSI and Data Rate
• Throughput Performance
• Backhaul Performance
• Roaming time

測試結果
在Mesh AP Setup Comparison裡面,我們又分為8個小項目,其結果如下表

Mesh AP Heatmap
分別量測2.4GHz與5GHz的訊號,由左而右為單獨一台AP的熱區圖以及3台AP所組成的熱區圖,由圖中可以看出單一台AP在距離比較遠時訊號強度會較低,但組成Mesh AP後覆蓋範圍大為提升。

圖: Model A Heatmap

圖: Model B Heatmap

圖: Model C Heatmap

RSSI and Data Rate
由於使用2X2 ac的終端設備因此2.4GHz 最大速度為144Mbps,5GHz最大速度為866Mbps,如下表所示終端設備在這3組Mesh AP的環境下都達到最大的連接速度。

Throughput Performance
再來要測試實際終端設備連線到不同Mesh AP的傳輸速度,設備架設圖如下,主要是分別量測終端設備連線到AP-1、AP-2與AP-3時的傳輸速度。

以結果來看連線到AP-2與AP-3的傳輸速度會因為要透過backhaul傳輸所以速度上會略低一點是可以預知的。我們單純就實際量測數據來做一個呈現,當然效能的好壞表現可能會跟很多因素有關例如韌體、擺放位置、干擾等等,我們這裡就不多做深論。

Backhaul Performance
主要量測Mesh AP 間傳輸的能力 (Backhaul 主要以5G為主),分別量測Root 與Satellite 之間的速度以及Satellite與Satellite之間的速度,環境設置如下圖

圖: Mesh AP間Backhaul的傳輸速度結果

Backhaul間的速度也會影響整個Mesh AP間的傳輸速度,如果Mesh AP 間Backhaul的速度慢,即使使用者收到的訊號很強也會被卡住,因此越在Mesh AP 後端的使用者會覺得上網速度比較慢。

Roaming time
一般的roaming 大約是5~10秒的時間,現在AP都是有支援seamless roaming(無縫漫遊),其roaming 時間都是在一秒以內甚至只需要幾毫秒就能完成,因此使用一些連網應的用程式也不會被中斷。我們計算roaming 時間的方式是抓sniffer的封包來計算,從原AP最後一個封包到新AP的第一個封包來計算,這算法時間會稍微會長一點但比較接近使用者實際感受,因為有些算法是終端設備與新AP完成認證就算完成roaming了。

Model B 在roaming 的時間上比其他品牌還要長一點尤其在AP-1與AP-2 間2.4G的時間為7秒應該是一般的roaming 不是seamless roaming。

最後我們針對上面幾個項目來做一下總結,各家Mesh AP都有不錯的表現,各項總合起來表現最好的是Model C,而Model A 與Model B 也各有所長。

圖: 各測試項目比較表

百佳泰對Mesh AP除了上面提到的項目比較與測試外,還有提供其他的驗證與測試服務項目,有最齊全的測試設備、功能最強無線訊號量測工具,能夠深度模擬真實的使用者情境,針對無線產品以及Mesh AP產品之連接性、功能性及穩定性,反覆測試找出問題痛點。