3款IEEE 802.11ac Wave 2無線路由器專題測試

下一代無線局域網（Wi-Fi）技術會是誰？很多人的答案是速度更快的IEEE 802.11ad，但是在CHIP看來，速度固然是項硬指標，但是時下影響無線網絡使用體驗的關鍵并非速度而是覆蓋和品質，新一代的無線網絡產品剛好滿足了這一要求。

無線網路已經在速度上接近甚至超越了千兆有線網絡，在可預見的將來，如果不跑多路高清視頻甚至是4K視頻，那么這樣的帶寬完全可以滿足絕大多數家庭用戶的需要。相比之下，隨著越來越多的物聯網（IoT）設備接入網絡、居住條件改善，無線網絡的使用體驗正在下降。Wi-Fi，或者更具體點IEEE 802.11技術發展之初并沒有考慮到今天無線網絡速度會如此之快，因此它采用了設備輪詢的服務機制，即無論設備對網絡性能的需求多高，它都被迫與接入同一網絡的最低速度設備平分服務時長，其直接結果如同高性能跑車走羊腸小路上，前方還有獨輪車不可超越。雙頻甚至三頻技術的引入，首先就為解決類似問題而來。

MU-MIMO是誰的菜

IEEE 802.11ac技術已經進入市場一年多，但是受限于頻段和設備資源，2015年市場主流的技術為第一代，即所謂Wave 1，而如今Wave 2產品已經開始規模進入市場，兩者最主要的技術指標差異就是MU-MIMO支持與否。

此前，CHIP已經進行過多款三頻路由器的測試（詳見3期34頁），通過載波聚合技術，IEEE 802.11ac技術已經可以為單設備提供最高4串流、2166Mb/s（1024 QAM、541Mb/s×4）的帶寬。但是除了路由器本身之外，與之相連的設備必須也支持4串流，即配備4T4R的8條天線，并且也支持1024 QAM，除了特殊定制的設備，這一極速幾乎是享用不到的。

回到前面所講的雙/三頻設計問題，其根本目的是將不同速度等級及信號覆蓋的設備人為地劃分在不同頻段中，三頻產品上的兩個5GHz頻段相互獨立，也用于劃分設備。然而這種方法作用有限，需要用戶自己對各頻段內設備特性非常熟悉，否則劃分與不劃分并無差異，就好像平行開了多條路，如果不做限定，那么每條路都還是跑車和獨輪車串行。在同一頻段內，設備輪詢導致效率降低的問題并未得到根本改善，甚至由于載波聚合特性的出現，同一時刻所有（最大4個）串流空間都被某設備占據，哪怕它并不支持MIMO或者高QAM值，該情況類似4車道的道路，無論車大車小，速度相同但不得并行。

MU-MIMO的出現，從根本上解決的就是多串流的分配問題，簡單地說就是無線路由器可根據終端設備數量和性能，將4串流分配給它們，提高串流空間的利用率，即多輛大小車可以并排跑在4車道的馬路上，大車至多占兩道。所有串流保持433Mb/s、256 QAM規格。詳見2015年1期32頁內容。

為更多的設備提供都不錯的體驗是MU-MIMO技術的根本目標，如果你更追求極速，而且對應設備支持多串流，那么SU-MIMO（單用戶MIMO）模式更適合你，1 866Mb/s甚至2 133Mb/s任你享用。

在IEEE 802.11ac Wave 2技術條件下，MU-MIMO至多支持8個空間串流（4上、4下），而在未來的Wave 3或IEEE 802.11ax技術下，更多的串流將推動無線速度登上10Gb/s量級，這些都是后話。

終端設備在哪里

QAM（Quadrature Amplitude Modulatio，正交振幅調制）是影響無線編碼效率或者直接地說是實際網絡傳輸能力的關鍵指標。IEEE 802.11n采用64 QAM，而IEEE 802.11ac則為256 QAM，64到256的提升，可提升編碼效率1/3、計算復雜度為23=8倍，再加上信道的差異，兩者單載波的速度分別為150Mb/s和433Mb/s。QAM從256提升至1024時，編碼效率再提升1/4，而計算復雜度又是8倍，不僅對無線連接的兩端芯片計算能力有著極高的要求，而且功耗也會大幅度提升，相對有限的性能提升，有些得不償失，只有標榜頂級性能的產品才會支持。

此外，并非所有支持載波聚合技術的終端設備都能兼容MU-MIMO，如iPhone 6s/6s Plus就宣稱支持866Mb/s（433Mb/s×2）的無線連接，但是蘋果并未明確宣傳其支持MU-MIMO。在實際測試中，iPhone 6s的確無法實現與無線路由器的MU-MIMO協作，好在iPhone的基帶芯片主要供應商高通2015年就已經宣布，將在其從低到高的各個檔次基帶芯片上普及MU-MIMO技術，其中就包括提供給蘋果的產品。考慮到以上因素，iPhone 6s/6s Plus的用戶應在無線路由器上選用SU-MIMO模式。

針對本次3款IEEE 802.11ac Wave 2產品測試，CHIP選用了Linksys Max-Stream AC600 WUSB6100M USB無線網卡，該產品支持2.4GHz/5GHz雙頻、MU-MIMO技術、最高433Mb/s連接速度、USB2.0接口。由于路由器和終端之間，不會達到廠商們所宣稱的541Mb/s串流速度或實現4載波聚合，所以極限速度不是本次測試的重點。

智能為先

Linksys品牌如今已經歸于貝爾金（Belkin），其EA系列產品升級到EA9500，仍屬于Max-Stream系列，三頻方式使之速度達到5.3Gb/s（1000Mb/s+2166Mb/s×2），是Linksys旗下最高端的產品。

EA9500在國外推出已經有一段時間了，早期版本需要通過升級固件實現對MU-MIMO的支持，而國內版本推出伊始就已具備此功能。智能是Max-Stream系列速度之外的又一大延續特性，EA9500保持了使用Linksys Smart Wi-FiApp設置的特色，并且默認支持遠程管理，用戶在任何地方、通過任何設備均能實現操作。要使用遠程管理功能，需要注冊一個Linksys賬號，賬號驗證通過后，就能將EA9500加入到管理列表中，這樣只要在PC上登錄https：//linksyssmartwifi.com網站，就能在瀏覽器中遠程設置它了，無視其所處防火墻或網絡狀態。如果在EA9500 DHCP的內網中輸入路由器IP的傳統方式登錄，那么登錄界面略有不同，用戶可以切換本地密碼登錄，廣域網中斷也能使用。

EA9500的智能體現在多個方面，如它可安裝多款應用程序，實現標準系統以外的功能。目前Linksys提供了多媒體共享、內容控制等4個不同的App，既有免費的也有付費的，用戶可根據需要自行下載安裝。

此外，EA9500的網絡配置十分智能，其兩個5GHz頻段可分別開啟MU-MIMO功能，頂級的高性能設備可以使用SU-MIMO模式獨占一個5GHz頻段，以獲得2166Mb/s的極速;支持MU-MIMO的設備可使用另一個5GHz頻段，實現整體優化。升級固件后，EA9500的兩個5GHz頻段MU-MIMO功能默認都已開啟，而此功能的開關設置頁面是隱藏的，不僅遠程根本無法訪問，而且本地登錄也需要直接輸入網址http：//192.168.1.1/ui/1.0.99.175339/dynamic/advanced-wireless.html（固件版本1.1.7.175339）方可。借助特別的Smart Connect功能，可以讓終端在均開啟MU-MIMO功能的5.1GHz和5.8GHz等兩個5GHz頻段中根據網絡負載、信號質量情況自由漫游。總體來說，作為一款高端產品，EA9500的設置并沒有想像的那么復雜，項目不多，明顯有別于企業級產品。

在Beamforming波束成形技術幫助下，EA9500具有為不同擺放位置的設備優化無線覆蓋性能的能力。除了依靠外置8條天線的物理調整改善網絡覆蓋之外，波束成形與MU-MIMO搭配使用，鏈路分配和信號質量也均得到保證。

實際測試中，EA9500的2.4GHz頻段被關閉，以防雙頻無線網卡WUSB6100M的2.4GHz模式聯通。使用該無線網卡的雙設備相差180°或3設備各相差120°的極限位置布置、距離無線路由器5m，EA9500能為所有設備提供穩定的433Mb/s鏈接速度，而網絡吞吐速度可達到穩定的215Mb/s，即27MB/s以上，性能出色、波束成形技術優勢突顯。

無線性能之外，EA9500的有線網絡性能同樣出色，它罕見地帶有8個千兆LAN接口，兩個USB接口分別為2.0和3.0版本，無論是連接有線設備的數量還是性能，都是同級產品中絕無僅有的。EA9500綜合性能表現優秀，同時也存在著高性能、高配置所帶來的大體積和高功耗問題，而2 499元的價格也不在主流用戶可接受的范圍內。

主動無敵

2015年11月，CHIP已針對網件夜鷹X8 R8500（詳見2015年11期48頁）進行過詳細介紹和測試，不過當時該產品仍為Wave 1狀態，直到今年年初網件放出新版固件，這款頂級產品才真正進入了MU-MIMO時代。

R8500最大的特點就是使用了主動天線，這對其網絡覆蓋能力的幫助非常明顯。在5GHz頻段下，距離超過10m網絡信號質量劣化趨勢明顯，要想獲得理想的性能，設備與終端間的距離不宜超過5m。而R8500完全不用在意這樣的限制，其可全速達到10m。不過，如當時測試所說，其兩個5GHz頻段并非都用上了主動天線，反映在測試結果上就是兩個5GHz頻段的有效距離明顯存在差異：10m和4m。此外，R8500的主動天線均布置在機身后方，而余下的4只5GHz天線則位于機身前側，這樣的不對稱設計也影響了波束成形技術的發揮。該機所采用的芯片及波束成形技術與EA9500相同，都是來自Broadcom的Beamforming，但位于設備不同方位的終端性能差異明顯。

雙設備5m距離布局時，R8500正前和正后方設備鏈接速度分別為433Mb/s和335Mb/s，吞吐速度差異更大，分別為231Mb/s和167Mb/s。3設備測試中，情況更為復雜，最高連接性能有所降低，為220Mb/s左右，而下限速度變化不大。需要提醒的是，上行和下行性能均出現了如上波動，也側面證實了R8500動態分配了發送或接收的天線。性能起伏，或者說不同設備獲得的網絡支持不同，恐怕是用戶最不愿意見到的情況，因此用戶自行管理顯得更為重要。R8500同樣支持分別開啟兩個5GHz頻段的MU-MIMO功能，而剩下的問題就是誰來使用那組主動天線了，性能與覆蓋之間的選擇留給了用戶。

商用境界

與消費類產品拼豐富而強大的功能不同，Ruckus（優科）ZoneFlexH510就顯得非常低調。這款無線AP面向商業應用領域，采用PoE 48V（網線）供電，為樓宇無線覆蓋而生。MU-MIMO在多用戶環境中的價值更大，這正是H510大顯身手的地方。

H510帶有4（下）+1（后）個LAN接口、具有全交換功能，其中下方的LAN1和背部LAN接口具備PoE特性，后者也能進行級聯使用，這是標注商用AP的設計。小巧、低功耗和無外置天線，是H510明顯有別于其他兩款產品的地方，這樣的它更便于安裝到吊頂等位置。它小巧的另一個原因就是內置天線采用2×2結構、支持雙載波聚合，天線數量更少、空間占用更小，同時其BeamFlex+波束成形自適應天線技術優化終端信號覆蓋能力。除天線增益外，BeamFlex+還支持高達4dB的信號增益和10dB的干擾抑制，進一步提高信號質量。

在實際測試中，沒有外置大增益或主動天線設計的H510，信號質量絲毫不遜色于其他兩款產品，當然這是在設置中將增益開到最大且接收天線靈敏度高達-99dBm的結果。在向下和水平兩個主要安裝方式下，管理員可通過設置調整其發射功率，達到合理的輻射和速度水平。由于H510不具備全向信號覆蓋能力，CHIP的測試將終端設備全部移至其正面。雙設備5m距離情況下，無線網絡非常穩定地保持在433Mb/s連接速度，實際網絡吞吐性能可達171Mb/s，間距增加到10m后，網絡吞吐性能輕微下降到155Mb/s。3個設備同時連接時，其中兩個共享串流，5m距離時網絡吞吐能力為124Mb/s，而10m距離下降到109Mb/s，另一個設備性能基本不受影響。

除了顯性的速度和功能之外，商用產品的可靠性和可管理性更為重要。根據Ruckus所提供的資料，H510支持多達100個客戶端，是消費級產品30個左右實際客戶端接入能力的3倍。CHIP測試中采用負載程序調用了超過10萬個頁面，H510保持了良好的性能穩定性，內置頁面緩沖未出現異常。它支持多種形式部署，既單臺設定或復制配置信息，也可使用Ruckus vSCG、SmartZone、ZoneDirector、Ruckus無線云或Ruckus FlexMaster等多種手段進行集成管理，還可進行二次開發集成到其他系統中。多SSID、VLAN、IP并發服務，這些商用高級特性一應俱全。

雖然沒有華麗的外表和能寫滿好幾張紙的特性列表，但就一個商用特性，H510的價格也并非個人用戶可接受的。這款產品剛剛開始銷售，預計價格超過3 000元。