下一代無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)技術(shù)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(biāo),但是時下影響無線網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn)的關(guān)鍵并非速度而是覆蓋和品質(zhì),新一代的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品剛好滿足了這一要求。
無線網(wǎng)路已經(jīng)在速度上接近甚至超越了千兆有線網(wǎng)絡(luò),在可預(yù)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(shù)家庭用戶的需要。相比之下,隨著越來越多的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)、居住條件改善,無線網(wǎng)絡(luò)的使用體驗(yàn)正在下降。Wi-Fi,或者更具體點(diǎn)IEEE 802.11技術(shù)發(fā)展之初并沒有考慮到今天無線網(wǎng)絡(luò)速度會如此之快,因此它采用了設(shè)備輪詢的服務(wù)機(jī)制,即無論設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)性能的需求多高,它都被迫與接入同一網(wǎng)絡(luò)的最低速度設(shè)備平分服務(wù)時長,其直接結(jié)果如同高性能跑車走羊腸小路上,前方還有獨(dú)輪車不可超越。雙頻甚至三頻技術(shù)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(shù)已經(jīng)進(jìn)入市場一年多,但是受限于頻段和設(shè)備資源,2015年市場主流的技術(shù)為第一代,即所謂Wave 1,而如今Wave 2產(chǎn)品已經(jīng)開始規(guī)模進(jìn)入市場,兩者最主要的技術(shù)指標(biāo)差異就是MU-MIMO支持與否。
此前,CHIP已經(jīng)進(jìn)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(shù),IEEE 802.11ac技術(shù)已經(jīng)可以為單設(shè)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(shè)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(shè)備,這一極速幾乎是享用不到的。
回到前面所講的雙/三頻設(shè)計問題,其根本目的是將不同速度等級及信號覆蓋的設(shè)備人為地劃分在不同頻段中,三頻產(chǎn)品上的兩個5GHz頻段相互獨(dú)立,也用于劃分設(shè)備。然而這種方法作用有限,需要用戶自己對各頻段內(nèi)設(shè)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(dú)輪車串行。在同一頻段內(nèi),設(shè)備輪詢導(dǎo)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(xiàn),同一時刻所有(最大4個)串流空間都被某設(shè)備占據(jù),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(xiàn),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(jù)終端設(shè)備數(shù)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(guī)格。詳見2015年1期32頁內(nèi)容。
為更多的設(shè)備提供都不錯的體驗(yàn)是MU-MIMO技術(shù)的根本目標(biāo),如果你更追求極速,而且對應(yīng)設(shè)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(shù)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(shù)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(shè)備在哪里
QAM(Quadrature Amplitude Modulatio,正交振幅調(diào)制)是影響無線編碼效率或者直接地說是實(shí)際網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的關(guān)鍵指標(biāo)。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(fù)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(fù)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(biāo)榜頂級性能的產(chǎn)品才會支持。
此外,并非所有支持載波聚合技術(shù)的終端設(shè)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(shí)際測試中,iPhone 6s的確無法實(shí)現(xiàn)與無線路由器的MU-MIMO協(xié)作,好在iPhone的基帶芯片主要供應(yīng)商高通2015年就已經(jīng)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(shù),其中就包括提供給蘋果的產(chǎn)品??紤]到以上因素,iPhone 6s/6s Plus的用戶應(yīng)在無線路由器上選用SU-MIMO模式。
針對本次3款I(lǐng)EEE 802.11ac Wave 2產(chǎn)品測試,CHIP選用了Linksys Max-Stream AC600 WUSB6100M USB無線網(wǎng)卡,該產(chǎn)品支持2.4GHz/5GHz雙頻、MU-MIMO技術(shù)、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(dá)到廠商們所宣稱的541Mb/s串流速度或?qū)崿F(xiàn)4載波聚合,所以極限速度不是本次測試的重點(diǎn)。
智能為先
Linksys品牌如今已經(jīng)歸于貝爾金(Belkin),其EA系列產(chǎn)品升級到EA9500,仍屬于Max-Stream系列,三頻方式使之速度達(dá)到5.3Gb/s(1000Mb/s+2166Mb/s×2),是Linksys旗下最高端的產(chǎn)品。
EA9500在國外推出已經(jīng)有一段時間了,早期版本需要通過升級固件實(shí)現(xiàn)對MU-MIMO的支持,而國內(nèi)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(xù)特性,EA9500保持了使用Linksys Smart Wi-FiApp設(shè)置的特色,并且默認(rèn)支持遠(yuǎn)程管理,用戶在任何地方、通過任何設(shè)備均能實(shí)現(xiàn)操作。要使用遠(yuǎn)程管理功能,需要注冊一個Linksys賬號,賬號驗(yàn)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(wǎng)站,就能在瀏覽器中遠(yuǎn)程設(shè)置它了,無視其所處防火墻或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。如果在EA9500 DHCP的內(nèi)網(wǎng)中輸入路由器IP的傳統(tǒng)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(wǎng)中斷也能使用。
EA9500的智能體現(xiàn)在多個方面,如它可安裝多款應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)以外的功能。目前Linksys提供了多媒體共享、內(nèi)容控制等4個不同的App,既有免費(fèi)的也有付費(fèi)的,用戶可根據(jù)需要自行下載安裝。
此外,EA9500的網(wǎng)絡(luò)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(shè)備可以使用SU-MIMO模式獨(dú)占一個5GHz頻段,以獲得2166Mb/s的極速;支持MU-MIMO的設(shè)備可使用另一個5GHz頻段,實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。升級固件后,EA9500的兩個5GHz頻段MU-MIMO功能默認(rèn)都已開啟,而此功能的開關(guān)設(shè)置頁面是隱藏的,不僅遠(yuǎn)程根本無法訪問,而且本地登錄也需要直接輸入網(wǎng)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(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、信號質(zhì)量情況自由漫游??傮w來說,作為一款高端產(chǎn)品,EA9500的設(shè)置并沒有想像的那么復(fù)雜,項目不多,明顯有別于企業(yè)級產(chǎn)品。
在Beamforming波束成形技術(shù)幫助下,EA9500具有為不同擺放位置的設(shè)備優(yōu)化無線覆蓋性能的能力。除了依靠外置8條天線的物理調(diào)整改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋之外,波束成形與MU-MIMO搭配使用,鏈路分配和信號質(zhì)量也均得到保證。
實(shí)際測試中,EA9500的2.4GHz頻段被關(guān)閉,以防雙頻無線網(wǎng)卡WUSB6100M的2.4GHz模式聯(lián)通。使用該無線網(wǎng)卡的雙設(shè)備相差180°或3設(shè)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(shè)備提供穩(wěn)定的433Mb/s鏈接速度,而網(wǎng)絡(luò)吞吐速度可達(dá)到穩(wěn)定的215Mb/s,即27MB/s以上,性能出色、波束成形技術(shù)優(yōu)勢突顯。
無線性能之外,EA9500的有線網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的數(shù)量還是性能,都是同級產(chǎn)品中絕無僅有的。EA9500綜合性能表現(xiàn)優(yōu)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(nèi)。
主動無敵
2015年11月,CHIP已針對網(wǎng)件夜鷹X8 R8500(詳見2015年11期48頁)進(jìn)行過詳細(xì)介紹和測試,不過當(dāng)時該產(chǎn)品仍為Wave 1狀態(tài),直到今年年初網(wǎng)件放出新版固件,這款頂級產(chǎn)品才真正進(jìn)入了MU-MIMO時代。
R8500最大的特點(diǎn)就是使用了主動天線,這對其網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的幫助非常明顯。在5GHz頻段下,距離超過10m網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量劣化趨勢明顯,要想獲得理想的性能,設(shè)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(dá)到10m。不過,如當(dāng)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(jié)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(jī)身后方,而余下的4只5GHz天線則位于機(jī)身前側(cè),這樣的不對稱設(shè)計也影響了波束成形技術(shù)的發(fā)揮。該機(jī)所采用的芯片及波束成形技術(shù)與EA9500相同,都是來自Broadcom的Beamforming,但位于設(shè)備不同方位的終端性能差異明顯。
雙設(shè)備5m距離布局時,R8500正前和正后方設(shè)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(shè)備測試中,情況更為復(fù)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(xiàn)了如上波動,也側(cè)面證實(shí)了R8500動態(tài)分配了發(fā)送或接收的天線。性能起伏,或者說不同設(shè)備獲得的網(wǎng)絡(luò)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(fèi)類產(chǎn)品拼豐富而強(qiáng)大的功能不同,Ruckus(優(yōu)科)ZoneFlexH510就顯得非常低調(diào)。這款無線AP面向商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,采用PoE 48V(網(wǎng)線)供電,為樓宇無線覆蓋而生。MU-MIMO在多用戶環(huán)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(jìn)行級聯(lián)使用,這是標(biāo)注商用AP的設(shè)計。小巧、低功耗和無外置天線,是H510明顯有別于其他兩款產(chǎn)品的地方,這樣的它更便于安裝到吊頂?shù)任恢谩K∏傻牧硪粋€原因就是內(nèi)置天線采用2×2結(jié)構(gòu)、支持雙載波聚合,天線數(shù)量更少、空間占用更小,同時其BeamFlex+波束成形自適應(yīng)天線技術(shù)優(yōu)化終端信號覆蓋能力。除天線增益外,BeamFlex+還支持高達(dá)4dB的信號增益和10dB的干擾抑制,進(jìn)一步提高信號質(zhì)量。
在實(shí)際測試中,沒有外置大增益或主動天線設(shè)計的H510,信號質(zhì)量絲毫不遜色于其他兩款產(chǎn)品,當(dāng)然這是在設(shè)置中將增益開到最大且接收天線靈敏度高達(dá)-99dBm的結(jié)果。在向下和水平兩個主要安裝方式下,管理員可通過設(shè)置調(diào)整其發(fā)射功率,達(dá)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(shè)備全部移至其正面。雙設(shè)備5m距離情況下,無線網(wǎng)絡(luò)非常穩(wěn)定地保持在433Mb/s連接速度,實(shí)際網(wǎng)絡(luò)吞吐性能可達(dá)171Mb/s,間距增加到10m后,網(wǎng)絡(luò)吞吐性能輕微下降到155Mb/s。3個設(shè)備同時連接時,其中兩個共享串流,5m距離時網(wǎng)絡(luò)吞吐能力為124Mb/s,而10m距離下降到109Mb/s,另一個設(shè)備性能基本不受影響。
除了顯性的速度和功能之外,商用產(chǎn)品的可靠性和可管理性更為重要。根據(jù)Ruckus所提供的資料,H510支持多達(dá)100個客戶端,是消費(fèi)級產(chǎn)品30個左右實(shí)際客戶端接入能力的3倍。CHIP測試中采用負(fù)載程序調(diào)用了超過10萬個頁面,H510保持了良好的性能穩(wěn)定性,內(nèi)置頁面緩沖未出現(xiàn)異常。它支持多種形式部署,既單臺設(shè)定或復(fù)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(jìn)行集成管理,還可進(jìn)行二次開發(fā)集成到其他系統(tǒng)中。多SSID、VLAN、IP并發(fā)服務(wù),這些商用高級特性一應(yīng)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(chǎn)品剛剛開始銷售,預(yù)計價格超過3 000元。