原创家用Mesh AP 效能比较

 2022-9-15 15:52  1649 10 10 分类: 测试测量

现今大多家庭里，都会架设一到多台无线路由器来提供家里无线装置联机，例如智能电视、手机、平板、笔记本电脑、机顶盒和智能音箱，甚至是其他智能型家电以及IoT的装置都需要透过Wi-Fi来联机到因特网，无线数字家庭时代已经正式来临。

通常，仅架设一台无线路由器并无法满足整个家庭的使用需求，一般常见的独栋式楼房或是大楼公寓常见的情况是将无线路由器架设在客厅，可是只要走到离客厅远一点的地方如厨房或是回到二楼房间，手机就只能连着楼下客厅无线路由器的微弱讯号，或是在房间的某些特定范围才能继续使用网络，造成网络的使用处处被限制，也因为这样Mesh AP 就慢慢的提升它的价值。

目前市面上有很多厂商推出Mesh Wi-Fi网络系统，大多可以解决一般家庭网络覆盖不足的问题。然而现今大部分的 Mesh Wi-Fi网络系统更采用 Tri Band 三频设计，使用一条独立无线频道与其他存取点沟通，确保网络带宽不会因此减半，提升传输效能。今天要分大家分享的是3套市售的Wi-Fi Mesh AP 效能性比较. 规格如下图表所示。

一般建立Mesh 网络都是用以下两种的形式。一个是金字塔型，一台AP 下面串着2台以上的子机，另一种是串接的方式一台串着一台一路串下去，其他复杂的Mesh 网络都是以这两种形式为基本所组成的。

我们都知道在一般的住家或是办公环境中多多少少都会有一些阻隔物来阻挡无线网络的讯号，譬如水泥墙、隔间、家具等等而使得无线网络的讯号强度下降，除此之外无线讯号还会到其他无线讯号的干扰，如微波炉、电磁波或是邻居的无线网络等等，因此在量测比较时会比较难控制。百佳泰有4层楼的住家环境可以用来做Mesh AP的测试，但是一般住家比较适合的Mesh AP架设是金字塔型，而本次比较主要是针对Daisy-chain Mesh AP连接的方式来做比较，所需要的场地会比较大一点。

图: 材质与无线讯号强度衰减对照

本次比较Mesh AP架设与场地如下图所示。最左边终端设备要联机上网必须先连到Satellite AP-2后经由Satellite AP-2与Satellite AP1的backhaul 再由Satellite AP-1与Root AP的backhaul然后出去，这算是一个比较严苛的Mesh网络。而本次的场地也是在空旷的开放空间，比且干扰较少的地方以减少比较的误差。

评比的项目我们分成六大项目来做Mesh AP 的竞品比较

• Mesh AP Setup Comparison
• Mesh AP Heatmap
• RSSI and Data Rate
• Throughput Performance
• Backhaul Performance
• Roaming time

测试结果
在Mesh AP Setup Comparison里面，我们又分为8个小项目，其结果如下表

Mesh AP Heatmap
分别量测2.4GHz与5GHz的讯号，由左而右为单独一台AP的热区图以及3台AP所组成的热区图，由图中可以看出单一台AP在距离比较远时讯号强度会较低，但组成Mesh AP后覆盖范围大为提升。

图： Model A Heatmap

图: Model B Heatmap

图: Model C Heatmap

RSSI and Data Rate
由于使用2X2 ac的终端设备因此2.4GHz 最大速度为144Mbps，5GHz最大速度为866Mbps，如下表所示终端设备在这3组Mesh AP的环境下都达到最大的连接速度。

Throughput Performance
再来要测试实际终端设备联机到不同Mesh AP的传输速度，设备架设图如下，主要是分别量测终端设备联机到AP-1、AP-2与AP-3时的传输速度。

以结果来看联机到AP-2与AP-3的传输速度会因为要透过backhaul传输所以速度上会略低一点是可以预知的。我们单纯就实际量测数据来做一个呈现，当然效能的好坏表现可能会跟很多因素有关例如韧体、摆放位置、干扰等等，我们这里就不多做深论。

Backhaul Performance
主要量测Mesh AP 间传输的能力 (Backhaul 主要以5G为主)，分别量测Root 与Satellite 之间的速度以及Satellite与Satellite之间的速度，环境设置如下图。

图: Mesh AP间Backhaul的传输速度结果

Backhaul间的速度也会影响整个Mesh AP间的传输速度，如果Mesh AP 间Backhaul的速度慢，即使用户收到的讯号很强也会被卡住，因此越在Mesh AP 后端的用户会觉得上网速度比较慢。

Roaming time

一般的roaming 大约是5~10秒的时间，现在AP都是有支持seamless roaming(无缝漫游)，其roaming 时间都是在一秒以内甚至只需要几毫秒就能完成，因此使用一些连网应的用程序也不会被中断。我们计算roaming 时间的方式是抓sniffer的封包来计算，从原AP最后一个封包到新AP的第一个封包来计算，这算法时间会稍微会长一点但比较接近使用者实际感受，因为有些算法是终端设备与新AP完成认证就算完成roaming了。