AC2400! AC3200! 是數字遊戲還是越大越好?分析最新AC WIFI製式、明白什麽規格才適合自己

半年前Upsangel剛剛建立這個路由器Router主題小站的時候,AC的路由器才初露苗頭,接近1000元的售價讓很多用家都望而卻步。半年後的今天,AC路由器開始加速普及,而AC WIFI製式的數值在半年間竟然差不多翻了3倍:從AC1200 -> AC3200,商品的標稱速度達到“3200Mb Router”,不禁讓人驚呼:cat6 LAN線最快才是1Gb的速度,AC WIFI的3200Mb 不就約等於3.2Gb、3倍於有線的速度?! 但事與願違,不少沖著“AC大數字”購入AC Router的朋友發現速度并沒有幾倍式的大躍進,連LAN有線1Gb速度的一半都達不到。冷水從頭潑來,原來“AC大數字”只是商家包裝技術的宣傳手法,只有瞭解AC WIFI製式背後的原理,才能明白什麽規格才適合自己。Smallnetbuilder的主編有一段話是很經警的,我引用此作為全篇文章的引子:

2014-09-27_smbquote

路由器的“大數字”遊戲

“WIFI行業調教我們的潛意識覺得印在包裝盒上那個更高的理論連接速度就是解決所有WIFI問題的良藥:接收不好?買個新的“大數字Router”;Youtube不順?買個新的“大數字Router”。很多WIFI設備一起使用?買個新的“大數字Router”。 ”  – Smallnetbuilder.com

Upsangel早前的文章狠批了Broadcom玩弄消費者的伎倆,所以你在小U網販是不會見到有AC1900規格的路由器:

本文的重點是AC2400盒AC3200兩個最新的AC製式,分析其高昂的價錢是否對實際應相應的好處。這篇文章關於雙頻、802.11AC、和MIMO的概念比較重要,如果還未熟悉的可以翻閲:

AC WIFI隱藏的問題:混合製式的速率損失

2014-09-28_mix loss

混合WIFI模式導致的掉速

實際測試表明,當5Ghz WIFI頻段同時傳輸802.11n 和 802.11ac 的WIFI時候,速率會有約30%的掉速

這其實不是一個新話題,在802.11n的年代,已經有不少文章指出如果2.4G WIFI同時傳輸b/g/n模式的話,速度會衰減。但近來市面太少不支援802.11n的老舊設備了,小U也淡忘了這個問題。相同地在5Ghz頻段,同時傳輸n和ac的數據,會拉低速度,因為在802.11的框架里,同一個時間間隔只能傳輸一個數據端的數據,就像單線行車,前面的老爺車慢了,後面的法拉利也跟著慢

於是Broadcom 提出了Xstream、QCA提出了MU-MIMO的解決方案。Xstream的想法是多開一條路,讓法拉利跑一條路,老爺車跑另一條路。QCA的MU-MIMO的想法是把原來的行車道拓寬,實現同一條路多線行車,讓多輛車在同一條路上走。

注意,這些方案是解決掉速的問題,而不是增加現時WIFI模式的峰值速度。沿用上面的比喻就是説這些技術是把路修好,并不是把車加速。為什麼這些不是加速的技術會導致AC規格數字的大幅提升,下面慢慢說明。

 

AC3200 with Broadcom Xstream:快慢分道

Broadcom Xstream 提出快慢分線的理念利用分割的WIFI芯片組射出兩組5Ghz WIFI,一組處理高速AC WIFI,一組處理低速的AC/N WIFI。應用此技術的皇牌產品頭炮就是Netgear的R8000 Nighthawk X6 Tri-Band WiFi Router 

broadcom_xstream_block[1]

Broadcom Xstream 的 雙 5G 結構

AC3200比AC1200快3倍?AC3200製式的命名由來

802.11是沒有“商品說明條例”訂明路由器應該怎麽標籤其理論速度。行業的規則是把2.4G頻段和5G頻段的最高連接速率相加,就是盒子上的那個大大的數字。例如AC1200就是2.4G跑300M,5G跑867M,加起來就約等於1200M。那R8000的AC3200是怎麽計算出來的呢?由於R8000同時有兩個5G頻段工作,所以計算方法就是:

  • 2.4G – 600M 最高連接速度
  • 5G – 慢速 1300M 最高連接速度
  • 5G – 高速 1300M 最高連接速度

加起來就是AC3200。聰明的你就會發現,為什麼慢速5G和高速5G是一樣快?沒錯,這就是廠家的慣用伎倆:最高1300M (Up to 1.3Gbps,見下圖),沒說實際能達到最高值,找到的實際測試數據表明(見下文),慢速5G的速率連高速5G的 1/3三分一左右。

另外就是路由器WIFI行業一直存在的問題:標稱的速度是最高連接速度(link rate),而不是實際傳輸速度(transfer rate)。多個AC路由器的實際測試表明,連接速度/4 (除以四)約等於實際速度。例如AC1200的AC WIFI連接速率最高867M,實際應用的最快傳輸速度就是200Mbps左右。

還有就是接收端只運行在一個頻段上面,任你雙頻路由、三頻路由還是四頻路由疊加充大頭,實際上每個接收端都是用其中一個頻段而已。

TriBand2-large[1]

巨型甲蟲:NETGEAR R8000 – 明白了AC3200背後的技術實質,還覺得它那麽神嗎?

死性不改的Broadcom

Upsangel在之前的AC1900的批判文章中已經揭示了一次Broadcom的廣告伎倆。這次AC3200的廣告宣傳中Broadcom依然死性不改地玩弄着各種概念來玩弄消費者。例如“三頻Router”這個宣傳名詞:5G有高低兩個頻段總共8個可用頻率,都是屬於5.xG的範圍。XStream 就把慢速的5G WIFI安排在5G低頻段,高速WIFI安排在5G高頻段,加上2.4G就成了“Triband三頻Router”。那如果遲一些發現分得越細越好,每個頻段都獨立一個WIFI出來,5G不就可以分成8 Band八頻Router???

 

graphic-80211-acChannels-noDFS[1]

北美的5G允許使用頻率

 Broadcom也不會跟你説這種”Triband Router”輻射問題,多了一個發射源,輻射量自然增多。如果總輻射量控制不變,自然某個頻段的功率要平均減少,穿牆能力自然減弱。

 

MU-MIMO真正的技術革新?

Broadcom的XStream 5G 依然遵守802.11的協定,在一個頻率傳輸WIFI數據時候是單個客戶端的數據傳輸(單線行車),其多開出來的WIFI頻道是在另一個5G頻段,所以這種堆砌式的拓寬方法理論上并沒有違反單線行車的規定。而Qualcomm主導的MU-MIMO (MU = Multiple User)就打破了這個協定(當然這可能成為新的協定),在同一頻段同一時間同時傳輸多個客戶端的數據,達到真正的Multi-User-MIMO多用戶同時同頻段接收。這樣子也讓慢速的N模式和高速AC共同傳輸,不會互相影響(只是理論上!)。詳細的介紹可以參考WIKI:

mu-mimo_legacy[1]

同步傳輸打破現時802.11的限制


從連接速率來說,MU-MIMO的并不能像XStream 那樣複製頻寬,達到從AC1900“躍升”到AC3200的吸睛宣傳效果。QCA在其宣傳網頁上也是只能含糊的寫能最多提高2-3倍性能。注意,又是這個字眼:最多。

而明眼人更加能發現AC2400只是通過老方法:增加MIMO天線數目來達到連線速度的提升。通俗地説,一條5G AC天線的連接速率式433Mbps,在3X3的AC1900的基礎上加一條天線就成了 4X4 的 AC2400 (1900+433 = 2400,不是四捨五入,這是廠家四入五入的計算方法)。這揭示了一個很詭異的事實MU-MIMO是和AC2400可以是完全沒關係的技術,只是剛好第一塊有MU-MIMO的WIFI芯片方案是4X4而已。自然地發射端天線數目和接收端天線數目要匹配才能發揮最大速度這一根本也是讓AC2400的實用性打了不少折扣。半年過去了支援3X3 AC1750/1900的接收網卡價格還是接近1000HKD,連3天線AC還未能普及,四天線的設備真的有明天?應用此技術的頭炮產品有ASUS RT-AC87U,跟隨其後是NETGEAR的R7500 Nighthawk 4X

SU-MIMO-compared-to-MU-MIMO[1]

如果你繼續閱讀下文的實際測試,你就會知道這張看上去很美的MU-MIMO解說圖到底是空想還是實際。

MIMO的死穴

從感覺上MU-MIMO比XStream的簡單堆砌頻段數目更加有突破性。但是其最大的侷限在於需要接收設備也要支援MU-MIMO!從QCA的網站看,暫時好像只有用Snapdragon 801的手機有機會有此功能(文章)。而從下面的實際測試來看,MU-MIMO(起碼暫時)根本沒用武之地。

 

AC2400 AC3200 快在什麽地方?

SmallnetBuilder用三台R7000模擬低速2.4G、低速5G、高速5G三個WIFI數據流對R8000和RT-N87進行壓力測試:

結果發現R8000的XStream技術能分割開快慢數據流,而RT-87U就一塌糊塗,很可能是因為客戶端不支援MU-MIMO的原因。

netgear_r8000_stress_all_simultaneous_dn[1]

R8000的“三頻”混合WIFI模式壓力測試,可以看到確實是分割開來,高速AC沒有受到多大影響

asus_rtac87_stress_dn_2-4_5x2[1]

RT-AC87U的“三頻”混合WIFI模式壓力測試,混亂得一塌糊塗,原先有600Mbps得5G頻段(藍色)被慢速5G(黑色)拉下來不少

上面兩幅圖似乎讓人都去購買R8000而不是AC87U,R8000的兩條5G WIFI確實把快慢速度的WIFI獨立開了,AC87U比起AC66U似乎沒有什麽值得稱讚的。

再提一下,就是R8000的峰值速度還是和R7000一樣,只是解決了混合WIFI模式造成的掉速問題。接著的問題就是,難道解決混合WIFI就只能靠買一隻這麽貴價的Router嗎?

 

別爲技術而技術,我們到底要解決什麽問題?

搞這麽一大輪技術研發,花這麽多金錢買一部貴路由,不就是為了解決mixed mode wifi混合wifi製式導致的WIFI掉速嗎?最原始最簡單最聰明也最便宜的方法不就是手動控制WIFI設備的使用頻段嗎?5Ghz wifi僅供AC設備連接,其他n wifi設備全部連接2.4Ghz,不就已經做好了WIFI製式分割了!!

當然這麽做有個不足就是5Ghz其實對802.11n使用高速的40MHz頻寬是有幫助的(不懂我在說什麼的請再翻閲掃盲帖),所以終極的解決方法就是DIY 的AC3200!

R8000一半的價錢的AC3200 Solution:

R8000行貨售價在2400左右,小U現在就教你怎麽用1200 DIY出AC3200的效果。材料:

  • ASUS RT-AC66U:8xx HKD作為主路由,作為2.4G和高速5G接入點,5G限制只運行AC模式(Mode 選擇N+AC但 Bandwith限制80MHz Only)
  • MERCURY MAC1200R:2xx HKD作為次路由接在AC66U的LAN上,只開啓5G WIFI作為慢速5G接入點

與R8000的差別是,R8000自動幫你調撥哪個設備需要高速5G,而DIY Solution需要自己連接,但這很難嗎?最簡單不過了。

 

小U 結語

WIFI工業的發展速度遠遠快於小U的預計,小U半年前還擔心寫完了幾篇文章就沒東西好寫了。到現在是草稿箱一大堆idea沒能完成出來。最近感覺到各大論壇(特別是打手)都開始討論AC3200、AC2400,R8000、RT-AC87U,讓小U覺得有必要加快完成這篇文章:買不瞭解的產品是最容易中伏的。小U之前的新玩具:DIY NAS才1600港幣左右,已經是一部有完整功能的PC/SERVER/NAS/視頻盒子(關於這部DIY NAS累還有大約5篇未完成的文章。。。)然而一隻Router路由器竟然比這部如此多功能高性能的電腦還貴?? 不是説大家不要買,而是希望大家買得其所 ^_^

最后附上其他相關的文章供你選購路由器、認識Router 參考:

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