Akagi201
1/29/2015 - 3:58 AM

wifi-router-buyer-guide.md

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各种无线路由的论坛里有一种主题帖叫"月经帖", 每个月有个新帖在讨论:"200元买什么路由好?", "大家最推荐哪个路由?带宽100M?"等等. 类似的帖子更进化为日经帖, 每隔几天就有新手询问, 甚至你和我都曾经发过. 为什么大家都有如何选购路由的烦恼? 因为大家的频宽越来越快, 手机平板越来越多, 所以对无线路由的需求越来越旺.

但是,主流的媒体们是怎么教大家买路由的?

  • "穿墙力特强"
  • "双频无线网络速度卓越"
  • "时尚设计, 适合宽带智能家居使用"

再看看电脑, 手机等的购买攻略:

  • 主频1.8GHz, Cortex-A9四核心
  • SSD配备25nm NAND, 理论最大读写速度为450 MB/s / 210 MB/s
  • Antutu跑分28000, 象限跑分3000

看到区别了吗? 现在很多路由器的选购文章广告水份严重超标, 缺少技术内涵和可量化指标, 自然有选购烦恼. Upsangel希望可以从几个常见的路由器配置/参数入手, 提供一个技术结合实际的无线路由器购买攻略!

买电脑/手机看CPU/内存, 买路由也一样

现在市面上的路由器简直就是一部简单的电脑, 试过刷DD-WRT/OpenWrt的朋友更加深有体会: 就是把一个字符版Linux系统装到了路由上面. 路由器有CPU, 有RAM, 有ROM.

CPU和RAM决定了路由的网络性能, 运算能力不足就会出现:

  • "我和室友一齐BT, 路由就死机了"
  • "开了QoS限速, 但是网速变得很卡"
  • "关掉路由器的防火墙网速提高了"

每一个功能都会吃掉路由器的运算能力, 而路由器的核心计算能力就在于CPU和RAM, 这是每个路由器的"硬底子". 现在主流的路由器芯片制造商有:

  • Broadcom(用在贵价货身上比较多见)
  • Atheros(TP-Link等一众大陆品牌, Buffalo等)
  • Ralink, Marvell(Tenda, ASUS, D-Link 6xx等)

除了Broadcom芯片是出了名的价钱贵之外, 其它三个厂商的价钱差别不大. 有人说Ralink的特别低档, 但是ASUS有好几款畅销的高性能路由就是用Ralink的芯片. 从市场占有率来说, Atheros会多一些, 可以推断其兼容性问题少一些.

和电脑一样, CPU拼的是频率, 内存拼的是大小. 例如:

  • ASUS的RT-56u用Ralink RT3662, 跑在500MHz, 128M内存, 约​​650元.
  • Buffalo的WZR-HP-G300NH2用Atheros AR7242, 跑在400MHz, 64M内存, 约450元.

但是WZR-HP-G300NH2也有它的优势, 就是32M的Flash ROM, 可以提供足够的空间给第三方固件, 添加各种附加功能更方便. 相反RT-56U只有8M. 而且Ralink对第三方固件的兼容性一直很一般.

宽频转换率

日经帖经常有问"我用500M宽频, 这个路由够不够跑". 首先路由器要有足够的能力把外网(WAN)的频宽都转换到内网(LAN), 通常叫"WAN to LAN Throughput". 如果路由器只有150M的WAN to LAN Throughput, 而外网有500M频宽, 那当然是不够用的. 著名小站SmartNetBuilder给出了很多主流路由的转换率指标:

Asus:

Buffalo:

可以看出RT-56U的惊人之处: 高达800M的转换效率! 比起WZR-HP-G300NH2的130多强太多了! 还要注意LAN的接口是否为千兆网接口, 不然瓶颈就落到了LAN网线上面了.

WAN to LAN Throughput也是无线传输速度的基石, 因为路由器内的架构实质上是把WAN的信号转到LAN端再扔到无线处理芯片的.

二. 无线WiFi性能

"万恶"的N制式

802.11n已经完全普及了. "n制式"实际上挺复杂(详见Wikipedia), 而商家就是利用这点浑水摸鱼. 802.11n有两个主要概念: 频率和多天线模式.

1. 双频?

802.11n有两个双频的概念:

  • 20MHz与40MHz传输模式: 信号占用的频宽, 决定传输速率, 详见Wikipedia
  • 2.4G和5G: 信号的频率段. 每个频率段划分不同的Channel, 从而避免不同无线路由器WiFi信号互相干扰. 20MHz只能在2.4G频段内跑, 40MHz可以在2.4G或5G频段内跑.

如果销售员对你作出以下错误陈述, 你可以掉头走了:

  • 5G比2.4G快一倍: 错! 已经说了5G频段比较少人用, 干扰少, 而不是5/2.4=2所以"快一倍"
  • 5G的穿墙能力比2.4G好: 错! 频率越高, 穿墙能力越差. 记得数码通的4G的优势? 1800频段比2100穿透好(据说是苹果特选其为iPhone 5第一个运营商的原因)

但是为什么5G双频是主流技术?

  1. 2.4G频段只有72MHz的频段容量(2.401~2.473GHz), 5G有600MHz(5.2~5.8GHz), 不同Channel不会重叠, 之间的干扰少.
  2. 2.4G频段的信号极度拥挤(例如, 我家搜一下就有20个WiFi基站的SSID), 而40MHz要使用的频宽是20MHz的两倍. 作个比喻容易理解: 40MHz是大卡车, 20MHz是摩托车(如下图). 2.4G频段是闹市主干, 5G是周边高速路. 40MHz模式在2.4G频段受到很大的干扰, 在高层住宅基本不可能用2.4G跑40MHz, 就算能跑, 信号质量也极差. 所以5G比2.4G快的原因是频段干扰少, 能顺利跑40MHz.

40MHz就好比大卡车, 装的数据多, 但是占用的频宽也多, 容易受干扰, 在无线路由基站密集的住宅区的2.4G频段上面要有很好的表现比较困难. 最后, 提一下5G频宽事实上是在802.11a中的定义的, 所以如果你看到802.11an, 或802.11n+a, 也就是支持5G频宽.

2. 多天线, MIMO和传输速率, 距离

要说是MIMO(多点收发), 整个802.11n就是是建基于MIMO之上. 近来有不少路由都打着这个旗号, 但其实两条天线或以上的无线路由器就有MIMO技术. 为了方便表达, 通常MIMO: 2×2表示两条发射 + 两条接收天线, 由于天线可同时收发, 所以两条天线的路由可以达到 2×2 标准.

多发多收天线通讯是802.11n的基石, 注意要达到理论速度, 收发双方都应有同等数目的天线, 不然速度会向下兼容.

MIMO, WiFi速度和路由器天线多少有没关系?

有一定关系. 从Wikipedia上可以看出, 1条天线的路由能跑150Mbps, 2条天线路由跑得最快有300Mbps, 而三条天线的路由能跑450Mbps, 这就是通俗的叫法如N150, N300, N450的出处.

TP-Link的所谓6天线产品, 但事实上是跑MIMO 3×3, 不一定比3天线的产品优越

举例: TP-Link的TL-WDR7500, 号称6天线路由, 但实际呢? 无论跑在802.11n还是最新的802.11ac，Wikidevi中写明了MIMO status都是3×3:3, n速度都是450M, 并不是6×6的MIMO.

有的路由标称自己是N900, 根据上面说的不就是有6条天线(150 x 6)? 例如华硕ASUS的RT-N66U: Dual-Band Wireless-N900 Gigabit Router. 这不是因为它有6条天线(如果你看到6条, 请少喝酒注意身体), 而是现在2.4G/5G双频路由的速度标称方法有所改变: 如果2.4G和5G能同时运行, 那么标称速度就是2.4G的最高速度+5G的最高速度, 对于N66U, 就是450M +450M = 900, 所以就标称为N900. 同样的标称速度方法也适用于802.11ac, 例如AC1750是等于450+1300.

不能不说的是这个只是理论速率, 在Buffalo的技术档案"Understanding and Optimizing 802.11n"中说明了, 环境越差速度越低, 单天线通常的情况下会有将近一半的速率丢失, 所以最大速率和实际速率可能有很大差别.

3条天线是否一定比1条天线快？未必

第一是要看接收端, MIMO的意思是多点发送, 多点接收, 路由器有三点, 但接收端只有一点, 就成了MISO. 这就是为什么手机用WiFi没有电脑快的原因: 手机没配3条WiFi天线. 另外就是要发射和接收方都支持并打开40MHz的频道. 看到这里, 应该明白为什么有的朋友会用450M的三天线路由, 但是测试出来只有65M的速度, 原因可能是:

  • 或者是设备不支持40MHz
  • 或者是只支持2.4G，但频段极度拥挤，40MHz受干扰极大
  • 绝大多数是因为接收端没有配备三天线. 事实上很少便携设备会配备三天线, 如果外接USB WiFi网卡另计

802.11ac

如果你明白我解释的802.11n, 802.11ac对你来说就小菜一碟了, 简介如下:

  • 因为增加了80MHz模式(160MHz可选), 所以WiFi的速度提升

其他多少天线啊, 2.4G, 5G双频啊, 与n的理论一样. 所以要是谁跟你说ac路由比n路由穿墙强, 可以无视, 因为高速模式80MHz和160MHZ都是在穿墙能力差的5G频率上跑. HKepc这篇文章实测了ac路由 + ac USB接收器的速度, 可以看出ac穿墙后的速度跌得多么惨烈! 千万不要抱着幻想买一ac路由全屋高速上网.

ac制式的MIMO天线和速度关系

ac制式的modulation模式和速度的关系

现在ac路由越来越多, n路由似乎也走到了极限, 基本可以肯定地说, 802.11n和802.11ac的WiFi无线速度分水岭是:200Mbps. 也就是说, 买ac路由的基本条件是家里上网带宽的接入速度要大于200Mb, 才有购买ac路由器的需要.

关于天线增益

Buffalo官方技术书关于天线dBi和天线指向性的示意图

路由的天线增益通常来说与路由的发射功率成正比, 但是和覆盖范围不一定成正比, 如上图所示, 高增益的路由天线表现出更强的指向性, 某个程度上可以说穿墙更强, 但是牺牲了空间性.

关于价钱

Upsangel为大家设计了一个路由查价器, 在Upsangel主页侧边栏, 可以比较香港, 大陆和海外的价钱. 很有趣的是你会发现有些型号的路由只会在某个市场出售, 外观相同的路由在不同市场又有不同名字.

关于USB接口

路由器的USB接口的用途可以参考:

有的厂家标榜自己有两个USB接口, 貌似比只有一个的强. 但其实USB加个分插HUB就可以了. 希望能帮到大家选购路由器! 另外，如果对802.11ac路由器感兴趣的话，还可以参考下文: 802.11ac路由选购技术攻略

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