artykuły

Wi-Fi Mesh dla każdego

Test domowych systemów Wi-Fi

24 5 czerwca 2019, 14:23 Łukasz Guziak

W domowej sieci WLAN bardzo ważne jest to, by zapewnić dostępność sieci radiowej w każdym zakątku domu. To nie podlega dyskusji ─ Wi-Fi ma być wszędzie. Jakie są na to sposoby? Kolejny router, access point, repeater, adapter PLC z modułem Wi-Fi... Czy tylko? Sprawdźmy.

Spis treści

Sieć kratowa, czyli Wi-Fi Mesh, nie jest nowym wynalazkiem, bo każdy, kto na lotnisku bądź w hotelu łączył się z udostępnianą siecią radiową, już się z nią spotkał. Nowość polega na tym, że rozwiązanie to zaczyna być dostępne dla użytkowników domowych.

W dużych mieszkaniach bądź domach często spotykamy się z sytuacją niedostępności sieci Wi-Fi. Router ma swoje ograniczenia i sam nie jest w stanie zagwarantować mocnego sygnału sieci radiowej, który obejmowałby wszystkie pomieszczenia. A gdzie jeden nie może, tam wielu pomoże − właśnie na tym pomyśle opiera się sieć Mesh. Jest to kilka urządzeń realizujących to samo zadanie. Cel jest prosty: przesłanie danych drogą radiową z punktu A do punktu B z jak największą prędkością oraz eliminacja martwych stref, czyli obszarów, na których sieć bezprzewodowa jest niedostępna. Udaje się to osiągnąć dzięki wielu satelitom rozmieszczonym w całym domu i siatce wzajemnych połączeń pomiędzy nimi.

Największą zaletą systemów Mesh jest jedna, spójna sieć bezprzewodowa. Gdy poruszamy się po domu, nie musimy ręcznie przełączać się między urządzeniami. Zyskujemy swobodę, gdyż system sam dba, aby nasz telefon czy tablet połączył się z węzłem sieci oferującym najlepsze parametry przesyłu danych. Dobór pasma, a co za tym idzie, prędkości połączenia również odbywa się w pełni automatycznie. Wartość parametrów zależna jest od karty sieciowej inicjującej/nawiązującej połączenie

Każde urządzenie tworzące sieć Mesh jest jak osobny router przystosowany do współpracy z kolejnym takim urządzeniem i kolejnym… ich liczba zależy od powierzchni, którą chcemy pokryć siecią.

Producenci urządzeń zadbali, aby z konfiguracją systemu poradził sobie każdy. By ją przeprowadzić, potrzebujemy jedynie smartfona (Android lub iOS) z zainstalowaną aplikacją, która w kilku krokach pozwoli uruchomić cały system. Rozbudowa sieci również została sprowadzona do minimum, gdyż kolejne urządzenia dodajemy za pomocą aplikacji bądź po prostu włączamy. Sposób dodawania kolejnego urządzenia do już istniejącego systemu zależy od modelu urządzenia.

 

Test systemów Mesh – charakterystyka testowanych urządzeń

Do naszego laboratorium trafiło siedem zestawów urządzeń pozwalających zbudować sieć Mesh.

Pierwszy zestaw to propozycja marki Asus − model Lyra Trio. W skład zestawu wchodzą trzy urządzenia, które do komunikacji wykorzystują dwa pasma. Jednostki te wspierają standard AC1750 (2,4 GHz − 450 Mb/s lub 5 GHz − 1300 Mb/s) − żaden z zestawów nie oferuje takich prędkości transmisji Wi-Fi.

Drugą propozycją jest D-Link COVR-C1203. Ten zestaw również składa się z trzech urządzeń. Kolejną cechą wspólną jest wykorzystanie do przesyłu danych dwóch zakresów częstotliwości. To, co różni oba zestawy, to prędkości transmisji − w tym wypadku jest to standard AC1200 (2,4 GHz − 300 Mb/s lub 5 GHz − 867 Mb/s).

System Velop to oferta marki Linksys. To jeden z dwóch zestawów trzypasmowych − AC2200 (2,4 GHz − 400 Mb/s oraz 2 x 5 GHz − 867 + 867 Mb/s). Dostępne są jego dwie wersje różniące się liczbą urządzeń − testujemy zestaw dwuelementowy.

Kolejne dwa zestawy to modele marki Tenda − systemy nova MW5 oraz nova MW6. Oba dwupasmowe i z tym samym standardem AC1200 (2,4 GHz − 300 Mb/s lub 5 GHz − 867 Mb/s). To, co je od siebie różni, to liczba i typ interfejsów standardu Ethernet: nova MW6 ma po dwa porty Gigabit Ethernet w każdym urządzeniu, a nova MW5 ma dwa interfejsy Gigabit Ethernet w urządzeniu bazowym (model Mesh5) i jeden Fast Ethernet w satelicie (model Mesh5s). W każdym zestawie znalazły się trzy urządzenia.

Deco M5 to model firmy TP-Link. Zestaw złożony z trzech elementów wykorzystuje do komunikacji dwa pasma. Standard komunikacji radiowej to AC1300 (2,4 GHz − 400 Mb/s lub 5 GHz − 867 Mb/s).

W ostatniej chwili trafił do nas jeszcze jeden zestaw − ZyXEL Multy U. Podobnie jak Linksys Velop jest to system trzypasmowy AC2100 (2,4 GHz − 300 Mb/s oraz 2 x 5 GHz − 867 + 867 Mb/s) złożony z dwóch jednostek.

Żaden z przetestowanych zestawów nie został wyposażony w interfejs USB, a tym samym żaden nie oferuje funkcji związanych z udostępnianiem plików.

W teście zabrakło jednego wielkiego gracza − marki Netgear i jego systemu Orbi. Żałujemy, bo zestawy te są bardzo pozytywnie oceniane.

 

Wi-Fi Mesh − przegląd rozwiązań

Urządzenia Mesh można podzielić na cztery kategorie ze względu na sposób komunikacji pomiędzy satelitami.

Zestawy z reguły składają się z trzech urządzeń, co daje większą swobodę w sposobie ich rozmieszczenia. Każde urządzenie do działania wykorzystuje dwa pasma – fale o częstotliwości 2,4 GHz oraz 5 GHz. Z rozgłaszanych sieci radiowych korzystają klienci i równolegle wykorzystywane są one do wymiany danych pomiędzy urządzeniami oraz do przekazywania ich w kierunku routera. 

Urządzenia bardziej zaawansowane wykorzystują trzy pasma – 2,4 GHz plus 2 x 5 GHz (system triband). Za każdym razem, gdy otwiera się stronę WWW, pobiera pliki, ogląda film, to dane pomiędzy węzłami są przesyłane przez dodatkową sieć 5 GHz. Dodatkowe pasmo 5 GHz zwiększa prędkość wymiany informacji pomiędzy urządzeniami. W ofercie producentów znajdziemy zestawy złożone zarówno z dwóch, jak i trzech urządzeń.

Koncepcja numer trzy jest silnie promowana przez firmę D-Link. Marka ta oferuje zestawy, których działanie opiera się na technologii PLC (ang. Power Line Comunication). PLC pozwala na zestawienie kanału komunikacyjnego pomiędzy urządzeniami przy użyciu tradycyjnego przewodu miedzianego sieci elektrycznej. Wykorzystanie istniejącego okablowania sieci elektrycznej do przesyłu informacji jest bezsprzecznie największym atutem PLC – nie potrzeba żadnych prac remontowych, gdyż każdy dom czy mieszkanie ma instalację elektryczną. Wdrożenie całego rozwiązania sprowadza się do umieszczenia adapterów w gniazdkach i wykonanie parowania poprzez wciśnięcie przycisków – prościej się już nie da. W przypadku wyboru tego rozwiązania należy wiedzieć, że prędkość transmisji uzależniona jest od jakości okablowania sieci elektrycznej, a najwyższe szybkości uzyskamy w instalacjach opartych na trzech przewodach (L, N i PE). Tu warto wspomnieć o wykorzystującym tę technologię przetestowanym przez nas wcześniej adapterze Powerline D-Link COVR-P2502 − rozwiązanie to okazało się na tyle skuteczne, że w teście adapterów PLC zostało nagrodzone znaczkiem POWER.   

Czwarta metoda to użycie przewodu typu skrętka. Osoby, dla których prędkość jest priorytetem, wybiorą Ethernet jako podstawową formę komunikacji pomiędzy urządzeniami Mesh, lecz żeby móc ją wykorzystać, w pierwszej kolejności należy zadbać o odpowiednie okablowanie.

Wybierając ten typ połączenia, należy upewnić się, czy elementy zestawu wspierają funkcję Ethernet backhaul. Następnie łączymy je ze sobą w jeden łańcuch – pierwsze z drugim, drugie z trzecim itd.

Możliwy jest także taki scenariusz:

Producenci oferują kompletne rozwiązania Mesh w postaci dwu- lub trzyczęściowych zestawów. Wyjątkiem jest marka Asus, która umożliwia skomponowanie zestawu samemu. Funkcja sieci Mesh zaszyta w oprogramowaniu niektórych modeli routerów pozwala na ich wzajemne połączenie w jeden system. Niewątpliwą zaletą tego rozwiązania jest możliwość doboru urządzeń w zależności od swoich potrzeb.

Urządzenia Mesh różnych producentów nie są ze sobą kompatybilne. Jeśli kupimy zestaw marki A, nie będzie on działał z zestawem marki B. Organizacja WiFi Alliance chce to zmienić i proponuje rozwiązanie Wi-Fi EasyMesh. Założenia standardu są proste – jedna sieć Mesh przy użyciu jednostek różnych marek. Czy okaże się to możliwe? Na to pytanie nie znamy odpowiedzi.

 

Test zestawów Mesh – procedura testowa

Ponieważ część wyników testów umieściliśmy na stronach z opisami poszczególnych routerów (zasięg, test WAN-LAN, skanowanie portów, pobór energii), należy się kilka słów wyjaśnienia dotyczących przyjętej procedury testowej.

Procedura testowa wyglądała podobnie jak w przypadku naszych ostatnich testów. Wykorzystaliśmy trzy zestawy plików, wszystkie o rozmiarze 1 GB: jeden duży plik, zbiór średnich o wielkości od 4 MB do 60 MB (łącznie 145 plików multimedialnych: zdjęcia, muzyka i filmy) oraz zbiór małych plików − do 4 MB (łącznie 3979). Każda próbka została przesłana trzykrotnie, a wynik pomiarów został uśredniony.

 

Testy obejmowały:

  • pomiar mocy sygnału z wykorzystaniem dwóch kart sieciowych: karty z obsługą techniki kształtowania wiązki (Asus PCE-AC88) oraz adaptera sieciowego podłączonego do portu USB (Linksys WUSB600N). Test został przeprowadzony z 5-sekundowym odstępem, a czas całego pomiaru to 5 minut. Test objął pięć punktów pomiarowych. Przyjęta numeracja poszczególnych punktów została przedstawiona na rysunku poniżej.

  • dodatkowo wykorzystaliśmy narzędzie, które umożliwiło utworzenie rysunków rozkładu mocy sygnału sieci bezprzewodowej dla urządzenia/urządzeń Mesh w lokalizacji B (dom jednorodzinny o powierzchni 120 m2). Test został wykonany przy współudziale jednego, dwóch lub trzech urządzeń (nie dotyczy zestawów Linksys Velop oraz ZyXEL Multy U – zestawy dwuelementowe) i objął 12 punktów pomiarowych. Umiejscowienie jednostek zostało przedstawione na rysunku poniżej.

  • test LAN/WAN przy użyciu narzędzia Iperf opartego na modelu klient−serwer, które służy do testów wydajności sieci i jest dostępne w wersji zarówno dla systemów Windows, jak i Linux. Test polegał na uruchomieniu go na komputerze po stronie interfejsu WAN w trybie serwera; zadaniem programu było zmierzenie prędkości transmisji w obu kierunkach. W próbie upload dane były przesyłane w kierunku od klienta do serwera, a w próbie download – na odwrót;
  • kopiowanie plików pomiędzy dwoma komputerami; test obejmował połączenia: przewodowe oraz bezprzewodowe, przy czym test wydajności połączeń wykorzystujących tylko sygnał radiowy został rozdzielony na testy, w których karty pracowały w tym samym paśmie (na przykład tylko 2,4 GHz bądź 5 GHz), i testy, w których użyte zostały różne pasma (na przykład 2,4 GHz w połączeniu z 5 GHz). Test został wykonany przy współudziale jednego, dwóch lub trzech urządzeń (nie dotyczy zestawów Linksys Velop oraz ZyXEL Multy U – zestawy dwuelementowe).;
  • kopiowanie plików pomiędzy dwoma komputerami w sieci, w której działało wiele urządzeń; test obejmował połączenia bezprzewodowe, przy czym tak samo jak w poprzednim przypadku rozdzieliliśmy go na testy, w których połączenie Wi-Fi pomiędzy oboma hostami wykorzystywało tę samą częstotliwość, i testy, w których w użyciu były odrębne częstotliwości;
  • pomiar temperatury wykonywany podczas testów kopiowania plików w odstępie godzinnym i dodatkowo zdjęcie wykonane kamerą termowizyjną (FLIR E60) po teście pod obciążeniem;
  • pomiar poboru energii w trybie bezczynności (jednostka podłączony do sieci, ale brak aktywnych połączeń) oraz podczas testu pod obciążeniem.

Skorzystaliśmy z wielu urządzeń, ale bazę stanowiły dwa komputery, pomiędzy którymi w ramach testów przesyłaliśmy dane. Pierwsza konfiguracja to: Intel Core i7-3820, Asus P9X79, 32 GB RAM DDR3 2400 MHz, a druga to: Intel Core i3-7100, Asus Strix B250I Gaming, 16 GB RAM DDR4 2400 MHz.

W teście rozkładu mocy (lokalizacja B) wykorzystaliśmy laptopa Lenovo G510, Core i7-4700MQ, 16 GB DDR3, SSD 250 GB Samsung 850 Pro w połączeniu z kartą TP-Link T2UH, która pokazała, na co ją stać, w teście kart bezprzewodowych.

Rozgłaszanie jednej nazwy sieci bezprzewodowej wraz z mechanizmem automatycznego wyboru najszybszego połączenia sprawiły, że inaczej musieliśmy podejść do kwestii doboru kart sieciowych, które wykorzystano podczas testu. Oba czynniki sprawiły, że niemożliwe było wykorzystanie jednego zestawu kart – próby wymuszenia, aby karta pracująca z maksymalną prędkością 867 Mb/s w paśmie 5 GHz nawiązała połączenie z prędkości 300 Mb/s przy wykorzystaniu częstotliwości 2,4 GHz nie zawsze zdawały egzamin. Dlatego też w każdym z testów przesyłu plików użyliśmy innej pary kart. Modele kart, które posłużyły nam do przeprowadzenia testów przedstawia zestawienie:

W przypadku zestawu Asus Lyra Trio, który pozwala na połączenia w paśmie 5 GHz powyżej 867 Mb/s, użyliśmy kart Asus PCE-AC88 oraz Asus PCE-AC68 (sprawdź cenę).

W celu weryfikacji wyników pomiarów użyliśmy również kart: Asus USB-AC68 (sprawdź cenę), TP-Link T9UH (sprawdź cenę), TP-Link Archer T9E oraz Alfa AC1900.

Strona:
Makavcio2Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Makavcio22019.06.05, 15:20
-10#1
Moim marzeniem jest, by sygnał z routera był 5 metrów dalej (w linii prostej) w dekoderze telewizora, a nie 10 pięter niżej na ławeczce pod budynkiem!!!

Mówiąc poważniej, jak patrzę na te ceny, poczekam sobie raczej na 5G, które dla domowego użyszkodnika chyba zlikwiduje sens istnienia domowego wifi. A telewizora i tak praktycznie nie używam i zwłaszcza teraz, kiedy ci, których bił Piłsudski, wykastrowali Superstację, w ogóle pewnie nie będzie włączany.
Filip454Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Filip4542019.06.05, 15:23
-8#2
Nowotwór dla każdego gratis :E
XeiteZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Xeite2019.06.05, 16:26
Uwazajcie na te wynalazki. Mialem w domu kilka routerow wifi tplinka i wszystko bylo ok, moze za wyjatkiem ze trzeba bylo sie przelaczac recznie bo czasami telefon usilnie trzymal polaczenie do jakiegos odleglego ktory ledwo dzialal przy danej odleglosci. No i zachcialo mi sie Tenda MW6, rozstawilem 3 routerki Tendy tak aby kazdy sie widzial. Na telefonach dziala to spoko, zero problemow, natomiast urzadzenia domowe wariuja: telewizor samsung z 2016 roku, xbox one, albo filtry powietrza xiaomi - wszystkie niby sie lączą ale internetu nie mają. Przegladnalem internet i wychodzi ze tak po prostu jest ze niektore urzadzenia nie da sie podpiac do tego po wifi, mimo iz powinno wifi obslugiwac od strzalu.
Edytowane przez autora (2019.06.05, 16:32)
amapolZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
amapol2019.06.05, 16:36
-2#4
No dobra.duża dwupiętrowa chałupa i internet adsl z neti aż 15Mb.i teraz jaki Mesh?
KwantZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Kwant2019.06.05, 16:43
Bardzo brakuje rozwiązań na prawdę dobrych a nie 'marketowych'. Dla porównania powinniście zrobić coś na Ubiquiti albo Mikrotik.

Access pointy z Ubuqiuti + (darmowy) kontroler to jest wspaniała sprawa. Działa mega wydajnie i świetnie się integruje. Robi bezproblemowy handover, load balancing, etc...
iliosZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
ilios2019.06.05, 16:53
Kwant @ 2019.06.05 16:43  Post: 1206007
Bardzo brakuje rozwiązań na prawdę dobrych a nie 'marketowych'. Dla porównania powinniście zrobić coś na Ubiquiti albo Mikrotik.

Access pointy z Ubuqiuti + (darmowy) kontroler to jest wspaniała sprawa. Działa mega wydajnie i świetnie się integruje. Robi bezproblemowy handover, load balancing, etc...

popieram - jakies wynalazki testuja zamiast sprawdzonych rozwiazan na UBNT
Paszczaq1Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Paszczaq12019.06.05, 17:29
-1#7
Kompletnie bez sensu , Wifi ma być przedewszyskim w kiblu , plus gniazdko i ładowarka . U mnie to główny priorytet .
Atak_SnajperaZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Atak_Snajpera2019.06.05, 17:38
A czym się różni ten mesh od extra rutera ustawionego w trybie repeater?
pikolo000Zobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Autor publikacjipikolo0002019.06.05, 21:26
Atak_Snajpera @ 2019.06.05 17:38  Post: 1206019
A czym się różni ten mesh od extra rutera ustawionego w trybie repeater?


W sposobie działania i przekazywania pakietów - większość repeaterów zmniejsza przepustowość o połowę, oznacza to, że nie mogą one jednocześnie wysyłać i odbierać informacji. To tak jak w sieci Ethernet - w trybie full duplex informacje są przesyłane w obu kierunkach jednocześnie, natomiast half duplex to transmisja naprzemienna. Użycie repeatera to właśnie half duplex. Ponadto repeater komunikuje się bezpośrednio z routerem i ponownie nadaje swój sygnał, często jako własną, oddzielną sieć Wi-Fi co wymaga ręcznego przełączenia się pomiędzy nadajnikami - brak roamingu (w mesh tego nie ma, przełączanie następuje automatycznie). Mając sieć złożoną z dwóch repeaterów nie będą one przesyłać informacji pomiędzy sobą tylko poprzez router - w systemach mesh jest tworzona siatka połączeń czyli wymiana danych może nastąpić pomiędzy jednostkami systemu z pominięciem routera. Do tego dochodzą kwestie związane z zarządzaniem, konfiguracją, aktualizacją - proces należy przeprowadzić na obu urządzeniach w mesh mamy jeden spójny system.

Xeite @ 2019.06.05 16:26  Post: 1206001
Uwazajcie na te wynalazki. Mialem w domu kilka routerow wifi tplinka i wszystko bylo ok, moze za wyjatkiem ze trzeba bylo sie przelaczac recznie bo czasami telefon usilnie trzymal polaczenie do jakiegos odleglego ktory ledwo dzialal przy danej odleglosci. No i zachcialo mi sie Tenda MW6, rozstawilem 3 routerki Tendy tak aby kazdy sie widzial. Na telefonach dziala to spoko, zero problemow, natomiast urzadzenia domowe wariuja: telewizor samsung z 2016 roku, xbox one, albo filtry powietrza xiaomi - wszystkie niby sie lączą ale internetu nie mają. Przegladnalem internet i wychodzi ze tak po prostu jest ze niektore urzadzenia nie da sie podpiac do tego po wifi, mimo iz powinno wifi obslugiwac od strzalu.


Miałem wszystkie zestawy przez 2 miesiące, działały pojedynczo w tandemie i w trójkę. Przy żadnym nie doświadczyłem problemów, które opisujesz. Ilość urządzeń jakie je wykorzystywała była ogromna - mnóstwo modeli kart sieciowych, telefony, laptopy, tablety i xbox też (bo akurat posiadam). Testowałem u mnie, rodziców i w robocie - w 99% działało bez zarzutu. Ten 1% to sporadyczne problemy z zestawieniem łącza - czasem zdarzało się, że pomimo użycia karty dwupasmowej połączenie nastąpiło w paśmie 2,4 GHz zamiast 5 GHz ale ponowienie połączenia problem rozwiązywało.
Edytowane przez autora (2019.06.05, 21:32)
MerlinekZobacz profil
Poziom ostrzeżenia: 0%
Merlinek2019.06.05, 21:55
pikolo000 @ 2019.06.05 21:26  Post: 1206053

W sposobie działania i przekazywania pakietów - większość repeaterów zmniejsza przepustowość o połowę, oznacza to, że nie mogą one jednocześnie wysyłać i odbierać informacji. To tak jak w sieci Ethernet - w trybie full duplex informacje są przesyłane w obu kierunkach jednocześnie, natomiast half duplex to transmisja naprzemienna. Użycie repeatera to właśnie half duplex. Ponadto repeater komunikuje się bezpośrednio z routerem i ponownie nadaje swój sygnał, często jako własną, oddzielną sieć Wi-Fi co wymaga ręcznego przełączenia się pomiędzy nadajnikami - brak roamingu (w mesh tego nie ma, przełączanie następuje automatycznie). Mając sieć złożoną z dwóch repeaterów nie będą one przesyłać informacji pomiędzy sobą tylko poprzez router - w systemach mesh jest tworzona siatka połączeń czyli wymiana danych może nastąpić pomiędzy jednostkami systemu z pominięciem routera. Do tego dochodzą kwestie związane z zarządzaniem, konfiguracją, aktualizacją - proces należy przeprowadzić na obu urządzeniach w mesh mamy jeden spójny system.


Kilka pytań:
Czy którykolwiek z zestawów obsługuje IEEE 802.11s? Były przeprowadzone testy które potwierdziły, że przy komunikacji pomiędzy satelitami ruch nie leci przez główną jednostkę? Możesz przytoczyć dokument potwierdzający że pojedyncze radio może jednocześnie nadawać i odbierać? Sprawdzałeś może jak w nich działa wspomaganie roamingu, o ile mają (samo przełączenie to zawsze decyzja klienta)?

IMO jeżeli system nie ma dedykowane radia do połączeń między urządzeniami to tylko ładnie opakowane repeatery (łączenie z unifi wireless uplink)
Edytowane przez autora (2019.06.05, 21:59)
Zaloguj się, by móc komentować
1