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全屋WiFi方案:Mesh路由器组网和AC+AP

参考自:什么是AC AP 全屋WiFi方案:AC AP 什么是mesh?什么是ac ap?家里网络信号不好怎么办? 家庭无线漫游组网方案——MESH篇

文章目录

  • 一、全屋WiFi方案简介
  • 二、AC AP组网
    • 1. 什么是AP?
      • 1.1 AP分类
      • 1.2 AP形式
    • 2. 什么是AC?
    • 3. 什么是AC AP?
    • 4. AC AP的优缺点
    • 5. AC AP有哪些品牌?
  • 三、Mesh组网
    • 1. 什么是Mesh?
    • 2. Mesh网络的优缺点
    • 3. Mesh路由器品牌
  • 四、总结

全屋WiFi有两种方案:Mesh路由器组网和AC AP。

今天给大家讲讲什么?mesh?什么是ac ap?家里的网络信号不好怎么办?如何选择?wifi组网模式?

一、全屋WiFi方案简介

对现在的家庭来说,wifi所以这是必不可少的wifi 它是怎么产生的?它是由我们家的一种叫做无线路由器的设备发出的。

在这里插入图片描述

我们家里的网络环境一般是这个样子的,光纤进入家庭,然后连接到光猫,然后连接到路由器。在网络世界里,这个路由器相当于我们家的大门,一半在家外面,一半在家里,所有的数据都是从这里出来的。

WAN 口外连接光猫,其他连接光猫 LAN 嘴相当于门的内侧,用来连接室内电脑等。但是有些设备,比如手机,不能接网线,路由器需要同时释放 wifi 信号用于连接没有网线接口的设备,如手机 wifi 它也属于内部,是室内局域网的一部分。

然而,有些人的房子相对较大,这导致了一个路由器,不能覆盖整个家庭的所有房间。远离路由器的房间信号差,互联网速度慢,甚至有些房间根本无法上网。

于是,大家开始想办法解决这个问题。

基于上述痛点,一些奸商看到了商机,然后一些购物网出现了路由器,如全千兆穿墙王、七天线穿墙野兽等。

还有一些偏方,比如在路由器天线上放一个可乐罐。

那么穿墙王真的能解决问题吗?不可行。

失败的第一个原因是:说白了,穿墙王试图通过增加天线的功率来覆盖更广的信号。

但是天线的功率越强,就像这张图一样,距离越远,但也越薄。

因此,在一些附近,信号会更差。

第二点是信号好,不等于网速快。

wifi 分为 2.4G 和 5G 两个频段。

由物理特征决定,2.4G 覆盖面广,但网速慢。

而5g 覆盖面小,但网速快。

网络速度对我们来说非常重要,所以它不是覆盖一切。例如,在我家的情况下,在路由器旁边,信号强度为负28,此时速度为每秒370兆。如果在相对偏远的角落,信号强度下降到负71,此时速度测量只有每秒43兆,差距很大。

所以穿墙王不是一个好的解决方案,很多人会想,我以前用大约100元的路由器,现在买一个更贵,比如买一个500元,甚至几千元的路由器,这个信号要强得多吗?

你可能会发现,一个非常直观的表现是昂贵的路由器,它有很多天线(我上面举的穿墙野兽不是-)

这是否意味着信号会越强?

例如,假设我们从上海到北京,天线意味着我们可以走更宽的路或更多的路,但这并不意味着我们可以从上海到沈阳。

因此,通过前面的分析,我们可以知道路由器能做的事情无论如何都是有限的。

那反过来想,我们加强手机信号是不是就解决了这个问题?

我们知道功率与功耗成正比,大大提高手机的发射功率肯定会影响电池寿命,使手机天线增益更高,影响体积。

而且每个家庭都有路由器,你的信号特别强,必然会干扰别人的家wifi。结合各种考虑,相关监管部门应对wifi限制.4GHZ最大功率大功率1000mw,5.8GHZ频段限制500mw,5.2GHZ频段限制200mw。

如果你的家人,路由器商家通常会卡住功率限制来制造路由器wifi如果信号不好,可以尝试更改路由器所在区域。因为各国或地区wifi功率上限不同。例如,美国的发射功率高于中国,因此改变区域可以轻微提高信号强度。然而,由于移动终端的发射功率和天线增有限,实际效果不会特别明显。

因此,相当于我们要在北京和沈阳之间再修一条路。

注意增加设备。很多人可能听说过很多方法,比如增加 AP 例如,增加一个访问点 wifi 放大器的小设备,或者只是添加一个路由器,或者AC AP模式、Mesh路由器组网。

还有回程、无线回程等术语令人眼花缭乱。那么眼花缭乱。那么这些方案有什么区别呢?应该选择哪个方案最好?它们各有优缺点?

今天,让我们试着用最简单的句子说人话,让大家彻底理解这些东西。

首先,我们先把上面凌乱的专业术语抛在一边,

这个副路由器应该加到哪里?

当然,添加到信号不好的地方,比如主路由器没有信号的房间。

那么这个回程是什么意思呢?

事实上,这个词并不难理解。显然,主路由和副路由应该形成一个整体,因此它们必须有联系。事实上,这个过程相当于两个路由器之间的连接,它不同于路由器和手机之间的连接。

主副路由之间有几种连接方式?一种是有线连接,另一种是无线连接。

上述连接不可能是无限的,首先是有线连接,网线超过几十米会有明显的信号衰减,所以你说你拉几百米的网线,接到对面的楼上,和你的家形成一个共同的局域网,这是不现实的。

一般来说,你的家不会这么大,所以只要你选择有线连接模式,你就不需要考虑距离。可以理解,只要你的线能通过,副路由器就可以放在你想放的地方。

如果能用有线连接,绝对是最好的解决方案,网络会更稳定。但我们经常面临这种情况,就是家里墙上预留的线是比较旧的网线,一般只支持100兆的速度。

所以使用这样的线,显然会影响网络速度,如果明线,通常更麻烦,不漂亮,所以如果有上述问题,只能选择第二种方式,即主辅路由器之间的无线连接。

此时应注意,副路由器不能随意放置,至少应放置在能够稳定接收主路由器信号的位置,否则主路由器和副路由器不能通信,不能通信如何形成一个整体?

然后,由于至少有两个路由器,至少会发出两组wifi 也就是说,我们的手机会在这两组信号中选择一个。

此时,网络信号能否智能切换非常重要。

如果不能切换,比如我已经走到了主路由器的边缘,手机还连接着信号较弱的主路由,没有切换成副路由,会影响使用体验吗?

如果可以自由切换,可以主动寻找更好的信号wifi 去连接。

那以下四种wifi如何选择模式?

让我们简单谈谈它们的区别。

最简单的是wifi 放大器通常作为主路由器的配件出售,可以智能切换wifi。然而,它的体积有限,所以性能相对较弱,通常不能连接网线,只能通过无线连接到主路由器。

此时会出现更严重的问题,即放大器发出的无线信号不仅用于与手机和主路由器连接。所以它的带宽只能用一半。

而再加一个普通的路由器呢?这个也是比简单的方法,成本也比较低。和主路由器既可以有线连接,也可以无线连接。

当然无线连接的话,还是只有一半的带宽。

而它的最主要问题在于两组wifi 并不能智能切换,用起来真的很累。并且还有个问题,如果是两个不相关(不同品牌)的路由器,设置起来比较复杂,需要一定的网络知识。

AC + AP 这个方案呢,成本相对比较高,它通常是有线的。

实践方式是一个主路由 AC,通过一个交换机,再连接一大堆 AP,这样就能在很多的地方释放出 wifi 信号,也可以智能切换。它通常用于大的公司或者酒店之类的地方,重点在于能够覆盖很大的区域。

还有最后一个,就是最新的无线局域网Mesh组网技术,与传统WLAN不同的是,无线Mesh网络中的AP可以采用无线连接的方式进行互连,并且AP间可以建立多跳的无线链路。它的优点有很多,像信道分配,路由转发,还有网络无缝漫游等。

我个人认为,最适合家用网络无缝覆盖的解决方案是AC+AP模式和Mesh 路由组网,二者没有优劣之分,以自己所在环境选择最优方案即可。

下面我对比下二者运行原理。

在房间一放一台路由器,房间二也放一台,这样两个房间都有了wifi信号。

假设从房间一移动到房间二,如果手机仍然能搜到wifi1的信号,就不会切换到wifi 2、导致在房间二里用着信号状的wifi 1,手机网速和延时肯定会受到影响。

而使用AC+AP或者Mesh组网的方案都可以解决信号切换的问题。

AC+AP模式下有一台路由器负责处理所有的数据,其余的设备只负责发送和接收无线信号。从房间一移动到房间二,AC端发现手机信号偏弱,会命令 AP1 强制断开与手机的连接,这样手机就用上了信号更强的AP2。

而mesh组网在逻辑结构上,是所有单体两两相连(全网状),手机连接到任意Mesh路由都可以通过网状结构联系到外网。

Mesh与AC+AP相似的是数据都会通过连接外网的那台设备访问广域网。

但不同的是Mesh是分布式组网,每台路由器都是大脑的一部分,而AC+AP则是AC式主控大脑。

AP只有发射和接收无线信号的功能,AC出了故障,会导致所有AP断网,需要额外购买一台AC进行替换。

而Mesh连接外网的那台设备坏了,内网仍然可以使用,这时候用任意一台Mesh路由,替换直联外网坏了的那台Mesh路由,就可以立即恢复外网访问。

这就是所谓的高鲁棒性(Robust),比较耐造。

另外,AC+AP默认是通过AC端控制AP切断手机连接来实现切换wifi信号(主动切换技术)。

而Mesh则是把选择权下放给手机,让手机自主判断要不要切换到信号更强的wifi设备(部分路由在Mesh组网状态下也支持主动切换技术)。

所以AC+AP模式和Mesh组网没有优劣之分,只是在不同应用场景看谁更有优势。

但我个人比较推荐Mesh组网,一是AC+AP模式通常需要提前预埋网线,比如我们在外工作,租的房子网口少、Mesh无限回程更方便一些。

二是AP面板或AP吸顶通常更新慢,价格贵,一般商用比较多,不太适我这样爱折腾的穷人。

三是Mesh组网设备大都支持802.11/k/r/ v三个协议。

说到这里,我还得好好讲讲802.11 k/v/r协议,这是一个很重要的技术协议,想要无缝漫游就需要它的支持。

目前,我们家用路由器通常就是通过802.11 k/v/r协议进行无缝漫游,那kvr漫游协议有什么作用呢?

(注:其实在苹果官网里面,有一篇相对专业的介绍文章,也介绍了kvr协议的作用,大家感兴趣可以去看看。)

简单来说:

802.11 k协议的作用:就是向客户端提供漫游可用的AP列表;

802.11 v协议的作用:是提供可用AP的负载信息,在确定可能漫游的AP时,会考量这些信息;

802.11r协议的作用:是连接新AP时候进行快速认证。

这三个协议,需要客户端(如我们使用的智能手机)和路由器同时支持,目前的家用路由器大多数只支持k和v两个协议,不支持用于快速认证的r协议。这是因为r协议主要是针对802.1x认证的企业网络。当进行无缝漫游连接新的AP时,需要连接到服务器进行认证后才可正常跳转,而家用路由器的PSK认证不需要这么复杂,在本地即可完成认证,所以r协议对家用路由器而言意义不大。

如果你想确定一下路由器支持的协议类型,我们可以通过winfi这个windows桌面端软件来查看

在客户端(指手机等)方面,近几年发布的新设备应该都支持kvr协议。大家可以到官网查询一下所持设备支持情况。比如苹果的官网就列出了各个设备支持情况(iPhone6S后续型号貌似都支持),安卓的各个品牌需要联系客服确认或自行查看官方规格参数。

从上面的内容我们了解到,802.11 kvr中的k协议和v协议,为无缝漫游提供了优质可供漫游的AP,r协议优化了漫游后的认证速度。

那什么时候进行漫游呢?

这通常是由客户端的漫游算法决定的。遗憾的是由于没有一个统一的行业标准,各厂商的漫游算法不尽相同,但触发条件是相似的,都是由信号强度、信号质量、误码率等因素决定,并且通常都会有一个触发漫游的阈值,当达到相应的阈值后即可触发漫游。

比如通常情况下,苹果手机信号强度大于-70dBm就可以触发无缝漫游,但这并不意味着 iphone接收到的信号强度到达这个数值,就一定会发生漫游。它还会通过信号质量、误码率等因素,以及可供漫游AP的信号强度等条件综合考量。

有了802.11k /r/ v协议的帮助,手机就可以快速有效地连接到附近信号强、负载低的wifi了。即使手机在打游戏时,通过802.11k /r/ v协议,可以让手机无缝切换wifi信号,让游戏避免弹出掉线。

最后重申一下,802.11k /r/ v技术协议是双向的,如果手持的手机不支持,单凭路由器支持也是无法实现无缝漫游功能的哦。

二、AC+AP组网

早年间,AC+AP这种组网方式主要应用在大型网络覆盖的场所。像大型商场,车站,宾馆这些无线端终比较多的场所。近年来,由于家用网络需求的飞速发展,AC+AP这种组网方式也慢慢地进入家用。

1. 什么是AP?

AP----无线访问接入点(WirelessAccessPoint)AP就是传统有线网络中的HUB,也是组建小型无线局域网时最常用的设备。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网,从而达到网络无线覆盖的目的。

1.1 AP分类

(1)瘦AP(FIT AP)

也称无线网桥、无线网关,也就是所谓的“瘦”AP。此无线设备的传输机制相当于有线网络中的集线器,在无线局域网中不停地接收和传送数据;瘦AP本身并不能进行配置,需要一台专门的设备(无线控制器)进行集中控制管理配置。

“控制器+瘦AP+路由器架构”一般用于无线网覆盖,因为在AP数量众多的时候,只通过控制器来管理配置,会简化很大的工作量。

(2)胖AP(FAT AP):

业界所谓的胖AP,也有人称之为无线路由器。无线路由器与纯AP不同,除无线接入功能外,一般具备WAN、LAN两个接口,支持地址转换(NAT)功能,多支持DHCP服务器、DNS和MAC地址克隆,以及VPN接入、防火墙等安全功能。可以理解为一个独立的路由器,离开AC也能独立工作。

理论上,当网络中增加一个无线AP之后,即可成倍地扩展网络覆盖直径。还可使网络中容纳更多的网络设备。每个无线AP基本上都备有一个以太网接口(部分面板没有),用于实现无线与有线的连接。

1.2 AP形式

目前常见的AP 主要分为两类,吸顶AP和 AP面板两种。

可以吸顶安装或者壁挂安装,AP周围很少有遮挡,AP通常体积较大,性能更强,信号覆盖范围更好。

大小是家庭86面板大小,可以安装在墙上暗盒中。受限于86面板的尺寸空间,AP的性能稍弱,信号覆盖范围较小。所以在装修布线方案选择时,尽量不要把86面板盒设置在电视,冰箱等后面。

AP安装方式家用有两种:墙壁面板(左图)和吸顶式安装(右图)。

2. 什么是AC?

AC即无线控制器(Wireless AccessPoint Controller),是一种网络设备,用来集中化控制局域网内可控的无线AP,是一个无线网络的核心,负责管理无线网络中的所有无线AP,对AP管理包括:下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等等,相当于调度官。(目前市面流通的所有AC和AP都是相同厂商的才能相互管理)

3. 什么是AC+AP?

AC+AP是针对大户型或别墅的一种组网方案,目的是让家里的每个角落都能保持良好的网络连接,是一种WLAN系统。AC是接入控制器,用来控制AP。而AP是无线接入点,通过无线WiFi信号来连接手机,笔记本电脑这些无线终端。AC控制器把无线局域网接入控制设备,负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet,同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。

组成一个完整的AC+AP的网络系统主要有四个部分:

在网络间起网关的作用,负责内网和外网的数据交换。

管理和控制局域网内,对AP管理包括:下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。

PoE交换机就是除了能提供普通交换机所具有的传输功能,还能给网线的另一端设备提供供电功能。供电+数据传输一体化,不需要另加供电模块或者PoE供电模块为设备供电,一根网线线完成所有工作。这里主要是为AP提供直流电源。

也被称为基于局域网的供电系统或有源以太网,有时也被简称为以太网供电,指的是在现有的网线布线基础架构不作任何改动的情况下,在为一些基于IP的终端传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。

无线接入点,负责手机,电脑,机顶盒和一些智能家电的无线接入功能。

AP按功能可为分胖AP(FATAP)和廋AP(FITAP),胖AP(FATAP)也可以说是无线路由器,带有AP和路由的功能,可以单独使用。而廋AP(FITAP)只有无线接入点功能。需要配合AC,PoE交换机才能使用。

4. AC+AP的优缺点

  • 无缝漫游:全网覆盖任意行,AC管控各相邻AP间漫游阈值,并读取联网设备信号强度,让连网设备在相邻AP间实现无缝漫游。相比Mesh组网的漫游阈值不可调,漫游体验要好一些。

  • AC统一管理:AP即插即用,AC+AP整体解决方案中一台AC便可实现对内网所有AP的统一管理与控制,让内网各AP实时调整自己的配置让自身处于一个最优状态以适应实际的环境。

  • 功率、信道自动调,网络稳定干扰小,AC获取各AP位置并实时动态调整各相邻AP发射功率,让无线网络处于最优状态。

  • AP大多采用Poe供电,无需电源,一根网线就足够了。

  • 先要确定好安装位置,铺设好网线,后期更改位置比较麻烦

  • 调试比较复杂,自已安装的话需要一定的动手能力

  • 价格较高,同样的WiFi6的AP比路由器要贵。

5. AC+AP的品牌有哪些?

家用的话国内主要有三家:TP-LINK,华三,锐捷。

国外:思科、UBNT。

AC+AP组网方式布组简单,现在大多数商品房都已经从弱电箱到每个房间预埋好了网线,这样的话把AC控制器放在弱电箱,AP如果是墙壁开关安装方式的话,直接把原来的网线插口换成AP就可以,下面是AC+AP的布线图:

TP-LINK的AC+AP WIFI覆盖方案在市面上是卖的最好的,不仅产品线丰富,而且设置简单、价格合理,性价比不错。

国内的品牌面对一般家用场景,POE供电 · AC一体化路由 + 面板AP就能满足需求,网络拓扑结构为:光猫 - 一体化路由 - 面板AP,各个面板AP由一体化路由通过POE方式供电,不用另外接电源。组网则是在一体化路由的WEB页面统一设置,此方案即可实现快速漫游,终端设备可以自动在各个节点之间快速切换,价格也合理!TP-LINK,华三,锐捷这些都是采用这种方案。好处是AC一体机可直接放入弱电箱。

而国外的品牌像UBNT这些都是采用分体式,路由器,AC,PoE交换机都是分体的,家用的话,基本上要一个弱电控制柜才行。不过AC可以用软AC的方式,在电脑上用AC软件来配置AP。

常见网络拓扑:

三、Mesh组网

1. 什么是Mesh?

根据度娘解释:Mesh网络即“无线网格网络”,是“多跳(multi-hop)”网络,是由ad hoc网络发展而来,是解决“最后一公里”问题的关键技术之一。在向下一代网络演进的过程中,无线是一个不可缺的技术。无线mesh可以与其它网络协同通信,是一个动态的可以不断扩展的网络架构,任意的两个设备均可以保持无线互联。具有动态自组织、自配置、自维护等突出特点。

说人话就是:Mesh分布式路由生成一种网状网络,不同接入点以星状、树状、串联和总线等方式,混合组成一整张网状网络。不同节点之间可以通过无线、网线两种方式连接。Mesh网络中不仅SSID统一,无线终端设备还可以自由寻找信号最好的节点去连接传输数据,用户移动终端设备在不同节点漫游时连接是无缝切换的。

目前 Mesh 组网一般都支持,很显然

具体效果:有线Mesh > 混合组网 > 无线Mesh(三频 > 双频)

                    Mesh组网连接方式

2. Mesh组网的优缺点

  • 网络部署速度快,简单,基本拿过来插上就完事了。
  • 网络相对稳定,任意单个节点坏了都不影响其他设备的数据传输。当然外网接入的主路由还是不能坏的。
  • 部署非常灵活,如果想增大覆盖面积。只要多加几个设备就可以搞定。
  • 无缝漫游

  • 网格网络的性质,要发挥Mesh最大的效果起码要3个节点启用,2个节点和普通的桥接模式并没有太大的区别
  • 延迟由于每次转发都需要一定延迟,多次转发之后延迟较高。(具体的延迟时间与设备有关)所以对于实时性要求较高的网络,mesh网络就不适合了。
  • 网络容量,由于mesh网络存在转发,每次转发之后速率都会降低,因此需要限制每个网络中节点的数量,所以mesh网络节点数量尽量不要太多,否则会影响网络质量。
  • 价格偏高,相对于普通的路由器价格偏高。

  • 无线覆盖面积超过100平;
  • 装修没有预留网线;
  • 追求良好的网络体验,需要无缝漫游;

3. Mesh路由器品牌

国内品牌:华为、小米、普联(TP-Link) 国外品牌:领势(LINKSYS)、Orbi(网件)、UBNT等

如果预算不高,只希望网络能够全覆盖,并不追求其他的,我觉得可以选择TP和小米的,基本都能满足日常的需求;

现在购买路由器最基本的要求,如果不满足下面完全不用考虑;

  • ,注意这里真的不是频率和超过千兆,是指路由器端口要是千兆的,不少不良厂商投机,利用消费者不了解;
  • ,现在大多数设备都是支持5G了,只有5G才可以发挥你家里的最大带宽;但是也不能只买只支持5G的,很多智能家居还仅支持2.4G

四、总结

家庭全覆盖组网, Mesh 或 AC+AP 组网的方式,都可以达到满足全屋覆盖、漫游的目的。

Mesh 组网在使用有线回程的情况下,注意哦,这里我说的是使用有线回程,毕竟网线传输速度和稳定性是无线没法比的;在这样的组网情况,Mesh 组网达到的效果和 AC+AP 的基本差不多。

虽然无线 Mesh 在网络质量上有些弱势,反过来,在组网灵活性上却要强于 AC+AP ,如果家庭有些位置存在网络死角, Mesh 可以灵活添加节点来提升网络网络覆盖,但是 AC+AP受限于网线,不能随意的添加AP。

两个方案各有千秋,没有好坏,适合的场景不同而已,需要根据自己的实际情况来选择组网方案。

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