高带机量AP设备选型介绍

Ubnt,MikroTik

Updated on May 28, 2021 Posted by elmagnifico on March 13, 2021

Foreword

这篇老文章了,设备也是老设备了,可能跟不上最新的设备了,但是选型原则,思考思路都是差不多的。

玩AP的玩家其实也挺多的,比如:

恩山无线

https://www.right.com.cn/forum/

我自己也有斐讯K2,AC-66U,WNDR3800,也刷过梅林啊,openwrt,Lede,明月固件,Lean固件等等,折腾过不少,不过也慢慢退坑了,一个AP而已,稳定性还是最重要的,很多功能花里胡哨,其实并不实用,但是总会遇到一些有别于正常场景使用的情况,往往这方面能找到的帖子都非常少,能总结经验什么的,就更别提了,基本都是被忽悠着用的。

这里主要介绍的是如何选择高带机量AP或者是提升一个AP的最大带机量的方法,以及一些我测试过的AP具体数据,还有一些商家选择,但是大部分都能跳过。还有一些经验教训吧,这些算是我累积下来的或者从各种文档中翻到的设定。

对应的场景或者需求如下:

  • 适用于客户端仅需极低带宽
  • 需要极大范围覆盖,范围内遮挡较少
  • 性价比极高
  • 客户端稳定
  • 交换机不是瓶颈

常识

先说一些常识性的东西,这些都是基础原则,更高带机量都是以他们为基础的。

2.4G频段

如果是使用2.4网络,其网络容量比较小,协议比较老,干扰强,平常可以完全隔离的同时就只有三个频段。而且同时由于城市环境内2.4g wifi太多了,导致高峰期网络差到爆。

SMMS

如果要使用,最好使用1,6,11,类似的三个隔离的频段,蜂窝状排布,这个是使用20MHZ带宽的情况下,其他情况干扰更严重

SMMS

同时如果选择信号所占频段越宽(20,40)本质上越容易受干扰,虽然速度上限提升了,但是传输距离下降了,干扰变大了

5.8G频段

5.8G则比较优秀了,本身协议比较新,抗干扰就强一些,同时城市内5.8G wifi相对少一些,网络情况更好。同时5.8G的上限也高,最高都有160M了,横跨8个频段,非常霸道了。

而最新的Wifi6 也是在这个基础上进一步提升了无线网络的带宽和带机量。

SMMS

5.8G频段划分比较好一些,本身各个频段都是完全隔离的,就算选择相邻的问题也不大,当然错开更好一些。

SMMS

平常的频段可能会被成为信道xxx(149,153)或者编号(36,40,44这种),这里我都以核心频率为准,有些地方允许用DFS或TPC,而有些地方可能直接不允许使用这些信道,同样在国内是否能用完全看设备,有的设备会主动屏蔽,而有的则没有。同时也又看发送端也看接收端,大家都要同时支持某一个才能用。

频段 国家 DFS/TPC 能否使用
5180 united states 可以
5200 united states 可以
5220 united states 可以
5240 united states 可以
5260 no_country_set 可以
5280 no_country_set 可以
5300 no_country_set 可以
5320 no_country_set 可以
5745 no_country_set 可以
5765 no_country_set 可以
5785 no_country_set 可以
5805 no_country_set 可以
5825 no_country_set 可以
5500 united states 可以
5520 united states 可以
5540 united states 可以,有使用风险
5560 united states 可以,有使用风险
5580 united states 可以,有使用风险
5600 united states 可以,有使用风险
5620 united states 可以,有使用风险
5640 united states 可以,有使用风险
5660 united states 可以,有使用风险
5680 united states 可以,有使用风险
5700 united states 可以,有使用风险
5720 united states

协议

肯定都听过802.11a/b/g/n/ac/ax等等,2.4g这里基本上能选到最新的也就是802.11n了,5.8g这里一般都是ac,也有n和a的,wifi6的话就是ax了

协议只要ap本身没有问题,一般都是选到最新的,这种情况下各方面都比较强。

带机量

并发带机量具体计算公式如下: 最大带宽 / 预留给终端设备的带宽 = 并发带机量

100M / 4M = 25 

100M的路由,每个终端给4M带宽,最多并发也就只有25个客户端了,而4M网络基本相当于2G-3G水平了,在现在的需求下面根本无法满足日常上个网的需求。

所以这也是为什么很多家用路由器直接把客户端数量直接限制在了25个,这都没算任何损耗,AP 100%性能发挥,实际上根本不可能。

当然实际上多数情况下,家庭也不可能有25个客户端同时跑,还跑满带宽的情况,所以平常的AP就足够感觉不到卡顿了。

错峰交换

而要支持多客户端,错峰是必须的,本身无线CSMA/CS的底层机制就会让所有客户端监听信道,而如果所有客户端都同时发送信息自然不妥,错峰信息交换则能进一步提高带机量,不过这就需要具体的应用支持了。

射频Radio

平常一个AP,可能会有多个射频模块,比如同时有2.4G和5G的,那他至少有2个Radio,各自负责一个。而做高密度覆盖的时候可能一个AP中就有4个Raido或者8个,甚至16个。但是可想而知,这样确实可以提高带机量,但是由于射频本身太过集中,功耗高的爆炸,而且自身干扰也很强。

天线选择

由于使用场景不同,所以天线的需求可能也不相同,但是简单说全向是一个非常片面的词,一般多指水平方向上的全向,但是如果一旦对空或者对地覆盖的时候,经常需要垂直角度,这个时候很多天线都不达标,垂向角度非常小,从而导致实际覆盖面积很小。

内倾角:有的天线可能是直的(外表看),但是内部是弯曲了一个倾角的,多数可能都是超地面方向的 ,他们都是对地辐射的,所以调整倾角是有效的,能一定程度上改变信号情况

垂向和水平不能两全,我见过平衡二者最好的就是UBNT Outdoor5的原装天线了,国内大部分能直接买到的所谓增强wifi信号的胶棒天线或者玻璃钢天线都是不如他这个的,可惜现在也都买不到了。

SSID

这种级别的AP基本都支持无限开SSID,但是每一个SSID大概都会占用4-8%的信道资源,开得越多占用越多,而如果同时开20多个SSID,每个SSID下都有客户端,基本这个信道就满了,干扰特别严重。所以没有必要的话,SSID尽量少开,给信道更多的容量。

AP商家

AP商家简直不要太多了,华为、华三、中兴、锐捷、TPLink等等,但是国内的商家太坑了,基本全都为了信噪比,直接牺牲了最大客户端数量,他们的AP里都默认设置了最大连接数量,并且是不可以解锁的,这就导致很多超低带宽设备无法同时在一个AP中。换句话说,限制了客户端数量,可以多卖几倍的设备,何乐而不为呢?

至于国内提供高密度覆盖的一些商家,比如aruba无线 ,鲲鹏无线,SUPERWIFI等等,其实他们大都是拿别人设备或者直接套壳别人设备,然后配置两下就拿出来用了。在他们的逻辑下,高密度没有增加AP数量完成不了的,但是还真的有,至少我的需求都不是增加AP能解决的。而且实际上有很多情况,由于本身没有研发能力,而且他们也只是使用设备而已,所以一些极端情况没办法处理,他们也找不到更专业的技术人员,遇到了就只能搪塞过去。

而国外的就相对良心一些,多数情况都是放开限制的,具体能不能做到就看使用者会不会用了。这就导致国外的AP性价比极高,但是门槛也高。

国外比较有名的比如Ubnt,Mikrotik,Xirrus等,他们都开放设置,一般他们都能达到远高于国内AP的带机量。

测评

下面是一些曾经使用过的或者测试过的设备,当然有的设备已经停产买不到了,有的只是测试过就退还了,有的是一直用了很久的。

国内的华为的或者是TP之类的都简单测过,但是由于使用目的不同,实际上他们连超过40个就明显不行了,其他厂家基本同理。

UniFi Outdoor5

  • 理论带机量200+,目前测试最大带机量可以达到120,但是继续增加并不能行,感觉像是写死了128个。
  • 理论范围183m,实际使用远超这个范围
  • 5.8G走的协议是802.11n,最大只有300Mbp。

UniFi UAP‑AC‑SHD

  • 理论带机量500+
  • 测试最大带机量可以达到357,2.4g的带机量大概达到80就不行了,在有环境干扰的情况下,2.4g信道占用基本达到80%左右,就不能正常工作了。
  • 适合室内使用

UniFi的AP配置比较简单,但是同时就带来了一些问题,一些设置是无法配置的

Cambium E700

  • 最大512个用户
  • IP67
  • 4x4 5g
  • 8dbi 天线
  • 价格9600
  • ARP代理,优秀
  • 配置某种程度上说简单了,提前把可能的配置全配好,后期直接导入使用即可

问题:

  • 性价比略低
  • 供电为欧标,需要转接
  • 专用供电POE,非标准
  • 全英文,没有中文配置界面

这个实测大概是能达到200左右带机量

Cambium E500

  • 最大256个用户
  • 5dbi 天线
  • 价格2500
  • 剩下同上

问题同上,实际上这个最多只能带100左右。

Grandstream GWN7600LR

  • 最大号称450,实际单5g带机量大概360左右,如果开启2.4g那么可能可以达到450
  • 天线 5dbi 全向
  • 覆盖范围500m
  • 自带ac管理器,自动识别当前网络中其他设备
  • 设置选项丰富,界面有中文,十分友好

问题:

  • 登录复杂,url较为麻烦
  • 超过200架以后有明显延迟,不能再多了。
  • 启动速度很慢

这一宽他的带机量是通过拉长延迟,也就是错峰转发来提高的,所以要慎重选择。

MikroTik wAP ac RBwAPG-5HacT2HnD

  • 理论带机量2007
  • 天线2dbi 全向

问题:

  • 设置复杂,全英文,没有中文
  • 带机量256,没有明显延迟
  • 室外可能并不行
  • cpu QCA9556
  • WIFI QCA9880

作为一款室内AP,性能非常BT了,带机量可以直接拉满,转发能力毫无问题,室内用非常推荐。

Mikrotik RBOmniTikG-5HacD

  • 7.5 dbi, 全向
  • 价格830
  • 带机量200不稳定,开始各种掉线的情况

MikroTik SXTG-5HPacD-SA

  • 13dbi 定向,90度天线,功率1300mW,可能强到爆炸

  • 价格750

  • 带机量250开始不稳定,200可以稳定

Mikrotik RBOmniTikU-5HnD

  • 7.5dbi 全向天线 400mw
  • 价格650
  • 协议支支持到a/n 不支持ac,感觉是Mikrotik RBOmniTikG-5HacD的简配版

Mikrotik RBOmniTIK UPA-5HnD

  • 同上,但是他是一个5层设备,授权更高一些,限制更少一些

Mikrotik RB921GS-5HPacD-15S

  • 价格980
  • 天线15dbi,120度,垂向是10度,比较小,使用时建议拉开,拉远使用
  • 支持到ac/a/n
  • 带机量达到336,开始出现丢包,300可以稳定

问题

  • 测试结果,天线垂向范围覆盖不够,对垂向有要求的就算了。

Mikrotik mANTBox 19s RB921GS-5HPacD-19S

  • 同上,但是支持到10km,可以认为是定向天线
  • 价格1350

Mikrotik RB912UAG-5HPnD-OUT

  • 需要另配天线,性能不明显
  • 只支持到a/n
  • 价格650

NetMetal 5SHP triple和NetMetal 5 triple

  • cpu QCA9557
  • WLAN QCA 9880
  • 带机量600+,非常BT

问题:

  • 需要网络环境非常好,室内或者野外空旷

Xirrus XD4-240

  • Xirrus XD4-240 是有4个射频,其中2个是2.4g,两个是5g
  • 每个射频仅能设置一个信道,而且单射频理论最大只能带240个设备,实际使用190个设备较为合适
  • 每个SSID需要分配给射频,可以一个SSID分配给多个射频

问题:

  • 如果4射频全是5g就完美了
  • 设置复杂,全英文
  • 启动比较慢

Summary

其实看过了那么多家,Mikrotik算是最好的,硬件参数透明,软件是开源的ROS,每个设备的性能非常好评估,直接看参数就能真实的估计出来好坏。

目前看到的比较优秀的设备,设备基础是这样的,他们都是某个型号的CPU或者WIFI转发模块

  • cpu QCA9557
  • WLAN QCA 9892/9880

在这个配置下的AP,基本都能带了200以上,甚至300多

  • cpu QCA9556 由于内存稍小,导致他实际带不了300+

也就是说基本只要看这个AP设备里的CPU和WIFI部分,就能看到这个芯片最高能达到的什么程度,有对比过一次以后,后面也只需要对应做芯片对比就能快速选择到更优的设备了。

国内的厂家就比较困难了,因为这里不透明,在不能直接拆解的情况,要对比芯片得到性能很难,而且国内的固件大都写了限制,导致参数和实际不符是常事(差距巨大)

同比ROS,本身开源,同时各种参数完全放出来,交给用户配置,除了门槛高,缺少现代化的设计界面,缺少类似UBNT的方便的AC管理软件以外,剩下基本都是完美。

当然这些都是在客户端不差的情况下进行对比的,如果客户端本身就不行,那AP再牛逼也不带不动。

国内的无线厂商,他们做产品规划的时候,每个产品都有自己的定位,而当你使用在一些特定场景的时候,基于他们产品本身就无法正常工作了。或许对于某个产品可以通过修改配置等等操作来适应环境,但这需要很强的专业性,多数厂家配备的技术支持本身并不能解决这种问题,有的甚至需要稍微修改一下固件。这种级别的技术支持甚至专向研发,没有任何一个厂家愿意给你做,你只能基于有限的设备中,找到一个勉强够用的,要优化到最好的程度,必须是自己做。

Quote

https://mikrotik.com/