Mesh VS WiFi: что выбрать для беспроводной связи?

Когда я еще жил в многоквартирном доме, я сталкивался с проблемой низкой скорости в дальнем от роутера помещении. Ведь у многих роутер стоит в прихожей, куда провайдер дотянул оптику или UTP, и там же был поставлен типовой девайс. Еще хорошо, когда собственник меняет маршрутизатор на свой собственный, а типовые устройства от провайдера – это, как правило, самые бюджетные или простые модели. Ждать от них высокой производительности не стоит — работает и ладно. Но я установил роутер с гигабитными портами, с радиомодулем, поддерживающим работу на частотах 2,4ГГЦ и 5 ГГц. А скорость связи с Интернетом в пределах квартиры и особенно в дальних комнатах была совсем удручающей. Отчасти дело в зашумленном диапазоне 2,4 ГГц, отчасти в угасании и многократном отражении сигнала при прохождении через железобетонные конструкции. И тогда я решил расширить сеть дополнительными устройствами. Возник вопрос: Wi-Fi сеть или Mesh-система? Я решил разобраться, провести тесты и поделиться опытом. Добро пожаловать.

Теория о Wi-Fi и Mesh

Для обычного пользователя, который подключается по Wi-Fi к сети и смотрит ролики в Youtube никакой разницы не будет, какой системой пользоваться. А вот с точки зрения организации нормального Wi-Fi покрытия эти системы принципиально разные и у каждой есть как плюсы, так и минусы. Начнем с Wi-Fi системы.

Система Wi-Fi

Это сеть обычных роутеров, которые могут работать независимо. В такой системе выделяется один ведущий маршрутизатор и остальные становятся ведомыми. При этом переход между роутерами остается незаметным для клиента, а с точки зрения самих маршрутизаторов, клиент перемешается из одной соты в другую. Такую систему можно сравнить с сотовой связью, ведь образуется единая локальная сеть с роутерами-трансляторами. Плюсы системы очевидны: сеть можно наращивать постепенно, добавляя новые устройства по необходимости. Причем достаточно будет покупать недорогие роутеры с поддержкой этой технологии. Минус один, но существенный: к каждому роутеру должен быть подведен Ethernet-кабель и питание. То есть, если вы уже сделали ремонт и не заложили UTP кабель, то его придется либо протягивать по плинтусу, где это возможно, либо рассматривать другую систему.

Система Mesh

Это сеть специализированного оборудования, которое также образует сеть из нескольких устройств, создавая сплошное покрытие Wi-Fi сигнала. Эти точки, как правило, двухдиапазонные, поэтому работать можно как в сетях 2,4 ГГц, так и в сетях 5 ГГц. Большим плюсом является то, что для подключения каждого нового устройства нет необходимости тянуть кабель – они связываются по отдельному передатчику, создавая свою сеть и через нее передаются данные. В последующем эти данные передаются на обычный Wi-Fi адаптер, достигая пользователя. Преимущество очевидно: не нужно никаких дополнительных проводов – просто воткнул в розетку адаптер новой точки, привязал ее к главному маршрутизатору и пользуйся. Но есть и недостатки. Например, цена. Стоимость главного маршрутизатора в разы превышает стоимость обычного роутера, а стоимость дополнительного адаптера также существенна. Зато не надо переделывать ремонт, тянуть кабели и думать о проводах.

Перейдем к практике

Я уже переехал из железобетонной квартиры в собственный дом и также столкнулся с проблемой падения скорости в беспроводной сети. Если раньше сильно влияла зашумленность эфира соседними Wi-Fi роутерами (а ведь каждый норовит выкрутить мощность на максимум, чтобы «заглушить» соседей и поднять свою скорость), то теперь начали влиять расстояния и перекрытия. Вместо квартиры на 45 квадратов я перебрался в двухэтажный дом на 200 квадратных метров. О жизни в доме можно говорить много, и даже то, что соседская Wi-Fi точка лишь иногда появляется в меню смартфона, а больше беспроводных сетей не обнаруживается, уже говорит о многом. Как бы то ни было, роутер я постарался разместить в географическом центре дома и на частотах 2,4ГГц он обеспечивает связь везде, а вот на участке покрытие уже хромает. Но когда смотришь фильм с домашнего сервера на ноутбуке в дальней от маршрутизатора комнате, иногда бывают замирания. Оказалось, что сеть 5 ГГц нестабильна при нескольких стенах, перекрытиях и ноут предпочитает переключиться на сеть 2,4ГГц, у которой стабильность выше, а скорость передачи данных ниже. «Нужно больше скорости!», — как любит говорить Джереми Кларксон. И я пошел искать способ расширить и ускорить беспроводную связь. Я решил сравнить в лоб две системы: Wi-Fi систему от Keenetic и Mesh-систему от Zyxel.

Со стороны Keenetic участие приняли роутеры Keenetic Giga и Keenetic Viva. Один из них выступал организатором сети, а второй – ведомой точкой. Оба роутера имеют гигабитный Ethernet и двухдиапазонный радиомодуль. Кроме этого, у них есть USB порты и очень широкий диапазон настроек прошивки. На момент теста была установлена последняя доступная прошивка и ведущим был Keenetic Giga. Связаны между собой они были по гигабитному проводному Ethernet-кабелю.

Со стороны Zyxel будет Mesh система в составе Multy X и Multi mini. Старшая точка, Multy X была подключена к Интернет, а «младшая», Multi mini, была установлена в дальнем углу дома. Главенствующая точка была подключена к сети, а дополнительная выполняла функцию раздачи сети по беспроводному и проводному каналу. То есть дополнительная подключенная точка может служить еще и беспроводным адаптером для техники, у которой нет Wi-Fi модуля, но есть Ethernet-порт.

Функциональные возможности

Производитель часто заявляет в пресс-релизах о необыкновенно широком покрытии беспроводной сетью своих устройств. Но это действует на открытой площадке без стен, отражающих поверхностей и радиопомех. В реальности многие сталкивались со снижением скорости и потерей пакетов в квартирах, где на смартфоне видно полтора-два десятка беспроводных сетей. В том числе поэтому эффективнее задействовать еще не так зашумленный диапазон 5 ГГц.

Для простоты, я буду называть головные устройства Wi-Fi и Mesh системы роутерами. Каждый из роутеров может быть просто беспроводным устройством. Но мне интересно, сколько устройств и на какой скорости роутер может обеспечить доступом в сеть. По первому вопросу ситуация выглядит следующим образом. Количество поддерживаемых устройств зависеть от Wi-Fi модуля. У Zyxel Multy X и Multy mini это будет 64+64 устройства на каждый диапазон (2,4+5 ГГц), то есть при наличии двух точек можно подключить 128 устройств по 2.4 ГГц и 128 устройств по 5 ГГц.
Создание Mesh сети сделано максимально простым и наглядным: для работы достаточно иметь смартфон и установить туда приложение Zyxel Multi. И неважно, будет ли у вас устройство iOs или Android. Следуя подсказкам мастера установки создается сеть и подключаются все последующие устройства. Что удивительно, для первоначального создания сети надо включить геопозиционирование и иметь подключение к Интернету. Так что придется, как минимум, иметь доступ в сеть со смартфона.

У роутеров Keenetic ситуация выглядит несколько иначе. Количество подключаемых клиентских устройств зависит от модели. Ниже приведу название роутеров и возможности по подключению клиентов в диапазонах 2,4 и 5 ГГц.

Giga III и Ultra II: 99+99
Giga KN-1010 и Viva KN-1910: 84 на оба диапазона
Ultra KN-1810: 90+90
Air, Extra II, Air KN-1610, Extra KN-1710: 50+99
City KN-1510: 50+32
Duo KN-2110: 58+99
DSL KN-2010: 58
Lite KN-1310, Omni KN-1410, Start KN-1110, 4G KN-1210: 50

Конфигурировать роутеры можно как с компьютера, так и со смартфона. И если в локальной сети это легко реализуется через web-интерфейс, то для смартфона существует специальное приложение, которое в дальнейшем даст возможность пользоваться дополнительными функциями, вроде торрент-качалки или доступа к файлам на подключенном накопителе по USB. У Keenetic есть отличная функция – KeenDNS, которая позволяет при наличии серого IP адреса подключаться к web-службам опубликованных сервисов из внешней сети. То есть можно подключиться к интерфейсу роутера за NAT, можно подключиться к интерфейсу видеорегистратора или web- сервера за NAT. Но поскольку этот материал всё-таки о сети, то надо отметить, что организация Wi-Fi сети также очень проста: главенствующий роутер становится ведущим устройством, а на остальных роутерах включается режим ведомых адаптеров. При этом, ведомые роутеры могут создавать VLAN, могут работать в едином адресном пространстве, на них может быть выставлена мощность работы каждого беспроводного адаптера с шагом в 10%. Таким образом, сеть можно расширить многократно. Но есть одно но: для организации Wi-Fi сети все роутеры должны быть подключены при помощи Ethernet.

Методика тестирования

Так как беспроводная сеть со стороны клиента не имеет разницы, а с точки зрения технической организации сети принципиально разные, была выбрана методика в сторону пользователя. Тестирование проходили отдельно устройства Zyxel Multy X+ Multiy mini и Keenetic Giga+Keenetic Viva. Чтобы избежать влияние провайдера, в локальной сети был поднят сервер перед головным устройством. А на пользовательском устройстве был организован клиент. В итоге, топология была следующей: сервер-ведущий роутер-точка доступа-клиент.

Все тесты проводились при помощи утилиты Iperf, эмулирующей беспрерывную передачу данных. Каждый раз тесты проводились для 1, 10 и 100 потоков, что позволяет оценить производительность беспроводной сети при различной загрузке. Эмулировалась как однопотоковая передача данных, вроде просмотра ролика на Youtube, так и многопотоковая, вроде работы торрент качалки. Тесты проводились отдельно при подключении по сети 2,4 и 5 ГГц.

Помимо этого, так как устройства Zyxel Multy и Zyxel mini могут выступать в качестве адаптера, они были подключены по Ethernet-интерфейсу к пользовательскому компьютеру на скорости 1000 Мбит/с и также проведено три теста скорости. В аналогичном тесте роутер Keenetic Vivo участвовал в качестве Wi-Fi адаптера, будучи подключенным патч-кордом к ноутбуку.

Расстояния между точками порядка 10 метров, железобетонное перекрытие и две стены. Расстояние от ноутбука до конечной точки доступа — 1 метр.

Все данные занесены в таблицу и построены графики скорости.

Результаты

А теперь пришло время посмотреть на цифры и на графики. График более нагляден, поэтому сразу приведу его.

На графиках цепочки подключения следующие:
Zyxel mini: сервер — провод — Zyxel Multy X — беспровод — Zyxel Multy mini — ноутбук (адаптер Intel Dual Band Wireless-AC 7265)
Zyxel Multy: сервер — провод — Zyxel Multy X — беспровод — Zyxel Multy X — ноутбук (адаптер Intel Dual Band Wireless-AC 7265)
Keenetic Wi-Fi: сервер — провод — Keenetic Giga — провод — Keenetic Viva — ноутбук (адаптер Intel Dual Band Wireless-AC 7265)
Keenetic усилитель: сервер — провод — Keenetic Giga — беспровод — Keenetic Viva(в качестве репитера) — ноутбук (адаптер Intel Dual Band Wireless-AC 7265)
Keenetic адаптер: сервер — провод — Keenetic Giga — беспровод — Keenetic Viva(в режиме адаптера) — провод — ноутбук
Zyxel mini адаптер: сервер — провод — Zyxel Multy X — беспровод — Zyxel Multy mini — провод — ноутбук
Zyxel Multy адаптер: сервер — провод — Zyxel Multy X — беспровод — Zyxel Multy X — провод — ноутбук

На картинке видно, что все устройства на частоте 2,4 ГГц менее производительны, чем на частоте 5 ГГц. И это притом, что вокруг не было шума из соседских мешающих сетей, так как в случае наличия зашумленности по частоте 2,4 ГГц результат был бы заметно хуже. Тем не менее, наглядно видно, что скорость передачи данных на частоте 5 ГГц почти вдвое выше, чем на 2,4 ГГц. Кроме того, заметно, что некоторое влияние оказывает и количество потоков одновременной загрузки, то есть при увеличении количества потоков более плотно используется канал передачи данных, хотя разница не так существенна.

Очень хорошо видно, когда роутер Keenetic выступал в качества репитера, что скорость передачи делится надвое, так что стоит это учитывать, если хотите передавать большие объемы информации с большой скоростью, а не просто расширить покрытие Wi-Fi сети.

На последнем тесте, где Zyxel Multy X и Zyxel Multy mini выступали в качестве адаптера для проводного подключения удаленного устройства (связь между базовым Zyxel Multy X и принимающим устройством была беспроводной) продемонстрировала преимущества Multy X, особенно при многопоточной передаче данных. Сказалось большее количество антенн у Zyxel Multy X: 9 штук против 6 у Zyxel Multy mini.

Заключение

Таким образом, очевидно, что даже при незагруженном эфире на частоте 2,4 ГГц имеет смысл переходить на 5 ГГц, когда нужно передавать большие объемы информации достаточно быстро. При этом, даже на частоте 2,4 ГГц вполне можно смотреть фильмы в FullHD качестве, используя роутер в качестве репитера. А вот кино в 4К с нормальным битрейтом уже начнет заикаться, поэтому роутер и устройство воспроизведения должны уметь работать на частоте 5 ГГц. При этом самая большая скорость достигается, если в качестве беспроводного адаптера используется комплект из двух Zyxel Multy X или Zyxel Multi X+ Multy mini.

А теперь о ценах. Испытанная пара роутеров Keenetic Giga+ Keenetic Viva стоит 14800 рублей. А комплект Zyxel Multy X+Multy mini — 21900 рублей.

Mesh система Zyxel может обеспечить широкое покрытие на очень приличной скорости без прокладки дополнительных проводов. Это особенно актуально, когда ремонт уже сделан, а дополнительной витой пары не заложено. К тому же организация такой сети максимально проста через приложение на смартфоне. Надо добавить к этому, что Mesh сеть может состоять из 6 устройств и иметь как топологию звезда, так и древовидную. То есть конечное устройство может находиться очень далеко от стартового роутера, который подключен к сети Интернет.

При этом Wi-Fi система на базе роутеров Keenetic куда более функциональна и обеспечивает более дешевую организацию сети. Но для этого требуется кабельное подключение. Дистанция между роутерами может быть до 100 метров, а скорость совершенно не будет снижаться из-за передачи по гигабитному проводному соединению. При этом устройств в такой сети может быть больше 6, а роуминг Wi-Fi устройств при перемещении будет бесшовным.

Таким образом, каждый решает сам, что выбрать: функциональность и необходимость прокладки сетевого провода или же простоту расширения беспроводной сети за несколько большие деньги.

Источник: habr.com