Linksys EA8500 MU-MIMO路由器评测无线狂飙3倍速

黑沼鼬 · 发表于 2015-12-10 13:24

没有MU-MIMO何以Wave2？

早在2015年年初，关于802.11ac Wave2路由器的各种测试就已经满天飞。在当时，整个业界都认同802.11ac Wave2无线路由器产品除了有更多天线更大吞吐量以外，还需要支持MU-MIMO以大幅增加WiFi效率，适应家庭甚至公共空间需求。

可惜的是，在2015年初宣称自己是802.11ac Wave2的家用路由器产品，至今都未能提供对MU-MIMO的支持。官方当时的说法是会在2015年Q3提供固件更新打开MU-MIMO。可惜一年过去了，当时说好的MU-MIMO固件至今不见踪影，无线路由器厂商纷纷在包装和官网上去掉了MU-MIMO（这其中包括了Netgear R7500和ASUS AC87U）。究其原因，就在于初代802.11ac Wave2无线路由器，无论是Netgear R7500 v1还是AC87U在5GHz频段上都采用了宽腾达（Quantenna）的QSR1000方案，宽腾达在当时宣称802.11ac wave2上市不久就能拿出新固件释放封印的MU-MIMO，可直到本文截稿，宽腾达打开QSR1000 MU-MIMO功能的固件遥遥无期。

尽管大家都有Q，但宽腾达（Quantenna）和高通（Qualcomm）、以及高通创锐讯（Qualcomm Atheros）没有一丁点关系，Netgear R7500尽管使用了高通的IPQ8064，却阴差阳错的选择了宽腾达的Q5GHz 11ac方案，最终首款启用MU-MIMO功能路由器头衔被命途多舛的Linksys以EA8500半路夺走，Linksys EA8500无线路由器也顺理成章的成为本文的主角。

MU-MIMO是什么鬼？为什么那么重要？

所谓MU-MIMO实际上是Multi-User Multiple-Input Multiple-Output（多用户多重输入输出）的缩写。在MU-MIMO路由器问世以前，我们使用的一根以上天线的路由器都基于SU-MIMO技术，这里的SU自然也就是单用户的意思。在MU-MIMO技术诞生以前，WiFi同一时间只能服务一个客户端，之所以你家里十多个WiFi设备都能上网，不过是路由器根据时间轮流服务不同设备而已。

WiFi联盟的路线图，802.11ac标准分成了两个阶段，第一个阶段目标是迅速推出产品，让无线网络的速度尽快达到1Gbps的速率，而信号发送方式依然沿用了老旧802.11n的模式：无线路由器/接入点向360度范围内的所有方向发送信号，一次只能向一个客户端沟通来做传输，当一个客户端服务完之后，才会服务下一个，数据传输是“轮流”进行。由于802.11ac有高达80MHz的频宽，在接入设备少的时候，问题还不大，但当接入的设备增加到数十、上百个，问题就来了，80MHz的频宽和传输总量被大量设备分割，大部分设备都在等待和路由器通讯，互相争抢资源，结果是大家都慢得一塌糊涂。

MU-MIMO则是一种让你的路由器同时与多个设备沟通的技术，它是802.11ac标准第二阶段（Wave2）的里程碑，这种进步甚至比802.11b/g到802.11n，再到802.11ac来得还要大，因为过去WiFi的进步提升的不过是速度，而MU-MIMO才是真正改善了网络资源利用率。

使用了MU-MIMO技术的802.11ac Wave2路由器的信号并非360度全向发射，实际上，你可以把MU-MIMO路由的信号看作是“三道射线”，高通利用波束成型（Beamforming）和多用户分集技术，将信号在时域、频域、空域三个维度上分成三部分，看起来就像是同时发出三个不同的信号，射向三台不同的设备，这样，MU-MIMO路由就能同时“1 vs 3”。由于三个信号互不干扰，因此每台设备得到的资源是相等的，而且数据传输能同时进行，从路由器角度衡量，数据传输速率提高了2.5～3倍。

假设你家里有3台手机，3台手机中网络最快的那台与WiFi的连接速度433Mbps，在传统SU-MIMO路由器下，你网络最大吞吐量不会超过433Mpbs，因为同一时间路由器只能服务一个客户端。而在MU-MIMO系统中，整个网络的吞吐量应该是3台手机之和，而非433Mbps。这样在相同频段、带宽和协议下，运用MU-MIMO技术的WiFi系统在总带宽和吞吐量上数倍于传统SU-MIMO路由器，频谱效率自然不可同日而语。

搭载高通全家桶 Linksys EA8500开包上手

作为首个MU-MIMO Enable路由器，Linksys EA8500采用了CISCO时代留下的Smart WiFi整体外观。不同以往的是，Linksys EA8500拥有4根天线，组成了4X4空间流架构。在内部设计方面，Linksys使用了高通IPQ8064 SoC，5GHz部分用高通创锐讯QCA9980实现——根正苗红的高通全家桶也许才是实现MU-MIMO的关键？

在接口方面，Linksys EA8500拥有4个千兆（LAN）局域网接口、1个千兆广域网（WAN）接口、1个USB 3.0接口以及1个USB 2.0+eSATA接口。这样的接口配备足以看出EA8500不仅能轻松搞定无线、有线网络的共享和交换，在打造简单NAS方面也能轻易胜任。

Linksys EA8500属于Linksys SmartWiFi产品线，所以自然不会像WRT1900AC那样全面开源。在固件设计方面，Linksys EA8500也更多的从易用性和稳定性上考虑，除了网络共享、文件共享之外并没有太多其他的功能。我们拿到的EA8500固件版本为1.12，首次运行后自动更新到了1.1.4.168206。

尽管Linksys EA8500是首款MU-MIMO Enable路由器，但在路由器固件中我们没有找到任何关于MU-MIMO的设置和开关，由此不难看出MU-MIMO需要通过底层硬件实现，而不仅仅是固件更新。

Linksys EA8500使用的是高通IPQ8064 SoC，这个骁龙800的亲戚至今依然是家庭路由器领域的性能之王，因此EA8500无论是管理界面的响应速度、文件共享速度和运行可靠性都让人满意。当然，我们更在乎的是MU-MIMO是不是真的像传说中那样有数倍于前辈的性能提升。

无线狂飙三倍速 MU-MIMO初试牛刀

进入2015年，家用路由器就一路在无线速度上狂飙。过去AC1750就已经是高端，如今旗舰已经在AC5300规格上开打。另一方面，各种802.11ac客户端的速度却进展缓慢。你能买到的大部分USB无线网卡都只有AC1200，手机大多是用单天线止步于433Mbps，高端平板使用多天线MIMO，也不过866Mbps。还记得我们上文说的吗？在传统SU-MIMO下无论你路由器多快，接入的设备有多少，最终吞吐量都不会超过网络中最快的那个设备。换句话说，在日常情况下没有MU-MIMO功能的顶级路由器无线部分吞吐量几乎没有可能超过1000Mbps。

那同样的情况，换成MU-MIMO会怎么样？我们借助Linksys EA8500、Netgear R7000、2个小米Note手机、1个华硕zenfone Selfie手机、1个微星Gaming GT72电竞笔记本搭建了MU-MIMO测试环境。

值得一提的是，MU-MIMO需要客户端与路由器端同时支持才能启用，我们小米Note、华硕zenfone Selfie都支持MU-MIMO。事实上新一代搭载高通SoC的手机大部分支持MU-MIMO。

在流量生成端，我们采用了微星Gaming GT72笔记本，这款笔记本内置了Killer e2200千兆有线网卡，我用通过此网卡和一条2米AMP的6类非屏蔽网线与EA8500路由器连接。其余三台手机通过WiFi与EA8500路由器连接。在路由器设置方面，我们将5GHz频段的首选频段设置为149，协议为802.11ac Only，带宽80MHz。

整个测试使用开源的iPerf来生成、测量网络流量，最初由美国国家应用网络研究实验室（NLANR）设计，随后由美国劳伦斯伯克利国家实验室改进。为了精确测量结果，我们选择手机端作为服务器发送端（iperf -s)，电脑端作为客户端接收（iperf -c）在流量发送端使用的是iperf 2.0.2 apk，流量接收端使用的是已经编译过的32bit x86 windows iperf 2.0.2-5。

iperf是一个完全命令行方式运行的基准测试软件，我们在微星Gaming GT72笔记本上分别建立了3个独立的进程用于接收流量，每个进程采用了除端口以外其他一致的命令行：

iperf -c 【IP】 -i3 -t3600 -b350M -p【PORT】

在这个命令中-c代表是iperf的流量接收端（Client），-i是时间间隔，此处是3秒。-t为测试时长，方便起见设置为3600秒。-b为目标带宽，我们使用千兆有线网络与路由器连接，每个进程350M带宽，总带宽为1050Mbps（这几乎是千兆有线网络传输率的上限）。

在手机端，我们使用的命令行如下：

iperf -s -i1 -w3M -p【PORT】

其中-s代表手机为服务器端（Server），-i1为每秒显示一次结果，-w3M为指定TCP窗口大小为3M（默认为8KB）。

我们首先用1台zenfone Selfie进行测试，在测试中zenfone Selfie吞吐量稳定在了315Mbps左右。随后我们加入小米Note手机一台，此时zenfone Selfie吞吐量为315Mbps，小米Note吞吐量为355Mbps，由此可见无线总吞吐量为315Mbps+355Mpbs=670Mps。

随后我们将三台手机同时打开，同时运行iperf，三台手机吞吐量分别为289Mbps、314Mbps、326Mbps，这样EA8500所实现的无线总吞吐量为929Mbps！这样的速度已经非常接近千兆有线网络连接的极限，由于EA8500并没有提供万兆接口或者端口聚合功能，所以我们未能进行更高带宽的测试。

MU-MIMO的总吞吐量为929Mbps，那传统的SU-MIMO测试结果又会如何？我们找来了Netgear R7000路由器在同样的环境下进行测试。由于固件不同，Netgear R7000路由器无法指定带宽，所以5GHz无线网络频段设置为149，带宽设置为1300M。在R7000进行测试时我们关闭包括EA8500在内的其他无线设备。

首先让zenfone Selfie上场，在单个设备下zenfone Selfie的吞吐量达到了344Mbps！随后我们加入了小米Note，此时无论是小米Note还是zenfone Selfie的传输率都被腰斩，小米Note传输率为158Mbps，zenfone Selfie为153Mbps，两者吞吐量加一起也只有311Mbps。随着第三个测试设备加入，每个设备的带宽进一步下降，两个小米Note手机分别为90Mpbs、93Mbps，zenfone Selfie为96Mbps，这意味着R7000无线网络的总吞吐量只有279Mbps！SU-MIMO系统和MU-MIMO系统吞吐量在我们测试中相差了3.3倍！

还记得本文刚开始我们说的么？SU-MIMO系统最大带宽基本与最高速度的设备一致，而MU-MIMO系统的带宽则为各设备之和。现在看来理论和实际测试结果基本吻合。

结语：千万别买不带MU-MIMO的802.11ac Wave2路由器

每次无线路由器的更新换代，都带来无线性能的狂飙。从802.11b到如今的802.11ac，无线网络带宽已经不可同日而语。随着频谱资源的吃紧，802.11ac选择了新的进化路径——MU-MIMO。在我们的初步测试中，MU-MIMO以3倍的实际带宽彻底碾压了传统SU-MIMO旗舰路由器。

MU-MIMO并不需要路由器加装额外的芯片，带来的提升极其显著，因此我们强烈建议大家如果要升级到802.11ac wave2路由器，千万别买不带MU-MIMO的产品，因为不管你是AC5300还是AC1000000，都无法在没有MU-MIMO的加持下获得更多的无线网络带宽。

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