Kim工房：纸上谈兵系列 @ 篇一：如何选无线路由器

序：AC4000、AC2600和AC1900的无线路由到底有啥区别？数字越大越牛么？MU-MIMO又是什么黑科技？

常言道纸上得来终觉浅，购物这么严肃的事情，怎么能纸上谈兵呢？可现实情况是，大多数消费行为，都不可能像超市试吃或商场试鞋一般，在消费决策之前就能对商品进行某种程度的体验，因此“做功课”依然是消费决策的重要环节。关键就看，听的是谁的课？

所谓《纸上谈兵系列》，就是给大家科普几个知识点，或者分享一些相对权威的资讯网站，作为消费决策的参考。基本上，顺着这条路走下来，即使未能亲身体验，起码也能对商品建立起相对理性的认知。

恰逢近期准备做一篇网件R8000P无线路由的评测，折腾之余对无线路由的基本概念和市场环境也有了更深的理解，索性把自己掌握的知识点整理成篇，那么第一期“纸上谈兵”就从无线路由器开始……

本文概况：

一、夜鹰引路

二、数字游戏

三、带宽解读

四、MU-MIMO

五、千兆路由

尾巴、门当户对

全文6000字，图片很少，请耐心学习。

一、夜鹰引路

老实说，Kim并非无线路由的发烧玩家，此前根本没碰过600元以上的无线路由或无线网卡，就连家里的路由器都还是官方固件，基本上对WiFi的技术规格一知半解。就因为要做R8000P的评测，面对网件家用无线路由的次旗舰，功课自然不敢怠慢，否则，贻笑大方事小，害人害己事大。

R8000P隶属网件的“夜鹰（Nighthawk）”系列，即家用无线路由的高端产品。从上面的夜鹰族谱不难看出，R8000P在家族中位列第三，与R8500同属网件家用无线路由的次旗舰。在此不得不感谢这只夜鹰，正是高高在上的它激起我对WiFi基本概念的兴趣，下面就跟着Kim教授的节奏，一起来揭穿这场数字的游戏。

二、数字游戏

那么问题来了……在路由器命名上，诸如AC4000、AC2600和AC1900是啥意思？在5GHz频段，带宽接近的1625Mbps、1733Mbps和2166Mbps又是怎么来的？难道是厂家拍脑袋定义出来的么？不能不遗憾的说，历经十多年的发展，家用无线路由器市场早已奏响冰与火之歌，然而在规范和标准方面，却依然还在玩数字的游戏。

以本期主角网件R8000P为例，其标称的AC4000只是三个独立频段的带宽累加值，即2.4GHz的750Mbps + 5GHz（1路）的1625Mbps + 5GHz（2路）的1625Mbps，但是不管你的终端有多强，它只能工作在其中一个频段下面，并不能同时连接双频或三频来实现并发传输。

换句话说，三频路由器就好比是三条平行公路，WiFi终端就是汽车，它可以跑在一号公路、二号公路或者三号公路，但只能是一条公路在为汽车服务。从某种意义上说，用多个独立频段带宽累加值来标称设备性能是不严谨的做法，很容易让消费者误解，因为单纯从累加值根本无法判断设备规格的高低……

再回来看看这张夜鹰族谱，R8000P的带宽累加值=4000，R7800的带宽累加值=2600，乍看前者规格更高，很容易以为R8000P的带宽更大（速度更快）。但仔细看各频段的带宽，万万没想到，无论2.4G还是5G频段，都是R7800的带宽更胜一筹。简而言之，就单台终端而言，R7800能提供的理论带宽更大，而R8000P只是多出一个频段，能带动更多的终端而已。

如果说750+1625+1625可以称为4000Mbps无线路由器，那么一台带有10个千兆以太网口的交换机，是不是也应该叫“万兆交换机”？

三、带宽解读（解毒？）

对路由器的标称带宽（累加值）解毒之后，数字的游戏依然在继续，那么单频段的理论带宽是怎么来的呢？主要由四个因素决定：协议、调制方式、频宽和MIMO流数。解释起来有点复杂，索性看表更直观。以网件R8000P为例……

2.4G带宽=750，表明它802.11n协议（通常用于2.4GHz）下支持1024QAM调制，MIMO为3x3，在40Mhz频宽时，能提供750Mbps的理论带宽。

5G带宽=1625，表明它802.11ac协议（即5GHz）下支持1024QAM调制，MIMO为3x3，在80Mhz频宽时，能提供1623Mbps的理论带宽。

关于上面的四大因素，简单科普如下：

1、协议：目前主流的WiFi协议就是802.11n和802.11ac，前者可工作在2.4G或5G频段，后者仅工作在5G频段。考虑到11ac在理论带宽上明显高于11n，因此在实际应用中，基本是11n跑2.4G、11ac跑5G。至于网件新旗舰R9000所采用的802.11ad协议，工作在60GHz频段，虽然理论带宽亮瞎眼（4600Mbps），但传输距离非常短（短距为啥不走网线），实用价值并不高（我不是高级黑）。事实上，华硕刚刚发布的RT-AX88U，采用工作在5G频段的802.11ax协议，这货才是11ac的正统接班人。

2、调制方式：很深奥的概念，简单说就无线信号的数据包密度，在频宽相同的情况下，QAM数值越大，MIMO单流的理论带宽越高。802.11n标准的调制方式为64QAM，在频宽40MHz时单流带宽为150Mbps；802.11ac则将标准提升至256QAM，同频宽下单流带宽就变成200Mbps。有意思的是，某些芯片厂家（博通、高通）将11ac的256QAM移植到11n协议里，从而将11n的单流带宽从150Mbps提升至200Mbps，这就是所谓的TurboQAM。更有甚至，这些军火商又将11n和11ac的256QAM进一步提升至1024QAM，即所谓的NitroQAM。尽管从理论带宽上看，TurboQAM和NitroQAM都让单流速率芝麻开花，不过它们并非802.11的标准规范，纯属芯片厂家的创新行为，因此其加速效果完全取决于终端的兼容性。

3、频宽：作为无线路由器的主要设置项之一，频宽应该不陌生，这玩意也是成倍提升理论带宽的有效途径。802.11ac之所以能在理论带宽上远超802.11n，除了256QAM调制之外，就是80MHz的加持，正是依靠这两项核心技术，单流理论带宽才从11n的150Mbp飞跃至433Mbp。事实上，802.11ac还能支持到160MHz，不过同样需要终端兼容，因此实际应用中并不多见。

4、MIMO流数：无线通信的核心技术，通过发射端和接收端的多天线同步传输，来成倍提升理论带宽，也可以简单理解为天线数。1x1表示1根天线收+1根天线发，即单流；2x2表示2收2发，即双流，其理论带宽是单流的两倍；同理递进，无需多言。不过还是老问题，不管路由器或终端是几流，最终都是向下兼容，使用2x2的终端来搭配4x4的路由器，就只能跑出2x2的理论带宽。

那么问题就简单了，要想将路由器或终端的WiFi性能发挥到极致，就必须门当户对，协议-调制-频宽-天线，任何一个环节不兼容，最终的理论带宽都会大打折扣。考虑到常见的WiFi终端（手机、平板、电视盒子、物联网）最多就是2x2，只有高端笔记本电脑和高端无线网卡才支持3x3甚至4x4，因此，建议普通家庭用户谨慎选择2x2以上的高规无线路由器。以802.11的标准规范来看，2x2的典型配置就是300Mbps（2.4GHz）+867Mbps（5GHz），即所谓的AC1200路由器（难怪斐讯K2红遍大江南北）。

既然支持3x3和4x4的终端并非主流，那么高于2x2（AC1200）的所谓中高端无线路由器岂不是成为花瓶？显然厂家也意识到这个问题，于是将MU-MIMO以黑科技的形象推向市场，试图说服更多家庭用户选择中高端路由器。

四、MU-MIMO

尽管网件R8000P依然采用802.11ac协议，不过此11ac非彼11ac，事实上802.11ac分为两阶段，早期的11ac路由器都是Wave 1（一阶段）标准，从2015年开始中高端产品不约而同都转向Wave 2（二阶段），新标准最大的亮点就是MU-MIMO。

为什么要引入MU-MIMO呢？这得从MIMO谈起……严格来说，原有的MIMO也叫SU-MIMO（即单用户MIMO），虽然它支持多天线同步传输，但在同一信道和同一时间内，路由器只能与一个终端通信。假设路由器支持4x4，其5G频段信道149下面挂有三个终端，分别是2x2的笔记本电脑、1x1的手机和1x1的手机，那么在某一时刻，路由器只能三选一来通信，如果选中笔记本，那么两台手机就要排队，即使2x2笔记本只占用了4x4路由器带宽的50%，剩余的50%带宽也没法分配给两台手机。

MU-MIMO即多用户MIMO，它是在SU-MIMO的基础上，增加多终端同步传输的机制，从而提高路由器理论带宽的利用率。还是之前的例子，在支持MU-MIMO的情况下，4x4的路由器恰好可以同时与三台终端通信，而且三台终端都不会降速，路由器的带宽得以充分利用。下图就是两种MIMO最直观的体现：

从技术上看，MU-MIMO似乎非常耀眼，虽然它并没有直接提升终端的WiFi速率，但是通过提高路由器的带宽利用率，还是能在拥堵的情况下有效改善终端降速问题，最终提升用户上网体验。而且从广告上看，L-A-N三巨头也对MU-MIMO推崇备至，宛如外星黑科技一般舍我其谁。

LINKSYS：这款新一代AC路由器配备MU-MIMO（多用户、多输入、多输出）技术，可为您的各种设备（PC个人电脑、智能电视、流媒体设备、智能手机）提供高速服务——如同每个设备独享专属路由器一样。当您进行家庭办公时，即使其他家庭成员正在客厅播放4K流媒体或高清媒体视频，您依然可享受无迟滞的视频会议和快速文件传输。

ASUS：MU-MIMO技术为每个兼容设备提供高速Wi-Fi网络连接，允许多个设备同时连接而不会影响网络速度，可有效提升无线信号的覆盖范围和传输效率。事实上，RT-AC88U能提供每个设备高速通道，同时连接多组兼容MU-MIMO的客户端；而单用户MIMO技术，每个设备都还需要等待连续的传输。

NETGEAR：利用多用户MIMO技术，NETGEAR路由器可以将数据同时流传输至多个设备。通过MU-MIMO，WiFi网络可以为每个连接MU-MIMO的设备提供更大的吞吐量。这意味着您的设备可以享受更快的下载和更流畅的传输。

尽管三巨头闪烁其辞，不过细心的消费者还是能从这些广告语中闻到一股鸡精味，事实上，现阶段的MU-MIMO并没有想象中完美，它在实际应用中被打上几道封印。

1、终端：不能不说ASUS还是很严谨的，在上面的广告语中两次强调“兼容设备”，而NETGEAR也在R8000P的包装盒上注明“MU-MIMO要求路由器和客户端设备都支持”的提示，所以终端兼容依然是WiFi新技术落地的最大障碍。然而MU-MIMO布局家用WiFi市场只有短短两年，目前支持MU-MIMO的终端并不多。更重要的是，只有同一信道下的所有终端都兼容MU-MIMO的情况下，MU-MIMO机制才会生效！

2、频段：看上去很美好的MU-MIMO其实只支持5GHz频段，然而速率低+终端密+信号杂的2.4GHz频段才是WiFi拥堵的重灾区。

3、容量：802.11ac Wave 2标准的MU-MIMO理论上支持4个MU-MIMO终端，也很好理解，目前*级路由器也就4x4的规格，如果搭配1x1的终端正好达到容量上限，即4个终端。然而在实际应用中，2x2的终端也不少见，那么MU-MIMO机制完美运行的环境下，实际容量也就2到3个终端。老实说，两三个终端也拥堵不到哪去……

4、上行：从某种意义上说，802.11ac Wave 2标准的MU-MIMO只是个半成品，因为它仅支持下行MU-MIMO，当终端向路由器发起上行通信时，就会回落到SU-MIMO模式。所以严格来说，现阶段的MU-MIMO根本不可能如LINKSYS广告语所言——“如同每个设备独享专属路由器一样”，毕竟WiFi通信离不开上行传输。

综上所述，现阶段的MU-MIMO在技术上并不完善，市场环境也不够成熟，只有在特定的情况下能改善无线拥堵问题，大多数情况下对用户体验的提升意义微乎其微。事实上，802.11ax协议已对MU-MIMO进行完善，不但支持上行MU-MIMO，而且将理论终端容量扩展到8个，显然下一阶段的MU-MIMO才是真正意义上的完整版。

再回头看看L-A-N三巨头对待MU-MIMO的态度，究竟它是黑科技，还是噱头而已，相信消费者都会有自己的判断。就现阶段的WiFi市场而言，双频5G（诸如网件R8500、R8000P和R8000，也叫三频路由器）似乎更符合家庭用户的需求，最起码双频5G已经能实现2个终端互不干扰的上下行独立通信！

五、千兆路由

那么对于普通家庭用户，如果没有高于2x2规格的终端，也没有5G频段极速传输的需求，是不是随便选一台AC1200无线路由就好？然而，这里面还是有坑，那就是所谓的“千兆”WiFi。

基本上，大多数AC1200无线路由都像上图一样，自称“千兆WiFi”或“千兆路由器”，但仔细一看才发现，千兆字眼背后的WAN口和LAN口往往只是百兆（100M）规格。如此千兆路由，根本名不副实。

简单来说，无线路由器在硬件架构上，就是“主芯片+2.4G无线芯片+5G无线芯片+交换芯片+内存+闪存+天线+周边电路”的组合，而且随着SoC的发展上述架构也在逐步简化，某些芯片已集成到主芯片当中，不过从逻辑上2.4G模块、5G模块和交换模块依然存在。

还是看图更直观，对于AC1200无线路由而言，2.4G模块理论带宽为300M，5G模块理论带宽为867M，它们好比是公路入口的宽度，而交换模块的带宽才是公路主道的宽度。那么问题来了……如果主道只有100M，那么再宽的路口也快不起来。

尾巴、门当户对

尽管本文是探讨无线路由器的选择，但其中的理论同样适用于WiFi终端，诸如无线网卡、手机、平板、电视盒子和物联网设备，统统都离不开这些基本概念。总而言之，门当户对才是WiFi性能发挥到极致的正确姿势。

然而要想真正做到物尽其用，不但无线路由与WiFi终端之间需要门当户对，WiFi设备与实际应用之间同样需要门当户对。对于普通家庭用户而言，高端WiFi设备有没有意义？有意义，但关键得看它的技术优势与你的应用需求是否吻合。当你把接入带宽、交换带宽、终端规格、WiFi环境、终端数量、使用习惯等等因素考虑清楚之后，最适合你的无线路由自然水落石出。