Огляд і тестування AiMesh-системи ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) з підтримкою Wi-Fi 6 та HomePlug AV2

За останні 20 років бездротові мережі Wi-Fi набули безпрецедентної популярності й фактично витіснили з ринку конкурентів. Попри всі недоліки технології наразі більшість мобільних пристроїв оснащена адаптерами з підтримкою стандартів сімейства IEEE 802.11. Розвиток Wi-Fi не припинявся ні на хвилину від моменту його створення, але покращення були спрямовані переважно на підвищення безпеки та збільшення пропускної здатності. Щодо радіусу дії, то в цьому аспекті спостерігається протилежна тенденція: із переходом з частоти 2,4 ГГц в діапазон 5 ГГц і згодом 6 ГГц, а також впровадженням високорівневих квадратурно-амплітудних модуляцій зона покриття навіть зменшилася. Запобігти цьому можна нарощуванням потужності передавача або покращенням чутливості приймальної частини, але для цього є певні технічні обмеження. Тож, залишається другий шлях: встановлювати додаткові ретранслятори сигналу, об’єднані в єдину мережу для забезпечення безперервної передачі даних при переміщені клієнтів між точками доступу. Одним з успішних прикладів реалізації такої концепції можна вважати технологію AiMesh від компанії ASUS, яка чудово підходить для використання в приватному помешканні або невеличкому офісі завдяки своїй ефективності та простоті налаштування. З роботою AiMesh ми з вами вже знайомились під час тестування ASUS ZenWiFi XD6, яке показало, що для досягнення найбільшої пропускної здатності доцільно використовувати з’єднання вузлів за допомогою каналу Gigabit Ethernet. Втім, не завжди є можливість прокласти додатковий кабель і виходом з даної ситуації може бути застосування технології Powerline, в якій для розповсюдження сигналу використовуються дроти електричної проводки. Сама технологія не нова, її перша версія з’явилася в далекому 2003 році й з того часу розвинулася в повноцінний стандарт IEEE1901, а одна з її останніх версій — HomePlug AV2 завдяки підтримці MIMO забезпечує швидкість передачі даних до 1300 Мбіт/с на фізичному рівні. Тож, нічого дивного в тому, що інженерам ASUS спало на думку поєднати в одному корпусі бездротовий маршрутизатор класу АХ1800 з підтримкою AiMesh і адаптер HomePlug AV2, в результаті чого з’явився продукт ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4).

Вендор позиціює даний продукт в якості рішення для забезпечення покриття Wi-Fi у будівлях з товстими стінами, які значно послаблюють радіосигнал. Одиничний маршрутизатор ASUS ZenWiFi AX Hybrid може забезпечити роботу бездротової мережі на площі до 255 м², тоді як пара таких пристроїв здатні організувати покриття на вдвічі більшій квадратурі в 510 м². При цьому для побудови мережі AiMesh можуть бути використане як з’єднання HomePlug AV2, так і традиційні Gigabit Ethernet та Wi-Fi на частоті 5 ГГц, що дозволяє додавати в систему інші сумісні маршрутизатори ASUS, якими є переважна більшість сучасних моделей. Про особливості конструкції і програмного забезпечення, а також про швидкодію новачка ми з вами познайомимося трохи згодом, а прямо зараз можна ознайомитись з його технічними характеристиками.

Комплект постачання

AiMesh-система постачається в коробці із цупкого картону, поверхня якої вкрита якісною поліграфією. Зовнішній вигляд стандартний для продуктів ASUS серії ZenWiFi: кольорова гама лицьової поверхні витримана в сіро-сталевих тонах, де на тлі ледве помітних концентричних кіл розташоване найменування моделі і зображення пари пристроїв ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4).

Бокові грані не несуть корисної інформації, тоді як з тильної сторони покупці можуть ознайомитися з ключовими особливостями продукту, такими як побудова гібридної мережі AiMesh із можливістю з’єднання вузлів за допомогою технології Powerline, сумісність зі стандартом Wi-Fi 6 та підтримка комплексу кіберзахисту AiProtection Pro, а також наявність мобільного додатку ASUS Router з інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом.

Система ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) складається з двох ідентичних бездротових маршрутизаторів, таку комплектацію можна впізнати по артикулу XP4 (2-PK). Окрім, власне, пари пристроїв в коробці знайшлося місце для:

• настанови з експлуатації, гарантійного талона та іншої документації;
• двох дротів живлення зі штепсельними вилками CEE 7/4 та IEC C5/C6;
• патч-корду Cat-5E довжиною близько 1 м.

Слід зазначити, що дроти живлення і патч-корд отримали білий колір, щоб не псувати загальну естетику AiMesh-системи. Також, уважні читачі могли помітити відсутність в комплекті окремих блоків живлення, але це цілком нормально, адже ZenWiFi AX Hybrid (XP4) оснащений вбудованими джерелами струму, та може працювати в побутових електромережах з напругою від 100 В до 240 В і частотою 50/60 Гц.

Дизайн

Оскільки обидва бездротових маршрутизатори з комплекту постачання абсолютно ідентичні, знайомство з конструкцією відбувалося на прикладі одного з них. Зовнішній вигляд продукту нагадує про інші моделі ASUS сімейства ZenWiFi. Корпус із білого матового пластику має розміри 150 x 70 x 210 мм, його конструкція передбачає експлуатацію в вертикальному положенні як єдиному можливому. Маса пристрою сягає 665 г, що пояснюється наявністю вбудованого адаптера живлення. В нижній частині лицьової поверхні ZenWiFi AX Hybrid (XP4) знаходиться тиснений логотип компанії-виробника золотистого кольору, а над ним можна побачити кнопку, яка відповідає за активацію функції WPS або додавання нового вузла в мережу AiMesh за допомогою з’єднання Powerline. Кнопку оточує тонка вставка із прозорого пластику, під якою знаходиться світлодіод. Його колір світіння відповідає стану пристрою.

Бокові грані продукту, що мають скруглену форму, вкриті вертикальними декоративними борознами. При цьому права боковина глуха, а ліва містить велику кількість отворів для вентиляції. Зовнішні антени відсутні.

В нижній частині тильної сторони корпусу знаходиться ніша, де розташована розетка IEC C5/C6 для підключення електроживлення, кнопка Reset для скидання налаштувань, три порти RJ45 10/100/1000 BaseT — два LAN і один WAN, а також роз’єм USB 3.2 Type 2 для підключення різноманітної периферії.

В основі пристрою розташовані дві гумові смуги, які запобігають ковзанню на гладких поверхнях, а між ними знаходиться пластиковий стікер зі службовою інформацією.

Для доступу всередину продукту необхідно зняти верхню кришку, яка тримається на пластикових застібках, і відвернути три гвинти, після чого можна зсунути кожух корпусу. Внутрішній простір зайнятий пластиковим шасі, з фронтального боку якого знаходяться пара внутрішніх антен Wi-Fi.

На тильній стороні шасі знаходиться друкована плата з елементною базою, а у верхній частині можна побачити антени бездротових мереж.

В лівій частині друкованої плати розташована елементна база блока живлення, а права частина PCB зайнята металевою пластиною чорного кольору, яка, очевидно, використовується для відведення тепла від основних компонентів. Показання моніторингу температури отримати не вдалося, але під час роботи корпус пристрою нагрівався ледь помітно. Поміж інших бездротових маршрутизаторів ASUS модель ZenWiFi AX Hybrid (XP4) вирізняється тим, що побудована на компонентах виробництва компанії Qualcomm. В якості центрального процесора використаний чип IPQ6000, який містить чотири обчислювальних ядра з архітектурою ARMv8-A та частотою 1200 МГц. Функцію ОЗП виконує мікросхема DDR4 об’ємом 512 МБ, а для зберігання керуючої мікропрограми служить NAND-флеш на 128 МБ. За роботу портів Gigabit Ethernet відповідає комутатор QCA8075, а функціонування бездротових мереж забезпечують два радіомодулі QCA5022 та QCA5052 для діапазонів 2,4 ГГц та 5 ГГц відповідно. Обидва прийомопередавача працюють зі стандартом Wi-Fi 6 і зворотно сумісні з його попередніми версіями, вони підтримують MU-MIMO, OFDMA та Beamforming і забезпечують роботу MIMO за схемою 2T2R. Радіомодуль QCA5022 підтримує смугу частот 40 МГц, тоді як QCA5052 — 80 МГц, що забезпечує максимальні швидкості передачі 547 Мбіт/с та 1201 Мбіт/с на частотах 2,4 ГГц і 5 ГГц. І, врешті-решт ZenWiFi AX Hybrid (XP4) оснащена модулем CSR8811, який відповідає за роботу Bluetooth, що використовується для початкового налаштування пристрою за допомогою мобільного додатку ASUS Router.

Прошивка та комплектне ПЗ

В якості управляючого програмного забезпечення в ZenWiFi AX Hybrid XP4 використовується ASUSWRT на базі ядра Linux. Користувацький інтерфейс і функціональні можливості прошивки не відрізняються від більшості бездротових маршрутизаторів ASUS. Веб-інтерфейс знаходиться за посиланням http://router.asus.com, після першого увімкнення пристрою автоматично запускається майстер швидкого налаштування Quick Internet Setup, де задаються параметри підключення до провайдера Інтернет, безпеки бездротових мереж і облікового запису адміністратора. Додатково Quick Internet Setup дозволяє додати вузол AiMesh, для цього достатньо розмістити пристрої на відстані не більше 3 метрів і залишити їх включеними для завершення конфігурування.

Після виконання швидкого налаштування користувачі потрапляють на вкладку Network Map, де схематично зображена мережа та надається можливість контролювати стан окремих підсистем. Поміж іншим, тут виводиться статус підключення WAN і параметри мереж Wi-Fi, поточне навантаження на центральний процесор і ОЗП, відображається перелік клієнтів локальної мережі й задаються налаштування накопичувача, підключеного до порту USB 3.2, а для мережі AiMesh наводиться список вузлів.

Розділ AiMesh відповідає за керування однойменною технологією, тут можна додати новий вузол, переглянути клієнтів та стан з’єднання маршрутизаторів, а також виконати конфігурацію підпорядкованих пристроїв, зокрема обрати переважний тип підключення між вузлами, вибірково деактивувати передавачі Wi-Fi та налаштування додаткові функції USB.

Підменю Guest Network служить для налаштування гостьових мереж, а на вкладці AiProtection зібране керування комплексом мережевого кіберзахисту AiProtection. Останній дозволяє виконати аналіз конфігурації бездротового маршрутизатора з точки зору інформаційної безпеки, а також пропонує обмеження доступу до ресурсів зі шкідливим контентом, двосторонній захист від мережевих вторгнень і блокування інфікованих клієнтів в локальній мережі. AiProtection створений в партнерстві з компанією Trend Micro, яка також виступає постачальником оновлень бази даних сигнатур протягом всього життєвого циклу продукту.

ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) пропонує потужні інструменти «батьківського контролю», які зосереджені в розділі Parental Control. Саме тут користувачі можуть задати обмеження доступу клієнтів локальної мережі до певних категорій контенту, а також заблокувати доступ в Інтернет за розкладом.

В меню Adaptive QoS знаходяться функції контролю пропускної здатності, управління пріоритетами трафіку, перегляд історії відвідування Інтернет-ресурсів та статус використання мережевих інтерфейсів.

Керуюче ПЗ ZenWiFi AX Hybrid XP4 надає різноманітні можливості по роботі з периферією, що підключається до порту USB. Зокрема, надається можливість налаштувати мережевий принтер, відкрити доступ з Інтернет до файлів, що зберігаються на зовнішньому носії, а також створити мультимедійний та файлові сервери для клієнтів локальної мережі.

Користувачі можуть використати USB-модем або смартфон на Android для підключення до Інтернету та організувати сервіс резервного копіювання Time Machine для пристроїв Apple. Врешті-решт, AiCloud 2.0 за допомогою однойменного мобільного додатку дозволяє надати доступ до файлів, що зберігаються на USB-носіях та клієнтах локальної мережі із Інтернет зі створенням локальної копії в хмарному сховищі ASUS Webstorage.

Численні налаштування підсистеми Wi-Fi містяться на вкладці Wireless. Окрім керування режимом роботи, вибором каналу і опцій безпеки тут можна задавати параметри функції WPS і бездротового підключення WDS, фільтрацію клієнтів за МАС-адресами та з’єднання з сервером RADIUS, а також багато інших специфічних налаштувань.

Для управління локальною мережею призначений розділ LAN, де разом з IP-адресацією налаштовується сервер DHCP, задаються статичні маршрути та параметри IPTV.

Підменю WAN служить для конфігурації підключення до мережі Інтернет і режиму Dual WAN для резервування зовнішнього каналу доступу, налаштування Port Triggering та Port Forwarding, а також створення «демілітаризованої зони» і підключення до сервісу Dynamic DNS, який може стати в нагоді за відсутності «білої» IP-адреси.

За інтеграцію в системи «розумного будинку» відповідає підменю Alexa&IFTTT, де користувачі можуть створити сценарії автоматизації для екосистеми Amazon Alexa та сервісу IFTTT.

Бездротовий маршрутизатор підтримує перспективну адресацію IPv6, а також може виступати в ролі сервера VPN PPTP, IPSec та OpenVPN. У підключенні до зовнішніх серверів віртуальних приватних мереж допомагає функція Multiple VPN Connection, яка дозволяє встановлювати з’єднання за протоколами PPTP, L2TP та OpenVPN, а також задавати правила маршрутизації для окремих клієнтів локальної мережі. Також, ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) підтримує технологію Instant Guard для побудови шифрованого тунелю IPSec в бік мобільних пристроїв для захисту останніх від кіберзагроз у публічних мережах.

На додачу до AiProtection є класичний міжмережевий екран із захистом від атак DDoS та фільтрацією трафіку по ключовим словам, URL і типам сервісу.

В меню Administration задається режим роботи пристрою, налаштовується обліковий запис адміністратора, підключення до сервера точного часу і параметри віддаленого доступу, а також надається можливість оновлення прошивки і резервування налаштувань. Вкладка System Log забезпечує доступ до журналів системних подій, в той час, як розділ Network Tools містить утиліти для діагностики мережевого з’єднання і конфігурації правил Smart Connect, що дозволяють створити єдину Wi-Fi-точку доступу у двох частотних діапазонах.

Окрім веб-інтерфейсу ASUSWRT для налаштувань ZenWiFi AX Hybrid XP4 користувачам пропонується мобільний додаток ASUS Router для платформ Android та iOS. Одною з переваг пристроїв сімейства ZenWiFi є можливість підключення мобільних пристроїв по Bluetooth для початкової конфігурації маршрутизатора. В «домашньому» розділі застосунку виводяться споживання трафіку в режимі реального часу, перелік підключених клієнтів, налаштування бездротових мереж і показники навантаження на центральний процесор та оперативну пам’ять.

Додатково в розділі Home відображається топологія AiMesh-мережі й надається можливість базового налаштування головного і підлеглих вузлів, а також вибору режиму Adaptive QoS, який визначає пріоритет трафіку згідно до заздалегідь налаштованих профілів.

Вкладка Devices відповідає за виведення на екран переліку клієнтів локальної мережі, для яких можна переглянути поточну інформацію про підключення, заблокувати доступ і Інтернет та обмежити пропускну здатність з’єднання.

В меню Insight можна знайти поради щодо підвищення безпеки налаштувань пристрою і статус роботи технології кіберзахисту AiProtection, тоді як розділ Family служить для управління функцією «батьківського контролю». І, нарешті, вкладка Settings містить велику кількість налаштувань всіх основних підсистем бездротового маршрутизатора.

Результати тестування

Для вимірювання швидкодії ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) був зібраний тестовий стенд в складі ноутбука HP Pavilion Gaming 15, оснащеного Wi-Fi адаптером Intel AX200, в якості клієнта і мініатюрного ПК ASUS Mini PC PN50 з бездротовою мережевою картою Intel AX210 та інтерфейсом Gigabit Ethernet від Realtek, що виконував функції сервера. Обидва комп’ютери працювали під керуванням операційної системи Microsoft Windows 11 Home 2H22 з усіма останніми оновленнями, а для вузлів AiMesh були встановлені прошивки версії 3.0.0.4.386.47426 від 05.10.2022. Для оцінки пропускної здатності була застосована утиліта iperf3, яка має зручний інтерфейс командного рядка та безліч налаштувань.

Результати тестування швидкодії бездротової мережі типові для пристрою класу АХ1800: для Wi-Fi 6 в діапазоні 5 ГГц можна розраховувати на ~750 Мбіт/с при багатопотоковій передачі й на 330–450 Мбіт/с при передаванні даних в один потік. Перехід на Wi-Fi 5 знижує показники в середньому на 15% при роботі з вісьмома потоками даних і тут мінімальна перевага більш прогресивного стандарту зумовлена відсутністю в ZenWiFi AX Hybrid (XP4) підтримки смуги сигналу 160 МГц. На частоті 2,4 ГГц при використанні Wi-Fi 6 можна розраховувати на швидкість від 175 Мбіт/с до 215 Мбіт/с, а перемикання на Wi-Fi 4 призводить до зменшення пропускної здатності на 18%.

Попередні результати були отримані при прямій видимості і віддаленні клієнта від точки доступу приблизно на 5 метрів. При збільшенні відстані до ~10 метрів і появі на шляху розповсюдження радіохвиль залізобетонної стіни швидкодія впала в середньому на 54%, а найбільше — до 70% постраждала пропускна здатність в напрямку від бездротового клієнта до точки доступу. В той самий час використання діапазону 2,4 ГГц не можна вважати ефективним через значне зменшення продуктивності, яка зумовлена великою кількістю завад від сусідніх Wi-Fi мереж.

Отже, саме для таких складних умов і створювалася технологія AiMesh! Нас, в першу чергу, цікавить ефективність використання Powerline і тут слід зробити декілька уточнень. Для досягнення максимальної швидкодії електропроводка має бути якісною, з мінімальною кількістю з’єднань і обов’язковим заземленням. Також, використання фільтрів і стабілізаторів напруги значно знижує пропускну здатність, а самі пристрої Powerline можуть створювати завади в роботі радіоелектронних приладів. В нашому випадку вдалося досягнути швидкості з’єднання ~750 Мбіт/с, але за більш сприятливих умов можна розраховувати на показники до 1300 Мбіт/с включно. Під час тестування допоміжний вузол AiMesh був розташований таким чином, що відстані до головного маршрутизатора і клієнта складали близька 5 метрів без істотних перешкод для радіосигналу.

При з’єднанні вузлів AiMesh за допомогою Powerline для клієнтів Wi-Fi 6 можна розраховувати на швидкості від 175 Мбіт/с до 230 Мбіт/с на частоті 5 ГГц і 122–214 Мбіт/с для діапазону 2,4 ГГц відповідно. Цікаво, що з використанням бездротового лінку між бездротовими маршрутизаторами результати виявились навіть кращими, але для їх досягнення потрібна пряма видимість і відсутність перешкод, що в реальних умовах досягається вкрай нечасто.

Щодо ефективності роботи двох клієнтів бездротових мереж через точку доступу, то, як не дивно, в діапазон 5 ГГц для Wi-Fi 6 при багатопоточній передачі даних було отримано дещо менші результати, ніж при використанні Wi-Fi 5, тоді як при роботі в один інформаційний потік спостерігалася незначна перевага стандарту IEEE802.11ax. Разом з тим на частоті 2,4 ГГц показники швидкодії коливалися від 90 Мбіт/с до 115 Мбіт/с при передачі восьми потоків даних, тоді як при однопотоковій передачі пропускна здатність склала 75–93 Мбіт/с.

При тестуванні в якості VPN-сервера та використанні IPsec ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) продемонстрував чудові результати в межах 300–450 Мбіт/с, а із застосуванням складнішого протоколу OpenVPN було отримано показники від 65 Мбіт/с до 125 Мбіт/с в залежності від напрямку передачі даних. В той самий час із роботою PPTP виникли проблеми: з’єднання встановлювалось, але дані не передавалися, очевидно, через програмні проблеми в поточній версії прошивки.

На останок слід зазначити, що новачок чудово впорався з роллю мережевого накопичувача, для виконання якої до порту USB 3.2 був підключений зовнішній SSD HyperX Savage Exo 480GB. При зчитуванні даних спостерігалася швидкість від 40 Мбіт/с до 95 Мбіт/с для клієнтів з підключенням по Wi-Fi 6 та Gigabit Ethernet відповідно, тоді як продуктивність запису помітно залежить від файлової системи накопичувача. З використанням HFS швидкодія сягала 21–73 Мбіт/с в залежності від типу клієнтського підключення, тоді як перехід на NTFS результати призвів до зменшення результатів майже вдвічі.

Висновки

Коментуючи результати тестування ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) в черговий раз не можна не відмітити ефективність та простоту використання технології AiMesh, для розгортання якої не потрібні спеціальні навички чи знання. Наявність підтримки Powerline для з’єднання вузлів є очевидною конкурентною перевагою, що дозволяє обійтися без прокладання додаткового мережевого кабелю. Втім, для досягнення максимальної продуктивності потрібна електрична проводка високої якості, але навіть за не самих оптимальних умов швидкості достатньо для вирішення більшості користувацьких задач. Що стосується самого бездротового маршрутизатора, то ZenWiFi AX Hybrid (XP4) пропонує привабливий дизайн, енергоефективну платформу і стабільне та функціональне ПЗ. Крім того, продукт демонструє гідні як для класу АХ1800 результати, але відсутність підтримки смуги частот 160 МГц помітно знижує швидкодію Wi-Fi 6. Втім, не можна не відмітити високу ефективність роботи продукту в якості сервера VPN і мережевого накопичувача, особливо при використанні «рідної» для Linux файлової системи HFS.

Одиночний ASUS ZenWiFi AX Hybrid (XP4) коштує приблизно 140 доларів і його експлуатація в такому режимі виглядає не дуже вдалою ідеєю через неможливість використання основних переваг та наявність в продуктовій лінійці ASUS більш доступних бездротових маршрутизаторів класу AX1800. При цьому, більш привабливо виглядає придбання пари таких пристроїв за 280 доларів із подальшою побудовою мережі AiMesh для забезпечення впевненого покриття Wi-Fi у великому будинку зі складним плануванням.