Mesh-systeem voor beter wifi: 9 mesh-systemen getest

Mesh-kits lijken een revolutie op wifigebied te zijn. Zo belooft een mesh-systeem de draadloze gaten in het bereik overal in huis te dichten. Ook zonder enige netwerkervaring moeten ze met een smartphone makkelijk te configureren zijn. We werpen een blik onder de motorkap, kijken of ze geschikt zijn voor dagelijks gebruik en welke snelheden ze halen.

Wifi is bij de meeste huishoudens snel in de buurt van de router, maar niet in de keuken of op zolder. Toch zijn er mensen die geen klachten hebben omdat ze overal in huis een goed draadloos signaal hebben. Dat kan natuurlijk als het huis niet al te groot is, de router redelijk centraal staat en de muren dun zijn.

Maar dat is meer uitzondering dan regel. De wifi-fabrikanten zien daar een marktsegment in voor systemen met twee of drie radiostations die de data onderling doorsturen (mesh-kits). Je zet de stations op strategische plekken in huis en krijgt daardoor meer hotspots, zodat alle bewoners overal snel kunnen internetten.

We hebben negen systemen met elk drie stations getest. Zes daarvan worden aangeprezen als mesh-kit (Asus Lyra, Google Wifi, Linksys Velop, Netgear Orbi, TP-Link Deco en Ubiquiti Amplifi HD). AVM heeft de mesh-functionaliteit via een firmware-upgrade toegevoegd aan een aantal Fritzboxen, Fritz-repeaters en Fritzpowerline/ wifi-adapters. Daar hebben we twee verschillende sets van samengesteld om ze te vergelijken met de mesh-kits.

Devolo heeft geen router in het assortiment, maar wel powerline/wifi-adapters die ook een uniform wifi binnen een groot huis kunnen opzetten. Daarmee kun je het wifi van een oudere router vervangen door een beter.

In de wifistandaard IEEE 802.11 heten de tussenstations overigens accesspoints. In de mesh-wereld is de term node (knooppunt) gebruikelijk. Die term gebruiken we hier ook. Mesh is bij wifi eigenlijk ook niets nieuws: de IEEE is in 2005 al bezig geweest met de standaarduitbreiding 802.11s voor gemeshte draadloze netwerken, maar die is tot nu toe nog niet wijd verspreid.

Als het internet voor gebruikers alleen uit Google, YouTube en Facebook bestaat, heb je het met een mesh-kit relatief makkelijk: gewoon op de router aansluiten, configureren en gaan met die banaan. Maar het leidt voor gebruikers tot een router-cascade en daardoor een verandering van hun netwerktopologie. De eerst ingestelde root-node wil bij de meeste systemen de internet-gateway zijn om bijvoorbeeld Quality of Service te kunnen garanderen, oftewel het prioriteren van dataverkeer voor naadloze streaming of online gamen zonder vertraging.

Als je een klein netwerk beheert, wil je het liefst controle houden over de netwerkarchitectuur, en dan is het wel handig als een mesh-systeem ook een accesspoint-modus heeft. Dan werkt het als pure wifiverdeler en kun je voor het configureren van het internet (en bijvoorbeeld je vaste telefoon via VoIP) je gewone apparaten blijven gebruiken.

Omdat op internet meer te beleven valt dan alleen Facebook en dergelijke, kijken we naar andere belangrijke situaties: gebruik bij een dualstack-aansluiting, dus met IPv4 én IPv6, en ook – indien nodig met een extern modem – met een VDSL-aansluiting die met VLAN-tagging op de WAN-poort werkt.

IPv6 is niet meer de toekomst, maar al lang werkelijkheid. De afgelopen jaren is het aantal providers dat IPv6 ondersteunt flink gestegen, dus het wordt nu tijd om ook naar de ondersteuning daarvoor te kijken bij apparaten.

Bij een mesh-systeem is het technisch niet triviale doorsturen van multicast-IPTV bij routed in plaats van bridged IPTV een aandachtspunt. De settopbox staat meestal naast de tv, en die staat op zijn beurt meestal niet dicht bij de router. Dat moet natuurlijk bij alle werkwijzen (als router of als accesspoint) en op alle poorten werken.

Sommige kits hebben een webfilter dat kinderen kan beschermen tegen schadelijke websites. Asus en TP-Link gebruiken daarvoor de diensten van Trend Micro, die website-aanroepen van gebruikers controleert en indien nodig blokkeert. Daarbij wordt het internetgedrag geregistreerd, zonder dat het systeem je daar bij het configureren eenduidig op wijst. Het zal ongetwijfeld in de kleine lettertjes staan, maar in de praktijk leest niemand de algemene gebruiksvoorwaarden, dus een melding zou wel prettig zijn geweest.

Bij de meeste kits moet je bij het configureren een cloudaccount aanmaken. Dat kan later handig zijn, want daarmee kun je bijvoorbeeld een ingestelde online beperking qua tijd van buitenaf aanpassen – of internet voor de thuisblijvers uitzetten als dat nodig mocht zijn.

Google wil via de cloudverbinding geanonimiseerde statistieken over het wifigebruik verzamelen. Als je dat niet wilt, kun je dat uitzetten. Aan de andere kant helpen dergelijke data bij het doorontwikkelen van wifi (zie c’t 1-2/2018, pagina 34).

Wifi is niet altijd het beste medium voor het doorsturen van data (backbone): als de mesh-nodes onderling al geen goede draadloze verbinding hebben, komt de data bij de clients binnendruppelen. Dan kan een verbinding via de elektriciteitskabels (powerline) een snellere datasnelweg zijn. Dan komen de op powerline gebaseerde kits van AVM en Devolo in beeld. Maar bij powerline geldt net als bij wifi: je moet het uitproberen omdat de elektriciteitsnetwerken per woning verschillen. Soms heb je een snelle verbinding van 200 Mbit/s of meer en soms een erg slechte (minder dan 30 Mbit/s). We hebben er bij de test voor gezorgd dat de kits een goede verbinding hadden om ze beter te kunnen vergelijken.

We hebben ook gekeken of de meshnodes met een netwerkverbinding werken – oftewel een gewone netwerkkabel naar de router. Als die mogelijkheid er is, moet je die zonder meer gebruiken om het draadloze spectrum te ontlasten. Daar heeft iedereen profijt van.

Als het wifinetwerk uit meerdere stations bestaat, wisselen smartphones en dergelijke bij het streamen en Skypen telkens weer van station als je door het huis heen loopt (roaming). Accesspoints kunnen een client wel hard verwijderen als zijn signaal te zwak wordt, maar dat zal tot haperingen in de verbinding leiden. Een client kan beter zelf beslissen of en wanneer hij overschakelt. De stations kunnen hem daarbij helpen door bepaalde opties aan te bieden.

De wifistandaard heeft drie componenten voor ondersteuning van roaming: 802.11k beschrijft Radio Resource Management (welke node is op welk kanaal goed bereikbaar?), 802.11v definieert het goede, door de accesspoints geregelde overschakelen en 802.11r versnelt de feitelijke roaming-overgang (zie c’t 1-2/2018, pagina 37).

Als je in het routermenu een item tegenkomt met een term als fast-roaming, wordt daar niet altijd 802.11r mee bedoeld. Netgear gebruikt bijvoorbeeld eigen algoritmes om clients naar andere nodes te verhuizen (Client Steering). Als je dan fast-roaming activeert, gaat het systeem alleen agressiever te werk en worden clients er eerder uitgegooid. Devolo voert als enige fabrikant in deze test bij zijn nieuwste firmwareversie 802.11r in.

Natuurlijk moeten de clients overweg kunnen met zoveel mogelijk roamingmiddelen om de aanwezige accesspoints zo goed mogelijk te kunnen benutten en het beste roamingdoel te kunnen kiezen. Bij nieuwere iOS-apparaten en Googles eigen smartphones is de kans groot dat dit lukt, maar de rest van de Android-wereld is versplinterd. Daarom zijn ondersteuning voor 11k, 11v en 11r aan de clientkant nog steeds meer uitzondering dan regel.

Het is verwonderlijk hoe verschillend de kitfabrikanten de gestandaardiseerde roamingmiddelen implementeren: Ubiquiti gebruikt er geen van, Devolo daarentegen alles. Daaruit is al af te leiden dat het combineren van nodes van verschillende merken onzinnig en ongewenst is. De fabrikanten zullen in hun wifibeheer-apps de andere nodes niet laten zien en daar niet mee testen.

Fabrikantenvereniging Wifi Alliance werkt wel aan een eigen mesh-norm (Multi-AP Technical Specification), maar dan moet wel iedere fabrikant lid van de Wifi Alliance zijn en zijn eigen standaard daar op aanpassen. Bovendien komen bij de specificaties tot nu toe alleen 11k en 11v voor. Het voor het roamen met minimale onderbrekingen belangrijke 11r ontbreekt in het concept van eind augustus 2017. Daarnaast is er nog wat onenigheid over de specificatie binnen de leden van de Wifi Alliance zelf.

Een mesh-systeem krijgt voor de routerfuncties een voldoende als de basistoegang werkt (DHCP via WAN met IPv6). De beoordeling wordt beter als de apparaten – optioneel met een extern modem – ook op VDSL werken en nog beter als multicast-IPTV op alle poorten werkt. Heeft een kit echter geen modem en geen accesspointmodus, dan daalt de beoordeling.

De Fritzbox 7580 heeft als kern van AVM’s mesh-systeem daarom al een hoge beoordeling. Door de instelmogelijkheden, de providercompatibiliteit, de routerfuncties en met name het doorlopende productonderhoud met firmware-updates loopt die beoordeling tegen een maximum aan waar de meeste fabrikanten niet aan kunnen tippen. Het enige wat hen rest is klanten te winnen door de prijs laag te houden.

Voor de mesh-nodes was bepalend of de wifi-backbone via een apart draadloos kanaal loopt en of minstens twee van de drie gestandaardiseerde roamingmiddelen (11k, 11v en 11r) geboden werden. Ze kregen puntenaftrek als het systeem het doorlussen van nodes niet ondersteunt. Vaak kan de centrale root-node vanwege bouwtechnische redenen niet in het midden staan (sternetwerk), maar is hij het begin van een keten.

We hebben getest wat elk mesh-systeem draadloos presteert met de benchmarktool iperf3. Als client fungeerde een notebook met 2-stream wifi (een Acer Aspire V3-372, 300 Mbit/s bruto op 2,4 GHz en 867 Mbit/s op 5 GHz). Die levert als typisch voor zijn klasse meer relevante waarden dan een Macbook Pro, die met zijn 3-stream wifi wel beter is uitgerust, maar minder vaak voorkomt.

Als eerste hebben we getest hoe het notebook met de root-node – oftewel de router – het op beide wifibanden doet (clientsnelheid dicht bij de router en op 20 meter door muren heen). Dat laat zien hoe goed het wifi in de nodes van de betreffende fabrikant geïmplementeerd is.

Dit keer waren de 2,4GHz-snelheden hoger dan bij eerdere metingen omdat je de 2,4GHz-module van de kits niet zodanig kunt configureren dat ze de in de praktijk relevante smalle 20MHz-kanalen vast gebruiken (maximaal 144 Mbit/s bruto bij 2-stream MIMO). Omdat er in de testruimte geen andere wifinetwerken zichtbaar zijn, schakelen de meeste, maar niet alle nodes op 2,4 GHz over naar de krachtigere 40MHz-kanalen (maximaal 300 Mbit/s).

Hoe goed de nodes onderling met elkaar communiceren, hebben we getest op een afstand van 20 meter door een paar muren heen. Het notebook was met een netwerkkabel aangesloten aan de repeater-node om alleen de snelheid van de wifi-backbone dan wel de nagebouwde powerline-backbone te kunnen meten. Die waarde is voor iedereen interessant die een mesh-systeem ook als vervanging van netwerkkabels wil gaan gebruiken.

De meting op 26 meter afstand laat zien hoe goed het bereik met een mesh-systeem te vergroten is. Zonder repeaternode had het notebook daar helemaal geen wificontact meer met de router. Door het oneigenlijke 20/40MHz-gedrag (zie boven) geven we de 2,4GHz-waarden wel, maar we beoordelen alleen het resultaat op 5 GHz.

Als de clientsnelheid op 26 meter 25 Mbit/s was, beoordelen we dat als voldoende. Dat is de helft van een 50Mbit-aansluiting. De beoordeling werd ‘goed’ vanaf 75 Mbit/s en ‘zeer goed’ vanaf 125 Mbit/s. Dan hou je zelfs bij een 100Mbit-aansluiting nog reserves over voor andere dingen. Voor de snelheid van de backbone stellen we twee keer zo hoge eisen omdat die als verdeler het verkeer van meerdere clients moet transporteren.

Dat er twee netwerkpoorten op een node zitten betekent nog niet dat daar een switch tussen zit. Bij de apparaten van Linksys en TP-Link kwamen we tot een duidelijk mindere snelheid dan de verwachte 930 tot 940 Mbit/s aan TCP-verkeer. Blijkbaar loopt het lokale netwerkverkeer daarbij via de interne processor. Een pc zal een op dezelfde node aangesloten netwerkopslag (NAS) dan niet optimaal kunnen benaderen. Dan kun je daar beter zelf een Gigabitswitch tussen zetten.

Bij de beoordeling van de energie-efficiëntie van de kits maken we onderscheid tussen systemen met en zonder geïntegreerd modem. Zonder modem is voor ons een energieverbruik tussen 15 en 20 watt voldoende, wat overeenkomt met het totaal van een dualband-wifirouter en twee dualband-repeaters. Als er wel een modem inzit, mag dat 5 watt meer zijn. Voor de afzonderlijke nodes houden we 4 tot 6 watt aan voor een voldoende beoordeling.

Maar maak van de stroomkosten geen hoofdzaak: systemen met een aparte backbone – of dat nu powerline of een derde wifimodule is – verbruiken wel meer energie, maar bieden ook meer.

Configureer bij het in gebruik nemen van het systeem de root-node eerst compleet voor je internetgebruik voor je de repeaternodes gaat aansluiten. Daarmee vermijd je bijvoorbeeld dat nodes het niet meer doen als je achteraf een gastnetwerk opzet.

Voor het aansluiten van de nodes heb je de app niet nodig, dat werkt in principe ook met de pairing-knoppen. De nodes krijgen dan wel geen duidelijk naam als ‘Woonkamer’ of ‘Keuken’, maar verschijnen in het overzicht met hun mac-adres of een generieke benaming. Maar dat is achteraf altijd nog aan te passen.

Probeer niet krampachtig zo veel mogelijk woonoppervlakte met zo min mogelijk mesh-nodes te bestrijken. Als de wifiverbinding tussen de nodes te zwak is, is dat nadelig voor de doorvoer naar de client aan het eind van de keten. Koop dan liever een extra node en zet alles wat dichter bij elkaar.

Welke het juiste mesh-systeem voor je is, ligt aan een aantal keuzes: staat performance bovenaan het wensenlijstje, dan haalt Netgears Orbi in deze test de hoogste scores bij zowel de backbone-snelheid (als vervanging voor een bekabeld netwerk) en bij de clientsnelheid over langere afstand. Maar wel met vlak daarachter de andere kits met afzonderlijke wifi-backbone (Asus Lyra, Linksys Velop).

Als je ‘alleen maar internet’ wilt, dan wordt Google Wifi aantrekkelijk met zijn bijzonder makkelijke set-up en prima design. TP-Link doet dan ook mee, vooral door de laagste prijs. Ubiquiti’s Amplifi HD blijft hier qua performance wat bij achter.

Als je al een Fritzbox en bijbehorende repeaters hebt die geschikt zijn voor mesh, kost de nieuwe techniek alleen maar wat tijd voor een firmware-upgrade. Als je Fritzbox geen mesh-update krijgt, dan moet je een overstap naar een ander merk wel even goed overdenken, want zo flexibel en goed uitgerust als de Fritzbox was in deze test geen enkele andere router. AVM’s powerline/wifi-adapters kunnen de Fritz-wifirepeaters ondersteunen op plekken waar een goede snelheid via het elektriciteitsnetwerk is te halen, maar de draadloze snelheid minder is.

Devolo’s powerline/wifi-adapters zijn als mesh-uitbreiding geschikt voor iedereen die zijn eigen router wil of moet blijven gebruiken, maar toch een sneller wifi wil.

De meeste kits hadden wel het een of andere minpunt, of dat nu een niet volledige IPv6-implementatie was of een niet op alle poorten werkende multicaststreaming. Dergelijke gebreken zijn met een firmware-update op te lossen, maar dan moeten de fabrikanten daar wel mee komen.

(Ernst Ahlers, c’t magazine)