【開箱評測文】ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器開箱評測文(下)

這次為了我們的5G課程,跟合勤科技股份有限公司借了一台5G路由器來上課,是這台ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器。(感謝ZyXEL獨家贊助,目前台灣尚未販售,也歡迎其他的朋友們一起合作)

ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器可以接收5G(藉由SIM卡)訊號,並且可以發送Wi-Fi 6訊號的一台路由器,它也可以透過RJ45網路線共享接收到的5G訊號。

作者/攝影 郭俊廷

此篇文章將來介紹我們是如何配置ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器,讓超過20人上課時也可正常連線的方法。

首先先來詳細介紹一下ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器的功能(以下功能說明取至官網及Datasheet文件)

以下是ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器特點介紹

  • 支援低至超高頻段 5G NR C波段頻譜,自 RF 4G LTE 到 5G NR,同樣頻寬下行速度比 4G LTE 至少提高 13.3%,大幅提升用戶上網流暢度。
  • 採用延遲控制 (Latency control)、上行鏈路服務品質(UL QoS) 管理機制等智慧延遲控制機制,可將來回通訊延遲(Round-trip delay time)減少 400% 到低於10ms (毫秒) ,協助電信營運商提供極致行動連網體驗。
  • 同步支援 TR-069/ MQTT 雙重遠距管理標準,支援系統配置管理、流量監控、錯誤診斷自動化,且支援無線韌體升級,大幅減少電信營運商派遣技術人員的需求並降低維運成本。
  • 同步支援最新 Wi-Fi 6 (11ax) 無線網路標準,透過正交頻分多址 (OFDMA)、多使用者多重輸入多重輸出 (MU-MIMO) 等技術,即使在高密度無線裝置同時連網時,也能保有優異傳輸速度。另支援 RU scheduling、BSS Coloring、1024-QAM、Target wake-up Time 等降低延遲及省電機制。

 

以上資料引用自參考資料[一]

 

以上所說的5G NR是甚麼意思呢

5G NR,它指的是5G New Radio。高通(Qualcomm)評論:NR是個複雜的話題,它涉及一種基於正交分頻多工(OFDM)的新無線標準。OFDM指的是一種「數位多載波調變方法」,其中「使用大量間隔緊密的正交子載波訊號在幾個並行資料流程或通道上傳輸資料」。隨著3GPP採用這一標準之後,NR這一術語被沿用下來,正如用LTE描述4G無線標準一樣,可以說用NR來描速5G無線標準。

5G NR是由3GPP開發的 5G 行動通訊網路之新無線接入技術,屬於5G NR的全球通用標準,相關技術細節定義於3GPP的38系列規範。

5G NR頻段在總體上被分為兩個頻率範圍:

Frequency Range 1(FR1),包括6G赫茲以下(sub-6GHz)的頻段,目前擴充到410 MHz至7125 MHz。

Frequency Range 2(FR2),包括毫米波範圍內的頻段,準確為24.25 GHz至52.6 GHz。

以上資料引用自參考資料[二]、參考資料[三]

 

至於此ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器支援的4G、5G頻段請看以下表格(資料引用自原廠說明書):

4G 5G
支援頻段 LTE-FDD: B1/B3/B5/B7/B8/B20/B28/

B32/B38/B39

LTE-TDD: B40/B41/B42

n1/n3/n5/n7/n8/n20/n28/n41/n77/n78/n38/n40

 

下圖是我們上課時經常使用的網路配置,ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器,加上一個Gateway(型號ZyXEL ATP100),另外接兩個AP(型號ZyXEL NWA5123-AC HD),足夠我們上課使用超過30個裝置連線。

 

以下是兩個型號的產品說明書,如有購買需求請洽詢機器人王國(電話02-2306-2900)

 

ZyXEL ATP100:https://www.zyxel.com/tw/zh/uploads/images/191030_ds_zywall_atp_series_tw_v1.pdf

ZyXEL NWA5123-AC HD:https://www.zyxel.com/tw/zh/uploads/images/20171026_ds_nwa5123-ac_hd_tw_v1.pdf

本次配合經濟部工業局,財團法人資訊工業策進會的5G+產業新星揚帆啟航計畫。其中有三門類型的課程各功能需要配合不同的網路情境。

 

第一門是5G x LinkIt 智慧居家實作工作坊

需要有多台裝置連線進入同網段網路才可進行IoT相關設定,但不會使用太多網路流量。

第二門是5G延伸應用Azure智慧商店實作工作坊

不需使用同網段即可將圖片上傳至Azure的Custom Vision進行訓練產生相關辨識模型檔,但會使用較多網路流量。

第三門是5G + AI 深度學習影像串流應用這門課程

要使用學員筆電連接網路還需使用NVIDIA Jetson Nano開發板連線,還需要使用DeepStream影像串流,需要較多同時上傳/下載的流量。

 

5G課程經常使用的網路設備的配置圖如下

5G x LinkIt 智慧居家實作工作坊,需要將LinkIt7697的物聯網小屋和筆電連線在同一個網路中才可設定其相關IoT程式設定。

我們採取的架構如上圖,不直接透過ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器分享Wi-Fi,而是透過接收5G訊號後經過網路線分享到Gateway上之後,再透過Gateway共用給兩台無線AP,這兩台無線AP可以提供給15人以上的筆電+LinkIt7697連線,共30個裝置以上且不會斷線。(上課當天實測可以35個裝置以上連線)

 

接著是5G延伸應用Azure智慧商店的部分,使用兩台AP給30個裝置以上連線沒問題,只是在Custom Vision進行圖片上傳時也是會計算到5G的流量,目前台灣5G還沒有熱點分享吃到飽的情況下,要稍微注意一下網路流量的問題。

另外使用Azure Percept在同一個網路底下可以透過其他電腦或手機連線進去查看其辨識的狀態。

Azure Percept架設情形如下圖,我們另外架設兩台AP

老師連線進入Azure Percept查看其辨識即時影像結果的網頁(此模型是標記人物)

手機也可透過其同網段的IP連線進入查看

25人連線進入查看Azure Percept,都正常無斷線情形

最後是5G + AI 深度學習影像串流應用課程,因需有影像上傳下載同時進行的部分故使用原先的ZyXEL NWA5123-AC HD會有網路延遲的問題,因為此型號只支援到Wi-Fi 5。這時候我們實際上使用了ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器可以同時連線10個裝置(五台電腦、五台)的影像串流是沒有問題的,但在超過10個裝置以上進行影像串流還是建議使用另外配置一個專門連線的Wi-Fi 6路由器。

至於Wi-Fi 6為甚麼可以增加影像串流傳輸的效率的詳細介紹請參考以下說明:

新世代的 Wi-Fi 6 受惠於 OFDMA 技術(Orthogonal Frequency Division Multiple Access),它改善了 Wi-Fi 5 ( 802.11ac )的 OFDM 技術缺陷,讓調製訊號符號的長度提升 4 倍之多,同時透過通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起,進而改善 AP 路由器端與設備端能的多​路徑(Multipath)​衰減​問題。

受惠於 Wi-Fi 6 多路徑的解碼能力增強,在實際應用時不僅無線網路的接收穩定性提升,傳輸距離也會增加,傳輸範圍最高甚至可提升到 80% 之多。

 

OFDMA 技術讓同時傳輸的封包串流提升

Wi-Fi 6 的 OFDMA 技術不僅可以提升 WiFi 網路的覆蓋範圍,也能提升網路傳輸速度。

過往 Wi-Fi 5 的 OFDM 技術,無論應用、流量大小,都會占用整個數據串流。

舉例來說,當有橘色、藍色、綠色三位使用者同時上網時,就像有三輛貨車分別載運貨物,三輛貨車必須依序排隊離開,這種運送方式不僅會出現運送延遲( Latency ),而且因為這三輛貨車所載運的貨物不會滿載,所以很浪費空間,這樣的運送方式會佔用數據串流。

但是,如果橘色、藍色、綠色三位使用者使用的是 Wi-Fi 6 路由器同時上網,Wi-Fi 6 就有如一條實施高乘載管制的高速公路,每一輛貨車都必須載好載滿指定的數據量才能上路, Wi-Fi 6 也就是說可以在單一串流同時傳輸多種網路應用(封包)。這麼做不僅能提升資源的利用效率,還能根據應用的類型自動調整頻寬資源,甚至提升封包轉發效率、降低 WiFi 傳輸的延遲等待時間。

 

MU-MIMO 無線設備量提升

Wi-Fi 6 除了 OFDMA 技術之外,還支援 8×8 MU-MIMO 技術,能增加同時溝通的 WiFi 裝置數量。

MU-MIMO 是指路由器支援多個使用者可同時存取,也就是同一時間可與多台裝置進行傳輸。在 Wi-Fi 5 (802.11ac)時代的 MU-MIMO 僅支援下載,而 Wi-Fi 6 的 8×8 MU-MIMO 技術則是可以同時在上傳和下載使用。

 

不過,該怎麼形容 MU-MIMO 功能呢?如果把路由器想像成一家客運公司,WiFi 頻寬就像是一輛客運巴士,在 WiFi 技術剛催生時,一次只能載運乘客(封包)到一個目的地 (WiFi 設備)。

而 Wi-Fi 5 (802.11ac)支援 4×4 MU-MIMO,就像是這家客運公司可同時發出 4 輛客運將封包乘客送到 4 個不同 WiFi 設備,至於最新的 Wi-Fi 6 則是一次發 8 輛車到載運封包到 8 個不同的 WiFi 設備,如此一來就能提升 WiFi 頻寬的使用效率,同時也增加 WiFi 連線裝置的數量。

這表示無論是在串流、下載、進行 VR/AR、MMO 或 RPG 遊戲,Wi-Fi 6 支援 8 條串流,都能提供所有應用足夠的頻寬。

 

以上資料引用自參考資料[四]

 

以上就是我們的ZyXEL NR5101 5G NR室內路由器的功能介紹以及我們在5G+產業新星揚帆啟航計畫課程中的網路配置說明。

 

如有相關專案與課程合作,歡迎聯繫我們~

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參考資料:

 

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