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新家网络和多媒体解决方案分享

湾区生活 Slyar 41浏览 0评论

换了新房子之后我最开心的事情就是又可以自己设计家里的网络和多媒体方案了。陆陆续续搞了半个月终于弄得差不多了,分享一下我的解决方案,仅供参考。

接入运营商

这个是第一个要做的选择题。Comcast(Xfinity) Cable同轴电缆网络下载可以支持1Gbps但是上传只有35Mbps。AT&T Fiber光纤网络,下载和上传都支持1Gbps。这俩价格其实差不太多,能选光纤的肯定无脑上光纤。上传带宽会影响你开视频会议其他人看到和听到你的效果,如果家里2个人同时开会又是HD摄像头,Xfinity那么低的上行速率可能会导致其他人看你的时候都是马赛克,声音也可能会断断续续之类的。但AT&T网络有个缺点就是连国内的服务器(微信、微博、B站等等)会比较慢,有时候可能需要VPN才行。如果平时上国内的网站比较多,还是建议多比较一下。

无线网络

家比较大的时候一个无线路由器肯定是不够覆盖的,大家知道Wi-Fi现在的主流频段有2.4GHz和5GHz,前者速度上限没有那么高(450-600 Mbps)而且容易频段堵塞,但是穿墙性能比较好,信号随着距离的衰减也相对比较小;后者速度上限比较高(1300 Mbps)而且频段比较宽不容易堵塞,但是信号随着距离和障碍物的增加会衰减的很厉害。所以家里的无线网络要快,接入点就要尽可能地离设备近,当家比较大的时候单个无线路由无法覆盖整个区域,这时就需要多个无线路由器协同工作来提高覆盖范围。关于这个,主流的解决方案分2种:Access Point (AC)和Mesh。具体区别网上一搜一大把,我就不赘述了,我来说一下我的认知和选择标准。

Mesh

Mesh网络,简单来说就是把多个无线路由器设备(某种意义上来说就是AP)通过无线信号连接在一起,然后让他们看起来就像是一个范围更大的单一无线网络。适用于家里没有太多网线接口,又不方便拉线的情况。Mesh网络只需要其中任何一台无线路由器通过网线接入网络并广播自己的Wi-Fi网络(SSID),然后跟其他可见的无线路由器建立直接或者间接的连接(朋友的朋友),并通告自己的Wi-Fi网络(SSID),其他的无线路由器就会放大这个信号并继续将其广播下去,这样就达到了增强信号并扩大信号范围的目的。区别于多年以前出现的无线中继技术(慢慢被淘汰了),Mesh网络使用了多信道接入也就是说任何两台Mesh无线路由器都可以通过不同的信道进行通信,避免了单点故障。用户设备在家里移动的时候会选择信号最好的节点接入网络。

Mesh的优点其实也是缺点,毕竟它还是靠无线信号进行通信,所以两台Mesh无线路由器之间必须要保证不能离得太远,中间也不能有太多障碍物才可以保证网络质量。另外一个缺点就是延迟,当整个Mesh网络只有一台无线路由通过网线接入的时候,其他无线路由器都必须将信号发给这台”终端”才能接入互联网,所以当用户设备从一个远离”终端”的无线路由器接入时,就必须要经过若干跳才能到达”终端”,这也就增加了丢包率和延迟。

Access Point (AC)

无线接入点 (AP) 网络,简单来说就是每一台无线路由器(AP)都通过有线网络连接,然后发射无线信号以达到信号增强和扩大覆盖范围的目的。一般AP网络都会有一台设备作为Access Controller (AC,无线控制器) 用来统一管理和配置AP,最后的效果跟Mesh网络一样,都可以做到同一个SSID在所有设备间广播。由于每一台AP都直接通过有线网络接入,所以同档次的设备在稳定性、速度和延迟都会比Mesh网络更好一些。AP网络的客户端在不同的区域间移动的时候需要做漫游,AC就是用来监控客户端跟AP之间信号的强度然后在信号强度低于某一个阈值的时候把客户端踢掉,然后客户端就可以连接一个信号更好的AP了。IEEE 802.11 K/V/R协议提供了一系列快速漫游的升级,这里就不深入讨论了。

我的方案

因为房子前几年才建的比较新,所以网线都布好了,这样的话使用AP组网就水到渠成了,可以最大程度保证家里无线网络的稳定性和低延迟。但是我在检查的时候发现房子里大多数的网线接口都接触不良,很多都被油漆和墙灰污染了,而且网口用的材料也不是很好,所以我在买设备之前先干了一个大工程:把家里所有的网线终端接口全部换一遍,另外一端的水晶头也全部换了一遍。最后用测线器确认所有网线都8芯全通。

网线弄好之后接下来就可以部署网络设备了,这次我全部用的是Ubiquiti家的设备。路由器和交换机可以放在机架上,所以我又搞了一个机架把所有东西放在一起,所有主要设备的名字和购买链接:

我的AP种类比较多,有的是旧家带来的,有的是新买的,官网都有详细的比较列表,根据自己需要买就好了。我这次一共用了4个AP,3个原型吸顶/吸墙式的,1个圆柱形的。

这次选择UDM-Pro的另外一个原因就是他自带了一个3.5寸硬盘插槽和集成的Unifi Protect软件(7/24不间断录像并支持Motion Detection),这样如果你选择Ubiquiti家的摄像头,所有的视频就可以全部存储在这个路由器里同时支持流媒体看回放,非常方便。设备自带了光纤接口,不过我暂时用不到,没需求。

AT&T Fiber需要用到他们自己的Gateway做认证接入光纤,如果你使用自己的路由器,就需要在AT&T Gateway上设置一个叫做IP Passthrough的设置来让AT&T终端认为你的路由器才是Gateway。详情请阅读《Configuring IP Passthrough and DMZplus》,中文简单步骤如下:

  • UDM Pro连接到AT&T Gateway上
  • 找一台电脑接上网线直接连到AT&T Gateway上
  • 浏览器输入http://192.168.1.254
  • 选择Firewall标签
  • 选择IP Passthrough
  • 这里可能会要求输入Device Access Code,在设备的背面或者下面那个标签上会有印
  • 下拉菜单Passthrough Mode,选择DHCPS-fixed
  • 然后你要在Passthrough Fixed MAC Address里选择UDM Pro或者其他路由器设备的MAC地址,如果没有,请在最上面导航栏选择”Device” – “Device List” – “Clear and Rescan for Devices”,然后在返回这一步刷新页面。如果还是找不到,请重启你的路由器然后重复这步
  • 保存并重启Gateway就完成了,之后你应该就可以在自己的路由器上得到公网IP地址了

有一种办法可以配合UDM Pro让光纤直接进入UDM Pro不走Gateway,不过比较麻烦我就不详细说了,有兴趣的请阅读 《Bypassing AT&T’s fiber gateway on Unifi Dream Machine Pro using WPA supplicant

交换机选择的全部都是支持POE接口的,这样无论是AP还是摄像头都可以通过网线供电,节约了电源适配器的空间。配合UPS (Uninterruptible Power Supply,备用电源)使用的话,即使家里断电也不会断Wi-Fi,摄像头也可以正常工作。

有线网络

各个房间里所有的网线接口最后都会通过上面这个交换机连接在一起。书房和办公室里的PC就可以通过墙上的网线接口接入网络了,PC端网速基本可以达到AT&T标称的1000Mbps,略有误差不过无伤大雅。

多媒体和视听影音

NAS不必多说,每个家庭都应该有一个,我之前每次都买2-4盘位然后每过几年空间就不够用了,这次索性直接上了群晖(Synology)DS1821+8盘位四核心NAS网络存储服务器磁盘阵列。8TB的硬盘我买的时候性价比很高而且BestBuy还打8折所以就买了8块一共64TB,磁盘阵列选择群辉的SHR-1(Synology Hybrid RAID是 Synology 的自动 RAID 管理系统)用一块硬盘的空间做容错冗余,所以其实可用空间大约是51TB。

电视选择的是LG – 77″ Class CX Series OLED 4K UHD Smart webOS TV

4K流媒体比较了很多种方案最后还是选择了Apple TV 4K (2nd Generation) 配合 Infuse 软件可以实现NFS加载NAS文件,海报墙,自动导入字幕等等操作。Apple TV看Netflix和Hulu等流媒体也毫无问题。

LG的电视和Apple TV 4K (2nd Generation)的以太网接口都是百兆的,无法支持4K蓝光原盘的播放,但好在Apple TV 4K (2nd Generation)的Wi-Fi模块支持802.11ac (866 Mbps)和802.11ax (1200 Mbps),使用无线网络就可以完美解决问题,这也是我选择ATV的另一个原因。但是要注意AP跟Apple TV之间的距离不要太远而且中间最好也不要有任何障碍物,否则可能会影响体验。

音响系统我图省事,直接一套Immersive Set with Arc带走。5.1声道,包括一个Soundbar Sonos Arc, 一个低音炮Sonos Sub (Gen 3),2个环绕声音响Sonos One SL。整套系统支持杜比全景声 (Dolby Atmos),而且设备间都通过无线信号传输数据,我个人体验毫无延迟。配置简单,颜值还不错,总之我是很喜欢的。发烧友可能看不上这套,而且要追求7.1声道的话还需要购买额外的音响。

其他

其他的一些安全设备基本上都是Ring家的,我个人用下来体验还不错。

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