自制高性能移动Wi-Fi指南

我从来就对消费级Mifi的性能和可定制性以及没有5G Wi-Fi支持华为随行WiFi 2 Pro已经支持不甚满意OpenWRT的糟糕代码质量和繁复的设计又让我不是很想用更让我难受的是由于我校教学楼里运营商Wi-Fi AP布置糟糕仅有2.4G无线的消费级Mifi在特定地点干扰严重几乎不可用最后我想办法自制了这台高性能可定制使用方便的移动Wi-Fi信号超强网速超快支持2.4G5G续航一天以上

选材

一个移动Wi-Fi的组成只有三部分路由器4G网卡和电源

路由器

我个人比较喜欢RouterOS在自定义功能和UI方面的平衡Cisco实在太难用而且RouterBOARDDIY用户友好因此我选择了MikroTik hAP ac lite (RB952Ui-5ac2nD)它本来被定位为家用百兆路由器性能刚刚够4G网络使用体积小巧并且支持8-30V输入网站上标识的电压似乎是错的这给接下来电源的定制带来了极大的便利一个USB 2.0接口也正好给4G网卡使用唯一的遗憾是五个Ethernet接口有些浪费如果完全不需要2.4G并且动手能力足够的话也可以选择更加激进的RouterBOARD RB911G-5HPacD自己焊上mini PCI-e连接器和SIM卡插槽设备体积会比现有方案小很多

4G网卡

在这边其实有两个选择插一个独立工作在路由器模式下的4G网卡或者让RouterOS自己通过Modem界面拨号前者的话华为的主流免驱4G网卡我测试过华为E3372都可以用缺点是多加一层NAT并且部分设置必须通过网卡自己的Web控制面板完成我之前使用的ZMi紫米ZMifi 4G随身路由器其实也是个不错的选择全网通而且速度相当快美中不足的是它本身是一个移动电源加Mifi如果只是作为网卡用的话一来Mifi部分完全浪费了二来它持续给自己充电会严重影响整套硬件的续航能力三它的发热量相当大很容易触发过热保护

最终我选择了让RouterOS自己拨号考虑到性能和后期升级能力我购买了Sierra Wireless AirPrime EM7430作为4G网卡这样在国内全网通基本上没有问题如果需要出国的话可以更换EM7455然后还需要一个M.2USB并且支持4G网卡的转换器转换器上需要自带SIM卡槽我本来想购买Bplus USBM2 Series
Wireless USB M.2(NGFF) Card Adapter
无奈淘宝换了两次都不能用于是购买了相对便宜的杂牌转换器一枚另外还需要自配两根4G天线

如果不想折腾RouterOS4G网卡支持推荐购买独立工作的4G网卡

电源

我之前尝试过使用淘宝购得的12V 7Ah三串锂电池它拥有峰值6A的充放电能力参数上相当好看当然了出门在外想找个12V的充电器就不是那么容易了而且充电器体积都相当大另外带一个这么重的电池却没法同时作为移动电源使用总觉得有点遗憾因此我使用Y形线分出一路DC 12V插在Orico 4-Port USB 3.0 Hub (U3BCH4)这样就有了四个USB口可以用来当移动电源

现在这一版我的做法就更为激进一些使用支持QC 3.0高电压充电标准的ZMI 10号移动电源配合炬为QC触发器红色主板只有触发功能没有屏幕显示的那款直接输出DC 9V向路由器供电这个移动电源支持5V USB Type-C充电所以出门在外就方便了不少但是要注意这个移动电源在充电的同时不能输出高于5V的电压所以需要出门超过一天的话建议多准备一个QC充电器小米移动电源10000mAh高配版可以同时QC输入/输出因此没有这个问题但是它的容量较小大概只能使用六个小时

配置

配置4G网卡

在此之前建议把网卡更新到最新的Generic固件你需要一台Windows PC来刷固件直接下载相应的EXE文件在插上网卡的情况下双击执行即可如果一切顺利你会看到下图所示的程序输出Sierra Wireless AirPrime EM7430 firmware update program successive result

首先我们要关掉4G网卡的MBIM功能把网卡带转换器插到电脑上连接到Modem设备对应的COM这个网卡默认情况下会显示出四五个设备找到Modem那个Windows下可能需要先安装驱动做以下操作
根据你使用的软件不同输入时可能没有任何屏幕显示但是按下回车后如果返回类似的内容表示指令正确#开头的行是注释无需输入AT开头的行需要你输入其余是示例响应我用的是Windows 10 + PuTTY

拔掉网卡即可

配置路由器

配置路由器固件选项可选

把网卡插上路由器应该能在路由器里看到一个ppp client interface需要设置以下项

其余默认或为空即可不要设置APN如果4G信号正常应该很快能拨号成功如果无法拨号disable这个ppp client interface然后在该interface详情中使用Info按钮查看网卡状态能看到Call in progress是正常行为

拨号成功后IP Firewall中给该ppp interface加一条Masquerade规则可以直接复制ether1的规则然后改一下interface路由器下的设备就可以正常上网了

LTE网卡出现故障时自动重置网卡可选

这个网卡偶尔会出现无法联网的问题必须完全断开其电源才能恢复正常工作但是重启路由器不会断开USB电源因此我们写一个脚本当网络无法连接时自动重置USB设备的电源

这个脚本有一个不足之处如果reset之后还是没有连接脚本不会再次生效

如果网卡持续出现无法工作的情况请参见FAQ

制作

安装各部件

外壳的制作是简单粗暴的找一个大小合适的快递盒子然后把各种东西和各种形状的USB线塞进去在纸板箱上打孔使用了FIXAR电动螺丝刀虽说随附的钻头大小不是很合适然而将就用固定了两根LTE天线和铜柱

安装4G网卡的时候一定要注意留够你把它和USB线缆完全拔出所需的空间不然出了问题真的很难修我在这一步失败了很多次所以盒子底面有不少孔LTE天线接口建议找一把小扳手拧紧

供电模块

淘宝购得一个十几块钱的QC 3.0 Trigger买能保存电压值的预先插在QC充电器上测好电压9V以上都行然后焊出输出端的VCCGND懒得做USB5.5*2.1DC插头了地方不够大输入端插一根USB延长线引出到盒子外面用热熔胶固定住Trigger用胶布或者热缩管包住以防短路

指示灯

在盒子合适的地方开个洞把路由器顶部的五个LED暴露出来方便查看系统状态因为这五个灯对应的五个Ethernet端口不会使用所以我把它们重新定义为

  1. NAND访问
  2. LTE拨号状态
  3. VPN
  4. 2.4G无线
  5. 5G无线

GPS

RouterOS安装了GPS包以后支持EM7430上的GPS功能可以实现精确对时和查看当前坐标功能GPS功能不被WinBox支持所以本节内容需要在RouterOS Shell下操作

启用GPS

查看GPS状态

本节内容未经验证等我的GPS天线快递到货再行增补

FAQ

LTE连接总是断

检查RouterOS的日志如果看到大量的 modem hung 或者 could not acquire serial port 很有可能是你LTE网卡的供电不足如果使用了USB延长线请尝试以下方案

  • 更换质量更好的线缆
  • 直接把网卡插在路由器上
  • 使用带独立供电的USB分线器
  • 单独做一路DC 5V供电接在LTE网卡的VCC/GND

RouterOS提示端口被占用

可以使用 /port print 命令查看端口被哪个服务占用

我需要接几根天线

Main一根就可以用


感谢LTY在本文撰写过程中给予的帮助

参考资料

自制高性能移动Wi-Fi指南8个想法

  1. 蹭飞哥

    哈哈哈哈你这盒子太野蛮了3D打印机打个盒子吧
    我也一直在想做个移动路由经常出差你的方案给我很多启示
    谢谢

    回复
  2. Pingback引用通告 DIY mifi – 931G Available

  3. Pingback引用通告 从零开始的省钱 DIY mifi – 931G Available

  4. 卡卡玛卡巴卡

    很棒你们真是天才很希望你们能做出5G便携式的插卡路由高性能版本
    能带我手搓一个吗提供材料费和合适工时费真心不想买市场的又贵有不好用

    回复

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