據(jù)統(tǒng)計(jì)，單單臺(tái)灣地區(qū)可上網(wǎng)人數(shù)經(jīng)推估已達(dá)1900多萬，整體上網(wǎng)率達(dá)已經(jīng)超過81%；其中，每個(gè)家庭用戶上網(wǎng)比例達(dá)80%，推估臺(tái)灣地區(qū)家庭可上網(wǎng)有700多萬戶，家庭中使用無線網(wǎng)絡(luò)來上網(wǎng)部分也超過六成以上。因此，無線網(wǎng)絡(luò)、無線基地臺(tái)可說是在家庭中極為常見，大部分的ISP業(yè)者、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者與無線路由器的廠商，也都致力于改善無線網(wǎng)絡(luò)的性能以滿足用戶。
一般家庭中的無線性能的指標(biāo)可以分為以下幾大項(xiàng)：
- 無線網(wǎng)絡(luò)涵蓋范圍（Heatmap）：了解無線路由器在家中的涵蓋范圍大小，并確認(rèn)有無死角。
- 無線網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）：使用終端設(shè)備所接收到的無線信號(hào)強(qiáng)度，來了解所使用的應(yīng)用程序是否滿足基本需求。
- 無線網(wǎng)絡(luò)傳送速度（Throughput）：使用終端設(shè)備的上傳與下載能力。
- 無線網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間（Latency）：使用終端設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間，延遲越高對(duì)其使用應(yīng)用程序影響反應(yīng)也越慢。
- 無線網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤率（Packet Error Rate）：使用終端設(shè)備傳輸時(shí)的錯(cuò)誤率，錯(cuò)誤率越高無線性能也隨之較差。
百佳泰根據(jù)以上的無線性能指標(biāo)，在一棟獨(dú)立住宅中（四層樓，水泥隔間，每層樓約22坪左右）實(shí)際去實(shí)驗(yàn)，依據(jù)這些性能指標(biāo)，來了解不同無線路由器間的差異。我們從市售產(chǎn)品中，挑出兩臺(tái)支持11AC的無線路由器（以下稱為Router A 與Router B），以及四臺(tái)一般使用的設(shè)備分別為手機(jī)Google Pixel 2? XL與iPhone X以及ASUS筆記本電腦與Apple MacBook。
|
使用者設(shè)備 |
||||
| Device Name | Google Pixel 2 XL | APPLE iPhoneX | APPLE MacBook 12” | ASUS GL553V |
| OS | Android 10 | 13.1.3 | 10.15.4 | 1809 (10.0.17763) |
| WLAN Module | Qualcomm WCN3990 | USI 339S00397 | Broadcom BCM43xx | Intel AC-7265 |
測試場地平面圖與照片
測試場地中幾乎無干擾，背景噪音約在 -103 dBm
實(shí)驗(yàn)中所用到的測試設(shè)備與軟件分別如下
- 熱區(qū)圖：Acrylic Wi-Fi Heatmap analysis tool
- 頻段分析儀：Metageek Chanalyzer+Wi-Spy DBx
- Wi-Fi分析儀：Metageek inSSIDer/Eye P.A.
- 流量產(chǎn)生器：iPerf, IxChariot
路測試軟體.png)
路測試設(shè)備.jpg)
- 無線網(wǎng)絡(luò)涵蓋范圍（Heatmap）
無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)是看不到的，但是可以透過軟件將看不到的無線信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成顏色來區(qū)別，顏色越深色偏紅表示信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng)，顏色偏藍(lán)表示信號(hào)強(qiáng)度越弱。（一般設(shè)備最小信號(hào)強(qiáng)度需求約為-70dBm~-75dBm）
Heatmap Result with Router A
Heatmap Result with Router B
Router A信號(hào)強(qiáng)度約比Router 弱一點(diǎn)，在客廳、飯廳、廚房與廁所里面使用上皆有信號(hào)，但唯獨(dú)房子的最右上角的位置有可能會(huì)收不到Router A的信號(hào)。
- 無線網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）
RSSI 測量位置
果.png)
RSSI量測結(jié)果（5GHz）
無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度與前面Heatmap有些許不同，Heatmap測量是用專用儀器去測量因此收到的信號(hào)會(huì)比一般的設(shè)備好一點(diǎn)，由上表可以看出來在信號(hào)比較強(qiáng)的地方（如A、B、C、D、E、F、G、H、I）各設(shè)備收到信號(hào)強(qiáng)度差異不大，Pixel2的收訊效果會(huì)比iPhone X好一些。信號(hào)差的地點(diǎn)（如P、Q、R）有些設(shè)備收到信號(hào)強(qiáng)度約在-80dBm已經(jīng)是無法聯(lián)機(jī)的狀態(tài)，這部分如果要改善可以藉由增加另一臺(tái)路由器來改善。
- 無線網(wǎng)絡(luò)傳送速度（Throughput）
網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度是對(duì)用戶最直觀的影響，不管是在上網(wǎng)、追劇、下載、與玩網(wǎng)絡(luò)游戲都有直接的影響，因此我們可以了解在家中各地方的無線網(wǎng)絡(luò)的上傳與下載能力，下面就是在家中不同地點(diǎn)所測量出來的結(jié)果當(dāng)然離無線路由器越遠(yuǎn)的地方傳輸能力就相對(duì)地比較低，如果下載低于20M的話那看在線影片(720P)就會(huì)開始覺得有不順的狀況，并需要降低影片的分辨率到480P或以下才會(huì)有比較好的感受。
Location A (5G Hz)
Location N (5G Hz)
Location P (5G Hz)
- ? 無線網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間（Latency）
無線網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間為什么會(huì)說也是一個(gè)重要的指標(biāo)呢? 因?yàn)橐话阍诰€影片、音樂都有暫存區(qū)來解決延遲或不順的問題，但是實(shí)時(shí)的應(yīng)用如在線游戲、鍵盤鼠標(biāo)等輸入控制與通話就影響很大，延遲越高對(duì)人體的直接感受就是操作不順利。一般人可以感受到的延遲約100ms，敏感一點(diǎn)的需求可能是50ms以下，但超過200ms就會(huì)有明顯的感受不順或延遲的現(xiàn)象，因此在家庭環(huán)境使用下的無線網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間建議在100ms以下以滿足用戶最佳的體驗(yàn)。
| Model | Client | Avg/ms | Max./ms | Min./ms |
| Router A | Google Pixel2 | 34 | 134 | 1 |
| Apple iPhoneX | 32 | 119 | 6 | |
| Apple MacBook 12″ | 30 | 115 | 1 | |
| ASUS GL553V | 7 | 77 | 1 | |
| Router B | Google Pixel2 | 30 | 284 | 1 |
| Apple iPhoneX | 30 | 113 | 1 | |
| Apple MacBook 12″ | 28 | 116 | 2 | |
| ASUS GL553V | 5 | 90 | 1 |
- 無線網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤率（Packet Error Rate）
無線網(wǎng)絡(luò)的封包有時(shí)會(huì)因?yàn)樾盘?hào)太差、干擾等因素而沒有被接收到，造成所謂的封包遺失也就是我們常說的封包錯(cuò)誤率，封包錯(cuò)誤率會(huì)造成需要重新傳送外也會(huì)造成傳輸速率降低與控制變慢等等狀況，因此無線網(wǎng)絡(luò)封包錯(cuò)誤率一般都是建議在1%以下，在有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則會(huì)更低。
| Model | Client | Packet Error Rate |
| Router A | Google Pixel2 | 0.2% |
| Apple iPhoneX | 0.4% | |
| Apple MacBook 12″ | 0.1% | |
| ASUS GL553V | 0.1% | |
| Router B | Google Pixel2 | 0.3% |
| Apple iPhoneX | 0.4% | |
| Apple MacBook 12″ | 0.1% | |
| ASUS GL553V | 0.1% |
如果是少數(shù)人使用高流量網(wǎng)絡(luò)，因網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠不會(huì)發(fā)生問題，但是如果是多人同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)的情況下，每個(gè)人被分配到的網(wǎng)絡(luò)帶寬就會(huì)變小，造成看影片時(shí)會(huì)有延遲的情況發(fā)生，使用視頻電話也會(huì)發(fā)生斷斷續(xù)續(xù)的狀況。那如何改善這些狀況呢？辦法不外乎加大網(wǎng)絡(luò)的帶寬或是調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)(QoS )來解決。
無線網(wǎng)絡(luò)有分2.4GHz與5GHz這兩個(gè)頻段且各自獨(dú)立，最好的情況下是這兩個(gè)頻段能夠分開使用以增進(jìn)整體的流量。單純就規(guī)格來看，802.11n、2×2、2.4GHz可以達(dá)到144 Mbps的速度；802.11ac、2×2、5GHz則可以達(dá)到866Mbps速度。所以如果兩個(gè)頻段同時(shí)使用，整體的流量可以達(dá)到1Gbps。
但是實(shí)際上比較常遇到的狀況是，大家都是用預(yù)設(shè)聯(lián)機(jī)而使用2.4GHz的頻段，反而沒有去使用5GHz 頻段，導(dǎo)致會(huì)有使用起來覺得速度很慢的現(xiàn)象。這是因?yàn)榇蠹夜餐趽屜嗤馁Y源，所以每人分配到的流量就很小。
新的無線AP技術(shù)可以改善這種狀況，分配用戶到使用率低的頻段去，這部分之后會(huì)另外有文章說明；這里主要探討AP會(huì)不會(huì)因?yàn)?.4GHz與5GHz兩個(gè)頻段同時(shí)使用，而造成本身性能的降低。這個(gè)項(xiàng)目目前也在寬帶論壇(Broadband Forum)熱烈討論中，預(yù)計(jì)會(huì)在下一版的TR-398 增加這項(xiàng)性能項(xiàng)目的測試規(guī)范。
接下來我們分別針對(duì)Wi-Fi 5 (802.11ac) 與Wi-Fi 6 (802.11ax) 不同品牌的家用無線基地臺(tái)雙頻(2.4G與5G)同時(shí)使用時(shí)的性能差異比較。我們選了2臺(tái)筆記本電腦、2支手機(jī)與3臺(tái)802.11ac無線基地臺(tái)(如下表)來進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
| No | Type | Brand | Model | Wireless Chipset |
| 1 | Laptop | Lenovo | T570 | Intel Dual Band Wireless-AC 8265 |
| 2 | Laptop | Panasonic | CF-SV78R8QP | Intel Dual Band Wireless-AC 8265 |
| 3 | Phone | Apple | iPhone XR | Broadcom BCM59355 |
| 4 | Phone | Apple | iPhone XS | Broadcom BCM59355 |
| 5 | Access Point | Netgear | R7800 | Qualcomm QCA9984 |
| 6 | Access Point | ASUS | RT-AC86U | Broadcom BCM4366E |
| 7 | Access Point | TP-Link | Archer C8 | Broadcom BCM4360 |
| No | Brand | Model | Picture | Price |
| 1 | Netgear | R7800 |  |
NT5,600 |
| 2 | ASUS | RT-AC86U |  |
NT 5450 |
| 3 | TP-Link | Archer C8 |  |
NT4388 |
首先是單一頻段跑出來的數(shù)據(jù)如下表，特別注意的是Intel Wireless-AC 8265 網(wǎng)卡在2.4G上行速度不到下行速度的一半，5G部分上行速度雖然比下行差了一點(diǎn)不過沒差距這么大；反觀Broadcom BCM59355并沒有此問題。根據(jù)Intel的回復(fù)，此現(xiàn)象是OEM的版本的無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序所造成，Intel 建議更新為最新的驅(qū)動(dòng)程序就可以解決此問題。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | 104.320 | 40.222 | 108.950 | 44.617 | 108.896 | 45.714 |
| CF-SV78R8QP | 5G | 637.517 | 520.884 | 664.977 | 502.042 | 603.394 | 468.811 |
| iPhone XR | 2.4G | 102.751 | 107.902 | 112.863 | 105.788 | 93.513 | 101.615 |
| iPhone XS | 5G | 628.880 | 597.473 | 647.366 | 578.236 | 524.433 | 580.702 |
再來，當(dāng)同時(shí)聯(lián)機(jī)2.4G與5G，就數(shù)值來看，其實(shí)差異不大。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | 103.450 | 40.517 | 104.582 | 44.895 | 104.056 | 45.395 |
| CF-SV78R8QP | 5G | 646.683 | 518.039 | 660.716 | 498.675 | 619.344 | 475.421 |
| iPhone XR | 2.4G | 105.240 | 105.918 | 97.565 | 104.098 | 78.817 | 102.497 |
| iPhone XS | 5G | 632.698 | 595.353 | 650.114 | 586.725 | 551.352 | 514.748 |
但是如果我們把單獨(dú)頻段使用與共同頻段使用來做比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些差異。我們定義差異在5%以內(nèi)是一個(gè)合理的數(shù)值，因此Broadcom BCM59355在某些AP的表現(xiàn)會(huì)比Intel Wireless-AC 8265差異來得大，TP-Link AP 的差異會(huì)比其他品牌AP來得明顯。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | -1% | 1% | -4% | 1% | -4% | -1% |
| CF-SV78R8QP | 5G | 1% | -1% | -1% | -1% | 3% | 1% |
| iPhone XR | 2.4G | 2% | -2% | -14% | -2% | -16% | 1% |
| iPhone XS | 5G | 1% | 0% | 0% | 1% | 5% | -11% |
看完802.11ac的數(shù)據(jù)后，那最近最燃爆的Wi-Fi 6 AP呢？我們選了一臺(tái)DIY 系統(tǒng)、1支手機(jī)與3臺(tái)802.11ax無線基地臺(tái)(如下表)來實(shí)驗(yàn)兩個(gè)頻段同時(shí)使用時(shí)，性能是否會(huì)較差。
| No | Type | Brand Name | Model Name | Wireless Chipset |
| 1 | Desktop | DIY | DIY | Intel(R) Wi-Fi 6 AX200 |
| 2 | Phone | Samsung | S10+ | Broadcom BCM4375 |
| 3 | Access Point | Netgear | AX8 | Broadcom BCM43684 |
| 4 | Access Point | ASUS | RT-AX88U | Broadcom BCM43684 |
| 5 | Access Point | TP-Link | Archer AX6000 | Broadcom BCM43684 |
| No | Brand | Model | Picture | Price |
| 1 | Netgear | AX8 |  |
NT15,000 |
| 2 | ASUS | RT-AX88U |  |
NT 8,800 |
| 3 | TP-Link | Archer AX6000 |  |
NT8,999 |
Wi-Fi 6單一頻段實(shí)測出來的數(shù)據(jù)如下表，特別注意到的是，這兩個(gè)Client 雖然標(biāo)榜用802.11ax技術(shù)與芯片但實(shí)際聯(lián)機(jī)我們發(fā)現(xiàn)Samsung S10+ 的連接速度只有1080Mbps (使用早期Wi-Fi 6芯片) 而Intel AX200 則是有達(dá)到2.4Gbps的速度，因此實(shí)際上跑出吞吐速度上也是有差異。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | 118 | 102 | 108 | 100 | 114 | 100 |
| S10+ | 5G | 552 | 365 | 547 | 367 | 529 | 363 |
| S10+ | 2.4G | 131 | 116 | 97 | 98 | 138 | 119 |
| AX200 | 5G | 1213 | 956 | 1273 | 1188 | 1077 | 1120 |
再來同時(shí)用Wi-Fi 6 設(shè)備來聯(lián)機(jī)2.4G與5G，跑完結(jié)果如下表。就整體數(shù)據(jù)來看，Netgear 與ASUS這兩臺(tái)差異并不大，不過可以注意到的是TP-Link 雖然在上行部分沒什么差異，但是在下行的部分5G 的速度大幅度下降，反而比單獨(dú)頻段使用更糟。
如果套到實(shí)際使用環(huán)境來看，當(dāng)只有一個(gè)人在5G下載時(shí)，速度是很順暢的，這時(shí)候如果其他人使用2.4G聯(lián)機(jī)，那5G的下載速度會(huì)明顯降低，用戶會(huì)覺得網(wǎng)絡(luò)速度突然下降的感覺。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | 117 | 101 | 110 | 100 | 116 | 100 |
| S10+ | 5G | 527 | 362 | 539 | 366 | 310 | 358 |
| S10+ | 2.4G | 138 | 118 | 96 | 94 | 135 | 111 |
| AX200 | 5G | 1154 | 943 | 1278 | 1173 | 669 | 1125 |
再來我們做差異的比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)TP-Link的AP在下行的部分有明顯數(shù)據(jù)下滑約40%，上行部分倒是沒有變化，這應(yīng)該是該產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上所造成的問題，建議可以從板端設(shè)計(jì)或是用內(nèi)部的干擾以及固件部分去修正。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | -1% | -1% | 2% | 0% | 2% | 0% |
| S10+ | 5G | -5% | -1% | -1% | 0% | -41% | -1% |
| S10+ | 2.4G | 5% | 2% | -1% | -4% | -2% | -7% |
| AX200 | 5G | -5% | -1% | 0% | -1% | -38% | 0% |
圖: 上行速度各家AP都會(huì)為兩個(gè)頻段同時(shí)使用而增加
圖: 下行速度AX8與AX88U因?yàn)閮蓚€(gè)頻段同時(shí)使用而增加，但AX6000 因?yàn)閮蓚€(gè)頻段同時(shí)反而整體速度下降
一臺(tái)好的家用無線基地臺(tái)除了功能支持要夠多，性能也必須同時(shí)兼顧。如果可以在上市前先做好質(zhì)量把關(guān)，產(chǎn)品賣到消費(fèi)者手中就會(huì)減少很多客戶投訴的問題。
針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)商、品牌商、以及ODM/OEM廠商，百佳泰能夠提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的驗(yàn)證測試服務(wù)，于產(chǎn)品開發(fā)階段就找出潛在風(fēng)險(xiǎn)與問題；針對(duì)系統(tǒng)整合商、品牌商，我們更能夠提供產(chǎn)品采購咨詢及建議，確保銷售的系統(tǒng)整合方案擁有卓越性能，同時(shí)還可因應(yīng)需求提供客制化的使用情境模擬場域進(jìn)行測試。更多細(xì)節(jié)咨詢，歡迎直接聯(lián)系我們，來為您提供質(zhì)量把關(guān)協(xié)助。
]]>