无线网络近年来越来越发达也越来越普遍,不管是在家中、办公室、医院或餐厅,无线网络需求无所不在。然而,也随着视听娱乐的发达,以往只需要传送文字等低流量的速度现在变成需要传送高画质影片、图片以及视频通信等高流量的需求。

如果是少数人使用高流量网络,因网络带宽足够不会发生问题,但是如果是多人同时使用网络的情况下,每个人被分配到的网络带宽就会变小,造成看影片时会有延迟的情况发生,使用视频电话也会发生断断续续的状况。那如何改善这些状况呢?办法不外乎加大网络的带宽或是调整网络的优先级(QoS )来解决。

无线网络有分2.4GHz与5GHz这两个频段且各自独立,最好的情况下是这两个频段能够分开使用以增进整体的流量。单纯就规格来看,802.11n、2×2、2.4GHz可以达到144 Mbps的速度;802.11ac、2×2、5GHz则可以达到866Mbps速度。所以如果两个频段同时使用,整体的流量可以达到1Gbps。

但是实际上比较常遇到的状况是,大家都是用预设联机而使用2.4GHz的频段,反而没有去使用5GHz 频段,导致会有使用起来觉得速度很慢的现象。这是因为大家共同在抢相同的资源,所以每人分配到的流量就很小。

新的无线AP技术可以改善这种状况,分配用户到使用率低的频段去,这部分之后会另外有文章说明;这里主要探讨AP会不会因为2.4GHz与5GHz两个频段同时使用,而造成本身性能的降低。这个项目目前也在宽带论坛(Broadband Forum)热烈讨论中,预计会在下一版的TR-398 增加这项性能项目的测试规范。

接下来我们分别针对Wi-Fi 5 (802.11ac) 与Wi-Fi 6 (802.11ax) 不同品牌的家用无线基地台双频(2.4G与5G)同时使用时的性能差异比较。我们选了2台笔记本电脑、2支手机与3台802.11ac无线基地台(如下表)来进行这项实验。

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

首先是单一频段跑出来的数据如下表,特别注意的是Intel Wireless-AC 8265 网卡在2.4G上行速度不到下行速度的一半,5G部分上行速度虽然比下行差了一点不过没差距这么大;反观Broadcom BCM59355并没有此问题。根据Intel的回复,此现象是OEM的版本的无线网卡驱动程序所造成,Intel 建议更新为最新的驱动程序就可以解决此问题。

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

再来,当同时联机2.4G与5G,就数值来看,其实差异不大。

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

但是如果我们把单独频段使用与共同频段使用来做比较,就会发现一些差异。我们定义差异在5%以内是一个合理的数值,因此Broadcom BCM59355在某些AP的表现会比Intel Wireless-AC 8265差异来得大,TP-Link AP 的差异会比其他品牌AP来得明显。

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的数据后,那最近最燃爆的Wi-Fi 6 AP呢?我们选了一台DIY 系统、1支手机与3台802.11ax无线基地台(如下表)来实验两个频段同时使用时,性能是否会较差。

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单一频段实测出来的数据如下表,特别注意到的是,这两个Client 虽然标榜用802.11ax技术与芯片但实际联机我们发现Samsung S10+ 的连接速度只有1080Mbps (使用早期Wi-Fi 6芯片) 而Intel AX200 则是有达到2.4Gbps的速度,因此实际上跑出吞吐速度上也是有差异。

Client Band AX8 RT-AX88U Archer AX6000
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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

再来同时用Wi-Fi 6 设备来联机2.4G与5G,跑完结果如下表。就整体数据来看,Netgear 与ASUS这两台差异并不大,不过可以注意到的是TP-Link 虽然在上行部分没什么差异,但是在下行的部分5G 的速度大幅度下降,反而比单独频段使用更糟。

如果套到实际使用环境来看,当只有一个人在5G下载时,速度是很顺畅的,这时候如果其他人使用2.4G联机,那5G的下载速度会明显降低,用户会觉得网络速度突然下降的感觉。

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

再来我们做差异的比较,会发现TP-Link的AP在下行的部分有明显数据下滑约40%,上行部分倒是没有变化,这应该是该产品在设计上所造成的问题,建议可以从板端设计或是用内部的干扰以及固件部分去修正。

Client Band AX8 RT-AX88U Archer AX6000
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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%

图: 上行速度各家AP都会为两个频段同时使用而增加

图: 下行速度AX8与AX88U因为两个频段同时使用而增加,但AX6000 因为两个频段同时反而整体速度下降

一台好的家用无线基地台除了功能支持要够多,性能也必须同时兼顾。如果可以在上市前先做好质量把关,产品卖到消费者手中就会减少很多客户投诉的问题。

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