Allion Labs / Romonz Kao

近几年移动通信蓬勃发展,尤以4G LTE技术最为火热,因此也出现许多支持移动上网应用产品,如便携式移动路由器、LTE路由器等此类产品。

LTE路由器主要透过Wi-Fi、Ethernet等模式分享移动网络给用户。然而,LTE路由器在透过不同传输接口分享移动网络的过程中,有可能因为不同硬件和芯片之间的兼容性而造成速度转换落差,或是因产品本身设计瑕疵造成速度性能降低。举例来说,转换速度佳的LTE路由器可以维持在多人播放4K影片时依旧保持播放流畅;而转换速度较低的LTE路由器就可能会有延迟、持续读取、甚至画面打不开的情况发生。对于用户来说会明显感受到速度落差的状况,造成用户体验不佳的情形发生。

由以上LTE路由器所发生情况,我们归纳了2点问题:

  • 转换率不佳
  • 速度性能与规格不符

LTE路由器该怎么测?

百佳泰蕴含深厚的无线路由器测试经验,我们选用市面3款较为热门的LTE路由器,并设计速度转换率测试,可验证LTE路由器在不同的移动网络传输速度规格(LTE Category)与传输接口(Wi-Fi、Ethernet)间的速度转换变化,藉此了解LTE路由器在速度转换、性能上的差异。厂商在日后设计LTE路由器时,也能以此作为一项参考指标。

 此次测试我们挑选了三台市面上LTE路由器作为测试验证的DUT,规格如下:

A牌 B牌 C牌
Wi-Fi 2.4GHz 802.11b/g/n 20/40MHz 802.11b/g/n 20/40MHz 802.11b/g/n 20/40MHz
Wi-Fi 5GHz 802.11ac 20/40/80MHz 802.11ac 20/40/80MHz Not support
LTE Category Category 4 Category 4、6 Category 4

表一:LTE路由器规格

测试项目

  • LTE Category
  • LTE Category 4
  • LTE Category 6
  • 传输接口
  • W-iFi Mode
  • Wi-Fi 2.4GHz: 802.11b/g/n 20/40MHz
  • Wi-Fi 5GHz: 802.11ac 20/40/80MHz
  • Ethernet

速度转换率测试环境

测试架设

如图一,测试架设在一个无电磁干扰的环境下,Radio Communication Tester基地台仿真器经由RF Cable连接至LTE路由器,而Test Bed则是经由Wi-Fi连接LTE路由器。

图一:测试架设图

测试仪器环境设定

  • Radio Communication Tester基地台仿真器(R&S CMW500),可提供测试一个稳定的移动网络。LTE Category传输数值则依基地台仿真器所能设定最大负载设定,设定如下:
  • LTE Cat. 4:下载/上传 : 127Mbps / 51Mbps
  • LTE Cat. 6:下载/上传: 254Mbps / 51Mbps
  • LTE路由器中Wi-Fi发射的RSSI能量设定为:可维持Wi-Fi最高速所需的能量(-30dBm~-35dBm之间)。

测试测量方法

测量方式为:从基地台仿真器传送信息至LTE路由器后,LTE路由器转换传输至Test Bed之数值来做为测试数据,并以下列两数值做为评测。

  • 速度转换值:LTE路由器在接收基地台仿真器数据并转换传输至Test Bed后,Test Bed所取得之数值。
  • 速度转换率=速度转换值/基地台仿真器设定传输数值。

速度转换率标准依百佳泰多年累积的测试数据为参照:转换率应达到90%以上。

测试数据

我们先验证LTE Category 4在不同接口上速度转换的数值是否有达到标准。

LTE Category 4 to Wi-Fi 2.4GHz:802.11b/g/n (20 and 40MHz)

由上图(图三、图五)测试数据来看,三台LTE路由器在上传的转换值及转换率的数值差异不大(转换值都介于49Mbps左右)。但在下载部分(图二、四),三台数值都偏低,未达到90%标准。此外,由转换值来看A牌无论在20MHz或着是40MHz部分数值都呈现较低(以40MHz部分为例A牌数值为97Mbps,而其它两台数值都在107Mbps左右),因此在整体上A牌较差。

LTE Category 4 to Wi-Fi 5GHz:802.11ac (20, 40 and 80MHz)

由于C牌无支持5GHz Band,所以在802.11ac会以A牌和B牌两台做评测。由上图(图七、图九、图十一)测试数据来看,两台LTE路由器在上传速度转换值及转换率的数值差异不大(转换值都介于49Mbps左右)。但在下载部分(图六、图八、图十)可看出只有B牌在802.11ac 80MHz转换率有达到90%的标准,且转换值也较高,因此B牌在5GHz:802.11ac表现上较佳。

LTE Category 4 to Ethernet Port

以LTE Cat.4(图十二、图十三)的测试数据来看,Ethernet转换率在3台LTE 路由器皆有达到标准到90%以上,但在上传部分C牌明显比其他路由器低出许多(只有71%左右),针对该问题还是需要多方面测试再进行确认动作。

LTE Category 4测试数据来看,我们总结以下2点问题

  • 转换率不佳

从LTE to Wi-Fi数据上我们看到所有LTE路由器在上传皆达到90%标准,然而在下载时只有B牌在802.11ac 80MHz有达标,其它的转换率都介于60%~85%之间,明显偏低。

另从LTE to Ethernet数据来看,在Ethernet转换上三台皆有达标,但C牌的上传转换率部分只有71%。

  • LTE路由器之间性能差异

整体来说,三台在下载转换率的部分,虽然C牌在 802.11bgn 20MHz有较好的表现,但以整体数值上看,B牌则表现较佳。而在Wi-Fi下载率部分,只有B牌在802.11ac 80MHz有达到标准。

在上传转换率部分,除了C牌的Ethernet上传部分明显偏低,其它都有达到标准且数值差异不大。

此外,B牌本身也支持LTE Category 6规格,那么B牌在LTE Category 6是否也如LTE Category 4一样有转换率的情形呢?我们接着继续验证。

LTE Category 6 to WiFi 5GHz: 802.11ac (80MHz)

如图十五数据结果显示,B牌上传数值正常,有达到90%标准。但在下载转换率上是明显偏低的(如图十四);与Category 4的表现相比,数值也仅高出一点,因此B牌在LTE Category 6数值表现上是未达到产品本身所宣称支持LTE Cat.6规格的传输速度水平。

LTE Category 6 to Ethernet Port

依LTE Cat.6(图十七)结果显示,B牌在上传部分转换率有达到90%以上的标准。

但在下载部分(图十六)B牌的表现如同在Wi-Fi转换值的测试结果相近:未如Category 4一样有达到标准。虽然数值上128 Mbps比在Wi-Fi的116 Mbps数值高,但仍未达LTE Cat.6应有的传输水平。

LTE Category 6转换测试数据,我们总结整理出以下问题。

  • 速度性能与规格不符

以B牌在LTE Cat.6测试数值来看,在Wi-Fi和Ethernet下载转换值只有116Mbps、128 Mbps,数值明显偏低。以百佳泰多年测试经验来看,我们分析出LTE Cat.6 spec.的下载最大传输数值应为300Mbps,而在下载转换值至少应能达到200Mbps以上的标准,因此从整体测试数据来看,B牌在LTE Cat.6的下载转换值未达规格速度性能的水平。

综合以上测试数据我们观察到以下几点问题

  • 转换率不佳

在Wi-Fi下载转换率上三台数值普遍偏低;在Ethernet部分大致都有达到标准,但C牌在Ethernet上传转换率上有低落情形。

  • 速度性能与规格不符

B牌数值表现是三台中较好的,但在LTE Cat.6 下载转值与转换率上未达LTE Cat.6应有规格水平的问题。

  • LTE路由器之间性能差异

由三台数值显示,A牌在整体的数值性能上较为不理想。

最专业&全方位的路由器测试尽在百佳泰

由此次测试我们观察到LTE路由器的此类产品除了本身性能差异外还可能有速度转换率不佳、速度性能、及规格不符等问题存在,而这些问题有可能造成用户体验不佳、甚至面临品牌信誉受损的风险。品牌厂与设计厂日后可藉由上述测试数据作为参考指针,百佳泰拥有多年测试经验及备有完整的测试环境,能针对您的产品从开发初期到上市,全方位协助进行除错分析、测试建议、以及提供完善的客制化测试服务。此外百佳泰另提供针对无线性能验证之TR-398标准测试服务,可减低客户产品在功能、性能上存在缺失的不确定性因素,进而增加消费者对产品的信赖度,提升品牌价值。