Allion Labs/ Ryan Huang

 

现代家庭生活中,不论是手机、各式3C产品、以及物联网设备都有连网需求,因此无线网络扮演着非常重要的角色。然而,直到2019年2月Broadband Forum发表了针对无线路由器制订的Wi-Fi性能测试标准《TR-398室内Wi-Fi性能测试标准》(以下简称「TR-398标准」),业界才拥有了一套完整的测试标准及规范。TR-398标准的测试内容包含了6大面向共11个测试项目。这套测试标准发布之后,各家网通厂商也有了一个共同性能标准可以作依据。这次我们挑选了5台市售旗舰级的无线路由器,在8项模拟用户常遇到的问题验证测试项目作比较,透过实验数据来观察各家无线路由器的表现状况。

 

环境架设

在测试时我们会将待测物放置于隔离箱内的固定位置,另外将无线装置设备仿真器放在另外的隔离箱并且串接至另一个隔离箱内的信号衰减器,再将从衰减器而出的信号接回待测物的隔离箱内。同时量测计算这中间信号的路径衰减并且达到测试环境所要求的规范。以确保结果的稳定度、精确性和一致性。

 

图说: 测试设备及架构

 

实测TR-398,市售高端路由器大比拼

图说: 本次比拼的5台市售高端无线路由器

 

多用户联机测试(Maximum Connection Test)

图说: Maximum Connection Test的测试数据

本测项是要确保AP可以同时支持32个STA,没有发生断线与掉包率<1%的情况下,其传输性能还能维持在一定水平。从测试结果中可以看到无线路由器A在5GHz的下行表现不理想,吞吐量没有达到标准,Ping Error Rate (以下称PER)也超过了1%,而无线路由器C不仅5GHz表现不理想,连同2.4GHz的下行也没有良好的表现。

极限性能测试(Maximum Throughput Test)

图说: Maximum Throughput Test的测试数据

本项目要量测的是无线路由器在空中短距离的最大吞吐量。无线路由器A的5GHz上行表现没有达到标准,无线路由器C的表现跟前项测试结果也是大同小异。无线路由器D虽然数据都未达标,但是测出来的数据都在及格边缘,算是比较可惜的地方。

公平时间调度(Airtime Fairness Test – 5GHz)

图说: Airtime Fairness Test 5GHz的测试数据

本测项主要是验证Wi-Fi设备的能力以保证传输时间的公平性。从测试结果可以看得出这5台无线路由器在各个阶段时的传输性能结果的差异过大,表示5台市售无线路由器在传输时间公平性的表现上不是很理想。

覆盖能力测试(Range Versus Rate Test)

图说: Range Versus Rate Test – Downlink的测试数据

图说: Range Versus Rate Test – Uplink的测试数据

本测项要检验的是透过衰减信号的方式仿真无线路由器在不同距离下测量Wi-Fi设备的Baseband和RF性能。在这份结果中可以看到无线路由器C在5GHz的表现状况依旧不理想,另外无线路由器B在5GHz信号衰减至-54dBm时,会发生断线状况导致无法量测性能表现,这部分有可能是无线路由器B在弱信号的处理并不佳。

360度方向性测试(Spatial Consistency Test)

图说: Spatial Consistency Test – Strong Signal的测试数据

图说: Spatial Consistency Test – Medium Signal的测试数据

图说: Spatial Consistency Test – Weak Signal的测试数据

本测项要检验的是验证空间场域中的Wi-Fi信号一致性。简单说明,就是检验无线路由器无论在哪个角度上都能有良好的性能表现。此项目除了观测不同角度外,同时也针对3种不同信号强度的状况做检查。在测试结果中观察可得,无线路由器C、D、E在强讯号时(2.4GHz和5GHz),不同角度上的性能表现能力较差,而在中或弱信号时除了大致上的表现都还可以,只是各个角度间的落差过大。

关联稳定性测试(Multiple Association/Disassociation Stability Test)

图说: Multiple Association/Disassociation Stability Test的测试数据

本测项要量测的是在连接状态频繁变化的环境下Wi-Fi设备的稳定性。主要确认的是8台装置与无线路由器进行传输时,不会容易受到另外8台装置进行联机断线动作的影响。这边可以看出无线路由器B、C、E三台在 2.4GHz及无线路由器A在5GHz时容易受到断/联机影响造成PER大于1%,传输有不稳定的情况发生。

长时间稳定性测试(Stability/Robustness Test)

图说: Stability/Robustness Test的测试数据

本测项旨在测量Wi-Fi设备在长时间(24小时)压力下的稳定性能。这边的测试结果可以看得出各家无线路由器的表现都不俗,只有无线路由器B在2.4GHz的传输性能上有不稳定的状况发生。

多信号源抗干扰测试(AP Coexistence Test)

图说: AP Coexistence Test的测试数据

本测项主要在验证有其他AP存在时Wi-Fi设备的性能是否有受影响,即抗干扰性。在测试结果中看得出无线路由器A总体的表现不错、无线路由器B只有在5GHz时能不受其他无线路由器干扰,其余无线路由器C、D、E都有被干扰影响的情形发生。

 

综合结果评比

测试结果整理

图说:各个无线路由器在各测项中的表现

从上方整理出来的总表可以看出,这5台无线路由器在这次的8项测试项目中,表现的都不尽理想,毕竟TR-398是比较新的测试规范,而这些市售的无线路由器在性能方面并没有针对TR-398的测试标准进行调校。相信有了这份标准让各大厂商可以遵循以后,使用者常见的问题也能大幅减少,避免客诉的问题一再发生。

 

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