iPad也有天線門? 三項測試揭露平板裝置之網路通訊問題

image001由蘋果(Apple Inc)推出的iPad自今年四月起在全球上市以來,已造成一股前所未有的銷售熱潮,iPad不僅被認為是蘋果正式跨足電子書(e-book)領域的舉動、甫上市便成為亞瑪遜(Amazon.com, Inc)Kindle的勁敵,同時也形成傳統筆記型電腦的強大威脅,一舉帶起整個平板電腦(Tablet PC)市場的成長動能。繼iPad席捲全球消費電子市場後,可以看到的是各家廠商紛紛投入平板電腦的研發與製造,從Dell、HP到Samsung等的前仆後繼,在在足見市場對於平板電腦產品的重視與看好。
(左圖:2010年投下市場震撼彈的蘋果iPad)

然而當iPhone 4因天線設計不良而導致3G收訊問題,並進一步擴大成為消費者擔憂的“天線門”(Antennagate)事件時,同樣是蘋果出身的iPad是否能全身而退呢?根據百佳泰(Allion Test Labs, Inc)與碩訊(Training Research Co., LTD)的共同研究、並實際測試了各種不同可能的使用情境後發現,iPad儘管並不因使用者的手握方式而左右其3 G收訊,但在Wi-Fi的收訊能力上,卻有幾個值得關注與改善的重點。

在實際測試方法上,我們設計了三種不同的實驗情境,來觀察在這些變因與各種網路衰減程度(Attenuation)下,iPad本身的資料吞吐量(Througthput)變化,也就是iPad的訊號接收能力,意即一般消費者最關注的iPad連網能力。

測試實驗一:訊號來源頻段的影響性

無線區域網路,也就是我們常聽到的Wi-Fi,有經法令規範要求的運作頻帶範圍。因此擁有Wi-Fi功能的產品必須要有能力處理該頻帶範圍內各個不同頻段的網路訊號,而具有良好Wi-Fi收訊功能的產品更應在處理不同頻段訊號時,皆能有相同水準或相互接近的表現。因此我們揀選三個不同頻段的訊號進行測試,來瞭解iPad在Ch1、Ch6和Ch11三種頻段下的資料吞吐量。

*Test Experiment 1: iPad throughput under different 802.11n channels
image002

根據測試結果我們可以發現,受測的iPad在處理不同頻段訊號時,所能接受的最大網路衰減程度有所不同。舉例來說,iPad在處理Ch6的訊號時,直到90dB的網路衰減程度(dB值越大代表衰減程度越高)才無法繼續透過Wi-Fi連線(Throughput呈現0 Mbps),但在處理Ch1或Ch11時的訊號時,則在85dB時Throughput就已經降到0 Mbps。由此可以見得,iPad在處理Wi-Fi訊號時,必須加強對不同頻段的平均處理能力。

測試實驗二:訊號來源方位的影響性

由於iPad屬於可攜式裝置(Portable Device),其功能與輕薄的體積提供使用者行動上網的可能,因此這類產品在設計時必須考量到訊號接收的全向性,以符合行動通訊時的使用期待。因此在此我們便透過讓iPad直立旋轉的平台,來檢視當iPad與無線訊號來源的相對方位不同時,iPad的訊號接收能力是否仍能保持相同水準。

*Test Experiment 2: iPad throughput under different angles of signal source
image003

在360度的方向中,我們設計了24個檢查點,每15度檢視一次iPad的資料吞吐量。根據測試結果可以發現,當網路衰減程度只有80dB時,可以看出當訊號來源在90度、255度與270度時,收訊能力有微幅的減弱;但當衰減程度達到85dB甚至90dB時,收訊能力便大幅下降,並且會因訊號來源方向的不同而有極為不同的表現。舉例來說,當網路衰減達到90dB時,iPad仍能良好地接收來自150度方位的網路訊號、但卻無法處理來自90度方位的網路訊號。由此可以歸納出,iPad在網路訊號接受的全向性上,仍有長足的進步空間。

測試實驗三:螢幕亮度的影響性

根據第二個測試,可以歸納出當Wi-Fi訊號來源在iPad的90度方位時,iPad的訊號接受表現最差;而當Wi-Fi訊號來源在iPad的150度方位時,iPad的訊號接受表現則最好。因此我們利用這兩個最好與最差的表現(the Best/ Worst Practice),來藉此放大檢視其他影響網路收訊能力的可能變因。

*Test Experiment 3: iPad throughput under different brightness settings
image004

嘗試了各種不同的使用情境後可以發現,儘管Wi-Fi訊號來源在90度或150度方位時,iPad的資料吞吐量(連網能力)有所不同,不過不論訊號來源在兩者的任一方位,螢幕的亮度設定都會明顯影響到iPad的資料吞吐量。實際觀察到的現象是,當螢幕亮度調到最亮時,iPad的資料吞吐量會降至最低;而螢幕亮度調到最暗時,資料吞吐量反而最高。參考附圖的測試結果,可以看到當訊號來源為同一方位,若是螢幕亮度最暗的狀況下,iPad的資料吞吐量會優於螢幕亮度最亮時的表現,而這樣的現象並隨著網路衰減程度的增加而更為明顯。由於iPad具有可以根據環境狀況自動調整亮暗程度的功能,這也就表示它的訊號接收能力很可能隨時有所改變,而影響到使用者連網的順暢度。

*經測試發現,螢幕亮度會影響iPad連網能力
image005

持續粹煉與精確驗證 打造良好產品品質

根據前述的測試可以簡單歸納出,iPad也如同自家出產的iPhone 4一樣,有天線設計的問題,而導致在接受不同頻段或不同方向角度的Wi-Fi訊號時,會有不同的連網處理能力。除此之外,透過螢幕亮度測試也發現到iPad的網路連線會發生RF(Radio Frequency)射頻干擾的問題。

這樣的結果看起來,iPad在使用上也有著類似的天線門疑慮,但必須注意的是,iPad並非唯一產生問題的產品。我們進一步以市面上其他平板電腦及MID(Mobile Internet Device,行動上網裝置)來作測試,可以發現到它們也同樣出現類似的問題。

至於同樣屬於行動連網產品、卻已發展得相當成熟的筆記型電腦呢?根據測試我們發現,筆記型電腦相較之下較少產生這種連網穩定性、全向性不佳甚至是RF干擾的狀況。原因無他,簡單來說,從1980年代末期開始竄起的筆記型電腦,透過眾家廠商多年來的不斷開發進步,直至今日已成為一個在型態與技術上都相當成熟的產品,各種線路與組件的設計都經過不同目的與使用性的測試實驗,想當然而如今我們日常使用的已是經過試煉改進的結果。

因此,儘管平板電腦在設計架構上以觸控螢幕取代了傳統筆記型電腦的鍵盤位置,卻並不表示只要將所有硬體組件重新擺置在一起,就可以擁有同樣水準的效能表現。從我們這次的測試實驗結果,就可以發現到iPad與一般筆記型電腦相比,產生了明顯的網路通訊品質落差。這樣的狀況可以歸因於該產品在設計階段規劃不盡周詳、或未能全盤考量所有使用情境。就像iPhone 4上市之初引發的天線爭議一樣,雖然產品本身著實吸引目光,但消費者實際使用的狀況才是考驗所在、也才是影響產品銷售壽命的關鍵。

由此觀之,一項產品的功能儘管標榜的再強大、再吸引人,也萬不能忽略任何一個細節,因為一旦這些細節出了些微差錯,便極有可能在實際情境中產生嚴重的問題,而使產品成為眾矢之的、進一步在消費者心中產生負面觀感。因此,對於一個新開發產品來說,從設計初期的全面性驗證、找出潛在風險,才是發掘產品問題根源的關鍵。在本文中,我們僅以簡單的測試數據,點出iPad及其他平板電腦等新式產品會有的連網現象,除了讓消費者有知的權利之外,也希冀能提醒相關廠商在研發產品時,能更從使用者的實際情境出發,考量不同可能的狀況,並進行縝密精確的測試驗證,以提供市場品質更精良、更具可靠度的人性化商品。