2.4G + 5G雙頻齊下 無線效能就會好?

Allion Labs / Cache Her

無線網路近年來越來越發達也越來越普遍,不管是在家中、辦公室、醫院或餐廳,無線網路需求無所不在。然而,也隨著視聽娛樂的發達,以往只需要傳送文字等低流量的速度現在變成需要傳送高畫質影片、圖片以及視訊通訊等高流量的需求。

如果是少數人使用高流量網路,因網路頻寬足夠不會發生問題,但是如果是多人同時使用網路的情況下,每個人被分配到的網路頻寬就會變小,造成看影片時會有延遲的情況發生,使用視訊電話也會發生斷斷續續的狀況。那如何改善這些狀況呢?辦法不外乎加大網路的頻寬或是調整網路的優先序(QoS )來解決。

無線網路有分2.4GHz與5GHz這兩個頻段且各自獨立,最好的情況下是這兩個頻段能夠分開使用以增進整體的流量。單純就規格來看,802.11n、2×2、2.4GHz可以達到144 Mbps的速度;802.11ac、2×2、5GHz則可以達到866Mbps速度。所以如果兩個頻段同時使用,整體的流量可以達到1Gbps。

但是實際上比較常遇到的狀況是,大家都是用預設連線而使用2.4GHz的頻段,反而沒有去使用5GHz 頻段,導致會有使用起來覺得速度很慢的現象。這是因為大家共同在搶相同的資源,所以每人分配到的流量就很小。

新的無線AP技術可以改善這種狀況,分配使用者到使用率低的頻段去,這部分之後會另外有文章說明;這裡主要探討AP會不會因為2.4GHz與5GHz兩個頻段同時使用,而造成本身效能的降低。這個項目目前也在寬頻論壇(Broadband Forum)熱烈討論中,預計會在下一版的TR-398 增加這項效能性項目的測試規範。

接下來我們分別針對Wi-Fi 5 (802.11ac) 與Wi-Fi 6 (802.11ax) 不同品牌的家用無線基地台雙頻(2.4G與5G)同時使用時的效能差異比較。我們選了2台筆記型電腦、2支手機與3台802.11ac無線基地台(如下表)來進行這項實驗。

NoTypeBrandModelWireless Chipset
1LaptopLenovoT570Intel Dual Band Wireless-AC 8265
2LaptopPanasonicCF-SV78R8QPIntel Dual Band Wireless-AC 8265
3PhoneApple  iPhone XRBroadcom BCM59355
4PhoneApple  iPhone XSBroadcom BCM59355
5Access PointNetgearR7800Qualcomm QCA9984
6Access PointASUSRT-AC86UBroadcom BCM4366E
7Access PointTP-LinkArcher C8Broadcom BCM4360
NoBrandModelPrice
1NetgearR7800NT5,600
2ASUSRT-AC86UNT 5450
3TP-LinkArcher C8NT4388

首先是單一頻段跑出來的數據如下表,特別注意的是Intel Wireless-AC 8265 網卡在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不過沒差距這麼大;反觀Broadcom BCM59355並沒有此問題。根據Intel的回覆,此現象是OEM的版本的無線網卡驅動程式所造成,Intel 建議更新為最新的驅動程式就可以解決此問題。

再來,當同時連線2.4G與5G,就數值來看,其實差異不大。

但是如果我們把單獨頻段使用與共同頻段使用來做比較,就會發現一些差異。我們定義差異在5%以內是一個合理的數值,因此Broadcom BCM59355在某些AP的表現會比Intel Wireless-AC 8265差異來得大,TP-Link AP 的差異會比其他品牌AP來得明顯。

看完802.11ac的數據後,那最近很夯的Wi-Fi 6 AP呢?我們選了一台DIY 系統、1支手機與3台802.11ax無線基地台(如下表)來實驗兩個頻段同時使用時,效能是否會較差。

NoTypeBrand NameModel NameWireless Chipset
1DesktopDIYDIYIntel(R) Wi-Fi 6 AX200
2PhoneSamsungS10+Broadcom BCM4375
3Access PointNetgearAX8Broadcom BCM43684
4Access PointASUSRT-AX88UBroadcom BCM43684
5Access PointTP-LinkArcher AX6000Broadcom BCM43684
NoBrandModelPrice
1NetgearAX8NT15,000
2ASUSRT-AX88UNT 8,800
3TP-LinkArcher AX6000NT8,999

Wi-Fi 6單一頻段實測出來的數據如下表,特別注意到的是,這兩個Client 雖然標榜用802.11ax技術與晶片但實際連線我們發現Samsung S10+ 的連線速度只有1080Mbps (使用早期Wi-Fi 6晶片) 而Intel AX200 則是有達到2.4Gbps的速度,因此實際上跑出Throughput的速度上也是有差異。

再來同時用Wi-Fi 6 設備來連線2.4G與5G,跑完結果如下表。就整體數據來看,Netgear 與ASUS這兩台差異並不大,不過可以注意到的是TP-Link 雖然在上行部分沒什麼差異,但是在下行的部分5G 的速度大幅度下降,反而比單獨頻段使用更糟。

如果套到實際使用環境來看,當只有一個人在5G下載時,速度是很順暢的,這時候如果其他人使用2.4G連線,那5G的下載速度會明顯降低,使用者會覺得網路速度突然下降的感覺。

再來我們做差異的比較,會發現TP-Link的AP在下行的部分有明顯數據下滑約40%,上行部分倒是沒有變化,這應該是該產品在設計上所造成的問題,建議可以從板端設計或是用內部的干擾以及韌體部分去修正。

圖: 上行速度各家AP都會為兩個頻段同時使用而增加

圖: 下行速度AX8與AX88U因為兩個頻段同時使用而增加,但AX6000 因為兩個頻段同時反而整體速度下降

一台好的家用無線基地台除了功能支援要夠多,效能也必須同時兼顧。如果可以在上市前先做好品質把關,產品賣到消費者手中就會減少很多客訴問題。

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