無線周邊產品百百種,如耳機、鍵盤、滑鼠,都是普及率高且使用率高的裝置。雖然這些產品大多都使用藍牙通訊協定,可提升消費者在使用產品上的相容性。然而,因調變方式的限制,像是電競週邊產品產生,在需要使用大量資料傳輸的情境之下,基礎通訊協定已無法提供更好的幫助。另外,雖然使用藍牙通訊協定可保障一定程度的系統相容性,但品牌商在產品設計時,可能會因應產品需求再加入藍牙通訊模組相關認證;如此一來,原先訂價較低廉的產品,除了產生硬體製造費用外還會額增加模組取證費用,進而使產品成本提升,降底品牌商在市場中的競爭力。

為了解決上述問題,無線周邊品牌商均會設計獨立的Wireless Dongle(無線顯示轉換器),除了可提供無線通訊的基礎功能外,還能支援高速傳輸、縮短傳輸延遲等功能。同時,因為終端產品與Wireless Dongle都為自身品牌所開發,相容性與後續更新的自主權掌控性更高,可以說是一舉數得。


圖一、市面上形形色色的Wireless Dongle

一般使用者都會會將Wireless Dongle接上USB埠數已經不多的電腦上,若要進行其他操作時,如:USB to DP、USB to Ethernet等,就需要將Wireless Dongle拔除,犧牲無線滑鼠裝置的使用,相當不方便。而隨著科技發展,也陸續推出許多新的有線規格,也就是說,每多一項需求,都需要再額外添加一個不同的單體擴充轉接器;試想一個情境,假使今日要使用讀卡機進行轉帳,就要先大費周章的翻找出使用裝置,再來思考要移除哪個USB埠上的裝置,插拔替換後才得以使用,一來一往不但不方便也相當耗時。

圖二、輕薄筆電在眾多功能的時代,需要的USB轉接器也越來越多

為此,各種多合一的USB擴充Docking、Hub及Adapter產品也就應因而生,雖然這類型的產品,整合許多功能,大幅提升產品使用上的方便性,然而,越多功能集結於單一產品上,就越可能發生PCB設計不良、板上零件/晶片選料不佳等,導致主機傳送的訊號品質惡化,造成可能連簡單的滑鼠控制,都會出現無法使用、靈敏度低下的問題,加上現今大部分的無線周邊產品,都是使用已非常壅擠的2.4GHz頻段,發生問題的狀況更是屢見不鮮。

為此百佳泰與Logitech合作,開發客製化的測試手法與環境,來確認市面上大多數廠牌的整合式Docking,在使用Wireless Dongle受到同頻訊號干擾時,無線滑鼠與鍵盤的操作是否會出現問題,並將此數據量化,來鑑別問題的嚴重性。

測試環境如下:

  • 此實驗會驗證兩種不同電腦平台(Windows及Mac),並將筆電放置於電波隔離室內。
  • 四周透過天線發射會造成干擾的WiFi訊號,並使用藍牙裝置來模擬共存狀況。
  • Wireless Dongle會接在不同Docking上的不同USB埠位,並且會將Docking放置在電腦平台左、右及後方。
  • 同時使用無線滑鼠、鍵盤裝置,來模擬使用者情境,並同步進行軟體檢測,確認其溝通封包的傳輸時間是否有受到干擾影響而惡化。

圖三、Docking與電腦擺放相對關係

軟體會將一段時間內,所蒐集到的所有封包做為計算樣本,再依照計算結果,提供耐受度分數,而當分數越高,就代表使用者越不易察覺到有問題。基本需要超過70分,才會認為是合格,50到70分之間是有受到干擾但還勉強可以使用,若低於50分則是無法使用。

圖四、測試實驗說明圖

本次實驗的干擾情境,是模擬在辦公室內,許多人在使用WiFi網路並且還有使用藍牙裝置在聽音樂的情境做為測試模擬。針對實驗的Docking我們找了市面上常見的品牌,包含了不同價格帶、功能與外型,來觀察其性能是否與價格成正比,而電腦平台則是挑選主流機型,並確認其硬體效能足以滿足Wireless 周邊使用情境。

圖五、測試品牌名稱說明圖

測試結果如下圖,我們將結果區分為使用Windows平台與使用Mac平台來做呈現,並將不同位置的測試結果進行平均值比較。可發現整體Mac平台分數較Windows平台高,但卻沒有任何一個Docking能夠達到滿分,最高分為Lenovo Thunderbolt 3 Gen.2搭配Mac平台得到70分左右。接下來,我們會以不同情境主題,深入的觀察各種Docking的表現。

圖六/七、測試結果呈現

兩種電腦平台的前三名:

Windows平台下前3名為 Mac平台下前3名為
 ✓ Transcend TS-HUB3K (USB 3.0 HUB)得到68.25  ✓ Lenovo Thunderbolt 3 Gen2得到70.5
 ✓  Kensington USB-C 4-Port Hub (CH1000) 得到63.17  ✓ Transcend TS-HUB3K (USB 3.0 HUB) 得到70
 ✓ Wavlink WL-UTD21/Winstars WS-UTD21得到62.25   ✓✓ Wavlink WL-UTD21/Winstars WS-UTD21得到68.9 ✓2

 ✓ Kensington USB-C 4-Port Hub (CH1000)與Wavlink WL-UTD21/Winstars WS-UTD21,在跨平台的條件下取得不錯的分數。

不同電腦平台的分數差異狀況

我們將兩個平台(Windows及Mac)的結果相減,就會得到不同電腦平台間的分數差異。若Docking得到的分數為負值,表示在Mac平台上的表現比Windows來得好,反之,則是在Windows平台上表現較好。首先與第一個結果雷同,負值狀況較多,表示整體Mac平台表現較佳並且CalDigit Thunderbolt 3 Mini Dock對於在不同平台的差異最大,差距近乎20分。

在Windows平台內發現,CalDigit USBC Pro Dock-US07-SG有著最大分數11分的差異。由於此況狀為同一個Docking廠商,在不同平台產生的分數巨大差異,為了找出可能原因,我們發現Apple Store有上架Thunderbolt 3 Mini Dock,但USBC Pro Dock-US07-SG沒有。因此,我們合理推斷,CalDigit會對於自家所販售的產品,透過上架Apple Sotre進行平台的優化,進而強化生態圈內的使用者體驗。針對Allion對於Mac平台的周邊裝置最佳化效能的把關可見此文章。

圖八、測試結果呈現

超過240美金的Docking比較

整體分數都沒有超過70分,所以我們認為,Docking的價格落差,是來自於產品本身共支援多少不同功能的高速接頭來決定。Docking本身抗干擾的設計,很有可能未被考量。

圖九、超過240美金的Docking比較

低於40美金的Docking比較

雖然這些Docking價格都不超過40美金,但是整體表現並沒有落後240美金的Docking太多。甚至Transcend TS-HUB3K (USB 3.0 HUB)在Windows及Mac平台上都拿到不錯的成績。

圖十、低於40美金的Docking比較

總分比較

我們將兩個平台的分數相加來比較各Docking誰的總體表現較好,最好的前三名為:

  • Transcend TS-HUB3K (USB 3.0 HUB)得到 138.25
  • Wavlink WL-UTD21/Winstars WS-UTD21得到 131.17
  • StarTech TB3CDK2DP得到129.17
  • 表現最差的則是Satechi Aluminum USB-C Multiport Pro Adapter,僅拿到95分。

想瞭解更多Wireless Desense測試相關原理與技術文章,可參考此篇介紹。

圖十一、總分比較

由以上的實驗結果我們得到幾項結論:

  1. 整體耐受度分數Mac平台較Windows平台高。
  2. Mac平台上Lenovo Thunderbolt 3 Gen2擁有超越所有Docking的最高分數05分。
  3. 部份Docking的廠商,會針對不同平台的生態圈做優化,以達到最佳的效能表現。
  4. Docking的價格與抗干擾的能力並無關聯,與本身支援多少高速、豐富的功能有關。
  5. Docking的抗干擾能力,可做為未來設計Docking類型產品的加分項目。

百佳泰除提供無線顯示轉換器測試服務外,也提供諸多相關驗證服務。我們希望能協助客戶在最短的時間內,通過客戶期望的設計要求與通訊品質,一同為您的產品品質把關。
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