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。
Wi-Fi 2.4GHz與5GHz，各自獨立的無線網路頻段
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。
同時使用2.4GHz與5GHz，是否會造成AP無線效能的降低？
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。
| No | Type | Brand | Model | Wireless Chipset |
| 1 | Laptop | Lenovo | T570 | Intel Dual Band Wireless-AC 8265 |
| 2 | Laptop | Panasonic | CF-SV78R8QP | Intel Dual Band Wireless-AC 8265 |
| 3 | Phone | Apple | iPhone XR | Broadcom BCM59355 |
| 4 | Phone | Apple | iPhone XS | Broadcom BCM59355 |
| 5 | Access Point | Netgear | R7800 | Qualcomm QCA9984 |
| 6 | Access Point | ASUS | RT-AC86U | Broadcom BCM4366E |
| 7 | Access Point | TP-Link | Archer C8 | Broadcom BCM4360 |
| No | Brand | Model | Picture | Price |
| 1 | Netgear | R7800 |  |
NT5,600 |
| 2 | ASUS | RT-AC86U |  |
NT 5450 |
| 3 | TP-Link | Archer C8 |  |
NT4388 |
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。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | 104.320 | 40.222 | 108.950 | 44.617 | 108.896 | 45.714 |
| CF-SV78R8QP | 5G | 637.517 | 520.884 | 664.977 | 502.042 | 603.394 | 468.811 |
| iPhone XR | 2.4G | 102.751 | 107.902 | 112.863 | 105.788 | 93.513 | 101.615 |
| iPhone XS | 5G | 628.880 | 597.473 | 647.366 | 578.236 | 524.433 | 580.702 |
再來，當同時連線2.4G與5G，就數值來看，其實差異不大。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | 103.450 | 40.517 | 104.582 | 44.895 | 104.056 | 45.395 |
| CF-SV78R8QP | 5G | 646.683 | 518.039 | 660.716 | 498.675 | 619.344 | 475.421 |
| iPhone XR | 2.4G | 105.240 | 105.918 | 97.565 | 104.098 | 78.817 | 102.497 |
| iPhone XS | 5G | 632.698 | 595.353 | 650.114 | 586.725 | 551.352 | 514.748 |
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。
| Client | Band | R7800 | RT-AC86U | Archer C8 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| T570 | 2.4G | -1% | 1% | -4% | 1% | -4% | -1% |
| CF-SV78R8QP | 5G | 1% | -1% | -1% | -1% | 3% | 1% |
| iPhone XR | 2.4G | 2% | -2% | -14% | -2% | -16% | 1% |
| iPhone XS | 5G | 1% | 0% | 0% | 1% | 5% | -11% |
Wi-Fi 6 AP效能實測數據分享
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。
| No | Type | Brand Name | Model Name | Wireless Chipset |
| 1 | Desktop | DIY | DIY | Intel(R) Wi-Fi 6 AX200 |
| 2 | Phone | Samsung | S10+ | Broadcom BCM4375 |
| 3 | Access Point | Netgear | AX8 | Broadcom BCM43684 |
| 4 | Access Point | ASUS | RT-AX88U | Broadcom BCM43684 |
| 5 | Access Point | TP-Link | Archer AX6000 | Broadcom BCM43684 |
| No | Brand | Model | Picture | Price |
| 1 | Netgear | AX8 |  |
NT15,000 |
| 2 | ASUS | RT-AX88U |  |
NT 8,800 |
| 3 | TP-Link | Archer AX6000 |  |
NT8,999 |
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。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | 118 | 102 | 108 | 100 | 114 | 100 |
| S10+ | 5G | 552 | 365 | 547 | 367 | 529 | 363 |
| S10+ | 2.4G | 131 | 116 | 97 | 98 | 138 | 119 |
| AX200 | 5G | 1213 | 956 | 1273 | 1188 | 1077 | 1120 |
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。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | 117 | 101 | 110 | 100 | 116 | 100 |
| S10+ | 5G | 527 | 362 | 539 | 366 | 310 | 358 |
| S10+ | 2.4G | 138 | 118 | 96 | 94 | 135 | 111 |
| AX200 | 5G | 1154 | 943 | 1278 | 1173 | 669 | 1125 |
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。
| Client | Band | AX8 | RT-AX88U | Archer AX6000 | |||
| Download | Upload | Download | Upload | Download | Upload | ||
| AX200 | 2.4G | -1% | -1% | 2% | 0% | 2% | 0% |
| S10+ | 5G | -5% | -1% | -1% | 0% | -41% | -1% |
| S10+ | 2.4G | 5% | 2% | -1% | -4% | -2% | -7% |
| AX200 | 5G | -5% | -1% | 0% | -1% | -38% | 0% |
結語
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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