Allion Labs / Romonz Kao
4G LTE路由器是什麼？
近幾年行動通訊蓬勃發展，尤以4G LTE技術最為火熱，因此也出現許多支援行動上網應用產品，如可攜式行動路由器、LTE路由器等此類產品。
LTE路由器主要透過Wi-Fi、Ethernet等模式分享行動網路給使用者。然而，LTE路由器在透過不同傳輸介面分享行動網路的過程中，有可能因為不同硬體和晶片之間的相容性而造成速度轉換落差，或是因產品本身設計瑕疵造成速度效能降低。舉例來說，轉換速度佳的LTE路由器可以維持在多人撥放4K影片時撥放流暢；而轉換速度較低的LTE路由器就可能會有延遲、持續讀取、甚至畫面破圖的情況發生。對於使用者來說會明顯感受到速度落差的狀況，造成使用者體驗不佳的情形發生。
由以上LTE路由器所發生情況，我們歸納了2點問題：
- 轉換率不佳
- 速度效能與規格不符
LTE路由器該怎麼測？
百佳泰蘊含深厚的無線路由器測試經驗，我們選用市面3款較為熱門的LTE路由器，並設計速度轉換率測試，可驗證LTE路由器在不同的行動網路傳輸速度規格（LTE Category）與傳輸介面（Wi-Fi、Ethernet）間的速度轉換變化，藉此了解LTE路由器在速度轉換、效能上的差異。廠商在日後設計LTE路由器時，也能以此作為一項參考指標。
此次測試我們挑選了三台市面上LTE路由器作為測試驗證的DUT，規格如下：
| A牌 |
B牌 | C牌 | |
| Wi-Fi 2.4GHz | 802.11b/g/n 20/40MHz | 802.11b/g/n 20/40MHz | 802.11b/g/n 20/40MHz |
| Wi-Fi 5GHz | 802.11ac 20/40/80MHz | 802.11ac 20/40/80MHz | Not support |
| LTE Category | Category 4 | Category 4、6 | Category 4 |
測試項目
- LTE Category
- LTE Category 4
- LTE Category 6
- 傳輸介面
- WiFi Mode
- WiFi 2.4GHz: 802.11b/g/n 20/40MHz
- WiFi 5GHz: 802.11ac 20/40/80MHz
- Ethernet
速度轉換率測試環境
測試架設
如圖一，測試架設在一個無電磁干擾的環境下，Radio Communication Tester基地台模擬器經由RF Cable連接至LTE路由器，而Test Bed則是經由Wi-Fi連接LTE路由器。
測試儀器環境設定
- Radio Communication Tester基地台模擬器（R&S CMW500），可提供測試一個穩定的行動網路。LTE Category傳輸數值則依基地台模擬器所能設定最大負載設定，設定如下：
- LTE Cat. 4：下載/上傳 : 127Mbps / 51Mbps
- LTE Cat. 6：下載/上傳: 254Mbps / 51Mbps
- LTE路由器中Wi-Fi發射的RSSI能量設定為：可維持Wi-Fi最高速所需的能量（-30dBm~-35dBm之間）。
測試測量方法
測量方式為：從基地台模擬器傳送訊號至LTE路由器後，LTE路由器轉換傳輸至Test Bed之數值來做為測試數據，並以下列兩數值做為評測。
- 速度轉換值：LTE路由器在接收基地台模擬器數據並轉換傳輸至Test Bed後，Test Bed所取得之數值。
- 速度轉換率=速度轉換值/基地台模擬器設定傳輸數值。
速度轉換率標準依百佳泰多年累積的測試數據為參照：轉換率應達到90%以上。
測試數據
我們先驗證LTE Category 4在不同介面上速度轉換的數值是否有達到標準。
由上圖（圖三、圖五）測試數據來看，三台LTE路由器在上傳的轉換值及轉換率的數值差異不大（轉換值都介於49Mbps左右）。但在下載部分（圖二、四），三台數值都偏低，未達到90%標準。此外，由轉換值來看A牌無論在20MHz或著是40MHz部分數值都呈現較低（以40MHz部分為例A牌數值為97Mbps，而其它兩台數值都在107Mbps左右），因此在整體上A牌較差。
由於C牌無支援5GHz Band，所以在802.11ac會以A牌和B牌兩台做評測。由上圖（圖七、圖九、圖十一）測試數據來看，兩台LTE路由器在上傳速度轉換值及轉換率的數值差異不大（轉換值都介於49Mbps左右）。但在下載部分（圖六、圖八、圖十）可看出只有B牌在802.11ac 80MHz轉換率有達到90%的標準，且轉換值也較高，因此B牌在5GHz：802.11ac表現上較佳。
以LTE Cat.4（圖十二、圖十三）的測試數據來看，Ethernet轉換率在3台LTE 路由器皆有達到標準到90%以上，但在上傳部分C牌明顯比其他路由器低出許多（只有71%左右），針對該問題還是需要多方面測試再進行確認動作。
由LTE Category 4測試數據來看，我們總結以下2點問題
轉換率不佳
從LTE to Wi-Fi數據上我們看到所有LTE路由器在上傳皆達到90%標準，然而在下載時只有B牌在802.11ac 80MHz有達標，其它的轉換率都介於60%~85%之間，明顯偏低。
另從LTE to Ethernet數據來看，在Ethernet轉換上三台皆有達標，但C牌的上傳轉換率部分只有71%。
LTE路由器之間效能差異
整體來說，三台在下載轉換率的部分，雖然C牌在 802.11bgn 20MHz有較好的表現，但以整體數值上看，B牌則表現較佳。而在Wi-Fi下載率部分，只有B牌在802.11ac 80MHz有達到標準。
在上傳轉換率部分，除了B牌的Ethernet上傳部分明顯偏低，其它都有達到標準且數值差異不大。
此外，B牌本身也支援LTE Category 6規格，那麼在LTE Category 6是否也如LTE Category 4一樣有轉換率的情形呢?我們接著繼續驗證。
如圖十五數據結果顯示，B牌上傳數值正常，有達到90%標準，但在下載轉換率上是明顯偏低的（如圖十四）。此外，在上傳速度的數據中，Category 4的表現比Category 6的數值高出一點，因此得知B牌在LTE Category 6表現上是未達到產品本身所宣稱支援LTE Cat.6規格的傳輸速度水準。
依LTE Cat.6（圖十七）結果顯示，B牌在上傳部分轉換率有達到90%以上的標準。但在下載部分（圖十六）B牌的表現如同在Wi-Fi轉換值的測試結果相近：未如Category 4一樣有達到標準。雖然數值上128 Mbps比在Wi-Fi的116 Mbps數值高，但仍未達LTE Cat.6應有的傳輸水準。
由LTE Category 6轉換測試數據，我們歸納以下問題
速度效能與規格不符
以B牌在LTE Cat.6測試數值來看，在Wi-FI和Ethernet下載轉換值只有116Mbps、128 Mbps，數值明顯偏低。以百佳泰多年測試經驗來看，我們分析出LTE Cat.6 spec.的下載最大傳輸數值應為300Mbps，而在下載轉換值至少應能達到200Mbps以上的標準，因此從整體測試數據來看，B牌在LTE Cat.6的下載轉換值未達規格速度效能的水準。
綜合以上測試數據我們觀察到以下幾點問題
轉換率不佳
在Wi-Fi下載轉換率上三台數值普遍偏低；在Ethernet部分大致都有達到標準，但C牌在Ethernet上傳轉換率上有低落情形。
速度效能與規格不符
B牌數值表現是三台中較好的，但在LTE Cat.6 下載轉值與轉換率上未達LTE Cat.6應有規格水準的問題。
LTE路由器之間效能差異
由三台數值顯示，A牌在整體的數值效能上較為不理想。
全方位的路由器專業測試，盡在百佳泰
由此次測試我們觀察到LTE路由器的此類產品除了本身效能差異外還可能有速度轉換率不佳、速度效能、及規格不符等問題存在，而這些問題有可能造成消費者體驗不佳、甚至面臨品牌信譽受損的風險。品牌廠與設計廠日後可藉由上述測試數據作為參考指標，百佳泰擁有多年測試經驗及備有完整的測試環境，能針對您的產品從開發初期到上市，全方位協助進行除錯分析、測試建議、以及提供完善的客製化測試服務。此外百佳泰另提供針對無線效能驗證之TR-398標準測試服務，可減低客戶產品在功能、效能上存在缺失的不確定性因素，進而增加消費者對產品的信賴度，提升品牌價值。
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