機上盒大評比系列 – Wi-Fi效能比較

Allion Labs/Cache Her

繼上回介紹了機上盒的相容性比較，接下來此篇就來看看機上盒在使用不同天線下無線效能的表現。

現今有八成以上的無線網路設備使用2根天線(Main and AUX)，少部分廠商考量成本、設計等因素後選用1根天線來設計產品。一般來說2根天線同時傳輸的能力會比1根天線的傳輸能力快上一倍，然而並不是所有產品都需要高速傳輸能力，例如智慧音箱、智慧家電或IoT等等的設備只需搭配1根天線就足以滿足其使用需求。

此次測試將以1根天線與2根天線的樣品為測試對象，藉由產品評比，透過實測數據，解析終端使用者在使用上的感受。

由於市面上的機上盒配有1根天線的產品並不多，因此本次是藉由合作夥伴的協助順利取得相關產品(見下圖1)。

圖1: 測試產品外觀圖與天線規格

本次的測試項目如下

傳輸與接收速度 (Maximum Throughput)
距離與速度 (Range Venus Rate)
抗擁塞能力 (Congestion)
天線場型 (OTA TRP/TIS)

為了不讓其他的外在干擾影響實驗數據，這四個測試項目都是在電波屏蔽室中執行。

首先，測試項目1.傳輸與接收速度主要是確認機上盒的最大傳輸與接收能力，現今機上盒主要用途是收看線上影音串流，由此可知產品至少必須滿足此需求，我們統整各家影音服務網路連線速度，並以4K影音串流的建議速度(25Mbps)為標準進行測試：

圖2: 各家影音服務網路連線速度需求建議表

下圖3為1×1與2×2分別在2.4GHz與5GHz 中不同低中高頻道的接收能力比較，1×1與2×2最大下載量都有超過4K影音串流的建議速度(25Mbps)，在2.4GHz頻段下1×1 的最大下載速度約在110Mbps (40MHz)，2×2的最大下載速度約在220Mbps，的確符合2×2的極限速度是1×1的兩倍。在5GHz頻段下1×1的最大下載速度約在300Mbps (80MHz)，2×2的最大下載速度約在440Mbps，皆有不錯的表現。

圖3: 1×1與2×2分別在2.4GHz與5GHz中不同低中高頻道的接收能力比較

圖4為1×1與2×2分別在2.4GHz與5GHz中不同低中高頻道的傳送能力比較，可知傳送能力與接收能力幾乎差不多表現。

圖4: 1×1與2×2分別在2.4GHz與5GHz中不同低中高頻道的傳送能力比較

接下來量測測試項目2. 距離與速度 (Range Venus Rate)，透過衰減器的調整改變無線訊號強度，模擬在不同距離下的衰減值，衰減值越大代表機上盒離無線基地台的距離越遠，逐步增加衰減值直到機上盒收到無線基地台的訊號而斷線。兩款機上盒量測結果請詳見下圖5。

一開始衰減到15dB前1×1與2×2都是維持在最大的速度，而在衰15~21dB時1×1的速度還是維持不變，而2×2的速度則開始慢慢下滑，衰減到30~36dB時1×1的速度則開始下滑而2×2的速度則維持不變。當衰減到42dB時(實際機上盒收到無線基地台的訊號強度是-65dBm) 則兩者的速度會落在25Mbps。可換算為機上盒離無線基地台的距離約2~3個房間還可以維持4K的收視畫質，以一般家庭的使用情況只要不是太極端的擺放位置大都可以滿足正常的收視。

圖5: 2.4GHz無線接收(RX)流量表

圖6: 5GHz無線傳輸(TX)與接收(RX)流量表

緊接著來看測試項目3.抗擁塞能力 (Congestion)。在一般生活環境下無線訊號無所不在，除非處在電波屏蔽室，不然一定存在各式干擾訊號。一般家中的無線訊號擁塞程度大約在20%~30%左右，辦公室環境則大約為30%~60%，然而無線網路傳輸是以碰撞避免的方式進行，因此無線訊號干擾越多就會造成無線網路傳輸量下降。

我們用訊號模擬器分別以20%、60%以及80% (最極端的擁塞環境)訊號做為干擾源，下圖7以及8驗證了上述理論，兩款機上盒在傳輸力上確實受到無線網路的壅塞影響而下降，就連在最極端的環境下兩款機上盒的傳輸速度依然都能維持在4K畫質水平之上，如果是連線5GHz頻段的話那速度更是遠遠超過。