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    2019-11-25 14:59
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    Wi-Fi 6 -无线技术大飞跃
    Allion Labs / Joe Lee 今日的世界,无线信号在我们周遭早已无所不在,对于网络的需求已经不再只是上网浏览数据,一般的传输已无法满足各式各样的需求,更多的挑战如高质量的多媒体传输、 4K 甚至 8K 画质和蓝光影片、甚至要能提供大量的使用者同时联机、高效率各式各样的无线产品使用等等需求,如此对于网络尤其是无线网络环境将是个很大的挑战,因此在无线的技术上势必提升更先进的技术来满足更强大的无线网络需求。 成立 20 周年的 Wi-Fi 联盟基于 IEEE 802.11ax 的标准,于今年 9 月推出了全新的 Wi-Fi 认证 Wi-Fi CERTIFIED 6™ , Wi-Fi 第六代的推出也代表无线网络正式迈入一个新的里程碑,满足了现代社会人们对于无线网络的需求,提供速度更快、安全性更高、更省电的无线传输。 综观 Wi-Fi 联盟于 1999 年成立,至今茁壮了 20 年,联盟为了无线产品的质量与互操作性基于 IEEE 802.11 的标准发展了许多的测试与认证,于 2018 年底开始以世代的命名方式为其支持的标准分类。从一开始的 Wi-Fi CERTIFIED a/b/g 成长期,到 2009 年推出的第四代 Wi-Fi CERTIFIED n 将整个 Wi-Fi 产品带入的成熟的阶段, 2014 年推出更新的第五代 Wi-Fi CERTIFIED ac 更是导入许多的无线技术,到今年 Wi-Fi 联盟推出的新時代第六代 Wi-Fi 6 认证,每一个时代都代表无线网络加入许多的新技术,下表是各个 Wi-Fi 时代的传输速度。 从技术的角度分析,每一代的 Wi-Fi 使用了不同的带宽、调变、安全性与数据流等等,当然有着不同的传输能力并且持续采用更新的技术,各项表现透过以下表格说明: Wi-Fi 6 最大的变革,除了大幅提升原有第四代与第五代的速度外,在安全性的部分也采用目前最高 WPA3 安全性等级;而长久以来 Wi-Fi 的最大问题在于耗电的部分也有提出方案,以目前 IoT 产品充斥市面的现况并与网络相辅相成, Wi-Fi 技术在此绝不能缺席 IoT 的世界,因此提出了省电的技术来协助 IoT 兼具快速传输能力与提高产品的电力续航能力。接着 Wi-Fi 6 的关键技术讨论: A. OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) 原本的 Wi-Fi 使用 OFDM 技术,而 OFDMA 在带宽的分配上将更有效率,举例来说:原本每位使用者拥有相同的时间槽,全部的使用者皆被分配到相同的资源,每隔一个周期被安排资源一次,但在实际的运用上浏览网页或传信息的用户在使用量上会比看电影的少,若透过 OFDMA 则可将资源做更细部的切割, OFDMA 的资源依照使用者的需求不同而调整,因此在使用上将更有弹性的调整分配,而且分配到的周期也不再是固定的,如此更能提高带宽使用率与降低延迟的产生。 B. 1024 QAM (quadrature amplitude modulation) 正交振幅调变是透过在载波上进行振幅调变的方式传送信号,在 802.11n 使用 64QAM ,到了 802.11ac 则使用了 256QAM ,最新的 Wi-Fi 6 则使用更高的 1024QAM 。可看到 1024 QAM 在星座图上更为密集,由于载波之间的间隔更密集,因此对 EVM 的要求更为严格,也因为科技的进步让电子组件更为可靠、震荡器更为精准,因此原视为极限的 256 QAM 能继续向上发展。透过如下的星座图可以看到 802.11ax 使用的 1024QAM 比 802.11ac 使用的 256QAM ,在传送时可以增加更多的容量, Wi-Fi 6 使用 1024 QAM 单一技术就能比上一代增加 1/4 的速度,同时在 MCS 的部分则定义支持更多从 0~11 的调变编码。 C. MU-MIMO (Multi-user multiple input, multiple output) MIMO 多进多出的技术并非新的技术,在 802.11n 即有设备开始运用,以往的单一使用者 SU(Single User) 仅能在一个时间内提供一位使用者 MIMO 的传输,渐渐 802.11ac 提升到多使用者 MU(Multi User) 在 Downlink 时候能提供最大 4 位 (4 Spatial Streams) 服务,最新的 Wi-Fi 6 支持到最高 8 天线的设计,则能同时提供 MU Downlink 和 Uplink 同时 8 Spatial Streams 的传输进行。 D. TWT (Target wake time) Wi-Fi 6 拥有传输速度快、构建成本低等优势,且在生活上早已广为被接受,但其缺点为较为耗电、待机时间短,然而,今日在智能生活的架构下,各种 IoT 产品早广为人们所使用, IoT 其需要的特性为待机时间长,事实上许多传感器的待机时间高达 95% ,因此 Wi-Fi 6 也针对这一需求,加入 TWT 技术来改善待机与电力消耗问题。 TWT 技术能定义每个装置的 Wake Time ,让装置在不使用时进行休眠,一段时间才回到 Awake 。以下图来看, Access Point 在 Beacon 信息里面表示了 TW 时间,不同的设备定义了不同的 TW 时间,举例来说物体传感器的 TW 会较短,温湿度侦测器的 TW 可以较长,在 TW 时间到达时才送出 Trigger 信息让设备 Wake up 后进行运作,在此之前的设备皆在休眠的状况,如此即能简单且有效的达到省电的效果。 E. BSS coloring 以往的无线网络传输,当环境过于忙碌时,数据就会产生碰撞,导致不停的重传影响效率,因此使用了 CSMA/CD 机制来避免数据的碰撞, CSMA/CD 做法为当每次要传输前,先监听通道是否正在传输,若通道净空则可以传输,如此机制虽然容易设计,但在若遇到忙碌的无线环境下,将导致过多的等待时间。 而 BSS coloring 则利用一个 Header ,来标记每个存取点所属于的颜色,以图来说明,被标示为同一个颜色的 BSS Color ,在传输时会忽略其他 颜色的 BSS Color ,即使是同一个频道,也会因为忽略了其他 BSS Color 的干扰,因此可减少等待的时间,尤其在目前无线网络普遍存在拥挤的状况下,如此机制能对抗干扰与有效提高传输效率。 Wi-Fi 6 透过加入了前述的新技术能有效增加原有的传输速度、在资源的使用上也更为有效率,更强的抗干扰与同时多人多任务传输、并且具电力管理的省电机制。除此之外 Wi-Fi 6 也具有向下兼容的能力 802.11a/ ​ b/ ​ g/ ​ n/ ​ ac ,也提升了安全性与优化的频谱运用,因此 Wi-Fi 6 的测试认证除 Wi-Fi 6 本身之外还需要执行以下相关的测试,全部通过即表示产品拥有 Wi-Fi 6 的绝对高质量与性能。图案小三角形为 Wi-Fi 5 认证所必须执行项目,大三角形为 Wi-Fi 6 所必须执行项目。 1. Wi-Fi CERTIFIED™ n 2. Wi-Fi CERTIFED™ ac 3. Wi-Fi CERTIFED WPA3™ 4. Wi-Fi CERTIFIED Agile Multiband™ (MBO) 5. Protected Management Frames (PMF) 百佳泰在众多实验室中,目前拥有 3 套 Wi-Fi 联盟认可的 Wi-Fi 6 测试设备,是目前拥有最多设备的实验室,也有最高效率的测试时间;另外协会推出的其他 30 项的测试项目,目前亚洲地区的认可实验室中,也仅有百佳泰能完全执行全部项目。
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    2019-11-14 15:48
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    2.4G + 5G双频齐下 无线性能就会好?
    百佳泰/Cache 无线网络近年来越来越发达也越来越普遍,不管是在家中、办公室、医院或餐厅,无线网络需求无所不在。然而,也随着视听娱乐的发达,以往只需要传送文字等低流量的速度现在变成需要传送高画质影片、图片以及视频通信等高流量的需求。 如果是少数人使用高流量网络,因网络带宽足够不会发生问题,但是如果是多人同时使用网络的情况下,每个人被分配到的网络带宽就会变小,造成看影片时会有延迟的情况发生,使用视频电话也会发生断断续续的状况。那如何改善这些状况呢?办法不外乎加大网络的带宽或是调整网络的优先级(QoS )来解决。 无线网络有分2.4GHz与5GHz这两个频段且各自独立,最好的情况下是这两个频段能够分开使用以增进整体的流量。单纯就规格来看,802.11n、2×2、2.4GHz可以达到144 Mbps的速度;802.11ac、2×2、5GHz则可以达到866Mbps速度。所以如果两个频段同时使用,整体的流量可以达到1Gbps。 但是实际上比较常遇到的状况是,大家都是用预设联机而使用2.4GHz的频段,反而没有去使用5GHz 频段,导致会有使用起来觉得速度很慢的现象。这是因为大家共同在抢相同的资源,所以每人分配到的流量就很小。 新的无线AP技术可以改善这种状况,分配用户到使用率低的频段去,这部分之后会另外有文章说明;这里主要探讨AP会不会因为2.4GHz与5GHz两个频段同时使用,而造成本身性能的降低。这个项目目前也在宽带论坛(Broadband Forum)热烈讨论中,预计会在下一版的TR-398 增加这项性能项目的测试规范。 接下来我们分别针对Wi-Fi 5 (802.11ac) 与Wi-Fi 6 (802.11ax) 不同品牌的家用无线基地台双频(2.4G与5G)同时使用时的性能差异比较。我们选了2台笔记本电脑、2支手机与3台802.11ac无线基地台(如下表)来进行这项实验。 首先是单一频段跑出来的数据如下表,特别注意的是Intel Wireless-AC8265 网卡在2.4G上行速度不到下行速度的一半,5G部分上行速度虽然比下行差了一点不过没差距这么大;反观Broadcom BCM59355并没有此问题。根据Intel的回复,此现象是OEM的版本的无线网卡驱动程序所造成,Intel 建议更新为最新的驱动程序就可以解决此问题。 再来,当同时联机2.4G与5G,就数值来看,其实差异不大。 但是如果我们把单独频段使用与共同频段使用来做比较,就会发现一些差异。我们定义差异在5%以内是一个合理的数值,因此Broadcom BCM59355在某些AP的表现会比Intel Wireless-AC 8265差异来得大,TP-Link AP 的差异会比其他品牌AP来得明显。 看完802.11ac的数据后,那最近最燃爆的Wi-Fi 6 AP呢?我们选了一台DIY 系统、1支手机与3台802.11ax无线基地台(如下表)来实验两个频段同时使用时,性能是否会较差。 Wi-Fi 6单一频段实测出来的数据如下表,特别注意到的是,这两个Client 虽然标榜用802.11ax技术与芯片但实际联机我们发现Samsung S10+ 的连接速度只有1080Mbps (使用早期Wi-Fi 6芯片) 而Intel AX200 则是有达到2.4Gbps的速度,因此实际上跑出吞吐速度上也是有差异。 再来同时用Wi-Fi 6 设备来联机2.4G与5G,跑完结果如下表。就整体数据来看,Netgear 与ASUS这两台差异并不大,不过可以注意到的是TP-Link 虽然在上行部分没什么差异,但是在下行的部分5G 的速度大幅度下降,反而比单独频段使用更糟。 如果套到实际使用环境来看,当只有一个人在5G下载时,速度是很顺畅的,这时候如果其他人使用2.4G联机,那5G的下载速度会明显降低,用户会觉得网络速度突然下降的感觉。 再来我们做差异的比较,会发现TP-Link的AP在下行的部分有明显数据下滑约40%,上行部分倒是没有变化,这应该是该产品在设计上所造成的问题,建议可以从板端设计或是用内部的干扰以及固件部分去修正。 图: 上行速度各家AP都会为两个频段同时使用而增加 图: 下行速度AX8与AX88U因为两个频段同时使用而增加,但AX6000 因为两个频段同时反而整体速度下降 一台好的家用无线基地台除了功能支持要够多,性能也必须同时兼顾。如果可以在上市前先做好质量把关,产品卖到消费者手中就会减少很多客户投诉的问题。 针对产品设计商、品牌商、以及ODM/OEM厂商,百佳泰能够提供点对点的验证测试服务,于产品开发阶段就找出潜在风险与问题;针对系统整合商、品牌商,我们更能够提供产品采购咨询及建议,确保销售的系统整合方案拥有卓越性能,同时还可因应需求提供客制化的使用情境模拟场域进行测试。更多细节咨询,欢迎直接联系我们,来为您提供质量把关协助。
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    2019-10-16 15:05
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    无线网络越来越重要,您的无线网络质量稳定吗?
    无线网络高度依赖的时代 物联网时代的快速发展,根据国际研究机构IDC的预测,2019年全球围绕物联网衍生的商机近一兆美元;而移动设备的普及,国人在使用网络的比重亦快速攀高,根据2018年台湾网络统计报告显示,12岁以上个人曾经上网率高达82%,约1700多万人,最常使用装置:手机(96.8%)、台式电脑/笔记本(66.4%)、主要上网地点:家中(94.1%)、工作场所(38.8%);平均每日上网:4.3小时。各项的统计数据显示,无论在工作或生活,网络已是不可或缺的一部分。 在无线网络的部分,因其有搭建简单,不受硬件线路与环境等工程的限制、终端使用者连结的便利性等优势,让许多的公司、工厂、仓储、百货、公共空间等等,大部分皆已组建无线网络环境,作为提供客户以及内部工作使用,从工作性能与客户满意度的角度观之,无线网络稳定度更是重要。 无线网络“稳定”的重要性 在我们大量依赖使用无线网络环境的同时,其所衍生的问题则是“网络稳定性”,连上网而无法有效浏览网页或联机成功,导致无法进行数据的查询,通讯沟通等等,这些网络不稳而造成的不便,是大家都一定有遇过的状况。因此,如何维持与维护无线网络环境性能的稳定,则是当今很重要的课题。影响无线网络质量的因素多而复杂,包括: · 场域空间设计与隔间 · 场域内使用的建材 · 场域内的使用设备、家具等材质 · AP搭建的数量与AP质量 · AP搭建的位置 · 使用者数量 · 无线网络使用的目的性 这么多的原因导致无线网络信号不佳,但要找出真正的原因才最令人困扰,因若无法掌握问题根源有效解决,则会造成治标不治本的恶性循环。 面对无线网络问题,常见的处理方式与态度 根据我们的访谈经验了解到,大多在处理无线网络问题时,常会有以下的情况,导致无法有效解决问题。 · 被动式处理: 都是使用者发现有问题,才通知管理者,【被动式】的处理问题。 · 治标不治本: 发生问题,当下解决后,很少会留下纪录如何解决的,无法全面了解问题根源。 · 依赖备援: 认为有备援机制,而忽略维护的重要。 · 忽略预防的重要: 鲜少主动检测无线网络的质量,都是常遇到出问题的部分,再来解决改善。 · 忽略处理时间衍生的成本: 委外厂商的处理能力,许多的使用单位,无线网络的搭建,都是委托信息整合厂商进行,而委外厂商的技术能力与质量,则会影响到稳定性问题,虽然,厂商都有售后保固,但在面对问题解决时,一来一往的沟通与现场问题排除,是相当耗费时间与人力等成本。 案例讨论 无线网络的使用看似落实于平常生活,但仍有许多的场域面临到信号不稳定的情况,尤其大型商业或公共场域,也开始重视无线网络环境性能的稳定性。台北某饭店及医院,他们就常遇到网络不稳的问题,且都无法有效的改善,因此委由百佳泰进行环境的检测,找出问题的根源。 饭店: · 饭店规模:300间房 · 遭遇问题:客户常反映网络信号不稳定,影响客户满意度与企业合约客户续约的意愿。信息人员都是接到客诉才知道网络出问题。 · 检测地点:大厅、客房、客房外走廊、咖啡厅 · 客房AP搭建:每间客房1个AP。 · 实际检测结果: · 客房: · 部分AP死机,无法运作,但是网管维护人员并不清楚,无法有效掌握网络状态。 · AP搭建位置与周边遮蔽物等问题,导致信号覆盖效益不佳 · 公共区域:搭建位置问题,导致信号覆盖无法优化 医院 · 现况:医院内部网络信号不佳,内部员工与病患常会反映连上网的速度慢,甚至会有无法上网的情况。 · 检测结果: · 场域隔间以及内部医疗设备材质等因素,导致AP信号覆盖率不佳。 以及规划无线网络环境前,并无预估多少人数使用,导致现有AP的数量不足以应付现有使用量。 为什么需要无线网络的检测: 由前述案例来看,AP搭建的数量都不少,但是都面临到网络不稳定的情况,以及在整体环境维护管控上的困难,如此亦证明,干扰无线网络环境性能的因素复杂,并非AP搭建越多越好。 建置无线网络环境不难,但要建置稳定优质的无线网络环境就是一门学问,前面提到很多导致网络不佳的原因以及所受到的影响,在这个高度依赖上网的时代,还在利用经验值进行网络的搭建吗?厂商搭建完成后,是不是开启网页确认是否上网就完成安装验收了呢? 无线网络建置与维护,不仅是要专业与经验值,更要透过好的工具与系统,进行更完善的检视与分析,如此才能打造一个完善稳定的无线网络环境。 百佳泰无线网络环境性能解决方案 · 全天候实时监测,搜集信息更完善 · 常见的检测软件,所检测搜集的信息,都是属于检测当下的状态,但这样的信息虽然实时,但不够完整与全面。 · 百佳泰无线网络监测系统,可24小时实时监测,搜集每分钟网络使用状态,包括AP信号强度与传输速度。 · 利用全天候的网络状态信息搜集,进行更完整的无线网络环境性能分析,以确保场域的网络质量。 · 化被动为主动、主动掌握网络状态 大部分发现网络有问题,都是从使用者的反应而得知。透过heatmapbox监测系统,不仅能实时掌握当下网络状态,警示功能的设置,更能在网络信号强度开始衰退时,就收到通知,提前进行问题的查找与排除,提早解决问题。
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    2019-9-17 16:59
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    作者:百佳泰/Romonz 近几年移动通信蓬勃发展,尤以4G LTE技术最为火热,因此也出现许多支持移动上网应用产品,如便携式移动路由器、LTE路由器等此类产品。 LTE路由器主要透过Wi-Fi、Ethernet等模式分享移动网络给用户。然而,LTE路由器在透过不同传输接口分享移动网络的过程中,有可能因为不同硬件和芯片之间的兼容性而造成速度转换落差,或是因产品本身设计瑕疵造成速度性能降低。举例来说,转换速度佳的LTE路由器可以维持在多人播放4K影片时依旧保持播放流畅;而转换速度较低的LTE路由器就可能会有延迟、持续读取、甚至画面打不开的情况发生。对于用户来说会明显感受到速度落差的状况,造成用户体验不佳的情形发生。 由以上LTE路由器所发生情况,我们归纳了2点问题: · 转换率不佳 · 速度性能与规格不符 LTE路由器该怎么测? 百佳泰蕴含深厚的无线路由器测试经验,我们选用市面3款较为热门的LTE路由器,并设计速度转换率测试,可验证LTE路由器在不同的移动网络传输速度规格(LTE Category)与传输接口(Wi-Fi、Ethernet)间的速度转换变化,藉此了解LTE路由器在速度转换、性能上的差异。厂商在日后设计LTE路由器时,也能以此作为一项参考指标。 此次测试我们挑选了三台市面上LTE路由器作为测试验证的DUT,规格如下: 表一:LTE路由器规格 测试项目 · LTE Category · LTE Category 4 · LTE Category 6 · 传输接口 · W-iFi Mode · Wi-Fi 2.4GHz: 802.11b/g/n 20/40MHz · Wi-Fi 5GHz: 802.11ac 20/40/80MHz · Ethernet 速度转换率测试环境 测试架设 如图一,测试架设在一个无电磁干扰的环境下,Radio CommunicationTester基地台仿真器经由RF Cable连接至LTE路由器,而Test Bed则是经由Wi-Fi连接LTE路由器。 图一:测试架设图 测试仪器环境设定 Radio Communication Tester基地台仿真器(R&S CMW500),可提供测试一个稳定的移动网络。LTE Category传输数值则依基地台仿真器所能设定最大负载设定,设定如下: LTE Cat. 4:下载/上传 : 127Mbps/ 51Mbps LTE Cat. 6:下载/上传: 254Mbps/ 51Mbps LTE路由器中Wi-Fi发射的RSSI能量设定为:可维持Wi-Fi最高速所需的能量(-30dBm~-35dBm之间)。 测试测量方法 测量方式为:从基地台仿真器传送信息至LTE路由器后,LTE路由器转换传输至Test Bed之数值来做为测试数据,并以下列两数值做为评测。 速度转换值:LTE路由器在接收基地台仿真器数据并转换传输至Test Bed后,Test Bed所取得之数值。 速度转换率=速度转换值/基地台仿真器设定传输数值。 速度转换率标准依百佳泰多年累积的测试数据为参照:转换率应达到 90% 以上。 测试数据 我们先验证LTE Category 4在不同接口上速度转换的数值是否有达到标准。 LTE Category 4 to Wi-Fi 2.4GHz: 802.11b/g/n (20 and 40MHz) 由上图(图三、图五)测试数据来看,三台LTE路由器在上传的转换值及转换率的数值差异不大(转换值都介于49Mbps左右)。但在下载部分(图二、四),三台数值都偏低,未达到90%标准。此外,由转换值来看A牌无论在20MHz或着是40MHz部分数值都呈现较低(以40MHz部分为例A牌数值为97Mbps,而其它两台数值都在107Mbps左右),因此在整体上A牌较差。 LTE Category 4 to Wi-Fi 5GHz: 802.11ac (20, 40 and 80MHz) 由于C牌无支持5GHz Band,所以在802.11ac会以A牌和B牌两台做评测。由上图(图七、图九、图十一)测试数据来看,两台LTE路由器在上传速度转换值及转换率的数值差异不大(转换值都介于49Mbps左右)。但在下载部分(图六、图八、图十)可看出只有B牌在802.11ac 80MHz转换率有达到90%的标准,且转换值也较高,因此B牌在5GHz:802.11ac表现上较佳。 LTE Category 4 to Ethernet Port 以LTE Cat.4(图十二、图十三)的测试数据来看,Ethernet转换率在3台LTE 路由器皆有达到标准到90%以上,但在上传部分C牌明显比其他路由器低出许多(只有71%左右),针对该问题还是需要多方面测试再进行确认动作。 由LTE Category 4测试数据来看,我们总结以下2点问题 · 转换率不佳 从LTE to Wi-Fi数据上我们看到所有LTE路由器在上传皆达到90%标准,然而在下载时只有B牌在802.11ac 80MHz有达标,其它的转换率都介于60%~85%之间,明显偏低。 另从LTE to Ethernet数据来看,在Ethernet转换上三台皆有达标,但C牌的上传转换率部分只有71%。 · LTE路由器之间性能差异 整体来说,三台在下载转换率的部分,虽然C牌在 802.11bgn 20MHz有较好的表现,但以整体数值上看,B牌则表现较佳。而在Wi-Fi下载率部分,只有B牌在802.11ac80MHz有达到标准。 在上传转换率部分,除了C牌的Ethernet上传部分明显偏低,其它都有达到标准且数值差异不大。 此外,B牌本身也支持LTECategory 6规格,那么B牌在LTE Category6是否也如LTE Category 4一样有转换率的情形呢?我们接着继续验证。 LTE Category 6 to Wi-Fi 5GHz: 802.11ac (80MHz) 如图十五数据结果显示,B牌上传数值正常,有达到90%标准。但在下载转换率上是明显偏低的(如图十四);与Category 4的表现相比,数值也仅高出一点,因此B牌在LTE Category 6数值表现上是未达到产品本身所宣称支持LTE Cat.6规格的传输速度水平。 LTE Category 6 to Ethernet Port 依LTE Cat.6(图十七)结果显示,B牌在上传部分转换率有达到90%以上的标准。 但在下载部分(图十六)B牌的表现如同在Wi-Fi转换值的测试结果相近:未如Category 4一样有达到标准。虽然数值上128 Mbps比在Wi-Fi的116Mbps数值高,但仍未达LTE Cat.6应有的传输水平。 由LTE Category 6转换测试数据,我们总结整理出以下问题。 · 速度性能与规格不符 以B牌在LTE Cat.6测试数值来看,在Wi-Fi和Ethernet下载转换值只有116Mbps、128 Mbps,数值明显偏低。以百佳泰多年测试经验来看,我们分析出LTE Cat.6 spec.的下载最大传输数值应为300Mbps,而在下载转换值至少应能达到200Mbps以上的标准,因此从整体测试数据来看,B牌在LTE Cat.6的下载转换值未达规格速度性能的水平。 综合以上测试数据我们观察到以下几点问题 · 转换率不佳 在Wi-Fi下载转换率上三台数值普遍偏低;在Ethernet部分大致都有达到标准,但C牌在Ethernet上传转换率上有低落情形。 · 速度性能与规格不符 B牌数值表现是三台中较好的,但在LTE Cat.6 下载转值与转换率上未达LTE Cat.6应有规格水平的问题。 · LTE路由器之间性能差异 由三台数值显示,A牌在整体的数值性能上较为不理想。 最专业&全方位的路由器测试 由此次测试我们观察到LTE路由器的此类产品除了本身性能差异外还可能有速度转换率不佳、速度性能、及规格不符等问题存在,而这些问题有可能造成用户体验不佳、甚至面临品牌信誉受损的风险。品牌厂与设计厂日后可藉由上述测试数据作为参考指针,百佳泰拥有多年测试经验及备有完整的测试环境,能针对您的产品从开发初期到上市,全方位协助进行除错分析、测试建议、以及提供完善的客制化测试服务。此外百佳泰另提供针对无线性能验证之TR-398标准测试服务,可减低客户产品在功能、性能上存在缺失的不确定性因素,进而增加消费者对产品的信赖度,提升品牌价值。
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    2019-7-23 14:41
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    作者:百佳泰/Jim 随着无线通信技术,例如5G、W-Fi、蓝牙等不断推层出新,以及连网产品快速普及,带给人们更快捷便利的生活;然而,无线信号干扰的问题却是日渐严重。无线信号干扰源不胜枚举,而在日常生活环境中,最容易遇到的无线干扰有三种: 1.同频干扰(Co-channelinterference): 在同一场域不同装置同时使用相同无线频道,例如同样使用2.4GHz Channel 6的微波炉和Wi-Fi装置便会互相产生干扰而降低性能。 2.临频干扰(Adjacentchannel interference): 异于同频干扰,临频干扰是相邻频道的“距离”不够远,以导致信号能量干扰到邻近的几个频道。 3.射频干扰(RFinterference): 因应便携式设备热潮以及多元化的功能应用,相关模块设计已往轻薄短小发展,系统内的辐射信号对自身天线性能产生干扰。 面对第三种由系统内不同通讯模块彼此产生的射频干扰,因没有一套举世通用的标准去预防、解决,使得产品达到优化设计难上加难,尤其在极其狭小与精简的空间中,组件彼此间更容易产生噪声干扰、而影响到其传输表现。本篇文章将聚焦日常生活中常见的射频干扰问题,包括USB 3.1 设备(例如USB Dongle)在连接系统(例如笔记本电脑)时,与系统Wi-Fi 2.4GHz信号或是蓝牙2.4GHz信号之间所产生的射频干扰(RF interference),针对这些干扰问题,亦提供相对应的测试解决方案。 首先来介绍De-sense 接收感度恶化(Degradation of Sensitivity),它是目前在产品设计、开发、量产中普遍面临的问题。Desense棘手之处在于,其干扰与被干扰的信号频率相近,无法以简单的滤波器滤除,所以通常须采取屏蔽(Shielding)、远离噪声源等硬件改善的方法,来破坏噪声传输路径达到降低干扰。然而,越趋小型化的电子产品,阻挡噪声路径的方案,效果也越来越不易设计与掌控。 其次,由系统内部发射的干扰信号虽小,但是因为距离接收天线非常近,危害影响却很大。此种干扰会降低天线的信噪比(Signal-to-noise ratio),进而造成天线的吞吐量(Throughput)大幅下降,其中较常见的状况即为USB 3.1 设备在连接系统时,与系统Wi-Fi 2.4GHz信号之间所产生的干扰,高速传输接口与无线通信出现严重抵触,使得现行许多设备无法两者并存。 图1: 连接USB3 设备后,噪声比未连接时多了 20dBm。 (Source: Intel Document: 327216-001 P.10) USB 3.1 所产生的信号干扰可能来自接头、线材及设备本身,如果Wi-Fi的天线靠近信号辐射的位置,则来自USB 3.1的干扰较易影响系统的无线接收器的灵敏度,这会导致无线网络质量的下降。 图2: 干扰信号来自接头、线材以及设备本身。 (Source: Intel Document: 327216-001 P.9) 而目前系统不断走向更为轻薄的体积发展,也使用了多功能SoC芯片, 在单一芯片内能同时拥有Wi-Fi、蓝牙和USB 3.1三种功能,使得系统天线和USB端口在产品设计上若是相对位置太相近,将会恶化干扰问题(见图标1、图标2) , 所以只要是配有USB3.1接口的系统,为了避免无线网络速率下降或是联机范围缩小等问题,在线材及设备上对无线干扰的遮蔽就变得相当重要。 无线干扰的潜在风险 面对产品设计不良的而造成的无线干扰问题,对于消费者以及厂商会带来什么样的影响呢? 消费者: 若产品质量可被消费者认同,则消费者对于该品牌可能会抱持较正面的态度,甚至加速其购买行为。 厂商: 因产品质量不佳带来许多负面效果,例如: 1.增加产品开发时间 2.增加产品研发费用 3.增加退货的机会 4.销售量的减少 5.降低用户对公司质量的信任 6.降低使用者对品牌的忠诚度 7.降低公司品牌的形象 无线干扰Wireless Desense测试方案 为了解决上述USB 3.1对无线干扰的问题,百佳泰提出了 Wireless De-sense 的测试方案,目的是为了让厂商能透过专业测试实验室进行测试来确认产品质量、建立良好的品牌信誉以立足于庞大的产业链中。Wireless Desense不但能够针对系统产品,亦能够针对USB配件、蓝牙配件,提供相对应的验证服务。接下来,就让笔者来分享百佳泰打造的专业测试环境与实测案例吧! Wireless Desense测试环境 ·测试平台、信号衰减器以及AP分别放置电波隔离室(箱),以排除其他干扰变量发生 ·测试平台(SUT或是DUT)可为笔记本电脑、USBDocking、蓝牙键盘、蓝牙音箱等 图3: Wireless Desense测试环境 Wireless Desense实测案例 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的讯号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本电脑系统的USB接口,量测USB装置连接与未连接系统之间系统Wi-Fi 接收与传送吞吐量流量差异变化。 测试标准: 百佳泰订定严格的吞吐量流量差异标准,以确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,不会影响笔记本连网速度以及稳定性等问题。 · 强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 5% · 中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 5% · 弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,吞吐量流量差异标准 <= 10% 测试结果: 根据报告显示,在强信号(StrongSignal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本电脑或是USB#1笔记本电脑,两台系统的Wi-Fi 接收或是传送 吞吐量流量差异都在合格范围低于5%标准值。 在中等信号(MediumSignal)测试状态下,USB#0笔记本电脑得到的传送数值-7.43%以及接收数值-8.05%皆高于标准值5%,这项结果显示,系统Wi-Fi在中等信号下,将会明显得被USB装置的信号影响。 在弱信号(WeakSignal)的测试状态下,USB#0笔记本电脑的接收、传送以及USB#1笔记本接收的吞吐量流量差异,皆在合格范围低于5%标准值。唯独USB#1笔记本的发送数值为-11.04%高于标准值5%,对应到日常生活中的常见问题,例如笔记本电脑在上传档案时会发生延迟现象。 Bluetooth HID Device Co-existence Test 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的信号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本系统的USB接口,确认USB装置连接与未连接系统时,蓝牙键盘与蓝牙鼠标皆可顺利且正常的操作。 测试标准: 透过专业测试人员严加判断测试结果,确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,不会影响蓝牙键盘或是蓝牙鼠标使用上的不顺畅。 ·强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 ·中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 ·弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,键盘/ 鼠标操作无任何延迟以及中断的现象 测试结果: 根据报告显示,无论在在强信号(Strong Signal)、中等信号(Medium Signal)亦或是弱信号(Weak Signal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本或是USB#1笔记本,蓝牙键盘或是蓝牙鼠标在操作上无任何延迟以及中断现象。 Bluetooth Audio Streaming Test 测试平台: 两台笔记本电脑,编号为USB#0和USB#1 测试手法: 在3段不同的信号强度,分别为强信号、中等信号以及弱信号下,将同一个USB 3.1装置插入两台笔记本电脑系统的US接口,同时播放Youtube 4K影片,确认USB装置连接与未连接系统时,蓝牙音箱仍可顺利正常播放声音,不会有任何延迟或破音情况发生。 测试标准: 透过专业测试人员严加判断测试结果,确保一般使用者在笔记本安插USB装置时,播放中的Youtube 4K影片,不会受到USB信号影响,而能够透过蓝牙音箱正常播放声音。 ·强信号 (RSSI: -45 ~ -50 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 ·中等信号 (RSSI: -68 ~ -72 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 ·弱信号 (RSSI: -78 ~ -81 dB)下,声音正常播放,没有任何延迟或破音情况发生 测试结果: 根据报告显示,无论在在强信号(Strong Signal)、中等信号(Medium Signal)亦或是弱信号(Weak Signal)的测试状态下,不管是USB#0笔记本或是USB#1笔记本,蓝牙音箱皆能正常播放声音,没有任何延迟或破音。 结语 Desense并非单一产品才会发生的问题,任何组件在运作时,工作频率只要是相近的,都有可能会发生因干扰而造成信号接收感度下降的情况,这些从组件发出的信号若是因设计不良,就很有可能会造成相互干扰。传输接口,例如HDMI、触控屏幕、相机模块、固态硬盘及无线芯片组/无线模块(如Wi-Fi、蓝牙、GPS)等,均需透过缜密的量测、计算,才能精准找出最佳的内建位置,避免彼此间的干扰,将所有可能的问题风险降至最低。 本文所探讨的内容虽然仅是噪声验证的其中一种状况,然而,我们已可以见微知著了解到无线通信技术的博大精深,以及信号干扰掌控的技术深度。厂商在开发时,均需透过更深入的研究、更多的技术资源与精力投入,或是透过第三方专业实验室协助,开发相应的量测方式及与测试解决方案。本文提及的测试环境以及测试手法等等,看似不难,然而,在执行测试时需要专业知识以及测试经验,例如在不同大小的屏蔽室,该如何调整DUT与衰减器之间的距离以及天线角度调整等等。 Wireless Desense测试亦在百佳泰推出的系统周边配件资格认证计划中,扮演举足轻重的角色;随着轻薄型计算机市占率逐年增高,相对带动了周边零配件的需求并且带动市场的蓬勃发展,百佳泰与时俱进,持续开发的系统周边配件资格认证计划,尤以Mac配件资格认证最具代表性,期望能够协助制造商在早期阶段验证产品与系统的兼容性。一旦产品通过测试后,百佳泰将会提供测试报告及证书作为 产品质量证明 。通过质量测试的产品在市场上更能表现出与一般产品的差异性: 1. 成为市场上一流的产品 2. 具备创新与排他性 3. 深受市场消费者信赖的产品 4. 消费市场上的质量保证 无论您是供货商、品牌商、电商及通路商,百佳泰都能够在质量证明上助您一臂之力。
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