河南聯(lián)通公司寬帶與Wi-Fi測試分析報(bào)告
0 引言
隨著“智享生活、智慧沃家”的推廣以及無線路由器的普及,越來越多的家寬用戶在選擇局域網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)會(huì)考慮無線網(wǎng)絡(luò)。Wi-Fi常見的工作頻段有:2.4G頻段和5G頻段。本報(bào)告結(jié)合Wi-Fi理論+實(shí)測數(shù)據(jù),整理分析了不同的Wi-Fi頻段對寬帶的損耗程度。
1 測試情況
1.1 測試分析方法
通過搭建FTTH家庭寬帶測試環(huán)境,建立無線網(wǎng)絡(luò)連接,使用用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分頻段分場景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測速、ping穩(wěn)定性測試。
1.2 測試覆蓋范圍
協(xié)調(diào)組織鄭州、洛陽、周口、許昌、濮陽、南陽、濟(jì)源、新鄉(xiāng)、駐馬店共9個(gè)地市參與此次測試,向地市下發(fā)測試指導(dǎo)手冊和測試反饋表供記錄詳細(xì)的測試數(shù)據(jù)。9地市一共選取了45個(gè)接入線路質(zhì)量良好、HGU測速達(dá)標(biāo)且至少具備2.4G和5G頻段Wi-Fi的家寬用戶進(jìn)行測試,測試樣例涵蓋的簽約速率有200M(1戶)、300M(36戶)、500M(7戶)和1000M(1戶)。
1.3 測試組網(wǎng)
用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)湟约皽y試環(huán)境實(shí)物圖如圖1所示。
圖1 用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)連接和測試環(huán)境
2.4G測試點(diǎn)、5G測試點(diǎn)、Wi-Fi 6測試點(diǎn)參考圖2的點(diǎn)位設(shè)置。
圖2 測試點(diǎn)位設(shè)置
點(diǎn)位說明如下。
P0:不穿墻;
P1:平層穿1堵墻(關(guān)閉房門);
P2:平層穿2堵墻(關(guān)閉房門)。
1.4 測試情況說明
● 預(yù)置條件
1)支持無線網(wǎng)絡(luò)2.4G & 5G & Wi-Fi 6的千兆路由器;
2)無線網(wǎng)卡可適配支持相應(yīng)測試速率的終端設(shè)備;
3)中興GPON F607Za,烽火GPON 261GU,創(chuàng)維GPON DT741等家用光電貓;
4)預(yù)備6類網(wǎng)線(避免用戶網(wǎng)線傳輸不穩(wěn)定造成的測速不達(dá)標(biāo))。
● 測試時(shí)間
為避免OLT PON口擁塞,確保ONT獲取到最大可用帶寬,大部分測試樣例選擇在閑時(shí)(上午9點(diǎn)-11點(diǎn))進(jìn)行測試。
● 測試平臺(tái)
1)終端分別連接不同Wi-Fi頻段在相應(yīng)點(diǎn)位分場景進(jìn)行速率測試。統(tǒng)一使用中國聯(lián)通寬帶測速平臺(tái)(免插件版,平臺(tái)目前只支持電腦測速,手機(jī)暫不支持)進(jìn)行“實(shí)測速率”值測試。
2)“HGU測速”值使用掌上裝維HGU測速,記錄平均下載速率值。
3)“Wi-Fi連接速率”基于用戶終端連接不同頻段后顯示的連接速率。
4)ping穩(wěn)定性測試的時(shí)延和丟包率取自終端ping -l 512 -n 100后顯示的往返平均時(shí)延和雙向丟包率。
1.5 測試執(zhí)行步驟
1)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建
家庭寬帶入戶,光貓連接正常,設(shè)置路由器關(guān)閉多頻合一模式,便于對2.4G頻段和5G頻段分別進(jìn)行測試,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建完畢。
2)HGU測速+有線連接ping穩(wěn)定性測試
使用掌上裝維HGU測速,記錄平均下載速率值;用戶終端直連光貓千兆端口ping -l 512 -n 100,記錄平均往返時(shí)延及丟包率。
3)2.4G測試-用戶終端設(shè)備連接2.4G頻段
(a)在圖2 中的P0位置進(jìn)行不穿墻測試,記錄終端“Wi-Fi連接速率”,登陸聯(lián)通寬帶測速平臺(tái)記錄“實(shí)測速率”,終端進(jìn)行ping測試:
ping www.baidu.com -l 512 -n 100
記錄“ping平均時(shí)延”和“ping丟包率”;
(b)將用戶終端設(shè)備移至圖2中的 P1位置進(jìn)行平層穿1堵墻(關(guān)閉房門)測試,重復(fù)步驟(a)操作并記錄測試數(shù)據(jù);
(c)將用戶終端設(shè)備移至圖2中的P2位置進(jìn)行平層穿2堵墻(關(guān)閉房門)測試,重復(fù)步驟(a)操作并記錄測試數(shù)據(jù);
4)5G測試-用戶終端設(shè)備連接5G頻段后重復(fù)步驟(3)操作并記錄測試數(shù)據(jù)。
5)Wi-Fi 6測試-用戶終端設(shè)備連接Wi-Fi 6頻段后重復(fù)步驟(3)操作并記錄測試數(shù)據(jù)。
2 網(wǎng)絡(luò)側(cè)測試數(shù)據(jù)分析
本報(bào)告主要以統(tǒng)計(jì)圖表方式呈現(xiàn)測試數(shù)據(jù)分析內(nèi)容,詳細(xì)的測試樣例記錄和分析數(shù)據(jù)參見附件。選取36戶簽約速率為300M的家寬用戶實(shí)測數(shù)據(jù)作為樣本值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,其中2.4G和5G測試樣例數(shù)為36個(gè),Wi-Fi 6測試樣例數(shù)為7個(gè)。
2.1 ping穩(wěn)定性雙向時(shí)延情況
基于用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行ping穩(wěn)定性雙向時(shí)延測試,不同頻段不同場景下ping -l 512 -n 100平均雙向時(shí)延如圖3。可見有線連接時(shí)延最低,Wi-Fi 6優(yōu)于5G,5G優(yōu)于2.4G。
圖3 ping穩(wěn)定性雙向時(shí)延
2.2 ping穩(wěn)定性雙向丟包率情況
基于用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行ping穩(wěn)定性雙向丟包率測試,不同頻段、不同場景下,ping -l 512 -n 100平均雙向丟包率如圖4。可見:有線連接不存在丟包情況;不穿墻和平穿1堵墻時(shí),Wi-Fi 6丟包最少,2.4G丟包最多;平穿2堵墻時(shí)仍然是Wi-Fi 6丟包最少,但5G丟包最多。
圖4 ping穩(wěn)定性雙向丟包率
2.3 不同頻段場景下實(shí)測速率情況
基于用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行速率測試,不同頻段、不同場景下平均實(shí)測速率如圖5。可見:用戶寬帶HGU測速均達(dá)標(biāo),且遠(yuǎn)優(yōu)于其簽約速率;不穿墻和平穿1堵墻時(shí),Wi-Fi 6速率最高,2.4G速率最低;平穿2堵墻時(shí),5G速率最高,2.4G速率最低。
圖4 不同頻段場景實(shí)測速率
2.4 不同頻段場景下速率衰耗情況
基于用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行速率衰耗測試,衰耗率=(HGU測速-實(shí)測速率) / HGU測速。不同頻段不同場景下平均衰耗率如圖5。可見:無論用戶連接任何Wi-Fi頻段,隨著穿墻次數(shù)的增加,連接速率衰耗都極具增大。
圖5 不同頻段場景衰耗率
3 結(jié)合用戶實(shí)際應(yīng)用測試數(shù)據(jù)分析
隨著智能終端功能的不斷強(qiáng)大,越來越多的智能終端娛樂活動(dòng)融入我們的日常生活,而這些活動(dòng)都離不開Wi-Fi的使用。家居穿墻場景作為用戶日常涉及最多的Wi-Fi使用場景,可能會(huì)影響到用戶上網(wǎng)、游戲、視頻等各種活動(dòng)。
進(jìn)一步選取同時(shí)具備2.4G、5G和Wi-Fi 6頻段的6個(gè)家寬用戶進(jìn)行測試,針對幾種典型的Wi-Fi使用場景進(jìn)行對比測試,測試游戲、視頻的Wi-Fi體驗(yàn)。
3.1 對比環(huán)境說明
1)測試工具及條件
測速軟件:游戲軟件(“王者榮耀”)、視頻軟件( “抖音短視頻”)。
網(wǎng)絡(luò):中國聯(lián)通寬帶300M。
2)測試環(huán)境
參照2.3測試組網(wǎng)設(shè)置。
3.2 “王者榮耀”游戲測試對比
游戲是家寬用戶日常使用最多的場景之一,近年來王者榮耀成為很大一部分手游玩家的必備游戲之一。所以接下來測試各Wi-Fi場景下進(jìn)行王者榮耀游戲的體驗(yàn)情況。
3.2.1 游戲時(shí)延
通過王者榮耀自帶的網(wǎng)絡(luò)診斷功能,分別在2.4G、5G與Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行穿墻測試,測試終端在穿墻場景下的游戲延遲。
3.2.2 Wi-Fi穿墻場景游戲時(shí)延
使用“王者榮耀”自帶的網(wǎng)絡(luò)診斷工具,在不同的測試場景下連接不同的Wi-Fi頻段,對穿墻下的游戲互聯(lián)網(wǎng)端到端時(shí)延進(jìn)行對比測試,結(jié)論是:由同一頻段下穿墻越多,時(shí)延會(huì)越長,當(dāng)時(shí)延達(dá)到一定的限值,會(huì)對用戶游戲體驗(yàn)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響;同一場景下,Wi-Fi 6的時(shí)延明顯最小,2.4G時(shí)延最大。由此可見,Wi-Fi 6不管在時(shí)延、覆蓋范圍還是穿透能力上都表現(xiàn)良好。
3.3視頻播放測試對比
日常生活中豐富多彩的電影、電視劇、綜藝、體育賽事等各種視頻與我們的生活形影不離,越來越多的用戶選擇用智能終端在線觀看各種視頻,而不是單一地選擇傳統(tǒng)的電視觀看。
由于目前沒有任何一款視頻APP自帶網(wǎng)絡(luò)診斷功能,本次視頻測試選擇以右手豎握的姿勢在線播放抖音短視頻,通過終端在不同測試地點(diǎn)(不穿墻,穿1堵,穿2堵),分別連接不同Wi-Fi頻段,觀察5 min內(nèi)出現(xiàn)的視頻卡頓次數(shù),來比較各類Wi-Fi頻段的穿墻效果,測試結(jié)果如圖6。
圖6 不同頻段Wi-Fi穿墻場景視頻播放卡頓次數(shù)對比
從結(jié)果可知:不穿墻的測試場景,均沒有卡頓現(xiàn)象發(fā)生;穿1堵墻時(shí),Wi-Fi 6未發(fā)生卡頓現(xiàn)象,連接2.4G和5G均出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象;穿2堵墻的測試場景,連接Wi-Fi 6發(fā)生極少數(shù)的卡頓現(xiàn)象,連接2.4G和5G出現(xiàn)的視頻卡頓次數(shù)卻極具增加。可見,在穿墻場景下,Wi-Fi 6優(yōu)于其他2個(gè)頻段。
3.4 小結(jié)
經(jīng)過測試,Wi-Fi 6在游戲場景中的穿墻數(shù)據(jù)整體表現(xiàn)優(yōu)秀,測試項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于2.4G和5G頻段;另外,不論是在不穿墻、穿1堵墻還是穿2堵墻的場景下,連接Wi-Fi 6的視頻播放體驗(yàn)均優(yōu)于其他兩個(gè)頻段。
4 測試結(jié)論分析
2.4G頻譜的范圍是(2.4 ~ 2.483 5) GHz,共有83.5 MHz帶寬,劃分為13個(gè)信道,每個(gè)信道帶寬20 MHz,造成信道交疊嚴(yán)重,擁堵程度高,速率衰減嚴(yán)重。
5G頻譜的范圍是(4.910~5.875) GHz,有900多MHz的帶寬,是2.4G的10倍還多,信道多,帶寬大,干擾小,所以5G測試速率普遍高于2.4G,但由于5G較2.4G波長長,在覆蓋范圍和穿墻能力上遜色于2.4G。
相對于目前普及的Wi-Fi技術(shù)而言,Wi-Fi 6無論在ping穩(wěn)定性、速率和穿透力上表現(xiàn)均優(yōu)于Wi-Fi 5標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合家寬用戶幾種典型的Wi-Fi使用場景,對Wi-Fi 6和其他2個(gè)Wi-Fi頻段做了對比測試,測試游戲、視頻的Wi-Fi體驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),Wi-Fi 6在游戲場景中的穿墻數(shù)據(jù)和視頻播放體驗(yàn)均優(yōu)于其他2個(gè)頻段。
Wi-Fi信號和穿墻效果受路由器本身天線、擺放位置、房屋結(jié)構(gòu)(高層承重墻、房門材質(zhì))、用戶終端等因素影響較大。在實(shí)際測試過程中發(fā)現(xiàn)用戶側(cè)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境干擾嚴(yán)重,普遍附近檢索到30~50個(gè)Wi-Fi信號,造成頻段干擾、速率衰減嚴(yán)重。
綜上所述,本次測試結(jié)合寬帶用戶實(shí)際使用環(huán)境,能夠真實(shí)反映出用戶使用情況,測試的用戶在有線連接的情況下,ping測試穩(wěn)定,無丟包情況,并且各項(xiàng)寬帶測速指標(biāo)均達(dá)標(biāo),驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以滿足用戶帶寬要求。基于此進(jìn)一步結(jié)合用戶實(shí)際的游戲、視頻應(yīng)用進(jìn)行對比測試,發(fā)現(xiàn)Wi-Fi 6無論在穿透能力還是覆蓋能力上,較其他2個(gè)頻段都體現(xiàn)出了更好的性能,帶來了更遠(yuǎn)的傳輸距離與更高的傳輸速率,Wi-Fi 6可以成為家寬用戶解決室內(nèi)覆蓋盲區(qū)、局部補(bǔ)盲的最佳方案。但在Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,用戶連接不同Wi-Fi頻段,在不同穿墻場景下,均出現(xiàn)ping時(shí)延、丟包率等逐漸增大,并且測速衰減明顯增大,此外還存在信號不穩(wěn)定等現(xiàn)象,影響實(shí)際使用感知。建議裝維側(cè)適當(dāng)為客戶優(yōu)化無線環(huán)境,減少頻段干擾,建議Wi-Fi質(zhì)量差的客戶提升Wi-Fi路由器配置或使用分布式Wi-Fi部署提供覆蓋質(zhì)量。
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作者簡介:劉倩,工程師,碩士,主要從事IP城域網(wǎng)及承載網(wǎng)的維護(hù)與優(yōu)化工作。
項(xiàng)朝君,高級工程師,碩士,主要從事IP網(wǎng)、承載網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)研究優(yōu)化。
李江波,工程師,碩士;馬淼娜,工程師。二人主要從事IP城域網(wǎng)及承載網(wǎng)的維護(hù)與優(yōu)化工作。
(本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志社2020年12月期)
關(guān)鍵詞: 河南聯(lián)通寬帶 Wi-Fi測試 家居穿墻 無線路由器
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