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科普:为何路由器传输速度达不到理论速率(2)

2017-03-11 17:56 浏览:

  具体到每一个频段中,则是把该无线频段在物理层的最高速率,然后乘以该频段支持的最大MIMO串流数量得出的(中高端路由器通常是4个)。不过仔细一算,这里似乎有些问题。

  D-Link DIR-895L/R的 5 GHz频段(80 MHz频宽)在物理层的最大传输速率为433 Mbps,乘以4之后是1732 Mbps,相比D-Link官方宣传2166 Mbps的传输速率还差了108.5 Mbps,这是怎么回事呢?

  关于这个问题,路由器厂商的解释通常是「使用了专用的数据压缩技术」这种有些含糊的说法,因此这个108.5 Mbps更像是一种市场营销手段。需要说明的是,这种「提速」的方式在路由器行业已经变成了「新常态」,近期有不少 3x3的双频路由器就突然从「AC1700」变成了「AC1900」。

  另外,在2.4 GHz频段上,情况还要更麻烦一点。

  D-Link号称2.4 GHz频段可以达到1000 Mbps的传输速率。不过在801.11n 2.4 GHz频段(40 MHz频宽)下的最大传输速率是150 Mbps,乘以4个MIMO串流也才600 Mbps,距离1000 Mbps还差了整整400 MMbps……

  关于这一点,路由器厂商一般会这么解释:由于采用了 256-QAM调制模组,可以为每一个串流增加50 Mbps的传输速率,这样原来的600 Mbps就变成了800 Mbps(尽管256-QAM是一个非标准、没有经过IEEE批准且几乎没有什么终端设备支持的东西)。至于剩下这200 Mbps,就和5 GHz频段通过「数据压缩」的提速方法基本是一个意思。

  看到这里,大家应该已经感觉到了,所谓的 5332 Mbps基本就是个谎言。下面我们就看看在实际使用中,D-Link DIR-895L/R这种5332 Mbps无线路由器的传输速率究竟能有多少。

  在这之前,我们有必要先聊聊4×4 MIMO。

  MIMO的全称是Multiple Input Multiple Output(多输入多输出),MIMO技术可以理解为将网络资源进行多重切割,然后经过多重天线进行同步传送,从而提高单一设备的数据传输速度,4×4 MIMO就代表拥有4根发射天线和4根接收天线。

  路由器支持4×4 MIMO自然是件好事,不过问题是,现在我们身边几乎所有的终端设备,包括笔记本电脑、平板和智能手机,都不支持4×4 MIMO。根据我的了解,截止到2017年2月,市面上可以买到的终端设备要么是单流的,要么是2×2。在你的终端设备不支持的情况下,这意味着路由器的4×4 MIMO就没有什么「卵用」了。

  你可能会这么想了,不是有4个MIMO串流嘛,我可以把其中两个分给笔记本电脑,另外两个分给平板。遗憾的是,这也是不可能的。这种一台路由器同时将数据发送给多个设备的技术叫做MU-MIMO,这项技术你家里的路由器或许支持,不过你的终端设备极有可能不支持。(三星Galaxy S7等旗舰手机支持MU-MIMO,但支持该技术的笔记本电脑几乎没有。)

  此外,即使路由器和终端设备都支持MU-MIMO(MU即Multi User,多用户),目前这项技术对实际传输速率的提升可能也没有我们想象的多。我使用一台支持MU-MIMO的路由器以及两台支持MU-MIMO的终端进行了测试,相比在路由器上关闭MU-MIMO,打开MU-MIMO后这两台终端的数据吞吐量只提高了20%。

  再次强调下,我们日常使用的绝大多数终端都只能支持SU-MIMO(SU即Single User,单用户),在同一时间AP只能和一台终端进行通讯,换句话说,如果你最快的终端设备支持2×2,那么这个AP最快就只能提供2×2的速度,仅此而已。

  到现在为止,我们知道了「高达5.3 Gbps的传输速率」其实是三个频段加一起得到的,单看一个频段的话,最大的传输速率是2.166 Gbps。然后我们知道了「数据压缩」来获取更高传输速率的做法基本是瞎扯,2.166 Gbps变成了1.732 Gbps。此外,我们还知道了,由于终端设备的限制,路由器厂商在广告中出现的4个MIMO串流通常只能用上两个,1.732 Gbps又变成了866 Mbps。

  不过遗憾的是,这还不算完。因为在实际使用中,是不可能达到物理层最大速率的。

  在比较理想的使用场景中(距离路由器3米左右,没有中间没有隔墙等干扰物,没有额外干扰),一台优秀的终端设备的传输速率可以达到物理层速率的1/3到2/3,这个数字再乘以终端设备支持的MIMO收发串流数量就是实际的网络传输速率。