主流商用802.11n无线路由器信号强度、穿透性极限测试

  随着无线Wi-Fi的普及,无线网络正逐渐替代有线网成为机场、商业中心、办公场所网络覆盖的主力,无线WLAN的发展势头已经势不可挡。因此,不少公司在搭建公司内部网时,都在考虑使用无线网。无线网络的好处显而易见,不仅使用的线缆较少,而且铺设也比有线网更加方便。就覆盖范围而言,目前802.11n的信号覆盖范围已经可以满足一个中型企业办公场所的要求了,唯一需要考虑的是信号强度和连接的稳定性,特别是楼层与楼层之间、需要穿过承重墙的情况下。而无线信号的干扰问题也是必须要注意的,毕竟就整个公司内部而言,不可能只存在一个信号源。那什么样无线路由器能够满足我们的需求,在确保足够的信号强度和连接的稳定的情况下,提供更加高效的网络连接呢?为此,我们特意组织了这次无线路由器信号极限测试,以期把表现最好的产品推荐给大家。不过,在整个测试开始之前,我们先来了解一下影响无线路由器信号强度的因素有哪些?

  影响无线路由器信号的内在因素

  1.发射机的射频输出功率

  无线路由器发射功率越大,信号的覆盖范围就越远。从理论上来说,发射功率可以无限制地增加,但是过高的发射功率不仅容易对人体造成影响,而且其成本也难以接受,必须对发射功率进行限制。因此,我国工信部[2002]353号文件、美国IEEE 802.11n标准以及欧盟ETSI300328标准都对此做出了明确规定:无线Wi-Fi设备在2.4GHz频段下最终等效全向辐射功率(EIRP)不得高于20dBm(即100mW)。也就是说,尽管目前的802.11n设备通过MIMO(多进多出技术)使得信号的覆盖范围进一步扩大,但是它的发射功率也必须在20dBm的限制之内。正是由于这个规定的存在,所以无线WiFi设备的信号强度不可能无限制地增大。而我们为了片面追求信号强度和穿透能力而购买的那些高功率天线产品从理论上说都是不符合国家规范的,而且也很容易对人体和其它无线产品造成干扰。

  2.系统的抗干扰能力

  实际的客观环境总是存在着各种干扰源,在同样的发射功率和接收灵敏度的前提下,系统的抗干扰能力越强,实际的有效传输距离也就越远。影响系统抗干扰能力的因素有很多,但主要与调制/解调方式、工作带宽、电路设计、PCB布局和退耦及屏蔽措施是否得当有关。因此,抗干扰能力的强弱也可以从一个方面反映无线路由器的品质。

  3.发射/接收天线的类型和增益

  无线路由器都要使用天线以增强信号的覆盖范围。天线的增益越高,有效覆盖也越远,使用高增益天线能显著改善通讯质量和延长通信距离。目前无线路由器使用的天线主要有两种:

  鞭状天线( 拉杆天线、螺旋天线):增益0~3.5dB,适合便携式移动手持设备使用;中增益吸盘天线:增益5.5~7dB,适合固定机和车载机使用。

  目前,802.11n设备一般都配备有2~3根中增益天线,有的产品甚至配置了8根,只有部分低端产品只配置了一根天线。天线的安装方式上又分为外置和内置两种。一般普遍的看法认为外置天线比内置天线对于信号的增强作用更明显。不过,从技术上来说,内置天线的效果跟外置天线是一样的,差别在于天线的条数。到底实际中是不是如此呢?本次测试之后,我们能解答这个问题。

  4.气候条件

  可能很多人都没想到,无线路由器信号的传递还要受到天气的影响。一般来说,干燥的空气更有利于信号的传输。过高的温度会导致无线路由器发射功率减小,灵敏度降低,从而降低通信距离。

  测试环境

  在了解了影响无线路由器的因素之后,我们身临其境地感受了现实的办公环境对无线路由器信号强度和连接可靠性的影响有多大。为了让测试数据更具有说服力,我们选择了一个商务办公的测试环境。测试区域为一栋5层独栋办公楼,无线路由器就放置在该楼5层的一个房间里的A点位置(如图所示)。房间的外面是一个能容纳40人左右的开敞式写字间,在写字间的右侧则是两个小型会议室。其余楼层布局与此相似。不过需要提及的是,该环境中各部门、各楼层均架设有自己的无线路由器,因此存在多个无线信号交叉重叠的情况(一共有20个左右的信号源,不过由于各路由器的灵敏度不同,搜索到的个数不尽相同),是一个非常典型的现实办公环境。

  测试点一共有4个,分别为:

  A:无线路由器附近

  B:开敞式工作区

  C:右边的小会议室

  D:4楼工作区

  我们将分别测试无线路由器在该点的信号强度和实际的数据传输率数值。测试平台为一台带千兆网卡的台式机,模拟现实环境中的服务器。测试机为一台搭配了802.11n网卡(Intel 5100无线网卡)的Core i5笔记本电脑。测试系统为Windows Vista SP1。测试软件为NetIQ Chariot v5.4和WirelessMon。NetIQ Chariot v5.4主要测试测试点附近的上传/下载流量,WirelessMon则用来测试测试点的信号强度。每个测试点的信号强度和单线程上传/下载速率都会以截图的形式出现在产品点评之中。

  产品点评

  华硕RT-N16

  市场报价:1599元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:3根外置天线

  华硕RT-N16是目前华硕网络产品线的旗舰级产品,整机配置较高,搭配了533MHz的65nm制程处理器和128MB内存,以强化路由器的数据处理能力。在802.11n模式下,3根外置天线的配置使得它的发射功率最大可以达到19.5dBm。除此之外,RT-N16最大的卖点还在于它支持华硕众多的特色技术,像EZQoS、一键连接的网络设置和直观便捷的EZ UI智能人机界面、BT下载、AiDisk FTP服务器功能以及USB无线打印服务等,可以最大限度地满足用户的需求。值得一提的是,在BT下载时,其最高可以支持300000个会话数,可以极大地改善BT下载的速度和连接质量。那它的实际表现如何呢?我们来看各测试点的数据。

  从华硕RT-N16的测试情况来看,测试环境的电磁干扰导致参测无线路由器的信号衰减非常厉害。尽管华硕RT-N16配备了3根外置天线,并且全向发射功率可以达到19.5dBm,但是也只能在A、B两点保证连接的有效性。在较远距离,强电磁干扰的情况下,虽然信号强度还能保持一定的水准,但是基本上处于无效连接状态。但总的来说,在保证连接可靠性的情况,其数据传输率表现处于所有参测机型的前列。

  Buffalo WHR-HP-G300N

  市场报价:599元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:2根外置天线

  WHR-HP-G300N是Buffalo Nfiniti系列中一款面向中小型企业和商务用户的802.11n产品。它最特别之处在于带有一个路由器与AP转换开关,只需轻轻一拨,即可在两种模式间切换。和前代产品相比,新的WHR-HP-G300N改进了AOSS功能,可以帮助用户自动完成组网,免去了繁琐的无线设置。并且,它还支持Multi Security混合加密方式,可以自动按照客户端所能支持的最高级别加密协议对无线网络进行加密,使你的无线网络始终处于安全的环境之中。除此之外,人性化的可拆卸式天线设计在信号强度不够时,可以随时更换更高增益的天线,以增强路由器的数据传输率和连接的稳定性。WHR-HP-G300N的整机配置还是比较有特色,比如可以支持

  路由器和AP转换、一键式的AOSS按钮,可以在很大程度上方便用户对无线路由器的进行设置。而实际测试显示,在较近的连接点时,其信号强度、连接的可靠性以及传输速率都有较好的表现。不过,如果连接点较远,或者环境中电磁干扰较大时,受制于天线的功率,连接的可靠性显著降低。这时,用户可以换用更高增益的天线,以增强路由器的信号强度。

  Buffalo WHR-HP-GN

  市场报价:369元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:150Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:1根外置天线

  Buffalo WHR-HP-GN是本次测试中唯一一款150Mbps的802.11n产品,你可以把它看作是WHR-HP-G300N的缩水版,外观设计与WHR-HP-G300N完全相同,而且所支持的功能也大致相同。比如它同样可以支持路由器与AP转换、一键式AOSS以及可拆卸式天线等。由于是一款802.11n的入门级产品,WHR-HP-GN只配备了一根外置天线。为了弥补信号强度的不足,它的内部采用了Buffalo独有的HighPower高功率技术,利用内置的功率放大器,可以增强无线信号的强度和穿透能力。

  作为一款802.11n的入门级产品,WHR-HP-GN的整体表现还是比较出色的。尽管只搭配了一根天线,但是凭借HighPower功率增强技术,在连接较近的目标时,信号强度以及连接的可靠性都值得赞赏。但是,如果目标较远,受到障碍物的阻隔或电磁干扰的情况下,连接效率不容乐观,不过用户可以通过使用更强增益的天线来进行改善。如果你想为你的小型办公室配置一款无线路由器的话,那么这款产品就比较适合你。

  贝尔金N宽带无线路由器

  市场报价:498元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:2根外置天线

  N宽带无线路由器是贝尔金面向中小型企业、商业以及SOHO用户推出的一款802.11n无线路由器产品。它的外观造型比较别致,类似于一个精致的笔筒。针对大多数无线网络环境现状,贝尔金在这款N宽带无线路由器的机身顶部特别设计了一个无线网络优化键,只需轻轻按一下,便可以自动选择最佳的无线网络信道,从而减少网络信号的干扰,以达到优化网络的目的。而配备于机身顶部的两个外置天线,也可以在一定程度上起到增强信号强度,提高无线覆盖的作用,这为确保它稳定的连接提供了保障。

  从整个测试来看,该无线路由器在信号的强度、穿透性以及连接质量方面表现不是很理想,受电磁干扰的影响比较明显,这是它表现不佳的主要原因。通过按键优化之后,情况有所改善,但是连接质量仍然不是很理想。

  Linksys By Cisco WRT320N-CN

  市场报价:999元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz/5GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:3根内置天线

  Linksys By Cisco的WRT系列产品采用了Broadcom的BCM4717 WLAN芯片方案,不仅支持802.11b/g/n无线标准,而且还整合了千兆以太网交换机功能,内置的3根天线使得它的信号覆盖范围和稳定性大幅提高。除此之外,该方案还提供了充足的无线射频发射功率,所采用的SiGe SE2547无线射频头峰值发射功率可以达到10 0mW,使得发射的无线信号更加稳定,覆盖的范围更广。这带来的好处是即使只有一个WRT 3 2 0N - CN,就足以覆盖面积稍大中型的办公场所,而且信号稳定。

  由于内置天线对信号的增益与外置天线相比还有比较明显的差距,这直接导致了WRT320N-CN在信号强度方面、抗干扰能力以及穿透性方面,在与外置天线产品的对抗中处于下风。但是,如果你面对的是一个小型办公司空环境,电磁干扰比较少,它还是能够很好地满足你的需求的,并且会表现得十分出色。

  NETGEAR WNDR3700

  市场报价:2500元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz/5GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:8根内置天线

  WNDR3700是目前NETGEAR RangeMax系列中的旗舰级产品,主要面向企业和高端商务用户。为此,WNDR3700配备了千兆交换机和680MHz处理器,数据处理能力相对前代产品有了显著的提升。除此之外,它还支持ReadyShareUSB外部扩充和ReadyDLNA流量控制等功能,使得它可以更好地满足企业和商务用户的需求。WNDR3700没有配备外置天线,但是内置天线的数量却达到了8根,这使得它的信号覆盖范围得到了前所未有的加强。

  从整个测试来看,尽管WNDR3700没有配置外置天线,但是凭借内置的8根天线还是取得了不错的成绩,它是本次测试中仅有的两个在复杂的电磁环境中和楼层隔断的情况下还能搜索到信号的无线路由器产品之一。不过从测试过程来看,内置天线抗干扰和穿透能力似乎比较弱,为此B点上传/下载速度受到了很大的影响。不过,8根内置天线还是有效地增大了信号的覆盖范围和连接的稳定性,使得它在C点还能保持连接的稳定(尽管传输速率出现了明显下降)。

  NETGEAR JWNR2000

  市场报价:278元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:未知

  JWNR2000在外观上与WNDR3700一脉相承,但是功能上做了很多缩减,比如它只支持2.4GHz单频。另外,内置天线的数量也有明显减少。功能上,JWNR2000可以支持多SSID分组,最多可以支持5个分组。因此,从其规格来看,它主要面向小型办公室和SLHO用户。

  作为一款面向主流商务用户的产品,JWNR2000配置相对于WNDR3700来说削弱了很多,特别是天线数量,因此总的来看,它的信号强度偏低。不过在有效连接下,其数据传输表现很稳定。如果是在小型办公室环境,周围干扰源较少的情况下,我们相信它的表现应该还是会很不错的。

  腾达W302R

  市场报价:298元

  无线网络标准:802.11b/g/n

  无线网络速度:300Mbps

  频段:2.4GHz

  WAN接口:100Mbps×1

  LAN接口:100Mbps×4

  天线数量:2.5dBi外置天线×3

  W302R是腾达推出的一款面向小型办公室和企业用户的802.11n无线路由器产品。整款机型最大的亮点在于其瓦利的外观造型。3根2.5dBi天线分别代表了瓦利的头和两只手,非常形象。另外,300元左右的报价使得它在性价比方面有着明显的优势。它的内部配置中规中矩,完整的无线加密和MAC地址过滤等功能,可以给用户网络带来更为安全周到的保护。

  从信号强度来看,W302R在所有参测产品居于前列,近点的数据传输率和连接质量也非常不错。遗憾的是,当距离拉远之后,由于干扰的存在,连接的可靠性出现了明显的下降,导致断流的发生。但总的来说,W302R的表现还是较为出色的,信号的覆盖范围和穿透性都有上佳的表现,如果连接的可靠性能得到进一步提升的话,相信它的表现会更好。

  总结

  在本次专项测试之前,很多人都对802.11n的信号覆盖范围以及穿透性持乐观的态度,不少的评测编辑也在这之列,甚至有人还乐观地预计即使在一楼也能搜索到信号。但是,从实际测试的情况来看,所有的参测产品都没有达到这样的水准。甚至只相隔一层楼,能搜索到信号也只有两款。

  分析原因,我们认为主要原因还是由于测试区域内电磁干扰比较严重,除有多达二三十台的电脑之外,信号源最多时可达20个左右,这对参测产品的信号造成了严重的干扰,这样的电磁环境完全可以用恶劣来形容。但是,这样的环境下也更能够考验无线路由器的信号强度、抗干扰能力以及连接的可靠性。测试中,不少产品表现就相对不俗,像华硕RT-16N和NETGEAR WNDR3700,值得向广大读者推荐。如果用户办公环境空间不大,比如小型开敞式办公场所,区域内的电磁干扰较小,那Linksys By Cisco WRT320N-CN和腾达W302R也能很好地满足你的要求。两者都采用了3根天线的配置,在信号强度和连接可靠性方面都有不俗的表现。

  总结,我们觉得有几点需要提及。天线数量决定连接质量虽然天线数量的多少不是评判无线路由器好坏的标准,但是它对信号强度以及连接的可靠性的影响却是很显而易见的。在各家无线芯片方案规格参数大致相同的情况下,天线数量的多少可以很直接地影响路由器的性能。特别是在中型以上办公场所,电磁干扰严重的环境中这种影响将十分明显。

  本次测试中,3天线配置的产品普遍比双天线的产品表现好就很能说明问题。因此,当你在为公司配置无线路由器时,除了路由器基本的规格参数之外,千万不要忽略了天线的重要性,它也许可以在一定程度上可以帮助你打造更高速的无线网络。

  外置天线性能强过内置天线

  通过测试来看,虽然理论上内置天线的性能已经大致接近外置天线的水准。两者之间差异很小,但是实测显示,两者在对信号的增益上还是有着比较明显的差距。在同样的位置上,内置天线受到干扰的几率更大。而且在信号覆盖范围、可靠性等外置天线擅长的领域内,内置天线的性能还有不少的差距。当然,在近距离无线传输特性方面,比如说小型办公室,家庭内部这种差距不明显,也不用太在意到底是外置好还是内置好。但是,如果你通过无线路由器来实现办公区域的信号覆盖,或者是追求更好的连接质量,那建议还是尽量选择外置天线的产品。

  区域内无线网管理很重要

  除了上面两点,区域内无线信号的杂乱无章也是本次测试中突出反映出的一个问题。测试过程中,测试区域内往往存在6个以上的无线路由器在同时工作,信道与信道之间、频段之间的干扰冲突不可避免,互相影响。相信很多公司都有这种情况。因此,如何对无线网络实施有效的管理就显得很重要了。只有建立起一个良好的无线网络环境,才能使我们的工作更加高效。
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