如何看待wifi6無線速率超過有線速率?

2020-12-21 liuspy聊數碼

前言

Hello,大家好,我是liuspy。【如何看待wifi6無線速率超過有線速率】這個問題,是不少小夥伴心中的一個疑問,今天就來和大家談一談,真的是有線網絡不行了嗎???

為什麼突然談到這個問題呢?最近一段時間在知乎上有不少的小夥伴邀請我回答一些關於wifi方面的問題,其中這個問題就多次被提及,看來不少朋友都有不小的疑惑。對於wifi相關知識不了解的朋友,肯定會認為既然無線速率遠超過有線速率,那麼有線網絡是不是就可以淘汰了?

要解答以上的問題,我們需要從多方面進行講解,捋清楚速率的關係後,問題就一目了然了。下面我就談一談我個人的一些看法,為了儘量讓多數人能看懂,我還是從頭說起,文字儘量直白些。

一、無線速率並沒有超過有線速率!

從傳輸介質上劃分,數據傳輸可以分為有線和無線方式,其中有線傳輸又可以分為電纜(網線)和光纜(光纖)兩個大類。自數據傳輸發展以來,有線傳輸一直都是速率、穩定、可靠的代名詞,所以不存在絕對的無線速率超過有線速率!

在家用級路由器產品中,從wifi5時代開始,就已經出現了無線最大速率超過有線速率的情況,但那也只是因為家用產品的乙太網口一直停留在千兆(1G)速率的原因,才導致不及無線速率。但有線網絡並不是只有1G速率標準,目前電口(網線)速率已經發展出2.5G、5G和10G的速率,光口(光纖)的速率可以達到40G甚至更高,因此無線速率超過有線速率只是因為家用路由器產品很少配備1G速率以上的乙太網口導致的!

不過從2020年開始,隨著wifi6的普及,家用級路由器產品也開始逐漸配置2.5G以上的有線乙太網口。例如網件的RAX120、RBK852等,所以不能絕對說無線速率超過有線速率。

不過如果你細心觀察,會發現市場上wifi路由器宣傳的無線速率基本都是1200M以上,看似超過了1000M的有線速率,不過這只是廠家宣傳速率偷換概念的說法。wifi5時代經常能看到1200M速率的說法,那麼這個1200M是怎麼得出來的呢?2*2 mimo 2.4G速率是300M,2*2 MIMO 5G速率是867M,加起來就得出1200M的速率了。如今的wifi6時代也是如此,只是變成了2*2 mimo 2.4G速率是600M,2*2 MIMO 5G速率是1200M,加起來就得出1800M的速率。但是wifi6 5G頻段的1200M理論上確實超過的1000M的有線,僅限在理論上!

二、不同wifi標準的無線速率是多少!

由於歷史遺留問題,千兆(1G)有線速率已經有多年沒有升級了,目前來看千兆(1G)有線速率依舊是民用產品主流的速率標準(因為足夠便宜),基本90%甚至95%以上的民用級產品配置的網口都是千兆(1G)標準的,不過隨著wifi6的普及,已經有越來越多的路由器配備2.5G、5G、10G網絡口了。

下面我們重點要談一下無線的速率,wifi從1代發展到如今的6代,速率是有了翻天覆地的變化,每一代產品最大的速率也是不同。因此搞明白不同標準下的無線速率是非常重要的。

1、wifi標準劃分

我們稱之為"Wi-Fi"的標準是由多家網絡設備廠商組成的一個商業聯盟(WIFI ALLIANCE)所制定的。wifi協議標準從確立之初到現在已經有快20年的時間了,經過802.11 a、 b/g 、n(4)、ac(5)、ax(6)共計6代的標準升級,每一次標準的更新都意味著無線傳輸速率的大幅提升,同時新標準都向下兼容舊標準。

其中802.11 a/b/g標準由於時間較長已經退出市場序列了,目前即便是二手市場也很難看到802.11 a/b/g標準的路由器產品。目前市面上主流路由器支持的標準普遍是802.11n、802.11ac、802.11ax,由於802.11ac這樣的稱呼不利於大眾消費者判斷等級(第幾代),因此從2019年開始使用wifi4、wifi5、wifi6來代指802.11n、802.11ac、802.11ax。因此下文wifi標準也都使用wifi4、wifi5、wifi6來指代。

(1)wifi4:制定於2009年,最大理論帶寬600Mbps,這是wifi協議標準下首次同時支持2.4G/5G頻段。目前市面上仍採用802.11n協議標準的路由器普遍都是在80元以內的產品。

(2)wifi5:制定於2013年,其升級為80MHz頻寬與256QAM調製標準,使得單流帶寬提升至433Mbps,支持4*4MIMO的ac理論最大帶寬可以達到1733M。已經完全超越了有線網絡的千兆速度。不過802.11ac只能工作在5G頻段,而家庭中的不少設備仍需要2.4G頻段的支持,因此所有的支持802.11ac的路由器都向下兼容了802.11n的標準。

(3)wifi6:正式認證開始於2019年9月17日,wifi6擁有更高階的調製方式(1024-QAM)、更高的帶寬(160M帶寬)、更完善的MU-MIMO(多用戶多進多出),使得最大理論帶寬達到9607.8M。剛才介紹的wifi5是僅5G頻段的,而wifi6標準是可同時工作在2.4G和5G頻段下,未來這將徹底取代之前的wifi4和wifi5標準,應用起來也更加的便捷。

2、wifi最大速率

不同的wifi協議標準對傳輸速率有著巨大的影響,但並不唯一。無線最大傳輸速率還和使用的【帶寬】、【空間流】有關。可以說wifi最大速率是由【協議標準】、【帶寬】、【空間流】共同決定的。

【協議標準】:上文已經介紹過,決定速度的根本【帶寬】:可以理解為高速公路的車道,車道越寬同時跑的車越多。分為20M、40M、80M、160M帶寬,對應的速度也都是成倍數關係的。在相同標準下160M帶寬速度比80M帶寬速度快一倍。不過帶寬並不是越高越好,越高的帶寬對信號質量要求就越高,信號的穿透性和傳輸距離都受到很大的影響。因此多數路由器產品2.4G信號都是採用40M帶寬,5G信號使用80M帶寬。【空間流】:在相同協議、帶寬標準下,單條空間流的最大傳輸速度不變。例如wifi4也就是我們常使用的2.4G信號,單條空間流的最大傳輸速度是150Mbps。150Mbps速度太慢了怎麼辦呢,於是廠家想到一條天線傳輸是150Mbps,那我多使用幾條天線同時傳輸,速度不就翻倍了嘛!因此搞出了MIMO多天線傳輸技術,通過增加同時收發的天線數量,成倍增加最大傳輸速度。

▼通過下面這張圖我們就可以非常清晰的看出,wifi路由器宣傳中的最大無線速率是如何得出了。

我們不難發現wifi4也就是2.4G信號,即便我們採用4*4的空間流、40M的帶寬,4條天線同時收發,最大的理論傳輸速度也不過是600Mbps,和千兆有線速率還是有一定差距的。

wifi5時代的到來,在5G信號下速度有了大幅的提升,在80M帶寬下,單條空間流速度達到了433Mb。此時wifi5路由器的最大理論速度就有很多種了,需要按照路由器的配置來看:

入門級產品:80M帶寬、2*2MIMO配置,最大理論速度867Mbps進階級產品:80M帶寬、3*3MIMO配置,最大理論速度1.2Gbps中級產品:80M帶寬、4*4MIMO配置,最大理論速度1.7Gbps高級產品:160M帶寬、4*4MIMO配置,最大理論速度3.4Gbps(至於8*8天線的產品太少太少了)最新發布的wifi6標準再次提升了單條空間流的速度,5G信號、80M帶寬下單條空間流可以達到600Mbps的速率,而一些支持160M帶寬的產品,單條空間流速度就已經達到1200Mbps。

入門級產品:80M帶寬、2*2MIMO配置,最大理論速度1.2Gbps進階級產品:160M帶寬、2*2MIMO配置,最大理論速度2.4Gbps中級產品:160M帶寬、3*3MIMO配置,最大理論速度3.6Gbps高級產品:160M帶寬、4*4MIMO配置,最大理論速度4.8Gbps(同樣8*8天線的產品還是太少,不討論了)三、如何看待wifi6無線速率超過有線速率

以上講解的長篇大論,真的不是廢話,只有看明白速率才好說明我對這個問題的看法。首先【無線速率超過有線速率】這個問題並不是wifi6時代才出現的!通過上面的速率解讀可以發現早在wifi5時代就已經出現無線速率超過有線速率的情況,至於沒有引起關注,是因為在wifi5時代只有3*3MIMO配置的產品才能獲得超過有線網絡的速率。

重點來了!支持3*3MIMO或4*4MIMO的路由器非常常見,但移動端不支持啊!由於行動裝置體積限制,可以說90%以上的行動裝置最多只能支持2*2MIMO&80M帶寬標準,在這個標準下wifi5最大的連接速率就只有866Mbps,因此從實際使用情況來看,wifi5時代無線速率依舊未能超過有線速率!

wifi6時代下,行動裝置普遍支持的配置標準依舊是2*2MIMO&80M帶寬,不過最大的連接速率已經升級為1200Mbps,無線終於有了超過有線千兆(1G)速率的可能。注意是有可能超過!

為什麼強調有可能呢?因為這只是理論上的速度,實際使用中即便連接速度是1200M,但實際傳輸是有折損的,能達到70%-80%的連接速度都可以說表現優秀,也就是說在1200M的連接速度下實際只能達到840M-960M的速率,幾乎逼近有線千兆了,但未超越。在過去的的一年中我測試過的近20款wifi6路由器,而真正能夠無線速率跑滿千兆有線網絡的不足30%。下面我就找幾個典型的案例給大家看一下。

1、入門級wifi6產品

首先多數的入門級wifi6產品雖然標註無線速率有1200M甚至2400M,但即便緊貼路由器實際測試的速度也只能達到800Mbps左右。以下數據為了測試最高速度,都是設備放置在路由器旁邊測試的,盡最大可能減少信號的損耗!

▼例如比較熱門的華為AX3 Pro,我在實際測試後雖然連接速率顯示達到2.4Gbps,但是實際測速的最大速度只能達到852Mbps,並沒有跑滿有線1000M的速率。

▼配置更低一些的華為AX3,實際測速的最大速度為790Mbps,沒有跑滿有線1000M的速率。

▼再看一下同華為AX3 Pro相同價位的小米AX1800的測速表現,小米AX1800在理想情況下,5G信號的極限速度為793Mb/s。依舊沒有跑滿有線1000M的速率。

▼價格上升為500+的小米AX3600,5G信號的極限速度為825Mb/s。也是沒有跑滿有線1000M的速率。

小結:對於入門級的wifi6路由器產品,我們沒有必要糾結【無線速率超過有線速率】的問題,無論你怎麼測試無線速率都是跑不滿1000M的速率,就更無從說起超過有線千兆的問題了。

2、高端產品配置更高速率的網口

對於高端wifi6路由器產品,無線速率確實會超過有線。例如我曾經測試過的網件RAX120,這是一款準旗艦級別的wifi6路由器,不僅配置強大、性能出色,而且網件RAX120還配置了一個2.5G/5G多合一的乙太網口,最高能夠實現5G的有線傳輸速率。

▼網件RAX120在硬體配置上使用了高通IPQ8074 14nm 4核2.2GHz處理器、1GB內存,利用內部的8根天線組成4x4 2.4GHz 1.2Gbps + 8x8 5GHz 4.8Gbps的AX6000規格,5G信號支持切換為4x4 160Mhz帶寬模式。

▼網件RAX120配置5G/2.5G乙太網口可以滿足wifi6 2x2mimo 160Mhz的2.4GHz高速傳輸,使有線速率不成為無線速率的瓶頸。2020年新上市的不少NAS產品都有配置2.5G乙太網口,例如威聯通的TS451D、TS453Dmini等,正好可以與這種高端路由器相搭配使用,釋放wifi6高速的特性。

▼而對於沒有配置2.5G乙太網口的老設備來說,可以利用威聯通NA-UC5G1T USB 3.0 網絡轉換器,只需要將轉換器插入NAS的USB3.0中,就能提供一個5Gb網速的有線網絡接口,連接路由器使用高速網口了。

這裡我將TS453Dmini的2.5G網口與網件RAX120的2.5G網口相連接,通過intel的AX200 wifi6網卡就可以得到超過傳統有線網絡千兆的速率。在沒有遮擋,直線距離1.5M左右。經過測試在連接wifi6 5G信號下的極限吞吐速度是1.36Gb/s。這樣的傳輸速度已經超過了有線千兆網絡的速度。

通過win10的smb協議連接區域網中的NAS下載文件,可以看到通過wifi6 5G信號下載速度穩定在150MB/s左右,也已經超過了傳統有線千兆的水平。

小結:可以看到高端wifi6產品的無線速率在理想情況下超過千兆還是比較輕鬆的,因此這類實際使用能夠超過千兆速率的路由器產品,廠家都會配置2.5G、5G甚至10G的網口,使有線速率不成為瓶頸。

3、有牆壁阻隔下的無線速率

以上都是為了測試極限速率,在無遮擋測試環境下進行的,實際生活使用中並不全是這種場景。多數情況下我們有可能與路由器間隔一面牆,而實體牆遮擋對無線速率的影響是致命的。

▼因此我又測試了比較常見的有一面實體牆遮擋情況下的速率。下面這次測試,AX200網卡與網件RAX120中間間隔一面實體牆,直線距離3.5M。由於有一面牆的間隔,連接速度已經變為1.1Gb/s,吞吐量測試結果為729Mb/S。

▼配有2.5G/5G網口的網件RAX120雖然在隔牆後,無線速率已經衰減,但對比下入門級產品的隔牆後的速度 ,會發現這個速度還是非常快的。以華為AX3 Pro為例,一面實體牆遮擋後,3M直線距離測試平均吞吐速度為206Mb/s。一面實體牆遮擋後的速度只有RAX120的三分之一。

小結:通過上面實際無線速率的測試我們不難發現,無遮擋環境下,入門級wifi6產品 無線速率跑滿有線千兆都難,更不用說超過了;高端旗艦wifi6路由器在無遮擋情況下,無線速率是可以超過有線千兆的,因此廠家都會配置2.5G/5G、甚至10G的乙太網口。

在有一面遮擋情況下,無論是高端還是入門級wifi6產品都很難跑滿千兆有線的速率,不過高端產品配置高,信號會更好,因此在隔牆後依舊有著不錯的無線速率,和入門級產品拉開較大的差距。

四、總結

如果你認真看完以上的分析後,相信已經對【如何看待wifi6無線速率超過有線速率】這個問題有了結論了。最後我還是總結下吧:

1、入門級、低端wifi6產品,無線速率跑滿千兆速率都難,不存在超過有線速率的情況;

2、高端wifi6產品,無線速率確實超過有線速率(千兆),不過廠家配置了2.5G、5G或10G有線網口,因此有線網絡依舊不是瓶頸;

3、實際正常使用環境下,受到環境因素的幹擾,無線速率損耗和環境因素密切相光,wifi6無線速率超過有線速率(千兆)的情況只存在無遮擋的環境下。

4、配置2.5G\5G\10G乙太網口的高端路由器值得買嗎?高端wifi6路由器的優勢不僅體現在高標準乙太網口的配置上,最大帶機量、無線信號覆蓋質量、系統穩定性都有較大的提升,必然會帶來更加優秀的體驗。而高標準的乙太網口配置,只是提高用戶體驗的一環。對於有部署NAS需求的用戶來說,通過高標準的乙太網口連接後,行動裝置也可以享受到高速wifi6體驗,傳輸數據、觀看4K影片也會有一定的提升。

5、無線速率並不完全取決於路由器,和你手中的行動裝置也有很大因素,根據木板理論,往往速率最大限制發生在移動端。目前90%以上的行動裝置使用的wifi6、80M帶寬、2*2mino配置,理論的連接速度只有1.2Gbps,算上30%的傳輸損耗,實際能夠達到的最大速率也不過840Mbps左右,因此當你想要匹配更高速的wifi6網絡,你還需要更強的行動裝置,例如intel的AX200網卡支持wifi6、160M帶寬、2*2mino配置,理論的連接速度2.4Gbps。

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