[技术文章] 水分很大 揭开无线路由传输速率的秘密 无线路由, 传输速率, 秘密

在选购一款无线路由器的时候，哪个参数是你最为关注的？相信绝大多数用户的答案都是无线传输速率。没错，这个常常出现在产品外包装显著位置的数字，早已成为无线路由器的金字招牌。但你可了解，这个数字仅仅是一个理论值，相比无线路由的实际传输速率有很大的水分。那么这块金字招牌的含水量究竟有多大呢？我们一起来挤挤看。

    挤出第一层水分：MBps≠Mbps
    常见的无线路由器所标识的无线传输速率均是以Mbps为单位的，于是很多用户就误以为MB和Mb是一个意思，其实，两者之间有着很大的差别。MB，全称MByte，含义是“兆字节”；而Mb，全称Mbit，含义是“兆比特”。其中，MByte是指字节数量，而Mbit则是指比特位数，两者都是数据量度单位，但数量级却是完全不同的。Byte是“字节数”，bit是“位数”，在计算机中每八位为一字节，也就是1Byte＝8bit，即两者是8:1的比例关系。
    也就是说，我们所看到的300Mbps、150Mbps、54Mbps以及11Mbps这些理论无线传输速率，如果换算成我们容易理解的MB/s速率单位，它们的理论无线传输速率应该为37.5MB/s、18.75MB/s、6.75MB/s以及1.375MB/s。此外，我们所熟知的百兆网线（100Mbps）同样是以Mbps为单位的，换算过来的理论有线传输速率应该是12.5MB/s。
    看到这里，相信大家已经了解了MB和Mb的区别，对无线路由的理论传输速率也有了全新的认识。那么通过对比无线和有线的理论传输速率，我们是不是可以认为11N（150Mbps和300Mbps）无线路由的实际无线传输速率已经超越了百兆网线的有线传输速率了呢？别急，在挤完两者的水分后，我们再作比较。
    挤出IEEE 802.11b的水分
    1997年，无线局域网的原始标准IEEE 802.11出现，当时它所能提供的无线传输速率仅为2Mbps，且传输距离非常有限，并不能满足用户对无线网络的基本要求。因此在1999年，IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准，其中的802.11a标准采用5GHz频段，拥有54Mbps的无线传输速率，相比采用2.4GHz频段，仅有11Mbps的802.11b标准要更加吸引人，但因为11a标准本身的缺陷问题，光芒逐渐被802.11b标准取代。最终，IEEE 802.11b成为我们最早所熟知的无线网络标准。
    IEEE 802.11b可以提供最高11Mbps的理论无线传输速率，那么这个理论速率的水分有多少呢？让我们一起来看看吧。

802.11b无线路由器：NETGEAR MR814

    我们以NETGEAR经典的802.11b无线路由器MR814为例，它在实际测试中的无线传输速率仅为4-5Mbps，换算成KB（1MB=8Mb，1MB=1024KB）后，它的实际传输速率仅为512KB/s-640KB/s，这样的速度要传输100MB的文件需要3分钟左右；而如果要传递1GB的文件，至少要30分钟以上，相比理论的11Mbps的传输速率，慢了近20分钟。
    小结：一款符合IEEE 802.11b标准的无线产品，它的理论无线传输速率为11Mbps（1.375MB/s），而实际无线传输速率为512KB/s-640KB/s，水分含量高达60%左右。


    挤出IEEE 802.11g的水分
    2003年，IEEE 802.11g标准推出。该标准同样采用2.4GHz频段，支持OFDM技术，理论无线传输速率达54Mbps，并向下兼容802.11b标准。11g是很多无线用户最早接触的无线标准，目前仍属市场主流，仍在家庭、SOHO办公室及中小企业服役。那么11g标准中54Mbps这个理论速率的水分有多少呢？我们一起来测试看看。
    我们以D-Link旗下经典的11g无线路由器DI-524M为例（测试软件：NetIQ Chariot v5.4；Endpoint6.0），它的单线程实际测试成绩为：

单线程测试曲线

单线程平均传输速率：21.624Mbps

    通过实际测试我们可以看到，DI-524M的测试成绩为21.6Mbps。而绝大多数11g无线路由器的测试成绩均集中在18Mbps-24Mbps之间，换算成MB（1MB=8Mb）后，它的实际传输速率为2.25MB/s-3MB/s，这样的速度要传输100MB的文件需要35秒左右；而如果要传递1GB的文件，至少要6分钟以上，相比理论的54Mbps的传输速率，慢了近3.5分钟。

    小结：一款符合IEEE 802.11g标准的无线产品，它的理论无线传输速率为54Mbps（6.75MB/s），而实际无线传输速率为2.25MB/s-3MB/s，水分含量高达60%左右。
    挤出11g+（108或125Mbps）的水分
    其实，11g+并不是IEEE 802.11中的标准，因此我们也不能以IEEE 802.11g+来称呼它，我们可以把它的理解为无线传输速率高达108Mbps或125Mbps的11g无线产品的统称。简单来说，就是把11g标准的无线传输速率提升至108Mbps或125Mbps。下面一起来看看11g+无线产品的水分含量吧。
    我们以Buffalo旗下一款符合11g标准的拥有125Mbps无线传输速率的WHR-HP-G54-AP无线路由为例，看看它的实际测试成绩：

单线程测试曲线

单线程平均传输速率：33.717Mbps

    通过实际测试我们可以看到，WHR-HP-G54-AP的测试成绩为33.7Mbps。而目前所有的11g+无线路由器的测试成绩均集中在30Mbps-35Mbps之间，换算成MB（1MB=8Mb）后，它的实际传输速率为3.75MB/s-4.375MB/s，这样的速度要传输100MB的文件需要24秒左右；而如果要传递1GB的文件，至少要4分钟以上，相比理论的108Mbps的传输速率，慢了近3分钟。

    小结：一款11g+无线产品，它的理论无线传输速率为108Mbps或125Mbps（13.5MB/s-15.625MB/s），而实际无线传输速率仅为3.75MB/s-4.375MB/s，水分含量高达70%左右。


    挤出IEEE 802.11n 150Mbps的水分
    IEEE 802.11n从诞生之日起就处于“标准滞后、产品现行”的尴尬境地，历经七年的等待，直到2009年09月，IEEE才推出了11n的正式标准。11n正式标准带来了4种速度标准选择，即150Mbps、300Mbps、450Mbps和600Mbps。下面我们就先来看看150Mbps无线传输速率的水分含量。
    我们以华硕 RT-N10+这款150Mbps无线路由器为例，分别看看它的单线程下行和单线程上行的实际测试成绩：

单线程下行测试曲线

单线程下行平均传输速率：53.451Mbps

单线程上行测试曲线

单线程上行平均传输速率：52.337Mbps

    通过实际测试我们可以看到，华硕 RT-N10+的下行和上行测试成绩为53Mbps左右。而绝大多数的11n 150Mbps无线路由器的测试成绩均集中在45Mbps-55Mbps之间，换算成MB（1MB=8Mb）后，它的实际传输速率为5.625MB/s-6.875MB/s，这样的速度要传输100MB的文件需要16秒左右；而如果要传递1GB的文件，至少要2.5分钟以上，相比理论的150Mbps的传输速率，慢了近1.5分钟。

    小结：一款符合IEEE 802.11n标准的150Mbps无线产品，它的理论无线传输速率为150Mbps（18.75MB/s），而实际无线传输速率为5.625MB/s-6.875MB/s，水分含量高达66%左右。

    挤出IEEE 802.11n 300Mbps的水分
    看过了IEEE 802.11n 150Mbps无线传输速率的惊人含水量，我们再来看看300Mbps无线产品的表现。我们以BELKIN“酷玩”这款300Mbps无线路由器为例，一起来看看测试结果：

单线程测试曲线

单线程平均传输速率：61.811Mbps

    通过实际测试我们可以看到，BELKIN“酷玩”的单线程测试成绩为62Mbps左右。而绝大多数的300Mbps无线路由器的测试成绩均集中在60Mbps-70Mbps之间，换算成MB（1MB=8Mb）后，它的实际传输速率为7.5MB/s-8.75MB/s，这样的速度要传输100MB的文件需要12秒左右；而如果要传递1GB的文件，至少要2分钟以上，相比理论的300Mbps的传输速率，慢了1.5分钟以上。

    小结：一款符合IEEE 802.11n标准的300Mbps无线产品，它的理论无线传输速率为300Mbps（37.5MB/s），而实际无线传输速率为7.5MB/s-8.75MB/s，水分含量达到惊人的78%。

    挤出100Mbps网线的水分

    看过了理论无线传输速率的实际测试成绩，我们再来看看普通100Mbps网线的实际表现，看看有线网络是否会缩水。（为保证测试准确，测试设备均为千兆产品）

测试曲线

单线程平均传输速率：89.131Mbps

    通过实际测试我们可以看到，普通100Mbps网线的单线程测试成绩为89.131Mbps，换算成MB（1MB=8Mb）后，它的实际传输速率为11.125MB/s，这样的速度要传输100MB的文件仅需9秒；而如果要传递1GB的文件，也仅需1.5分钟，相比理论的100Mbps的传输速率，仅慢了十几秒。

    小结：普通100Mbps网线的理论无线传输速率为100Mbps（12.5MB/s），而实际无线传输速率为11.125MB/s，水分含量不足11%。

   实际测试成绩汇总：

单位：Mbps

    通过实际传输速率和理论传输速率的全面对比，我们可以看到无线理论传输速率的水分异常的大，其中，300Mbps理论传输速率和实际传输速率的差距最大，幅度达到惊人的78%，而54M理论传输速率和实际传输速率的差距最小，但幅度仍高达60%；反观有线网络，理论传输速率和实际传输速率的差距仅为11%，其中的水分几乎可以忽略。

    无线理论传输速率为何水分大？

    为什么无线网络的理论传输速率和实际传输速率有如此巨大的差距呢？这主要是因为以下几点：

    1、半双工传输。无线网络设备都是采用半双工传输的，即在同一时间只能单独发送或者接收，因此实际传输速率至少要打五折。举例来说，如果无线产品的理论传输速率是300Mbps，由于其采用半双工传输，在同一时间只能发或收，于是实际传输速率打五折，只有300Mbps的50%，即最高只能达到150Mbps。但就是这打了五折的最高实际传输速率，也只能在绝对理想的环境状态下才能达到，在实际应用环境中，依然远远达不到此“五折”数值。

    2、实际使用环境。我们知道无线网络是以微波形式在空气中传播的，具体来说就是指频率为300MHz-300GHz的电磁波。但这种电磁波在传递过程中极易受到外界的干扰，例如物体的阻挡，其它电器设备所发出的电磁波等，这些都会削弱无线网络的强度，影响实际的无线传输速率。

    3、传输距离。无线网络信号的覆盖范围是有限的，而且随着传输距离的增加，无线信号的强度会越来越弱，从而导致实际传输速率急剧下降。

    4、2.4GHz频段拥挤。2.4GHz是个公共频段，除了无线网络外，还有包括蓝牙、无绳电话、无线鼠标、耳机等设备在占用，拥挤的传输通道同样增加了无线信号在传递过程中的损耗。因此，为了提升无线传输速率，越来越多的无线产品开始支持5GHz频段。

    5、设备兼容性。即使无线路由/AP与客户端设备同样支持IEEE 802.11n标准，但由于设备间所采用的芯片解决方案、天线设计等有所不同，也会因兼容性造成实际无线传输速率下降。

    综上所述，理论传输速率和实际传输速率间的最大水分（占50%）来自半双工传输，其次则是无线干扰、传输距离、通道拥挤及设备兼容性等原因。因此，如果我们可以改善无线网络的实际使用环境，如远离其它2.4GHz无线设备，远离大型电器设备，避免无线路由/AP与客户端之间有大型障碍物等，我们就可以获得接近理论传输速率50%的实际无线传输速率，从而获得更好的无线传输效果。

    总结：水分虽大 仍值得选择

    无线实际传输速率与理论传输速率有着如此巨大差距，那么无线网络还值得选择吗？答案当然是肯定的。虽然无线网络标称的理论传输速率有很大的水分，但我们仍欣喜地看到无线网络与有线网络的差距正在缩小，目前300M无线路由已经可以提供超过60Mbps的实际无线传输速率，相比有线网络90Mbps的表现，差距并不明显，即使是通过无线网络观看高清视频，它的带宽也可以胜任；而随着450Mbps无线产品的上市，无线网络的实际速率表现将完全超越有线网络，达到惊人的130Mbps。所以无线网络仍值得我们期待，仍值得我们选择。