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[经验交流] 无线实际测试与物理速率存在差异

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发表于 2019-12-26 16:59:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 猴头 于 2019-12-26 17:02 编辑

无线实际测试与物理速率存在差异经验总结


很多无线用户不理解无线AP物理速率和实际速率为什么会不一致,比如说AP标称速率是300Mbps,那么为什么我们实际速率达不到300Mbps,我们详细分析这其中的缘由。
1.物理速率
WLAN的物理速率是指空口的物理层的速率,简单理解就是空口一直不停的发送,物理层可以达到的速率。
常见的比如802.11b物理速率为11Mbps802.11g物理速率为54Mbps802.11n一条流为150Mbps等。
2.理论速率
物理速率只是代表了空口的性能,而用户真正关心的是用户能获取到多大的带宽和速率。以802.11b为例子,假设用户的报文为1500字节,加在1500字节数据前面的报头是32字节,比以太网要长。数据校验位与以太网同为4字节。最长1536字节的数据帧将以11Mbit/秒的速度传输,计算出的传输时间为1536(字节)×8bit)÷11Mbit/秒)=1117微秒。
WLAN中,在数据帧之前还要传输链接码和WLAN特有的PLCP报头。传输这两种信息的时间总计定为192微秒。另外,在WLAN中发送数据帧时除帧间隔的时间以外还必须等待一个随机时间(称为补偿时间)。在802.11b中这个平均时间总计定为360微秒。
此外,WLAN还规定,每发送一个数据帧就要从通信对象那里接收一个ACK帧,以确认通信成功。在收到ACK帧之前不发送下一个数据帧。这个等待时间总计为213微秒。也就是说,在WLAN中发送一个1500字节的数据帧所需时间包括等待时间和发送应答分组信息的时间在内,为1117+192+360+213=1882(微秒)。这样计算下来,理论上的最大UDP吞吐量(1500byte)7.1Mbps
3.实际速率
       以上计算过程使用的是UDP模型,并且以1500的长帧计算的,现实中用户的使用场景远比这个复杂,并且终端的数量对AP的性能影响也很大,所以一般我们在屏蔽房内用工具实测用户的实测速率一般可以达到4.7Mbps左右。
实际环境中,各类无线信号和电器设备可能都会占用空口或干扰信号,直接影响测速结果。频宽设置较小时无法达到最大的协商速率,测速自然无法达到最大。但在实际使用时,频宽设置越大收到干扰的影响也就越大,测速结果仍不可控。



因此实际环境中,无线测不到实验室环境的最大值也是情理之中的。
以上举例,计算了802.11b在协商到11Mbps,实际测速一般可以达到4.7Mbps。可以看出屏蔽房内理想环境中实际测速和物理速率的差距、理想实测速度和实际测试速度的区别。
同理,在协商到300M的协商速率时,理论上实测最大在25M左右(需在屏蔽房内测UDP1500报文)。实际环境由于干扰原因达到该值比较困难,一般只能到10M左右。
大部分厂家的300M无线设备的有线接口均为百兆接口的原因就是这里。


相关资料
1】《"IEEE 802.11n-2009—Amendment5: Enhancements for Higher Throughput". IEEE-SA. 29 October 2009.doi:10.1109/IEEESTD.2009.5307322
2】《知了知识库:https://zhiliao.h3c.com/Theme/details/17334

例:一个实际场景中的干扰:

一个实际场景中的干扰.jpg
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