实测4×4与2×2在无线速度上的无线速度差异

这是一个很仔细但不够严谨的测试,也是一个很认真但不够科学的测试,这些我都不理,因为这是我非常有兴趣的实测。经常遇到一些选购的问题,比如”AX3000“和”AX5400“的选择问题,我多数会回答能买”4×4“就尽量买”4×4“,这是我拆机185台后在D点的经验总结,是一个在地球上不出名的但在宇宙里最强的acwifi评测总结出的答案。但我希望能有一些直观的数据来供大家参考,以后若有人问这个问题,我可以很潇洒地把这篇文章给他看看。扯完了!

以下我把4x4MIMO简称4×4 ,MIMO可以理解为空间流的意思,MIMO不等于MU-MIMO,不同是一个意思,不要理解错了。我把支持4x4MIMO的无线芯片简称为4×4芯片。

4×4的芯片为啥会比2×2的芯片强些?我猜是波束成形(Beamforming)的能力决定了。然后我根据这个猜想百度了几番,找到一篇文章,标题是《再谈Beamforming之技术原理》,文章链接是:https://zhuanlan.zhihu.com/p/112048308,文章里面有好多公式,我都没看明白,直到文末的总结如下:

”Beamforming真正能发挥性能优势的情况是发射天线数量超过接收天线的数量以及空间流数目时,在这种情况下空间流可以选择更好的信道来传输,并且在接收侧还可以享受SDM,MRC带来的额外性能增益。“

以上这句话就很容易理解了。现时手机最多只是2x2MIMO(没有4x4MIMO的手机),所以4×4会比2×2的路由器能带来更多的额外性能增益。

(注:前面红色文字里面提到的”天线数量“是等同于”MIMO数量“,不等于路由器所有天数数量的总和。有些路由器用双频天线,用的天线数量就相比全部用单频天线的少。)

能有Beamforming选项的机形比较少,已知华硕有这个选项设置,华硕固件里的选项是非常丰富的,这是华硕固件的优点,于是我找出拆过机的TUF-AX3000,想当年这台花999元买的。

拆机文章在这里:华硕AX无线路由器TUF-AX3000拆机

[email protected],后来华硕在固件里增加了解锁功能,也就是”刺客模式“开关,让它的BCM43684能充分发挥出4x4MIMO的性能。为了增加取样数据,我找来另一款机型:BX54,它的5G无线芯片是QCN9074,重点是它的天线也可以拆。 BX54的拆机文章:华三(H3C)BX54拆机,鲸路由WiFi 6

上图有两根金属棒,那是无线信号衰减器,每颗衰减30dB:

刚开始我串了两颗,后来再串多一颗,反正有多的。我用物理方式来限制路由器只有两根天线的作用。

说一下天线布局,顶部2个接口接天线,下面两个接口接衰减器。

BX54也要接TUF-AX3000天线,这样在天线和布局上表面是公平的:

实质对BX54不算公平,因为厂商在天线设计时会进行”匹配调优“。

不管了,先吃个陈皮臭草绿豆沙糖水再继续搞吧:

真好吃。吃完糖水后我说一下设置。

BX54没有Beamforming开关选项,怎么办呢?我可以通过MU-MIMO开/关来间接控制Beamforming开/关。这个怎么理解?

首先在这里要更正一个错误的说法,如下图这样的理解是不对的。

如果这样理解的话,每台手机同时占用了信道,总的无线吞吐率是不会有一丝提升的。

正确的理解应该是所有天线同时发出多个波束,每台接收终端只接收属于自己的波束:

如果有三台支持MU-MIMO的接收终端,则会是这样的:

以下两篇文章是本人对MU-MIMO实没的数据,有兴趣的可以看看:

多款WiFi6无线路由器的MU-MIMO实测,小米10手机支持不?

多款WiFi6无线路由器的MU-MIMO测试续集,AX200是支持的,不用看了

史上最全面的MU-MIMO实测,多种设备混合测试

我的观点是MU-MIMO要依靠Beamforming技术来实测,所以开启MU-MIMO就一定要打开Beamforming功能。但关闭MU-MIMO就不一定会关闭Beamforming。

华硕固件里对Beamforming的效果描述如下图:

(客户端无线网络卡与路由器同时支持波束成形技术。此技术可以使这些设备互相调整选择的预估频道和传输方向,以提高下载与上行速度。)

如果我单独关闭这个选项”802.11ax/ac Beamforming“时,它就会弹出如下提示框:

意思是关了Beamforming后,在802.11ac下的MU-MIMO也随之一起关闭,可是802.11ax下的MU-MIMO并没有随之关掉。

有点乱是不,我只需要控制Beamforming的开/关就行了,关的时候ac下的MU-MIMO会自动关闭,而当我开启 Beamforming后顺手把802.11ac MU-MIMO也启用。

华硕TUF-AX3000打开刺客模式后就会自动变成澳大利亚地区,我刚开始测试后并没有留意到这一点变化。测试的当天 ,刚好群里有人问这台TUF-AX3000,他觉得还不如腾达AC9,我问他是不是没有开启刺客模式,果然。开启后明显强了。也不只是信号上的差别,而且变成4x4mimo了。TUF-AX3000的用户如果觉得信号不行,一定要看看有没有开启刺客模式。

H3C BX54没有Beamforming选项,我只控制它的MU-MIMO开启与关闭。BX54没有地区选择, 不能超过国内标准。

接收设备我只拿两款无线网卡,一款是支持160MHz频宽的AX200,另一款是只支持80MHz频宽的QCA6391。

华硕这片覆盖在无线芯片上的散热铝片,有点烫手呀,散热面积太小了。每次在2×2与4×4切换测试时都要拆下散热片后去接天线所以,经常摸这个散热铝片。

我只测试5G,而且只在远处的C点和D点进行测速。5G设置44信道,开160MHz频宽。

平面台如下,把路由器放在下图中的WIFI位置,把接收终端放在C和D点。测速用自建speedtest服务器的方式,接在路由器的WAN口,用固定IP上网方式。每个点连续测速6次,取平均值做参考值。

C和D是属于远距离了,所以呢,更能显出无线性能。

前面的一切说明只是为了构思一个测试模型,接着就是进入实际的实测。

先看看用华硕TUF-AX3000的测试数据,它的数据有代表性,因为有明确的Beamforming开关控制。

使用AX200无线网卡测试的所有数据如下表:

平均值如下图表:

可以很明显地看出两个位置四种方式,无线速度依次递减,这种方式分别是:

接四根天线,代表4x4mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

接四根天线,代表4x4mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

不同的组合模式可以这样泾渭分明。

以下是用QCA6391测试的所有结果:

QCA6391的平均值:

在C点位置里,QCA6391跟AX200的情况一样。但在楼下D点位置里,以下两顶很接近:

接四根天线,代表4x4mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

奇怪。

 

以下是H3C BX54的数据。

AX200所有结果:

AX200平均值:

BX54在C点位置,接4要天线,不管有没有开MU-MIMO,有两个值都一样,原因在于这里突破不了千兆端口的瓶颈,所以并不能反应出真实的速度。不过有点出乎意料,在C点能跑满千兆!

QCA6391测试的所有数据如下:

QCA6391的平均值如下:

从QCA6391和AX200这两款无线网卡的则速数据来看,似乎BX54的开/关MU-MIMO并不会对Beamforming有影响,估计Beamforming是一直开启着的。

不过呢,从中也可以看出接两根天比接四根是明显慢了一截。

所以我可以简单粗暴地得出结论:

4×4比2×2要快;

Beamforming(波束成形)如果有这个选项存在,不要关闭它,它实实在在地能提升无线性能。

如果想要一台全覆盖,建议尽量选择4x4mimo的机型,除非面积不大,或多台组网。

也不用太在意我所说的,因为无线太玄学了。比如不同的无线芯片内在有不同的“容错”和“补偿”能力。

华硕TUF-AX3000已经停产了,替代的是TUF GAMING AX5400,但要800多元,(TUF-AX3000最便宜的时候600多元。)

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97 评论

7+6=

  1. ieeee

    文中对于mu mimo解释,并非正确
    https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/zh/MU-MIMO.html

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  2. cesc

    我看我的小米12就是有4*4mimo啊,真的差距大吗?

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    • acwifi.net

      那是手机通信用的不是Wi-Fi

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  3. bitsonic

    站长认真钻研的精神确实值得敬佩。4×4比2×2快有以下几点原因:
    1. 4×4的beamforming效果确实比2×2要好。具体表现在4根天线形成的波束成形弧瓣要比2根天线的要更集中更有方向性,结果就是接收端收到的信号强度更强信号质量更好。BTW, 如果有几百根天线的话就是相控阵雷达了 :).
    2. 4根天线同时发射能量强度也更高。
    3. 除了发射端有加成之外,4根天线接收也有加成。路由接收的时候是4根天线都接收所有流的信号,然后合成最终信号。4根天线可以更有效的利用多径效应来提升接受质量。
    其实路由不仅发射信号强重要,接收信号强一样重要。很多时候终端设备的发射功率是很低的,距离远或者隔墙的时候往往终端可以收到路由信号但是路由收不到终端信号就会形成假连接现象,或者性能下降。4根天线比2根天线能有效避免这种情况发生。

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    • acwifi.net

      谢谢分享

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  4. 晓天

    想问一下如果AC+AP的话,也就是说近距离的情况下,是不是就没什么差距了呢?在纠结TP的XAP3022面板组AP还是XDR6088组Mesh

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  5. 骑士

    关注站长的文章已经快2年了,自己玩路由也有几年了,从路由器刷固件,再到硬改内存,闪存,改天线,改usb口,从早期用的TP,火星,BL等换壳路由器,后来买的极路由2s知道路由器还可以装这么多插件,再到更换华硕ac66才明白一分价钱一分货,这期间我也用过斐讯k2,k2p,极路由4等矿渣,一个路由器可以玩上几天。看到站长的拆机和测评文章,很真实,也付出了很多,现在没什么时间玩路由,也好久没来网站了,看了站长的几篇测评的文章,突然想写点什么,希望站长的网站越来越好,能给更多的人带来帮助!

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  6. ATT

    这无线是说优科吗?最牛逼的天线

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  7. 一般家庭 弱电箱和次卧 在两台ax3000 mino2*2 160mesh组网和客厅放一台ax5400 mino 4*4 160之间 仿佛是两台ax3000 mino2*2 160mesh组网好点?

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    • acwifi.net

      2台好点

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  8. 14878827

    感谢辛苦测试,实用又接地气。

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  9. valeocn

    谢谢站长,那我放心买2X2了,毕竟再快也没啥用

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    • CasparZZZ

      再快也没啥用?快才能稳定啊。

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  10. waldo

    关于BF、SDM、MRC、STBC之类的简单科普其实可以去看看Aruba在wifi5和wifi6推广时写的 WP_80211acInDepth.pdf 和 WP_802.11AX.pdf,算写得比较容易理解的。

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    • zzzzzp

      好东西,谢谢

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  11. waterman

    4×4 80和2×2 160哪个强

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    • 理论上 一样 实际上 看你终端设备

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    • 漂流木

      目前4*4 80比较吃香,手机支持160的毕竟少数。

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  12. momo

    能不能增加更远的E点看看覆盖面积有没有增大

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  13. 看看

    之前准备买路由器,在B站看一位百大UP主叫“小白评测”(小白科技),说路由器普通用户选2X2的AX1800以内的足够跑满千兆了,再多只是内网用的,还说4X4、3X3没卵用,目前主流的旗舰机只支持2X2。当时我就信了。立马买了 399元的领势 MR7350

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    • water friend

      小白评测全是恰饭的 手机评测也很业余…

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    • Quinn

      MR7350小范围确实可以 1000M入户手机能到900+ 穿一堵墙也有600 再远距离就弱了。它的优势在于有线Mesh后多放两个 最便宜的时候三台相当于一个MX4200

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    • acwifiYYDS

      小白也就图一乐 ,真测评还是看 大米

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    • acwifiYYDS

      小白测评也就图一乐,真测评还要看大米

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  14. 穷哈

    请问预算300内的wifi6路由能推荐一两款吗?谢谢。

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    • AgeWang

      中兴ax3000pro,巨好用

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  15. 33

    想问一下,目前市面上5G或者wifi最强的手机是哪几款?信号设计 无线速率

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    • acwifi.net

      那些能支持4K-QAM的手机

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  16. 865g

    站长忽略了几个问题,测试环境中,把4*4天线加上2个衰减器做成2*2模式是不可以的:
    问题一.实际WIFI芯片还是按4*4处理,只不过2个RSSI高,2个RSSI低或者无信号。
    问题二.这么做的2*2和4*4的发射功率不同,比较来的数据没有任何意义。

    提议:除WIFI天线数量不一样之外,其他尽量保持一致。

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  17. LZPH

    站长会不会测灵耀AX11000M啊

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    • acwifi.net

      不会,我不是富二代

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      • LZPH

        我年末要装新家,在纠结有线mesh还是AC+吸顶AP。好多人说AP要自己会调要不然很多问题。可我是小白,当地市场AC+AP也不成熟

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        • acwifi.net

          那就mesh吧,mesh是简单到没得调

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          • LZPH

            好谢谢站长,相对来说最好的双频mesh是哪个啊,我还在考虑用传统mesh厂商如linksys,还是tp小米一类的组呢

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            • acwifi.net

              性价比高是小米和TP,看预算了。多台组网,不需要每台都要信号很强,不然影响漫游切换效果。

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              • LZPH

                那到时候就一层一个主路由,后续看哪里信号弱,在查缺补漏呗。我觉得每层2个AX9000有线MESH覆盖应该就够用了

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      • LZPH

        是我跟父母同住,暂时不配置NAS,唯独麻烦的就是双层套内400平左右。

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        • acwifi.net

          好大面积呀

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          • LZPH

            父母的养老房了,而且我家两个孩子,过年什么的人也多

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  18. 小小书童

    为什么不顺便把tp的5450也拿来测啊,好喜欢

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  19. 小小书童

    直白理解,就是在4×4等于4车道高速公路,车速肯定比在2×2的国道上开得快

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  20. 1

    2✘2再易展2✘2网速少一半

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    • acwifi.net

      无线中继掉一半

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  21. asssx

    站长!求助一个问题
    tuf-ax3000,最新固件,开了刺客模式,内网速度很慢
    全wifi 5G,设备紧贴无路由无阻挡。
    路由器显示mbp,pc,手机的速率是1733,1200,1200Mbps
    但是实际用iperf3测试
    pc到mbp, mbp到pc, pc到手机,mbp到手机,都只有350Mbps
    后来用了千兆网线连pc和路由,但是pc到mbp,pc到手机还是这个速度。。。
    可能是什么原因啊,整了一天太难受了

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    • acwifi.net

      iper用了10线程没有?

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      • asssx

        刚刚试了,还是不行,总和依旧只有350左右。。
        心态炸了

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  22. amazedxi

    华硕AX5400,京东自营送100京东E卡,相当于700出头,性价比还行。记得去申请就行。还有一个月的加速器vip。

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    • 一帆远

      硬件值300百,牌子+固件 100,灯300 。。。。。。。。。。。。不知道哪来的性价比

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      • amazedxi

        只要在自己经济范围内,打折了,就叫性价比。
        你总不能说飞度跑的比1.5t奔驰快,飞度就比奔驰好。
        各取所需

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    • 一帆远

      以前差不多配置的XD5430V1 不到300.区别就是闪存+灯和固件了

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    • 一帆远

      说句不太好听的,AX5400就是卖给那些买不起AX86,又喜欢华硕B格的

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  23. avin4

    beamforming 水星的D21G原厂固件上有……5Gwifi是MT7615,不明白为何烂成一坨屎的水星固件会有这个,然而被我刷成openwrt后没了 没事,起码多了IPV6支持 囧

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    • cools

      老毛子波束成形 ipv6都有,无线还比op那垃圾强多了

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  24. pluto_liu

    谢谢站长讲解,有没有待机功耗低的4*4wifi6路由器啊?比如5瓦以内。其实家里大多数时候都是待机状态,想选个更节能的。

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    • acwifi.net

      没有

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    • 发肥的包子

      这个节能的意义对单个家庭来说太小了,即便比你数据大一倍的功能,也就多5w,一天就是5*24=70w,如果按照6角一度电,一天也就不到3分钱,一个月是1.8元,一年节约20块,属实意义不大的。

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    • 发肥的包子

      写错了不足5分钱。

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      • 提神

        好奇特的算法。不是这样吗?5/1000=0.005度电x24=0.12×0.6=0.072元

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    • 啊啊啊

      如果有,打开TWT,就是干这个的。

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      • xy998

        TWT 是终端省电,AP那边没啥影响

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  25. 江门人

    站长牛b

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  26. patrixx

    用信号衰减阻隔两个天线,会不会一定程度损耗总的发射功率?
    不知道MIMO或beamforming算法怎么样,这样的实验设定下,如果算法不能把发射功率近乎全用在两个天线上,可能与四天线比就不算太公平。

    4*2比2*2主要是有分集增益吧,多分的空间流可以进行更多选择的功率加权,传输环境越差,概率性的增益越明显。

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    • acwifi.net

      不理解你的想法

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  27. wyzzz

    不知道tplink是不是也是通过mumimo控制,问了客服居然说是一直开着不能关。。。

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  28. 啊啊啊

    4X4比2X2强这么多简直不敢相信。还有,怎么理解这个速度差?如果是接的一般家用的500M宽带,100M宽带,是不是也有这个速度差。如果是,那就是说,用的100M宽带的用户,换4X4也有提升?

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    • acwifi.net

      远距离有差别

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  29. 今天

    我现在的路由器是ws5200四核版,300m宽带,换wifi6提升大吗

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    • acwifi.net

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    • admebc

      我家原来200m宽带2台ws5200一台ds916,内网mbp到nas下载速度能有75mb/s,外网 wifi下载25mb/s左右。今年升级1000m,发现ws5200四核(出厂固件)无线最多能跑满500m宽带,有线600m左右。所以换了xdr5480。不过个人觉得ws5200四核跑300m宽带问题不大的

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  30. 大软白的包子

    站长能不能实测对比一下5450和5480呀,看到不少人说5450比5480速率高

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  31. Setool2

    Xdr5450闪存是16m 小米ac3000是128M ,闪存是不是不能刷第三方固件的情况下,大小无区别

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    • acwifi.net

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  32. 不图葡萄

    个人体验,打开beamforming后,终端在屋内移动,特别是房间和房间之间,有时候会断线,而且beamforming后覆盖面积并没有改善。所以,稳定和速率之间,我选择稳定,把beamforming关了。

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    • acwifi.net

      不是吧。路由器硬件故障吧

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      • 不配拥有昵称

        我的腾达AC9 也有Beamforming,确实关了以后好像更稳定些

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    • xy998

      BF的技术要求终端和AP都支持才能启用,设备不支持的话,是没有BF测量上报的,没有实际实现BF。BF的波束赋性通过特定角度的发射能量叠加,可以提升远点的功率值。 但你说的来回移动跟BF没关系,因为BF测量是有周期性的,没有考虑支持移动多普勒偏移的部分。

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  33. fishwf

    麻烦问一下,这里看了好久,买了5450,结果在路由设置没找到自动重启设置,现在TP易展的路由只能手动重启了吗?

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    • acwifi.net

      那个自动清理功能就是设置定时重启。

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  34. zcwifi

    新人来学习的。

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  35. Overclocking

    4X4天生比2X2强 对单台终端可以提高双向RSSI 对多台终端可以mu-mimo提高整体网络吞吐量 买那些160MHz的2X2的AX路由器还不如买4X4的AC路由器整体网络吞吐量更大

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    • 卢十传说

      你这说法太绝对了,只是追求1台全覆盖才能这样买。有些情况比如屋子大点或者布线不合理时,1台4*4的体验是没有两台2*2的体验好的,两台4*4也是没有1台*4*4加上一台2*2好的。

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      • Overclocking

        一台4X4没有两台2X2体验好我同意 两台4X4没有一台4X4加一台2X2好这就是纯瞎说了
        而且我上面说的是 买现在这种AX3000的机器还不如两台4X4的AC机器 这俩方案价格本来就差不多

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  36. 懂的都懂

    现时手机最多只是2x2MIMO(没有4x4MIMO的手机) 这个是不是有点问题 站长文章拜读很多 风格傲娇 回帖不敢轻言 我特地查了下 骁龙820 麒麟960的时候都有了 如果说的不对请轻昆

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    • acwifi.net

      你再查一下,分清LTE的MIMIO和WIFI的MIMO

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    • axwifi

      你怕被夯昆啊?

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  37. acwifi.com

    司马

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  38. badist

    站长你好,从这个测速结果来看,ax3000信号比bx54要好?

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    • acwifi.net

      没有完全比BX54好,可以看看各项数据,在D点普遍要比BX54强些,毕竟是澳大利亚地区。天线优化也不公平,所以不能直接比。

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      • badist

        感谢站长回复

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  39. 魏师傅

    所以我买无线设备
    以前买的ACRH17 现在用的NX54
    只买4*4mimo的,频宽无所谓,支持80就可以了,对我来说160不是刚需

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    • 大斑鱼

      请问更换后体验怎么样,我也是用的acrh17,打算换个信号好一点的

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  40. 版了

    我在几款随身WiFi的射频芯片上加了硅胶,测速好像也没有什么影响

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  41. 1234567

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  42. topdvd

    看完更郁闷了,早知道就买5430了,11节那会儿最低只要280多

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    • 小白

      可以等等联发科的830,电子产品,更新换代不是事

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  43. acfans

    站长牛x,WiFi三郎~

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  44. 沧海

    站长的文章每篇必读,每天上来先看看有没有更新

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