Dados os testes nos comentários, aqui estão minhas respostas mais prováveis para suas perguntas:
- If my router is rated to give 1.3Gbps Wi-Fi on the 5GHz band, then why (even with half-duplex and other real-world factors) am I only achieving 40Mbps?
Eu acredito que os fatores do "mundo real" são uma influência maior do que você imagina. A combinação de interferência de outras redes, a natureza half-duplex do wireless e mais de um dispositivo conectado ao WiFi de cada vez conspiram para limitar substancialmente sua largura de banda. Como você observou com um dispositivo conectado à rede com fio, você aumentou a largura de banda de ~ 80Mbps para ~ 250Mbps a 5GHz. É difícil exagerar quanto dispositivos adicionais no WiFi diminuem a taxa de transferência.
- It's worth noting that, on the 2.4GHz band, I'm only getting about 30Mbps with either router (when standing by the router). Those speeds are rated at 300Mbps and 600Mbps (for the C2100Z and Archer C9 respectively). Why aren't those reaching their potential?
Nos testes do iperf você ficou pior que 40Mbps, ~ 10-14Mbps. Isso, provavelmente, é devido à interferência de outros dispositivos, bem como ao ruído geral na banda de 2,4 GHz, que é ainda mais cheio que 5 GHz. Se você levasse o mesmo roteador e PCs para o meio do nada, provavelmente conseguiria atingir velocidades muito mais altas (embora ainda não sejam os 300-600 Mbps reivindicados).
Why is the 2.4GHz slower than the 5GHz, even if both should be capable of higher than 80Mbps speeds? See above. Essentially more interference. There are many intentional (cordless phones, other WiFi networks, wireless microphones, etc.) and unintentional (microwave ovens, etc.) radiators which impact the 2.4GHz ISM band used by WiFi. All of these things cause dropped packets, retransmissions, etc. which effectively slow down the link and lead to reduced signal strength. Moving closer to the router may help but it's not really a solution as the router will still "hear" all of that interference and the interference will still cause problems, it just has a better signal from the client to work with.
Why are my upload speeds consistent and maxed out, but my download speeds aren't? Because 10Mbps is slow enough that you never/rarely go below that.
TL; DR Como você pode ver, o pessoal de marketing das empresas de roteadores WiFi é mais do que um pouco generoso em como eles anunciam a "velocidade teórica máxima" em que os roteadores operam. Uma vez que você conta para half-duplex e vários dispositivos na rede, você tem muito menos para começar. Então, interferências do mundo real, etc. reduzem o desempenho ainda mais. Algumas tecnologias sem fio lidam com isso melhor do que outras (por exemplo, MIMO é melhor do que o padrão DSSS 802.11b), mas no final todas as redes sem fio sucumbem a esses problemas, e é por isso que conexões com fio ainda são o padrão ouro.