題:
為什麼有線以太網會失去其速度優勢而不是無線?
Francois
2019-12-13 20:44:19 UTC
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這已經困擾了我一段時間了。我上大學時曾做過幾次無線傳輸課程,眾所周知,無線傳輸很難。部分原因是因為它是一個共享通道,物理對象可能會擋路,空氣會造成很大的損失,等等。

那麼為什麼無線傳輸在傳輸速度上趕上以太網?

我們在視頻中看到MKBHD會通過電話進入某條街,並超過1Gbps。當然,保留和屏蔽的以太網通道應該可以為我們提供1Tbps的帶寬嗎?

我覺得我們在以太網方面還沒有做足夠的嘗試。是這樣嗎?

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](https://chat.stackexchange.com/rooms/102249/discussion-on-question-by-francois-why-is-wired-ethernet-losing-its-speed-advant)。得出的任何結論都應重新編輯成問題和/或任何答案。
請注意,從理論上講,無線“應該”比有線具有更高的帶寬。想像一下,如果您可以在發送器和接收器之間對點對點無線信號進行波束成形,然後乘以您可以擁有的無線路徑數量,然後將其與您願意並能夠使用的電纜數量進行比較。
九 答案:
BrianB
2019-12-13 20:54:26 UTC
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有線以太網不會失去其優勢。那裡有10Gig以太網(802.3ae),40Gig以太網(802.3ba)和25Gig以太網(802.3bq)的標準。這些主要是骨幹/回程標準。

將具有20年曆史(1 Gb以太網)或具有25年曆史(100 Mb / s“快速以太網”)的技術與最新的無線技術進行比較並不是一個蘋果對蘋果的比較,這僅僅是因為可以在消費市場上購買。

實際上,10G以太網很容易在消費市場上獲得。
當然-如果您願意支付很多錢,則可以購買10G設備。但是,*普通*家庭消費者需要1GE連接到單個設備的用例是什麼?
@BrianB 10gbit SFP +模塊的成本大約與M2 802.11ax卡相同或略低。40gbit QSPF +模塊的價格要高出$ 5-10。交換機更昂貴(因為它們必須能夠處理不可思議的帶寬),但是與10 / 40Gbit收發器相比,WiFi卡並不是特別便宜。
請參閱[Linus技術提示](https://www.youtube.com/watch?v=b4Wp4SzdNj4)。但這不是問題的重點。
是的,但是可以說從2005年開始,普通人的無線傳輸速度從11Mbps增長到1000Mbps +(x100),在同一時間範圍內,普通人的以太網速度從100Mbps增長到了1Gbps(x10)。明白我的意思嗎?
@Francois不,您沒有意思。您有一個假設:“無線和有線速度之間應該有固定的比率”,而這並不是基於任何條件!
以太網標準也適用於200和400 Gb / s。IEEE 802.3-2018條款116-124。(802.3ae,802.3ba等是提案和草案,而不是正式標準。這些提案現已編入802.3-2018的各個條款中)
@francois告訴我,人們是否對更快的無線或更快的有線電纜更感興趣?典型的消費者想要更快的無線,而這正是商業已經關注了很長時間了。對於大多數消費者的需求,以太網是一種痛苦,而千兆位(*)*非常快。
我會問普通人需要10Gbps(x100)的功率。發展趨向於跟隨需求。無線必須趕上來滿足需求,而以太網早就達到了。
@akohlsmith我認為無線是真正的痛苦-對於我們所有人來說,他們都知道計算機網絡的工作原理,並且被問到“為什麼它不起作用?為什麼這麼慢?請修復它!”。有線具有獨立於潛在最大速度的優點是其穩定性。無干擾,無配置問題。它只是有效-除非您物理斷開電纜。但是您在評估中完全正確,這是目前消費者最想要的東西。
@FrankHopkins WiFi具有普遍成為WiFe批准的標準的優勢。然而,不同地區之間的以太網對WiFe標準的合規性可能會發生很大的變化。
2.5、5、10、25、40、50、100,...現在都可以在有線市場上購買。商業接入點開始使用2.5和5.0來處理單元中的無線電數量。服務器可能會在不久的將來從10台增加到25台。2.5和5正在使用現有的cat 6對。25和50能夠使用10使用的相同銅線(現在已經有10年了很久了)。100使用10對10,但是100使用qsfp28而不是cxp移動到4對25。如果您使用銅纜,則當然可以使用光纖,但是對於這些速度來說成本很高。
隨著2.5的普及,消費者可能會在不久的將來開始使用帶有2.5的台式機/遊戲機以及帶有開關的開關。Lan黨的人們已經有一段時間使用了10個,儘管由於成本高昂,即使使用直接連接銅纜(DAC)還是使用光纖,也可能不使用它。但是,即使是小公司,也可以說擁有IT部門的中型企業正在或希望在其文件系統與服務器或至少備份系統之間使用10。10 / 25G sfp +板已經出現了一段時間,因此它們可以切換到這些板,並且在雙方准備就緒時獲得25個。
@FrankHopkins,但明智的方法“有時比所需的速度快很多,但是問題是它不夠可靠”,這是確保我們提高了保證的可用性,例如在室內增加接入點的數量,因為很難銷售帶有以太網端口的iPad。
從營銷的角度來看,@MarcusMüller當然可以從個人的角度來看:不用了,沒有更多的接入點可以配置並確保它們不會干擾。順便說一句。我可以在家裡使用適用於平板電腦和智能手機的無線路由器,因為這是它們的自然解決方案,任何“無法正常運行(足夠快)的問題”都可以通過“使用台式機/筆記本電腦並用電纜連接,然後'。我不能在主路由器和主要使用台式機/筆記本電腦的地方之間架設無線網橋,但建議使用以太網,否則將無法解決“速度”問題等。
@FrankHopkins確切地說,行銷!現代網格解決方案(雖然仍然很昂貴)似乎真的很容易(按訪問點或最近的網格節點上的按鈕,按新網格節點/轉發器上的按鈕,完成)
實際上,@old_timer我的最後一個MB帶有2.5GHz以太網。
Marcus Müller
2019-12-13 21:12:44 UTC
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我們現在看到MKBHD傢伙拿著電話走到街上,速度超過1Gbps。保留和屏蔽的以太網通道是否應該能為我們提供1Tbps的傳輸速率?

不,為什麼要這麼做?數據速率是SNR和帶寬的函數。 (香農容量:您只能在帶寬和信號保真度有限的介質上每秒傳輸有限數量的比特;兩者都適用於雙絞線;這不可能通過研究來繞過;這在數學上得到了證明。)

您需要支持巨大帶寬(即從幾米到幾毫米的波長)的屏蔽以太網電纜來進行太比特通信。從物理上講,這不是雙絞線的工作方式。有一個固有的低通特性,它限制了可用帶寬。

這就是為什麼我們僅通過光纖進行 TB通訊的原因:儘管仍然有電磁波,但是由於光的載頻非常高,所以可以實現數十千兆赫的帶寬。

請注意,進行高速電氣傳輸(例如,在網卡和CPU之間的PCB上,甚至在千兆以太網上)或光纖鏈路已經基本需要您在無線通信中看到的所有技術-同步器,均衡器,相位恢復,廣泛的信道編碼,更高的調製速度。

當然,僅由於距離較短(因此損耗較低)和可靠的通道(例如,光纖通道或PCB上的微波導管)在移動介質上獲得的速率要比移動通信中的速率高。無線通信中很多信道速率都被佔用來了解信道的外觀,以便可以在接收器處對其進行校正。

因此,您的“事實”主張是完全錯誤的:通過雙絞線,您當然可以通過某些微波鏈路獲得更高的費率;雙絞線上的10 Gb / s以太網是一回事。但是在這種情況下,接收器的複雜性不會落後於無線接收器。


¹實際上,高速率光纖帶來了自己的蠕蟲,在至少一個方面,它比我們通常處理無線通信的蠕蟲更糟糕:將光纖驅動在使其成為非線性介質的功率區域中;然後突然之間,所有關於不同頻率如何正交以及信號如何線性加總的寶貴假設都破滅了,這對我們慣用的許多數學運算都產生了災難性的後果。
user1850479
2019-12-13 21:12:04 UTC
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那麼為什麼無線傳輸在傳輸速度方面趕上以太網?

無線在傳輸速度方面沒有趕上以太網,但是它變得足夠快,以至於大多數人不需要使用更快的有線系統。但是,如果您想購買速度更快的無線設備,請在fs.com上查看以太網模塊的價格具有指導意義:

  1. 10Gb SFP +:18.00美元
  2. 40Gb QSFP +:39.00美元
  3. 100gbit QSFP28:99.00美元
  4. ol>

    因此,從一個角度看,典型的英特爾品牌Wifi卡的價格要比以太網模塊便宜幾美元,而實際帶寬要高出約100倍。從這個角度來看,無線並不是很快。

    但是,無線技術在成本方面的真正優勢是帶寬在所有客戶端之間共享,而在有線以太網中,帶寬隨著設備數量的增加而增加。這使得高速以太網交換機(可能需要千兆位/秒的交換速度)極其昂貴。它們還具有數百或數千倍的帶寬。

和電纜/網段的長度...以相同的速度提高速度-電纜/網段的長度縮短(因為這些長度直接取決於傳輸速度),因此實際上在某個時候我們將擁有超過10厘米的TB以太網可用...*笑*
@eagle275適用於銅纜,但是較新的以太網標準是光纖,因此具有很長的覆蓋範圍。我鏈接的$ 18美元零件的射程為300m,但10,000 m($ 24)的單位仍比WiFi m.2卡便宜。
FWIW 400Gbps現在已經存在,大多數仍處於試驗階段,但Cisco等。等正在撿起來。
您提到的無線的優勢也是一個劣勢:可能需要為40端口千兆以太網交換機提供40 Gbps的內部帶寬,但這意味著,如果每個人都嘗試一次通話,他們都將獲得全速。相比之下,擁有40個用戶的千兆位無線接入點,如果每個人都試圖一次通話,則每位用戶提供的速率將不超過25 Mbps。
AnalogKid
2019-12-13 21:33:50 UTC
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那麼為什麼無線傳輸在傳輸速度方面趕上以太網?

錢。時間就是金錢,但便利才是真正的金錢。

因為每用戶速度成本相對較低,並且因為無線的便攜性幾乎具有超出價格的價值。是的,同時將每個單元塔的數百個(幾千個)電話的GHz數據獲取到的基礎架構確實非常昂貴,但是另一種選擇-通往高速公路上每輛行駛中的汽車的光纜都是不可能的。如果您停下來想一想,並通過認真的思考,這種有保證的資金流將推動著近外星技術的發展。一旦小區人員開發了技術以及對需求的幻想,將其滴灌到消費者家庭網絡就相對簡單了。

再說一遍,佈線很難。特別是在家庭中。外牆有絕緣層,內牆有電線,管道,上帝知道還有什麼,化妝品,美學和預算與商業建築的正常情況有很大不同。考慮一下通過拔出和插入電纜將ipad從一個房間移到另一個房間帶來的不便。那就是金錢,那錢推動了驚人的發展。使用1980年代的芯片,售價30美元的家用無線路由器將具有微波爐的大小,並且價格與汽車相同。

您知道真正的大微波爐和非常昂貴的汽車;)僅此路由器中具有Linux功能的CPU到1989年就很棒了,更不用說64 MB的RAM或4 GB的閃存了,這將是六個5.25“1989年的硬盤驅動器,僅在家中微波爐的重量就差不多。
是的,這與我的想法有關。需求是如此之高,以至於我們要做的一切都是工作。不知道我是否應該接受這個答案,我擔心確認偏差:)
好吧,答案是極好的(因此,我贊成),但它實際上忽略了“不能”允許雙絞線通過太比特通信的物理原理–請參閱我的答案。對於香農容量,沒有“如果我有足夠的錢去研究它”的解決方案–物理帶寬有限的鏈接只能限制傳輸速率,這是數學的。
擁抱你的偏見。如果您超過12歲,那麼他們就是您。
@MarcusMüller在包含1024條雙絞線的電纜上進行太比特通信怎麼樣?
實際上,@HagenvonEitzen非常困難!
-1
單對速度,但有些運氣,大約是其的2/3(基於對單個信號路徑的不相關性的非常樂觀的假設而作出的瘋狂猜測)。我想少了。
Jerry Coffin
2019-12-14 08:12:11 UTC
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對於某些細節仍有爭論的餘地。例如,我省略了一些很少使用的標準,例如原始的802.11和802.11a,以及一些早期的100 GBps以太網標準,以試圖至少獲得相當廣泛使用的速度的近似值。 ,最終的結果只不過是技術演示而已。根據您決定包括的內容,您可能會得到與此不同的圖。

有了該附帶條件,我得到了相對速度的圖形,如下所示:

enter image description here

在我看來,自從802.11b推出以來,這兩者一直在速度增長方面密切跟踪 。即使這是對數規模的,看起來以太網(忽略1995年前的時期)的增長速度也略有加快,但是鑑於數據點數量少,我認為這兩者都不具有真正的巨大優勢(請注意,就是說:以太網在任何時候都具有速度優勢,但是它的速度優勢在相當長的一段時間內幾乎保持不變。

還值得注意的是,隨著速度的提高,距離的減小(對於兩種技術)。最新/最快的802.11(802.11ad)以足夠高的頻率運行,其目標範圍為“至少一米”,並且通常根本不會穿過牆壁。至少對我來說,這似乎還存在一些疑問,我們是否有可能看到它繼續增長很多。如果我對事情完全公平,那麼我可能會完全放棄它-實際使用情況似乎充其量是非常有限的。即使包含了它,我也應該將速度降低一半(左右)。我所展示的是8 Gbps變體,但是我見過的大多數無線路由器都只能進行4 Gbps變體(儘管大多數無線路由器也可以同時進行802.11ac和802.11n流,因此它們已經存在總速率為5.5-6 Gbps。

另一個注意事項:這都是基於給定標準支持的理論最大速度。就實際速度而言,(至少在我看來)802.11通常比理論上最大暗示的要慢甚至更大。通常,使用以太網可以使用理論帶寬的80%,但是使用802.11可以很幸運地使用理論帶寬的50%(通常大大低於理論帶寬)。

我不確定您如何得出“我認為兩者都不具有真正的巨大優勢”。您的幾個數據點(涵蓋了IT的永恆)表明,在任何時間點,有線連接至少快100倍。
我認為他的意思是,一條曲線的增長快於另一條曲線的增長,即兩條曲線大部分平行。
是的,以太網在任何給定時間始終是最快的,但是速度的提高卻相似。
嗯,編輯使您想說的更清楚。儘管我會說在問題一詞使用的上下文中(“為什麼以太網會比無線失去速度*優勢*)”,答案應該是“有線始終具有巨大優勢,並且不會因任何原因而失去它”。手段”。
supercat
2019-12-16 00:54:15 UTC
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出於某些目的,有線以太網的一個主要優點是無線以太網永遠無法追上,這是一條電纜中可用的帶寬量不會受到附近其他電纜的帶寬利用率的影響。如果一個房間中有100個客戶端,每個客戶端都在與自己的服務器通信,並且電纜拓撲結構允許每個客戶端與其服務器通信,而不必遍歷其他任何人使用的電纜,那麼這些客戶端/服務器對中的每對都可以就像其他99個不存在一樣多的帶寬。相比之下,如果客戶端和服務器都在同一個房間中嘗試進行無線通信,則它們將只能使用它們單獨使用時所能使用的帶寬的一小部分。

一個相關的優點是,有線連接可以可靠,平穩地提供帶寬,而不會出現打ic現象。儘管可以以相對較短的延遲來無線傳輸視頻,但不能保證在一個短窗口內100%交付所有幀。相比之下,如果正在客戶端和服務器之間使用專用的有線以太網連接,並且如果客戶端和服務器本身足夠快以處理流量,則每個數據包將在發送後的一毫秒之內被傳遞。

後一個原因是為什麼AFAIK以太網仍然是最受歡迎的遊戲連接。
scorpdaddy
2019-12-13 22:24:38 UTC
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也許根本不是關於網絡,而是使用網絡的應用程序。這些網絡上當前運行的應用程序不需要更多的帶寬。考慮一下,Netflix建議25k Mbps的4k視頻流。在消費者領域,這可能是最飢餓的應用程序之一。由於不存在需要更多帶寬的消費類應用程序,因此沒有演進壓力來構建具有更多帶寬的網絡。就直接下載速度而言,您可能會受到另一端內容緩衝速度的限制,而不是您自己網絡的速度。同樣,更快的消費者帶寬不會增加任何價值。如果有一天我們有需要更多帶寬的應用程序,那麼我希望有線和無線(到那時都已趕上有線)同時增加帶寬以支持那些應用程序。

Stefan Wyss
2019-12-14 00:45:43 UTC
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無線與有線相比在衰減方面確實有一個很大的優勢。

有線同軸電纜的衰減約為X dB / m,而無線鏈路的十倍距離衰減(1 / r ^ 2)約為20 dB。

對於> 100m的距離,這已經有利於無線。

這就是為什麼您永遠無法進行從地球到月球的有線電纜鏈接,但是對於無線無線電鏈接,NASA在50年前就已經做到了。

與此相反,在[802.11ad](https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11ad)中添加的60 GHz頻譜僅具有一個米範圍,而不是幾十米,並且不會穿過大多數牆壁。
“ 1 / r ^ 2”實際上僅在空間中有效。地面鏈路必須處理地面反射,大氣衰減和地球曲率。
@PeterGreen是的,但是地面鏈路通常具有指向性高的天線。NASA使用拋物線形高增益天線連接月球。WLAN天線也提供一些方向性。
功率密度的1 / r ^ 2降低是最好的。一旦進入遠場,距離天線約10個波長,無論光束聚焦得多麼緊或束窄,該方程式都成立。
@SteveSh您可能對此有誤:1 / r ^ 2來自球體的幾何形狀。激光束呢?還是1 / r ^ 2?
@Stefan Wyss-同意它與球體的幾何形狀有關,但此處涉及球體的表面積。如果RF光束在x方向x上具有一定的寬度(在增益輪廓上為3 dB點),與源之間的距離為d,則它將具有兩倍的寬度,即2 * x的距離為2 * d。y軸也是如此。因此,波前撞擊的表面積會因距離增加2倍而增加4。因此,1 / r ^ 2關係。不確定激光。
@SteveSh即使經過一段足夠的距離,激光也是一個圓錐體,不是嗎?
僅當您使用衰減大的電纜時才需要為此付出代價,而對於光纖而言,它遠低於它就不成問題了(除非您正在尋找無法使用電纜的距離)。
-1
Ralph Bolton
2019-12-16 16:54:26 UTC
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正如其他人所指出的,以太網標準遠高於1GB傳輸。但是,除了專門的數據中心安裝以外,這些工具對其他方面的滲透相對較小。

普通家庭用戶或企業“辦公樓層”用戶仍在使用Cat5或Cat6電纜。後者理論上可以做到10G,但在大多數情況下可能只能運行1GB。原因是10G的成本可能遠高於其實際收益。也就是說,普通的台式機/筆記本電腦用戶,甚至是“超級”用戶,也始終不需要那麼多的帶寬。當然,在每月/每年幾次的情況下,速度會變慢一些,但這種延遲的代價要小於為其提供10G的成本。

如其他地方所述,無線技術的更高“額定”帶寬在同一網絡上的所有客戶端之間共享。因此,爭用可以大大減少任何給定客戶端的實際可用帶寬。此外,與有線網絡相比,無線網絡的協議開銷往往更大-因此(例如)專用於一個客戶端的1GB無線連接實際上將比1GB有線連接下載數據略慢(我的經驗法則約為10%有線的協議開銷和無線的20%,但我無疑是不准確的)。因此,更高的帶寬在營銷手冊中看起來不錯,但這並不一定意味著您實際上會得到。

僅需進一步努力一點...帶寬(及其提供的設備)是需求驅動的。至少現在,普通用戶根本不需要簡單的Cat5 / 6電纜的帶寬,更不用說更高版本標準的額外帶寬了。大多數用戶只需要下載一些文件,也許就可以觀看一些視頻並發送一些電子郵件。因此,“ 1G對任何人都足夠”,至少現在是這樣。我敢肯定,當我們開始獲得需要更多帶寬的全腦植入物時,電纜和連接標準似乎會支持它,並且有足夠多的人購買它,其價格將足夠低,它將成為消費類技術。

儘管如此,即使是普通家庭也可以完全消耗許多更常見的無線標準-僅通過我上面提到的用手機和筆記本電腦進行的“簡單”活動即可。那些人絕對會想要額外的帶寬,因此至少在未來幾年內,他們將尋求升級到更快的無線網絡。對於其中某些人來說,另一種解決方案是使用更多的無線接入點將用戶分配到互不影響的信道之間。但是,這比安裝成本增加了一倍以上,因此仍然需要更高的帶寬。



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