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?
我們在此視頻中看到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?
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?
我們在此視頻中看到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?
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。
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。
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:
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。
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。
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:
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)。
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。
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。
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。
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。