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              比5G還快10倍,你準備好迎接萬兆通信了嗎?

              放大字體  縮小字體 發布日期:2022-03-01     來源:腦極體     瀏覽次數:1565
                     2022冬奧會,讓大家見識了5G高速沖浪的快樂。通信技術的發展,傳輸速率越來越快,不斷重新定義著這個世界的連接方式。

                     IEEE預測,設備連接將從180億臺(2017年)增長到285億臺設備(到2022年);ヂ摼W用戶數量將“從2017年的34億飆升至2022年的48億”。網絡流量的爆炸式增長,不僅帶動了移動通信加速進入5G時代,催生了寬帶、等網絡的集體升級。

              比5G還快10倍,你準備好迎接萬兆通信了嗎?

                     近年來,各大運營商都推出了三千兆、全千兆方案,讓千兆5G、千兆寬帶、千兆Wi-Fi走進千家萬戶,成為和水、電、煤一樣的家庭基礎配置。

                     如果網速也有鄙視鏈的話,“全千兆”是不是讓人艷羨的金字塔尖了?對于普通人來說,確實如此。不過,還有一部分人已經率先“萬兆”起來了。

                     目前,云數據中心的網絡基礎設施,已經達到了400Gbps標準,也就是5G帶寬的400倍,并且還在向800G和1600G進發。不過,對于個人家庭用戶來說,沒有那么大的數據吞吐量,萬兆網絡在當下已經足以傲視群雄了。

                     通信領域的每一次基礎變革,都給我們的生活帶來了翻天覆地的變化。十年前,我們無法想象4G支撐下的移動互聯網會有如此規模,造就了無數互聯網巨頭和獨角獸;5G也正在加速改造千行百業,不斷催生出豐富多彩的創新應用場景。那么,萬兆通信進入消費級市場,又將如何改變我們的生活方式呢?

                     以太網,憑什么成為萬兆網的土壤?

                     如果不考慮成本,沖浪速度當然是越快越好,站立在技術潮頭的弄潮兒如你,或許已經迫不及待地想撥通運營商的電話:萬兆套餐搞快點,給你們尊貴的用戶來一份。


                     這時候,對方估計也很為難,萬兆網絡一般是企業級服務,私人定制也不是不行,得加錢。加多少呢,您就照著高校教育網那種規模給吧。

                     這時候,如果不是真的家里有礦,大多數人應該都偃旗息鼓了。還有一群人,憑借著知識就是力量,靠一些企業服務器機房的萬兆交換機,俗稱“撿垃圾”,自己在家里攢起了萬兆網絡。

                     普通人想用上萬兆網絡,怎么就這么卑微啊。

              比5G還快10倍,你準備好迎接萬兆通信了嗎?

                     這里有必要先來解釋一個問題:為什么萬兆網目前只能通過以太網來實現?

                     正如前面提到的,目前5G蜂窩網絡、無線網絡WiFi-6、家用寬帶都已經實現了千兆服務的商用。如果還想要更高的網速,就只能寄希望于局域網,也就是內網了。

                     簡單來說,就是讓自家的臺式機、筆記本電腦、手機、游戲機、平板、智能電視、智能插座、存儲設備NAS等設備之間,通過一個內部小型網絡進行通信。而內部局域網常常會用以太網(Ethernet)來構建的。

              比5G還快10倍,你準備好迎接萬兆通信了嗎?

                     解釋以太網的概念和歷史,實在是一件很枯燥的事。號稱互聯網金門大橋的思科都認為,這些知識在它們的課程當中并沒有很強的意義。感興趣的讀者可以自行搜索,我們就直接說說,為啥當下想要“萬兆”體驗,必須得靠以太網。

                     首先,和使用無線電波的WiFi相比,以太網直接通過電纜、光纜傳輸數據,穩定可靠抗干擾,游戲聯機的時候更不容易掉鏈子坑隊友啦。

                     其次,蜂窩移動網絡呢,最新一代的移動通信網絡5G,峰值理論傳輸速度約為100Mbps,傳輸能力比5G提升了10倍的6G,倒是能達到萬兆標準,但目前仍在研發之中,廣泛商用更是遙遙無期。

              以太網系統圖
              (最初的以太網系統圖)

                     既然這倆都沒戲,光纖到戶的固網寬帶,總有希望了吧。不過,家庭寬帶網絡往往架構復雜,通過局域網連接到外網,網絡建設、升級、擴展都比較麻煩,已經開始跟不上計算機終端迭代的速度了,成為卡住用戶體驗的主要瓶頸。比如,2020年蘋果已經為M1Macmini添加了10Gb萬兆以太網接口,但如果用戶沒有萬兆網絡依然白瞎。

                     反觀以太網,電氣和電子工程師協會(IEEE)在2002年11月期間,就提出了銅纜上實現萬兆以太網(10GbE)的建議。2005年,IEEE在標準802.3x中,將萬兆以太網(10GbE)定為局域網(LAN)中最快的以太網標準。2017年底,IEEE更是批準了200GbE和400GbE兩個標準,來適應云服務商和超大規模數據中心運營商對更高帶寬的需求。

                     自從1982年被IEEE采納成為標準以后,以太網經歷了40年的風風雨雨,憑借著不斷演進、高速穩定可靠的綜合優勢,成為目前世界上應用最廣泛的網絡技術,也率先站到了家庭萬兆網絡的潮頭浪尖。

                     家庭萬兆需求,是真實存在的嗎?

                     也許很多人會覺得,現在的千兆級別網絡完全夠用了啊,下載文件、打打游戲、看點視頻也都沒什么卡頓。要那么高的速度也是浪費錢。

                     確實,萬兆以太網能提供10Gbps的傳輸速率,以每秒100億比特的速率傳輸數據,多年來,主要服務于數據中心、企業局域網等場景。

                     比如學校需要高清視頻應用來支持數字教學,LiDAR和傳感器等應用在數字軍事上的應用,需要大量的數據吞吐;抑或是企業園區內物聯網不斷發展,對網絡延遲越來越敏感……這時候,城域網的網絡帶寬不足,丟包、設備死機情況會造成比較大的損失。所以,往往會通過萬兆局域網絡來解決。作為“新基建”之一超融合數字基礎設施,也出現了融合以太網的技術趨勢。

                     但對于家庭用戶來說,萬兆網絡是不是有點殺雞用牛刀了?

                     其實從結果就可以反推出來,如果千兆網絡真的夠用,也就不會出現那么多萬兆網DIY小能手了。這主要是因為,有些人家里可能真的有牛:

                     如果你是3A游戲、高清視頻愛好者,面對4K、8K的畫質,千兆網絡下下載、拷貝一個4K大片需要幾十分鐘的時間,對于習慣了秒傳秒看的人來說,確實很難熬。

                     如果你是內容創作者,或者用愛發電的up主,受疫情影響,越來越多的影音、3D、游戲工作室開始遠程辦公,那么每天將視頻素材、程序文件上傳下載到集中式存儲中,大大影響了工作效率。這時候10GbE提供的超寬帶寬,可以幾秒鐘內打開一個巨大的設計文件,確實能夠實現更輕松的協作。

                     如果你是錙銖必較的硬件發燒友,購買了有著萬兆接口的筆記本,不忍心潛力被白白浪費,只能自己動手豐衣足食,搭一個萬兆內網讓它們發光發熱了。

                     如果你有大量學習資料之類的存儲需求,花了大價錢買到了讀寫速度動輒數百兆的硬盤,但文件傳輸速度就是跟不上存儲硬件的節奏。而萬兆網絡中,可以很輕松地以1.25GB/s的速率吞吐,20秒內就將一個20GB的文件復制到另一臺計算機,怎一個爽字了得。

                     這時候,或許你會覺得,帶寬還是多多益善的好。

                     除了快,萬兆以太網還附贈了不少其他好處。比如擴展靈活,直接采用中端以太網交換機作為接入設備,簡化了網絡配置的復雜度;較強的適應能力,能夠對數據業務、語音業務、視頻業務等多種網絡應用進行自動識別,并提供帶寬保障。

                     心動不如行動,這就開始“撿垃圾”,不是,搭建萬兆網絡吧。

                     搭一個萬兆網,總共分幾步?

                     動手狂魔們可能已經開始摩拳擦掌,想要部署一個自己的家庭萬兆網絡了。別急,雖然DIY這事兒在2022年并不罕見了,但萬兆網之所以沒有大規模流行,還是因為有著不小的門檻,既考驗錢包的厚度,也需要技術的儲備。

                     首先是光纖。保證萬兆網絡的穩定,還是必須通過有線連接。目前常見的雙絞線有很多種,萬兆網一般用的是七類線,2002年ISO/IEC118017類/F級標準中認可的一種雙絞線,傳輸速率可達10Gbps。如果不是新裝修的家庭,重新布線還需要考慮以前就布好的網線,極其麻煩。這也提醒我們網絡部署最好還是一步到位,承受范圍內選最好的,減少二次改造的成本。

                     第二,萬兆路由器。路由器可以最大限度發揮出寬帶的性能,是家用網絡的中心,現在很多運營商都會給千兆套餐中贈送WiFi-6路由器。想要讓無線設備也享受到萬兆網速,那么萬兆路由器就必不可少。在電商平臺上,一個高端萬兆路由器往往需要數千元不等。

                     接下來,萬兆網卡。網卡是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口,計算機必須有萬兆網卡才能跑出10Gbps的速度。目前,一些品牌電腦如蘋果已經內置了10千兆以太網端口,支持選配萬兆網卡。當然,速度就是時間,時間就是金錢,所以,得加錢。

                     對了,一些短視頻制作者、游戲工作室、游戲發燒友等,或許還需要一臺支持萬兆傳輸速度的NAS,以使資源的管理、備份、共享,達到更優異的讀寫速度。

                     聽到這里不難發現,金錢不僅限制想象力,還會限制網速。

                     不過,這并不意味著普通人就與萬兆徹底無緣了。

                     在極速變遷的社會中,千行百業的數字化建設,與遠程辦公等工作方式的普及,將催生出一大批新的網絡應用,大大增加對網絡帶寬的需求。萬兆網終將走下高不可攀的金字塔尖,走進大眾消費市場。而基礎網絡速率的提升,又如同肥沃的土壤一般,讓新一代互聯網應用與服務蓬勃生長,比如數字人或元宇宙。

                     正如以太網的發明者梅特卡夫所說:“將以太網設計為一個開放的、產業化標準的本地網絡,其意義要大于發明以太網本身。”

                     人人皆可受益的技術普及之路,要比一個石破天驚的發明,更加值得期待。 
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