比5G还快10倍，你准备好迎接万兆通信了吗？

2022冬奥会&＃xff0c;让大家见识了5G高速冲浪的快乐。通信技术的发展&＃xff0c;传输速率越来越快&＃xff0c;不断重新定义着这个世界的连接方式。

IEEE预测&＃xff0c;设备连接将从180亿台&＃xff08;2017年&＃xff09;增长到285亿台设备&＃xff08;到2022年&＃xff09;。互联网用户数量将“从2017年的34亿飙升至2022年的48亿”。网络流量的爆炸式增长&＃xff0c;不仅带动了移动通信加速进入5G时代&＃xff0c;催生了宽带、等网络的集体升级。

近年来&＃xff0c;各大运营商都推出了三千兆、全千兆方案&＃xff0c;让千兆5G、千兆宽带、千兆Wi-Fi走进千家万户&＃xff0c;成为和水、电、煤一样的家庭基础配置。

如果网速也有鄙视链的话&＃xff0c;“全千兆”是不是让人艳羡的金字塔尖了&＃xff1f;对于普通人来说&＃xff0c;确实如此。不过&＃xff0c;还有一部分人已经率先“万兆”起来了。

目前&＃xff0c;云数据中心的网络基础设施&＃xff0c;已经达到了400Gbps标准&＃xff0c;也就是5G带宽的400倍&＃xff0c;并且还在向800G和1600G进发。不过&＃xff0c;对于个人家庭用户来说&＃xff0c;没有那么大的数据吞吐量&＃xff0c;万兆网络在当下已经足以傲视群雄了。

通信领域的每一次基础变革&＃xff0c;都给我们的生活带来了翻天覆地的变化。十年前&＃xff0c;我们无法想象4G支撑下的移动互联网会有如此规模&＃xff0c;造就了无数互联网巨头和独角兽&＃xff1b;5G也正在加速改造千行百业&＃xff0c;不断催生出丰富多彩的创新应用场景。那么&＃xff0c;万兆通信进入消费级市场&＃xff0c;又将如何改变我们的生活方式呢&＃xff1f;

以太网&＃xff0c;

凭什么成为万兆网的土壤&＃xff1f;

如果不考虑成本&＃xff0c;冲浪速度当然是越快越好&＃xff0c;站立在技术潮头的弄潮儿如你&＃xff0c;或许已经迫不及待地想拨通运营商的电话&＃xff1a;万兆套餐搞快点&＃xff0c;给你们尊贵的用户来一份。

这时候&＃xff0c;对方估计也很为难&＃xff0c;万兆网络一般是企业级服务&＃xff0c;私人定制也不是不行&＃xff0c;得加钱。加多少呢&＃xff0c;您就照着高校教育网那种规模给吧。

这时候&＃xff0c;如果不是真的家里有矿&＃xff0c;大多数人应该都偃旗息鼓了。还有一群人&＃xff0c;凭借着知识就是力量&＃xff0c;靠一些企业服务器机房的万兆交换机&＃xff0c;俗称“捡垃圾”&＃xff0c;自己在家里攒起了万兆网络。

普通人想用上万兆网络&＃xff0c;怎么就这么卑微啊。

这里有必要先来解释一个问题&＃xff1a;为什么万兆网目前只能通过以太网来实现&＃xff1f;

正如前面提到的&＃xff0c;目前5G蜂窝网络、无线网络WiFi-6、家用宽带都已经实现了千兆服务的商用。如果还想要更高的网速&＃xff0c;就只能寄希望于局域网&＃xff0c;也就是内网了。

简单来说&＃xff0c;就是让自家的台式机、笔记本电脑、手机、游戏机、平板、智能电视、智能插座、存储设备NAS等设备之间&＃xff0c;通过一个内部小型网络进行通信。而内部局域网常常会用以太网&＃xff08;Ethernet&＃xff09;来构建的。

解释以太网的概念和历史&＃xff0c;实在是一件很枯燥的事。号称互联网金门大桥的思科都认为&＃xff0c;这些知识在它们的课程当中并没有很强的意义。感兴趣的读者可以自行搜索&＃xff0c;我们就直接说说&＃xff0c;为啥当下想要“万兆”体验&＃xff0c;必须得靠以太网。

首先&＃xff0c;和使用无线电波的WiFi相比&＃xff0c;以太网直接通过电缆、光缆传输数据&＃xff0c;稳定可靠抗干扰&＃xff0c;游戏联机的时候更不容易掉链子坑队友啦。

其次&＃xff0c;蜂窝移动网络呢&＃xff0c;最新一代的移动通信网络5G&＃xff0c;峰值理论传输速度约为100Mbps&＃xff0c;传输能力比5G提升了10倍的6G&＃xff0c;倒是能达到万兆标准&＃xff0c;但目前仍在研发之中&＃xff0c;广泛商用更是遥遥无期。

&＃xff08;最初的以太网系统图&＃xff09;

既然这俩都没戏&＃xff0c;光纤到户的固网宽带&＃xff0c;总有希望了吧。不过&＃xff0c;家庭宽带网络往往架构复杂&＃xff0c;通过局域网连接到外网&＃xff0c;网络建设、升级、扩展都比较麻烦&＃xff0c;已经开始跟不上计算机终端迭代的速度了&＃xff0c;成为卡住用户体验的主要瓶颈。比如&＃xff0c;2020年苹果已经为M1Macmini添加了10Gb万兆以太网接口&＃xff0c;但如果用户没有万兆网络依然白瞎。

反观以太网&＃xff0c;电气和电子工程师协会&＃xff08;IEEE&＃xff09;在2002年11月期间&＃xff0c;就提出了铜缆上实现万兆以太网&＃xff08;10GbE&＃xff09;的建议。2005年&＃xff0c;IEEE在标准802.3x中&＃xff0c;将万兆以太网&＃xff08;10GbE&＃xff09;定为局域网&＃xff08;LAN&＃xff09;中最快的以太网标准。2017年底&＃xff0c;IEEE更是批准了200GbE和400GbE两个标准&＃xff0c;来适应云服务商和超大规模数据中心运营商对更高带宽的需求。

自从1982年被IEEE采纳成为标准以后&＃xff0c;以太网经历了40年的风风雨雨&＃xff0c;凭借着不断演进、高速稳定可靠的综合优势&＃xff0c;成为目前世界上应用最广泛的网络技术&＃xff0c;也率先站到了家庭万兆网络的潮头浪尖。

家庭万兆需求&＃xff0c;

是真实存在的吗&＃xff1f;

也许很多人会觉得&＃xff0c;现在的千兆级别网络完全够用了啊&＃xff0c;下载文件、打打游戏、看点视频也都没什么卡顿。要那么高的速度也是浪费钱。

确实&＃xff0c;万兆以太网能提供10Gbps的传输速率&＃xff0c;以每秒100亿比特的速率传输数据&＃xff0c;多年来&＃xff0c;主要服务于数据中心、企业局域网等场景。

比如学校需要高清视频应用来支持数字教学&＃xff0c;LiDAR和传感器等应用在数字军事上的应用&＃xff0c;需要大量的数据吞吐&＃xff1b;抑或是企业园区内物联网不断发展&＃xff0c;对网络延迟越来越敏感……这时候&＃xff0c;城域网的网络带宽不足&＃xff0c;丢包、设备死机情况会造成比较大的损失。所以&＃xff0c;往往会通过万兆局域网络来解决。作为“新基建”之一超融合数字基础设施&＃xff0c;也出现了融合以太网的技术趋势。

但对于家庭用户来说&＃xff0c;万兆网络是不是有点杀鸡用牛刀了&＃xff1f;

其实从结果就可以反推出来&＃xff0c;如果千兆网络真的够用&＃xff0c;也就不会出现那么多万兆网DIY小能手了。这主要是因为&＃xff0c;有些人家里可能真的有牛&＃xff1a;

如果你是3A游戏、高清视频爱好者&＃xff0c;面对4K、8K的画质&＃xff0c;千兆网络下下载、拷贝一个4K大片需要几十分钟的时间&＃xff0c;对于习惯了秒传秒看的人来说&＃xff0c;确实很难熬。

如果你是内容创作者&＃xff0c;或者用爱发电的up主&＃xff0c;受疫情影响&＃xff0c;越来越多的影音、3D、游戏工作室开始远程办公&＃xff0c;那么每天将视频素材、程序文件上传下载到集中式存储中&＃xff0c;大大影响了工作效率。这时候10GbE提供的超宽带宽&＃xff0c;可以几秒钟内打开一个巨大的设计文件&＃xff0c;确实能够实现更轻松的协作。

如果你是锱铢必较的硬件发烧友&＃xff0c;购买了有着万兆接口的笔记本&＃xff0c;不忍心潜力被白白浪费&＃xff0c;只能自己动手丰衣足食&＃xff0c;搭一个万兆内网让它们发光发热了。

如果你有大量学习资料之类的存储需求&＃xff0c;花了大价钱买到了读写速度动辄数百兆的硬盘&＃xff0c;但文件传输速度就是跟不上存储硬件的节奏。而万兆网络中&＃xff0c;可以很轻松地以1.25GB/s的速率吞吐&＃xff0c;20秒内就将一个20GB的文件复制到另一台计算机&＃xff0c;怎一个爽字了得。

这时候&＃xff0c;或许你会觉得&＃xff0c;带宽还是多多益善的好。

除了快&＃xff0c;万兆以太网还附赠了不少其他好处。比如扩展灵活&＃xff0c;直接采用中端以太网交换机作为接入设备&＃xff0c;简化了网络配置的复杂度&＃xff1b;较强的适应能力&＃xff0c;能够对数据业务、语音业务、视频业务等多种网络应用进行自动识别&＃xff0c;并提供带宽保障。

心动不如行动&＃xff0c;这就开始“捡垃圾”&＃xff0c;不是&＃xff0c;搭建万兆网络吧。

搭一个万兆网&＃xff0c;

总共分几步&＃xff1f;

动手狂魔们可能已经开始摩拳擦掌&＃xff0c;想要部署一个自己的家庭万兆网络了。别急&＃xff0c;虽然DIY这事儿在2022年并不罕见了&＃xff0c;但万兆网之所以没有大规模流行&＃xff0c;还是因为有着不小的门槛&＃xff0c;既考验钱包的厚度&＃xff0c;也需要技术的储备。

首先是光纤。保证万兆网络的稳定&＃xff0c;还是必须通过有线连接。目前常见的双绞线有很多种&＃xff0c;万兆网一般用的是七类线&＃xff0c;2002年ISO/IEC118017类/F级标准中认可的一种双绞线&＃xff0c;传输速率可达10Gbps。如果不是新装修的家庭&＃xff0c;重新布线还需要考虑以前就布好的网线&＃xff0c;极其麻烦。这也提醒我们网络部署最好还是一步到位&＃xff0c;承受范围内选最好的&＃xff0c;减少二次改造的成本。

第二&＃xff0c;万兆路由器。路由器可以最大限度发挥出宽带的性能&＃xff0c;是家用网络的中心&＃xff0c;现在很多运营商都会给千兆套餐中赠送WiFi-6路由器。想要让无线设备也享受到万兆网速&＃xff0c;那么万兆路由器就必不可少。在电商平台上&＃xff0c;一个高端万兆路由器往往需要数千元不等。

接下来&＃xff0c;万兆网卡。网卡是局域网中连接计算机和传输介质的接口&＃xff0c;计算机必须有万兆网卡才能跑出10Gbps的速度。目前&＃xff0c;一些品牌电脑如苹果已经内置了10千兆以太网端口&＃xff0c;支持选配万兆网卡。当然&＃xff0c;速度就是时间&＃xff0c;时间就是金钱&＃xff0c;所以&＃xff0c;得加钱。

对了&＃xff0c;一些短视频制作者、游戏工作室、游戏发烧友等&＃xff0c;或许还需要一台支持万兆传输速度的NAS&＃xff0c;以使资源的管理、备份、共享&＃xff0c;达到更优异的读写速度。

听到这里不难发现&＃xff0c;金钱不仅限制想象力&＃xff0c;还会限制网速。

不过&＃xff0c;这并不意味着普通人就与万兆彻底无缘了。

在极速变迁的社会中&＃xff0c;千行百业的数字化建设&＃xff0c;与远程办公等工作方式的普及&＃xff0c;将催生出一大批新的网络应用&＃xff0c;大大增加对网络带宽的需求。万兆网终将走下高不可攀的金字塔尖&＃xff0c;走进大众消费市场。而基础网络速率的提升&＃xff0c;又如同肥沃的土壤一般&＃xff0c;让新一代互联网应用与服务蓬勃生长&＃xff0c;比如数字人或元宇宙。

正如以太网的发明者梅特卡夫所说&＃xff1a;“将以太网设计为一个开放的、产业化标准的本地网络&＃xff0c;其意义要大于发明以太网本身。”

人人皆可受益的技术普及之路&＃xff0c;要比一个石破天惊的发明&＃xff0c;更加值得期待。