Przewodowa sieć Ethernet nie traci swojej przewagi.Istnieją standardy 10Gig Ethernet (802.3ae), 40Gig Ethernet (802.3ba) i 25Gig Ethernet (802.3bq).Są to głównie standardy szkieletowe / dosyłowe.

Porównywanie technologii 20-letniej (1 Gb Ethernet) lub 25-letniej (100 Mb / s „Fast Ethernet”) z najnowszą technologią bezprzewodową to nie jest porównaniedostępne na rynku konsumenckim.

Widzimy teraz faceta z MKBHD idącego na jakąś ulicę z telefonem i przekraczającego 1Gbps. Chyba zarezerwowany i ekranowany kanał Ethernet powinien dać nam 1 Tbps, prawda?

nie, dlaczego miałoby to robić? Szybkość transmisji danych jest funkcją SNR i przepustowości. (Shannon Capacity: można przesyłać tylko ograniczoną liczbę bitów na sekundę na nośniku o ograniczonej przepustowości i ograniczonej wierności sygnału; oba odnoszą się do skrętki; tego nie da się obejść poprzez badania; jest to udowodnione matematycznie).

Będziesz potrzebował ekranowanego kabla Ethernet, który obsługuje olbrzymie przepustowości (to znaczy długości fal od metrów do milimetrów) do komunikacji terabitowej. Fizycznie tak nie działa skrętka; ma w sobie nieodłączny charakter dolnoprzepustowy, który ogranicza użyteczną przepustowość.

Z tego powodu mamy tylko komunikację terabit / s przez światłowód: chociaż nadal fale elektromagnetyczne, ze względu na ekstremalnie wysokie częstotliwości nośne światła, można osiągnąć dziesiątki Gigaherców przepustowości.

Pamiętaj, że wykonywanie szybkich połączeń elektrycznych (np. na płytkach drukowanych między kartą sieciową a procesorem, a nawet gigabitowego Ethernetu) lub łączy optycznych już wymaga w zasadzie wszystkich technik, które widzisz w komunikacji bezprzewodowej - synchronizatory, korektory, przywracanie fazy , rozbudowane kodowanie kanałów, wyższe modulacje¹.

Oczywiście stawki uzyskiwane za pomocą dedykowanego medium, takiego jak kanał światłowodowy lub przewodnik mikrofalowy na PCB, są wyższe niż w przypadku komunikacji mobilnej, po prostu z powodu krótszych odległości (stąd mniejsze straty) i niezawodnych kanałów (a spora część szybkości kanału w komunikacji bezprzewodowej zajmuje poznanie, jak kanał wygląda, aby można było go poprawić w odbiorniku).

Twoje "faktyczne" twierdzenie jest zatem po prostu błędne: z pewnością możesz uzyskać wyższe stawki za skrętkę niż przez łącze mikrofalowe;Ethernet 10 Gb / s po skrętce to rzecz.Ale w tym przypadku złożoność odbiornika nie ustępuje złożoności odbiornika bezprzewodowego.

Dlaczego więc transmisja bezprzewodowa dorównuje Ethernetowi pod względem szybkości transmisji?

Sieć bezprzewodowa nie dogania sieci Ethernet pod względem szybkości transmisji, ale staje się na tyle szybka, że ​​większość ludzi nie musi korzystać z szybszych systemów przewodowych. Jeśli jednak chcesz kupić szybsze urządzenia bezprzewodowe, pouczające jest sprawdzenie cen modułów ethernetowych na fs.com:

1. SFP + 10 Gb: 18,00 USD
2. 40 Gb QSFP +: 39,00 USD
3. 100 Gb / s QSFP28: 99,00 USD

Tak więc, aby spojrzeć na to z perspektywy, typowa karta Wi-Fi marki Intel kosztuje kilka dolarów mniej niż moduł ethernetowy z około 100 razy większą przepustowością w świecie rzeczywistym. Z tego punktu widzenia łączność bezprzewodowa nie jest bardzo szybka.

Jednak prawdziwą zaletą sieci bezprzewodowej pod względem kosztów jest to, że przepustowość jest dzielona między wszystkich klientów, podczas gdy w przewodowej sieci Ethernet przepustowość rośnie wraz ze wzrostem liczby urządzeń. To sprawia, że ​​szybkie przełączniki Ethernet (które mogą wymagać szybkości przełączania terabit / s) są niezwykle drogie. Mają też setki lub tysiące razy większą przepustowość.

Dlaczego więc transmisja bezprzewodowa dorównuje Ethernetowi pod względem szybkości transmisji?

Pieniądze. Czas to pieniądz, ale wygoda to PRAWDZIWE pieniądze.

Ponieważ koszt szybkości na użytkownika jest stosunkowo niski, a przenośność sieci bezprzewodowej ma wartość prawie wykraczającą poza cenę. Tak, infrastruktura umożliwiająca jednoczesne przesyłanie danych GHz do setek (tysięcy?) Telefonów na wieżę komórkową jest naprawdę droga, ale alternatywa - kabel światłowodowy do każdego poruszającego się samochodu na autostradzie - jest całkowicie niemożliwa. Ten gwarantowany przepływ pieniędzy napędza rozwój technologii niemal obcej, jeśli się zatrzymasz i naprawdę przemyślisz. Kiedy ludzie z komórki opracują technologię i iluzję potrzeby, spłynięcie jej do domowych sieci konsumenckich jest stosunkowo proste.

I znowu, prowadzenie przewodów jest trudne. Szczególnie w domach. Ściany zewnętrzne są izolowane, ściany wewnętrzne mają okablowanie, hydraulikę i Bóg wie, co jeszcze, a kosmetyki, estetyka i budżet bardzo różnią się od tego, co jest uważane za normalne w budynku komercyjnym. Pomyśl o niedogodnościach związanych z przenoszeniem iPada z pokoju do pokoju przez odłączanie i podłączanie kabli. To pieniądze, a te pieniądze napędzają zdumiewający rozwój. Używając chipów z lat 80-tych, domowy router bezprzewodowy za 30 dolarów byłby wielkości kuchenki mikrofalowej i kosztowałby tyle, co samochód.

Jest miejsce na dyskusję o niektóre szczegóły. Na przykład pominąłem niektóre rzadko używane standardy, takie jak oryginalne 802.11 i 802.11a, a także niektóre z wczesnych standardów Ethernet 100 GB / s, próbując uzyskać przynajmniej pewne przybliżenie prędkości, które były dość szeroko stosowane , a nie rzeczy, które skończyły się niczym więcej niż demonstracjami technologii. W zależności od tego, co zdecydowałeś się uwzględnić, możesz uzyskać nieco inny wykres z tego.

Z tym zastrzeżeniem otrzymuję wykres prędkości względnych podobny do tego:

Wydaje mi się, że od czasu wprowadzenia standardu 802.11b te dwa rozwiązania dość śledzą wzrost szybkości. Mimo że jest to w skali logarytmicznej, wygląda na to, że Ethernet (pomijając okres sprzed 1995 r.) Ma nieznacznie szybszy wzrost, ale biorąc pod uwagę niewielką liczbę punktów danych, nie sądzę, że ma naprawdę ogromną przewagę (zauważ, że to znaczy: Ethernet ma przewagę szybkości przez cały czas, ale jego przewaga szybkości pozostaje w przybliżeniu stała przez dłuższy czas).

Warto również zauważyć, że wraz ze wzrostem prędkości zmniejsza się odległość (w przypadku obu technologii). Najnowszy / najszybszy 802.11 (802.11ad) działa na wystarczająco wysokiej częstotliwości, aby jego docelowy zasięg wynosi „co najmniej metr” i generalnie w ogóle nie przechodzi przez ściany. Przynajmniej dla mnie wydaje się, że pozostawia to trochę miejsca na pytanie, czy prawdopodobnie zobaczymy, że nadal będzie się rozwijał. Gdybym był całkowicie uczciwy, prawdopodobnie zostawiłbym to całkowicie poza wykresem - rzeczywiste użycie wydaje się w najlepszym przypadku bardzo ograniczone. Nawet gdybym to włączył, prawdopodobnie powinienem zmniejszyć prędkość o połowę (lub coś takiego). To, co pokazałem, to wariant 8 Gb / s, ale większość routerów bezprzewodowych, które widziałem, obsługuje tylko wariant 4 Gb / s (chociaż większość może jednocześnie obsługiwać strumień 802.11ac i 802.11n, więc są w pobliżu Łącznie 5,5-6 Gb / s).

Jeszcze jedna uwaga: wszystko to jest oparte na teoretycznej maksymalnej prędkości obsługiwanej przez dany standard.Jeśli chodzi o rzeczywistą prędkość, wydaje się (przynajmniej dla mnie), że standard 802.11 jest zwykle wolniejszy o nawet większy współczynnik, niż sugeruje teoretyczne maksimum.W przypadku Ethernetu możesz rutynowo oczekiwać wykorzystania 80% teoretycznej przepustowości, ale w przypadku 802.11 masz szczęście, że wykorzystasz 50% teoretycznej (a często znacznie mniej).

Główną zaletą przewodowej sieci Ethernet w niektórych zastosowaniach, której bezprzewodowy Ethernet nigdy nie nadąży, jest to, że wykorzystanie przepustowości w jednym kablu nie będzie miało wpływu na wykorzystanie przepustowości w innych kablach w pobliżu. Jeśli jeden ma 100 klientów w pokoju, z których każdy rozmawia ze swoim własnym serwerem, a topologia kabla pozwala każdemu klientowi rozmawiać ze swoim serwerem bez konieczności przechodzenia przez kable używane przez kogokolwiek innego, każda z tych par klient / serwer może mieć po prostu tak dużo przepustowości, jakby pozostałe 99 nie istniało. Z drugiej strony, gdyby klienci i serwery znajdowali się w tym samym pomieszczeniu i próbowali komunikować się bezprzewodowo, mogliby wykorzystać tylko niewielką część przepustowości, którą mieliby dostępni, gdyby byli sami.

Powiązaną zaletą jest to, że połączenia przewodowe mogą zapewnić przepustowość niezawodnie i płynnie, bez problemów. Chociaż możliwe jest bezprzewodowe przesyłanie strumieniowe wideo ze stosunkowo krótkim opóźnieniem, nie można zagwarantować 100% dostarczenia wszystkich ramek w krótkim oknie. Z drugiej strony, jeśli używa się dedykowanego przewodowego połączenia Ethernet między klientem a serwerem, a klient i serwer są wystarczająco szybkie, aby obsłużyć ruch, każdy pakiet zostanie dostarczony w ułamku milisekundy od momentu wysłania .

Być może w ogóle nie chodzi o sieć, ale o aplikacje korzystające z sieci.Aplikacje działające obecnie w tych sieciach nie wymagają większej przepustowości.Weź pod uwagę, Netflix zaleca 25 Mb / s do przesyłania strumieniowego wideo 4k.W przestrzeni konsumenckiej może to być jedno z najbardziej głodnych zastosowań.Ponieważ nie ma aplikacji konsumenckich, które wymagają większej przepustowości, nie ma presji ewolucyjnej na tworzenie sieci o większej przepustowości.Jeśli chodzi o prostą prędkość pobierania, prawdopodobnie jesteś bardziej ograniczony tempem buforowania treści na drugim końcu niż przez własną sieć.Ponownie, szybsza przepustowość konsumenta nie dodaje żadnej wartości.Jeśli kiedyś będziemy mieli aplikacje, które wymagają większej przepustowości, spodziewałbym się, że zarówno przewodowe, jak i bezprzewodowe (które do tego czasu dogoniły przewodowe) jednocześnie zwiększą przepustowość, aby obsługiwać te aplikacje.

Jest jedna naprawdę duża zaleta połączenia bezprzewodowego nad przewodowym, jeśli chodzi o tłumienie.

Przewodowy kabel koncentryczny ma tłumienie ~ X dB / m, podczas gdy łącze bezprzewodowe ma ~ 20 dB na dziesięciokrotne tłumienie odległości (1 / r ^ 2).

Już teraz opłaca się na korzyść łączności bezprzewodowej na odległości> 100 m.

Dlatego nigdy nie można było wykonać przewodowego połączenia kablowego z Ziemi na Księżyc, ale w przypadku bezprzewodowego łącza radiowego NASA zrobiła to już 50 lat temu.

Jak zauważyli inni, istnieją standardy Ethernet dla transmisji znacznie większej niż 1 GB. Jednak mają one stosunkowo niewielki wpływ na wszystko inne niż instalacje wyspecjalizowanych centrów danych.

Przeciętny użytkownik domowy lub biznesowy użytkownik „piętra biurowego” nadal używa okablowania Cat5 lub może Cat6. Ten ostatni może teoretycznie obsługiwać 10G, ale w większości przypadków prawdopodobnie działa tylko z 1 GB. Przyczyną tego jest prawdopodobnie znacznie wyższy koszt 10G niż rzeczywiste korzyści. Oznacza to, że przeciętny użytkownik komputera stacjonarnego / laptopa, nawet „zaawansowani” użytkownicy po prostu nie potrzebują przez cały czas tak dużej przepustowości. Oczywiście kilka razy w miesiącu / roku, kiedy to robią, dzieje się to nieco wolniej, ale koszt tego opóźnienia jest niższy niż koszt udostępnienia im 10G.

Jak zauważono w innym miejscu, wyższe „oceniane” przepustowości technologii bezprzewodowych są współdzielone między wszystkich klientów w tej samej sieci. W ten sposób rywalizacja może znacznie zmniejszyć rzeczywistą, dostępną przepustowość dla dowolnego klienta. Ponadto wydaje się, że w przypadku sieci bezprzewodowych występuje większe obciążenie protokołem w porównaniu do sieci przewodowych - więc (powiedzmy) połączenie bezprzewodowe 1 GB, dedykowane dla jednego klienta, faktycznie pobiera dane nieco wolniej niż połączenie przewodowe 1 GB (moja reguła to około 10% narzut protokołów dla sieci przewodowej i 20% dla sieci bezprzewodowej, ale bez wątpienia jestem tam niedokładny). W związku z tym wyższe przepustowości dobrze wyglądają w broszurach marketingowych, ale niekoniecznie oznaczają, że to właśnie otrzymasz.

Żeby poruszyć sprawę nieco dalej ... Szerokość pasma (i sprzęt do jej zapewnienia) zależy od popytu. Przynajmniej w tej chwili przeciętny użytkownik po prostu nie potrzebuje przepustowości prostego kabla Cat5 / 6, nie mówiąc już o dodatkowej przepustowości późniejszych standardów. Większość użytkowników wystarczy pobrać kilka plików, może obejrzeć kilka filmów i wysłać kilka e-maili. W związku z tym „1G wystarczy dla każdego”, przynajmniej w tej chwili. Jestem pewien, że kiedy zaczniemy otrzymywać pełne implanty mózgowe, które wymagają większej przepustowości, okablowanie i standardy połączeń będą go wspierać, a przy wystarczającej liczbie ludzi, aby je kupić, cena będzie na tyle niska, że ​​stanie się technologią konsumencką.

Przez cały ten czas nawet przeciętne gospodarstwo domowe mogłoby całkowicie zużywać wiele z bardziej powszechnych standardów bezprzewodowych - po prostu wykonując „proste” czynności, o których wspomniałem powyżej, na telefonach i laptopach. Ci ludzie będą absolutnie chcieli dodatkowej przepustowości, więc będą chcieli przejść na coraz szybsze sieci bezprzewodowe przez co najmniej kilka lat. Innym rozwiązaniem dla niektórych z tych osób byłoby użycie większej liczby punktów dostępu bezprzewodowego do podziału użytkowników na kanały, które nie wpływają na siebie nawzajem. To jednak ponad dwukrotnie zwiększa koszt instalacji, więc zapotrzebowanie na większą przepustowość pozostaje.