我們真的需要萬(wàn)兆網(wǎng)嗎？

大家可能注意到最近兩年的新主板上，尤其是高端主板上面，會(huì)帶有一個(gè)或兩個(gè)所謂的萬(wàn)兆網(wǎng)口，這些網(wǎng)口比原本的千兆網(wǎng)口更為高級(jí)一些，因?yàn)樗鼈兡軌蛑С直惹д?，也就?000 Mbps更高的傳輸速率，那么，萬(wàn)兆之于目前常見(jiàn)的千兆網(wǎng)絡(luò)，到底在哪些地方有不同之處，它在我們的實(shí)際應(yīng)用中又能夠起到什么樣的作用呢？這篇超能課堂就針對(duì)剛開(kāi)始走上普及之路的萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)為各位進(jìn)行一次答疑解惑。

十倍于千兆網(wǎng)的速度、取消半雙工模式

萬(wàn)兆網(wǎng)，顧名思義，就是指?jìng)鬏斔俾士梢赃_(dá)到10Gbps的以太網(wǎng)（Ethernet），把數(shù)據(jù)單位換成字節(jié)的話，這個(gè)傳輸速度大概在1250 MB/s左右，比目前的千兆網(wǎng)絡(luò)高了約莫有十倍，這也是我們能夠感受到的，兩種網(wǎng)絡(luò)之間最為直觀的差異。在制定萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，IEEE組織根據(jù)不同的傳輸距離需求給出了不同的標(biāo)準(zhǔn)，歸入在10GBASE標(biāo)準(zhǔn)之下，比如說(shuō)10GBASE-LR就是應(yīng)用于長(zhǎng)距離傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，而10GBASE-SR是應(yīng)用于短距離傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，它們都使用光纖作為傳輸介質(zhì)，但使用了不同波長(zhǎng)的光。

當(dāng)然，萬(wàn)兆網(wǎng)也不僅僅只是將傳輸速率提升十倍那么簡(jiǎn)單，它在一些被之前標(biāo)準(zhǔn)沿用許久的規(guī)格上面做出了改動(dòng)，比如說(shuō)，它只有全雙工的工作模式。

在通訊上面，雙工這個(gè)概念指的是通訊雙方可以互相交換數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的說(shuō)，它就是相對(duì)于單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍?。而在工作模式上面，一般存在半雙工和全雙工兩種。在半雙工模式下，同一時(shí)間只能有一個(gè)方向的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，而全雙工模式則允許同一時(shí)間雙方同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)。在萬(wàn)兆網(wǎng)之前的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，為了兼容性，都保留了半雙工/全雙工兩種工作模式，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行工作模式的協(xié)定。

千兆時(shí)代，半雙工的模式已經(jīng)很少見(jiàn)了，甚至于有些設(shè)備直接就不支持它。到了后來(lái)制定萬(wàn)兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)制定者們索性就取消了半雙工的模式。也就是說(shuō)，只要用上萬(wàn)兆網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會(huì)工作在全雙工模式下。在物理層上面，萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)將原本的8b/10b編碼替換成了更為高效的64b/66b編碼方式，降低了校驗(yàn)的開(kāi)銷(xiāo)。

Wi-Fi 6、云游戲和視頻傳輸需要萬(wàn)兆網(wǎng)

萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)有諸多的好處，但我們似乎還沒(méi)有太大的必要去花錢(qián)升級(jí)到萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)，我們的寬帶帶寬也還沒(méi)有到要把千兆網(wǎng)用完的地步，那為什么這兩年，網(wǎng)上各種部署萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)的教程開(kāi)始流行起來(lái)了呢？這主要是來(lái)自于用戶的多方面需求促使萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始加速普及，其中最主要的，還是來(lái)自于局域網(wǎng)內(nèi)部的傳輸速率需求，比如，新的Wi-Fi 6。

從去年開(kāi)始熱度逐漸升高的Wi-Fi 6，也就是802.11ax協(xié)議，在使用160MHz的頻寬時(shí)，其單流速度已經(jīng)能夠達(dá)到1200Mbps，在目前常見(jiàn)的2x2 MIMO下，理論的傳輸速率已經(jīng)有2.4Gbps之高。目前也已經(jīng)有路由器通過(guò)自己的方式將Wi-Fi理論速率推到了10.8Gbps的高度。實(shí)際速度雖然達(dá)不到理論值那么高，但超越千兆網(wǎng)絡(luò)的上限是非常輕松的事情。如果是通過(guò)Wi-Fi 6從本地局域網(wǎng)的設(shè)備上面拉取文件，有很大可能會(huì)被千兆網(wǎng)絡(luò)限制住傳輸?shù)乃俣?，發(fā)揮不出Wi-Fi 6的真實(shí)水平。

除開(kāi)無(wú)線傳輸?shù)男枨笸?，有線設(shè)備之間的互傳瓶頸，也已經(jīng)擺上臺(tái)面，就比如現(xiàn)在有如雨后春筍一般冒出來(lái)的大小視頻工作室，由于現(xiàn)在能夠拍攝4K影片的器材已經(jīng)普及，不少視頻工作室都會(huì)選擇使用該分辨率進(jìn)行前期的拍攝工作，拿現(xiàn)在比較常見(jiàn)的索尼A7III做例子，它的4K影片碼率可以達(dá)到100 Mbps，用它拍攝一段10分鐘左右的源素材，得到的視頻文件大小就已經(jīng)有7 GB之巨。

而在視頻工作室中，可能會(huì)存在多人協(xié)作完成一個(gè)項(xiàng)目的情況，此時(shí)視頻源素材是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享的，千兆網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)付這種情況時(shí)已經(jīng)成為了明顯的瓶頸—;—;用它傳輸一個(gè)大小為10GB的文件都要等將近兩分鐘，在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)與本機(jī)之間導(dǎo)素材都要花掉很長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重影響到了工作的效率。

更何況，這還是用機(jī)身壓縮過(guò)后的視頻當(dāng)源素材的情況，現(xiàn)在有不少的視頻工作室在素材上面可以說(shuō)是拉到極致的地步，什么4K RAW，8K RED RAW，更高質(zhì)量的源素材對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，對(duì)于這些追求極致的內(nèi)容創(chuàng)作者，只有更高速度的萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)能夠滿足他們的需求了。

以上兩種需求基本上都是針對(duì)文件傳輸?shù)?，而另外還有一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高需求的應(yīng)用已經(jīng)在這兩年里面慢慢走入我們的生活，那就是云游戲。像Google Stadia、GeForce NOW這樣的云游戲平臺(tái)門(mén)檻比較高，我們接觸不到，但像Steam Remote Play這樣在自家局域網(wǎng)內(nèi)即可運(yùn)行的“云游戲”可是有不少游戲玩家已經(jīng)在用了。

書(shū)房里的PC作為主機(jī)運(yùn)行游戲，同時(shí)將畫(huà)面和音頻進(jìn)行一定程度的壓縮后發(fā)送到客廳的電視機(jī)上。因?yàn)橐瑫r(shí)顧忌到畫(huà)面質(zhì)量和低延時(shí)兩方面，這個(gè)壓縮比率當(dāng)然是高不到哪里去的，此時(shí)便對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了一定的要求，如果是串流4K游戲，那對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求就更高了，萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)是這種玩法的更好選擇。

上面的幾種需求都是離我們比較近的，實(shí)際上萬(wàn)兆網(wǎng)乃至40GbE和100GbE已經(jīng)在各種數(shù)據(jù)中心里面落地很久了，它早就已經(jīng)在承擔(dān)互聯(lián)網(wǎng)上巨量數(shù)據(jù)交換的需求了。

現(xiàn)有的網(wǎng)線和基礎(chǔ)設(shè)施是萬(wàn)兆網(wǎng)普及的攔路虎

萬(wàn)兆網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)最早在2002年就已經(jīng)頒布，到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去有十多年時(shí)間了，但好像只有在最近兩三年里，才聽(tīng)到有關(guān)于它的應(yīng)用，這又是為什么呢？

其實(shí)最主要的問(wèn)題還是需求不足。上面說(shuō)了幾種離我們還算是比較近的需求，但這些實(shí)際上都屬于較為小眾的應(yīng)用，對(duì)于普羅大眾來(lái)說(shuō)，對(duì)萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)最為直觀的體驗(yàn)，就是下載速度了。不過(guò)目前國(guó)內(nèi)的家用寬帶最高規(guī)格可能也就只到千兆，而國(guó)外也只有部分地區(qū)開(kāi)通了超千兆的寬帶。在家用寬帶的帶寬普遍超越千兆之前，我們暫時(shí)是體驗(yàn)不到每秒破1GB的速度了。

除開(kāi)需求外，另一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題就是傳輸介質(zhì)跟不上了。萬(wàn)兆網(wǎng)支持不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，有基于光纖的，也有基于銅纜的，其中對(duì)于雙絞線的要求是六類(lèi)線（Cat 6）及以上，普通的六類(lèi)線能夠在55米的距離內(nèi)承擔(dān)起萬(wàn)兆網(wǎng)的傳輸需求，而如果換到超六類(lèi)線材（Cat 6a），就可以在100米的范圍內(nèi)用到萬(wàn)兆網(wǎng)?，F(xiàn)在較為常用的網(wǎng)線，也就是基于銅纜的雙絞線，根據(jù)內(nèi)部線芯絞合程度、線徑等規(guī)格分成不同種類(lèi)的線材，目前最常見(jiàn)的網(wǎng)線類(lèi)型是五類(lèi)（Cat 5）或者超五類(lèi)線（Cat 5e），它們能夠提供100MHz/125MHz的傳輸頻率，可以滿足千兆網(wǎng)的需求，現(xiàn)在大部分的房屋在建設(shè)時(shí)預(yù)埋的都是這兩種網(wǎng)線，但在萬(wàn)兆網(wǎng)時(shí)代，這兩種線材滿足不了需求了。

目前大部分的住宅房和辦公室想要用上萬(wàn)兆網(wǎng)都不太容易，重新布線基本上是肯定的事情，但這種工程非常耗費(fèi)時(shí)間、人力和金錢(qián)成本，很少會(huì)有普通的家庭用戶或小型企業(yè)用戶會(huì)為了這項(xiàng)對(duì)日常生活影響甚微的技術(shù)對(duì)自己的房屋大動(dòng)干戈。

除開(kāi)線材要換，路由器和交換機(jī)這樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備肯定也要升級(jí)到萬(wàn)兆標(biāo)準(zhǔn)才能用對(duì)吧，相比起平價(jià)的千兆基礎(chǔ)設(shè)備，萬(wàn)兆的就要貴上很多了。普通的家用交換機(jī)的價(jià)格就已經(jīng)要千元以上，而能夠滿足小型企業(yè)的交換機(jī)價(jià)格就更貴了。

那么肯定還是會(huì)有不少用戶既不想搞這種大工程又想用上更快的網(wǎng)絡(luò)，除了換用更好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之外，還可以參考一下廠商們提出的一些過(guò)渡方案，那么具體有什么呢？最新的400系主板上大量配備的2.5GbE就是其中的一種，另一種是速度更快一些的5GbE，它們都可以算是千兆向萬(wàn)兆發(fā)展的過(guò)渡型方案。

2.5GbE和5GbE這兩種方案在一定程度上放松了對(duì)網(wǎng)線的需求，尤其是前者，用現(xiàn)在的超五類(lèi)線即可輕松滿足要求，因此也成為了Intel現(xiàn)在主推的一種標(biāo)準(zhǔn)，但是現(xiàn)在集成有千兆以上網(wǎng)口的家用路由器并不多見(jiàn)，基本上只會(huì)在較為昂貴的高端路由器上才能找的到一個(gè)2.5GbE的口子。

綜上所述，在各種因素的制約之下，萬(wàn)兆網(wǎng)的普及之路是非常漫長(zhǎng)的，在短時(shí)間內(nèi)普羅大眾都是用不上它的。

總結(jié)：未來(lái)的主流是無(wú)線技術(shù)，但離不開(kāi)萬(wàn)兆網(wǎng)來(lái)打基礎(chǔ)

其實(shí)在日常生活中，用到有線網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景是在慢慢變少的，現(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及程度已經(jīng)非常高了，其幾年去到哪里都要問(wèn)個(gè)Wi-Fi密碼就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高普及程度的一大真實(shí)寫(xiě)照，這幾年里，包括筆記本在內(nèi)的很多設(shè)備已經(jīng)去掉了有線網(wǎng)口，邁向全面無(wú)線化的趨勢(shì)相當(dāng)明顯。但無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是離不開(kāi)有線網(wǎng)絡(luò)的，后者在未來(lái)將會(huì)扮演一個(gè)基礎(chǔ)性的角色，為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

回到本文標(biāo)題帶出的問(wèn)題—;—;“我們需要萬(wàn)兆網(wǎng)嗎？”答案是很明顯的—;—;我們需要。在互聯(lián)網(wǎng)依舊在高速成長(zhǎng)的今天，我們每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可以說(shuō)是在呈指數(shù)級(jí)別增長(zhǎng)的，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求，自然是越快越好，萬(wàn)兆網(wǎng)這項(xiàng)并不算是很新的技術(shù)就能夠讓我們更好地應(yīng)付已經(jīng)在爆炸的數(shù)據(jù)量。需求推動(dòng)著技術(shù)向前發(fā)展，也促使它們逐漸變得平民化，相信很快，我們會(huì)在日常使用PC的時(shí)候，看到顯示著10Gbps的有線連接。