比5G還快10倍，你準備好迎接萬兆通信了嗎？

不過，對於個人家庭用戶來說，沒有那麽大的數據吞吐量，萬兆網絡在當下已經足以傲視群雄了。 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)。互聯網用戶數量將「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。 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?對於普通人來說，確實如此。不過，還有一部分人已經率先「萬兆」起來了。 目前，雲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，並且還在向800G和1600G進發。不過，對於個人家庭用戶來說，沒有那麽大的數據吞吐量，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。那麽，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，憑什麽成為萬兆網的土壤? 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，私人定製也不是不行，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，如果不是真的家裏有礦，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」，自己在家裏攢起了萬兆網絡。 普通人想用上萬兆網絡，怎麽就這麽卑微啊。 這裏有必要先來解釋一個問題：為什麽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，就只能寄希望於局域網，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、遊戲機、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。 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並沒有很強的意義。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，穩定可靠抗幹擾，遊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。 (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叠代的速度了，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，來適應雲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采納成為標準以後，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、打打遊戲、看點視頻也都沒什麽卡頓。要那麽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，主要服務於數據中心、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。 但對於家庭用戶來說，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，也就不會出現那麽多萬兆網DIY小能手了。這主要是因為，有些人家裏可能真的有牛： 如果你是3A遊戲、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，對於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、遊戲工作室開始遠程辦公，那麽每天將視頻素材、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的文件復製到另一臺計算機，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，並提供帶寬保障。 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年並不罕見了，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，承受範圍內選最好的，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，那麽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，一些短視頻製作者、遊戲工作室、遊戲發燒友等，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。 聽到這裏不難發現，金錢不僅限製想象力，還會限製網速。 不過，這並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，其意義要大於發明以太網本身。」