文｜腦極體
2022冬奧會(huì)，讓大家見識(shí)了5G高速?zèng)_浪的快樂。通信技術(shù)的發(fā)展，傳輸速率越來越快，不斷重新定義著這個(gè)世界的連接方式。
IEEE預(yù)測(cè)，設(shè)備連接將從180億臺(tái)（2017年）增長(zhǎng)到285億臺(tái)設(shè)備（到2022年）?；ヂ?lián)網(wǎng)用戶數(shù)量將“從2017年的34億飆升至2022年的48億”。網(wǎng)絡(luò)流量的爆炸式增長(zhǎng)，不僅帶動(dòng)了移動(dòng)通信加速進(jìn)入5G時(shí)代，催生了寬帶、等網(wǎng)絡(luò)的集體升級(jí)。
近年來，各大運(yùn)營(yíng)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(jìn)千家萬戶，成為和水、電、煤一樣的家庭基礎(chǔ)配置。
如果網(wǎng)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(duì)于普通人來說，確實(shí)如此。不過，還有一部分人已經(jīng)率先“萬兆”起來了。
目前，云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)達(dá)到了400Gbps標(biāo)準(zhǔn)，也就是5G帶寬的400倍，并且還在向800G和1600G進(jìn)發(fā)。不過，對(duì)于個(gè)人家庭用戶來說，沒有那么大的數(shù)據(jù)吞吐量，萬兆網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)下已經(jīng)足以傲視群雄了。
通信領(lǐng)域的每一次基礎(chǔ)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)有如此規(guī)模，造就了無數(shù)互聯(lián)網(wǎng)巨頭和獨(dú)角獸；5G也正在加速改造千行百業(yè)，不斷催生出豐富多彩的創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景。那么，萬兆通信進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，又將如何改變我們的生活方式呢？
以太網(wǎng)，憑什么成為萬兆網(wǎng)的土壤？
如果不考慮成本，沖浪速度當(dāng)然是越快越好，站立在技術(shù)潮頭的弄潮兒如你，或許已經(jīng)迫不及待地想撥通運(yùn)營(yíng)商的電話：萬兆套餐搞快點(diǎn)，給你們尊貴的用戶來一份。
這時(shí)候，對(duì)方估計(jì)也很為難，萬兆網(wǎng)絡(luò)一般是企業(yè)級(jí)服務(wù)，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(wǎng)那種規(guī)模給吧。
這時(shí)候，如果不是真的家里有礦，大多數(shù)人應(yīng)該都偃旗息鼓了。還有一群人，憑借著知識(shí)就是力量，靠一些企業(yè)服務(wù)器機(jī)房的萬兆交換機(jī)，俗稱“撿垃圾”，自己在家里攢起了萬兆網(wǎng)絡(luò)。
普通人想用上萬兆網(wǎng)絡(luò)，怎么就這么卑微啊。
這里有必要先來解釋一個(gè)問題：為什么萬兆網(wǎng)目前只能通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)？
正如前面提到的，目前5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)WiFi-6、家用寬帶都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千兆服務(wù)的商用。如果還想要更高的網(wǎng)速，就只能寄希望于局域網(wǎng)，也就是內(nèi)網(wǎng)了。
簡(jiǎn)單來說，就是讓自家的臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、游戲機(jī)、平板、智能電視、智能插座、存儲(chǔ)設(shè)備NAS等設(shè)備之間，通過一個(gè)內(nèi)部小型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。而內(nèi)部局域網(wǎng)常常會(huì)用以太網(wǎng)（Ethernet）來構(gòu)建的。
解釋以太網(wǎng)的概念和歷史，實(shí)在是一件很枯燥的事。號(hào)稱互聯(lián)網(wǎng)金門大橋的思科都認(rèn)為，這些知識(shí)在它們的課程當(dāng)中并沒有很強(qiáng)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(dāng)下想要“萬兆”體驗(yàn)，必須得靠以太網(wǎng)。
首先，和使用無線電波的WiFi相比，以太網(wǎng)直接通過電纜、光纜傳輸數(shù)據(jù)，穩(wěn)定可靠抗干擾，游戲聯(lián)機(jī)的時(shí)候更不容易掉鏈子坑隊(duì)友啦。
其次，蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)呢，最新一代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)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(dá)到萬兆標(biāo)準(zhǔn)，但目前仍在研發(fā)之中，廣泛商用更是遙遙無期。
（最初的以太網(wǎng)系統(tǒng)圖）
既然這倆都沒戲，光纖到戶的固網(wǎng)寬帶，總有希望了吧。不過，家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)往往架構(gòu)復(fù)雜，通過局域網(wǎng)連接到外網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、升級(jí)、擴(kuò)展都比較麻煩，已經(jīng)開始跟不上計(jì)算機(jī)終端迭代的速度了，成為卡住用戶體驗(yàn)的主要瓶頸。比如，2020年蘋果已經(jīng)為M1Macmini添加了10Gb萬兆以太網(wǎng)接口，但如果用戶沒有萬兆網(wǎng)絡(luò)依然白瞎。
反觀以太網(wǎng)，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）在2002年11月期間，就提出了銅纜上實(shí)現(xiàn)萬兆以太網(wǎng)（10GbE）的建議。2005年，IEEE在標(biāo)準(zhǔn)802.3x中，將萬兆以太網(wǎng)（10GbE）定為局域網(wǎng)（LAN）中最快的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。2017年底，IEEE更是批準(zhǔn)了200GbE和400GbE兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，來適應(yīng)云服務(wù)商和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商對(duì)更高帶寬的需求。
自從1982年被IEEE采納成為標(biāo)準(zhǔn)以后，以太網(wǎng)經(jīng)歷了40年的風(fēng)風(fēng)雨雨，憑借著不斷演進(jìn)、高速穩(wěn)定可靠的綜合優(yōu)勢(shì)，成為目前世界上應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也率先站到了家庭萬兆網(wǎng)絡(luò)的潮頭浪尖。
家庭萬兆需求，是真實(shí)存在的嗎？
也許很多人會(huì)覺得，現(xiàn)在的千兆級(jí)別網(wǎng)絡(luò)完全夠用了啊，下載文件、打打游戲、看點(diǎn)視頻也都沒什么卡頓。要那么高的速度也是浪費(fèi)錢。
確實(shí)，萬兆以太網(wǎng)能提供10Gbps的傳輸速率，以每秒100億比特的速率傳輸數(shù)據(jù)，多年來，主要服務(wù)于數(shù)據(jù)中心、企業(yè)局域網(wǎng)等場(chǎng)景。
比如學(xué)校需要高清視頻應(yīng)用來支持?jǐn)?shù)字教學(xué)，LiDAR和傳感器等應(yīng)用在數(shù)字軍事上的應(yīng)用，需要大量的數(shù)據(jù)吞吐；抑或是企業(yè)園區(qū)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲越來越敏感……這時(shí)候，城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，丟包、設(shè)備死機(jī)情況會(huì)造成比較大的損失。所以，往往會(huì)通過萬兆局域網(wǎng)絡(luò)來解決。作為“新基建”之一超融合數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，也出現(xiàn)了融合以太網(wǎng)的技術(shù)趨勢(shì)。
但對(duì)于家庭用戶來說，萬兆網(wǎng)絡(luò)是不是有點(diǎn)殺雞用牛刀了？
其實(shí)從結(jié)果就可以反推出來，如果千兆網(wǎng)絡(luò)真的夠用，也就不會(huì)出現(xiàn)那么多萬兆網(wǎng)DIY小能手了。這主要是因?yàn)椋行┤思依锟赡苷娴挠信＃?/p>
如果你是3A游戲、高清視頻愛好者，面對(duì)4K、8K的畫質(zhì)，千兆網(wǎng)絡(luò)下下載、拷貝一個(gè)4K大片需要幾十分鐘的時(shí)間，對(duì)于習(xí)慣了秒傳秒看的人來說，確實(shí)很難熬。
如果你是內(nèi)容創(chuàng)作者，或者用愛發(fā)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(yuǎn)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(chǔ)中，大大影響了工作效率。這時(shí)候10GbE提供的超寬帶寬，可以幾秒鐘內(nèi)打開一個(gè)巨大的設(shè)計(jì)文件，確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更輕松的協(xié)作。
如果你是錙銖必較的硬件發(fā)燒友，購(gòu)買了有著萬兆接口的筆記本，不忍心潛力被白白浪費(fèi)，只能自己動(dòng)手豐衣足食，搭一個(gè)萬兆內(nèi)網(wǎng)讓它們發(fā)光發(fā)熱了。
如果你有大量學(xué)習(xí)資料之類的存儲(chǔ)需求，花了大價(jià)錢買到了讀寫速度動(dòng)輒數(shù)百兆的硬盤，但文件傳輸速度就是跟不上存儲(chǔ)硬件的節(jié)奏。而萬兆網(wǎng)絡(luò)中，可以很輕松地以1.25GB/s的速率吞吐，20秒內(nèi)就將一個(gè)20GB的文件復(fù)制到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)，怎一個(gè)爽字了得。
這時(shí)候，或許你會(huì)覺得，帶寬還是多多益善的好。
除了快，萬兆以太網(wǎng)還附贈(zèng)了不少其他好處。比如擴(kuò)展靈活，直接采用中端以太網(wǎng)交換機(jī)作為接入設(shè)備，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜度；較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠?qū)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并提供帶寬保障。
心動(dòng)不如行動(dòng)，這就開始“撿垃圾”，不是，搭建萬兆網(wǎng)絡(luò)吧。
搭一個(gè)萬兆網(wǎng)，總共分幾步？
動(dòng)手狂魔們可能已經(jīng)開始摩拳擦掌，想要部署一個(gè)自己的家庭萬兆網(wǎng)絡(luò)了。別急，雖然DIY這事兒在2022年并不罕見了，但萬兆網(wǎng)之所以沒有大規(guī)模流行，還是因?yàn)橛兄恍〉拈T檻，既考驗(yàn)錢包的厚度，也需要技術(shù)的儲(chǔ)備。
首先是光纖。保證萬兆網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)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(wǎng)一般用的是七類線，2002年ISO/IEC118017類/F級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)可的一種雙絞線，傳輸速率可達(dá)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(wǎng)線，極其麻煩。這也提醒我們網(wǎng)絡(luò)部署最好還是一步到位，承受范圍內(nèi)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(fā)揮出寬帶的性能，是家用網(wǎng)絡(luò)的中心，現(xiàn)在很多運(yùn)營(yíng)商都會(huì)給千兆套餐中贈(zèng)送WiFi-6路由器。想要讓無線設(shè)備也享受到萬兆網(wǎng)速，那么萬兆路由器就必不可少。在電商平臺(tái)上，一個(gè)高端萬兆路由器往往需要數(shù)千元不等。
接下來，萬兆網(wǎng)卡。網(wǎng)卡是局域網(wǎng)中連接計(jì)算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口，計(jì)算機(jī)必須有萬兆網(wǎng)卡才能跑出10Gbps的速度。目前，一些品牌電腦如蘋果已經(jīng)內(nèi)置了10千兆以太網(wǎng)端口，支持選配萬兆網(wǎng)卡。當(dāng)然，速度就是時(shí)間，時(shí)間就是金錢，所以，得加錢。
對(duì)了，一些短視頻制作者、游戲工作室、游戲發(fā)燒友等，或許還需要一臺(tái)支持萬兆傳輸速度的NAS，以使資源的管理、備份、共享，達(dá)到更優(yōu)異的讀寫速度。
聽到這里不難發(fā)現(xiàn)，金錢不僅限制想象力，還會(huì)限制網(wǎng)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(huì)中，千行百業(yè)的數(shù)字化建設(shè)，與遠(yuǎn)程辦公等工作方式的普及，將催生出一大批新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，大大增加對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求。萬兆網(wǎng)終將走下高不可攀的金字塔尖，走進(jìn)大眾消費(fèi)市場(chǎng)。而基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)速率的提升，又如同肥沃的土壤一般，讓新一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與服務(wù)蓬勃生長(zhǎng)，比如數(shù)字人或元宇宙。
正如以太網(wǎng)的發(fā)明者梅特卡夫所說：“將以太網(wǎng)設(shè)計(jì)為一個(gè)開放的、產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的本地網(wǎng)絡(luò)，其意義要大于發(fā)明以太網(wǎng)本身?！?/p>
人人皆可受益的技術(shù)普及之路，要比一個(gè)石破天驚的發(fā)明，更加值得期待。