比5G还快10倍，万兆通信来了

2022-03-01 13:39

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

IEEE预测，设备连接将从180亿台（2017年）增长到285亿台设备（到2022年）。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，不仅带动了移动通信加速进入5G时代，催生了宽带、等网络的集体升级。

比5G还快10倍，你准备好迎接万兆通信了吗？

近年来，各大运营商都推出了三千兆、全千兆方案，让千兆5G、千兆宽带、千兆Wi－Fi走进千家万户，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，“全千兆”是不是让人艳羡的金字塔尖了？对于普通人来说，确实如此。不过，还有一部分人已经率先“万兆”起来了。

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

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

以太网，凭什么成为万兆网的土壤？

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

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

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

普通人想用上万兆网络，怎么就这么卑微啊。

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这里有必要先来解释一个问题：为什么万兆网目前只能通过以太网来实现？

正如前面提到的，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，就只能寄希望于局域网，也就是内网了。

简单来说，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，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（Ethernet）来构建的。

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解释以太网的概念和历史，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，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，我们就直接说说，为啥当下想要“万兆”体验，必须得靠以太网。

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

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

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（最初的以太网系统图）

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

反观以太网，电气和电子工程师协会（IEEE）在2002年11月期间，就提出了铜缆上实现万兆以太网（10GbE）的建议。2005年，IEEE在标准802．3x中，将万兆以太网（10GbE）定为局域网（LAN）中最快的以太网标准。2017年底，IEEE更是批准了200GbE和400GbE两个标准，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，以太网经历了40年的风风雨雨，凭借着不断演进、高速稳定可靠的综合优势，成为目前世界上应用最广泛的网络技术，也率先站到了家庭万兆网络的潮头浪尖。

家庭万兆需求，是真实存在的吗？

也许很多人会觉得，现在的千兆级别网络完全够用了啊，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，万兆以太网能提供10Gbps的传输速率，以每秒100亿比特的速率传输数据，多年来，主要服务于数据中心、企业局域网等场景。

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比如学校需要高清视频应用来支持数字教学，LiDAR和传感器等应用在数字军事上的应用，需要大量的数据吞吐；抑或是企业园区内物联网不断发展，对网络延迟越来越敏感……这时候，城域网的网络带宽不足，丢包、设备死机情况会造成比较大的损失。所以，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，也出现了融合以太网的技术趋势。

但对于家庭用户来说，万兆网络是不是有点杀鸡用牛刀了？

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

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

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

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如果你是锱铢必较的硬件发烧友，购买了有着万兆接口的笔记本，不忍心潜力被白白浪费，只能自己动手丰衣足食，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，花了大价钱买到了读写速度动辄数百兆的硬盘，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，可以很轻松地以1．25GB／s的速率吞吐，20秒内就将一个20GB的文件复制到另一台计算机，怎一个爽字了得。

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这时候，或许你会觉得，带宽还是多多益善的好。

除了快，万兆以太网还附赠了不少其他好处。比如扩展灵活，直接采用中端以太网交换机作为接入设备，简化了网络配置的复杂度；较强的适应能力，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，并提供带宽保障。

心动不如行动，这就开始“捡垃圾”，不是，搭建万兆网络吧。

搭一个万兆网，总共分几步？

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

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

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