Theoretische Durchsatzrechner
Wi-Fi (802.11n / ac / ax) vs Ethernet in realen Bedingungen.
Anschlussart und Bedingungen
Inhaltsverzeichnis
Umfassender theoretischer Durchsatzführer
Was ist theoretischer vs realer Durchsatz?
Advertierte Geschwindigkeiten (z.B. 'Wi-Fi 1200 Mbit/s' oder 'Gigabit Ethernet') beziehen sich auf die physikalische Schicht (PHY) oder Zeilenrate – die Rohbitrate am Radio oder Kabel. Der tatsächlich nutzbare Durchsatz ist immer niedriger: Protokollüberkopf (Ethernet, IP, TCP) und für Wi-Fi, Distanz, Interferenz und Austausch zwischen Geräten. Der Unterschied zu verstehen hilft Ihnen, die richtige Verbindung zu wählen und realistische Erwartungen für Dateiübertragungen, Streaming und Backups festzulegen.
Wie Durchsatz funktioniert
Der Durchsatz wird in Bits pro Sekunde (Mbps oder Gbps) gemessen. Der Weg von der Anwendung zum Draht oder Funk umfasst mehrere Schichten:
- Anwendungsdaten: Die eigentliche Datei oder den Stream, den Sie senden oder empfangen.
- Protokoll über Kopf: TCP, IP und Ethernet (oder Wi-Fi MAC) ergänzen Header, Quittung und Lücken; dies verbraucht in der Regel einige Prozent auf Ethernet und vieles mehr auf Wi-Fi.
- Physikalische Schicht (PHY): Die maximale Rohrate kann der Link tragen. Was der Hersteller inseriert ist in der Regel diese PHY Rate, nicht der Durchsatz, den Sie bei der Anwendung erhalten.
- PHY-Rate (theoretisch): Maximale physikalische Schichtgeschwindigkeit bei idealen Bedingungen. Auf Router-Boxen und Ethernet-Spezifikationen gezeigt.
- TCP/IP Overhead: Auf Ethernet, ca. 2–6% der Zeilenrate geht an Header und Zwischenrahmenlücken verloren; TCP erreicht rund 94–98% der Zeilenrate.
- MIMO (streams): Mehrere Antennen ermöglichen höhere PHY-Raten; reale Durchsatzskala mit Strömen, aber nicht linear aufgrund von Overhead und Zufriedenheit.
- Kanalbreite: 20, 40, 80 oder 160 MHz: breitere Kanäle ermöglichen höhere PHY, benötigen aber ein klares Band und sind empfindlicher gegen Störungen.
Ethernet vs WLAN auf einen Blick
Ethernet
- Stabiler, vorhersehbarer Durchsatz (94–98% der Zeilenrate)
- Keine Freigabe: Voller Link für ein Gerät (pro Port)
- Niedrige Latenz, kein Radioinhalt
- Erfordert Kabel; feste Platzierung
- Fast Ethernet auf 10 Gbit/s üblich in der Praxis
WLAN
- Durchsatz variiert: 40–70% von PHY typisch, niedriger, wenn weit oder laut
- Geteiltes Medium: alle Kunden teilen die gleiche AP
- Entfernung, Wände und Störungen reduzieren Geschwindigkeit
- Mobilität; kein Kabel
- Wi-Fi 4 (n) bis Wi-Fi 6 (ax); 2.4 und 5 GHz
Vorteile des Verständnisdurchsatzes
- Realistische Erwartungen: Sie wissen, warum ein '1200 Mbit/s' Router keine 1200 Mbit/s bei der Anwendung gibt.
- Bessere Wahlen: Pick Ethernet vs Wi-Fi und die richtige WLAN-Generation (n, ac, ax) und Kanalbreite für Ihren Anwendungsfall.
- Fehlerbehebung: Wenn die gemessene Geschwindigkeit unter dem realen Bereich liegt, können Sie Interferenz, Treiber oder eine langsame Festplatte/NAS suchen.
- Planung: Schätzen Sie Backup- oder Transferzeiten mit realen Durchsatz, nicht beworben PHY.
Einschränkungen und warum Ihre Geschwindigkeit variieren kann
- Der WLAN-Durchsatz hängt stark von der Umgebung (Abstand, Wände, Anzahl der Kunden, Interferenz) ab. Der Rechner gibt typische Bereiche, nicht Garantien.
- Der Ethernet-Durchsatz kann durch das langsamste Element begrenzt werden: Kabel, NIC, Schalter oder der andere Endpunkt (z.B. NAS-Disk-Geschwindigkeit).
- Geschwindigkeitstests messen Durchsatz auf einen bestimmten Server; Ihre reale Nutzung (z.B. auf ein NAS oder ein anderes Land) kann sich unterscheiden.
- Ältere Geräte dürfen nicht den höchsten PHY unterstützen (z.B. 802.11n nur); der Link verhandelt die niedrigste gemeinsame Fähigkeit.
Anzeigengeschwindigkeiten auf Routern und Boxen sind fast immer das theoretische (PHY) Maximum, nicht der Durchsatz, den Sie im realen Gebrauch sehen werden. Verwenden Sie die reale Welt des Taschenrechners, um die Erwartungen festzulegen; für Wi-Fi wählen Sie die Bedingungen (ideal / typisch / arm), die am besten Ihrer Umgebung entsprechen.
Entwicklung der Normen
Ethernet hat sich von 10 Mbit/s auf 100 (Fast), 1000 (Gigabit), 2,5G, 5G und 10 Gbit/s entwickelt. Wi-Fi-Generationen (802.11n = Wi-Fi 4, 802.11ac = Wi-Fi 5, 802.11ax = Wi-Fi 6) haben erhöhte PHY-Raten durch breitere Kanäle, mehr Streams (MIMO) und bessere Modulation. Jede Generation verbessert den realen Durchsatz und bei Wi-Fi 6 Effizienz in dichten Umgebungen.
Wahl der richtigen Verbindung
Betrachten Sie diese Faktoren bei der Planung Ihres Netzwerks:
- Anwendungsfall: Große Dateiübertragungen, Backups oder Videobearbeitung profitieren von Ethernet oder High-End Wi-Fi (ac/ax, 80–160 MHz). Browsing und Lichtstrom arbeiten mit bescheidenem Durchsatz.
- Latency: Gaming und VoIP bevorzugen niedrige Latenz; Ethernet ist konsistenter als Wi-Fi.
- Mobilität: Laptops und Telefone benötigen Wi-Fi; Desktops und Server können Ethernet für beste Leistung verwenden.
- Umwelt: Viele Wände oder Nachbarn bedeuten mehr Interferenz; verwenden Sie 5 GHz und betrachten Ethernet für kritische Links.
Durchsatz-Vergleichstabelle
Die nachstehende Referenztabelle (Abschnitt 8) listet für jede Option in diesem Rechner den theoretischen und realen Durchsatz auf. Verwenden Sie es, um Ethernet- und WLAN-Generationen auf einen Blick zu vergleichen.
Theoretische Durchsatz (PHY/Line Rate) ist eine nützliche Referenz, aber real-world Durchsatz ist, was Sie für Transfers und Streaming erhalten. Ethernet gibt vorhersehbaren, hohen Durchsatz mit niedrigem Overhead; Wi-Fi bietet Mobilität mit variablem Durchsatz je nach Bedingungen. Verwenden Sie diesen Rechner, um typische Bereiche für Ihren Verbindungstyp zu sehen und, für Wi-Fi, Geschwindigkeit in idealen, typischen oder schlechten Bedingungen zu schätzen. Für die beste Mischung aus Geschwindigkeit und Stabilität, bevorzugen Ethernet wo möglich und wählen Sie Wi-Fi 5 oder 6 mit ausreichend Kanalbreite, wenn Sie kabellos benötigen.
Theoretisch vs Real Durchsatz Überblick
Die theoretische (PHY) Geschwindigkeit ist die maximale physikalische Schichtrate. Realer Durchsatz ist, was Anwendungen nach Protokoll-Überkopf und, für Wi-Fi, Umweltfaktoren sehen. Dieser Rechner zeigt beides, damit Sie realistische Erwartungen festlegen können.
- Ethernet: ~94–98% der Linienrate in der Praxis
- WLAN: typischerweise 40–70% von PHY; variiert unter Bedingungen
- Verwenden Sie 'Bedingungen' im Taschenrechner für Wi-Fi (ideal / typisch / schlecht)
Ethernet
Ethernet bietet eine dedizierte, vollduplex Verbindung pro Port. Overhead kommt hauptsächlich aus Frame-Headern (Ethernet, IP, TCP) und Interframe-Kapazitäten; TCP erreicht typischerweise etwa 94–98% der Zeilenrate. So liefert 1 Gbit/s Ethernet in der Regel rund 940–980 Mbit/s für Dateiübertragungen. Fast Ethernet (100 Mbit/s), Gigabit (1 Gbit/s), 2,5G und 10 Gbit/s sind üblich; reale Durchsatzwaagen mit Linienrate.
- Stabiler Durchsatz; minimale Variation
- Keine Freigabe pro Port; Volllink für ein Gerät
- Niedrige Latenz; kein Radioinhalt
- Realer Durchsatz ~94–98% Zinssatz
Wi-Fi 4 (802.11n)
802.11n (Wi-Fi 4) arbeitet in 2.4 GHz und 5 GHz mit Kanalbreiten von 20 oder 40 MHz und bis zu 4 Raumströmen. Theoretische PHY reicht von etwa 72 Mbps (20 MHz, 1 Stream) bis 600 Mbps (40 MHz, 4 Streams). Der reale Durchsatz beträgt typischerweise 50–60% von PHY unter guten Bedingungen und kann deutlich mit Abstand oder Interferenz fallen. Noch häufig auf älteren Geräten und in 2,4 GHz-nur Umgebungen.
- 20 oder 40 MHz Kanäle; 1–4 Ströme
- 2.4 und 5 GHz; 2.4 häufig verstopft
- Realer Durchsatz ~50–60% von PHY unter guten Bedingungen
- Max PHY 600 Mbps (40 MHz, 4×4)
Wi-Fi 5 (802.11ac)
802.11ac (Wi-Fi 5) ist nur 5 GHz, mit 80 oder 160 MHz Kanälen und bis zu 8 Streams. PHY-Raten gehen von 433 Mbps (80 MHz, 1 Stream) auf über 6,9 Gbps (160 MHz, 8 Streams). In der Praxis sind 80 MHz und 1–2 Streams üblich; realer Durchsatz beträgt oft 50–70% von PHY. Liefert Hunderte von Mbps zu über 1 Gbps in idealen Bedingungen. Ersetzt von Wi-Fi 6 für neue Bereitstellungen, aber noch weit verbreitet.
- nur 5 GHz; 80 oder 160 MHz Kanäle
- 1–8 Ströme; 80 MHz 2 Ströme sehr häufig
- Realer Durchsatz ~50–70% von PHY
- Bis zu ~1.7 Gbps PHY (160 MHz, 2 Streams) in diesem Rechner
Wi-Fi 6 (802.11ax)
802.11ax (Wi-Fi 6) arbeitet in 2.4 und 5 GHz mit 20, 40, 80 oder 160 MHz Kanälen und verbesserter Modulation (OFDMA, höhere MCS). PHY-Raten sind höher als Wi-Fi 5 für die gleiche Kanalbreite und Streams; real-world Effizienz ist oft 60–80% unter guten Bedingungen. Bessere Leistung in dichten Umgebungen (viele Geräte). Wi-Fi 6E fügt 6 GHz für mehr Spektrum.
- 2.4 und 5 GHz; 20–160 MHz Kanäle
- OFDMA; besser in dichten Umgebungen
- Realer Durchsatz oft 60-80% von PHY unter guten Bedingungen
- Höhere PHY als ac für gleiche Breite/Streams
Warum realer Durchsatz niedriger ist
Ethernet
Frame Header (Ethernet, IP, TCP/UDP), Anerkennungen und Zwischenrahmenlücken reduzieren nutzbaren Durchsatz. TCP erreicht typischerweise etwa 94–98% der Linienrate auf einem gesunden Link. So gibt 1 Gbit/s Ethernet in der Regel rund 940–980 Mbit/s für Dateiübertragungen.
WLAN
Wi-Fi fügt MAC Overhead (Header, Anerkennungen, Zufriedenheit) hinzu, und die PHY Rate wird unter allen Clients auf dem gleichen AP geteilt. Entfernung und Hindernisse senken die Modulation (MCS), so dass die PHY-Rate sinkt. Interferenz und Kollisionen reduzieren den Durchsatz weiter. Echtes WLAN erreicht oft 40–70% des theoretischen PHY unter typischen Bedingungen; bei schlechten Bedingungen kann es viel niedriger sein.
Referenztabelle (Mbps)
| Verbindung | Theoretisch | Real-world (min – max.) |
|---|---|---|
| Ethernet 100 Mbit/s (Fast Ethernet) | 100 Mbps | 94 – 98 Mbps |
| Ethernet 1 Gbit/s (Gigabit) | 1000 Mbps | 940 – 980 Mbps |
| Ethernet 2.5 Gbit/s | 2500 Mbps | 2350 – 2450 Mbps |
| Ethernet 10 Gbit/s | 10000 Mbps | 9400 – 9800 Mbps |
| Wi-Fi 4 (802.11n) – 20 MHz, 1 stream | 72 Mbps | 25 – 45 Mbps |
| Wi-Fi 4 (802.11n) – 40 MHz, 1 stream | 150 Mbps | 50 – 90 Mbps |
| Wi-Fi 4 (802.11n) – 40 MHz, 2 streams | 300 Mbps | 100 – 180 Mbps |
| Wi-Fi 4 (802.11n) – 40 MHz, 4 streams | 600 Mbps | 200 – 350 Mbps |
| Wi-Fi 5 (802.11ac) – 80 MHz, 1 stream | 433 Mbps | 200 – 300 Mbps |
| Wi-Fi 5 (802.11ac) – 80 MHz, 2 streams | 867 Mbps | 400 – 600 Mbps |
| Wi-Fi 5 (802.11ac) – 160 MHz, 2 streams | 1733 Mbps | 700 – 1100 Mbps |
| Wi-Fi 6 (802.11ax) – 80 MHz, 1 stream | 600 Mbps | 350 – 500 Mbps |
| Wi-Fi 6 (802.11ax) – 80 MHz, 2 streams | 1200 Mbps | 600 – 900 Mbps |
| Wi-Fi 6 (802.11ax) – 160 MHz, 2 streams | 2400 Mbps | 1200 – 1800 Mbps |
Best Practices
- Für maximalen Durchsatz und Stabilität verwenden Sie Ethernet (Gigabit oder höher), wenn das Gerät verdrahtet werden kann.
- Platzieren Sie den WLAN-Zugangspunkt zentral und vermeiden Sie dicke Wände oder Metall zwischen Gerät und AP, um den "idealen" Bedingungen näher zu kommen.
- Verwenden Sie 5 GHz für WLAN, wenn möglich; weniger Stau als 2.4 GHz. WLAN 6 (802.11ax) verbessert die Effizienz in dichten Umgebungen.
- Kanalbreite: 80 MHz oder 160 MHz gibt höhere PHY, benötigt aber einen klaren Kanal; 40 MHz kann stabiler in lauten Bereichen sein.
- Geschwindigkeitstests messen realen Durchsatz; vergleichen Sie mit dem realen Bereich dieses Rechners. Wenn Sie weit unter der Reichweite sind, überprüfen Sie nach Störungen, veralteten Treibern oder einer langsamen NAS/Disk.