理論的スループット計算機

理論的対実際のスループットは何ですか?

広告された速度(例えば「Wi-Fi 1200 Mbit/s」または「ギガビット イーサネット」)は、物理層(PHY)または回線率(ラジオまたはケーブルで生ビットレート)を参照します。 実際の使用可能なスループットは、プロトコルのオーバーヘッド(Ethernet、IP、TCP)、およびWi-Fi、距離、干渉、デバイス間で共有します。 違いを理解することは、適切な接続を選択し、ファイル転送、ストリーミング、バックアップの現実的な期待を設定するのに役立ちます。

スループットの仕組み

スループットは秒単位(MbpsかGbps)で測定されます。 アプリケーションからワイヤまたはラジオへのパスには、いくつかのレイヤーが含まれます。

• アプリケーションデータ: 実際のファイルまたは送信または受信するストリーム。
• プロトコルのオーバーヘッド: TCP、IP、およびイーサネット(またはWi-Fi MAC)は、ヘッダ、アクノレッジ、およびギャップを追加します。 これは、通常、Ethernetで数パーセントを消費し、Wi-Fiではるかに多く消費します。
• 物理的な層(PHY): リンクが運ぶことができる最高の生率。 メーカーの広告は、通常、この PHY レート、アプリケーションで取得するスループットではありません。

EthernetとWi-Fiを一目で

スループットの理解の利点

• 実質的な期待: '1200 Mbit/s' ルータがアプリケーションで 1200 Mbit/s を与えない理由を知っています。
• より良い選択肢: Ethernet と Wi-Fi と右 Wi-Fi の生成 (n, ac, ax) と、使用例のチャンネル幅を選択します。
• トラブルシューティング: 測定速度が実際の範囲下にある場合は、干渉、ドライバー、または遅いディスク/NAS を見ることができます。
• 計画: 実際のスループットを使用してバックアップや転送時間を推定します。, 広告されていない PHY.

制限と速度が変化する理由

• Wi-Fi のスループットは環境(distance、壁、顧客数、干渉)に大きく依存します。 計算機は保証しない典型的な範囲を与えます。
• イーサネットスループットは、ケーブル、NIC、スイッチ、その他のエンドポイント(NASディスク速度など)で制限できます。
• スピードテストは、特定のサーバーにスループットを測定します。実際の使用(例:NASまたは別の国)は異なる場合があります。
• 古いデバイスは、最も高い PHY (例えば 802.11n だけ); リンクが最も低い一般的な機能をサポートしていないかもしれません。

規格の進化

イーサネットは10 Mbit/sから100 (Fast)、1000 (ギガビット)、2.5G、5Gおよび10 Gbit/sに進化しました。 Wi-Fiの生成(802.11n = Wi-Fi 4, 802.11ac = Wi-Fi 5, 802.11ax = Wi-Fi 6)は、より広いチャネル、より多くのストリーム(MIMO)、より良い変調によってPHY率を高めました。 各世代は、密な環境でのWi-Fi 6の効率性の場合、実際のスループットを改善します。

正しい接続を選択する

ネットワークを計画する際に、これらの要因を考慮する:

• ユースケース: 大きいファイル転送、バックアップ、またはビデオ編集は、イーサネットまたはハイエンドWi-Fi(ac/ax、80-160 MHz)の恩恵を受けます。 ブラウジングとライトストリーミングは、控えめなスループットで動作します。
• 潜伏: ゲーミングとVoIPは低レイテンシを好む。イーサネットはWi-Fiよりも一貫性があります。
• 移動性: ラップトップおよび電話はWi-Fiを必要とします;デスクトップおよびサーバーは最高の性能のためのイーサネットを使用できます。
• 環境: 多くの壁や隣人は、より多くの干渉を意味します。 5 GHz を使用して、重要なリンクの Ethernet を検討してください。

スループット比較チャート

下の参照テーブル(セクション8)は、この計算機の各オプションの理論的かつ現実的なスループットをリストします。 EthernetとWi-Fiの生成を一目で比較するために使用します。

理論(PHY)の速度は最高の物理的層率です。 実際のスループットは、プロトコルのオーバーヘッドと、Wi-Fi、環境要因の後に表示されるアプリケーションです。 この計算機は両方を示し、現実的な期待を設定できます。

Ethernet は、ポートごとに専用のフルデュープレックスリンクを提供します。 オーバーヘッドは、フレームヘッダ(Ethernet、IP、TCP)、フレーム間ギャップから主に来ます。 TCPは通常、約94〜98を実現しています。% ライン率の。 そのため、1 Gbit/s Ethernet は通常、ファイル転送用に 940-980 Mbit/s 付近で配信されます。 速いイーサネット(100 Mbit/s)、ギガビット(1 Gbit/s)、2.5G、10 Gbit/sは共通です;ライン率の実質のスループットのスケール。

802.11n (Wi-Fi 4) は、2.4 GHz と 5 GHz のチャンネル幅 20 または 40 MHz で動作し、最大 4 の空間ストリームまで動作します。 理論 PHY は、約 72 Mbps (20 MHz、1 ストリーム) から 600 Mbps (40 MHz、4 ストリーム) の範囲です。 リアルワールドのスループットは、通常50〜60% よい条件の PHY のそして間隔か干渉とかなり低下できます。 古いデバイスと2.4GHz環境ではまだ一般的です。

802.11ac (Wi-Fi 5) は 5 つの GHz だけ、80 か 160 の MHz チャネルおよび 8 つの流れまでです。 PHY レートは 433 Mbps (80 MHz、1 ストリーム) から 6.9 Gbps (160 MHz、8 ストリーム) に行きます。 練習では、80 MHz と 1–2 ストリームが一般的です。実際のスループットはしばしば 50–70 です。% PHYの。 理想的な条件の1 Gbpsに何百ものMbpsを渡す。 Wi-Fi 6 で新しい展開をしても、まだ広く使われています。

802.11ax (Wi-Fi 6) は、2.4 GHz と 5 GHz で 20、40、80、160 MHz チャネルで動作し、モジュレーション (OFDMA、より高い MCS) を改善します。 PHY レートは、同じチャネル幅とストリームの Wi-Fi 5 よりも高いです。現実世界の効率は、多くの場合 60-80 です。% よい条件で。 密接な環境(マニーデバイス)でのパフォーマンスが向上します。 Wi-Fi 6E は 6 つの GHz をより多くのスペクトル加えます。

イーサネット

フレームヘッダ(Ethernet、IP、TCP/UDP)、アクノレッジ、およびインターフレームギャップは、使用可能なスループットを削減します。 TCPは通常、約94～98を実現% 健康なリンクのライン率の。 そのため、1 Gbit/s Ethernet は通常、ファイルの転送に 940-980 Mbit/s を前後します。

無線LAN

Wi-Fi は、MAC のオーバーヘッド (ヘッダー、アクノレッジ、コンテンツ) を追加し、PHY レートは同じ AP のすべてのクライアント間で共有されます。 距離と障害は調節(MCS)を下げるので、PHY率は低下します。 干渉と衝突により、スループットがさらに低下します。 リアルワールド Wi-Fi は 40-70 に達することが多い% 典型的な条件で理論的な PHY の; 貧しい条件では、はるかに低いことができます。.