Teoretyczny Kalkulator Troughput
Wi- Fi (802.11n / ac / ax) vs Ethernet w warunkach realnych.
Typ i warunki połączenia
Spis treści
Kompleksowy przewodnik teoretyczny
Czym jest teoretyczna i rzeczywista przepustowość?
Prędkość reklamowa (np. 'Wi- Fi 1200 Mbit / s' lub 'Gigabit Ethernet') odnosi się do warstwy fizycznej (PHY) lub szybkości liniowej - szybkość bitu surowego w radiu lub kablu. Rzeczywista przepustowość użytkowa jest zawsze niższa: nagłówek protokołu (Ethernet, IP, TCP) oraz dla Wi- Fi, odległość, zakłócenia i współdzielenie między urządzeniami. Zrozumienie różnicy pomaga wybrać odpowiednie połączenie i ustawić realistyczne oczekiwania dla transferu plików, streaming i kopie zapasowe.
Jak działa przepustowość
Próg mierzony jest w bitach na sekundę (Mbps lub Gbps). Ścieżka od aplikacji do drutu lub radia obejmuje kilka warstw:
- Dane dotyczące aplikacji: Faktyczny plik lub strumień, który wysyłasz lub odbierasz.
- Protokół ogólny: TCP, IP i Ethernet (lub Wi- Fi MAC) dodają nagłówki, potwierdzenia i luki; zazwyczaj zużywa kilka procent na Ethernet i wiele więcej na Wi- Fi.
- Warstwa fizyczna (PHY): Maksymalna szybkość, jaką może nosić połączenie. Co producent reklamuje jest zwykle ta stawka PHY, a nie przepustowość masz na aplikacji.
- Wskaźnik PHY (teoretyczny): Maksymalna fizyczna prędkość warstw w idealnych warunkach. Pokazane na routerze i specyfikacji Ethernet.
- TCP / IP: Na Ethernet, około 2- 6% prędkość linii jest tracona dla nagłówków i międzyklatek; TCP osiąga około 94- 98% stopy liniowej.
- MIMO (strumienie): Wiele anten pozwala na wyższe wskaźniki PHY; rzeczywiste wagi przepustowości z strumieni, ale nie liniowo ze względu na napowietrznych i content.
- Szerokość kanału: 20, 40, 80 lub 160 MHz: szersze kanały umożliwiają wyższy PHY, ale potrzebują jasnego pasma i są bardziej wrażliwe na zakłócenia.
Ethernet vs Wi- Fi w skrócie
Ethernet
- Stabilna, przewidywalna przepustowość (94- 98% stopy liniowej)
- Brak współdzielenia: pełny link dla jednego urządzenia (na port)
- Niskie opóźnienie, brak kontrowersji radiowej
- Wymaga kabla; stałe położenie
- Szybkie Ethernet do 10 Gbit / s wspólne w praktyce
Wi- Fi
- Troubput waha się: 40- 70% PHY typowy, niższy, gdy daleko lub głośno
- Dzielone medium: wszyscy klienci mają ten sam AP
- Odległość, ściany i zakłócenia zmniejszają prędkość
- Mobilność; brak kabla
- Wi- Fi 4 (n) do Wi- Fi 6 (ax); 2.4 i 5 GHz
Korzyści płynące z zrozumienia przepustowości
- Realistyczne oczekiwania: Wiesz, dlaczego router '1200 Mbit / s nie daje 1200 Mbit / s w aplikacji.
- Lepszy wybór: Wybierz Ethernet vs Wi- Fi i odpowiednią generację Wi- Fi (n, ac, ax) i szerokość kanału dla Twojego przypadku zastosowania.
- Rozwiązywanie problemów: Jeśli zmierzona prędkość znajduje się poniżej zakresu real- world, można szukać zakłóceń, sterowników lub wolnego dysku / NAS.
- Planowanie: Szacuje się czas tworzenia kopii zapasowych lub przekazywania przy użyciu rzeczywistej przepustowości, a nie reklamowanej PHY.
Ograniczenia i dlaczego prędkość może się różnić
- Przepustowość Wi- Fi zależy w dużym stopniu od środowiska (odległość, ściany, liczba klientów, zakłócenia). Kalkulator daje typowe zakresy, a nie gwarancje.
- Przepustowość sieci Ethernet może być ograniczona przez najwolniejszy element: kabel, NIC, przełącznik lub inny punkt końcowy (np. prędkość dysku NAS).
- Testy prędkości mierzą przepustowość danego serwera; rzeczywiste wykorzystanie (np. NAS lub innego kraju) może się różnić.
- Urządzenia starsze mogą nie obsługiwać najwyższej PHY (np. tylko 802.11n); link negocjuje najniższą wspólną zdolność.
Prędkości reklamowe na routerach i skrzyniach są prawie zawsze teoretyczne (PHY) maksimum, a nie przepustowość zobaczysz w rzeczywistym użyciu. Użyj tego kalkulatora real- world zakres ustawić oczekiwania; dla Wi- Fi, wybrać warunki (idealny / typowy / biedny), które najlepiej pasuje do środowiska.
Ewolucja norm
Ethernet ewoluował z 10 Mbit / s do 100 (Fast), 1000 (Gigabit), 2.5G, 5G i 10 Gbit / s. Generacje Wi- Fi (802.11n = Wi- Fi 4, 802.11ac = Wi- Fi 5, 802.11ax = Wi- Fi 6) zwiększyły wskaźniki PHY poprzez szersze kanały, więcej strumieni (MIMO) i lepszą modulację. Każde pokolenie poprawia przepustowość w świecie rzeczywistym, a w przypadku Wi- Fi 6 wydajność w gęstych środowiskach.
Wybór właściwego połączenia
Rozważanie tych czynników podczas planowania sieci:
- Przypadek użycia: Duże transmisje plików, kopie zapasowe lub edycja wideo korzystają z sieci Ethernet lub wysokiej klasy Wi- Fi (ac / ax, 80- 160 MHz). Przeglądanie i strumieniowanie światła pracy z skromną przepustowość.
- Opóźnienie: Gaming i VoIP wolą niskie opóźnienie; Ethernet jest bardziej spójny niż Wi- Fi.
- Mobilność: Laptopy i telefony wymagają Wi- Fi; pulpity i serwery mogą korzystać z Ethernet dla najlepszej wydajności.
- Środowisko: Wiele ścian lub sąsiadów oznacza więcej zakłóceń; używać 5 GHz i rozważyć Ethernet dla połączeń krytycznych.
Tabela porównawcza
Poniższa tabela referencyjna (sekcja 8) wymienia teoretyczną i realną przepustowość dla każdej opcji w tym kalkulatorze. Użyj go do porównania generacji Ethernet i Wi- Fi w skrócie.
Teoretyczna przepustowość (szybkość PHY / linia) jest użytecznym odniesieniem, ale real- world przepustowość jest tym, co otrzymujesz dla transferów i strumieniowania. Ethernet zapewnia przewidywalną, wysoką przepustowość przy niskim nawierzchni; WiFi oferuje mobilność ze zmienną przepustowością w zależności od warunków. Użyj tego kalkulatora, aby zobaczyć typowe zakresy dla typu połączenia i, dla Wi- Fi, do oszacowania prędkości w idealnych, typowych lub złych warunkach. Dla najlepszego połączenia prędkości i stabilności, preferuj Ethernet tam, gdzie to możliwe i wybierz Wi- Fi 5 lub 6 o wystarczającej szerokości kanału, gdy potrzebujesz bezprzewodowego.
Teoretyczne kontra rzeczywisty przegląd trouputu
Prędkość teoretyczna (PHY) jest maksymalną prędkością warstwy fizycznej. Prawdziwa przepustowość jest to, co aplikacje widzą po protokole napowietrznych i, dla Wi- Fi, czynniki środowiskowe. Ten kalkulator pokazuje oba, więc można ustawić realistyczne oczekiwania.
- Ethernet: ~ 94- 98% stawki liniowej w praktyce
- Wi- Fi: zazwyczaj 40- 70% PHY; różni się w zależności od warunków
- Użyj 'warunków' w kalkulatorze Wi- Fi (idealny / typowy / biedny)
Ethernet
Ethernet zapewnia dedykowany, full-duplex link na port. Nagłówek pochodzi głównie z nagłówków klatek (Ethernet, IP, TCP) i międzyklatek; TCP zazwyczaj osiąga około 94- 98% stawki linii. 1 Gbit / s Ethernet zazwyczaj dostarcza około 940- 980 Mbit / s do przesyłania plików. Fast Ethernet (100 Mbit / s), Gigabit (1 Gbit / s), 2.5G i 10 Gbit / s są powszechne; rzeczywiste wagi wydajności z częstotliwością liniową.
- Stabilna przepustowość; minimalna zmienność
- Brak współdzielenia na port; pełny link dla jednego urządzenia
- Niskie opóźnienie; brak sygnałów radiowych
- Rzeczywista przepustowość ~ 94- 98% stopy liniowej
Wi- Fi 4 (802.11n)
802.11n (Wi- Fi 4) działa w 2,4 GHz i 5 GHz o szerokości kanału 20 lub 40 MHz i do 4 strumieni przestrzennych. Teoretyczny PHY waha się od około 72 Mbps (20 MHz, 1 strumień) do 600 Mbps (40 MHz, 4 strumienie). Przepustowość realna wynosi zazwyczaj 50- 60% PHY w dobrych warunkach i może znacznie spadać z odległości lub zakłóceń. Nadal powszechne na starszych urządzeniach i tylko w warunkach 2.4 GHz-.
- Kanały 20 lub 40 MHz; 1- 4 strumienie
- 2.4 i 5 GHz; 2.4 GHz często przepełnione
- Rzeczywista przepustowość ~ 50- 60% PHY w dobrych warunkach
- Max PHY 600 Mbps (40 MHz, 4 × 4)
Wi- Fi 5 (802.11ac)
802.11ac (Wi- Fi 5) to tylko 5 GHz z kanałami 80 lub 160 MHz i do 8 strumieni. Wskaźnik PHY sięga od 433 Mbps (80 MHz, 1 strumień) do ponad 6,9 Gbps (160 MHz, 8 strumieni). W praktyce, 80 MHz i 1-2 strumieni są wspólne; rzeczywista przepustowość jest często 50- 70% PHY. Dostarcza setki Mbps do ponad 1 Gbps w idealnych warunkach. Zastąpione przez Wi- Fi 6 dla nowych wdrożeń, ale nadal szeroko stosowane.
- Tylko kanały 5 GHz; 80 lub 160 MHz
- 1- 8 strumieni; 80 MHz 2 strumienie bardzo często
- Rzeczywista przepustowość ~ 50- 70% PHY
- Do ~ 1.7 Gbps PHY (160 MHz, 2 strumienie) w tym kalkulatorze
Wi- Fi 6 (802.11ax)
802.11ax (Wi- Fi 6) działa w 2,4 i 5 GHz z kanałami 20, 40, 80 lub 160 MHz i ulepszoną modulacją (OFDMA, wyższy MCS). Wskaźniki PHY są wyższe niż Wi- Fi 5 dla tej samej szerokości kanału i strumieni; efektywność real- world często 60- 80% w dobrych warunkach. Lepsza wydajność w gęstych środowiskach (wiele urządzeń). Wi- Fi 6E dodaje 6 GHz dla większej ilości widma.
- 2.4 i 5 GHz; 20- 160 MHz
- OFDMA; lepiej w gęstych środowiskach
- Rzeczywista przepustowość często 60- 80% PHY w dobrych warunkach
- Wyższy PHY niż ac dla tej samej szerokości / strumieni
Dlaczego rzeczywista przepustowość jest niższa
Ethernet
Nagłówek ramki (Ethernet, IP, TCP / UDP), potwierdzenia i interramowe luki redukują użyteczną przepustowość. TCP zazwyczaj osiąga około 94- 98% stawki linii na zdrowe połączenie. Więc 1 Gbit / s Ethernet zazwyczaj daje około 940- 980 Mbit / s dla transferów plików.
Wi- Fi
Wi- Fi dodaje nagłówek MAC (nagłówki, potwierdzenia, argumenty), a stawka PHY jest dzielona między wszystkich klientów na tym samym AP. Odległość i przeszkody obniżają modulację (MCS), więc wskaźnik PHY spada. Zakłócenia i kolizje dodatkowo zmniejszają przepustowość. Real- world Wi- Fi często osiąga 40- 70% teoretycznego PHY w typowych warunkach; w złych warunkach może być znacznie niższy.
Tabela referencyjna (Mbps)
| Połączenie | Teoretyczne | 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 |
Najlepsze praktyki
- Aby uzyskać maksymalną przepustowość i stabilność, użyj Ethernet (Gigabit lub wyższy), gdy urządzenie może być podłączone.
- Umieścić punkt dostępu Wi- Fi centralnie i uniknąć grubych ścian lub metalu między urządzeniem i AP, aby zbliżyć się do "idealnych" warunków.
- Użyj 5 GHz dla Wi- Fi, jeśli to możliwe; mniej niż 2,4 GHz. Wi- Fi 6 (802.11ax) poprawia wydajność w gęstych środowiskach.
- Szerokość kanału: 80 MHz lub 160 MHz daje wyższy PHY, ale potrzebuje jasnego kanału; 40 MHz może być bardziej stabilne w hałaśliwych obszarach.
- Testy prędkości mierzą rzeczywistą przepustowość; porównujemy z zakresem realnym tego kalkulatora. Jeśli jesteś znacznie poniżej zakresu, sprawdź czy nie ma zakłóceń, przestarzałych sterowników lub wolnego NAS / dysku.