理论通量计算器 - Wi-Fi 802.11n/ac/ax vs以太网在真实条件下

综合理论通量指南

什么是理论与真实的吞吐量?

广告速度(如"Wi-Fi 1200 Mbit/s"或"Gigabit以太网")指物理层(PHY)或行速率-无线电或有线的生比特率. 实际的可使用吞吐量总是较低:协议间接费用(以太网、IP、TCP),以及用于Wi-Fi、距离、干扰以及设备之间的共享。理解差异有助于您选择正确的连接,并为文件传输,流转和备份设定现实的期望.

吞吐量如何运作

吞吐量以比特/秒(Mbps或Gbps)来测量. 从应用到有线或无线电的路径涉及几个层次:

应用程序数据: 您发送或接收的实际文件或流。
礼宾间接费用: TCP、IP和以太网(或Wi-Fi MAC)添加了信头、承认和空白;这通常在以太网上消耗了5%,在Wi-Fi上消耗了多得多。
物理层( PHY): 链接所能携带的最大原始速率. 制造商的广告通常是这种PHY率,而不是你从应用程序中获得的吞吐量.

关键概念:

PHY率(理论): 理想条件下最大物理地层速度. 在路由器框和以太网规格上显示。
TCP/IP 间接费用: 在以太网上,大约2-6% TCP实现大约94-98% 的线率。
海事组织(流): 多个天线允许更高的PHY率;真实的吞吐量尺度有溪流,但因起落和相争而不能线性.
频道宽度: 20,40,80,或160 MHz:更宽的通道允许更高的PHY,但需要清晰的波段并更能敏感地进行干扰.

以太网对无线网的一览

以太网

稳定、可预测的吞吐量(94-98)% 按项目费率计算)
无共享: 一个设备的全链接( 每个端口)
低延迟,无无线电干扰
需要电缆; 固定位置
快速以太网到 10 Gbit/s 在实践中常见

无线

吞吐量不同:40-70% 低等,在距离或噪音时
共享介质:所有客户共享同一AP
距离、墙壁和干扰降低速度
移动; 无电缆
Wi-Fi 4(n)至Wi-Fi 6(x);2.4和5GHz

了解产出的益处

现实的期望: 你知道为什么一个"1200 Mbit/s"路由器不会在应用程序上给出1200 Mbit/s.
更好的选择: 选择 Ethernet vs Wi-Fi 和右侧 Wi-Fi 生成(n, ac, ax)和频道宽度用于您的使用大小写。
解决问题: 如果所测量的速度低于现实世界的范围,可以寻找干扰,驱动程序,或者一个慢盘/NAS.
规划: 使用真实的吞吐量估计备份或传输时间,而非广告PHY.

限制以及你的速度为何不同

Wi-Fi的吞吐量严重地依赖于环境(距离,墙壁,客户数量,干扰). 计算器给出了典型的范围,而不是保证.
以太网吞吐量可以被最慢的元素所限制:有线,NIC,开关,或者其他终点(如NAS磁盘速度).
速度测试测量对特定服务器的吞吐量;您的真实用途(例如对NAS或其他国家)可能有所不同.
更古老的装置可能不支持最高的PHY(例如只支持802.11n);链接谈判最低的共同能力.

重要内容:

路由器和箱上广告速度几乎总是理论(PHY)最大,而不是真正使用的吞吐量. 使用这个计算器的活世界范围来设定期望;对于Wi-Fi,选择最适合您环境的条件(理想/典型/差).

标准的演变

以太网从10 Mbit/s发展到100 (Fast),1000 (Gigabit),2.5G,5G,和10 Gbit/s. Wi-Fi世代(802.11n = Wi-Fi 4,802.11ac = Wi-Fi 5,802.11ax = Wi-Fi 6) 通过更宽的渠道,更多的溪流(MIMO),更好的调制,提高了PHY率. 每代人都会提高现实世界的吞吐量,在Wi-Fi 6中,在密集环境中的效率。

选择正确的连接

在规划您的网络时考虑这些因素:

使用大小写: 大型文件传输,备份,或视频编辑从以太网或高端Wi-Fi(ac/ax,80-160 MHz)中获益. 浏览和光流工作,吞吐量适度.
延迟: Gaming和VoIP更喜欢低潜;以太网比Wi-Fi更一致.
流动: 笔记本电脑和手机需要Wi-Fi;桌面和服务器可以使用以太网进行最佳性能.
环境: 许多墙壁或相邻意味着更多的干扰;使用5GHz并考虑以太网作为关键链接.

流量比较图

下表(第8节)列出了本计算器中每个选项的理论和现实世界吞吐量. 用它来比较以太网和Wi-Fi世代一览.

结论:

理论吞吐量(PHY/行速率)是一个有用的参考,但现实世界的吞吐量是用于转移和流转的. 以太网提供可预测的高吞吐量,低间接费用;Wi-Fi根据条件提供可变吞吐量的流动. 使用这个计算器来查看您连接类型的典型范围,对于Wi-Fi来说,在理想,典型,或恶劣的条件下估计速度. 对于速度和稳定性的最佳搭配,在可能时选择以太网,并在需要无线时选择有足够信道宽度的Wi-Fi 5或6.

概览

理论对真实通量概览

理论(PHY)速度是最大物理地层速率. 实际吞吐量是指协议管理费之后的应用程序所看到的,对于无线互联网,是指环境因素. 这个计算器显示了两者,这样你就可以设定现实的期望.

要点:

以太网:~94–98% 实际行率
Wi-Fi:一般为40-70% PHY;因条件而异
在计算器中使用“ 条件” 用于 Wi- Fi( 理想 / 典型 / 差)

以太网

以太网提供每个端口的专用,全双联通. 间接费用主要来自帧头(以太网,IP,TCP)和帧间缺口;TCP一般能实现约94-98% 的线性费率。因此1Gbit/s以太网通常提供约940–980Mbit/s的文件传输. 快速以太网(100 Mbit/s),Gigabit(1 Gbit/s),2.5G,和10 Gbit/s都是常见的;真实的吞吐量尺度与行速率.

特征:

稳定的吞吐量;最小变化
没有共享每个端口; 一个设备的全链接
低潜伏;无无线电相通
实际吞吐量~94-98% 分行费率

无线 4

无线4(802.11n)

802.11n(Wi-Fi 4)以2.4GHz和5GHz运行,信道宽度为20或40MHz并可达4个空间流. 理论PHY从大约72 Mbps(20 MHz, 1 stream)到600 Mbps(40 MHz, 4 stream)不等. 实际世界吞吐量一般为50-60% 在良好的条件下,PHY可以随着距离或干扰而显著下降. 在更古老的装置和2.4千兆赫的环境下仍然很常见.

特征:

20或40兆赫频道; 1-4 个流
2.4和5千兆赫;2.4 GHz 经常拥挤
实际吞吐量~50-60% 在良好条件下
最大 PHY 600 Mbps (40MHz, 4×4) 调取

无线 5

无线5(802.11ac)

802.11ac(Wi-Fi 5)只有5个GHz,有80个或160个MHz频道并高达8个溪流. PHY率从433 Mbps(80 MHz, 1 stream)到超过6.9 Gbps(160 MHz, 8 streams). 在实践中,80兆赫和1至2个溪流很常见;实际吞吐量往往为50至70个% 费城。在理想条件下将上百个Mbps送到超过一Gbps. 被Wi-Fi 6取代,用于新部署但仍被广泛使用.

特征:

5 GHz; 80或160 MHz频道
1-8个流;80 MHz 2个流非常常见
实际吞吐量~50-70% 来文日期
此计算器最多为~1.7 Gbps PHY (160 MHz, 2 个流)

无线 6

无线6(802.11ax)

802.11ax(Wi-Fi 6)以2.4和5GHz运行,有20,40,80,或160MHz信道并改进了调制(OFDMA,更高MCS). 相同信道宽度和流的PHY率高于Wi-Fi 5;现实世界的效率往往为60-80% 在良好的条件下。在密集环境中(许多设备)性能更好. Wi-Fi 6E增加了6GHz,用于更多的频谱.

特征:

2.4和5千兆赫; 20-160兆赫频道
OFDMA; 在密集环境中更好
实际吞吐量经常为60-80起% 在良好条件下
相同宽度/流的PHY 高于 ac

技术

为什么真正的吞吐量会更低

以太网

框架头(以太网、IP、TCP/UDP)、承认和框架间差距减少可用吞吐量。 TCP 通常达到 94 - 98 左右% 健康连接的线路率。因此,1 Gbit/s以太网通常给出940–980 Mbit/s左右的文件传输.

无线

Wi-Fi增加了MAC的间接费用(标题、承认、争论),PHY率由同一AP上的所有客户共享。距离和障碍会降低调制(MCS),因此PHY率会下降. 干扰和相撞进一步减少了吞吐量。现实世界的无线互联网经常达到40-70% 在典型条件下的理论PHY; 在恶劣的条件下,它可能要低得多。

参考文献

参考表格 (Mbps)

连接	理论	现实世界( min- 最大)
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

提示

最佳做法

对于最大吞吐量和稳定性,当设备可以被接通时,使用以太网(Gigabit或更高).
将无线接入点置于中央位置,并避免设备与AP之间的厚墙或金属来更接近"理想"的条件.
在可能时对Wi-Fi使用5GHz;比2.4GHz少拥堵. Wi-Fi 6(802.11ax)在密集环境中提高了效率.
通道宽度:80 MHz或160 MHz给出更高的PHY,但需要清晰的通道;40 MHz在吵闹地区可以更稳定.
速度测试测量了真实的吞吐量;与这个计算器的活世界范围相比. 如果您远远低于范围, 请检查干扰, 过时的驱动器, 或慢 NAS/ 磁盘。

理论通过量计算器

连接类型和条件

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