大家可能注意到最近兩年的新主板上，尤其是高端主板上面，會帶有一個或兩個所謂的萬兆網口，這些網口比原本的千兆網口更為高級一些，因為它們能夠支持比千兆，也就是1000 Mbps更高的傳輸速率，那么，萬兆之于目前常見的千兆網絡，到底在哪些地方有不同之處，它在我們的實際應用中又能夠起到什么樣的作用呢？這篇超能課堂就針對剛開始走上普及之路的萬兆網絡為各位進行一次答疑解惑。

十倍于千兆網的速度、取消半雙工模式

萬兆網，顧名思義，就是指傳輸速率可以達到10Gbps的以太網（Ethernet），把數據單位換成字節(jié)的話，這個傳輸速度大概在1250 MB/s左右，比目前的千兆網絡高了約莫有十倍，這也是我們能夠感受到的，兩種網絡之間最為直觀的差異。在制定萬兆網絡標準的時候，IEEE組織根據不同的傳輸距離需求給出了不同的標準，歸入在10GBASE標準之下，比如說10GBASE-LR就是應用于長距離傳輸的標準，而10GBASE-SR是應用于短距離傳輸的標準，它們都使用光纖作為傳輸介質，但使用了不同波長的光。

當然，萬兆網也不僅僅只是將傳輸速率提升十倍那么簡單，它在一些被之前標準沿用許久的規(guī)格上面做出了改動，比如說，它只有全雙工的工作模式。

在通訊上面，雙工這個概念指的是通訊雙方可以互相交換數據，簡單的說，它就是相對于單向數據傳輸的概念。而在工作模式上面，一般存在半雙工和全雙工兩種。在半雙工模式下，同一時間只能有一個方向的數據進行傳輸，而全雙工模式則允許同一時間雙方同時向對方發(fā)送數據。在萬兆網之前的以太網標準中，為了兼容性，都保留了半雙工/全雙工兩種工作模式，由網絡設備自動進行工作模式的協定。

千兆時代，半雙工的模式已經很少見了，甚至于有些設備直接就不支持它。到了后來制定萬兆以太網標準的時候，標準制定者們索性就取消了半雙工的模式。也就是說，只要用上萬兆網，網絡設備就會工作在全雙工模式下。在物理層上面，萬兆網絡將原本的8b/10b編碼替換成了更為高效的64b/66b編碼方式，降低了校驗的開銷。

Wi-Fi 6、云游戲和視頻傳輸需要萬兆網

萬兆網絡有諸多的好處，但我們似乎還沒有太大的必要去花錢升級到萬兆網絡，我們的寬帶帶寬也還沒有到要把千兆網用完的地步，那為什么這兩年，網上各種部署萬兆網絡的教程開始流行起來了呢？這主要是來自于用戶的多方面需求促使萬兆網絡開始加速普及，其中最主要的，還是來自于局域網內部的傳輸速率需求，比如，新的Wi-Fi 6。

從去年開始熱度逐漸升高的Wi-Fi 6，也就是802.11ax協議，在使用160MHz的頻寬時，其單流速度已經能夠達到1200Mbps，在目前常見的2x2 MIMO下，理論的傳輸速率已經有2.4Gbps之高。目前也已經有路由器通過自己的方式將Wi-Fi理論速率推到了10.8Gbps的高度。實際速度雖然達不到理論值那么高，但超越千兆網絡的上限是非常輕松的事情。如果是通過Wi-Fi 6從本地局域網的設備上面拉取文件，有很大可能會被千兆網絡限制住傳輸的速度，發(fā)揮不出Wi-Fi 6的真實水平。

除開無線傳輸的需求外，有線設備之間的互傳瓶頸，也已經擺上臺面，就比如現在有如雨后春筍一般冒出來的大小視頻工作室，由于現在能夠拍攝4K影片的器材已經普及，不少視頻工作室都會選擇使用該分辨率進行前期的拍攝工作，拿現在比較常見的索尼A7III做例子，它的4K影片碼率可以達到100 Mbps，用它拍攝一段10分鐘左右的源素材，得到的視頻文件大小就已經有7 GB之巨。

而在視頻工作室中，可能會存在多人協作完成一個項目的情況，此時視頻源素材是通過網絡共享的，千兆網絡在應付這種情況時已經成為了明顯的瓶頸—;—;用它傳輸一個大小為10GB的文件都要等將近兩分鐘，在網絡存儲與本機之間導素材都要花掉很長時間，嚴重影響到了工作的效率。

更何況，這還是用機身壓縮過后的視頻當源素材的情況，現在有不少的視頻工作室在素材上面可以說是拉到極致的地步，什么4K RAW，8K RED RAW，更高質量的源素材對有線網絡提出了更高的要求，對于這些追求極致的內容創(chuàng)作者，只有更高速度的萬兆網絡能夠滿足他們的需求了。

以上兩種需求基本上都是針對文件傳輸的，而另外還有一種對網絡帶寬有較高需求的應用已經在這兩年里面慢慢走入我們的生活，那就是云游戲。像Google Stadia、GeForce NOW這樣的云游戲平臺門檻比較高，我們接觸不到，但像Steam Remote Play這樣在自家局域網內即可運行的“云游戲”可是有不少游戲玩家已經在用了。

書房里的PC作為主機運行游戲，同時將畫面和音頻進行一定程度的壓縮后發(fā)送到客廳的電視機上。因為要同時顧忌到畫面質量和低延時兩方面，這個壓縮比率當然是高不到哪里去的，此時便對網絡帶寬提出了一定的要求，如果是串流4K游戲，那對網絡帶寬的需求就更高了，萬兆網絡是這種玩法的更好選擇。

上面的幾種需求都是離我們比較近的，實際上萬兆網乃至40GbE和100GbE已經在各種數據中心里面落地很久了，它早就已經在承擔互聯網上巨量數據交換的需求了。

現有的網線和基礎設施是萬兆網普及的攔路虎

萬兆網的相關標準最早在2002年就已經頒布，到現在已經過去有十多年時間了，但好像只有在最近兩三年里，才聽到有關于它的應用，這又是為什么呢？

其實最主要的問題還是需求不足。上面說了幾種離我們還算是比較近的需求，但這些實際上都屬于較為小眾的應用，對于普羅大眾來說，對萬兆網絡最為直觀的體驗，就是下載速度了。不過目前國內的家用寬帶最高規(guī)格可能也就只到千兆，而國外也只有部分地區(qū)開通了超千兆的寬帶。在家用寬帶的帶寬普遍超越千兆之前，我們暫時是體驗不到每秒破1GB的速度了。

除開需求外，另一個很現實的問題就是傳輸介質跟不上了。萬兆網支持不同的物理層標準，有基于光纖的，也有基于銅纜的，其中對于雙絞線的要求是六類線（Cat 6）及以上，普通的六類線能夠在55米的距離內承擔起萬兆網的傳輸需求，而如果換到超六類線材（Cat 6a），就可以在100米的范圍內用到萬兆網。現在較為常用的網線，也就是基于銅纜的雙絞線，根據內部線芯絞合程度、線徑等規(guī)格分成不同種類的線材，目前最常見的網線類型是五類（Cat 5）或者超五類線（Cat 5e），它們能夠提供100MHz/125MHz的傳輸頻率，可以滿足千兆網的需求，現在大部分的房屋在建設時預埋的都是這兩種網線，但在萬兆網時代，這兩種線材滿足不了需求了。

目前大部分的住宅房和辦公室想要用上萬兆網都不太容易，重新布線基本上是肯定的事情，但這種工程非常耗費時間、人力和金錢成本，很少會有普通的家庭用戶或小型企業(yè)用戶會為了這項對日常生活影響甚微的技術對自己的房屋大動干戈。

除開線材要換，路由器和交換機這樣的網絡基礎設備肯定也要升級到萬兆標準才能用對吧，相比起平價的千兆基礎設備，萬兆的就要貴上很多了。普通的家用交換機的價格就已經要千元以上，而能夠滿足小型企業(yè)的交換機價格就更貴了。

那么肯定還是會有不少用戶既不想搞這種大工程又想用上更快的網絡，除了換用更好的無線網絡之外，還可以參考一下廠商們提出的一些過渡方案，那么具體有什么呢？最新的400系主板上大量配備的2.5GbE就是其中的一種，另一種是速度更快一些的5GbE，它們都可以算是千兆向萬兆發(fā)展的過渡型方案。

2.5GbE和5GbE這兩種方案在一定程度上放松了對網線的需求，尤其是前者，用現在的超五類線即可輕松滿足要求，因此也成為了Intel現在主推的一種標準，但是現在集成有千兆以上網口的家用路由器并不多見，基本上只會在較為昂貴的高端路由器上才能找的到一個2.5GbE的口子。

綜上所述，在各種因素的制約之下，萬兆網的普及之路是非常漫長的，在短時間內普羅大眾都是用不上它的。

總結：未來的主流是無線技術，但離不開萬兆網來打基礎

其實在日常生活中，用到有線網絡的場景是在慢慢變少的，現在無線網絡的普及程度已經非常高了，其幾年去到哪里都要問個Wi-Fi密碼就是無線網絡高普及程度的一大真實寫照，這幾年里，包括筆記本在內的很多設備已經去掉了有線網口，邁向全面無線化的趨勢相當明顯。但無線網絡是離不開有線網絡的，后者在未來將會扮演一個基礎性的角色，為無線網絡提供堅實的基礎。

回到本文標題帶出的問題—;—;“我們需要萬兆網嗎？”答案是很明顯的—;—;我們需要。在互聯網依舊在高速成長的今天，我們每天產生的數據量可以說是在呈指數級別增長的，對數據傳輸速度的要求，自然是越快越好，萬兆網這項并不算是很新的技術就能夠讓我們更好地應付已經在爆炸的數據量。需求推動著技術向前發(fā)展，也促使它們逐漸變得平民化，相信很快，我們會在日常使用PC的時候，看到顯示著10Gbps的有線連接。