亚洲二区三区在线,久久久久高清毛片一级,亚洲综合一区二区三区不卡,中文不卡av

多年以后，面對(duì) 20MB/s 的網(wǎng)速，我又想到了發(fā)小向 U 盤上拷游戲的那個(gè)下午。

不知道你小時(shí)候有沒有和我一樣的經(jīng)歷——因?yàn)榧依锞W(wǎng)速很慢，下載一個(gè)游戲、一部電影速度很慢，需要掛機(jī)一整晚。有時(shí)候碰到網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況，甚至要分成多天下載。

其實(shí)，我還有另一個(gè)選擇，如果鄰居/同學(xué)家電腦上恰好有這個(gè)游戲的安裝包，直接拿 U 盤去他家拷貝這個(gè)游戲，人肉搬運(yùn)數(shù)據(jù)，速度可能比從互聯(lián)網(wǎng)上下載更快。

印象中，小時(shí)候家里的網(wǎng)速在 200kB/s 左右，下載一個(gè) 1GB 的游戲安裝包 2000 秒左右，也就是將近一個(gè)半小時(shí)。但如果鄰居家有這個(gè)安裝包，去現(xiàn)場拷貝游戲回來，全程可能用時(shí)還不到 10 分鐘。

從撥號(hào)上網(wǎng)、到寬帶、再到現(xiàn)在的光纖入戶，網(wǎng)速已經(jīng)加快了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。但今天，物理搬運(yùn)數(shù)據(jù)對(duì)比網(wǎng)線還有優(yōu)勢嗎？

制圖：王昱；素材來源：pixabay

粗略分析一下或許是有的。以我自己為例，我每天都會(huì)騎自行車帶電腦上下班，單程大約 30 分鐘，而我的電腦里大約有 700GB 數(shù)據(jù)，換算成數(shù)據(jù)傳輸速度就是 400MB/s 左右。作為對(duì)比，平時(shí)網(wǎng)速一般只有 20MB/s，也就是說，物理搬運(yùn)數(shù)據(jù)的速度是有線網(wǎng)絡(luò)的 20 倍。如果我上班時(shí)背包里多裝幾塊硬盤，或是騎車再快一些，數(shù)據(jù)傳輸速度還能更快。

你或許聽說過，一輛載滿硬盤，在高速上狂奔的卡車，是人類傳輸數(shù)據(jù)最快的方式之一。但光纖傳輸數(shù)據(jù)的速度也在不斷進(jìn)步，它今天傳輸數(shù)據(jù)的速度可能已經(jīng)超出了你的想象。所以，在傳輸數(shù)據(jù)這項(xiàng)競賽中，卡車和光纖，究竟誰更強(qiáng)？

超快光纖

今年 6 月，日本國家信息與通信技術(shù)研究所（NICT）宣布，他們成功在現(xiàn)有商用單模光纖上，實(shí)現(xiàn)了 402Tbps（1 字節(jié)=8 比特，也就是 50.25TB/s）的數(shù)據(jù)傳輸速度，這是有史以來用光纖達(dá)到的最快速度。這個(gè)紀(jì)錄比之前的單模光纖傳輸紀(jì)錄快了 35%。

他們是如何讓光纖傳輸速度這么快的？這就要請(qǐng)出信息論鼻祖克勞德·香農(nóng)（Claude Shannon）了，1948 年，他用一篇論文創(chuàng)造了一門名為信息論的學(xué)科。而在這篇論文中，香農(nóng)提出了一個(gè)信息傳輸速度的公式——C=B?log?(1+S/N)。其中，C 是信息傳輸?shù)睦碚撋舷匏俣?，B 是以赫茲為單位的信道頻寬，S/N 就是信號(hào)強(qiáng)度和噪音強(qiáng)度的比值。所以，想要加快信息傳輸速度，就要增大信道頻寬，同時(shí)增大信噪比。

為了理解這個(gè)公式，可以從我正在使用的 Wi-Fi 入手。

我的網(wǎng)絡(luò)信息?????

我現(xiàn)在使用的 Wi-Fi 信號(hào)頻率是 5GHz，頻寬是 80MHz，相當(dāng)于公式中的 B 為 80×10?s?1。電腦接收到路由器的信號(hào)功率強(qiáng)度為（RSSI）-55dBm，噪音強(qiáng)度為-90dBm。（dBm 是一個(gè)對(duì)數(shù)功率單位，它代表信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)于 1mW 的強(qiáng)度等級(jí)，信號(hào)每增大 10dBm，信號(hào)功率就變成原來的 10 倍。例如，0dBm 相當(dāng)于功率強(qiáng)度為 1mW，10dBm 相當(dāng)于功率為 10mW，-10dBm 相當(dāng)于功率為 0.1mW。）這樣可以計(jì)算出信號(hào)信噪比 S/N=10^(3.5)。

那么可以計(jì)算出，理論上，此時(shí)電腦和路由器之間傳輸信息速度上限 C 為 924Mbps。不過，實(shí)際情況要受到 Wi-Fi 編碼模式、電腦性能、路由器性能等諸多條件的限制，電腦和路由器之間的通信并不能達(dá)到這個(gè)速度。

當(dāng)然，這也只是電腦和路由器之間的溝通，網(wǎng)速最大的限制，是公司辦公室給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商交了多少錢……

辦公室網(wǎng)速測試結(jié)果。???

回到日本國家信息與通信技術(shù)研究所最新的研究成果上，他們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的能力，就是從通信原理下手，增大通信頻寬，提升信號(hào)強(qiáng)度。

光纖對(duì)不同波長的光傳輸效率是不一樣的，只有在傳輸效率較高的波長上，光纖才能更好地傳輸光信號(hào)。而對(duì)于光來說，特定的波長范圍，就對(duì)應(yīng)著特定的頻率范圍，也就是頻寬。研究團(tuán)隊(duì)表示，他們使用了光纖中所有的低損耗傳輸頻寬，總計(jì) 37.6THz——不愧是光纖，頻寬比無線信號(hào)的 80MHz 大太多了。

同時(shí)，他們還設(shè)計(jì)了 6 個(gè)不同波段的光纖信號(hào)放大器，來增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，提升信號(hào)傳輸能力，最終實(shí)現(xiàn)了 402Tbps 的傳輸速度，也就是每秒 50TB。

傳輸系統(tǒng)示意圖。圖片來源：NICT

這個(gè)速度是什么概念呢，目前市面上最大的單塊硬盤容量大約為 20TB，最快的光纖相當(dāng)于每秒能傳輸 2.5 塊大容量硬盤的容量。

如果卡車傳輸數(shù)據(jù)的速度想要超過光纖，那么它必須在相同的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)送更多硬盤才行。而且一般卡車運(yùn)送硬盤的速度并不快，一般的任務(wù)，拆裝硬盤、卡車在路上行駛，總用時(shí)至少也需要 1 天，也就是 86 400 秒。

在這 86 400 秒里，光纖理論上可以接連不斷地以每秒 2.5 塊硬盤的速度傳輸數(shù)據(jù)，總共傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相當(dāng)于 21.6 萬塊。因此，只有卡車一次性運(yùn)輸?shù)挠脖P數(shù)量超過 21.6 萬塊，它的信息傳輸速度才能比光纖更快。

大塊大容量硬盤的質(zhì)量大約是 700 克，但運(yùn)輸時(shí)的震動(dòng)可能會(huì)損壞硬盤，所以硬盤在運(yùn)輸時(shí)還需要防震包裝。粗略估算，帶上防震包裝后，每塊硬盤的質(zhì)量是 1 千克。那么 21.6 萬塊硬盤的總質(zhì)量就是 216 噸。我國卡車限重 49 噸，很明顯，載重 216 噸的卡車通常是不能合法上路的。

也就是說，目前世界上傳輸數(shù)據(jù)最快的方式，是光纖，而不是裝滿卡車的硬盤。

經(jīng)濟(jì)效益

但是從實(shí)際應(yīng)用上來說，用物理搬運(yùn)的方式傳輸信息，在今天仍有不少的應(yīng)用空間。

光纖極限的速度，只能存在于實(shí)驗(yàn)室里，或是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的骨干節(jié)點(diǎn)中，使用這些光纖傳輸數(shù)據(jù)，價(jià)格是十分高昂的。并且，很多時(shí)候單獨(dú)拉一條光纖來傳輸數(shù)據(jù)并不合算。就像我的網(wǎng)速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映物理極限，反而只能反映經(jīng)費(fèi)有限。

最典型的例子就是黑洞照片。2019 年，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）向世界公布了首張黑洞照片，這張照片是利用8臺(tái)分布在全球各地的毫米/亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡組成的。觀測原始數(shù)據(jù)高達(dá) 4PB（1PB=1024TB），數(shù)據(jù)需要集中到一起處理，但望遠(yuǎn)鏡、數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)速不夠快，為了將數(shù)據(jù)集中到一起處理，直接將裝滿數(shù)據(jù)的硬盤快遞寄到數(shù)據(jù)中心，反而是最快的選擇。難道天文學(xué)家不想要他們的網(wǎng)速更快一些嗎？他們當(dāng)然想，但是建設(shè)骨干網(wǎng)絡(luò)的代價(jià)太昂貴了，他們無法承受。

不過技術(shù)的發(fā)展，有線網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比也在不斷上升。2016 年，亞馬遜曾推出了用卡車傳輸數(shù)據(jù)的 Snowmobile 服務(wù)，這是一輛裝滿硬盤的 18 輪重型卡車，每輛卡車的容量為 100PB。但 2018 年，卻有公司表示使用這輛卡車的成本太高了，使用有線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)可能是更優(yōu)惠的選擇。今年 4 月，亞馬遜砍掉了這個(gè)項(xiàng)目。

但同時(shí)，亞馬遜又推出了另一種更小，更靈活的數(shù)據(jù)傳輸方案，Snowball EDGE，大約是一個(gè)手提箱大小，重 22 千克，最多可以存儲(chǔ) 210TB 數(shù)據(jù)。西部數(shù)據(jù)也發(fā)布了一個(gè)能裝 368TB 數(shù)據(jù)的手提箱服務(wù)器，可以直接提在手中攜帶，也可以直接作為存儲(chǔ)服務(wù)器，安裝到機(jī)房里使用。

所以，問題的核心，還是哪種方式更受真實(shí)的用戶歡迎。目前看來，用物理搬運(yùn)的方式傳輸數(shù)據(jù)，卡車或許有點(diǎn)太大了。但對(duì)于幾百 TB，到數(shù)個(gè) PB 的臨時(shí)數(shù)據(jù)傳輸需求，直接物理搬運(yùn)，在今天或許仍是更加實(shí)惠的選擇。

物理搬運(yùn)數(shù)據(jù)和光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，都有各自的適用范圍，雖然光纖的優(yōu)勢越來越大，但物理搬運(yùn)的方式，仍有自己的擅長區(qū)間。

參考文獻(xiàn)

[1]https://www.cnbc.com/2024/04/17/aws-stops-selling-snowmobile-truck-for-cloud-migrations.html

[2]https://www.nict.go.jp/en/press/2024/06/26-1.html

[3]https://interestingengineering.com/innovation/world-record-transmission-optical-fiber

策劃制作

來源丨環(huán)球科學(xué)（id:huanqiukexue）

作者丨王昱

責(zé)編丨鐘艷平

審校丨徐來 林林

本文封面圖片及文內(nèi)圖片來自版權(quán)圖庫

轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛