制图：王昱；素材开始：pixabay欧美三级片

多年以后，面临20MB/s的网速，我又念念到了发小向U盘上拷游戏的阿谁下昼。

不知谈你小时候有莫得和我一样的履历——因为家里网速很慢，下载一个游戏、一部电影速率很慢，需要挂机一整晚。随机候遭受鸠合不踏实的情况，致使要分红多寰宇载。

其实，我还有另一个聘请，要是邻居/同学家电脑上正巧有这个游戏的装置包，获胜拿U盘去他家拷贝这个游戏，东谈主肉搬运数据，速率可能比从互联网高下载更快。

印象中，小时候家里的网速在200kB/s附近，下载一个1GB的游戏装置包2000秒附近，也即是快要一个半小时。但要是邻居家有这个装置包，去现场拷贝游戏追想，全程可能用时还不到10分钟。

从拨号上网、到宽带、再到咫尺的光纤入户，网速还是加速了好几个数目级。但今天，物理搬运数据对比网线还有上风吗？

毛糙分析一下粗略是有的。以小编我方为例，我每天皆会骑自行车带电脑高放工，单程纯粹30分钟，而我的电脑里纯粹有700GB数据，换算成数据传输速率即是400MB/s附近。行动对比，平常网速一般唯一20MB/s，也即是说，物理搬运数据的速率是有线鸠合的20倍。要是我上班时背包里多装几块硬盘，或是骑车再快一些，数据传输速率还能更快。

你粗略据说过，一辆载满硬盘，在高速上决骤的卡车，是东谈主类传输数据最快的格式之一。但光纤传输数据的速率也在延续跳动，它今天传输数据的速率可能还是超出了你的念念象。是以，在传输数据这项竞赛中，卡车和光纤，究竟谁更强？

图片开始：pixabay

超快光纤

本年6月，日本国度信息与通讯时刻有计划所（NICT）告示，他们奏效在现存商用单模光纤上，好意思满了402Tbps（1字节=8比特，也即是50.25TB/s）的数据传输速率，这是有史以来用光纤达到的最快速率。这个记录比之前的单模光纤传输记录快了35%。

他们是如何让光纤传输速率这样快的？这就要请出信息论始祖克劳德·香农（Claude Shannon）了，1948年，他用一篇论文创造了一门名为信息论的学科。而在这篇论文中，香农刻薄了一个信息传输速率的公式——C=B∙log₂(1+S/N)。其中，C是信息传输的表面上限速率，B是以赫兹为单元的信谈频宽，S/N即是信号强度和杂音强度的比值。是以，念念要加速信息传输速率，就要增大信谈频宽，同期增大信噪比。

为了领悟这个公式，不错从小编正在使用的Wi-Fi脱手。

小编的鸠合信息‍‍‍‍‍

小编咫尺使用的Wi-Fi信号频率是5GHz，频宽是80MHz，特殊于公式中的B为80×10⁶s⁻¹。电脑采用到路由器的信号功率强度为（RSSI）-55dBm，杂音强度为-90dBm。（dBm是一个对数功率单元，它代表信号强度相干于1mW的强度品级，信号每增大10dBm，信号功率就酿成正本的10倍。举例，0dBm特殊于功率强度为1mW，10dBm特殊于功率为10mW，-10dBm特殊于功率为0.1mW。）这样不错琢磨出信号信噪比S/N=10^(3.5)。

那么不错琢磨出，表面上，此时电脑和路由器之间传输信息速率上限C为924Mbps。不外，践诺情况要受到Wi-Fi编码模式、电脑性能、路由器性能等诸多要求的收尾，电脑和路由器之间的通讯并不成达到这个速率。

天然，这也仅仅电脑和路由器之间的调换，网速最大的收尾，是公司办公室给鸠合运营商交了若干钱……

小编办公室网速测试收尾。‍‍‍

回到日本国度信息与通讯时刻有计划所最新的有计划后果上，他们为了增强光纤鸠合传输信息的才能，即是从通讯旨趣下手，增大通讯频宽，进步信号强度。

光纤对不同波长的光传输效力是不一样的，唯一在传输效力较高的波长上，光纤才能更好地传输光信号。而关于光来说，特定的波长边界，就对应着特定的频率边界，也即是频宽。有计划团队浮现，他们使用了光纤中统统的低损耗传输频宽，认为37.6THz——不愧是光纤，频宽比无线信号的80MHz大太多了。

同期，他们还假想了6个不同波段的光纤信号放大器，来增强信号强度，进步信号传输才能，最终好意思满了402Tbps的传输速率，也即是每秒50TB。

传输系统浮现图。图片开始：NICT

这个速率是什么成见呢，咫尺市面上最大的单块硬盘容量纯粹为20TB，最快的光纤特殊于每秒能传输2.5块大容量硬盘的容量。

要是卡车传输数据的速率念念要超越光纤，那么它必须在一样的时辰内，输送更多硬盘才行。而且一般卡车输送硬盘的速率并不快，一般的任务，拆装硬盘、卡车在路上行驶，总用时至少也需要1天，也即是86 400秒。

在这86 400秒里，光纤表面上不错接连延续地以每秒2.5块硬盘的速率传输数据，悉数传输的数据量特殊于21.6万块。因此，唯一卡车一次性运载的硬盘数目超越21.6万块，它的信息传输速率才能比光纤更快。

大块大容量硬盘的质料纯粹是700克，但运载时的诊治可能会损坏硬盘，是以硬盘在运载时还需要防震包装。毛糙估算，带上防震包装后，每块硬盘的质料是1千克。那么21.6万块硬盘的总质料即是216吨。我国卡车限重49吨，很明白，载重216吨的卡车时常是不成正当启程的。

也即是说，咫尺全国上传输数据最快的格式，是光纤，而不是装满卡车的硬盘。

经济效益

然而从践诺应用上来说，用物理搬运的格式传输信息，在今天仍有不少的应用空间。

光纤极限的速率，只可存在于实验室里，或是运营商鸠合的主干节点中，使用这些光纤传输数据，价钱是十分奋斗的。况兼，好多时候单独拉一条光纤来传输数据并分辩算。就像我的网速，远远不成反馈物理极限，反而只可反馈经费有限……

最典型的例子即是黑洞像片。2019年，事件视界千里镜（EHT）向全国公布了首张黑洞像片，这张像片是诓骗8台溜达在寰球各地的毫米/亚毫米波射电千里镜构成的。不雅测原始数据高达4PB（1PB=1024TB），数据需要团结到通盘处分，但千里镜、数据中心之间的网速不够快，为了将数据团结到通盘处分，获胜将装满数据的硬盘快递寄到数据中心，反而是最快的聘请。难闲扯体裁家不念念要他们的网速更快一些吗？他们天然念念，然而建造主干鸠合的代价太斯文了，他们无法承受。

不外时刻的发展，有线鸠合的性价比也在延续高潮。2016年，亚马逊曾推出了用卡车传输数据的Snowmobile业绩，这是一辆装满硬盘的18轮重型卡车，每辆卡车的容量为100PB。但2018年，却有公司浮现使用这辆卡车的资本太高了，使用有线鸠合传输数据可能是更优惠的聘请。本年4月，亚马逊终于告示因为效益较差，砍掉了这个状貌。

但同期，亚马逊又推出了另一种更小，更生动的数据传输有打算，Snowball EDGE，纯粹是一个手提箱大小，重22千克，最多不错存储210TB数据。西部数据也发布了一个能装368TB数据的手提箱业绩器，不错获胜提在手中佩戴，也不错获胜行动存储业绩器，装置到机房里使用。

是以，问题的中枢，如故哪种格式更受信得过的用户宽饶。咫尺看来，用物理搬运的格式传输数据，卡车粗略有点太大了。但关于几百TB，到数个PB的临时数据传输需求，获胜物理搬运，在今天粗略仍是愈加实惠的聘请。

物理搬运数据和光纤鸠合传输，皆有各自的适用边界，诚然光纤的上风越来越大，但物理搬运的格式，仍有我方的擅长区间。

https://www.cnbc.com/2024/04/17/aws-stops-selling-snowmobile-truck-for-cloud-migrations.htmlhttps://www.nict.go.jp/en/press/2024/06/26-1.html

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

开始：环球科学

裁剪：悦悦

转载内容仅代表作家不雅点

不代表中科院物理所态度

如需转载请筹商原公众号

1.2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.