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為什麼寬頻上下行速率不對稱,原因是什麼?
說白了,主要的原因就是因為錢,因為營運商要多賺錢。具體原因如下:
上行下行不對稱的由來1.ADSL時代
最開始的資料傳輸,是用的ADSL技術,也就是用我們的電話線進行撥號上網,ASSL技術是一種不對稱的數字使用者實現寬頻接入網際網路技術,採用頻分複用的技術,把我們用的分為撥打電話、上行資料傳輸、下行資料傳輸三個相對獨立的訊號通道,從而避免相互之間的干擾。一根線內多條電線上的對稱訊號會限制資料傳輸速率與線纜的有效通訊長度,故在多數情況下,下行與上行寬頻之間的比例能達到10:1的比例,也就是說下行比上行要快接近10倍。
2.光纖時代
在現在我們早已經從撥號上網的時代進入到了光纖時代,光纖網路是使用兩條光纖分別負責上行資料傳輸和下行資料傳輸,因此不存在ADSL技術中上行下行不對稱的技術問題,例如PON技術,上下行是頻分複用,互相之間不干擾,上下行速率不對稱的問題已經解決了。
營運商的利益目前來講大多數光纖使用者已經安裝了百兆寬頻,但是上行速度還是沒下行高,原因主要是運營商限制了家庭使用者的上行速度。
我們長期使用網路的習慣造成了下行速度比上行要快,如果營運商給同樣的速度,會造成很大的資源浪費,於是營運商將上行寬頻的資源銷售給企業專線租賃的客戶,這部分客戶的租賃費用是家庭寬頻的好幾倍。因此,把下行寬頻給家庭使用者,上行給企業使用者,營運商的利潤自然就多了。
而且我測試了一下5G,即使到了5G時代,依然是下行的頻寬會遠大於上行的頻寬。
網際網路的流量模型,下行速率一向高於上行速率從早期的網際網路本身的應用的流量模型來分析,網際網路業務下載速率就是會遠高於上傳速率。傳統網際網路協議都是基於C/S架構的,也就是客戶機/伺服器的模式,使用者訪問網際網路的伺服器的過程,就是使用者向伺服器請求資料,伺服器響應資料內容的過程。
這種過程類似於張三寫信給李四要李四送一個包裹,這個寫信的過程就是請求資料,李四把包裹送給張三,這個過程就是響應資料。所以包裹內保護的內容肯定是遠大於我們寫信請求的內容的。
如果我們看網頁,那麼我們請求的就是網頁內容,返回的就是網頁具體的文字、圖片、音訊。如果我們看電影,我們向網站請求的就是電影名稱,返回的就是電影的影片資料。所以請求的內容總是指明要什麼,響應的是給具體內容
這就是網際網路業務流量的不對稱性,導致網際網路的下行流量頻寬一直遠高於上行流量。所以我們也看到,目前網際網路公司的應用服務加速也都是偏向下載的。例如百度網盤最近推出的會員加速服務,主要也是為下載服務的提速
傳統的寬頻網路接入設計就是下行頻寬大於上行根據前面描述的網際網路流量呈現的不對稱性,導致網際網路的寬頻接入設計最初就是下行頻寬大於上行的頻寬的,運營商這個設定習慣,從20年前用電話線上網的ADSL技術一直延續到現在。
ADSL又叫非對稱數字使用者線路,採用頻分複用技術把普通的電話線分成了電話、上行和下行三個相對獨立的通道,在一根電話線上提供上行512K到1M,下行最大8M的頻寬。
ADSL採用不對稱的原因是因為非對稱性的通道,可用讓傳輸距離傳的更遠,所以就乾脆根據網際網路的應用特性做了一個非對稱的限制。
網際網路業務的新變化,導致上行流量增加前面說了,網際網路本身的業務模型就是下行大於上行的,但是自2000年以來,網際網路上行的業務流量越來越大,所以網際網路的不對稱性也慢慢淡化
最顯著的應用,就是P2P,P2P的核心思想是每一個人都是下載者,每一個人也是上傳者,因此使用者不再像FTP一樣從伺服器下載資料,而是下載的同時也會上傳資料
還有一種典型的應用就是雲盤,或者雲備份。這種應用也非常的流行,也是把電腦/手機的檔案上傳雲端,這種大量的檔案上傳也導致了上傳流量的激增
這種變化也導致了運營商比較困惱,但是由於本身下載的速度更影響使用者的感知,所以運營商還是主要精力放在下載速度的最佳化上。但是對於某些特殊服務,運營商是提供了上傳速率的加速的,例如天翼雲的一些服務,電信就特意開通了上傳的高速通道
目前的光寬頻主流技術GPON上下行頻寬也是不對稱的目前的寬頻接入技術,ADSL已經很少見了,目前FTTH光纖到戶是主流,FTTH主要採用的是EPON和GPON技術。EPON技術提供了完全對稱的下載速率,也就是如果採用EPON,實際上下載和上行頻寬可以完全一樣。
但是中國主要採用的是GPON技術,GPON的頻寬更大,QOS和可維護性更好。但是GPON和ADSL一樣也是不對稱的,如下圖所示,GPON技術提供多種不對稱的頻寬,因此我們大部分光纖到戶的寬頻,理論上的頻寬也是不對稱的。
運營商從路由器配置上限制了寬頻使用者上行的頻寬但是,實際上我們看看上面GPON的理論速率,按道理只要運營商給我們開200M以內的頻寬,至少我們上傳的理論速率應該等於GPON上行的最小速率,並不會比200M下載頻寬低多少,為何我們還感覺下載那麼慢呢?
因為在運營商那側,也根據網際網路的特性做了非對稱性的限制。運營商的寬頻接入裝置會限制使用者的下載頻寬和上傳頻寬。我們一般向運營商訂購的頻寬,都是指下載的頻寬。
我們寬頻接入,使用者名稱密碼到運營商認證時,根據我們購買的業務,運營商的路由器就給我們每個家庭限制好了頻寬。下載的頻寬就是我們訂購的業務頻寬,上行的頻寬是運營商按照比例算出來的一個頻寬.
運營商這麼做的原因是,運營商想把上行頻寬提供給網際網路服務商,如騰訊阿里。因為既然寬頻使用者的下行頻寬傳統是大於上行頻寬的,那麼伺服器那側一定是相反的。也就是運營商賣下行頻寬給寬頻使用者,賣上行頻寬給網際網路服務商
結論這就是寬頻上下行速率不對稱的原因,網際網路業務本身的特點就是下載速率大於上傳速率,另一方面我們寬頻的接入方式跟隨網際網路應用的特點進行了頻寬的適配,同時運營商根據自己的銷售策略也做了一定配置上的限制。