現在的互聯網為什麼不採用無線電而採用光纖進行數據的傳輸？

01-05

些 @aesoplord 邀請

@aesoplord 在問題的評論裡面問的問題很好，Quote「題主想問的是接入還是傳送網的部分？」

矯情點說，現在的互聯網是無線+有線（完成用戶訪問互聯網內容的整個流程）的。

拆開來說，用戶（越來越多）的通過運營商提供的無線接入網（RAN）方式，再通過運營商的傳送網（光纖）訪問互聯網業務提供商提供的內容和服務，而互聯網提供商和運營商網路，往往是通過有線方式（光纖是主流）互聯（IDC）。

究竟是應該用無線方式還是有線方式，取決於application（場景）的需求

接入網的需求是每用戶帶寬相對較低（但是越來越高），但是用戶的移動性要求高--這也是運營商和設備製造商為什麼一直在致力於提高更快的移動網路，2G-3G-LTE-5G；

而運營商的傳送網（基站-核心網）沒有移動的需求，帶寬要求較高（n*GE/10GE/100GE），無線通信手段在國內，只是在有線通信不可達的場景下才作為（沒有辦法）的解決方案；

而運營商核心網-互聯網提供商間的傳輸，需要極高的帶寬（n*10GE/100GE），完全沒有移動的需求，只有光纖才能滿足要求。

在通信基本靠吼的場景里，誰都知道在包廂吃飯比大堂舒服很多，安靜啊。吼的問題一個是傳不遠，還有一個是吼的人太多了就聽不出來。無線電毫無疑問比吼要先進得多，但這兩個問題都存在。

無線電可以傳很遠很遠，但這和傳的信號速率很有關係，滴滴答答的電報很容易傳遠，語音也湊合，視頻就難了，如果想傳幾十公里，需要電視塔+室外天線這種誇張配置。

不管是收音機還是電視，都有若干個頻道互不干擾，這個比吼高明得多，但是，頻譜就那麼多，頻道數是有限制的，看看中央台還有當地的台問題，那麼多省台就沒辦法都收到了，至於大家都想點播，這個就更加困難。

這兩個問題在家裡都不是問題，距離一般最多也就20米，速度最高也就幾百Mbps，設備最多也就十幾二十個，還不會同時火力全開，所以，買個百十塊錢的家用無線路由器就解決了。

但互聯網不同，隨便兩個通信的節點可能都隔著千山萬水，大規模的數據中心有上十萬的伺服器每一個都晝夜不停的高速收發數據，只有光纖才能滿足它們的需求。

如果感興趣，可以看下香農定理

其實題主的設想以前也不是沒有人提出過，有興趣可以去上網搜一下WiMAX這項技術。然而理想很豐滿，現實卻很骨感，這項曾經有望取代入戶網線和Wi-Fi的技術最終還是被淹沒在歷史的長河當中。

其實現在作為主流的4G LTE移動網路，對於我們普通家庭用戶來說，已經基本達到了當年WiMAX的設計目標。電信現在也有199元的無限流量套餐，你再買個功能稍強的4G無線路由，除了每月費用比較貴，不像光纖套餐有20M到200M可選，實際帶寬也會受信號強度限制之外，其實就跟普通的家用光纖網沒什麼區別。

當然，我上面寫的都只是站在普通家庭用戶的立場考慮，如果對於政企單位、運營商和國家而言，還要考慮到帶寬容量、通信安全、通信成本和技術可行性等諸多因素，兩者都不是同一個層面的事情，不可混為一談。

===2017/12/23追加===

原來所謂無限流量是有條件的，到一定流量還是會降帶寬，直至形同斷網的128kbps。我錯了！

無線帶寬戰五渣。

無線電頻譜資源寶貴啊，光纖便宜啊

因為無線頻譜類似於煤炭。石油天然氣數量有限。而且頻點容量有限為了傳輸更大的數據量還是有線比較好同理光纖容量相對於同軸電纜雙絞線容量更大所以選光纖咯。

同樣如果說傳輸大的數據通過光纖不如開車拉硬碟

首先，無線電的頻譜（帶寬）資源非常的有限和寶貴。這方面，光纖相對好一些。

其次，遠距離傳輸的時候光通過光纖傳輸的時候衰減遠遠比無線電通過空間傳輸的衰減來得小。

多嘴一句，和很多人想的不一樣，無線電通過空間傳輸時的衰減，比電訊號通過電纜傳輸的衰減要小得多。

1.高帶寬需要高頻信號

2.高頻信號繞射能力差

3.高頻信號衰減比較快

4.高頻信號受天氣影響

5.無線電型號易受干擾

無線的穩定性，是不能與有線比的，千萬不要信無線廠商的宣傳

其實就是成本的考慮

舉個例子：通常來講，蜂窩通信中無線的基站匯總大量數據後也是通過光纖回傳的。

但是，美帝就不這樣。美帝地廣人稀，埋設光纖成本高，他們選擇用微波回傳的方式。

請看圖中的右側鐵塔，除了最上面的方形rru，下面還有一連串的「鍋」，他們負責把基站的數據通過毫米波回傳。去美國玩的時候可以多看看，都是這樣的。總得來講，無線有線都能傳數據，但是速率不通，不同速率的成本和造價也不同。具體怎麼選是一個工程問題。

寬頻連接的要求一直在提升，從最早的幾kbps到現在的Gbps時代，一直推動著技術進步。互聯網連接最典型的要求就是「寬頻」，就帶寬要足夠大，以滿足video、大文件等傳輸要求。而從技術實現可行性來看，固網的帶寬一直比同時代的無線要有很大優勢，所以互聯網目前主要以固網為主，移動為輔。

1. 有線的帶寬是無限的

固網從銅線到光，技術也從xDSL發展到FTTH，單用戶從Mbps體驗到Gbps。

根據香農定理，速率（容量）取決於信號帶寬和信噪比。固網的採用的信號帶寬非常大（比如光信號，每載波要遠遠大於無線系統的信號帶寬），另外信號封閉在線纜中，固網傳輸的信噪比也遠遠高於無線系統，因此固網的速率一直比同時代的無線高很多。

當然固網本身也是從帶寬小到帶寬大的過程，從銅線電信號傳輸到光線大帶寬傳輸，固網慢慢轉向全光網路，干網是光網路，最後1km的銅線不斷被光替代，用戶帶寬不斷提升至1Gbps，甚至更高。

理論上來說，由於固網是採用線纜，可以增加線纜數量來提升系統容量，比如銅線條數和光纖芯數來增加容量，所以說有線系統的容量是無限的。

2. 無線的帶寬是有限的

無線通信系統最初的目標主要是用於語音通信（當然固網也是），後來無線帶寬越來越大，慢慢也發展了數據業務。

無線通信主要有兩個派別，一個是3GPP主導的移動通信，另外一個是IEEE主導的無線數據通信，就是802.11X（比如大家熟知的Wi-Fi）。

無線網路最大的好處就是移動性，其帶寬要比同時代的固網小很多，主要原因是無線通信系統目前採用sub-6G頻段，每載波的帶寬從2G的幾百k到4G的20MHz，都比固網（比如光）要小好幾個數量級；另外無線由於在空間傳播，由於信號相互干擾，信噪比也遠遠小於固網，因此無線的體驗速率比同時代的固網要低很多。

更要命的是，固網可以增加線纜數量來倍增系統傳輸容量；但是無線網路由於干擾原因在同一區域無法復用頻譜（雖然引入了MIMO技術，但是頻譜復用率極低），所以說無線通信系統的能力是有限的。

3. 最後1km/最後100m/最後10m用無線還是有線？

大家熟知的Wi-Fi已經把最後10m接入牢牢統治了，但最後1km和最後100m連接呢？

雖然有線網路容量很大，數率很高，但是把光纖部署到每家每戶成本還是挺高的。

而無線系統隨著技術進步，在4G時代單用戶體驗也可以與xDSL媲美，而5G的體驗也接近光網路（當然容量及其有限）。

因此最後1km，部分國家已經採用LTE作連接，也有用WiMAX做連接，體驗速率達到Mbps。但是由於覆蓋和容量問題，不適合有大容量需求的密集城區。

未來5G採用mmWave，帶寬很大，但是覆蓋極其有限，也許會替代部分最後100m接入，美國開始這樣搞了。

作為無線系統從業人員，我們憧憬無線和有線能力慢慢對等和融合，真正實現FMC。

一點淺見，僅供參考。

題目關鍵字：互聯網、無線電、光纖。

工業通信（運營商）基礎指標：距離、通信容量、穩定性（抗干擾能力），要求依次遞減。

在此基礎上，還需要考量：成本、後期升級費用、通信擴展能力等。

因而，考量這個問題的標準，不應該只從單個人的微觀角度看，而應該上升到宏觀角度更合適。

光纖特點：

傳輸距離遠。0米至100公里，甚至更遠；並且可以在「相當大的範圍內」選擇性增加「無帶寬損失」的光纖中繼點；遠遠滿足城市間通信的基礎要求；
傳輸穩定。只要不是物理破壞，可以連續工作；在傳輸過程中，一般處於理想的光傳輸環境，既而提供高質量、高效率的傳輸通道；高強度的傳輸，只對單根光纖內部產生影響；
超大帶寬。單根光纖，起始承載帶寬為1000Mbps/1Gbps；可以根據傳輸距離的遠近，選擇多路、復用或多種組合，如單模傳輸（遠距離）或多模傳輸（相對近距離）；
地下施工，不佔用地面與地上空間；而且一次施工，可以放置多對光纖，一般成對使用，各條光纖互不干擾；
後期使用成本幾乎沒有，除了日常巡查、維護與應急搶修（如意外被挖斷了）。

無線特點：

無線傳輸中，可提供的最大帶寬與距離成反比；雖然傳輸距離也是可變的，但是以牲犧性能/最大帶寬為代價；如近距離時，檢波的能力強，可以使用高階編碼，所以能夠提供的帶寬就大些；遠距離時，因為電磁波能量的損失，加上傳輸路徑上的阻擋，傳播過程中的各類干擾，接收側的各類效應等因素，會直接降低能夠提供的最大帶寬；也就是說，無線傳輸，距離越遠，帶寬越小，距離越近，帶寬越大；
目前無線能夠提供的穩定的、能夠單人攜帶的無線設備（包括天線、電池），就屬「衛星通信」、「4G，LTE」和「2.4G/5.8G Wi-Fi」了；
衛星通信，僅是語音通話還好，衛星電話僅僅是重一些而已；如果要傳輸視頻等，就需要衛星通信車，配置「鍋」式天線，提前預熱設備，提前申請頻道等一系列工作；再有一點，就是費用非常的貴，不是國家行為時，個人很少能用的起；
4G能夠提供的是上行下行比為1:3的固定無線信道，在實驗室理想環境下，下行實測最大應該是幾百兆，但是實際布網後，因為環境及自干擾等問題，實際應用時，應該在100Mbps左右；
Wi-Fi能提供的最高速率應該是802.11ac路由器理論上可以提供的500M至1Gbps的理論帶寬，使用的是ISM頻段（即Industry工業、Scientific科學、Medical醫療，在較小發射功率的情況下，可以不需要頻率授權），發射功率有上限，同時波長較短，所以傳輸距離非常有限；一般只能做半徑小於20米範圍內的無線覆蓋（實際有可能還要小），比如一個屋子或一個房子的覆蓋；同時，由於Wi-Fi路由器的大量部署，干擾嚴重，實際使用時，覆蓋的範圍和實際可用帶寬比理論很小很多；
無線的傳輸穩定是相對的一個值。在無線傳輸規劃時，一般會在正常要求的指標之外，再增加額外的10%左右的，以防止因為意外的干擾，或者因為太陽對無線的影響而降低質量；
因為電磁波是直線傳播（如光一樣），必須嚴格控制傳輸路徑上的干擾；因而，掛的越高，越有利於傳輸質量的提升；
因為無線是開路傳播，所以多套設備一起傳輸，需要差開頻率，以避免干擾，但是還會有邊帶干擾等；
天線需要調優，俯仰角、水平角，以獲得最佳通信帶寬；

為什麼還要用無線呢？

光纖可以做骨幹網，卻不適合做房間內覆蓋（這裡只考慮多人使用的情況，伺服器等情況除外）；
對於個人，無線解放了人們對於線纜的束縛；無線提供了廣域範圍內的小帶寬無縫銜接；
隨著中國的華為等中國企業的強勢介入，廣域無線通信的費用正在降低。

最佳組合：

光纖是大網的概念，可以走出去，也可以走進來，卻無法走遍房間的每個角落；

Wi-Fi是小網的概念，可以走遍房間的每個角落，卻無法走出去。

因此，就像目前國家在大力推進的「光纖入戶」等方案一樣：

由光纖組成骨幹傳輸網，再光纖入戶，提供物理位置間的互聯互通基礎網路，提供基礎的互聯網接入點；

由蜂窩網提供全世界範圍內的無線接入，由光纖接入點+Wi-Fi的形式，提供小範圍無線接入點，實現小範圍覆蓋；

最終實現的是：讓單個用戶，可以較低的成本，實現全國（全世界）範圍內的互聯網接入！

關於無線資源是有限的，有限資源是無限的這個問題前邊回答的很完備了。

再補充一下，信息的傳遞，歸根到底都是能量的傳遞。傳遞的信息越多，需要的能量也就越大。

一般初入通信行業的新人，總會被前輩勸告，不要直視某某設備某某埠的光口。也總是有某某人被設備激光灼傷的傳聞。

一般單個100G埠的發光，就足以對人眼造成損傷了。據說現在實驗室階段的48x100G板卡運行起來的轟鳴聲可以媲美飛機引擎。

哪怕無線資源同樣無限，如果完全用無線代替有線，按現在這個信息爆炸速度，似乎用不了多久，我們就該生活到微波爐里了。

先弄清幾個概念，接入網，核心網，弄懂他們存在的意義，你就知道不同的地方用什麼了。

很多人都提到的幾點

1 佔用頻譜資源

2 干擾大，同頻干擾，多徑干擾

3 帶寬低，多人使用時候容量不夠

4 不穩定，受天氣等因素影響

除了以上幾點，事實上採用無線還有一些缺點:

1 覆蓋是個大工程，參考現在的手機信號覆蓋，網優累的要死，但是客戶投訴量相對固網電話多出了量級的

2 成本貴，光纖便宜，使用無線覆蓋，終端需要使用滿格寶或者各種設備商的cell產品

3 佔地方，需要大量修建一些機房

4 通常RF設備的穩定性要差於純基帶設備(工作溫度高，器件穩定性相對差一些)，導致採用無線覆蓋的網路穩定性差一些。

事實上現在好多光釺入戶後家庭採用無線路由器，因為在極短的覆蓋範圍上來說，以上的缺點都不存在或者不明顯

顯而易見的是占頻段，重了怎麼辦，多尷尬。還有就是長距離傳輸，你看移動建了那麼多基站就能理解無限是一件很費勁的事情

無線有限，有線無限。

光纖是高鐵或者飛機，無線是地鐵或者計程車

藉助屏蔽層提高空分復用的效率和降低耗散

在不考慮具體實現的情況下有線無線並沒啥大區別，同軸掛天線上就是無線，wifi套波導里就是有線，怎麼便宜怎麼玩。

地廣人稀就拿對定向微波天線

節點密集就拉線

跨洋需要低延遲（leo要組星座網麻煩，geo太慢）高帶寬（排除短波電離層反射）且要對付地球曲率（排除視距微波）那就也要拉線

遠距離+大帶寬，目前沒有能夠替代光纖的技術。