Amikor egy otthoni internetszolgáltatásra előfizetünk, a marketinganyagok és az előfizetői szerződések leginkább kirakatba tett száma a letöltési sávszélesség. A „1 000 Mbit/s” vagy „2,5 Gbit/s” jelölések azt a benyomást keltik, hogy az otthoni eszközeink folyamatosan ilyen tempóban képesek az adatfolyamokat fogadni és továbbítani. A mindennapi használat során azonban a felhasználók jelentős része azt tapasztalja, hogy a sebességmérések vagy a tényleges fájlletöltések elmaradnak a hirdetett maximumtól.
Ennek a különbségnek a megértéséhez szét kell választanunk három alapvető fogalmat: a névleges (hirdetett) sebességet, a fizikai szinkronsebességet és a tényleges hasznos átviteli sebességet (goodput). Ezen szintek között ugyanis szigorú fizikai és hálózati protokolláris veszteségek keletkeznek, amelyeket semmilyen szoftveres trükkel nem lehet teljesen megszüntetni.
1. A névleges sebesség vs. garantált sebesség jogi és technikai keretei
A szolgáltatók által reklámozott sávszélesség a maximális elméleti átviteli kapacitást jelenti az elosztóhálózat és az előfizetői modem (ONT vagy kábelmodem) között. Ez az úgynevezett névleges sebesség. Ugyanakkor a csomagok mellé törvényileg előírt garantált sebesség (angolul Committed Information Rate, CIR) ennél jóval alacsonyabb is lehet.
A lakossági internetszolgáltatások túlnyomó többsége megosztott közegen alapul. A GPON (Gigabit Passive Optical Network) optikai hálózatok esetében például egyetlen központi optikai szál (és a hozzá tartozó OLT port) kapacitását – ami jellemzően 2,5 Gbit/s letöltési és 1,25 Gbit/s feltöltési irányban – 16, 32 vagy akár 64 előfizető között osztják meg egy paszszív optikai osztóval (splitter). Amennyiben a szomszédok egyidejűleg nem terhelik maximálisan a hálózatot, a felhasználó megközelítheti a névleges sebességet. Ha viszont csúcsidőben több háztartás is egyszerre indít nagy sávszélesség-igényű adatfolyamot, a szolgáltatói fejállomás kénytelen arányosan elosztani az elérhető időszeleteket.
2. A fizikai réteg: szinkronsebesség és jelminőség
A második szint a modemek és a központi eszközök közötti fizikai szinkronizáció. Optikai (FTTH) kapcsolatnál a szinkronsebesség stabilan tartja a szabványos GPON, XGS-PON vagy Ethernet fizikai sebességet. Régebbi rézpáros (VDSL) vagy koaxiális (DOCSIS) hálózatokon azonban a szinkronsebesség a vonal fizikai állapotától függően ingadozhat.
A szinkronsebesség azt jelzi, hogy a modem hány fizikai bitet tud másodpercenként átvinni a csatornán. Ez a szám tartalmazza az összes hibajavító kódot (Forward Error Correction, FEC), a keretezési szimbólumokat és a fizikai réteg saját vezérlőbiteit is. Ha a vonalon zaj jelentkezik, a modem alacsonyabb modulációs szintre vált (például 1024-QAM-ról 256-QAM-ra), ami azonnal csökkenti a fizikai szinkronsebességet – így a hirdetett maximum elérése fizikailag is lehetetlenné válik.
3. A protokoll-többletteher (overhead) és az Ethernet korlátai
Még abban az ideális esetben is, ha a szolgáltató pontosan 1000 Mbit/s fizikai átvitelt biztosít a csatlakozási ponton, a számlálón soha nem fogunk 1000 Mbit/s hasznos adatátvitelt látni. Ennek oka a hálózati protokollkötegek elkerülhetetlen többletterhe.
Az adatok továbbítása a hálózaton nem ömlesztett bitalakban történik, hanem egymásba ágyazott csomagokban:
- Ethernet keret: Az adatokat Ethernet keretekbe csomagolják. Egy standard Ethernet keret maximum 1500 bájt hasznos teherből (MTU) áll, de ehhez hozzáadódik a 14 bájtos fejléces rész, a 4 bájtos CRC ellenőrzőösszeg, a 8 bájtos preambulum és az interframe gap (12 bájt). Ez élből kb. 2.7% veszteséget jelent.
- IP fejléc: Az IPv4 fejléc minimum 20 bájt, az IPv6 fejléc pedig fixen 40 bájt.
- TCP fejléc: A megbízható adatátvitelért felelős TCP protokoll fejléce opciók nélkül is 20 bájt.
Ha kiszámoljuk egy standard 1500 bájtos MTU-val rendelkező IPv4/TCP csomag protokollveszteségét: [ \text{Hasznos teher} = 1500 - 20 (\text{IP}) - 20 (\text{TCP}) = 1460 \text{ bájt} ] A teljes fizikai keretméret a hálózati vonalon 1538 bájt. Ennek következtében a protokolláris overhead miatt a teoretikus maximális hasznos átviteli sebesség (goodput) egy gigabites Ethernet linken csupán körülbelül 940–950 Mbit/s.
Továbbá, ha az otthoni router és a számítógép között 1 Gbit/s-os (Gigabit Ethernet) kábeles kapcsolat van, az interfész fizikai korlátja pontosan 1000 Mbit/s. Így egy 1500 Mbit/s-os vagy 2000 Mbit/s-os optikai csomag előnyeit egyetlen hálózati kártyán csak akkor lehet kihasználni, ha a teljes otthoni infrastruktúra (router portok, switchek, számítógép hálózati kártya) átáll a 2,5 Gbit/s-os vagy 10 Gbit/s-os (NBASE-T) szabványra.
4. A Wi-Fi csatorna mint a legnagyobb szűk keresztmetszet
A legtöbb mérés és reklamáció ott bukik el, hogy a mérést nem közvetlen Ethernet kábellel, hanem vezeték nélküli (Wi-Fi) kapcsolaton keresztül végzik. A Wi-Fi természeténél fogva egy half-duplex (fél-duplex) és megosztott közeg. Ez azt jelenti, hogy az eszközök nem tudnak egyidejűleg adni és fogadni, valamint a csatornát meg kell osztaniuk a környezetben található többi Wi-Fi eszközzel.
Amikor egy Wi-Fi router lapkájára az van írva, hogy „AX3000” vagy „AX5400”, ez az összes sáv és antenna maximális fizikai elméleti bruttó sebességének összege. A gyakorlatban egy Wi-Fi 6 (802.11ax) kliens 2x2 MIMO antennával és 80 MHz-es csatornaszélességgel 5 GHz-en legfeljebb 1201 Mbit/s fizikai kapcsolódási sebességet (PHY rate) tud felépíteni.
Mivel a Wi-Fi csatornákon a CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) ütközéselkerülési eljárás, a csomag-visszaigazolások (ACK) és a rádiós jelveszteségek miatti újraküldések hatalmas többletterhet jelentenek, a hasznos átviteli sebesség a fizikai kapcsolódási sebességnek mindössze 55–65%-a. Így egy 1201 Mbit/s-os szinkronú Wi-Fi kapcsolat a valóságban 650–750 Mbit/s mérést fog eredményezni még közvetlenül a router mellett állva is. A fallal elválasztott szomszédos helyiségben pedig a jelcsillapítás miatt ez az érték könnyen a töredékére zuhanhat (erről részletesen a wifi-szabvanyok-savor-6ghz-es-lefedettseg fejezetünkben olvashatsz).
5. Sebességtesztek: mit mér a szoftver és miért térnek el az eredmények?
A böngészőből indított sebességmérések (például a népszerű webes mérések) szoftveres szinten működnek. Fontos tisztázni, hogy a tesztek nem a fizikai vonalat mérik, hanem a böngésző és egy távoli tesztszerver közötti TCP/HTTP adatfolyamot.
Az eredményt befolyásoló szoftveres és hálózati tényezők:
- Többszálas vs. egyszálas tesztelés: Egyetlen TCP adatfolyam sebességét erősen korlátozza a késleltetés (RTT) és a TCP ablakméret (TCP window scaling). Ha a tesztszerver messze van vagy a kapcsolat késleltetése magas, egyetlen szál nem tudja kitölteni a gigabites csövet. Ezért a modern mérések 4–8 párhuzamos TCP szálat nyitnak a maximális kapacitás mérésére.
- Böngészős motorok overheadje: A JavaScript alapú mérések a böngésző erőforrás-korlátai és a memória-alokáció miatt nagy sebességeknél (800 Mbit/s felett) jelentős CPU-terhelést generálnak, ami tévesen alacsonyabb értéket mutathat. A legpontosabb méréshez parancssori eszközt (például
iperf3belső hálózaton, vagy a Speedtest CLI verzióját) érdemes használni. - Köztes útvonalak és a tesztszerver terheltsége: A szolgáltatóhálózatból kilépve a nemzetközi Peering (bicskei vagy BIX adatcserélő) pontokon vagy a tesztszerver saját hálózati kártyáján is kialakulhat szűk keresztmetszet.
| Réteg / Szint | Elméleti maximum | Jellemző veszteség oka | Ténylegesen mérhető érték (goodput) |
|---|---|---|---|
| GPON Optikai vonal | 2500 / 1250 Mbit/s | Paszszív osztás, keretezés | Szolgáltatói profiltól függ (pl. 1000 Mbit/s) |
| Gigabit Ethernet kábel | 1000 Mbit/s | Ethernet, IP, TCP overhead | ~940–950 Mbit/s |
| Wi-Fi 6 (5 GHz, 80MHz, 2x2) | 1201 Mbit/s (PHY) | CSMA/CA, rádiós overhead, ACK | ~650–750 Mbit/s (közvetlen közelről) |
| Wi-Fi 6 (1 fal mögött) | 1201 Mbit/s (PHY) | Falak csillapítása, moduláció-esés | ~250–450 Mbit/s |
Mit mérj, mielőtt panaszt teszel
Ha a tesztek során nem éred el a hirdetett sávszélességet, először mindig zárd ki a helyi tényezőket. Mérj közvetlenül a routerre kötött Cat6 Ethernet kábellel, állítsd le a háttérben futó letöltéseket, és használj dedikált méréseket. Ha kábellel eléred a 940 Mbit/s körüli értéket egy gigabites vonalon, akkor a hálózatod a fizikai és protokolláris korlátok alapján tökéletesen működik. Az otthoni hálózat átfogó diagnosztikájához tekintsd meg a rendszeres hibakeresési útmutatót.