摘要
带宽和延迟是两个截然不同的网络指标，二者共同决定了网络的性能优劣。带宽衡量的是连接一次能传输多少数据，而延迟则衡量数据传输的速度——带宽更大并不一定意味着延迟更低。对于IoT 、工业自动化和实时系统而言，这两者都必须经过精心设计，而边缘计算、QoS策略和现代蜂窝路由器等工具，则是同时提升这两项指标的主要手段。
如果你曾为解释“为何即使升级了网络套餐，网速依然感觉很慢”而感到困惑，答案几乎总是归结于延迟与带宽之间的关系。这两个指标并非同一回事，在不了解其中一个指标的情况下仅针对另一个进行优化，是一种常见且代价高昂的错误。本页面将解释它们各自的含义、它们之间的相互作用，以及你可以采取哪些措施来同时改善这两者。
带宽和延迟共同决定了网络的性能优劣。请继续阅读，了解两者的关键区别、各自的测量方法，以及如何通过选择合适的基础设施来弥合这一差距。
| 公制 |
带宽 |
延迟 |
| 简明定义 |
网络一次能够传输的数据量 |
数据从一点传输到另一点所需的时间 |
| 测量方法 |
Mbps 或 Gbps（每秒数据量） |
毫秒 (ms) |
| 理想状态 |
处理海量数据时，数值越高越好 |
数值越低，响应时间越快 |
| 影响范围 |
下载/上传带宽、流媒体、数据传输 |
实时响应性、延迟、系统响应时间 |
| 改进之处 |
提升网络容量，增加带宽，优化流量分流 |
缩短距离、优化路由、采用边缘计算、优化网络配置 |
什么是带宽？
带宽是指网络连接在给定时间内能够传输的最大数据量。可以将其比作高速公路的宽度：道路越宽，同时通行的车辆就越多，但这并不能说明这些车辆行驶的速度有多快。带宽和延迟所衡量的本质上是不同的指标。带宽衡量的是传输容量，而延迟衡量的是数据传输速度。理论上，额定速率为 1 Gbps 的连接每秒可传输 1 千兆比特的数据，能够支持更多同时进行的数据流，且不会出现拥塞。
在IoT 中，“带宽”是什么意思？
在IoT 部署中，带宽决定了联网设备能够同时向网络发送或从网络接收多少数据。基于视频的检测系统、实时环境监测阵列以及空中固件更新活动都在争夺可用的带宽资源。据IoT Analytics预测，到2030年，IoT 联网设备数量预计将达到390亿台，到2035年将超过500亿台，这使得带宽规划成为一项战略要务，而非事后才考虑的问题。
带宽是如何测量的？
在探索如何优化带宽并降低延迟时，网络运营商通常会想到以下几个问题。
- 带宽是如何测量的？带宽的单位是兆比特每秒（Mbps）或千兆比特每秒（Gbps）。在理想条件下，100 Mbps 的连接每秒可传输 1 亿比特。
- 在互联网网速测试中，延迟是指什么？在网速测试中，延迟（通常称为“ping”）衡量的是网络连接的响应时间。这是数据包从您的设备传送到服务器并返回所需的时间，单位为毫秒（ms）。
高带宽与低带宽
高带宽与低带宽直接关系到吞吐量。高带宽连接能够无缝处理流媒体、大文件传输和高清视频等并发且数据密集型的任务，而不会造成性能下降。低带宽则会迫使应用程序将数据排入队列，从而导致速度变慢、数据包丢失以及传输失败。在IoT 环境中，当数十台设备在报告高峰期同时传输数据时，这种情况尤其具有破坏性。
什么是延迟？
与带宽一样，“延迟”这一概念往往会引发网络运营商的一系列关键问题。
- 什么是互联网延迟？延迟是指数据发送与接收之间的时间差。具体来说，延迟是指数据包从发送方传送到接收方并返回的往返时间（RTT），单位为毫秒。如果说带宽代表传输容量，那么延迟就代表传输速度。
- 什么是下载延迟？下载延迟是指从设备请求数据到收到首批字节之间的时间延迟。这与总传输时间不同，通常是运营中更为关键的指标。需要明确的是，当性能由首次响应时间（而非总数据量）决定时，理解下载延迟的含义至关重要。
- 如何降低延迟？使用支持边缘计算的路由器是改善延迟的关键方法之一，因为这意味着大量处理工作将在边缘端完成，只有关键数据才会被发回云端。此外，增强4G或5G蜂窝网络的信号强度可以大幅降低延迟，甚至还能增加可用带宽。
在IoT 中，“延迟”是什么意思？
在IoT 中，延迟是系统能否及时响应与是否会出现迟疑的关键区别。如果工业自动化设备接收停止命令时延迟了 200 毫秒，可能无法及时停止。 一个处理传感器数据时存在500毫秒延迟的智能交通管理系统，将无法对实时拥堵作出响应。对于关键任务系统而言，低网络延迟通常应小于20毫秒，且在这些环境中这是不可妥协的。然而，随着部署在地理上越来越分散，要实现这一目标也变得越来越困难。
延迟是如何测量的？
那么，在实际应用场景中，延迟是如何测量的呢？最常见的方法是ping测试，即向目标主机发送一个小数据包，并以毫秒为单位测量往返时间。Traceroute则通过显示每个跳点的延迟，提供了更详细的信息。对于企业级和IoT 部署而言，能够跟踪延迟随时间变化的趋势的持续监控工具，相比于单点测试，能提供更多可操作的数据。
高延迟与低延迟
理解高延迟与低延迟的区别至关重要，因为它们对实时系统的性能有着重大影响。高延迟（即延迟超过100毫秒）会导致视频会议出现卡顿、工业控制器中的命令确认延迟，以及自动化响应能力下降。 延迟低于20–50毫秒的低延迟互联网连接，能够支持可靠的自动化、实时遥测以及响应迅速的远程控制。ITU-R IMT-2020规范为5GURLLC用例设定了1毫秒的用户平面延迟目标，这充分说明了现代实时应用的要求已变得多么严苛。
| |
带宽较低 |
高带宽 |
| 低延迟 |
响应迅速，但处理能力有限。响应及时，但在处理大量数据时较为吃力。 |
响应迅速 + 大容量。为实时、数据密集型应用提供理想性能。 |
| 高延迟 |
响应迟缓 + 容量不足。性能不佳，延迟明显。 |
容量大但响应慢。适合大容量传输，不适合实时传输。 |
为什么延迟和带宽对……很重要IoT
带宽与延迟之间的区别绝非纸上谈兵。它直接决定了IoT 系统的成败。带宽不足会导致数据管道受阻；延迟过高则会破坏实时决策循环。在工业IoT 、远程监控和智能基础设施领域，这两项指标都必须经过精心设计。二者无法相互弥补：带宽不足的低延迟连接在负载下仍会成为瓶颈，而延迟过高的宽带连接仍会导致实时应用失败。
了解Digi蜂窝路由器如何为关键任务网络提供可靠、低延迟的连接。
是什么导致了网络瓶颈？
吞吐量与延迟恶化，以及更广泛的吞吐量、带宽与延迟之间的不平衡，通常可归因于三个根本原因。
拥塞与流量优先级分配
当流量需求超过可用带宽时，数据包会排队或被丢弃。如果没有优先级设置，批量固件更新可能会占用为实时遥测预留的带宽，导致即使物理链路状态正常，整个系统也会显得运行缓慢。
距离、路由和网络跳数
数据包经过的每个路由器或中继点都会增加延迟。这就是为什么速度与延迟之间并不直接取决于连接类型：一条通过多个远端节点路由的高速蜂窝链路，其延迟可能比跳数较少但速度较慢的本地链路更高。有关基础设施选择如何影响路由效率，请参阅 Digi 关于蜂窝路由器、信号扩展器和网关的概述。
基础设施限制和配置错误
过时的硬件和配置错误的设备会造成本可避免的延迟，并限制实际吞吐量，无论合同约定的带宽容量是多少。MTU 配置错误、QoS 策略不合理，或者无法处理现代流量负载的旧式网关，都会导致整个网络的性能下降。
如何提高带宽并降低延迟
提高带宽和降低延迟是网络管理员的一项关键目标。更高的吞吐量（带宽）有助于提升海量数据的传输效率，而降低延迟则能消除卡顿，提升用户体验。下面让我们来看看一些提高带宽和降低延迟的策略。
优化网络配置
正确的配置可以减少不必要的流量，消除路由低效现象，并确保有效利用可用带宽。相关策略包括：优先处理业务关键型流量；利用虚拟局域网（VLAN）对流量进行分段和隔离；启用链路聚合；以及抑制与业务数据流竞争的低优先级后台流量。
使用服务质量（QoS）
QoS 策略为不同类型的流量分配优先级，确保包括控制信号、告警和实时遥测数据在内的关键任务数据优先于优先级较低的流量得到处理。在带宽受限的连接环境中，QoS 是提升低延迟互联网性能且无需增加原始带宽容量的最具成本效益的工具之一。
基础设施升级（路由器、网关、网络连接）
现代硬件可降低网络边缘的处理延迟，并支持更高的吞吐量。升级至最新一代的Digi网络网关和蜂窝路由器，可实现广域网聚合、故障转移和边缘处理，从而同时保障带宽和可用性。边缘计算可在本地处理数据，从而减少广域网流量，并缩短对时间敏感的决策所需的往返延迟。了解更多：边缘计算：节省带宽、时间和成本。
了解 Digi 网关如何支持分布式网络中的可靠数据传输。
带宽与延迟常见问题解答
带宽越高就越好吗？
更高的带宽虽然能同时传输更多数据，但并不一定能自动提升性能。如果延迟过高或网络配置不当，无论带宽多大，延迟问题依然存在。这两项指标必须统筹考虑。
如何测试我的延迟和带宽？
在线网速测试可测量下载速度、上传速度和延迟（ping值）。对于企业或IoT 环境而言，能够持续跟踪网络性能随时间变化的网络监控工具，相比于仅在特定时间点进行的测试，能提供更多可付诸行动的洞察。
吞吐量、带宽和延迟分别是什么？
带宽是指理论上的最大容量。吞吐量与带宽的对比才是实际的衡量标准：吞吐量是指在实际条件下实际传输的数据量，其值始终等于或小于带宽。延迟是指数据传输过程中的延迟。要了解实际网络性能，必须综合评估这三项指标。
什么是互联网延迟？
互联网延迟是指数据包从源头传输到目的地并返回所需的时间，单位为毫秒。延迟越低，响应时间就越快——这对实时工业、自动化和远程操作应用至关重要。
对于商业或企业网络而言，什么样的延迟才算理想？
对于大多数商业应用而言，低于 50 毫秒的时延是可以接受的。关键任务系统则要求时延低于 20 毫秒。ITU-R IMT-2020 规范为 5G URLLC 用例设定了 1 毫秒的用户平面时延目标。
带宽越高，延迟是否就越低？
更高的带宽并不能直接降低延迟。带宽和延迟衡量的是不同的网络功能。不过，充足的带宽可以防止网络拥塞，而网络拥塞正是负载增加时延迟上升的一个主要间接原因。