Свет в оптоволокне идёт со скоростью около двух третей c, так что каждые 100 км пути дают примерно 1 мс RTT. Физический минимум вашего пинга.
Можно купить больше пропускной способности, лучший роутер и более быстрый тариф, а пинг до сервера на другом континенте почти не изменится. Это не дефект вашего соединения, а физика: сигналу нужно время, чтобы преодолеть расстояние, и никакое обновление не заставит его двигаться быстрее света. Ниже — арифметика этого минимума, причины, по которым реальный пинг всегда выше, и что это значит для тестов скорости, VPN и спутников.
Ключевые выводы
- Свет в стекловолокне медленнее, чем в вакууме. Сетевой блог APNIC приводит для оптоволокна примерно 194 865 км/с против 299 792 км/с в вакууме — около двух третей c.
- Практическое правило (расчётная арифметика, не измерение): около 1 мс времени кругового пути (RTT) на каждые ~100 км одностороннего пути по волокну. Это минимум.
- Реальный пинг всегда выше минимума. Кабели не идут по прямой, маршруты делают крюки, очереди добавляют задержку, а у «последней мили» своя цена.
- Минимум задаёт только расстояние. Пропускная способность, качество роутера и скорость тарифа меняют скорость передачи данных, но не время, за которое свет проходит путь.
- Свой пинг можно сравнить с минимумом: запустите тест скорости сети — если результат намного выше, дело в маршруте или очередях, а не в скорости света.
Минимум: как быстро свет идёт по волокну
В вакууме свет проходит 299 792 км за секунду, в стекле — медленнее. В статье APNIC о задержках в спутниковых и волоконных линиях сказано, что скорость света в стекле или оптическом кабеле составляет примерно 194 865 км/с — около 65% от вакуумной, то есть «примерно две трети» c.
Это число напрямую превращается в задержку на километр. При 194 865 км/с свет проходит примерно 195 км за миллисекунду, то есть 1 км в одну сторону занимает около 5 микросекунд. Всё дальнейшее выводится из этой одной цифры.
Правило: около 1 мс на 100 км
Пинг — это круговой путь: пакет уходит, ответ возвращается, поэтому расстояние проходится дважды.
- Задержка в одну сторону = длина пути ÷ 194,9 км/мс.
- Время кругового пути (RTT) = вдвое больше.
- Значит, 100 км пути дают примерно 100 ÷ 194,9 × 2 ≈ 1,03 мс RTT.
Применим это к нескольким известным расстояниям по большому кругу (приблизительные значения по прямой, которой не следует ни один реальный кабель):
| Маршрут | Расстояние по прямой | Минимум в одну сторону | Минимальный RTT |
|---|---|---|---|
| В пределах города | ~50 км | ~0,3 мс | ~0,5 мс |
| Лондон — Нью-Йорк | ~5 570 км | ~29 мс | ~57 мс |
| Лондон — Сидней | ~17 000 км | ~87 мс | ~175 мс |
Это нижние границы, вычисленные по формуле выше. Они намеренно названы расчётной арифметикой: это то, что допускает физика, а не то, что даёт конкретный провайдер. Если кто-то говорит, что пинг Лондон — Нью-Йорк равен 40 мс, цифры не сходятся: для волоконного пути такой длины минимум около 57 мс.
Точный смысл измеряемой величины см. в определениях IETF: круговая задержка в RFC 2681 и односторонняя задержка в RFC 7679. Взгляд со стороны браузера — в статье глоссария MDN о задержке.
Почему реальный пинг выше минимума
Минимум предполагает одно прямое волокно между двумя точками и ничего больше. В реальности задержку добавляют четыре фактора:
- Кабели не идут по большому кругу. Волокно прокладывают вдоль побережий, железных дорог и по морскому дну, поэтому путь длиннее прямой.
- Маршруты делают крюки. Трафик следует коммерческим и пиринговым договорённостям, а не геометрии; пакет между двумя соседними городами может пройти через далёкую точку обмена.
- Очереди добавляют задержку. Каждый маршрутизатор ненадолго держит пакеты, а слишком большой буфер держит их очень долго. О том, как занятый канал раздувает пинг, см. bufferbloat.
- У «последней мили» своя цена. Wi-Fi, кабельный доступ, DSL и мобильная радиосвязь добавляют обработку и планирование до того, как пакет попадёт в волокно.
«Типичные» значения по странам или провайдерам были бы просто догадками, поэтому полезна простая привычка: посчитайте минимум для своего расстояния и считайте разрыв между ним и измеренным пингом той частью, которую можно улучшить.
Спутники: расстояние другого рода
Геостационарный спутник находится примерно в 36 000 км над экватором (около 35 786 км), и сигнал должен подняться к нему и спуститься обратно. В статье APNIC рассчитано: для наземной станции на широте 45° на том же меридиане, что и спутник, время прохождения сигнала от Земли до спутника и обратно составляет примерно 260 мс. Это один подъём и спуск, ещё до того, как пакета коснётся хоть один наземный маршрутизатор. Запрос и ответ проделывают такой путь каждый, поэтому пинг через геостационарный канал начинается примерно с удвоенного значения — больше полусекунды. Низкоорбитальные группировки летают гораздо ближе к земле, поэтому физический минимум у них намного ниже, но правило то же: длина пути, делённая на скорость сигнала, и есть минимум.
Что это значит на практике
- Выбирайте ближайший сервер для теста скорости. Далёкий сервер измеряет расстояние не меньше, чем вашу линию, поэтому на одном и том же соединении задержка от запуска к запуску может сильно отличаться. См. как тесты скорости выбирают сервер и измеряют и почему результаты меняются.
- Далёкий выход VPN добавляет собственный минимум. Крюк через VPN-сервер удлиняет путь в обе стороны, и никакая настройка протокола этого не уберёт. Подробный разбор — в статье почему VPN замедляет соединение.
- Задержка не зависит от пропускной способности. Более быстрый тариф не сокращает путь. О связи между ними — в метриках скорости интернета, а разброс задержки — это джиттер.
- RTT задаёт верхнюю границу расстояния, а не местоположение. Раз минимум не обойти, пинг 10 мс означает, что другая сторона не дальше примерно 1 000 км по волокну. Очереди и крюки делают реальное расстояние меньше этой границы, поэтому задержка позволяет исключить какие-то места, но не указать точку. Большинство данных о местоположении IP берётся из реестров и баз данных, а не из замеров времени, и у них своя погрешность — подробнее в статье насколько точна геолокация по IP.
Сравните свой пинг с минимумом
Тест скорости сети BrowserInsight измеряет задержку как время, за которое браузер получает крошечный ответ от тестовой точки, и усредняет его по нескольким запросам. Тестовая точка работает в сети Cloudflare, где обычно отвечает ближайший к вам дата-центр, поэтому результат в единицы или пару десятков миллисекунд в основном отражает вашу последнюю милю и локальную сеть. Это полезно само по себе: если даже эта близкая задержка высока, проблема в Wi-Fi, линии доступа или загруженном канале, а не в расстоянии.
На той же странице замеряется и время запросов к нескольким крупным сайтам. Эти цифры включают больше, чем световой минимум, ведь каждый раз это полноценный HTTP-запрос из браузера, а ближайший сервер сайта может быть далеко, но сравнение всё равно полезно: если один сайт заметно медленнее остальных, путь к нему длинный или с крюком. Запустите тест несколько раз и сравните с минимумом для ожидаемого расстояния; инструмент показывает задержку, но не местоположение серверов, поэтому расстояние вам придётся оценить самостоятельно.
FAQ
Может ли лучший провайдер или оптоволоконный тариф снизить пинг до дальнего сервера? Только до минимума. Лучший маршрут, меньше очередей или проводное подключение сократят разрыв, но ничто не обгонит расстояние, делённое на скорость света в волокне.
Точно ли «1 мс на 100 км»? Нет. Оно выводится из примерно 194 865 км/с и округляется до ~1,03 мс. Задержка оборудования не учитывается, а путь предполагается таким же коротким, как прямая.
Почему пинг через спутник намного выше? В геостационарном канале сигнал проходит около 36 000 км вверх и столько же вниз. В примере APNIC один такой подъём и спуск занимает около 260 мс, а пингу нужен один в каждую сторону, так что ещё до наземных задержек выходит больше полусекунды.
