Repeater

Ein Repeater ist eine aktive Komponente, die Regenerierungs- und Verstärkerfunktionen in Ethernet-LANs oder WLANs übernimmt und auf der Bitübertragungsschicht arbeitet. Repater sind an Übertragungsmedien angepasste Verbindungskomponenten. So gibt es neben den klassischen Repater-Varianten für Ethernet den klassischen Repeater, für Lichtwellenleiter optische Repeater, für Funkverbindungen Funk-Repeater und für WLANs WLAN-Repeater. In allen lokalen Netzen dient ein Repeater zur Verbindung zweier LAN-Segmente, um die physikalische Topologie über die Ausdehnung eines einzelnen Segmentes hinaus zu erweitern.


Die verschiedenen Repeater-Varianten

Local Repeater verbinden zwei Kabelsegmente direkt miteinander. Bei lokalen Repeatern darf die maximale Entfernung zwischen den beiden Kabelsegmenten 100 m betragen, was der doppelten maximalen Länge eines Transceiver-Kabels entspricht. Überschreitet der Abstand zwischen zwei Segmenten eine Entfernung von 100 m, treten Remote Repeater an die Stelle der lokalen Repeater. Mit einem Remote-Repeater können Entfernungen von 1.000 m überbrückt werden.

Repeater-Funktionalität im OSI-Referenzmodell

Repeater-Funktionalität im OSI-Referenzmodell

Der Repeater regeneriert den Signalverlauf sowie Pegel und Takt. Er hat eine eigene Verzögerungszeit, die bei 10-Mbit/s-Netzen max. 8 Bitzeiten, also 800 ns, betragen darf.

Die meisten Repeater verfügen über eine Selbsttestfunktion und erkennen auch fehlerhafte Signale bzw. Kollisionen auf einem LAN-Segment. Bei einer Kollisionserkennung generiert der Repeater ein Jam-Signal. Fehlerbehaftete Signale werden nicht auf das andere Segment weitergeleitet. Dadurch erreicht man eine gewisse Lokalisierung von Fehlern. Ein Repeater ist völlig protokolltransparent und wird zur Überwindung von Längenrestriktionen einzelner Kabelsegmente eingesetzt, wodurch eine Topologie-Erweiterung des Netzes möglich wird.

Arbeitet ein Repeater mit Zwischenspeicherung, spricht man von einem Buffered Repeater Ein Buffered Repeater arbeitet auf der Sicherungsschicht. Der Gegensatz zu Standard-Repeatern besteht darin, dass Buffered Repeater die empfangenen Datenpakete erst zwischenspeichern und dann weiterleiten. Ein Buffered Repeater kann Datenpakete über Duplex-Verbindungen an alle anderen Repeater verteilen und gleichzeitig Datenpaket auf verschiedenen Ports empfangen und im lokalen zwischenspeichern. Werden zu viele Datenpakete empfangen, dann wird der zufließende Datenstrom über die Flusskontrolle reduziert. Diese Technik ist als Store-and-Forward-Verfahren bekannt und wird u.a. bei der Datenpaketvermittlung und in Schaltnetzwerken und in Gigabit-Ethernet eingesetzt.

Repeater zwischen zwei Ethernet-Segmenten

Repeater zwischen zwei Ethernet-Segmenten

Neben den Repeatern mit Lokal- und Remote-Funktionalität gibt es noch den Multiport-Repeater, der sich dadurch auszeichnet, dass er mehrere Ausgänge unterstützt. Multiport-Repeater erfüllen alle Funktionen eines Repeaters, besitzten allerdings mehrere Ausgangsports. Beim klassischen Ethernet wurden die Multiport-Repeater direkt an 10Base-5 angeschlossen. Seine typischerweise acht Ausgangsports unterstützten Cheapernet nach 10Base-2 oder Twisted-Pair-Segmente nach 10Base-T. Dieser Lösungsansatz stammt aus den Anfangsjahren des Ethernet und wurde später durch Konzentratoren oder Hubs gelöst, die eine wesentlich höhere Funktionalität erzielten.

Auch bei Fast-Ehernet und bei Gigabit-Ethernet wurden die Repeaterfunktionen spezifiziert und dienen der Verbindung von Fast-Ethernet-Segmenten wie 100Base-TX, 100Base-T4 und 100Base-FX. Diese Repeater (oder auch Hubs) werden in zwei Klassen unterteilt: Repeater der Klasse I haben Ports für unterschiedliche physikalische Medien (z.B. 100Base-TX nach 100Base-FX), die Ports von Klasse-II-Repeater hingegen unterstützen LAN-Segmente mit einem physikalischen Medium.

Repeater-Klassen mit unterschiedlicher Eigenverzögerung

Zulässige Verzögerungszeiten von Repeatern

Zulässige Verzögerungszeiten von Repeatern

Da die Repeater der Klasse I einen langsameren Datendurchsatz haben als die der Klasse II, darf innerhalb einer Kollisionsdomäne nur ein Repeater der Klasse I eingesetzt werden. Die zusätzliche Eigenverzögerungszeit eines Klasse-I-Repeaters ist auf 84 Bitzeiten in einer Richtung festgelegt, also auf eine maximale Umlaufverzögerung von 168 Bitzeiten (1,68 s) pro Segment. Bei der Klasse II beträgt die maximal zulässige Eigenverzögerung 46 Bitzeiten, wodurch sich bei diesen Repeatern eine maximale Umlaufverzögerung von 92 Bitzeiten (920 ns) ergibt.

Repeater in Gigabit-Ethernet dürfen eine maximale Eigenverzögerung von 976 Bitzeiten, also 976 ns, haben.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Repeater
Englisch: repeater
Veröffentlicht: 27.01.2017
Wörter: 586
Tags: #Internetworking-Komponenten #Ethernet-Komponenten
Links: 100Base-FX, 100Base-T4, 100Base-TX, 10Base-2, 10Base-5