100-Gigabit-Ethernet

100GbE (100 Gigabit Ethernet)

100-Gigabit-Ethernet ist eine Höchstgeschwindigkeitstechnologie für Netzwerk-Betreiber für die Aggregation im Internet-Backbone, für Server-Anbindungen und für Inter-Switch-Verbindungen in Rechenzentren. Die Higher Speed Study Group (HSSG) treibt unter der Projektbezeichnung 802.3ba diese 100-Gigabit-Technologie voran, wobei neben der Datenrate von 100 Gbit/s auch die in optischen Transportnetzen (OTN) benutzte Datenrate von 40 Gbit/s, als 40-Gigabit-Ethernet (40GbE), im Standard berücksichtigt wird. Entsprechend der ITU-T-Empfehlung G.709 kann das 100-Gbit/s-Signal in optische Transportnetze (OTN) eingebunden werden und Optical Transport Units (OTU4) transportieren.

Zum Erreichen höherer Geschwindigkeiten und insbesondere der 100 Gbit/s stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, so die parallele Übertragung von jeweils 10 Gbit/s über zehn Kupferleitungen oder 25 Gbit/s über vier Lichtwellenleiter oder über verschiedene Wellenlängen. Bei der Realisierung setzt man auf verschiedenste Modulations- und Multiplextechniken wie das Raummultiplex (SDM), das Wellenlängenmultiplex (WDM), CWDM oder DWDM, und das Zeitmultiplex (TDM) und Kombinationen daraus. Als Übertragungsmedien werden neben der Glasfaser auch Kupferkabel, resp. Twinaxial-Kabel, eingesetzt.

<< Anzeige >>

Klassische Ethernet-Merkmale für 100GbE.

Schichtenmodell für 40- und 100-Gigabit-Ethernet, nach IEEE 802.3ba

lexikon, kompendium, computer, it, elektronik

Bei 100-Gigabit-Ethernet werden bestimmte Ethernet-Strukturen beibehalten. So die die Frame-Formate und die Framelänge mit mindestens 64 Bit und maximal 1.518 Bit. Anders als sonst in Ethernet üblich wird als Codierung die 64B/66B-Codierung benutzt, bei der weniger redundante Bits übertragen werden. Ein weiterer Aspekt aus Ethernet ist der Vollduplex-Betrieb und das Zugangsverfahren. Des Weiteren geht es um verschiedene Algorithmen wie den des Spanning Tree und um Virtual LAN (VLAN), wie es in 802.1Q definiert ist. Als Bitfehlerrate sieht 100-Gigabit-Ethernet einen Wert von besser 10exp-12 vor. Ein solcher Wert kann nur mit Forward Error Correction (FEC) erreicht werden.

Bei der Übertragung über Glasfaser müssen die Fehler behandelt werden, die durch die chromatische Dispersion (CD) und die Polarisationsmoden-Dispersion (PMD) entstehen. Zudem muss der Wirkungsgrad für die Übertragung von 100-Gbit/s-Signale über die vorhandenen DWDM-Systeme verbessert werden. Die von der Arbeitsgruppe 802.3ba spezifizierten 100GbE-Schnittstellen berücksichtigen die genannten Forderungen, ebenso wie die bei den verschiedenen Anwendungen geforderten Übertragungsmedien und überbrückbaren Entfernungen. Um den gestiegenen Anforderungen in den verschiedenen Einsatzgebieten gerecht zu werden, erarbeitet die Arbeitsgruppe 802.3ba regelmäßig neue Schnittstellenspezifikationen.

100GbE ist hinreichend flexibel konzipiert. So arbeitet IEEE an einer 25-Gbit/s-Technologie um 100-Gigabit-Backplane und eine Koax-Technologie zu standardisieren. Vorstellbar sind auch neue 50- und 100-Gbit/s-Technologien über jeweils eine Lane.