GE (Gigabit-Ethernet)

Die Gigabit-Ethernet-Aktivitäten werden in den Arbeitsgruppen 802.3z und 802.3ab bearbeitet, die sich im November 1995 formierten.

Ausdehnung der verschiedenen Gigabit-Ethernet-Varianten

Mit Gigabit-Ethernet (GE) wird eine Verzehnfachung des Datendurchsatzes der Fast-Ethernet-Technologie mit Übertragungsraten von 1 Gbit/s erreicht, was den Einsatz dieser Technologie insbesondere in LAN-Backbones interessant macht. Gleichzeitig wird eine Rückwärtskompatibilität mit dem bestehenden 802.3-Ethernet-Format sichergestellt, ebenso wie die teilweise Erhaltung des Zugangsverfahrens CSMA/CD. Das Frame-Format von 802.3 soll erhalten bleiben, ebenso die Frame-Längenbegrenzungen von minimal 64 Byte und maximal 1.518 Byte. Für alle Übertragungsmedien beträgt die Kollisionsdomäne 200 m.

Schichten-Modell von Gigabit-Ethernet

Gigabit-Ethernet (GE) unterstützt Sterntopologien mit allen im Verkabelungsstandard ISO/IEC 11801 empfohlenen Übertragungsmedien. So entwickelt die Arbeitsgruppe 802.3z die Standards für Monomodefasern, Multimodefasern und STP-Kabel, wogegen sich die Arbeitsgruppe 802.3ab auf die Standardisierung von Gigabit-Ethernet auf UTP-Kabeln in der Arbeitsplatzverkabelung konzentriert. In der Arbeitsplatzverkabelung können UTP-Kabel der Kategorie 5 mit der im Verkabelungsstandard festgelegten Anschlusslänge von bis zu 100 m Verwendung. Kabel der Kategorien 6 und 7 sind nicht im Standard vorgesehen.

Der Normentwurf für die Gigabit-Ethernet-Architektur definiert einerseits Änderungen am existierenden CSMA/CD-Verfahren, andererseits umfasst der Basisstandard neben dem MAC-Layer, der bis auf die höhere Geschwindigkeit unverändert ist, vier unterschiedliche physikalische Technologien: 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-CX und 1000Base-T.

Physikalische Schnittstellen von Gigabit-Ethernet

Die physikalische Definition für die drei erstgenannten Varianten stammen aus dem Fibre-Channel-Standard.

Die LX-Variante kann mit unterschiedlichen Wellenlängen und mit Monomode- und Multimodefasern betrieben werden. Bei Einsatz von Multimodefasern beträgt die Entfernung 550 m. Die LX-Variante kann auch mit Monomodefasern eingesetzt werden für Entfernungen von bis zu 3 km. Die SX-Variante arbeitet mit 850 nm Wellenlänge über Multimodefaser ist für Entfernungen bis 220 m (62,5/125 µm) respektive 550 m (50/125 µm). Die CX-Variante wird für Gigabit-Ethernet über STP-Kabel mit 150 Ohm spezifiziert für eine Länge von 25 m und die 1000Base-T-Variante für vierpaariges UTP-Kabel der Kategorie 5 mit bis zu 100 m. Bei allen Längenangaben ist zu berücksichtigen, dass diese nur im Full-Duplex-Betrieb erreicht werden, also ohne CSMA/CD.

Konfiguration von Gigabit-Ethernet

Gigabit-Ethernet bietet sowohl einen Vollduplexmodus für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen als auch einen Halbduplexmodus. Der Vollduplexmodus wird mittels Monomodefasern oder Fiber-Channel mit Multimodefasern realisiert, wobei Entfernungen von 200 m bis 2 km überbrückt werden können. Bei Halbduplex-Betrieb wird als Basistechnologie mit Fibre-Channel gearbeitet.

Als Codierung für die Lichtwellenleiter-Übertragung benutzt Gigabit-Ethernet die 4B/5B-Codierung oder die 8B/10B-Codierung.

Die ersten Implementierungen benutzten Fibre-Channel mit 780 nm Wellenlänge und eine 8B/10B-Codierung. Derzeitige Fiber-Channel-Technologien arbeiten mit 1,063 Gbit/s und können bis auf 1,250 Gbit/s erhöht werden, so dass die volle Übertragungsgeschwindigkeit von 1 Gbit/s erreicht wird.

Relative Performance von Shared und Switched Ethernet

Für Gigabit-Ethernet wurden im März 1997 neue Duplex-LwL-Stecker vorgestellt, die allerdings noch nicht standardisiert wurden: Der Galaxy-Stecker, der Mini-MT-Stecker sowie einige weitere. Ziel dieser Neuentwicklungen ist es eine preiswerte und kompaktere Alternative zu dem Duplex-SC-Stecker zu bieten.