Repeater

Ein Repeater ist eine aktive Komponente, die Regenerierungsfunktionen in Ethernet-LANs übernimmt und auf der Bitübertragungsschicht arbeitet.

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In Lokalen Netzen dient ein Repeater zur Verbindung zweier Ethernet-Segmente, um die physikalische Topologie über die Ausdehnung eines einzelnen Segmentes hinaus zu erweitern.

Repeater-Funktionalität im OSI-Referenzmodell

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.

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. Im Gegensatz zu Standard Repeatern beruht das Arbeitsprinzip darauf, dass ein Buffered Repeater nur vollständige Datenpakete empfängt, zwischenspeichert und auf das angeschlossene Netz überträgt. Dieser Vorgang wird auch Store-and-Foreward-Verfahren genannt.

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, sowie den optischen Repeater.

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.

Zulässige Verzögerungszeiten von Repeatern

Da die Repeater der Klasse I einen langsameren Durchsatz 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.