Backplane-Ethernet

Der Bandbreitenbedarf für die Ein-/Ausgänge von Servern steigt rapide an und verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Waren in den neunziger Jahren noch Datenraten von mehreren hundert Megabit pro Sekunde vollkommen ausreichend, so wurden bis zum Jahr 2010 Datenraten von 10 Gbit/s realisiert und bis 2020 werden bis 100 Gbit/s und darüber prognostiziert.


Um diesem rasanten Wachstum gerecht zu werden, hat die IEEE-Arbeitsgruppe 802.3ap mit Backplane-Ethernet Verbindungen über die Leiterbahnen auf der Backplane-Leiterplatte spezifiziert. Diese Backplane-Verbindungen zeichnen sich durch hohe und höchste Datenraten aus, sie beschränken sich auf die Backplane und damit auf Distanzen von einem Meter.

Die 
   Backplane-Standards von 1- und 10-Gigabit-Ethernet nach IEEE 802.3ap

Die Backplane-Standards von 1- und 10-Gigabit-Ethernet nach IEEE 802.3ap

Die 802.3ap-Lösung stellt eine universelle Alternative zu den proprietären Backplane-Lösungen und bietet Kompatibilität zu Ethernet. Bei den Backplane-Ethernet-Spezifikationen von 802.3ap geht es um die elektrischen Eigenschaften und um die Spezifikationen von Kanal-Modellen. Damit hat der Anwender auch im Rechenzentrum ein durchgängiges Ethernet-Konzept, bis hin zum Backplane der Blade-Server, die er mit Serverblades von verschiedenen Herstellern bestücken kann. Viele Blade-Server benutzen standardisierte Ethernet-Chips für Backplane-Ethernet-Ports, die meisten basierend auf Gigabit-Ethernet und 10-Gigabit-Ethernet.

Schichtenmodell 
   von Backplane-Ethernet

Schichtenmodell von Backplane-Ethernet

Die Arbeitsgruppe IEEE 802.3ap hat drei Schnittstellen für Backplane-Ethernet spezifiziert: 1000Base-KX, 10GBase-KR und 10GBase-KX4. Bei diesen Entwicklungen wurden bestimmte Ethernet-Spezifikationen beibehalten. So das Ethernet-Frame-Format für den das Medium Access Control (MAC) sowie die minimale und maximale Framelänge. Außerdem müssen die Spezifikationen vorhandene Schnittstellen unterstützen, sie müssen Entfernungen von einem Meter überbrücken, die automatische Anpassung an die höchstmögliche Datenrate unterstützen, das Autonegotiation, und eine Bitfehlerrate von unter 10exp-12 haben.

Das Schichtenmodell von Backplane-Ethernet zeigt die oberen Layer mit dem Reconciliation Sublayer, die Schnittstellen GMII und XGMII, sowie die Teilschicht für das Autonegotiation. Neben den von 802.3ap spezifizierten Lösungen gibt es mit 40GBase-KR4 und 100GBase-KR4 weitere Lösungen auf Basis von 40-Gigabit-Ethernet und 100-Gigabit-Ethernet.

Backplane-Ethernet mit 100-Gigabit-Ethernet erfolgt über vier differenzielle Kupferleitungen. Die Spezifikationen wurden von der Arbeitsgruppe 802.3bj erstellt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Backplane-Ethernet
Englisch: backplane Ethernet - BPE
Veröffentlicht: 13.10.2018
Wörter: 333
Tags: #10-Gigabit-Ethernet #RZ-Infrastruktur
Links: 1000Base-KX, 100GBase-KR4, 100-Gigabit-Ethernet, 10GBase-KR, 10GBase-KX4