Gigabit-Ethernet

Die Gigabit-Ethernet-Aktivitäten werden seit 1995 in den Arbeitsgruppen 802.3z und 802.3ab bearbeitet. Gigabit-Ethernet (GbE oder 1GbE) ist ein Ethernet-Konzept mit dem eine Übertragungsrate von 1 Gbit/s übertragen werden kann. Gigabit-Ethernet ist insbesondere für LAN-Backbones von Interesse, zumal eine Rückwärtskompatibilität mit dem bestehenden 802.3-Ethernet-Format sichergestellt ist, ebenso wie die teilweise Erhaltung des Zugangsverfahrens CSMA/CD.

Bei Gigabit-Ethernet bleibt das Ethernet-Frame nach 802.3 erhalten, ebenso die Begrenzung der Framelänge auf minimal 64 Byte und maximal 1.518 Byte. Für alle Übertragungsmedien beträgt die Kollisionsdomäne 200 m. Damit diese Bedingung erfüllt werden konnte, hat Gigabit-Ethernet eine Frame-Erweiterung, die Carrier Extension, mit der der Frame auf mindestens 512 Bytes verlängert wird.

Topologien und Schnittstellen von Gigabit-Ethernet

Funktionselemente 
   von Gigabit-Ethernet

Funktionselemente von Gigabit-Ethernet

Gigabit-Ethernet (GbE) ist in Sterntopologie aufgebaut und kann mit allen im Verkabelungsstandard ISO/IEC 11801 empfohlenen Übertragungsmedien arbeiten. Außerdem können Gigabit-Ethernet-Komponenten mit Komponenten von Fast-Ethernet und Ethernet kombiniert werden. Die optimalen Datenübertragungsraten zwischen den 10-Mbit/s-, 100-Mbit/s- und 1000-Mbit/s-Komponenten werden dabei durch das Autonegotiation bestimmt. Was die Übertragungsmedien betrifft, so entwickelte die Arbeitsgruppe 802.3z die Standards für Monomodefasern, Multimodefasern und STP-Kabel, wohingegen sich die Arbeitsgruppe 802.3ab auf die Standardisierung von Gigabit-Ethernet auf UTP-Kabeln in der Arbeitsplatzverkabelung konzentrierte. In der Arbeitsplatzverkabelung können UTP-Kabel der Kategorie 5 (cat 5) mit einer Anschlusslänge von bis zu 100 m eingesetzt werden. Kabel der Kategorien 6 und 7 sind im Standard nicht vorgesehen.

Ausdehnung 
   der verschiedenen Gigabit-Ethernet-Varianten

Ausdehnung der verschiedenen Gigabit-Ethernet-Varianten

Die Gigabit-Ethernet-Architektur definiert einerseits Änderungen am existierenden CSMA/CD-Verfahren, andererseits umfasst das GbE-Schichtenmodell neben dem Medium Access Control (MAC), der bis auf die höhere Geschwindigkeit gegenüber dem von Fast-Ethernet unverändert ist, vier verschiedene GbE-Schnittstellen: 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-CX und 1000Base-T.

Betriebsarten von Gigabit-Ethernet

Konfiguration von Gigabit-Ethernet

Konfiguration von Gigabit-Ethernet

Gigabit-Ethernet bietet sowohl Vollduplex-Betrieb für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen als auch Halbduplex. Der Vollduplexmodus wird mittels Monomodefasern oder Fibre-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 Fibre-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.

Für Backplane-Ethernet gibt es mit der Schnittstelle 1000Base-KX eine Variante für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen auf STP-Kabeln für kurze Distanzen über einen Meter.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Gigabit-Ethernet
Englisch: Gigabit Ethernet - GbE
Veröffentlicht: 24.03.2017
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Tags: #Gigabit-Ethernet
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