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| === Ethernet-Medientypen ===
| | '''{{BASEPAGENAME}}''' |
| ; Die verschiedenen Ethernet-Varianten (''PHY''s) unterscheiden sich in Übertragungsrate, den verwendeten Kabeltypen und der [[Leitungscode|Leitungscodierung]].
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| * Der [[Protokollstack]] arbeitet bei den meisten der folgenden Typen identisch.
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| ; Eine erfolgreiche Verbindung zwischen zwei Anschlüssen (''Ports'') wird als ''Link'' bezeichnet. | | == Beschreibung == |
| * Einige Varianten teilen den Datenstrom in mehrere Kanäle (''Lanes'') auf, um Datenrate und Frequenzen auf das Medium anzupassen. | | ; Ethernet-Varianten (''PHY''s) |
| * Die jeweilige ''Reichweite'' ist die maximal mögliche Länge eines Links innerhalb der Spezifikation. | | Unterschiedliche |
| * Bei einer höheren Qualität des Mediums – insbesondere bei Glasfaser – können auch deutlich längere Links stabil funktionieren. | | * Übertragungsrate |
| | * Kabeltypen |
| | * [[Leitungscode|Leitungscodierung]] |
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| ; Die Varianten beziehen ihre Namen aus den verwendeten Spezifikationen:
| | Der [[Protokollstack]] arbeitet bei den meisten der folgenden Typen identisch |
| * ''10, 100, 1000, 10G, …'' – die nominelle, auf der Bitebene nutzbare Geschwindigkeit (kein Suffix = Megabit/s, ''G'' = Gigabit/s); die leitungskodierten [[#Ethernet-Medientypen|Sublayer]] haben üblicherweise eine höhere Datenrate
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| * ''BASE, BROAD, PASS'' – [[Basisband]]-, [[Breitbandkommunikation|Breitband-]] oder [[Passband]]-Signalisierung
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| * ''-T, -S, -L, -C, -K, …'' – Medium: ''T'' = [[Twisted-Pair-Kabel]], ''S'' = (''short'') kurze Wellenlänge ca. 850 [[Nanometer|nm]] über [[Multimode-Faser]], ''L'' = (''long'') lange Wellenlänge ca. 1300 nm, hauptsächlich [[Singlemode-Faser]], ''E/Z'' = extralange Wellenlänge ca. 1500 nm (Singlemode), ''B'' = bidirektionale Faser mit [[Multiplexverfahren#Optisches Wellenlängenmultiplexverfahren|WDM]] (meist Singlemode), ''P'' = [[Passive Optical Network]], ''C'' = (''copper'') [[Twinaxialkabel]], ''K'' = [[Backplane]], ''2/5'' = [[Koaxialkabel]] mit 185/500 m Reichweite
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| * ''X, R'' – [[Physical Coding Sublayer|PCS]]-Kodierung (generationsabhängig), zum Beispiel ''X'' für [[8b10b-Code|8b/10b]] Blockkodierung ([[4B5B]] bei Fast Ethernet), ''R'' für große Blöcke ([[64b66b-Code|64b/66b]])
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| * ''1, 2, 4, 10'' – Anzahl der Lanes pro Link oder Reichweite bei 100/1000 Mbit/s WAN PHYs
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| Bei 10-Mbit/s-Ethernet verwenden alle Varianten durchgehend [[Manchester-Code]], keine Kodierung ist angegeben.
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| * Die meisten Twisted-Pair-Varianten verwenden spezielle Kodierungen, nur ''-T'' wird angegeben.
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| ; Die folgenden Abschnitte geben einen kurzen Überblick über alle offiziellen Ethernet-Medientypen | | == Link == |
| * Zusätzlich zu diesen offiziellen Standards haben viele Hersteller proprietäre Medientypen entwickelt, häufig, um mit [[Lichtwellenleiter]]n höhere Reichweiten zu erzielen. | | ; Erfolgreiche Verbindung zwischen zwei Anschlüssen |
| | Eine erfolgreiche Verbindung zwischen zwei Anschlüssen (''Ports'') wird als ''Link'' bezeichnet |
| | * Einige Varianten teilen den Datenstrom in mehrere Kanäle (''Lanes'') auf, um Datenrate und Frequenzen auf das Medium anzupassen |
| | * Die jeweilige ''Reichweite'' ist die maximal mögliche Länge eines Links innerhalb der Spezifikation |
| | * Bei einer höheren Qualität des Mediums - insbesondere bei Glasfaser - können auch deutlich längere Links stabil funktionieren |
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| === Frühe Ethernet-Varianten === | | == Benennung == |
| [[Ethernet/Medien/Typen/Frühe Ethernet-Varianten]] | | ; Ergeben sich aus den verwendeten Spezifikationen |
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| | ! Option !! Beschreibung |
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| | | 10, 100, 1000, 10G, … || Nominelle, auf der Bitebene nutzbare Geschwindigkeit (kein Suffix = Megabit/s, ''G'' = Gigabit/s); die leitungskodierten [[#Ethernet-Medientypen|Sublayer]] haben üblicherweise eine höhere Datenrate |
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| | | BASE, BROAD, PASS || [[Basisband]]-, [[Breitbandkommunikation|Breitband-]] oder [[Passband]]-Signalisierung |
| | |- |
| | | -T, -S, -L, -C, -K, … ||Medium: ''T'' = [[Twisted-Pair-Kabel]], ''S'' = (''short'') kurze Wellenlänge ca. 850 [[Nanometer|nm]] über [[Multimode-Faser]], ''L'' = (''long'') lange Wellenlänge ca. 1300 nm, hauptsächlich [[Singlemode-Faser]], ''E/Z'' = extralange Wellenlänge ca. 1500 nm (Singlemode), ''B'' = bidirektionale Faser mit [[Multiplexverfahren#Optisches Wellenlängenmultiplexverfahren|WDM]] (meist Singlemode), ''P'' = [[Passive Optical Network]], ''C'' = (''copper'') [[Twinaxialkabel]], ''K'' = [[Backplane]], ''2/5'' = [[Koaxialkabel]] mit 185/500 m Reichweite |
| | |- |
| | | X, R || [[Physical Coding Sublayer|PCS]]-Kodierung (generationsabhängig), zum Beispiel ''X'' für [[8b10b-Code|8b/10b]] Blockkodierung ([[4B5B]] bei Fast Ethernet), ''R'' für große Blöcke ([[64b66b-Code|64b/66b]]) |
| | |- |
| | | 1, 2, 4, 10 || Anzahl der Lanes pro Link oder Reichweite bei 100/1000 Mbit/s WAN PHYs |
| | * Bei 10-Mbit/s-Ethernet verwenden alle Varianten durchgehend [[Manchester-Code]], keine Kodierung ist angegeben |
| | * Die meisten Twisted-Pair-Varianten verwenden spezielle Kodierungen, nur ''-T'' wird angegeben |
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| === 10-Mbit/s-Ethernet === | | == Überblick == |
| [[Ethernet/Medien/Typen/10-Mbit/s-Ethernet]] | | {| class="wikitable options big" |
| | |- |
| | ! Variante !! Beschreibung |
| | |- |
| | | Erste Ethernet-Varianten || [[Ethernet/Typ/Frühe Ethernet-Varianten]] |
| | |- |
| | | 10 MBit ||[[Ethernet/Typ/10Mbit]] |
| | |- |
| | | 100 MBit || [[Ethernet/Typ/100Mbit]] |
| | |- |
| | | 1000 MBit || [[Ethernet/Typ/Gigabit-Ethernet]] |
| | |- |
| | | 2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet || [[Ethernet/Typ/2,5-5Gbit]] |
| | |- |
| | | 10-Gbit/s-Ethernet || [[Ethernet/Typ/10Gbit]] |
| | |- |
| | | 25-Gbit/s und 50-Gbit/s Ethernet || [[Ethernet/Typ/25-50Gbit]] |
| | |- |
| | | 40-Gbit/s und 100-Gbit/s Ethernet || [[Ethernet/Typ/40-100Gbit]] |
| | |- |
| | | 200-Gbit/s- und 400-Gbit/s-Ethernet || [[Ethernet/Typ/200-400Gbit]] |
| | |- |
| | | 800-Gbit/s-Ethernet || [[Ethernet/Typ/800Gbit]] |
| | |} |
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| === 100-Mbit/s-Ethernet ===
| | <noinclude> |
| [[Ethernet/Medien/Typen/100-Mbit/s-Ethernet]]
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| === Gigabit-Ethernet === | | == Anhang == |
| [[Ethernet/Medien/Typen/Gigabit-Ethernet]]
| | === Siehe auch === |
| | <div style="column-count:2"> |
| | <categorytree hideroot=on mode="pages">{{BASEPAGENAME}}</categorytree> |
| | </div> |
| | ---- |
| | {{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}/}} |
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| === 2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet === | | === Dokumentation === |
| '''2.5GBASE-T''' und '''5GBASE-T''', auch 2.5GbE und 5GbE abgekürzt und bisweilen zusammen ''NBASE-T''
| | <!-- |
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| Effektiv sind 2.5GBASE-T und 5GBASE-T herunterskalierte Versionen von 10GBASE-T mit 25 % und 50 % der Signalrate.
| | ===== RFC ===== |
| * Durch die niedrigeren Frequenzen ist es möglich, geringerwertiges Kabel als das für 10GBASE-T notwendige Cat6A zu verwenden.
| | {| class="wikitable big options col1center col3center" |
| | |- |
| | ! RFC !! Titel !! Jahr !! Status |
| | |- |
| | | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc2460 2460] || Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification || 1998 || Ersetzt durch [https://www.rfc-editor.org/info/rfc8200 RFC 8200] |
| | |- |
| | | [https://www.rfc-editor.org/info/rfc8200 8200] || Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification || 2017 || Updated by [https://www.rfc-editor.org/info/rfc9673 RFC 9673] |
| | |} |
| | ===== Man-Page ===== |
| | ===== Info-Page ===== |
| | --> |
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| Hierbei dient für 2.5G eine Verkabelung mindestens nach Cat5e und für 5G eine nach mindestens Cat6.
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| Als [[IEEE 802.3bz]] offiziell verabschiedet, gab es bereits vorher Produkte von einigen Herstellern, darunter [[Broadcom]], [[Intel]] und [[Marvell Technology Group|Marvell]].
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| === 10-Gbit/s-Ethernet === | | === Links === |
| Der 10-Gbit/s-Ethernet-Standard (kurz: 10GbE, 10GigE oder 10GE) bringt zehn unterschiedliche [[Übertragungstechnik]]en, acht für Glasfaserkabel und zwei für [[Kupferkabel]] mit sich. 10-Gbit/s-Ethernet wird für [[Local Area Network|LAN]], [[Metropolitan Area Network|MAN]] und [[Wide Area Network|WAN]] verwendet.
| | ==== Weblinks ==== |
| * Der Standard für die Glasfaserübertragung heißt [[IEEE 802.3ae]], die Standards für Kupfer sind [[IEEE 802.3ak]] und [[IEEE 802.3an]].
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| ==== Glasfaser ====
| | [[Kategorie:Ethernet]] |
| ; Multimode
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| * ''10GBASE-SR'' überbrückt kurze Strecken über Multimode-Fasern, dabei wird langwelliges Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm verwendet.
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| * Die Reichweite ist dabei abhängig vom Kabeltyp, so reichen 62,5 µm „FDDI-grade“ Fasern bis zu 26 m,
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| * ''10GBASE-LRM'' verwendet eine Wellenlänge von 1310 nm, um über alle klassischen Multimode-Fasern (62,5 µm Fiber „FDDI-grade“, 62,5 µm/OM1, 50 µm/OM2, 50 µm/OM3) eine Distanz von bis zu 220 m zu überbrücken.
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| * ''10GBASE-LX4'' (Clause 53) nutzt [[Multiplexverfahren|Wellenlängenmultiplexierung]], um Reichweiten zwischen 240 m und 300 m über die [[Lichtwellenleiter#Multimodefaser|Multimode-Fasern]] OM1, OM2 und OM3 oder 10 km über Singlemode-Faser zu ermöglichen. Hierbei wird gleichzeitig auf den [[Wellenlänge]]n 1275, 1300, 1325 und 1350 nm übertragen.
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| ; Singlemode
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| * ''10GBASE-LW4'' überträgt mit Hilfe von [[Singlemode-Faser]]n Licht der Wellenlänge 1310 nm über Distanzen bis zu 10 km.
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| * ''10GBASE-LR'' verwendet eine Wellenlänge von 1310 nm, um über Singlemode-Fasern eine Distanz von bis zu 10 km zu überbrücken.
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| * ''10GBASE-ER'' benutzt wie 10GBASE-LR Singlemode-Fasern zur Übertragung, jedoch bei einer Wellenlänge von 1550 nm, was die Reichweite auf bis zu 40 km erhöht.
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| * Da 10GBASE-ER mit dieser Wellenlänge die seltene Eigenschaft besitzt, kompatibel zu [[CWDM]]-Infrastrukturen zu sein, vermeidet er den Austausch der bestehenden Technik durch [[DWDM]]-Optik.
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| ; OC-192 – STM-64
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| * Die Standards ''10GBASE-SW'', ''10GBASE-LW'' und ''10GBASE-EW'' benutzen einen zusätzlichen WAN-Phy, um mit OC-192- ([[SONET]]) bzw. STM-64-Equipment ([[Synchrone Digitale Hierarchie|SDH]]) zusammenarbeiten zu können.
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| * Der Physical Layer entspricht dabei 10GBASE-SR bzw. 10GBASE-LR bzw. 10GBASE-ER, benutzen also auch die gleichen Fasertypen und erreichen die gleichen Reichweiten.
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| * Zu 10GBASE-LX4 gibt es keine entsprechende Variante mit zusätzlichem WAN-Phy.
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| Im [[Local Area Network|LAN]] erreichen bedingt durch die Verfügbarkeit der Produkte die Standards 10GBASE-SR und 10GBASE-LR eine steigende Verbreitung.
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| ==== Kupfer ====
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| Der Vorteil von Kupferverkabelung gegenüber Glasfasersystemen liegt in der schnelleren Konfektionierung und der unterschiedlichen Nutzbarkeit der Verkabelung (viele Anwendungen über ein Kabel).
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| * Darüber hinaus ist die Langlebigkeit von Kupfersystemen nach wie vor höher als bei Glasfasersystemen (Ausbrennen und Verschleiß der [[Leuchtdiode|LEDs]]/Laser) und die Kosten bei zusätzlich notwendiger (teurer) Elektronik.
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| ===== 10GBASE-CX4 =====
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| ''10GBASE-CX4'' nutzt doppelt-[[Twinaxialkabel|twinaxiale]] Kupferkabel (wie [[InfiniBand]]), die eine maximale Länge von 15 m haben dürfen.
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| * Dieser Standard war lange der einzige für Kupferverkabelung mit 10 Gbit/s, verliert allerdings zunehmend an Bedeutung durch 10GBASE-T, das zu den langsameren Standards abwärtskompatibel ist und bereits vorhandene Verkabelung nutzen kann.
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| ===== 10GBASE-T =====
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| ''10GBASE-T'' verwendet wie schon 1000BASE-T vier Paare aus verdrillten Doppeladern.
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| * Die dafür verwendete [[strukturierte Verkabelung]] wird im globalen Standard [[ISO/IEC 11801]] sowie in [[TIA-568A/B]] beschrieben.
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| * Die zulässige Linklänge ist vom eingesetzten Verkabelungstyp abhängig: Um die angestrebte Linklänge von 100 m zu erreichen, sind die Anforderungen von CAT-6a/7 zu erfüllen.
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| * Mit den für 1000BASE-T eingesetzten CAT-5-Kabeln (Cat-5e) ist nur die halbe Linklänge erreichbar.
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| * Der Standard ist in 802.3an beschrieben und wurde Mitte 2006 verabschiedet.
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| Bei der Übertragung wird der Datenstrom auf die vier Aderpaare aufgeteilt, so dass auf jedem Aderpaar jeweils 2,5 Gbit/s in Senderichtung und in Empfangsrichtung übertragen werden.
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| * Wie bei 1000BASE-T wird also jedes Aderpaar im Vollduplex-Betrieb genutzt.
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| * Zur Codierung werden die Modulationsverfahren 128-DSQ (eine Art doppeltes [[Quadraturamplitudenmodulation|64QAM]]) und schließlich [[Pulsamplitudenmodulation|PAM16]] verwendet, wodurch die [[Nyquist-Frequenz|Nyquistfrequenz]] auf 417 MHz reduziert wird.
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| Durch die hohe Signalrate mussten verschiedene Vorkehrungen getroffen werden, um die Übertragungssicherheit zu gewährleisten.
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| * Störungen innerhalb des Kabels werden passiv durch einen Kreuzsteg im Kabel vermindert, der für Abstand zwischen den Aderpaaren sorgt.
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| * Zusätzlich werden in den aktiven Komponenten [[Digitaler Signalprozessor|digitale Signalprozessoren]] verwendet, um die Störungen herauszurechnen.
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| So genanntes [[Übersprechen#Fremdübersprechen|Fremdübersprechen]] (Alien Crosstalk), also das Nebensprechen benachbarter, über längere Strecken eng gebündelter, ''ungeschirmter'' Kabel, kann auf diese Weise jedoch nicht verhindert werden.
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| * Deshalb sind in den Normen Kabel der Kategorie Cat '''6<sub>A</sub>''' (Klasse '''E<sub>A</sub>''') vorgesehen.
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| * Diese sind entweder geschirmt oder unterdrücken anderweitig (z. B.
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| * durch dickeren oder speziell geformten Mantel) das Fremdübersprechen ausreichend.
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| * Ungeschirmte Cat 6 Kabel (Klasse E) erreichen bei enger Bündelung (und nur dann) nicht die üblichen 100 m Leitungslänge.
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| * Zum anderen ist ein Mindestabstand der Steckverbindungen zueinander einzuhalten.
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| 10GBASE-T ist eingeschränkt auch über Cat 5e Kabel möglich, siehe [[#Kabellängen|Tabelle mit Leitungslängen]].
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| ==== Converged 10 GbE ====
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| ''Converged 10 GbE'' ist ein Standard für Netzwerke bei denen 10 GbE und 10 Gb[[Fibre Channel|FC]] verschmolzen sind.
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| * Zum Converged-Ansatz gehört auch das neue [[Fibre Channel over Ethernet]] (FCoE).
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| * Das sind FC-Pakete, die in Ethernet [[Datenkapselung (Netzwerktechnik)|gekapselt]] sind und für die dann ebenfalls die Converged Ethernet-Topologie genutzt werden kann; z. B. sind dann entsprechend aktualisierte Switches (wegen Paketgrößen) transparent für FC- und [[iSCSI]]-Storage sowie für das LAN nutzbar.
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| === 25-Gbit/s und 50-Gbit/s Ethernet ===
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| ; 25 Gigabit (25GbE) und 50 Gigabit Ethernet (50GbE) wurden von einem Industriekonsortium zur Standardisierung vorgeschlagen
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| 25/50GbE sollen in Rechenzentren höhere Leistungen als 10GbE zu deutlich geringeren Kosten als 40GbE bereitstellen, indem Technologie verwendet wird, die bereits für diejenigen 100GbE-Varianten definiert wurde, die auf 25-Gbit/s-Lanes basieren (IEEE 802.3bj).
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| * Außerdem lassen sich 25/50-Gbit/s-Verbindungen direkt auf 100 Gbit/s skalieren.
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| * Zusätzlich könnte das höhere Fertigungsvolumen von 25-Gbit/s-Komponenten zu einem schnelleren Preisverfall im 100-Gbit/s-Bereich führen.
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| Übertragungsbandbreite bei 25GBASE-T ist 1250 MHz, wodurch Cat-8-Kabel benötigt wird.
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| === 40-Gbit/s und 100-Gbit/s Ethernet ===
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| Die schnellste Variante für Twisted-Pair-Kabel unterstützt 40 Gbit/s, außerdem gibt es 40 und 100 Gbit/s sowohl über Kupferkabel ([[Twinaxialkabel|Twinax]]) als auch über Glasfaserkabel (single- und multimode).
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| Die Angaben entstammen der Spezifikation 802.3ba-2010 des IEEE und definieren folgende Reichweiten (Leitungen je Richtung):
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| * 40GBASE-KR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 Leitungen einer Backplane) mindestens 1 m
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| * 40GBASE-CR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 Leitungen eines geschirmten Twinax-Kupferkabels) mindestens 7 m
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| * 40GBASE-T 40 Gbit/s (Category-8 Twisted Pair) mindestens 30 m, benötigt [[Twisted-Pair-Kabel#Kategorie 8|Kategorie-8-Kabel]], Bandbreite 2000 MHz
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| * 40GBASE-SR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 OM3-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m
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| * 40GBASE-LR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben/Wellenlängen, singlemode, [[Wavelength Division Multiplexing|CWDM]]) mindestens 10 km
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| * 100GBASE-CR10 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 10 Leitungen eines geschirmten Twinax-Kupferkabels) mindestens 7 m
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| * 100GBASE-SR10 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 10 OM3-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m
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| * 100GBASE-SR4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 4 OM4-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m (IEEE 802.3bm)
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| * 100GBASE-LR4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben, singlemode) mindestens 10 km
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| * 100GBASE-ER4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben, singlemode) mindestens 40 km
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| === 200-Gbit/s- und 400-Gbit/s-Ethernet ===
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| Geschwindigkeiten und erwartete Standards schneller als 100 Gbit/s werden manchmal auch als ''Terabit Ethernet'' bezeichnet.
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| Im März 2013 begann die [[IEEE 802.3]] ''400 Gb/s Ethernet Study Group'' mit der Arbeit an der nächsten Generation mit 400 Gbit/s, im März 2014 wurde die ''IEEE 802.3bs 400 Gb/s Ethernet Task Force'' gebildet.
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| * Im Januar 2016 wurde als zusätzliches Entwicklungsziel 200 Gbit/s hinzugefügt.
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| * Die neuen Standards wurden im Dezember 2017 veröffentlicht:
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| ;200 Gbit/s
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| * 200GBASE-DR4 (Clause 121): 500 m über je vier Monomodefasern
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| * 200GBASE-FR4 (Clause 122): 2 km über Monomodefaser, je vier Wellenlängen/Farben (CWDM)
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| * 200GBASE-LR4 (Clause 122): 10 km über Monomodefaser, je vier Wellenlängen/Farben (CWDM)
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| ;400 Gbit/s
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| * 400GBASE-FR8 (Clause 122): 2 km über Monomodefaser, je acht Wellenlängen/Farben (CWDM)
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| * 400GBASE-LR8 (Clause 122): 10 km über Monomodefaser, je acht Wellenlängen/Farben (CWDM)
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| * 400GBASE-SR16 (Clause 123): 70 m (OM3) oder 100 m (OM4) über je 16 Multimodefasern
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| * 400GBASE-DR4 (Clause 124): 500 m über je vier Monomodefasern
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| === 800-Gbit/s-Ethernet ===
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| Ein PHY-loses 800-Gbit/s-Ethernet wurde im Oktober 2020 in einem Standard des Ethernet Technology Consortiums spezifiziert. Dabei handelt es sich um einen Zusammenschluss aus zwei existierenden 400-Gigabit-Verbindungen auf dem Physical Layer zu einem MAC (OSI-Layer 2).
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| * Dieser kann einen physikalischen Endpunkt identifizieren.
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| * Hierfür werden acht 106,25-GBit/s-Lanes im Vollduplex-Modus verwendet.
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| * Die im 64/66b-Verfahren codierten Daten werden dabei abwechselnd über einen der beiden 400-Gigabit-Physical Coding Sublayer gesendet.<!--siehe Spezifikation Absatz 3.2.4.1.1 und 3.2.4.1.2//--> Der Internetknoten [[DE-CIX]] führte 800-Gbit/s-Ethernet im Oktober 2022 für seine Kunden ein.
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| Ethernet mit 800 Gbit/s und 1,6 Terabit/s werden von IEEE 802.3 in der 802.3df-Taskforce entwickelt.
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| <noinclude> | | <noinclude> |