Ethernet/Typ: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 1. Februar 2024, 13:06 Uhr

Ethernet-Medientypen

Option	Beschreibung
Frühe Ethernet-Varianten	Ethernet/Medien/Typen/Frühe Ethernet-Varianten
10-Mbit/s-Ethernet	Ethernet/Medien/Typen/10-Mbit/s-Ethernet
100-Mbit/s-Ethernet	Ethernet/Medien/Typen/100-Mbit/s-Ethernet
Gigabit-Ethernet	Ethernet/Medien/Typen/Gigabit-Ethernet
2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet
10-Gbit/s-Ethernet	Ethernet/Medien/Typen/10-Gbit/s-Ethernet
25-Gbit/s und 50-Gbit/s Ethernet
40-Gbit/s und 100-Gbit/s Ethernet
200-Gbit/s- und 400-Gbit/s-Ethernet
800-Gbit/s-Ethernet

Die verschiedenen Ethernet-Varianten (PHYs) unterscheiden sich in Übertragungsrate, den verwendeten Kabeltypen und der Leitungscodierung.

Der Protokollstack arbeitet bei den meisten der folgenden Typen identisch.

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.

Die Varianten beziehen ihre Namen aus den verwendeten Spezifikationen

10, 100, 1000, 10G, … – die nominelle, auf der Bitebene nutzbare Geschwindigkeit (kein Suffix = Megabit/s, G = Gigabit/s); die leitungskodierten Sublayer haben üblicherweise eine höhere Datenrate
BASE, BROAD, PASS – Basisband-, Breitband- oder Passband-Signalisierung
-T, -S, -L, -C, -K, … – Medium: T = Twisted-Pair-Kabel, S = (short) kurze Wellenlänge ca. 850 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 WDM (meist Singlemode), P = Passive Optical Network, C = (copper) Twinaxialkabel, K = Backplane, 2/5 = Koaxialkabel mit 185/500 m Reichweite
X, R – PCS-Kodierung (generationsabhängig), zum Beispiel X für 8b/10b Blockkodierung (4B5B bei Fast Ethernet), R für große Blöcke (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.

Die folgenden Abschnitte geben einen kurzen Überblick über alle offiziellen Ethernet-Medientypen

Zusätzlich zu diesen offiziellen Standards haben viele Hersteller proprietäre Medientypen entwickelt, häufig, um mit Lichtwellenleitern höhere Reichweiten zu erzielen.

2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet

Ethernet/Medien/Typen/2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet

25-Gbit/s und 50-Gbit/s Ethernet

25 Gigabit (25GbE) und 50 Gigabit Ethernet (50GbE) wurden von einem Industriekonsortium zur Standardisierung vorgeschlagen

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).

Außerdem lassen sich 25/50-Gbit/s-Verbindungen direkt auf 100 Gbit/s skalieren.
Zusätzlich könnte das höhere Fertigungsvolumen von 25-Gbit/s-Komponenten zu einem schnelleren Preisverfall im 100-Gbit/s-Bereich führen.

Übertragungsbandbreite bei 25GBASE-T ist 1250 MHz, wodurch Cat-8-Kabel benötigt wird.

40-Gbit/s und 100-Gbit/s Ethernet

Die schnellste Variante für Twisted-Pair-Kabel unterstützt 40 Gbit/s, außerdem gibt es 40 und 100 Gbit/s sowohl über Kupferkabel (Twinax) als auch über Glasfaserkabel (single- und multimode). Die Angaben entstammen der Spezifikation 802.3ba-2010 des IEEE und definieren folgende Reichweiten (Leitungen je Richtung):

40GBASE-KR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 Leitungen einer Backplane) mindestens 1 m
40GBASE-CR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 Leitungen eines geschirmten Twinax-Kupferkabels) mindestens 7 m
40GBASE-T 40 Gbit/s (Category-8 Twisted Pair) mindestens 30 m, benötigt Kategorie-8-Kabel, Bandbreite 2000 MHz
40GBASE-SR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 4 OM3-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m
40GBASE-LR4 40 Gbit/s (40GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben/Wellenlängen, singlemode, CWDM) mindestens 10 km
100GBASE-CR10 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 10 Leitungen eines geschirmten Twinax-Kupferkabels) mindestens 7 m
100GBASE-SR10 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 10 OM3-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m
100GBASE-SR4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 4 OM4-Glasfasern, multimode) mindestens 100 m (IEEE 802.3bm)
100GBASE-LR4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben, singlemode) mindestens 10 km
100GBASE-ER4 100 Gbit/s (100GBASE-R mit 1 OS2-Glasfaser und vier Farben, singlemode) mindestens 40 km

200-Gbit/s- und 400-Gbit/s-Ethernet

Geschwindigkeiten und erwartete Standards schneller als 100 Gbit/s werden manchmal auch als Terabit Ethernet bezeichnet.

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.

Im Januar 2016 wurde als zusätzliches Entwicklungsziel 200 Gbit/s hinzugefügt.
Die neuen Standards wurden im Dezember 2017 veröffentlicht:

200 Gbit/s

200GBASE-DR4 (Clause 121): 500 m über je vier Monomodefasern
200GBASE-FR4 (Clause 122): 2 km über Monomodefaser, je vier Wellenlängen/Farben (CWDM)
200GBASE-LR4 (Clause 122): 10 km über Monomodefaser, je vier Wellenlängen/Farben (CWDM)

400 Gbit/s

400GBASE-FR8 (Clause 122): 2 km über Monomodefaser, je acht Wellenlängen/Farben (CWDM)
400GBASE-LR8 (Clause 122): 10 km über Monomodefaser, je acht Wellenlängen/Farben (CWDM)
400GBASE-SR16 (Clause 123): 70 m (OM3) oder 100 m (OM4) über je 16 Multimodefasern
400GBASE-DR4 (Clause 124): 500 m über je vier Monomodefasern

800-Gbit/s-Ethernet

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).

Dieser kann einen physikalischen Endpunkt identifizieren.
Hierfür werden acht 106,25-GBit/s-Lanes im Vollduplex-Modus verwendet.
Die im 64/66b-Verfahren codierten Daten werden dabei abwechselnd über einen der beiden 400-Gigabit-Physical Coding Sublayer gesendet. Der Internetknoten DE-CIX führte 800-Gbit/s-Ethernet im Oktober 2022 für seine Kunden ein.

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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 === 2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet ===
-'''2.5GBASE-T''' und '''5GBASE-T''', auch 2.5GbE und 5GbE abgekürzt und bisweilen zusammen ''NBASE-T''
+[[Ethernet/Medien/Typen/2,5- und 5-Gbit/s-Ethernet]]
-Effektiv sind 2.5GBASE-T und 5GBASE-T herunterskalierte Versionen von 10GBASE-T mit 25 % und 50 % der Signalrate.
-* Durch die niedrigeren Frequenzen ist es möglich, geringerwertiges Kabel als das für 10GBASE-T notwendige Cat6A zu verwenden.
-Hierbei dient für 2.5G eine Verkabelung mindestens nach Cat5e und für 5G eine nach mindestens Cat6.
-Als [[IEEE 802.3bz]] offiziell verabschiedet, gab es bereits vorher Produkte von einigen Herstellern, darunter [[Broadcom]], [[Intel]] und [[Marvell Technology Group|Marvell]].
 === 25-Gbit/s und 50-Gbit/s Ethernet ===