Networks and distributed systems


Bielefeld University - Faculty of technology

Der IEEE 802.3 Ethernetstandard im LAN

Eine Einführung

Kabel

Das Übertragungsmedium, oder der Kanal, ist das Herzstück des Ethernet. Der Name Ethernet leitet sich aus der früher gemachten, fälschlichen Annahme ab, daß sich elektromagnetische Wellen in der Luft nur durch das Vorhandensein eines sog. Äthers (engl.: Ether) ausbreiten können. Später wurde diese Theorie durch das Experiment von Michelson-Morley wiederlegt, welcher eine Ausbreitung der Wellen im Vakuum nachwies.

Die Kabel werden von der amerikanischen Electronic Industry Association und Telecommunication Industry Association (EIA/TIA) in verschiedene Typen klassifiziert (siehe Telecommunications Cabling Standard). Die Tabelle oben zeigt nur eine grobe Einteilung, eine genauere Beschreibung der Kabeltypen steht in dieser Tabelle.
Beim 10Mbps Etherent werden die Verkabelungen jeweils mit dem Zusatz "10" versehen. Das "Base" im Namen, steht für den sog. Baseband-Typ. Bei diesem Typ werden nur Ethernet-Signale auf dem Kabel transportiert. Der Broadband-Typ, bei dem verschiedene Frequenzen (z.B. Telefon und Ethernet) gleichzeitig übertragen werden ist problematischer und wegen hoher Kosten kaum verbereitet. Dieser Typ wird hier nicht weiter behandelt.

Coax-Kabel
Alle Coax-Systeme bedingen eine Bus-Topologie (s. Topologien 6k). Die Ausdehnung des Netzes ist durch die Verwendung von sog. Repeatern möglich. Hierbei ist allerdings zu beachten, daß ein Netzsegment max. 185m (10Base2) bzw. 500m lang sein darf. Der Grund für diese Einschränkung liegt in der Protokoll- und Kollisionsbehandlungs-Struktur.
Twisted Pair Kupfer-Kabel
Der am weitesten verbereitete Kupferkabel-Typ ist unter dem Begriff Twisted Pair (TP)-Verkabelungen zusammengefaßt. Wie der Name schon besagt, handelt es sich bei dieser Verkabelung um paarweise miteinander verdrillte Kupferleiter. Die Anzahl der Paare, sowie die Abschirmung der Adern voneinander ist abhängig von der Twisted-Pair Kategorie. In der Regel werden für die Ubertragung von Daten im 10Mbps Netz Kabel der Kategorie UTP-3 eingesetzt. Für höhere Geschwindigkeiten wie z.B. im 100Mbps Ethernet werden Kabel der Kategorie UTP-5 eingesetzt, die erheblich teurer sind. Die Twisted-Pair Verkablung bedingt eine Sterntopologie und ist heute sehr weit verbreitet. Die Kabelsegmente werden jeweils über RJ-45 Stecker(8k), besser bekannt als "Western Stecker" mit dem Device verbunden. In Abhängigkeit von dem Netzwerk-Typ werden unterschiedliche Aderpaare des Kables belegt.
Glasfaser-Kabel
Glasfaser bzw. optische Leiter im allgemeinen, werden schon lange in der Telekommunikation eingesetzt. Wegen ihrer nicht ganz unproblematischen Handhabung, der hohen Hardwarekosten (spezielle Tranceiver, Switches, u.s.w.) werden diese Kabel meißtens nur im Backbone der Netzwerke eingesetzt. An diesen Stellen leistet die Glasfasertechnologie wegen ihrer hohen Übertragungsgeschwindigkeit gute Dienste.
In letzter Zeit werden Glasfasersysteme zunehmend auch im 10Mbps Ethernet eingesetzt (Fiber-to-the-Desk), um z.B. die Längenbeschränkung bei TP-Kabeln zu umgehen. Dieses liegt u.a. an dem gesunkenen Preis.

Eine Netzwerktechnologie die mit Glasfaserkabel eng verknüpft ist, ist das sog. Fiber Distributed Data Interface FDDI. Diese "High-Performance" Token-Ring Technologie kann Daten mit 100Mbps bis zu einer Entfernung von 200km Übertragen. Konkurrenz hat diese Technologie durch die Verwendung des Asynchronous Transfer Mode ATM bekommen. Diese Technologie unterstützt eine Übetragung mit 155Mbps über die wesentlich günstigere Kupferkabel. Mit Glasfaserkabel kann sogar eine Transfergeschwindigkeit von 665Mbps erreicht werden!

Author: Michael Blume mblume@rvs.uni-bielefeld.de