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Ethernet-Medien und Komponenten

Zur Übertragung von Information können verschiedene Medien eingesetzt werden. Beim Ethernet wurde zunächst ein dickes Koaxialkabel verwendet (auch "yellow cable" genannt wegen der gelben Farbe), später dünne Koaxialkabel ("Cheapernet"), "Twisted-Pair", Lichtwellenleiter usw.

Die meisten Systeme werden mit Basisbandtechnologie betrieben, d.h. das Medium wird ausschließlich für das Ethernet verwendet. Wird das Medium auch für andere Informationsübertragung benutzt, z.B. mit Kabelfernseh-Technik, so spricht man von Breitbandtechnologie. Darüber hinaus unterscheiden sich die verschiedenen Systeme durch ihre Übertragungsraten, die von 1 MBit/s (welches nie sehr verbreitet war) bis zu gegenwärtig 1000 MBit/s reichen. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die verschiedenen Systeme.

 Ethernet Medien-Bezeichnung

1 MBit/s-Systeme

1BASE5 Unshielded twisted-pair (UTP, 1 Paar) 500m maximum ("StarLAN")

10 MBit/s-Systeme

10BASE5 Dickes Koaxialkabel, 500 m maximal pro Segment (Originales Ethernet)
10BASE2 Dünnes Koaxialkabel, 185 m maximal pro Segment  ("Cheapernet")
10BROAD36 Breitbandoperation mit 3 Kanälen (in jede Richtung) eines privaten Kabel-TV-Systems. 3,6 km maximaler Durchmesser
10BASE-T 2 Paare Kategorie 3 (oder besser) UTP
10BASE-F Bezeichnung für Familie der 10 MBit/s Lichtwellenleitertechnik
10BASE-FL 2 Multimode-Lichtwellenleiter mit asynchronem, aktiven Hub, 2 km max.
10BASE-FP 2 Multimode-Lichtwellenleiter mit asynchronem, passiven Hub, 1 km max.
10BASE-FB 2 Multimode-Lichtwellenleiter mit synchronem, aktiven Hub, 2 km max.

100 MBit/s-Systeme

100BASE-T Bezeichnung für Familie der 100 MBit/s System.
100BASE-X Bezeichnung für Familie der 100 MBit/s System mit 4B/5B-Kodierung.
100BASE-TX 2 Paare Kategorie 5 UTP, 100 m maximal zwischen Endgerät und Hub.
100BASE-FX 2 Multimode-Lichtwellenleiter, 2 km maximal zwischen Endgerät und Hub.
100BASE-T4 4 Paare Kategorie 3 (oder besser) UTP, 100 m maximal zwischen Endgerät und Hub.
100BASE-T2 2 Paare Kategorie 3 (oder besser) UTP, 100 m maximal zwischen Endgerät und Hub.

1000 MBit/s-Systeme

1000BASE-X Bezeichnung für Familie der 1000 MBit/s System mit 8B/10B-Kodierung
100BASE-CX 2 Paare 150 W Shielded Twisted Pair (STP), 25 m max. zwischen Endgerät und Hub
100BASE-SX 2 Multimode- oder Singelmode-Lichtwellenleiter mit Shortwave-Laser
100BASE-LX 2 Multimode- oder Singelmode-Lichtwellenleiter mit Longwave-Laser
100BASE-T 4 Paare Kategorie 5 UTP, 100 m maximal zwischen Endgerät und Hub

Neue technische Entwicklungen sowohl bei den integrierten Schaltungen als auch bei der Verkabelung erlaubten bald die Verwendung von Systemen mit 100 MBit/s. Voraussetzung dafür war jedoch, dass nicht mehr ein "Shared Media" wie Koaxialkabel verwendet wird, sondern Senden und Empfangen zu einem zentralen Hub über jeweils ein eigenes Aderpaar durchgeführt wird. Dazu ist die strukturierte Verkabelung sehr gut geeignet, welche zwei oder vier Adernpaare zwischen einem Arbeitsplatzrechner oder einem anderem Endgerät und einem zentralen Repeater, dem Hub, herstellt. Aufgabe des Hubs ist es, eingehende Signale auf alle ausgehenden Leitungen zu übertragen, auch auf die der sendenden Station, die im Ethernet-Protokoll daran Kollisionen erkennen kann.

Die Verbindung zwischen zwei Ethernet-Segmenten, welche nicht länger als 500 m sein dürfen, kann durch einen Repeater (auf der physikalischen Schicht) oder eine Bridge (auf der Data Link-Schicht) hergestellt werden. Letzteres bietet die Möglichkeit, dass durch eine Bridge Frames, die nur lokal auf einem Segment kommunizieren, von anderen Segmenten ferngehalten werden. Dazu interpretiert die Bridge die MAC-Adresse, die beim Ethernet weltweit eindeutig ist, und leitet einen Ethernet-Frame nur an jenes Segment weiter, in welchem sich die Station mit der jeweiligen Adresse befindet. Aufgrund der Leistungsanforderungen wurden Bridges zunächst nur mit zwei Ports gebaut, d.h. sie konnten genau zwei Segmente miteinander verbinden.

Die sich entwickelnde Technologie erlaubte Anfang der neunziger Jahre, mehr als zwei Ethernet-Segmente an eine Bridge anzuschließen. Einige Hersteller bezeichneten solche Geräte als Switch; gelegentlich findet sich auch die missverstehbare Bezeichnung Switching Hub. Durch Verringerung der Größe der Kollisionsbereiche kann die Leistung solcher Systeme gesteigert werden. Im Extremfall kann jedes Geräte in einem eigenen Kollisionsbereich liegen, so dass Kollisionen in der Regel ausgeschlossen sind (außer, wenn der Empfänger gleichzeitig mehrere Datensätze erhält). Diese Systeme bieten also verschiedene Vorteile.

Kleinere Kollisionsbereiche mit geringerer Kollisionswahrscheinlichkeit.
Erhöhte Übertragungsleistung, da verschiedene Segmente gleichzeitig genutzt werden können.
Bessere Fehlereingrenzung, da ein Fehler auf einem Segment andere Segmente nicht berührt.
Einfacheres Management, da über den zentralen Switch alle Geräte permanent kontrolliert werden können.
Unterschiedliche Übertragungsraten in verschiedenen Segmenten.
Einfache Vergrößerung der Ausdehnung eines Netzes (Repeater-Funktion).

In der Regel muss man jedoch von höheren Kosten ausgehen, sowohl für die Verkabelung (man benötigt deutlich mehr Kabel, welche allerdings preiswerter sind) als auch für die Geräte, die beim klassischen Ethernet, außer evtl. Repeater oder Bridges, überhaupt nicht vorkommen. Gegenwärtig sinken die Preise für die Geräte aber drastisch, so dass die erhöhten Kosten durch eine bessere Flexibilität und Managebarkeit kaum noch ins Gewicht fallen.