In der Computernetzwerktechnik bezeichnet Gigabit-Ethernet verschiedene Ethernet-Frame-Übertragungstechniken mit einer Gigabit-Bitrate pro Sekunde gemäß dem Standard IEEE 802.3-2008. Gigabit-Ethernet kam ab 1999 zum Einsatz und ersetzte aufgrund seiner deutlich höheren Geschwindigkeit nach und nach Fast Ethernet in kabelgebundenen lokalen Netzwerken. Die verwendeten Kabel und Geräte ähneln stark den vorherigen Standards und sind seit 2010 weit verbreitet und kostengünstig.
Merkmale von Gigabit-Ethernet
- Gigabit-Ethernet bietet einen nahtlosen Migrationspfad, der Ihre Investitionen in Ihre bestehende Netzwerkinfrastruktur vollständig schützt. Gigabit-Ethernet behält die IEEE 802.3- und Ethernet-Frame-Formate sowie die 802.3 Managed Object-Spezifikationen bei. So können Unternehmen bestehende Kabel, Betriebssysteme, Protokolle und Desktop-Anwendungen beibehalten und gleichzeitig auf Gigabit-Performance umsteigen. Programm- und Netzwerkmanagementstrategien und -tools werden ebenfalls unterstützt.
- Im Vergleich zu den ursprünglichen Fast Ethernet-, FDDI-, ATM- und anderen Backbone-Lösungen bietet Gigabit Ethernet einen optimalen Weg. Zumindest derzeit ist es eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit, die Konnektivität zwischen Switches und zwischen Switches und Servern zu verbessern. Netzwerkdesigner können Hochgeschwindigkeitsinfrastrukturen aufbauen, die schnelle, unternehmenskritische Anwendungen und Dateisicherungen effizient nutzen. Netzwerkmanager ermöglichen Benutzern einen schnelleren Zugriff auf das Internet, Intranets, Stadt- und Weitverkehrsnetze.
- Die IEEE 802.3-Arbeitsgruppe hat die Gigabit-Ethernet-Arbeitsgruppen 802.3z und 802.3ab eingerichtet, deren Aufgabe es ist, Gigabit-Ethernet-Standards für unterschiedliche Anforderungen zu entwickeln. Der Standard unterstützt Vollduplex und Halbduplex mit 1000 Mbit/s. Der entsprechende Betrieb erfolgt im IEEE 802.3-Ethernet-Frame-Format und mit CSMA/CD-Medienzugriffskontrollmethoden. Gigabit-Ethernet ist zudem abwärtskompatibel zu 10BaseT und 100BaseT. Darüber hinaus unterstützt der IEEE-Standard Multimode-Glasfasern bis zu 550 Meter, Singlemode-Glasfasern bis zu 70 Kilometer und Kupferkabel bis zu 100 Meter. Gigabit-Ethernet schließt die Lücke zu den 802.3-Ethernet-/Fast-Ethernet-Standards.
Technische Vorteile
- Kompatibilität
Der Hauptvorteil von Gigabit-Ethernet liegt in seiner Kompatibilität mit bestehendem Ethernet. Genau wie 100-Mbit-Ethernet verwendet Gigabit-Ethernet dasselbe Frame-Format und dieselbe Frame-Größe wie 10-Mbit-Ethernet sowie dasselbe CSMA/CD-Protokoll. Im Campus-Netzwerk-Backbone nimmt es nach und nach die Hauptposition ein.
- Große Bandbreite
Gigabit-Ethernet bietet gegenüber anderen Technologien den Vorteil einer großen Bandbreite und bietet dennoch Entwicklungspotenzial. Die zuständigen Normungsorganisationen entwickeln Spezifikationen und Standards für die 10G-Ethernet-Netzwerktechnologie. Gleichzeitig haben sich Prioritätskontrollmechanismen und Protokollstandards auf Basis der Ethernet-Frame- und IP-Schicht sowie verschiedener QoS-Unterstützungstechnologien weiterentwickelt und bilden die Grundlage für Anwendungen mit höherer Servicequalität. Dank der Fortschritte in der Glasfaserherstellung und der Übertragungstechnologie kann Gigabit-Ethernet Entfernungen von bis zu 100 Kilometern übertragen und eignet sich daher hervorragend für den Aufbau von Stadt- und sogar Weitverkehrsnetzen.
Die anderen Arten von Ethernet
- Standard-Ethernet
Standard-Ethernet, ursprünglich Ethernet mit nur 10 Mbit/s Durchsatz, verwendet eine Zugriffskontrollmethode für CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), die typischerweise dieses früheste 10-Mbit/s-Ethernet umfasst. Nennen wir es Standard-Ethernet. Ethernet verfügt über zwei Hauptübertragungsmedien, nämlich Twisted Pair und Koaxialkabel.
- Fast Ethernet
Im Vergleich zum ursprünglichen FDDI mit einer Bandbreite von 100 Mbit/s bietet Fast Ethernet viele Vorteile. Der wichtigste Vorteil besteht darin, dass die Fast-Ethernet-Technologie die Investitionen der Kunden in die Implementierung der Kabelinfrastruktur effektiv schützt. Sie unterstützt Doppelader- und Glasfaserverbindungen der Klassen 3, 4 und 5 und ermöglicht die effektive Nutzung vorhandener Einrichtungen. Die Nachteile von Fast Ethernet liegen in der Tatsache, dass Fast Ethernet weiterhin auf CSMA/CD-Technologie basiert. Bei hoher Netzwerklast verringert sich die Effizienz, was durch den Einsatz von Austauschtechnologie ausgeglichen werden kann. Der 100-Mbit/s-Fast-Ethernet-Standard ist in die drei Unterkategorien 100BASE-TX, 100BASE-FX und 100BASE-T4 unterteilt.
- 10 Gigabit Ethernet
Die 10-Gigabit-Ethernet-Spezifikation, die in der Ergänzung IEEE 802.3ae zum IEEE 802.3-Standard enthalten ist, erweitert das IEEE 802.3-Protokoll und die MAC-Spezifikationen um Übertragungsraten von 10 Gbit/s. Darüber hinaus kann 10-Gigabit-Ethernet über die WAN-Schnittstellenschicht (WIS) auf niedrigere Übertragungsraten wie 9.584640 Gbit/s (OC-192) abgestimmt werden, wodurch 10-Gigabit-Ethernet-Geräte mit dem Transportformat STS-192c des Synchronous Optical Network (SONET) kompatibel sind.