Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 23

Moderne LAN-Technologien: IEEE 802.3ab 1000 BASE-T

16.06.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Nur mit ausgereifter Schaltungstechnik und viel Know-how lässt sich Gigabit-Ethernet auf Twisted Pair realisieren; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Nur mit ausgereifter Schaltungstechnik und viel Know-how lässt sich Gigabit-Ethernet auf Twisted Pair realisieren; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Im Rahmen strukturierter Verkabelung wurde vor allem das Kat-5-Kabel verlegt. Eine Gigabit-Ethernet-Lösung konnte damit erst dann Breitenwirkung erzielen, wenn sie auf genau diesem Kabel lauffähig wurde. Dazu waren eine Reihe von technischen Tricks nötig, die aber letztlich zu einem überragenden Erfolg geführt haben: 1000 BASE-T ist die zurzeit am häufigsten verwendete Zugangsschnittstelle der Welt.

IEEE 802.3ab definiert die Spezifikationen für den Betrieb von Gigabit Ethernet über Category 5 Cabling Systems, die entsprechend der Spezifikationen von ANSI/TIA/EIA-568A installiert wurden. Es sollte möglich sein, 1000 BASE-T zu betreiben, ohne die existierende Kategorie-5-Verkabelung ersetzen zu müssen.

Die Realisierung von Gigabit Speed über Kategorie-5-Verkabelung ist ein kleines Wunderwerk der Technik und angesichts der vielen nachrichtentechnisch wirklich lieblosen LAN-Übertragungsverfahren lohnt es sich, einen Blick darauf zu werden.

Es müssen nämlich sozusagen Schaltungstricks aus jeder Ecke kombiniert werden, um dieses erstaunliche Ziel zu realisieren:

  • 1. Parallelverarbeitung: das Sendesignal muss auf mehrere Leitungen aufgespalten werden, damit auf der einzelnen Leitung die Störstrahlbestimmungen eingehalten und weitere Leistungsparameter erreicht werden können
  • 2. Multilevel-Codierung: man muss mehr als zwei logische Niveaus auf einer Leitung übertragen, um mit den Vorgaben für die Bandbreite auszukommen.
  • 3. Trellis-Codierung: man muss den zweitgenannten Punkt mit einer speziellen Codierung verbinden, die es erlaubt, die Bitfehlerrate in erträglichen Grenzen, z.B. bei 10 EXP -10 zu halten. Dazu gehört die Viterbi-Decodierung.
  • 4. Echo-Kompensation: die Leitungen sollen paarweise im Vollduplexbetrieb benutzt werden, so dass auf einem Drahtpaar Informationen in beide Richtungen laufen. Damit das funktioniert, müssen spezielle Schaltungen für die Unterdrückung des eigenen Sendesignals am eigenen Empfänger sorgen.
  • 5. Scrambling: die Daten werden beim Aufteilen auf die verschiedenen Leitungen verwürfelt. Dies erhöht die Übertragungssicherheit, primäres Ziel ist aber die Begrenzung des benutzten Frequenzspektrums bei der Übertragung.
  • 6. Kompensationsverfahren für Nah- und Fernnebensprechdämpfung
  • 7. Equalizing und Filterung

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