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Definition Was ist 100GbE?

100GbE ist eine Ethernet-Variante, die eine Datenrate von 100 Gigabit pro Sekunde erreicht und im Standard IEEE 802.3ba definiert ist. Ethernet-Verbindungen mit 100 Gigabit pro Sekunde sind sowohl über kupferbasierte Leitungen als auch über Glasfasern unterschiedlichen Typs möglich.

(© aga7ta - Fotolia)

100-Gigabit-Ethernet (100GbE) ist gemeinsam mit der Ethernet-Variante 40-Gigabit-Ethernet (40GbE) im Standard IEEE 802.3ba definiert. Es handelt sich um die bisher schnellste Version des Ethernet-Standards. In IEEE 802.3ba sind erstmals zwei Geschwindigkeitsstufen in einem Ethernet-Standard beschrieben.

40GbE kann als eine Vorstufe zu 100GbE verstanden werden. Die Datenübertragung ist sowohl über Glasfaserleitungen wie Monomode- oder Multimode-Lichtwellenleiter als auch über kupferbasierte Kabel möglich. Während sich über Lichtwellenleiter größere Entfernungen überbrücken lassen, sind kupferbasierte Leitungen nur für kurze Strecken vorgesehen.

100-Gigabit-Ethernet wird oft auch mit den Bezeichnungen 100GE oder 100GiGE abgekürzt. Im Vergleich zu Vorgängerstandards wie 10GbE oder 1GbE ist 100GbE zehn bis 100 Mal schneller und für besonders bandbreiteintensive Anwendungen wie für die Verbindung von Rechenzentren und in Backbonenetzen einsetzbar.

Die grundlegenden Eigenschaften des Ethernets verändern sich nicht. Protokolle höherer Ebenen wie Routingprotokolle oder Spanning-Tree-Protokolle zur Verbindung von Switches sind weiterhin nutzbar. 100GbE ist auf dem Layer 1 und Layer 2 des ISO/OSI-Referenzmodells definiert und für sämtliche Protokolle und Anwendungen höherer Schichten transparent. Im Vergleich zu Ethernet-Varianten wie Fast Ethernet benötigt 100-Gigabit-Ethernet kein Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD), da es sich um einen Full-Duplex-Standard handelt, bei dem keine Kollisionen durch Mehrfachzugriff auftreten.

Einsatzmöglichkeiten von 100-Gigabit-Ethernet

Bei 100GbE handelt es sich um eine Ethernet-Hochgeschwindigkeitstechnologie, die bei leistungsfähigen und bandbreiteintensiven Anwendungen Einsatz findet. So lassen sich die 100GbE-Leitungen für die Verbindung von Switches in Rechenzentren, für die Anbindung von Clustern, Speichernetzwerken oder Servern und für die Aggregation im Netzwerk-Backbone verwenden. Im LAN mit Endgeräten wie PCs, Laptops oder Druckern spielt diese Ethernet-Variante keine Rolle, da dort solche extrem hohen Datenraten nicht benötigt werden. Dort sind hauptsächlich Ethernet-Varianten wie Fast Ethernet (100 Gbps) oder Gigabit Ethernet (1.000 Gbps) vorzufinden.

Anforderungen an den Standard IEEE 802.3ba

Bei der Entwicklung des Standards IEEE 802.3ba für 100- und 40-Gigabit-Ethernet wurden folgende Grundanforderungen berücksichtigt:

  • keine Veränderungen des 802.3-Frameformats und der Layer-2-MAC-Ebene
  • Transparenz für Protokolle der höheren Schichten des ISO/OSI-Schichtenmodells
  • Einhaltung der minimalen und maximalen Framelängen des Ethernets
  • Unterstützung optischer Transportnetze (OTN, Optical Transport Network)
  • Übertragung per kupferbasierten Leitungen, Backplanes, Singlemode- und Multimodeglasfasern
  • Erreichen einer Bit Error Rate (BER) von weniger oder gleich 10 hoch -12

Standards für Ethernet mit 100 Gigabit pro Sekunde über Glasfaser

100-Gigabit-Ethernet ist über verschiedene Glasfasertypen möglich. Die Ethernetsignale lassen sich über Multimode- oder Singlemodefasern übertragen und können im Fall der Verwendung von Singlemode-Lichtewellenleitern mehrere Kilometer überbrücken. Standards für 100 Gigabit über Glasfaser sind:

  • 100GBASE-SR10 100 Gbit/s für zehn OM3-Multimodeglasfasern
  • 100GBASE-SR4 100 Gbit/s für vier OM4-Multimodeglasfasern
  • 100GBASE-LR4 für eine OS2-Singlemodeglasfaser mit vier Farben
  • 100GBASE-ER4 für eine OS2-Singlemodeglasfaser mit vier Farben

Standards für Ethernet mit 100 Gigabit pro Sekunde über Kupfer

Schon die Übertragung von Ethernetsignalen mit zehn oder 40 Gigabit pro Sekunde über kupferbasierte Leitungen ist technisch sehr anspruchsvoll und ermöglicht nur relativ geringe Distanzen. 100GbE lässt sich per Twinax-Kabel übertragen. Für Twisted-Pair-Kabel existiert derzeit kein Standard für 100 Gigabit pro Sekunde. 40GbE ist als 40GBASE-T auf Twisted-Pair-CAT8-Kabeln möglich. Der Standard für 100-Gigabit-Ethernet über Twinax-Kabel lautet 100GBASE-CR10.

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