Definition Was sind 10Base-T und 100Base-T?

In älteren LAN-Strukturen ohne Gigabit-Ethernet-Technik sind die Stationen mit zehn oder 100 Megabit pro Sekunde untereinander vernetzt. In diesem Umfeld fallen Begriffe wie 10Base-T, 100Base-T, 100Base-TX, 100Base-FX, Fast Ethernet oder 802.3u. Der folgende Beitrag grenzt die Begriffe ab und gibt einen Überblick über die verschiedenen Standards.

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10Base-T ist eine offizielle Abkürzung des IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Die Abkürzung setzt sich aus der Zahl "10", dem Begriff "Base" und dem Buchstaben "T" zusammen". 10 steht für die Übertragungsgeschwindigkeit von zehn Megabit pro Sekunde, Base für die Basisbandsignalisierung Ethernet und T für Twisted-Pair-Kabel mit seinen verdrillten Adernpaaren.

Auch andere Ethernet-Übertragungsstandards wie die Fast-Ethernet-Standards 100Base-T oder 100Base-T4 richten sich nach dieser grundsätzlichen Bezeichnungsart. Bei 10Base-T handelt es sich um einen Ethernet-Übertragungsstandard nach 802.3i aus dem Jahr 1990, der im Gegensatz zu 10Base-2 oder 10Base-5 keine busförmige Koaxialverkabelung nutzt, sondern auf einer stern- oder baumförmigen Verkabelung mit Twisted-Pair-Kabeln basiert. Die verschiedenen Geräte sind über einzelne oder kaskadierte Hubs oder Switches untereinander verbunden. Als Kabel werden mindestens Cat-3-Kabel vorausgesetzt. So genannte Kreuz- oder Crossover-Kabel erlauben die direkte Verbindung zweier Geräte. 10Base-T hat heute im LAN-Bereich kaum noch Bedeutung, da performantere Übertragungsstandards wie Fast Ethernet oder Gigabit Ethernet zum Einsatz kommen.

Technische Merkmale von 10Base-T

Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit bei 10Base-T ist auf zehn Megabit pro Sekunde beschränkt. Die Netto-Datenrate liegt aufgrund des Ethernet-Übertragungsverfahrens und des Protokolloverheads deutlich darunter. Die maximale Kabellänge zwischen einem Endgerät und einem Hub oder Switch kann 100 Meter betragen. Die Steckverbindungen sind in der Regel als 8-polige Western-Stecker und -Buchsen, auch RJ45-Stecker und -Buchsen genannt, ausgeführt. Von den acht Polen sind lediglich vier (Pin 1, 2, 3 und 6) belegt, da nur zwei verdrillte Paare des Kabels mit seinen insgesamt vier Adernpaaren genutzt werden. 10Base-T löste alte ringförmige Koaxialverkabelungen im LAN-Bereich zugunsten einer strukturierten Verkabelung mit symmetrischen Kupferkabeln ab.

Fast Ethernet nach 802.3u

Fast Ethernet stellt eine Weiterentwicklung des 10-Megabit-Ethernets dar und erlaubt Übertragungsgeschwindigkeiten von 100 Megabit pro Sekunde in Sende- und Empfangsrichtung (Full-Duplex-Modus). Die technischen Spezifikationen für Fast Ethernet wurden 1995 im IEEE-Standard 802.3u veröffentlicht. Mittlerweile ist Fast Ethernet in vielen LAN-Strukturen von Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab, IEEE 802.3z) und noch schnelleren Ethernet-Standards abgelöst. Fast Ethernet lässt sich über Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaserkabel in einer Sternstruktur betreiben. Im Standard sind verschiedene Übertragungstechniken für Kupfer- und Glasfaserkabel wie 100Base-TX, 100Base-FX oder 100Base-SX definiert. Die Kupfer-basierten Varianten sind unter der Bezeichnung 100Base-T zusammengefasst. Das Kürzel 100Base-X wird in der Regel als Oberbegriff für die 100Base-FX- und -TX-Varianten verwendet. Wie bei 10Base-T erreicht auch Fast Ethernet in der Praxis nicht die maximale theoretische Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde. Die tatsächliche Netto-Datenrate liegt aufgrund des Protokolloverheads, der Adressierung und der Fehlerkorrekturverfahren darunter. Viele Geräte beherrschen sowohl Ethernet als auch Fast Ethernet.

Technische Erweiterungen des 10-Mbit-Ethernets für Fast Ethernet und Geschwindigkeiten von 100 Mbit

Fast Ethernet verwendet auf Twisted-Pair-Kabeln einen neuen Leitungscode, hat aber wie 10Base-T eine maximale Reichweite von 100 Metern. Fast Ethernet wird in der Regel vollduplex betrieben und verzichtet in diesem Fall auf das asynchrone Medienzugriffsverfahren CSMA/CD. Im Vollduplex-Betrieb ist eine Flusssteuerung (Flow Control) notwendig. Flow Control ist in IEEE 802.3x spezifiziert und verwendet PAUSE-Pakete zur Signalisierung von einzuhaltenden Wartezeiten. Aufgrund der sternförmigen, Vollduplex-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Stationen und Switch existieren keine Kollisionen und damit keine Kollisionsdomänen mehr. So genannte Broadcastdomänen kennzeichnen alle über Layer 2 erreichbaren Stationen und werden von Routern mit Layer-3-Vermittlungsfunktionen begrenzt.

Weitere Features von Fast-Ethernet-Geräten sind Auto-Sensing und Auto-Negotiation. Die Funktionen gestatten einen Mischbetrieb verschiedener Ethernet-Stationen und erkennen Geräte mit zehn Megabit oder 100 Megabit im halb- oder vollduplex Betrieb. Die maximal mögliche Übertragungsgeschwindigkeit und das nutzbare Duplex-Verfahren werden untereinander ausgehandelt und automatisch eingestellt.

Grundsätzliches zu 100Base-T

100Base-T ist der Überbegriff für die Fast-Ethernet-Varianten, die auf dem Layer 1 Twisted-Pair-Kupferkabel zur Übertragung mit einer maximalen Geschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde verwenden. Die Segmentlänge von 100Base-T ist wie bei 10Base-T auf 100 Meter begrenzt. Unter 100Base-T fallen Varianten wie 100Base-TX, 100Base-T4 oder 100Base-T2. Wie 10Base-T verwendet 100Base-T 8P8C-Modularstecker und -buchsen, auch Western- oder RJ45-Stecker und -Buchsen genannt, mit unterschiedlicher Anzahl belegter Pins. Als Kabel kommen abhängig von der jeweiligen Variante mindestens Cat-3- oder Cat-5-Kabel zum Einsatz. Die Variante mit der größten Bedeutung unter den 100Base-T-Varianten ist 100Base-TX. 100Base-TX ist in den meisten Netzen ohne Gigabit-Technik die Standard-Fast-Ethernet-Implementierung.

Die Unterkategorien von 100Base-T

Unterkategorien von 100Base-T sind:

• 100Base-TX - Übertragung über zweipaarige Cat-5-Kabel

• 100Base-T4 - Übertragung über vierpaarige mindestens Cat-3-Kabel

• 100Base-T2 - Übertragung über zweipaarige mindestens Cat-3-Kabel

100Base-TX

100Base-TX ist die dominante, am häufigsten verwendet Variante für Fast-Ethernet-Installationen. Sie benötigt Twisted-Pair-Kabel mindestens der Kategorie 5 und bietet eine Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde im Vollduplex-Modus (in beiden Richtungen). Es werden zwei verdrillte Adernpaare des Kabels, eines für jede Richtung, genutzt. Die maximale Kabellänge liegt bei 100 Meter. Die Topologie des Netzwerks ist sternförmig. An den RJ45-Steckern der Kabel sind die Pins 1, 2, 3 und 6 belegt. Die Übertragungsbandbreite beträgt 31,25 MHz bei einer Symbolrate von 125 MBaud des Datenstroms. Der Leitungscode ist 4B5B.

100Base-T4

100Base-T4 gestattet die Weiterverwendung von Cat-3-Kabeln, wie sie für 10Base-T-Installationen zum Einsatz kommen, und ist eine frühe Implementierung von Fast Ethernet. Es werden nicht nur zwei, sondern alle vier verdrillten Adernpaare des Twisted-Pair-Kabels für die Übertragung genutzt. Dementsprechend sind an den 8-poligen RJ45-Steckern alle Pins belegt. Ein Adernpaar ist für die Senderichtung, ein Adernpaar für die Empfangsrichtung vorgesehen. Die beiden restlichen Adernpaare können ihre Richtung wechseln. Als Leitungscode kommt 8B6T zum Einsatz. 100Base-T4 arbeitet halbduplex und hat ebenfalls eine maximale Segmentlänge von 100 Metern. Da Cat-5-Kabel mittlerweile selbst in älteren Fast-Ethernet-Installationen die Norm darstellen, hat 100Base-T4 kaum noch eine Bedeutung.

100Base-T2

Auch 100Base-T2 lässt sich mit Twisted-Pair-Kabeln der Kategorie 3 einsetzen. Im Gegensatz zu 100Base-T4 nutzt diese Variante aber nur zwei verdrillte Adernpaare. 100Base-T2 arbeitet vollduplex mit einer Geschwindigkeit von 100 Megabit pro Sekunde, hat eine maximale Segmentlänge von 100 Metern und ist funktional vergleichbar mit 100Base-TX. 100Base-T2 erlangte im Netzwerkbereich nie besondere Bedeutung. Allerdings wurden bestimmte Technologien für Gigabit Ethernet und 1000BASE-T verwendet.

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