Ethernet: Definition & Leitfaden

Inhaltsverzeichnis

1. Definition: Was ist Ethernet?
2. Die Entwicklung der Ethernet-Technologie
3. Was ist ein Ethernet-Kabel?
4. Ethernet: Wie funktioniert’s?
5. Was ist der Unterschied zwischen Ethernet und LAN?
6. Ethernet-Techniken & Begriffe – ein Überblick
7. Ethernet – verlässliche Netzwerklösungen

Definition: Was ist Ethernet?

Ethernet ist eine Technologie für kabelgebundene Datennetzwerke, die Geräte wie Computer, Switches und Router innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) miteinander verbindet. Die entstehenden Systeme können dabei einige wenige bis Dutzende Knotenpunkte umfassen.

Durch diese innovative technische Lösung wird die Übertragung von Datenpaketen zwischen den angeschlossenen Geräten ermöglicht. Die Ethernet-Technologie bildet somit die Grundlage für die meisten heutigen Büro- und Heimnetzwerke, kommt aber auch in der Industrie zum Einsatz. Für den Aufbau der Netzwerke werden sowohl physische Kabel als auch eine Reihe von Netzwerkprotokollen und -geräten genutzt, um zu gewährleisten, dass Daten effizient und sicher übertragen werden.

Die Entwicklung der Ethernet-Technologie

Die Geschichte von Ethernet beginnt in den frühen 1970er-Jahren, als eine erste Form dieser innovativen Technologie von Robert Metcalfe und seinem Team bei Xerox PARC erfunden wurde. Nach einigen Testphasen brachte Metcalfe im Jahr 1980 schließlich die Version Ethernet 1.0 auf den Markt, die dann vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) weiterentwickelt wurde. Durch die Entwicklung der Twisted-Pair-Kabel und der Glasfaserkabel in den 1990er-Jahren wurden schnellere Verbindungen möglich.

Ursprünglich als einfache Methode konzipiert, um mehrere Computer innerhalb eines kleinen Bereiches zu verbinden, hat sich Ethernet zu einem globalen Standard für Netzwerkverbindungen entwickelt. Von den anfänglichen 10 Megabit pro Sekunde (Mbps) bis hin zu aktuellen Standards, die Geschwindigkeiten von bis zu 400 Gigabit pro Sekunde (Gbps) unterstützen: Die Ethernet-Technologie hat ihre Fähigkeit unter Beweis gestellt, mit den wachsenden Anforderungen an Netzwerkinfrastrukturen Schritt zu halten.

Was ist ein Ethernet-Kabel?

Ein Ethernet-Kabel, oft auch als LAN-Kabel bezeichnet, ist ein Typ von Netzwerkkabel, das speziell für die Verwendung mit Ethernet-Netzwerken konzipiert ist. Es dient dazu, Geräte wie Computer, Router und Switches innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) physisch miteinander zu verbinden. Diese Kabel sind entscheidend für die Übertragung von Daten über kurze bis mittlere Entfernungen und spielen eine zentrale Rolle in der Aufrechterhaltung der Netzwerkkommunikation. Meist handelt es sich um Modelle aus Kupfer oder um Glasfaserkabel.

Es gibt verschiedene Arten von Ethernet-Kabeln, die sich in Kategorien (Cat) einteilen lassen, basierend auf ihrer Leistungsfähigkeit und der maximal unterstützten Übertragungsgeschwindigkeit und Bandbreite.

Die gängigsten Typen sind:

• Cat5e: Bietet Geschwindigkeiten von bis zu 1 Gigabit pro Sekunde (Gbps) und wird häufig in Heim- und Büronetzwerken eingesetzt. Vorteile: auch in geschirmter Variante erhältlich, weniger interne Störungen dank zweifacher Windung.
  Wichtige Daten: 100–250 Mhz / 1 Gbps / 100 m
• Cat6: Unterstützt Geschwindigkeiten bis zu 10 Gbps über kurze Distanzen und verfügt über verbesserte Schirmung.
  Wichtige Daten: 250–500 Mhz / 1 Gbps / 100 m (10 Gbps bei 37–55 m)
• Cat6a: Auch dieses Kabel ermöglicht 10-Gbps-Verbindungen, kann aber die Geschwindigkeit auch über eine größere Netzwerkkabellänge beibehalten. Dies macht Cat6a ideal für anspruchsvolle Netzwerkinfrastrukturen, wie sie etwa in der Industrie nötig sind.
  Wichtige Daten: 250–500 Mhz / 10 Gbps / 100 m
• Cat7: Dabei handelt es sich um ein steiferes Kabel, das sich besonders gut zur Verringerung der Signaldämpfung eignet.
  Wichtige Daten: 600 Mhz / 10 Gbps / 100 m (40 Gbps bei 50 m / 100 Gbps bei 15 m)
• Cat8: Diese Kabelklasse ermöglicht noch höhere Geschwindigkeiten und Bandbreiten, ist jedoch in typischen Anwendungsfällen weniger verbreitet, da derlei Kabel für spezialisierte Nutzung konzipiert sind.
  Wichtige Daten: 25 Gbit/s für Cat 8.1 und 40 Gbit/s für Cat 8.2

Ethernet: Wie funktioniert’s?

Für die Funktionalität des Ethernets sind zweierlei Hardwaretypen entscheidend.

Data Communication Equipment (DCE): Router, Switches, Hubs und alle Geräte, die Daten empfangen und weiterleiten können. Sie dienen als Verbindung und Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten des Data Terminal Equipments.

Data Terminal Equipment (DTE): Endgeräte. Sie empfangen über das Ethernet die Daten aus dem DCE und können über das DCE auch Daten an andere Endgeräte versenden.

Ethernet verwendet das Verfahren „Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection“ (CSMA/CD), um zu bestimmen, wann ein Gerät Daten senden kann. Dies hilft, Kollisionen zu vermeiden, wenn zwei Geräte gleichzeitig senden wollen. Moderne Ethernet-Systeme nutzen zudem Switching-Techniken, um Datenpakete direkt an das Zielgerät zu leiten, was die Effizienz und Geschwindigkeit des Netzwerks erhöht.

Was ist der Unterschied zwischen Ethernet und LAN?

Während Ethernet eine Technologie ist, die physische Netzwerke und teilweise die Datenverbindungsschicht eines Netzwerks definiert, bezieht sich ein LAN (Local Area Network) auf das gesamte Netzwerk selbst. Ein LAN kann verschiedene Technologien für die Verbindung von Geräten nutzen, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – Ethernet. Kurz gesagt, Ethernet ist eine Methode, um ein LAN zu implementieren, aber nicht das einzige Mittel dazu.

Ethernet-Techniken & Begriffe – ein Überblick

Im Laufe der Jahre wurden konkrete Ethernet-Techniken und -Standards entwickelt, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Einige der Schlüsselbegriffe und Techniken im Zusammenhang mit Ethernet sind:

• Fast Ethernet: Bietet Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbps; wurde eingeführt, um den Anforderungen schnellerer Datenübertragung gerecht zu werden.
• Gigabit Ethernet: Erhöht die Geschwindigkeit auf bis zu 1 Gbps; ideal für Netzwerke, die eine hohe Datenübertragungsrate erfordern.
• Power over Ethernet (PoE): ermöglicht die Stromversorgung von Geräten über das Ethernet-Kabel, was separate Stromkabel überflüssig macht.
• Switches und Router: Geräte, die verwendet werden, um Netzwerkverkehr effizient zu leiten und zu verwalten.

Ethernet – verlässliche Netzwerklösungen

Ethernet bleibt eine zentrale Technologie in der Welt der Netzwerke. Sowohl im Bereich der Kabel- als auch der Schnittstellentechnologie waren in den vergangenen Jahrzehnten rasante Entwicklungen zu verzeichnen. Das Ziel: den Bedürfnissen der modernen Kommunikation, aber auch den Ansprüchen der Industrie bestmöglich gerecht zu werden.

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