Gigabit Ethernet ist die Rennbahn für Daten

27.11.2002
Berlin im Jahr 2000: Schwer hat sich die Gigabit-Ethernet Allianz damit getan, Spezifikationen für 1000 Mbit/s Gigabit Ethernet (GE) über Kupferkabel festzuschreiben. Während die für Lichtwellenleiter bereits 1998 vorlagen, wurde die Norm für Kupferkabel erst im September 1999 veröffentlicht.
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Mittlerweile sind die ersten, im professionellen Umfeld nutzbaren Produkte auf dem Markt. Damit wird auch Bewegung in das auf hohem Niveau festgeschriebene Preisgefüge kommen.

Im Zusammenhang mit Gigabit Ethernet von Schnäppchen zu sprechen, wäre momentan dennoch vermessen. Noch immer bewegen sich die Preise auf einem vergleichsweise hohen Niveau.

Der Grund dafür liegt nach Aussage von Andreas Beierer, Marketing Director von Allied Telesyn International, auf der Hand: "Bedingt durch die noch sehr hohe Leistungsaufnahme der Gigabit Ethernet/Kupfer-Schnittstellenbausteine (PHY) ist eine Chip-Integration noch nicht erfolgt. Daraus resultieren die immer noch hohen Kosten von GE-Lösungen." Zusätzlich hätten die Hersteller, die sich frühzeitig im Bereich Gigabit Ethernet engagierten, die Preise diktieren können, weshalb sich Gigabit Ethernet für viele Unternehmen nur im Backbone rechnete.

Einsatz auf breiter Front
In den letzten Monaten hat Gigabit Ethernet nicht nur im Backbone, sondern auch im Standard-LAN deutlich zugelegt. Der Grund dafür ist einmal die Tatsache, dass immer mehr Hersteller mit standardbasierten Produkten auf den Markt kommen und den Wettbewerb ankurbeln. Bedingt durch diese Konkurrenzsituation sinken wie bereits erwähnt die Preise, was den Einsatz von Gigabit Ethernet im gesamten Unternehmensnetz interessant macht. "Aufgrund dieser Entwicklung finden deshalb sich GE-Switches nicht mehr ausschließlich im Backbone, sondern werden zunehmend auch beim Anschluss von Arbeitsplätzen und Server-Systemen eingesetzt", beschreibt Andreas Beierer die aktuelle Tendenz auf dem Netzwerkmarkt.

Treibende Kraft für die rasante Entwicklung im Gigabit Ethernet-Markt ist unter anderem auch die Verabschiedung des Kupferkabel-Standards 1000Base-T durch die IEEE 1000Base-T Task Force. Damit GE nicht mehr ausschließlich dem Highspeed-Backbone vorbehalten, sondern rutscht in den Workgroup-Bereich, wo in der Regel standardmäßig bereits 10/100TX oder 100BaseFX genutzt wird. Getragen wird der Erfolg von GE im Standard-LAN auch durch immer preiswertere unmanaged Switches für Arbeitsgruppen, die einen wirtschaftlichen Einsatz der Highspeed-Technologie auf allen Netzwerkebenen erlauben. So bietet Allied Telesyn beispielsweise einen Gigabit Ethernet Switch mit 6 Ports, bei dem der Portpreis unter 800 Dollar liegt.

Standards versprechen Investitionsschutz 
Der deutliche Vorteil von Gigabit Ethernet über Kupfer liegt nach Aussage vieler Hersteller vor allem im Preis, der sich erheblich unter dem von vergleichbaren Lösungen über Lichtwellenleiter bewege. Diese Einschätzung mag man bei Allied Telesyn so nicht unterschreiben, sondern diversifiziert: "Zwischen den Preisen für 1000 Base SX- oder LX-Lösungen für Glasfaser und denen für 1000Base-T für Kupferkabel gibt es generell keine so dramatischen Unterschiede", so der IT-Spezialist Beierer. "Das lässt sich besonders bei den Karten beobachten auf denen naturgemäß die Komponenten nahezu gleich sind - für die Kupfer-Version wird lediglich ein anderer Transceiver benötigt, was den Preis nicht großartig beeinflusst." Bei den Switches dagegen erwartet er in den kommenden Monaten doch erhebliche Preisunterschiede.

Generell zeichnet sich heute schon ab, dass wegen der standardisierten Komponenten, die eine gewisse Planungssicherheit und damit Investitionsschutz versprechen, GE-Produkte für die Planer von Netzwerken immer interessanter werden. Dies gilt insbesondere für Lösungen die auf 1000Base-T basieren. 
Prognosen der Analysten von Dell `Oro gehen beispielsweise davon aus, dass bis zum Jahr 2002 rund 70 Prozent aller weltweiten Gigabit Ethernet Installationen auf Kupfer basieren werden. Diese Zahl hält Andreas Beierer aufgrund seiner eigenen Erfahrungen für etwas zu hoch, teilt aber hinsichtlich der generellen Wachstumsraten von Gigabit Ethernet im LAN die Einschätzungen der Analysten. "Bei Planungen von schnellen Standard-LANs liegt Gigabit Ethernet immer häufiger vor ATM, das vielfach nur noch im Campus- oder WAN-Bereich zum Einsatz kommt", berichtet er aus der Praxis. "Wie Statistiken belegen, hat in Europa und in Nordamerika die Ablösung von ATM durch Gigabit Ethernet bereits stattgefunden."

Technische Hürden blockierten Standard
Bleibt die Frage, warum der Markt so lange auf den Standard für Gigabit Ethernet auf Kupferkabel warten musste. Während die Gigabit Ethernet Übertragung auf Lichtwellenleitern keine großen Probleme bereitete, galt es im Umfeld der Kupferkabel einige technische Hürden zu nehmen. 
Das Übertragungsverfahren stellt zusätzliche Anforderungen an die symmetrische Kupferverkabelung. So benötigt Gigabit Ethernet 125 MHz, was die herkömmlichen Kupferkabel der Kategorie 5 auf der Standardstrecke für die horizontale Ebene, die mit 100 Metern festgesetzt ist, überforderte. "Deshalb ist es vor der Entscheidung von Gigabit Ethernet zu überlegen, ob die vorhandene Kupferverkabelung für die geplante Installation ausreicht, oder ob man sich für eine Verkabelung der Kategorie 6 entscheidet, die mit 200 MHz arbeitet", erklärt Beierer. 
Auch nach der Verabschiedung des Standards sollte jede Verkabelung eines Unternehmensnetzes getestet werden, bevor der Einsatz von Gigabit Ethernet auf herkömmlichen Kupferkabeln erfolgt, rät Andreas Beierer. "Ich denke da besonders an die Dämpfung oder das Return Loss-Verhalten und die Cross-Talk-Parameter." Darüber hinaus sei zu beachten, dass Gigabit Ethernet für die Übertragung unbedingt alle vier Aderpaare der Kupferleitung benötigt, um den geforderten Durchsatz zu bringen.

Der 1000Base-T Standard war lange Zeit nicht in der Lage, die technischen Vorgaben für Standardinstallationen auf Kategorie 5 Kabeln zu erfüllen, weshalb seine Verabschiedung sich so extrem verzögerte. Erst im Herbst letzten Jahres hat die Arbeitsgruppe Gigabit Ethernet den Standard IEEE802.3ab dann abgesegnet. 
Der Ratifizierung ist eine Reihe von Tests vorausgegangen.
Da es sich bei Gigabit Ethernet um eine Full-duplex Übertragung über vier symmetrische Paare handelt, waren die bisherigen Spezifikationen nach EN50173 und ISO/IEC11801 nicht mehr ausreichend. Es wurde deshalb nötig, die Leistungsfähigkeit der Kupferverkabelung genauer zu spezifizieren." Deshalb sind sowohl bei Cenelec, dem europäischen Komitee für elektrotechnische Normung (EN50173) als auch bei ISO/IEC Ergänzungen zu den heutigen Verkabelungstandards erstellt worden. Diese beinhalten neue Klasse-D Grenzwerte für den Kanal und den Permanent-Link. Darüber hinaus wurden zusätzliche Parameter wie Power Sum NEXT, Power Sum ELFEXT und Power Sum ACR eingeführt. Diese Änderungen betreffen aber nur die Klasse D Grenzwerte für den Kanal und den Link. Die Kategorie 5 Anforderungen für die Kabel und die Anschlusstechnik bleiben unverändert.

NEXT steht für Near-End Crosstalk (Nahnebensprechen) für je ein Kabelpaar. PowerSum NEXT ist das Nahnebensprechen summiert für alle vier Kabelpaare. ELFEXT steht für Equal Level Far-End Crosstalk, das Nebensprechen am entfernten Ende des Kabels, also am Empfänger pro Kabelpaar oder als PowerSum ELFEXT für alle vier Kabelpaare. PowerSum ACR ist das Verhältnis von Nahnebensprechen zur Dämpfung (ACR=Attenuation to Crosstalk Ratio) für alle vier Kabelpaare summiert. 
Das Nebensprechen ist unerwünscht, weil es zu vermehrten Signalüberlagerungen und Übertragungsfehlern führen kann. Letztendlich geht das zu Lasten der Performance, da übergeordnete Protokollschichten diese Übertragungsfehler erkennen und ausbügeln müssen.

Siegeszug ist garantiert
Wegen des vergleichsweise einfachen Umstiegs auf Gigabit Ethernet 1000Base-T rechnen die führenden Marktforschungsunternehmen für die kommenden Jahre mit enormen Wachstumsraten. So prognostiziert IDC in Europa eine Gigabit Ethernet Portdichte von rund 2 Mio., wovon der Löwenanteil auf 1000Base-T entfallen soll. "Der Vorteil von Gigabit Ethernet ist, dass sich an den vorhandenen Ethernet-Strukturen kaum etwas ändert", erklärt Andreas Beierer die positive Markteinschätzung. Das mache den Umstieg für die Anwender so einfach. "In der Grundstruktur bleibt das Netz ein vertrautes Ethernet, mit den seinem bekannten Verhalten und den bislang eingesetzen Tools. Der positive Aspekt ist, dass Switches genutzt werden, die für eine kollisionsfreie Punkt-zu-Punkt-Verbindung sorgen, was die Performance im Netz erhöht." Die Einbindung der 1000Base-T-Komponenten in vorhandene Management-Systeme sowie die Konfiguration der Systeme sind in der Regel Routinen, die zum Alltagsgeschäft jedes Netzwerk-Managers gehören.

"Wenn Gigabit Ethernet auf diese Weise in die Standard-LANs Einzug hält, wird man mittel- bis langfristig im Backbone eine schnellere Technologie einsetzen müssen", reüssiert Beierer. Dafür käme 10-Gigabit Ethernet in Frage, an dessen Spezifizierung im IEEE bereits eine Arbeitsgruppe arbeitet. Mit der Festschreibung des Standards wird aber nicht vor 2002 gerechnet. 10-Gigbit Ethernet ist vollduplex-fähig und kann daher theoretisch über jede Distanz übertragen. Damit kann diese Turbo Ethernet-Technologie die Grenzen des LAN überschreiten und bietet sich auch für den Einsatz in WANs (Wide Area Networks) und MANs (Metropolitan Area Networks) an.


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