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Connectivity
Ethernet: So funktioniert kabelgebundene Datenübertragung
09.08.2024
15 Min.
Ethernet – dieses Wort taucht im Zusammenhang mit Vernetzung, Datenübertragung und dem Internet immer wieder auf. Doch was steckt eigentlich hinter dem Begriff und welcher Zusammenhang besteht zu LAN-Kabeln, Internetroutern und WLAN? Wir erklären, was der Standard für kabelgebundene Datenübertragung in geschlossenen Netzwerken bedeutet, wie ein Ethernet-Anschluss aufgebaut ist und welche Kabelarten es für die Verbindung gibt.
Das Internet, wie wir es heute kennen, wäre ohne Ethernet-Verbindungen kaum denkbar. Zwar werden immer mehr Internetverbindungen mobil übertragen, doch in großen Serverfarmen, Büronetzwerken und vielen Heimumgebungen erfolgt die Datenübertragung auch weiterhin über sogenannte Ethernet- beziehungsweise LAN-Verbindungen. Für weitere Strecken wiederum kommen heutzutage fast ausschließlich Glasfaserkabel mit sehr hohen Übertragungsraten zum Einsatz.
Hier erhalten Sie einen Überblick über die Funktionsweise und die verschiedenen Übertragungsraten im Ethernet-Bereich – von Netzwerken in kleinen Einzelbüros bis hin zu Industrie-Netzen mit zehntausenden Anschlüssen.
Inhaltsverzeichnis
Ethernet – was ist das eigentlich?
Ethernet verbindet Computer und andere Geräte in lokalen Netzwerken, sogenannten „Local Area Networks“ (kurz: LAN). LAN sind Netzwerke an einem einzigen Standort, beispielsweise einem Büro oder einer Fabrik. Aber auch beim Datentransport in größeren „Wide Area Networks“ (WAN), die mehrere LAN verbinden, sowie für industrielle Echtzeit-Anwendungen setzt man häufig auf Ethernet.
Die Technologie für Ethernet-Verbindungen stammt von Robert Melancton Metcalfe, der den Standard 1973 am berühmten Xerox Palo Alto Research Center in den USA entwickelte. Obwohl der Name „Ethernet” in Anlehnung an den „Äther” eine Funkübertragung vermuten lässt und es tatsächlich auf dem drahtlosen „ALOHAnet” (eine Pionierarbeit der Universität von Hawaii) basiert, ist das Ethernet eine Bezeichnung für rein kabelgebundene Datennetzwerke. Ab 1980 trat das Ethernet seinen Siegeszug durch die damals (noch wenigen) Netzwerke an.
Über die Jahre entwickelte man die Übertragungstechnologie fortlaufend weiter. Anfangs lagen die Datenübertragungsraten nur bei etwa drei, später zehn Megabit pro Sekunde. Die Geschwindigkeit in Netzen wird in der Regel in Bit oder Megabit gemessen, wobei acht (Mega)bit einem Mega(byte) an Daten entsprechen.
Je nach erreichbarer Geschwindigkeit gibt es unterschiedliche Bezeichnungen für eine Ethernetverbindung. Ethernet mit Geschwindigkeiten ab 100 Megabit pro Sekunde wird auch Fast Ethernet genannt. Ab 1.000 Megabit pro Sekunde (also 1 Gigabit pro Sekunde) spricht man vom Gigabit-Ethernet. Alles oberhalb von 100 Gigabit pro Sekunde nennt man Terabit-Ethernet.
Inzwischen sind bis zu 400 Gigabit pro Sekunde (kurz: 400 Gbps) machbar und die Entwicklung geht weiter: Mit dem Standard 1.6TBASE sollen 1,6 Terabit pro Sekunde erreicht werden. Das nächste Upgrade für bis zu 3,2 Terabit pro Sekunde ist in Vorbereitung. Anstelle von Kupferkabeln setzen die Hersteller hierbei zunehmend auf Glasfaser (Ethernet over fibre).
Das heutige Ethernet basiert in seinen Grundzügen auf dem Standard IEEE 802.1 (später zu IEEE 802.2 und dann zu IEEE 802.3 weiterentwickelt). Somit funktionieren auch viele ältere Geräte immer noch in modernen Netzwerken. Die Abkürzung IEEE steht übrigens für das „Institute of Electrical and Electronics Engineers”, einen weltweiten Berufsverband von Elektrotechnik- und Informationstechnik-Ingenieuren mit Sitz in New York und Piscataway, New Jersey, USA.
Die Vorteile der Ethernet-Verbindung
Anfang des 21. Jahrhunderts kamen zunehmend Drahtlosnetzwerke, also sogenannte WLANs (Wireless Local Area Networks), zum Einsatz. Damals sagten viele Expert:innen bereits das Ende der bis dato üblichen Ethernet-Verkabelung voraus. Doch das Gegenteil ist der Fall: Via WLAN lassen sich zwar theoretisch jede Menge Geräte drahtlos mit einem zentralen Knotenpunkt verbinden, doch in der Praxis funktioniert das nicht immer reibungslos.
Das Problem bei WLAN: Innerhalb von Wohn- oder Bürohäusern konkurrieren häufig mehrere WLAN-Router um dieselben Frequenzen. Außerdem können andere Geräte in der Umgebung für Störungen sorgen: Mikrowellen, Garagenöffner, Funklautsprecher und so weiter. Auch Radaranlagen für die Luftfahrt funken zum Teil auf denselben Frequenzen.
Das kabelgebundene Ethernet ist hingegen dank ineinander verdrillter Adernpaare und einem zusätzlichen Schutzmantel gegen derartige Einflüsse besser geschützt. Erst der schnelle Mobilfunkstandard 5G ist – auch, aber nicht nur dank deutlich höherer Übertragungsfrequenzen – in der Lage, die typischen Schwächen von WLANs zu beheben und beispielsweise sehr geringe Latenzzeiten (also Verzögerungszeiten beim Datentransport) zu garantieren.
Ethernet ist und bleibt also weiterhin der de-facto-Standard bei der Vernetzung von Computern, Druckern und anderen Geräten. Er ist
- besonders störungsresistent
- ermöglicht niedrige Bandbreiten und Latenzzeiten
- und gewährleistet schnelle Datenübertragungen.
Über Ethernet können Sie somit störungsfreie Übertragungsraten von mehreren Gigabit pro Sekunde auch über weitere Strecken hinweg erreichen. Bei WLAN ist die mögliche Übertragungsgeschwindigkeit sowohl in der Theorie als auch in der Praxis deutlich geringer.
Darüber hinaus steht jedem angeschlossenen Gerät die volle Bandbreite gemäß des verwendeten Standards bis zum nächsten Knotenpunkt (beispielsweise einem Switch) zur Verfügung und wird nicht geteilt. Im Vergleich zu WLAN ist Ethernet obendrein weitgehend abhörsicher, was besonders bei unverschlüsselten WLANs nicht der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil: Über konventionelle Ethernet-Kabel (mit Kupferadern, siehe unten) können Sie Ihre Telefone oder Überwachungskamera auch gleich noch mit Strom versorgen. Wie das geht, verraten wir Ihnen in unserem separaten Ratgeber zu Power-over-Ethernet (PoE).
Welche Nachteile hat eine Ethernet-Verkabelung?
Wo Licht ist, ist fast immer auch Schatten: Eine Ethernet-Verkabelung zu realisieren, kann sehr aufwändig sein. Unter Umständen müssen Sie dafür Wände durchbohren, Kabel verlegen und Switches zur Verteilung der Netzwerkdaten einsetzen. Die benötigte Länge an Ethernet-Kabel in einem Unternehmensgebäude kann außerdem schnell mehrere hundert Meter oder gar Kilometer betragen.
Insgesamt ist ein Ethernet-Netzwerk weniger flexibel und in der Anschaffung deutlich teurer als eine WLAN-Lösung oder ein 5G-Campusnetz. Außerdem besitzen viele Smartphones, Tablets und auch immer mehr Notebooks keinen Ethernet-Anschluss. Daher setzen Netzwerklösungen in Büros häufig auf eine Kombination aus Ethernet-Verkabelung und WLAN-Zugriffspunkten.
Diese Arten von Ethernet-Kabeln gibt es
Grundsätzlich unterscheidet man drei Kabelarten für die Übertragung per Ethernet:
- Ethernet über Koaxialkabel („Token-Ring”, „BNC”) – heute kaum noch verwendet
- Ethernet über achtadrige Kupferkabel (auch als LAN-Kabel, CAT-Kabel oder RJ-45-Kabel bekannt)
- Ethernet über optische Glasfaserkabel
Die bekannten, achtadrigen LAN-Kupferkabel mit RJ-45-Steckern übertragen ihre Daten über sogenannte verdrillte Adernpaare (auch als „Twisted-Pair” bezeichnet). Die Kabel besitzen heute üblicherweise eine Ummantelung aus Aluminium und Kunststoff. Diese bietet Schutz gegen innere und äußere Störeinflüsse und somit eine höhere Datenübertragungsrate und minimale Übertragungsverluste gegenüber älteren Kabeltypen. Die einzelnen Adern des Kabels haben üblicherweise einen Durchmesser von nur 0,4 oder 0,6 Millimetern.
Ein Glasfaserkabel wiederum besteht aus einem inneren Kern und einem Mantel aus Quarzglas oder polymeren optischen Fasern. Auch diese Kabelart ist mit Kunststoff ummantelt und gegebenenfalls mechanisch verstärkt. Im Zentrum des Kabels findet die Lichtführung statt, während der Mantel vor allem dazu dient, das Kabel biegen zu können, ohne dass das Lichtsignal unterbrochen wird.
Die einzelnen Klassen der Ethernet-Kabel
Je nach Verlegeart, Kabellänge und Qualität unterteilt man Ethernet-Kabel in verschiedene Kategorien („Cat-”X). Auf Basis dieser Kabelart(en) erfolgt auch die Benennung: Hierbei steht vorne immer die maximale Übertragungsgeschwindigkeit, gefolgt vom Wort „Base”-X für „Basisband”, also der Übertragungstechnik, sowie einem Buchstaben für die Kabelart:
- Cat-1- bis Cat-4-Kabel (10Base2, 10Base5 und 10Base-T): Ältere Netzwerke auf Basis dieser Kabelart verwenden herkömmliche, relativ dünne Ethernet-Kabel, die obendrein meist ungeschirmt sind („Unshielded Twisted Pair”, UTP). Sie kamen vorwiegend bei herkömmlichen ISDN-Telefonen zum Einsatz und sind heute kaum noch im Einsatz. Die Übertragungsgeschwindigkeit liegt bei bis zu 100 Megabit pro Sekunde über kurze Entfernungen hinweg. Eigentlich ist diese Kabelart aber für nicht mehr als zehn Megabit pro Sekunde im dauerhaften Einsatz spezifiziert. Manche Router reduzieren daher im Betrieb die Datenrate, weil es andernfalls zu viele Übertragungsfehler gibt.
- CAT-5-/5e-Kabel (100Base-T, 1000Base-T): Diese Kabelart ermöglicht höhere Datenübertragungsraten von bis zu einem Gigabit pro Sekunde. Während Cat-5e-Kabel immer bis zu 1.000 Megabit (ein Gigabit) pro Sekunde (auf Strecken unter 45 Metern auch mehr) übertragen können, schaffen Cat-5-Kabel dies nicht in allen Fällen und sollten daher vor entsprechender Verwendung überprüft werden.
- Cat-6(A)-Kabel (1000Base-T und 10GBase-T): Diese Kabel erlauben eine Datenrate von zehn Gigabit pro Sekunde über eine Strecke von bis zu 100 Metern. Sie sind häufig bei bestehenden Gebäudeinstallationen und zwischen Knotenpunkten verlegt, werden aber mehr und mehr durch Glasfaserkabel abgelöst.
- Cat-7- und Cat-8-Kabel (1000Base-T und 10GBase-T): Diese Kabel sind für noch höhere Übertragungsraten ausgelegt. Mit ihnen sind (im Falle von Cat-8) Übertragungsraten von 40 Gigabit pro Sekunde und mehr möglich. Dies lässt sich durch die separate Abschirmung jedes einzelnen Adernpaars anstatt „nur” des gesamten Kabels erreichen.
- Glasfaser (1000Base-FX, SX und LX sowie 10GBase-SR, SW, LR, LW, ER, EW und LX4): Die derzeit modernste Art der Datenübertragung basiert nicht auf elektrischen, sondern auf Lichtimpulsen. Sie bewegen sich durch ein flexibles Kabel aus Glasfaser, basierend auf Quarzglas. Dadurch sind nahezu verlustfreie Datenübertragungen von bis zu 400 Gigabit pro Sekunde und pro Farbe bei geringer Störanfälligkeit über mehrere Kilometer Entfernung hinweg möglich.
Die Verbindung der jeweiligen Kabel erfolgt über genormte Steckverbinder mit den passenden Ports am Router, Wand- oder Bodenauslass oder am zugehörigen Datenverarbeitungsgerät. Dabei hat sich der Kabelstandard in Bezug auf den Ort teilweise verändert: Früher fanden sich zum Beispiel in Büroumgebungen Cat-4- oder Cat-5-Verbindungen, heute sind dort mindestens Cat-6 oder Cat-7, oder sogar Glasfaserleitungen der Standard.
Wichtig: Ethernet-Kabel erreichen ihre vorgesehene Datenübertragungsrate nur dann, wenn auch die verwendeten Stecker für diese Geschwindigkeit freigegeben sind und fachgerecht angeschlossen („gecrimpt“) wurden.
Im Büro und im Heimbereich liegt die maximale interne Übertragungsrate normalerweise bei bis zu 1 Gbps pro Sekunde – was für die meisten aktuellen Anwendungen aureicht. Inzwischen kommen vereinzelt auch 2,5-Gbps-Anschlüsse zum Einsatz. Der eigentliche „Flaschenhals” bei der Datenübertragung in Gigabit-Netzwerken sind häufig nicht die verwendeten Ethernet-Kabel, sondern die Geschwindigkeit der beteiligten Rechner, speziell die der eingebauten Festplatte(n). Auch die Switches, die mehrere Gigabit-Ports gleichzeitig versorgen, können die tatsächlich erreichte Geschwindigkeit mindern.
Welche Voraussetzungen muss ein Ethernet-Netzwerk erfüllen und was benötigen Sie dafür?
Wenn Sie ein Ethernet-Netzwerk „aus dem Nichts” aufbauen oder eine vorhandene, veraltete Büroverkabelung modernisieren wollen, können Sie sich ganz auf die Vodafone-Netzwerkspezialist:innen verlassen. Diese helfen Ihnen, was die Planung, die Installation und die Inbetriebnahme Ihres hausinternen Ethernet-Netzwerks oder sogar eines standortübergreifenden Firmennetzwerks mit Unterstützung durch MPLS und SD-WAN angeht.
Ansonsten benötigen Sie neben einem Verlegeplan für Ihr Netzwerk unter anderem Folgendes:
- eine ausreichende Menge an Verlegekabel, am besten CAT-6 oder höher für die Gebäudeinstallation (alternativ auch Glasfaser)
- eine entsprechende Anzahl fertig konfektionierter Cat-5e-Kabel für die Verbindung zwischen der Hausinstallation und dem eigentlichen Computer oder Gerät
- eine Bohrmaschine mit Aufsatz für Wanddurchbrüche (Brandschutz beachten!)
- eines oder mehrere Patch-Panels in einem Anschlussraum und/oder Ihrem Serverraum, an dem die Gebäudeinstallation anliegt und mit Portnummern versehen ist
- eine passende Anzahl von Gigabit-Switches, passend zu der verlegten Kabelart pro Etage oder Bereich
- eine entsprechende Anzahl an Bodentanks oder Wanddosen für die Aufnahme von Ethernet-Ports
- ein passendes Crimp-Set, um Kabel abzulängen und mit Ethernet- oder Glasfaser-Steckern zu versehen
Was nach viel Arbeit klingt, ist in der Praxis je nach Umfang der Installation und Besonderheiten vor Ort von Profis innerhalb weniger Tage erledigt. Anschließend verfügen Sie über ein eigenes, hausinternes Ethernet-Netzwerk, das Sie anschließend softwareseitig gegenüber dem öffentlichen Internet abschirmen können und sollten.
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Wie ist ein Ethernet-Paket aufgebaut?
Unabhängig von der zugrunde liegenden Kabelart (Glasfaser, Kupferkabel, oder (veraltet): Koaxialkabel) müssen die Ethernet-Verbindungen Daten in standardisierter Form durch die Leitungen schicken. Alle beteiligten Sender und Empfänger (dazu gehören auch Drucker und andere Geräte) sollen mit den Informationen etwas anfangen können und die übrigen Geräte nicht stören.
Die eigentlichen Daten werden daher in kleineren „Portionen” mit Hilfe sogenannter Ethernet-Frames in etwas größere Ethernet-Pakete „eingepackt” und dann auf die Reise geschickt. Grund dafür ist unter anderem, dass die Datenübertragung in kleineren Portionen weniger fehleranfällig ist. Bei einer Störung ist nicht gleich das gesamte Datenpaket betroffen, sondern nur eine kleine Teilzahl von klar eingegrenzten Paketen.
Außerdem lässt sich nur auf diese Art wie oben beschrieben ein „fairer” Zugriff auf das gemeinsame Medium sicherstellen. Wäre dies nicht der Fall, würde ein Rechner, der riesige Datenmengen verschickt, für die Dauer dieses Sendevorgangs einen Großteil des Ethernet-Netzwerks blockieren. Anderen Computer könnten dann weder etwas versenden noch empfangen.
Wie ein solches Ethernet-Paket grundsätzlich aufgebaut ist, zeigt die folgende Darstellung (die Hexadezimalzahlen in den einzelnen Datenfeldern des Pakets dienen nur der Veranschaulichung):
Paketaufbau auf Grundlage des aktuellen Ethernet-II- und IEEE-802.3-Standards.
Die Ethernet-Pakete verfügen jeweils über einen einheitlichen Aufbau: Sie haben eine bestimmte Größe und beinhalten neben den eigentlichen Daten auch eine Prüfsumme sowie die Start- und Zieladresse des Pakets in Form von sogenannten MAC-Adressen. Hierbei handelt es sich um die sechs Byte langen und weltweit eindeutigen Adressen der Quell- und Zielrechner, die an der Kommunikation beteiligt sind. Im Unterschied zu den dynamisch vergebenen IP-Adressen liegt den MAC-Adressen jeweils eine bestimmte Netzwerkkarte zugrunde, deren Hardware-Adresse zumindest in der Theorie nicht änderbar ist.
Über die Informationen, die gemäß der Abbildung im Sektor „VLAN” (Virtual Local Area Network) enthalten sind, können Geräte innerhalb eines virtuellen Subnetzes separat adressiert werden. In größeren Netzwerkstrukturen verbessern solche Subnetze die Performance, da die Grundlast des Datenaustausches zwischen den vernetzten Geräten auf das VLAN beschränkt bleibt.
Weitere Bereiche des Ethernet-Pakets enthalten Informationen zur Netzwerkart und zur Art der Daten – etwa Protokolldaten oder Nutzdaten – und schließlich die eigentlichen Daten im Umfang von bis zu 1.500 Byte. Das PAD-Feld (wie „Padding”, also „Auffüllen”) ist variabel und dient nur dazu, den eingebetteten Ethernet-Frame auf die erforderliche Minimalgröße von 64 Bit zu bringen. Anschließend enthält das Paket noch die sogenannte CRC („Cyclic Redundancy Check”)-Prüfsumme, welche die Datenübertragung selbst kontrolliert.
Ein Ethernet-Paket gilt erst dann als vollständig zugestellt, wenn es komplett empfangen wurde und die mitgeschickte Prüfsumme korrekt ist. Ist das nicht der Fall, könnten beispielsweise Signalstörungen die Daten unterwegs verfälscht haben. In diesem Fall wird das fehlerhafte Paket verworfen und noch einmal neu gesendet.
Sogenannte Switches sorgen im Ethernet dafür, dass alle Pakete jeweils genau an den passenden Zielports landen. Damit unterscheiden sie sich von den technisch simpleren Netzwerk-Hubs die eingehende Datenpakete immer an alle daran angeschlossenen Geräte weiterleiten.
Switches erzeugen also keinen unnötigen Datenverkehr mit Rechnern, die gar keine Daten erwarten und sind daher zu bevorzugen. Die heute üblichen Full-Duplex-Switches sind in der Lage, Pakete sogar zeitgleich zu senden und zu empfangen. Das verbessert die Datenübertragungsraten in der Praxis erheblich.
CSMA/CD: So funktioniert die Ethernet-Datenübertragung „kollisionsfrei”
Ethernet ist eine paketorientierte Übertragungstechnik. Jedes zu übertragende Paket braucht für eine gewisse Zeit einen reservierten Übertragungsweg innerhalb des Mediums. Dann überlagert es sich nicht mit anderen Paketen.
In Netzwerken kommunizieren in der Regel mehrere Geräte, wie beispielsweise Computer, Drucker und Server, gleichzeitig miteinander und tauschen ihre Datenpakete untereinander aus. Daher muss genau geregelt werden, welches Geräte gerade Daten über das LAN-Kabel versenden darf. Diese Regelung ist auch unter dem Namen „Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection” (CSMA/CD) bekannt.
Hierbei „wartet” das Sendemedium zunächst eine „freie” Zeitspanne ab, um mit der Übertragung zu beginnen und reserviert sich dann das Kabelmedium. Versuchen dennoch zwei Geräte gleichzeitig, eine Übertragung zu beginnen, stoppen sie, warten jeweils eine zufällige Zeitspanne ab und beginnen dann erneut mit ihrer Übertragung. Paketüberlagerungen im Kabel und damit Fehlübertragungen werden so reduziert und bestenfalls ganz vermieden.
Switched Ethernet oder Dedicated Ethernet: Bestens vernetzt
Bei Switched Ethernet basiert Ihre Standort-Vernetzung auf Ethernet via sicherheitszertifizierter MPLS-Technologie. Mit EPL (Point-to-Point), EVPL (Hub & Spoke), EP-LAN (Any-to-Any) und/oder E-Tree (Hub & Spoke mit nur 1 EVC) werden beispielsweise der Standort A und B mit dem Zentralsitz verbunden, oder es findet eine Verbindung aller Standorte untereinander via Vollvermaschung statt.
Dedicated Ethernet wiederum liegt eine Verbindungstechnologie von Ethernet via optischem Netz per Optical Transmission Network (OTN/DWDM) zugrunde. Die Vernetzungsoption basiert auf einer P2P-Topologie und hat Bandbreiten von 1 Gbit/s bis zu 100 Gbit/s inklusive Fiber Channel. Sie profitieren dabei außerdem von besonders geringen Latenzzeiten.
Klassisches Ethernet und Industrial Ethernet – Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Wo Maschinen und Anlagen miteinander vernetzt sind, kommt es häufig auf garantierte, maximale Latenzzeiten an. Hier ist Ethernet gegenüber (bisherigen) drahtlosen Standards zwar grundsätzlich im Vorteil – tatsächliche Garantien für bestimmte Netzwerkeigenschaften gibt es jedoch nur, wenn ein sogenanntes Bussystem oder eine Ringverkabelung mit speziellen Datenprotokollen zum Einsatz kommen. Solche speziellen Anforderungen sind im Standard-Büro-Netzwerk normalerweise kein Thema – in sensiblen Bereichen wie der Robotersteuerung oder etwa der Tele-Chirurgie können sie hingegen von entscheidender Bedeutung sein.
Die oben beschriebene CSMA/CD-Kollisionserkennung als Teil des Ethernet-Standards sorgt normalerweise dafür, dass Datenpakete nur dann übertragen werden, wenn der benötigte Leitungsabschnitt „frei” ist. So entstehen in der Praxis Verzögerungszeiten von üblicherweise weniger als zehn Millisekunden. Dennoch kann es vorkommen, dass „Datenstaus” entstehen – was bei industriellen Echtzeit-Anwendungen ein Problem sein kann.
Aus diesem Grund wurde der Ethernet-Standard nach und nach um (teils nicht standardisierte) Anforderungen in der Industrie erweitert. Zu ihnen zählen beispielsweise:
- Garantierte Paketübertragung innerhalb einer bestimmten Zeit
- Garantierte Netzwerk-Bandbreiten
- Hohe Störsicherheit gegenüber elektromagnetischen Feldern
- Erweiterter Betriebstemperaturbereich
- Höhere IP-Schutzklasse bei den Steckverbindungen, beispielsweise in feuchten, öligen oder sterilen Umgebungen
- Schnelle Störungserkennung und Absicherung von Bauteilen durch potentialfreie Meldekontakte
- Feldbusbasierter Sensoren- und Aktorenanschluss zur Vermeidung von Datenkollisionen
Um diesen Anforderungen zu erfüllen, gibt es besondere Hardware-Komponenten wie sogenannte „Industrial Ethernet Hubs”, die besonders abgeschirmt sind. Weiterhin gibt es spezielle, staub- und spritzwassergeschützte RJ45-Stecker und echtzeitfähige Protokolle auf IP-Basis wie SERCOS III, Profinet, Powerlink und EtherCAT. Im Einzelfall kann es notwendig sein, von der üblichen Sternverkabelung (oder Baumverkabelung bei mehreren Netzabschnitten) in Standard-Ethernet-Umgebungen abzuweichen.
Bus- und Ringverkabelung versus Sternverkabelung
Häufig greifen Industrial-Ethernet-Umgebungen auf eine Bus- oder Ringverkabelung zurück. Im Gegensatz zur Sternverkabelung, die von einem zentralen Punkt aus alle Geräte miteinander zusammenschließt, verbinden diese Verkabelungsmethoden die Netzwerkkomponenten entweder über ein spezielles Zentralsystem (den „Feldbus”) oder als Ring hintereinander.
Letztere Art der Verkabelung bietet den entscheidenden Vorteil, dass immer nur ein einzelner Sender und Empfänger bei zusammenhängenden Komponenten die dazwischen liegende Leitung benutzt. Datenpaket-Kollisionen und demzufolge Verzögerungen sind somit praktisch (oder wie Expert:innen sagen: „by design”) ausgeschlossen.
Ethernet im Überblick: Das sollten Sie wissen
- Beim Ethernet handelt es sich um eine kabelgebundene Übertragungstechnologie, die als Standard moderner Netzwerke gilt.
- Sie findet sich bis heute in den meisten Büro- und Serverinfrastrukturen und ist dort in einer sternförmigen Verkabelung angelegt.
- Der Ethernet-Standard stammt aus den 1970er-Jahren und hat sich seither kontinuierlich weiterentwickelt.
- Inzwischen sind dank modernster Glasfasertechnologie Datenübertragungsraten von bis zu 400 Gigabit pro Sekunde möglich.
- Gegenüber WLAN punktet Ethernet mit höheren Geschwindigkeiten, mehr Stabilität und größerer Abhörsicherheit.
- Beim Thema Flexibilität sind hingegen WLAN-Umgebungen, auch in Kombination mit Mobilfunk, im Vorteil.
- Der ideale Kompromiss ist meist eine Kombination aus mehreren Technologien.
- Industrial-Ethernet-Umgebungen greifen häufig auf spezielle Zusatzprotokolle, besonders geschützte Bauteile und Sonderformen der Verkabelung wie Bus oder Ring zurück.
Bei weitergehenden Fragen zum Thema Ethernet-Verkabelung und für Ihren konkreten Bedarf hilft Ihnen gern das Vodafone Switched Ethernet und Dedicated Ethernet Team weiter. Rufen Sie uns an: 0800 444065 4061, Montag bis Freitag von 8 bis 20 Uhr, außer an Feiertagen.
09.08.2024
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