10 Gigabit Ethernet (10 GbE)
Was ist 10-Gigabit-Ethernet (10 GbE)?
10 Gigabit Ethernet (10 GbE) ist eine Telekommunikationstechnologie, die Datengeschwindigkeiten von bis zu 10 Milliarden Bits pro Sekunde ermöglicht. 10 GbE wurde 2002 eingeführt und ist auch als 10GE oder 10 GigE bekannt. Obwohl es eine 10-fache Geschwindigkeitssteigerung gegenüber Gigabit-Ethernet (1 GbE) bietet, hat sich die Technologie nur langsam durchgesetzt.
Jahrelang war 10 GbE vor allem auf Kern- und große Datennetze großer Unternehmen beschränkt – vor allem wegen der damals hohen Kosten, die sich kleinere Firmen nicht leisten konnten. Inzwischen wird es jedoch auch in vielen anderen Bereichen, einschließlich kleiner lokaler Netzwerke (LAN), zunehmend eingesetzt.
10 GbE wird oft als eine disruptive Technologie bezeichnet. Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hat 10-Gigabit-Ethernet 802.3ae erstmals als Standard benannt, um IEEE 802.3 zu ergänzen, der das traditionelle Ethernet definiert.
Die 10-GbE-Version des herkömmlichen Ethernets arbeitet im Vollduplex-Modus und ermöglicht die Übertragung von Daten in beide Richtungen gleichzeitig auf demselben Signalträger. Dies bedeutet, dass es keine Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection benötigt, die Protokolle, die von frühen Ethernet-Netzwerken für den Übertragungszugang in LANs verwendet wurden.
Herkömmliches Ethernet und 10-Gigabit-Ethernet
10 GbE ähnelt dem herkömmlichen Ethernet - und unterscheidet sich gleichzeitig von ihm.
So handelt es sich bei 10 GbE wie bei herkömmlichem Ethernet um ein Protokoll der Schicht 1 (physische Schicht oder Bitübertragungsschicht) und der Schicht 2 (Sicherungsschicht) des OSI-Modells, das die wichtigsten Eigenschaften bestehender Ethernet-Protokolle beibehält, einschließlich der folgenden:
- Media-Access-Control-Protokoll
- Ethernet-Frame-Format
- minimale und maximale Frame-Größe
Im Vergleich zum herkömmlichen Ethernet bietet 10 GbE jedoch einen effizienteren und kostengünstigeren Ansatz für die Datenübertragung auf Backbone-Verbindungen zwischen Netzwerken. Halbduplex-Vorgänge gibt es bei 10 GbE nicht, da es nur Vollduplex-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen definiert. Außerdem werden keine Repeater-Hubs benötigt, um mehrere Ethernet-Geräte miteinander zu verbinden, und keine Port-Partitionierung und Kollisionserkennung.
10 GbE funktioniert mit Glasfaserkabeln (IEEE 802.ae), ist aber auch mit Twisted-Pair-Kupferkabeln (IEEE 802.3ak) kompatibel. Darüber hinaus bleibt das Daten-Frame-Format bei 10 GbE das gleiche wie bei anderen Ethernet-Versionen. Das bedeutet, dass die 10-GbE-Technologie vollständig mit den bestehenden Ethernet-Protokollen kompatibel ist und die Benutzer sie problemlos in bestehenden Netzwerken einsetzen können.
10 GbE und Glasfasertechnik
Sowohl Singlemode- (Monomode) als auch Multimode-Glasfasersysteme eignen sich für 10 GbE. Singlemode-Fasern sind zwar teurer, haben aber den Vorteil, dass sie über größere Entfernungen eingesetzt werden können.
Licht, das durch Multimode-Fasern geleitet wird, neigt dazu, eine differentielle Modenverzögerung (DMD) zu erfahren, weshalb diese Fasern nur für Kurzstreckenkommunikation unter 300 Metern zum Einsatz kommen. Außerdem können in solchen Netzen kostengünstige Laser und Terminierungen verwendet werden. Deshalb ist die Multimode-Faser ideal für Anwendungen, bei denen die Kosten ein entscheidender Faktor sind.
10 GbE bietet Datenübertragungsraten von 10 Gbit/s über Entfernungen von bis zu 40 Kilometern auf Singlemode-Glasfasern und bis zu 300 m auf Multimode-Glasfasern.
Wozu wird 10-Gigabit-Ethernet verwendet?
In einer zunehmend digitalisierten, technologiegetriebenen Welt steigt die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen. In Unternehmen werden mehr und mehr Computer für datenintensive Anwendungen eingesetzt. Da die Anzahl der Computer steigt und immer mehr Unternehmen in die Cloud wechseln, benötigen sie eine Geschwindigkeit, mit der herkömmliches 1 GbE nicht mithalten kann.
Hier kommt 10 GbE ins Spiel, das Verbindungen sowohl zu LANs als auch zu Weitverkehrsnetzen (WAN) unterstützt und an synchrone optische Netze (SONET) und synchrone digitale Hierarchie WANs angeschlossen werden kann. Es wird zunehmend für Backbones von Datennetzen verwendet, da es Datenengpässe in LANs beseitigt, die bei Gigabit-Ethernet üblich sind.
10 GbE ist auch ein kosteneffizientes Mittel für die Hochgeschwindigkeits- und Niedriglatenzanforderungen neuerer Computeranwendungen wie Video, Virtualisierung, Streaming, Rechenzentren, regelmäßige Datensicherungen und High-End-Spiele.
10-Gigabit-Ethernet-Versionen
Je nach dem Medium, über das die Daten gesendet werden, stehen verschiedene Versionen von 10 GbE zur Verfügung.
Brauchen Sie 10 Gigabit Ethernet?
Diejenigen, die derzeit 1 GbE verwenden, denken vielleicht über einen Wechsel zu 10 GbE nach. Dabei sollten Sie jedoch einige Dinge beachten.
Erstens: Für welche Art von Anwendungen benötigen Sie 10 GbE? Wenn 1 GbE ausreicht, um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine Umstellung auf 10 GbE nicht erforderlich.
Der nächste Punkt sind die Kosten: 1 GbE ist noch erheblich günstiger als 10 GbE, selbst wenn alle Komponenten enthalten sind. Für viele Anwendungen bieten 1-GbE-Technologien derzeit außerdem ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Netzwerkeffizienz, Kosteneffizienz und Leistung.
Andererseits sinken die Preise für 10-GbE-Komponenten ständig, so dass sich immer mehr Unternehmen diese Technologien leisten können. 10 GbE bietet außerdem höhere Geschwindigkeiten bei geringerer Komprimierung und Latenz. Für Unternehmen, die Videoanwendungen einsetzen oder häufig große Datenmengen sichern, ist 10 GbE also die bessere Wahl.
