IEEE 802.3bz / Multi-Gigabit-Ethernet / NBase-T (2,5GE und 5GE)

IEEE 802.3bz ist ein Ethernet-Standard für Next Generation Enterprise Access BASE-T PHY, kurz NBase-T (2,5GE und 5GE), der Ethernet mit 2,5 GBit/s und 5 GBit/s auf Twisted-Pair-Kabeln ermöglicht.
Der Grund für die Zwischenschritte zwischen 1 und 10 GBit/s ist die Anforderung, Wireless Access Points (WAP) mit Datenraten über 1 GBit/s mit nur einem Twisted-Pair-Kabel verlustfrei an ein lokales Netzwerk anzubinden und gleichzeitig per Power-over-Ethernet mit Strom zu versorgen. In der Praxis kommt man je nach Qualität und Typ der verbauten Kabel auf 2,5 GBit/s mit CAT5(e) und sogar auf 5 GBit/s mit CAT6.

Anwendungen für Multi-Gigabit-Ethernet

  • Vernetzung von Wireless Access Points für WLANs mit IEEE 802.11ac und Power-over-Ethernet
  • Verbindung zwischen Switchen und Servern
  • Übertragen von große Dateien wie Videos, Backups oder Images im lokalen Netzwerk

Anwendung: Vernetzung von Wireless Access Points

IEEE 802.3bz / NBase-T (2,5GE und 5GE)

Bei einem WLAN mit IEEE 802.11ac der Entwicklungsstufe Wave 2 (über 1 GBit/s) reicht eine Zuführung mit Gigabit-Ethernet nicht aus. Denkbar wäre zwei Varianten.

  • Die Zuführung erfolgt über zwei Gigabit-Ethernet-Verbindungen, die per Link Aggregation zu 2 GBit/s zusammengeschaltet werden. Bestehende Verkabelungen sehen zwei Kabel nicht unbedingt vor, weshalb sich der Installationsaufwand verdoppelt.
  • Die Zuführung erfolgt mit 10-Gigabit-Ethernet, was zwingend CAT6a-TP-Kabel voraussetzt. Desweiteren ist 10-Gigabit-Ethernet teuer, verbraucht viel Energie und kann kein Power-over-Ethernet

Beide Varianten machen WAPs und Switche teurer, weshalb beide nur im Enterprise-Bereich denkbar wären. Deshalb machen die Zwischenschritte Sinn, damit auf herkömmlicher CAT5- oder CAT6-Verkabelung über 100 Meter eine Ethernet-Verbindung zwischen 1 und 10 GBit/s möglich ist.

Downshift der Übertragungsrate

Normalerweise ist ein Ethernet-Standard immer an eine feste Übertragungsrate gebunden, die eine bestimmte Leitungsqualität fordert. Die Netzwerk-Adapter berücksichtigen deshalb nur die höchste Geschwindigkeit der beteiligten Controller. Aufgrund der Vielfalt an unterschiedlichen Installationen mit unterschiedlicher Qualität, möchte man aber die schnellstmögliche Übertragungsrate erreichen. Anders ausgedrückt, wenn die Qualität der Leitung mehr zulässt, soll auch eine höhere Übertragungsrate verwendet werden.
Multi-Gigabit-Ethernet sieht vor, dass neben den Fähigkeiten der Controller auch die Qualität der Leitung und Störungen beim Aushandeln der Übertragungsrate berücksichtigt werden. Die Geräte handeln die maximale Datenrate automatisch aus.

Multi-Gigabit-Ethernet kann auf CAT5e-Kabel bis 50 Meter 10 GBit/s erreichen. Wenn 10 GBit/s über diese Leitung nicht stabil läuft, wird auf 5 GBit/s, dann auf 2,5 GBit/s und dann auf herkömmliches Gigabit-Ethernet heruntergeschaltet (Downshift).
Auch bei längeren Leitungen fällt es automatisch auf 5 GBit/s oder 2,5 GBit/s zurück. Immer unter der Berücksichtigung, dass die beteiligten Gegenstellen die Geschwindigkeitsstufen beherrschen.

Vorteile von Multi-Gigabit-Ethernet

  • Erreicht auf alten CAT5-Kabeln mehr Durchsatz als normales Gigabit-Ethernet.
  • Der Transfer großer Dateien profitierte ab 5 GBit/s gegenüber 1 GBit/s deutlich.
  • Funktioniert auch dort, wo 10-Gigabit-Ethernet nicht funktioniert.
  • WLAN-APs und IP-Kameras können per Power over Ethernet (PoE) mit Strom versorgt werden.

Nachteile von Multi-Gigabit-Ethernet

  • Die Schnittstelle verbraucht bei hohen Datenraten mehrere Watt pro Port. Die Leistungsaufnahme geht näherungsweise linear mit der Geschwindigkeit nach oben.
  • Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit lässt sich nur durch ausprobieren ermitteln.
  • Die tatsächliche Übertragungsgeschwindigkeit ist von den unbekannten Parametern Leitungslänge und Leitungsqualität abhängig.

Übersicht: Ethernet-Technik

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