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29.06.13 15:08 Alter: 7 Jahre
Kategorie: Top-News, Administratoren, KMU, SOHO, Kabel-Netze, Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet, Strukturierte Verkabelung, Standards
Von: Arno Kral

Das Ethernet wird dreißig Jahre jung

Das IEEE feiert den 30. Geburtstag des Netzwerk-Protokolls 802.3T, genannt "Ethernet" obwohl doch kabelgebunden. Es ist Grundlage für mehr als eine Milliarde Anschlüsse.


Ethernet wird 30

Ethernet wird 30

Ethernet-Erfinder Bob Metcalfe ist heute Professor für Innovation an der University of Texas in Austin

Ethernet-Erfinder Bob Metcalfe ist heute Professor für Innovation an der University of Texas in Austin

Piscataway, N.J., USA – Genau am 23. Juni 1983 hat das Institute for Electrical and Electronical Engineering (IEEE, sprich: aitrippelie) den Netzwerk-Standard 802.3T anerkannt und damit die Grundlage für den immer noch ungebremsten Ausbau der Vernetzung geschaffen. Fast eineinviertel Milliarden Anschlüsse sind da bis 2012 zusammen gekommen, und statt der sperrigen Zeichenfolge 802.3T spricht jeder über "Ethernet", also dem Netz durch den Äther. Die Vorstellung eines Äthers stammt aus der Zeit vor der wissenschaftlichen Erforschung elektromagnetischer Wellen und half den Menschen sich deren Ausbreitung so vorzustellen wie die Ausbreitung von Wasserwellen. Heute wissen wir, dass elektromagnetische Wellen eine Eigenschaft des Raumes sind und keines physischen Mediums bedürfen. Sinnigerweise handelt es sich beim Ethernet um einen Netzwerk-Standard für Kabel.

Bob Metcalfe, der Erfinder des Ethernet und heute Professor für Innovation an der University of Texas in Austin, kommentiert das freudige Ereignis: "Am 22. Mai haben wird den 40. Jahrestag der Erfindung des Ethernet im Xerox PARC gefeiert. Jetzt, am 23. Juni, feiern wir den 30. Geburtstag der Ethernet-Standardisierung durch IEEE 802. Natürlich wurde das Ethernet seit 1983 viele Male standardisiert, indem IEEE 802.3 die rasanten Innovationen aufgenommen hat von 2,94Mb/s bis zu 100Gb/s, von dicken zu dünnen Koaxialkabeln bis hin zu verdrillten und schließlich Glasfaserkabeln und Wi-Fi, von CSMA/CD-Busnetzwerken zu Switch und schließlich Zugangspunkten. Gleichzeitig wurde dabei ein hoher Grad an Rückwärtskompatibilität sichergestellt. 1983 gab es Menschen, die Ethernet kauften und die ich nicht persönlich kannte. 1985 gab es sogar Menschen, die ich nicht kannte, die das Ethernet erfanden. Und sie tun es auch heute noch mit großem Erfolg, indem sie den offenen Standardisierungsprozess des IEEE nutzen. Gratulation und vielen Dank!"

Microsoft hatte erst mit Windows in der Version 3.1 die Vernetzung von Personal Computern erstmals im Betriebssystem berücksichtigt und mit einem Roll-Out von Netzwerk-Adaptern begleitet. Die Ethernet-Verbindungen damals waren Koaxialkabel, die mit BNC-Steckern terminiert waren. Die Ethernet-Verkabelung war ein Bus mit T-Abzweigungen, wenn mehr als ein Endgerät vernetzt werden sollte. Die geringe Bandbreite von 10 MBit/s mussten sich die Endgeräte teilen, aber viel mehr als Text konnten die damaligen PCs auch noch gar nicht verarbeiten.

Mit der Leistung der Endgeräte stiegen auch die Anforderungen an das lokale Netzwerk, das LAN (local area network), und die steigenden Nachfrage erlaubte Investitionen in die Massenfertigung von Netzwerkkarten. Statt Koax-Kabel kamen nun Twisted-Pair-Kabel zum Einsatz, deren "Western"-Stecker in schmalerer Form bereits der preiswerten Verkabelung von Telefonapparaten diente. Da für den Hin- und Rücktransport jeweils ein eigenes Aderpaar verwendet wurde, wurden Kollisionen von Datenpaketen seltener. So ließ sich der Durchsatz auf 100 MBit/s steigern – pro Client. Das hohe Tempo setzte jedoch voraus, dass die Kabel sternförmig auf einen so genannten Switch zuliefen, der Pakete zielgerichtet nur an den adressierten Client und – Broadcasts ausgenommen – keinen anderen schickte.

Dann betrat Intel die Netzwerk-Bühne und stellte mit dem 82559 erstmals einen Fast-Ethernet-Controller bereit, der alle vier Funktionsblöcke eines Network Interface Controllers (NIC) in einem Chip vereinte und damit Network-Connectivity so einfach und preiswert machte, dass sie direkt in Server- und PC-Motherboards integriert werden konnte. Intel hatte die Kraft der Standardisierung erkannt, die zur Vereinheitlichung der Datenübertragungsprotokolle führte und so zu massenhaften Vernetzung von allem mit jedem. Natürlich wuchs auch das Ethernet an seinen Aufgaben: Nachdem mit Fast Ethernet einen Datenfluss von 100 MBit/s unabhängig in beide Richtungen weil über zwei separate Aderpaare etabliert war, war der nächste Schritt absehbar: Statt zweier Aderpaare für hin- und zurück verwendeten die Ingenieure fortan je zwei Aderpaare pro Richtung und erhöhten damit den Durchsatz auf 500 MBit/s – Gigabit Ethernet war geboren. Gleichzeitig erfolgte die Umsetzung des Ethernet-Protokolls auf Glasfasern – nun standen im Gegensatz zum Kupferkabel echte 1000 MBit/s zur Verfügung.

In den Neunzigern des letzten Jahrhunderts wurde als Spin-Off des ersten Golfkriegs das Ethernet gar drahtlos. Die Standardisierungsgruppe 802.11 am IEEE nahm, was die Ethernet-Arbeitsgruppe 802.3 standardisiert hatte, als Grundlage für eine beispiellose Erfolgsgeschichte und setzte die Rahmenbedingungen für das, was heute als WLAN in jedem Smartphone, Tablet oder Notebook steckt: WiFi-Connectivity. War der Durchsatz anfangs noch auf 1 MBit/s beschränkt (802.11), kamen rasch weitere Techniken hinzu, um das Tempo zu erhöhen: 802.11b (11 MBit/s), 802.11g (54 MBit/s), 802.11n (300 MBit/s) und heute 802.11ac mit echtem Gigabit-Tempo, wie der jüngste 11ac-Testbericht im tng zeigt.

Anfang des 21. Jahrhunderts kamen dann die ersten Netzwerke auf, die häusliche Stromleitungen zu Datenübertragung nutzten: Powerline Communications. Nach einigen proprietären, zu einander inkompatiblen Produkte-Entwicklungen oblag es der Arbeitsgruppe 1901 am IEEE, auch für diese "Funktechnik, die Stromleitungen als Antennen verwendet", einen Standard zu setzen.

Im kabelgebunden Ethernet ließ die Temposteigerung auf 10 GBit/s ebenfalls nicht lang auf sich warten. In Kombination mit Änderungen an Rechner- und Server-Chipsätzen hatte schon die 1-Gigabit-Variante Ethernet gar für die Anbindung von Storage-Devices ertüchtigt (iSCSI).

Wo Sicherheit über Komfort geht, sind verkabelte Ethernet-LANs immer im Vorteil. Und wenn schon mal ein Netzwerk-Kabel da ist, dann sollte es sich doch auch zur Stromversorgung des angeschlossenen Endgerätes nutzen lassen. Stimmt! Damit es aber nicht zu Kurzschlüssen durch Verpolung oder Fehlspannung kommt, musste ein weiterer Standard her. So entwickelte die Arbeitsgruppe 802.3af im Jahr 2003 "Power over Ethernet". Heute werden so millionenfach WLAN-Access-Points und digitale Videoüberwachungskameras mit Betriebsenergie versorgt.

Die Innovation des IEEE 802.3 Ethernet-Standards geht also kontinuierlich weiter. Neue Entwicklungen des Standards adressieren Marktbedürfnisse wie

     
  • die Reduktion der Anzahl von Doppeladern (etwa um Gigabit-Ethernet für Netzwerke und Infotainment in Fahrzeugen bereitzustellen),
  •  
  • Energieeffizienz und
  • Strom über Ethernet.
  •  

Ethernet unterstützt das Internet, Wi-Fi, Big Data, Cloud Computing, das Smart Grid, Computerspiele, E-Health, industrielle Automatisierung, die Vernetzung des Smarthome und zahlreiche andere Hightech-Anwendungen. Im April 2013 kündigte IEEE die Gründung einer IEEE 802.3-Forschungsgruppe an, die an der Entwicklung eines 400Gb/s Ethernet-Standard arbeitet, um exponentielles Netzwerk-Bandbreiten-Wachstum effizient zu fördern. Erfolgreich hatte auch die Firma Intel bereits an der Integration von photonischer Ethernet-Technik: Silizium-Prozesstechnik für Hybrid-Laser und Photodioden schaffen billige Glasfaser-Links bis in den Terabit-Bereich.

"Die IEEE 802.3-Standardisierung war stets marktgetrieben und basiert auf Offenheit und formalisierten Verfahren", so Konstantinos Karachalios, Managing Director der IEEE Standards Association (IEEE-SA). "Der Erfolg des Standards in der Förderung von technologischer Innovation und globalem Wirtschaftswachstum ist unbestritten. Wir feiern den 30. Geburtstag des IEEE 802.3 Ethernet-Standards und freuen uns auf die Transformationen im privaten und beruflichen Leben, die durch die kontinuierliche Innovation des Standards in den kommenden Jahrzehnten ermöglicht werden."

Über die IEEE Standards Association
Die IEEE Standards Association (IEEE-SA) gehört zu IEEE und ist eine weltweit anerkannte Organisation zur Etablierung von Standards. IEEE-SA entwickelt und verabschiedete Standards im Rahmen eines offenen, gemeinschaftlichen Prozesses unter aktiver Beteiligung der Industrie und unter Berücksichtigung zahlreicher Interessengruppen. IEEE Standards legen Spezifikationen und standardisierte Verfahren auf Basis aktueller wissenschaftlicher und technologischer Erkenntnisse fest. Das Portfolio der IEEE-SA umfasst über 900 angewandte Standards; mehr als 500 weitere befinden sich im Entwicklungsprozess.


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