Ethernet

Ethernet – Wissenswertes zu der kabelgebundenen Datenübertragung

Inhalt des Wiki-Artikels

• Ethernet – Kabelgebundene Datenübertragung im LAN
• Arten von Ethernet-Kabeln
• Geschichte des Ethernets
• Ethernet im Vergleich zu WLAN

Ethernet – Kabelgebundene Datenübertragung im LAN

Laut Definition ist das Ethernet ein Datennetz für lokale Netzwerke. Über das Ethernet lassen sich Daten von einem Gerät auf ein anderes in einem geschlossenen Netzwerk übertragen. Für die Übertragung sind ein Router und Ethernetkabel erforderlich. Der Router ist die Schnittstelle, an ihm werden die Geräte per Ethernetkabel angeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, Daten beispielsweise von einem Smartphone auf den Laptop zu übertragen. Die eingesetzten Geräte lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: Zum Data Communication Equipment (DCE) gehören Router, Hub und Switch, also die Geräte, die als Schnittstelle dienen und eine Verbindung zwischen den einzelnen Geräten des Data Terminal Equipment (DTE) herstellen. Das DTE umfasst die Endgeräte, die über das Ethernet Daten empfangen und versenden, also zum Beispiel PCs, externe Festplatten, Server, Drucker, Smart-TVs, Tablets, Smartphones und Laptops.¹

Arten von Ethernet-Kabeln

Ethernet ist der gängige Standard bei der Vernetzung von Geräten im eigenen Zuhause und in Büros. Dies liegt an den Vorteilen, die Ethernet mit sich bringt. Es ist störungsresistent und weitgehend abhörsicher. Durch Ethernet können niedrige Bandbreiten und Latenzzeiten erreicht werden, es gewährleistet eine schnelle Datenübertragung. In den Frühzeiten des Ethernets wurden zur Übertragung dicke Koaxialkabel (Token-Ring-Kabel, BNC-Steckverbinder) verwendet. Diese kommen heute kaum noch zum Einsatz. Stattdessen werden dünne, achtadrige Kupferkabel genutzt, die als LAN-Kabel, CAT-Kabel oder RJ-45-Kabel bekannt sind. LAN-Kabel bestehen aus verdrillten Aderpaaren, die zumeist mit Aluminium und Kunststoff ummantelt sind. So sind die Ethernetkabel gut gegen äußere Störeinflüsse geschützt.

Sollen Daten über etwas größere Entfernungen übertragen werden, sind dafür Glasfaserkabel nötig. Diese setzen sich aus einem inneren Kern und einem Mantel aus Quarzglas oder polymeren optischen Fasern zusammen, sie sind mit Kunststoff ummantelt und teils noch mechanisch verstärkt. Ethernetkabel werden abhängig von ihrer Verlegeart, der Kabellänge und der Qualität in verschiedene Kategorien unterteilt. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Datenrate. LAN-Kabel weisen in der Regel eine Übertragungsgeschwindigkeit zwischen 100 Megabit pro Sekunde und 40 Gigabit pro Sekunde auf, während Glasfaserkabel mit bis zu 400 Gigabit pro Sekunde Daten übertragen.²

Geschichte des Ethernets

Entwickelt wurde das Ethernet 1973 von Robert Melancton Metcalfe im Palo Alto Research Center (PARC), dem Forschungslabor des Unternehmens Xerox. Inspiriert wurde er von dem drahtlosen ALOHAnet, das an der Universität von Hawaii entstand. Durch die Zusammenarbeit mit den Firmen DEC und Intel etablierte sich Ethernet als offener Standard. Dieser bildete die Basis für den offiziellen Standard des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Anfangs wurden Daten im Ethernet mit circa drei Megabit pro Sekunde übertragen, im Jahr 2019 betrug die Datenrate bereits bis zu 400 Gigabit pro Sekunde. Die Übertragungstechnik wird für die Datenübertragung in LAN, Local Area Networks, und WAN, Wide Area Networks, sowie für industrielle Echtzeitanwendungen genutzt. Eine Verbindung mit einer Datenrate ab zehn Megabit pro Sekunde wird Fast Ethernet genannt, ab einem Gigabit beziehungsweise 1000 Megabit wird sie als Gigabit-Ethernet bezeichnet. Erreicht die Verbindung eine Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Gigabit pro Sekunde oder mehr, nennt man sie Terabit-Ethernet.³

Ethernet im Vergleich zu WLAN

Neben dem Ethernet ist auch WLAN ein gängiger Standard heutzutage. Beim WLAN, kurz für Wireless Local Area Network, erfolgt die Datenübertragung kabellos. Gegenüber dem Ethernet bietet WLAN sowohl Vor- als auch Nachteile. Ein großer Vorteil von WLAN ist, dass die Installation einfacher und günstiger ist. Wer ein Ethernet einrichten will, muss Kabel verlegen und gegebenenfalls Wände durchbrechen, wenn sich die Geräte, die miteinander in Verbindung treten sollen, in verschiedenen Räumen befinden. Vor allem für Unternehmen, die ein sicheres und stabiles Netzwerk einrichten möchten, können die Kosten hoch sein, denn es werden einige Modems, Switches, Server, Firewalls und eventuell sogar eine professionelle Installation benötigt. WLAN ist allerdings störungsanfälliger als Ethernet. Bei der drahtlosen Übertragung kann diese zum Beispiel durch WLAN-Signale von Nachbarn, Mikrowellen oder Bluetooth-Headsets beeinträchtigt werden. Ein weiterer Vorteil von Ethernet ist, dass die Bandbreite nicht auf verschiedene Geräte wie beim WLAN verteilt wird.

Mittels Ethernet können Daten über eine Strecke von bis zu 100 Metern übertragen werden. Ein Heimnetzwerk lässt sich meist leicht einrichten, da die heutigen Router in der Regel über Ports für Ethernet verfügen. Auch eine Kombination aus Ethernet und WLAN ist möglich, zum Beispiel kann der PC per Kabel angeschlossen und das Smartphone per WLAN eingebunden werden. Es ist außerdem möglich, eine smarte Wallbox zum Laden von Elektrofahrzeugen in ein Ethernet-Netzwerk zu integrieren. Für Unternehmen bietet Ethernet eine wesentlich höhere Sicherheit, das Netzwerk ist auf die kabelgebundenen Geräte in den Räumlichkeiten beschränkt. WLAN reicht über Gebäude hinaus und ist damit anfälliger für Angriffe von außen. Bei mobilen Geräten ist hingegen WLAN vorteilhaft. Bei Smartphones, Tablets, Netbooks und anderen schmalen Geräten ist es zumeist nicht möglich, einen Port für Ethernet einzubauen, da dieser oft breiter ist als die Mobilgeräte selbst. Aus diesem Grund verfügen die meisten LAN-Setups über die Möglichkeit, eine zusätzliche WLAN-Verbindung einzurichten.