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Geschichte des Ethernet-Kabels

Lange haben wir uns schon an das digitale Zeitalter gewöhnt: Highspeed-Internetzugang, TV-Streaming, Smartphones- alles online. Und obwohl wir alle im Laufe unseres Lebens definitiv technologische Fortschritte miterlebt haben, ist uns die Rolle, welche die Kupfer-Ethernet-Verkabelung dabei gespielt hat, nicht bewusst. Zeit für eine kurze Ethernet-Geschichtsstunde, um uns nochmals vor Augen zu führen, wo unsere technologischen Wurzeln liegen.
1973 schrieb Robert Metcalfe ein Memo, das als Grundkonzept für die Technologie diente, die wir heute als Ethernet kennen. 

Xerox PARC beauftragte Robert Metcalfe mit der Aufgabe, eine Gruppe von PCs mit einem Drucker zu verbinden. Zusammen mit seinem Miterfinder David Boggs erfand Robert Metcalfe die Verkabelungstechnologie, die einen Computer von einer statischen Workstation in einen dynamischen Host verwandelte, der mit anderen Computern kommunizieren konnte. 

Erst 1979 standardisierte IEEE den Ethernet-Standard 802.3 vollständig. Der erste 802.3-Ethernet-Standard, der für 10 Mbit/s unter Verwendung von verdrillten Koaxialkabeln (bekannt als Thicknet) spezifiziert wurde, erwies sich als effizienter und ersetzte herkömmliche Koaxialkabel schnell.
 

 
Die Vielseitigkeit von Ethernet ist weit über seinen ursprünglichen Anwendungsfall hinausgewachsen. Ethernet ist mehr als eine Twisted-Pair-Kupferverkabelung die mit einem RJ45-Anschluss abgeschlossen wird. 

Die Ethernet Alliance definiert Ethernet als eine kabelgebundene Technologie, die eine Vielzahl von Medien/Medium unterstützt, einschließlich Backplanes, Twisted Pair, Twinax, Multimode-Glasfaser und Singlemode-Glasfaser.
 

Das Streben von IEEE nach langsameren Ethernet-Geschwindigkeiten

Seit dem ursprünglichen Ethernet-Standard 802.3 hat IEEE neue Standards eingeführt, die die Datenübertragungsraten stetig erhöht haben. Allerdings werden in den nächsten Jahren nicht alle neuen Ethernet-Standards höhere Übertragungsraten garantieren da sich Studiengruppen bilden welche vorhandenen Standards ausbauen wollen.

Ethernet-Standards folgen einer nichtlinearen Entwicklung, die sowohl schnellere als auch langsamere Geschwindigkeiten als bestehende Standards anstrebt. Nachdem beispielsweise die Standardisierung von 40-Gigabit-Ethernet im Jahr 2010 abgeschlossen war, bildeten Hersteller von Netzwerkgeräten 2015 ein Konsortium um 25-Gigabit-Ethernet, um IEEE ihr wachsendes Interesse an einem langsameren Standard als dem bereits verfügbaren 40GbE zu zeigen. 

Hyperscale-Rechenzentren mit Top-of-Rack-Switches sind 10-Gigabit-Ethernet entwachsen. Gleichzeitig ist ein Upgrade auf 40-Gigabit-Ethernet jedoch eine erhebliche Investition. 25-Gigabit-Ethernet wäre eine kostengünstige Alternative, die es Cloud-Anbietern ermöglichen würde, ein kostengünstiges (und skalierbares) Upgrade durchzuführen, das ihnen hilft, mit der wachsenden Nachfrage im Cloud-Computing Schritt zu halten.

Trotzdem verfolgt IEEE auch weiterhin schrittweise schnellere Ethernet-Raten. Zu den kommenden Terabit-Geschwindigkeiten gehören 400-Gigabit-Ethernet und 200-Gigabit-Ethernet, deren Standardisierung 2018 abgeschlossen wurde. Der frühere Präsident der Ethernet Alliance, Scott Kipp, prognostiziert, dass „200-Gigabit-Ethernet für den Switch-Markt mit niedrigen Kosten und hohem Volumen anwendbar sein werden, während 400-Gigabit-Ethernet für den Router-Markt mit hohen Kosten und geringem Volumen geeignet sein werden“. Diese Terabit-Geschwindigkeiten werden nicht nur in Hyperscale-Rechenzentren verwendet, sondern auch in einer Vielzahl von Metropolitan Area Networks (MANs), darunter Internetknoten, Telekommunikationsunternehmen, Kabelfernsehunternehmen und Content Delivery Networks (CDN).

Ethernet-Kabelkategorien erklärt

  • Kategorien 3, 4 und 5
Im Jahr 1989 stellte Anixter, ein Distributor von Verkabelungsprodukten, sein „Levels“-Programm vor, die erste schriftliche Leistungsspezifikation für Datenverkabelungssysteme. Dies wurde zur Grundlage für das erste auf Standards basierende Kategoriekabel, das 1991 von der Telecommunications Industry Association (TIA) als Kategorie 3 ratifiziert wurde. Es unterstützte 10 Mb/s (über zwei der vier Paare in einem Kategorie 3 Kabel) und ebnete den Weg für die Entwicklung von verdrillten Doppel-Kategoriekabeln in den nächsten 30 Jahren. Die Kategorie 3 wird zwar von den Industriestandards nicht mehr empfohlen, ist aber in einigen Geschäftsgebäuden immer noch für die Sprachübertragung installiert. Nach Kategorie 3 gab es für eine gewisse Spanne Kategorie 4, die dann schnell durch Kategorie 5 ersetzt wurde – beide sind heute nicht mehr gültig und werden von den Verkabelungsstandards nicht mehr anerkannt.
 
  • Kategorien 5e und 6
Um 2001 herum kam Kategorie 5e mit besserem Nebensprechverhalten zur Unterstützung von Gigabit-Geschwindigkeiten. Dann kam Kategorie 6 mit etwas mehr Spielraum auf, wodurch 10 Gb/s unterstützt werden konnten – aber nur bis zu 35 Metern. Bis heute kommen diese beiden Kategorien am Markt am häufigsten vor.
 
  • Kategorie 6A
Kategorie 6A – in der Lage, 10 Gb/s zu 100 Meter zu unterstützen –wurde 2009 ratifiziert. Es bleibt das empfohlene Medium für alle neuen horizontalen LAN-Bereitstellungen. Obwohl es sie jetzt seit mehr als einem Jahrzehnt gibt, war die Kategorie 6A ihrer Zeit vielleicht etwas voraus; Erst in den letzten fünf Jahren erforderten alle gängigen LAN-Anwendungen Geschwindigkeiten von 10 Gb/s zum Endgerät, und es gibt immer noch viele, die mit oder unter 1000 Mb/s arbeiten.
 
  • Kategorien 7, 7A und 8
2010 wurde Kategorie 7 und Kategorie 7A von der ISO/IEC ratifiziert. Obwohl die Kategorie 7A nie offiziell von der TIA anerkannt wurde, bleibt sie ein beliebtes Verkabelungsmedium der Wahl für die Unterstützung von 10 Gb/s in Teilen Europas. 

Kategorie 8 dient als Lösung für die Unterstützung von 25 und 40 Gb/s in 30-Meter-Rechenzentrums-Switch-zu-Server-Verbindungen, konnte sich aber nie wirklich durchsetzen. Der Stromverbrauch ist nach wie vor ein Problem für aktive 25/40GBASE-T Geräte. Fortschritte in der Transceiver-Technologie ermöglichen es Rechenzentren jetzt auch, 25 und 50 Gb/s-Switch-to-Server-Verbindungen mit SFP28- oder SFP56-Direktanschlusskabeln in Top-of-Rack-Konfigurationen (ToR) mit kurzer Reichweite oder aktiven optischen Baugruppen und glasfaserbasierte Verkabelung in längeren Strecken problemlos zu unterstützen. 

Das bedeutet nicht unbedingt, dass die Kategorie 8 am Ende ist. Sie (oder eine Version davon- bspw. KAT 8.2) kann schließlich 30-Meter-Horizontalverbindungen im LAN für Anwendungen unterstützen, die höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erfordern, als Kategorie 6A unterstützen kann.

Vergleich der Ethernet-Kabelkategorien

Kategorie Ratifizierungsjahr Betriebsfrequenz Übertragungsgeschwindigkeit
Kategorie3 1991 16 MHz 10 Mb/s
Kategorie4 1992 20 MHz 16 Mb/s
Kategorie5 1995 100 MHz 100 Mb/s
Kategorie 5e 2001 100 MHz 1000 Mb/s
Kategorie6 2002 250 MHz 1000 Mb/s
Kategorie 6A 2009 500 MHz 10 Gb/s
Kategorie7 2010 600 MHz 10 Gb/s
Kategorie 7A 2013 1,2 GHz 10 Gb/s
Kategorie8 2016 2 GHz 40 Gb/s

Warum verwenden wir immer noch Kupferkabel?

Wenn man die aktive Ausrüstung berücksichtigt, sind die Gesamtkosten von kupferbasierenden Verkabelungssystemen immer noch günstiger als ein Glasfasersystem.

Installationswerkzeuge auf Kupferbasis sind ebenfalls günstiger und die Installationstechniken sind einfacher. Daher ist kupferbasierte Verkabelung immer noch die de facto Wahl für die meisten horizontalen LAN-Bereitstellungen. 

Die Power-over-Ethernet-Technologie (PoE), die sich neben der Kupferverkabelung durchgesetzt hat, hat viel damit zu tun.

„I’ve got the power!“

Der 2003 ratifizierte IEEE 802.3af Typ 1 PoE lieferte ein Maximum von 15,4 W über zwei Kupferkabelpaare dieser Kategorie. Darauf folgte 802.3at (Typ 2) im Jahr 2009, und lieferte bis zu 30 W. Dann folgte 2018 die Ratifizierung von PoE mit vier Paaren mit 802.3bt Typ 3 und Typ 4 mit 60 bzw. 90 W. 

Wenn Sie Power over Ethernet (PoE) verwenden möchten, müssen Geräte wie eine Sicherheitskamera, ein visuelles Konferenzsystem, drahtlose Zugangspunkte und ein Ethernet Switches mit PoE kompatibel sein. Bei der PoE-Technologie werden nicht nur Daten über das Netzwerkkabel übertragen, sondern auch elektrischer Strom. Bei der Auswahl des richtigen Netzwerkkabels ist es wichtig, dass das Kabel zu 100 % aus Kupfer besteht, da Kupfer einen geringeren Widerstand bietet. Netzwerkkabel ab der Kategorie CAT5e bestehen aus 4 Twisted Pair Adernpaaren. Je nach Netzwerkstandard, d.h. PoE IEEE802.3af oder PoE+ IEEE802.3at, werden bei PoE 2 der 8 Adernpaare und 4 der 8 Adern bei PoE+ für die Stromversorgung verwendet. Bei beiden Methoden gibt es keine Interferenzen zwischen Strom und Daten.

TRIOTRONIK hat immer Schritt gehalten

Qualität wurde seit der Einführung der Marke WIREWIN® immer großgeschrieben. Unsere hohen Ansprüche werden seit über einem Jahrzehnt mit der Zufriedenheit unserer Kunden belohnt. Wir setzen auf Kabel mit 100% Kupferanteil und gewähren in Kombination mit den von uns angebotenen Zubehörartikeln auch eine Systemgarantie von 25 Jahren.