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Standard für 100-GBit/s-Ethernet kommt gerade recht

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Am 17. Juni hat das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) den Standard 802.3ba für 100-GBit/s-Ethernet (100GE) verabschiedet, nur vier Jahre nach Gründung der Higher Speed Study Group, die vor zweieinhalb Jahren zur Task Group 802.3ba wurde. Anfangs gab es Streit um die Frage, ob der aus der WAN-Welt gewohnte Zwischenschritt mit 40 GBit/s auch in den Standard einziehen solle, doch der Zwist wurde schnell beigelegt. So ist 802.3ba der erste Ethernet-Standard, in dem zwei Geschwindigkeitsstufen definiert sind.

Das beschleunigte Ethernet kommt nicht nur zur schnellen Verbindung in Rechenclustern oder bei vernetztem Massenspeicher zum Einsatz: Wegen des regelmäßig steigenden Internet-(Protocol-)Verkehrs – Cisco erwartet eine Vervierfachung bis 2014 – begrüßen auch die Betreiber großer Internet-Knoten und -Backbones 100-GE. Das IEEE zitiert Keith Cambron, Chef der AT&T Labs: "Der Verkehr auf AT&Ts IP-Backbone hat sich über die letzten drei Jahre verdoppelt, derzeit laufen täglich im Schnitt fast 19 Petabyte darüber. Die Verabschiedung von 802.3ba ist ein wichtiger Schritt, der anhaltenden Verkehrszunahme gewachsen zu bleiben." 19 Petabyte (19.000 Terabyte) täglich entsprechen 1,76 Terabit/s, also der Downstream-Kapazität von 110.000 16-MBit/s-DSL-Anschlüssen.

Terabit-Ethernet wird auch schon diskutiert. Der Ethernet-Erfinder Bob Metcalfe hält es für unumgänglich, sich dafür von den existierenden Standards zu lösen: 1000GE würde einen komplett neuen Physical Layer benötigen.

Wie schon bei den älteren Normen sieht 802.3ba verschiedene Übertragungsmedien vor: Kurze Strecken im Backplane mit Meterdistanzen sollen nur mit 40 GBit/s auf vier Leitungspaaren laufen (40GBase-KR4). Die Übertragungsrate von 10 GBit/s auf jedem Paar bleibt auch bei Twinax-Kabeln mit vier (40GBase-CR4) oder 10 Aderpaaren (100GBase-CR10) erhalten, die bis zu 10 Meter überbrücken sollen.

Ab 100 Meter sieht der Standard allein optische Medien vor. Auf Multi-Mode-Fasern (OM3 für 100 Meter, OM4 für 125 m Reichweite) laufen 40GBase-SR4 (vier Faserpaare) beziehungsweise 100GBase-SR10 (10 Paare). Bei größeren Strecken kommen Single-Mode-Faserpaare zum Einsatz: 40GBase-LR4 (4 Wellenlängen à 10 GBit/s, 10 km), 100GBase-LR4 (4 Wellenlängen à 25 GBit/s, 10 km) und 100GBase-ER4 (wie vor, 40 km). Bei Weitverkehrsstrecken (WAN) sind schon 100 GBit/s auf einer Wellenlänge in Gebrauch.

Der Vorgängerstandard 10GBase-x schaffte mit etwas Anlauf noch den Sprung auf Twisted-Pair-Leitungen mit vier Aderpaaren für 100 Meter Übertragungsdistanz (10GBase-T). Ob das auch bei 100GE passieren wird, ist fraglich: Aktuelle 10GBase-T-PHYs nehmen typischerweise 2,5 Watt Leistung bei 100-Meter-Betrieb auf, wogegen optische SFP+-Module um 1,5 Watt liegen. Bei 100GE dürfte das Leistungsverhältnis noch deutlich ungünstiger für die hypothetische Twisted-Pair-Variante aussehen, sodass 100GBase-T – falls überhaupt technisch machbar – wohl ökonomisch unsinnig wäre. (ea)