Ethernet im Überblick

100Base-T4 und 100Base-T2

Der 100Base-Tx-Standard ist dahingehend verschwenderisch, dass er nur zwei der vier in einem Twisted-Pair-Kabel vorhandenen Leitungspaare nutzt. Auf diese Weise wird auch ISDN-Telefonie über das gleiche Kabel ermöglicht. Da diese Praxis jedoch nur selten anzutreffen ist, schlägt der 100Base-T4-Standard vor, alle vier Leitungspaare zu verwenden. Dabei läuft der Datenstrom über drei Leitungspaare, wodurch sich die Signalrate auf 33 MHz reduziert. Das vierte Leitungspaar wird zur Kollisionsdetektierung eingesetzt. Eine weitere Reduktion der Signalrate wird beim 100Base-T4 wiederum durch Kodierungsverfahren erreicht. Bei 100Base-T4 kann die Übertragung zu einem Zeitpunkt nur in eine Richtung erfolgen. Ein Vollduplex-Betrieb ist nicht möglich.

100Base-T2

Auch der 100Base-T2-Standard beschreibt ein Verfahren, um die 100 Mbit/s des Fast Ethernet über ein Cat-3-Kabel zu übermitteln. Dabei sollte die Übertragung aber nur über zwei Leitungspaare erfolgen, um die anderen beiden Leitungen weiterhin für die Sprachtelefonie freizuhalten. Um diese Aufgabe zu lösen, wurde die Pulse Amplituden Modulation (PAM) entwickelt. Das beim 100Base-T2 verwendete PAM5x5 nutzt fünf verschiedene Pegel (-2, -1, 0, +1, +2).

Besonders interessant ist dabei, dass beide Leitungspaare vollduplex übertragen können. Dies wird durch den Einsatz von so genannten Hybrid-Transceivern ermöglicht. Diese weisen zwei Funktionalitäten auf:

  • In Senderichtung werden das Signal in Senderichtung und das Signal in Empfangsrichtung auf der Leitung überlagert.

  • Auf der Empfangsseite muss das gesendete Signal von dem resultierenden Signal subtrahiert werden, um das Signal in Empfangsrichtung zu erhalten. Dabei müssen jedoch die auf der Leitung reflektierten Anteile des gesendeten Signals mit Hilfe einer Echokompensation (Echo Cancellation) ebenfalls berücksichtigt werden.

Damit stellt dieser spezielle Vollduplex-Modus in gewisser Weise eine interessante Evolution in der Ethernet-Historie dar.

1. Für die Koaxialkabel muss ein Transceiver zum Einsatz kommen. Dieser muss beim Senden gleichzeitig die Pegel auf dem Kabel überprüfen, ob sie mit dem gesendeten Signal übereinstimmten. Weichen diese zu sehr von den gesendeten Signalen ab, wird dies als Kollision erkannt.

2. Bei der Übertragung mit Twisted-Pair-Kabeln bei 10Base-T werden Sende- und Empfangskanal getrennt.

3. Nun werden beim 100Base-T2 auch bei der Übertragung im Twisted-Pair-Kabel die Empfangs- und Sendekanäle wieder gemeinsam genutzt, um die geforderte Datenrate bei verfügbarer Bandbreite zu erreichen.