Fast Ethernet

Abkürzung: FE

Fast Ethernet bezeichnet die Ethernet-Varianten mit 100 Mbit/s. Es löste ab 1995 das ursprüngliche Ethernet mit 10 Mbit/s ab und war etwa ein Jahrzehnt der Normalfall in lokalen Netzen — heute ist es Restbestand, aber ein verbreiteter.

Die drei Varianten

Durchgesetzt hat sich ausschließlich die erste. Die Glasfaservariante blieb auf Gebäudeverbindungen beschränkt, und die Vierpaar-Variante für alte Telefonverkabelung verschwand mit der Verbreitung von Kategorie-5-Kabeln.

Warum nur zwei Paare

100BASE-TX nutzt ein Paar zum Senden und ein Paar zum Empfangen. Die beiden übrigen Adernpaare im Kabel bleiben unbelegt.

Das hatte drei Folgen, die bis heute nachwirken. Erstens ließ sich ein vorhandenes Vierpaar-Kabel für zwei Verbindungen aufteilen — eine Sparmaßnahme, die in Altinstallationen noch zu finden ist und mit Gigabit sofort scheitert, weil dieses alle vier Paare braucht. Zweitens konnten die freien Paare für die Stromversorgung genutzt werden, was die erste PoE-Stufe tat. Drittens genügt ein Kreuzkabel, das nur zwei Paare tauscht — weshalb alte Kreuzkabel an Gigabit-Ports nicht funktionieren.

Wie die Bits auf die Leitung kommen

Der Weg ist zweistufig und ein Lehrbeispiel für das Zusammenspiel von Leitungscodes:

Zuerst wandelt 4B5B jeweils vier Datenbits in fünf Übertragungsbits. Das kostet 25 Prozent zusätzlichen Aufwand, stellt aber sicher, dass genügend Pegelwechsel für die Taktrückgewinnung auftreten. Aus 100 Mbit/s Nutzdaten werden damit 125 MBd auf der Leitung.

Dann senkt MLT-3 die Grundfrequenz. Statt zweier Pegel verwendet es drei und wechselt zyklisch zwischen ihnen, wodurch die höchste auftretende Frequenz auf etwa 31 MHz sinkt — niedrig genug für Kategorie-5-Kabel.

Ohne diesen zweiten Schritt hätte 100BASE-TX Kabel mit höherer Bandbreite gebraucht. Die Codierung ist also der Grund, aus dem die vorhandene Verkabelung weiterverwendbar war.

Halbduplex und Vollduplex

Fast Ethernet beherrscht beides. Im Halbduplexbetrieb gilt das Zugriffsverfahren mit Kollisionserkennung, im Vollduplexbetrieb sendet und empfängt jede Seite gleichzeitig ohne Kollisionen.

Welcher Betrieb gilt, handeln die Geräte aus. Diese Aushandlung war bei Fast Ethernet noch abschaltbar — und daraus entsteht der Duplex-Mismatch, der häufigste schwer zu findende Fehler in alten Netzen: eine Seite fest eingestellt, die andere automatisch, und die Verbindung bricht unter Last ein, während ein Ping fehlerfrei durchläuft.

Die gelegentliche Angabe „200 Mbit/s" für Vollduplexbetrieb ist eine Rechnung, nicht eine Rate: Es sind 100 Mbit/s in jede Richtung, und keine Anwendung überträgt in beide Richtungen gleich viel.

Wo Fast Ethernet heute noch sitzt

Der Anschluss ist nicht verschwunden, nur unauffällig geworden. Verbreitet ist er bei Tischtelefonen, Netzwerkdruckern, Gebäudetechnik, Steuerungen, einfachen Kameras und Zugangspunkten älterer Generationen — überall, wo die Datenmenge gering ist und ein schnellerer Anschluss nichts brächte.

Für die Fehlersuche ist das wichtig: Genau an diesen Geräten sitzen die festen Porteinstellungen, die den Duplex-Mismatch verursachen. Und ein Anschluss, der unerwartet mit 100 Mbit/s statt Gigabit läuft, hat meist ein beschädigtes Adernpaar — Gigabit braucht alle vier, Fast Ethernet kommt mit zwei aus und fällt deshalb genau darauf zurück.

Abgrenzung

Ethernet mit 10 Mbit/s war der Vorgänger, Gigabit Ethernet ist der Nachfolger und nutzt alle vier Paare gleichzeitig in beiden Richtungen.

Autonegotiation entscheidet über Geschwindigkeit und Betriebsart.

Leitungscodes erklären die Codierungsstufen; 4B5B und MLT-3 sind dort eingeordnet.

Quellen

• IEEE Std 802.3, Clause 24 und 25: 100BASE-X
• ISO/IEC 11801: Generic cabling for customer premises
• ANSI X3.263: FDDI Twisted Pair Physical Layer Medium Dependent