Gigabit-LAN - Das Netzwerk mit 1000 MBit/s
Netzwerke
Der Klassiker zur Vernetzung von Computern ist das Ethernet. Es setzt viele und teilweise lange Kabel voraus, es erfordert zusätzliche Hardware wie Switches und es macht Laptops ein wenig weniger mobil. Dafür bietet Ethernet die kürzesten Reaktionszeiten aller Netzwerktypen, die höchsten Datenraten und die stabilsten Verbindungen zwischen den Netzwerkgeräten. Wann Sie Gigabit-LAN benötigen und welche Hardware Sie dafür brauchen, das lesen Sie in diesem Artikel.
Super-Fast-Ethernet
Super-Fast-Ethernet, so heisst das 1000 MBit/s schnelle Kabelnetzwerk offiziell. Geläufiger sind hingegen Bezeichnungen wie Gigabit-Ethernet, Gigabit-Netzwerk oder Gigabit-LAN.
Die 1000 MBit/s des Gigabit-Netzwerks entsprechen umgerechnet 125 MByte/s. Dabei handelt es sich um die theoretisch mögliche Datenrate. Zwar ist die praktische Datenrate, wie bei allen anderen Netzwerkarten auch, geringer, die Differenz ist aber verschwindend klein. In der Praxis schafft ein Gigabit-Netzwerk höchstens 936 MBit/s oder umgerechnet 117 MByte/s. Das ist extrem nahe am theoretischen Maximum. Im Vergleich zum Vorgänger Fast-Ethernet, das eine Datenrate von 100 MBit/s erreicht, ist Gigabit-LAN also exakt zehnmal so schnell.
Wer braucht Gigabit-LAN?
Gigabit-LAN ist notwendig, wenn grosse Datenmengen über das Netzwerk übertragen werden sollen. Grosse Datenmengen können zum Beispiel das übers Netzwerk übertragene Backup eines PCs sein, gestreamte Videos von einem NAS auf einen Fernseher oder normale Kopiervorgänge zwischen zwei PCs. Die Datenmenge einer randvoll beschriebenen Blu-ray – das sind 50 GByte – könnte ein Gigabit-Netzwerk im Idealfall in gut sieben Minuten übertragen. Ein Fast-Ethernet braucht dafür schon weit über eine Stunde.
Gigabit-LAN ist auch dann notwendig, wenn viele Geräte an ein Netzwerk angeschlossen sind und viele Daten parallel transportiert werden müssen. Je grösser die Bandbreite des Netzwerks, desto mehr Daten lassen sich gleichzeitig austauschen.
Die Voraussetzungen für schnelles Gigabit-LAN
Damit Sie ein Gigabit-Netzwerk aufbauen können, benötigen Sie Geräte, die Gigabit-fähig sind, allen voran einen kompatiblen Switch. Denn am Switch laufen alle Kabel des Netzwerks zusammen. Er sorgt dafür, dass die Datenpakete an die richtigen Empfänger weitergeleitet werden.
Insbesondere in Heimnetzwerken übernimmt der Router die Verteilung im Netzwerk. Denn die Router haben meist mehrere Netzwerkanschlüsse und sind deshalb in der Regel gleichzeitig auch ein Switch. Allerdings sind nicht alle Router mit Gigabit-Netzwerkanschlüssen ausgestattet. Gerade bei älteren Fritzbox-Modellen schaffen die Anschlüsse oft nur 100 MBit/s. Selbst wenn Ihre anderen Netzwerkgeräte alle Gigabit-fähig sein sollten: Ohne Gigabit-Switch geht es trotzdem nicht.
Die richtige Verkabelung
Auch die verwendeten Netzwerkkabel müssen für ein Gigabit-Netzwerk ausgelegt sein. Dazu müssen die Kabel die Norm Cat 5 beziehungsweise Cat 5e erfüllen. Cat bezeichnet eine Qualitätskategorie für Netzwerkkabel. Sie bestimmt, welche Eigenschaften das Kabel haben muss. Je höher die Nummer der Kabelkategorie, desto höher sind die Datenraten, die das Kabel unterstützt. Die Kabel der Kategorien 5 und 5e unterscheiden sich darin, dass Cat-5e-Kabel besser geschirmt sind als Cat-5-Kabel. Die Schirmung garantiert, dass die übertragenen Daten auch auf längere Distanzen mit der maximalen Geschwindigkeit der Netzwerkkarten verschickt werden können.
Bis 2002/2003 waren nur Cat-5e-Kabel Gigabit-fähig. Dann wurde die Spezifikation für die Netzwerkkabel jedoch verändert. Die Änderung legte fest, dass sämtliche Cat-5-Kabel die gleiche Schirmung aufweisen müssen wie die Cat-5e-Kabel. Weil es somit keinen Unterschied mehr gab zwischen Cat 5 und Cat 5e, wurde die Bezeichnung Cat 5e fallen gelassen. Alle nach 2003 produzierten und verkauften Cat-5-Kabel sind also automatisch Cat-5e-Kabel und somit Gigabit-tauglich.
Ein Kabel ist also Gigabit-fähig, wenn auf dem Mantel «Cat 5e» steht. Ein Kabel ist auch dann Gigabit-fähig, wenn auf dem Mantel «Cat 5» steht, das Kabel aber nach 2003 produziert und gekauft wurde. Auch Kabel, auf denen eine höhere Kategorie aufgedruckt ist, etwa «Cat 6» oder «Cat 7», sind Gigabit-fähig. Sie steigern aber nicht die maximale Datenrate des Netzwerks.
Veraltet: Ein Kabel ist veraltet und muss ersetzt werden, wenn auf dem Mantel nur «Cat 5» steht und dieses Kabel vor 2003 gekauft wurde. Ein rund fünf Meter langes Gigabit-fähiges Netzwerkkabel gibt es aber bereits für 5 Euro, etwa das Ethernet-Patchkabel Amazonbasics RJ45 Cat-5e.
Die richtige Kabellänge für Gigabit-Geräte
Cat-5-Kabel sollten nicht länger als 100 Meter sein. Bis zu dieser Länge übertragen die Kabel die Daten verlustfrei und in voller Geschwindigkeit. Das bedeutet: Egal ob das Kabel 10, 20 oder 80 Meter lang ist, die Daten werden immer mit Gigabit-Geschwindigkeit übertragen.
Ab 100 Meter Kabellänge ist zwar oft noch eine Verbindung möglich, aber dann meist nur noch mit 100 MBit/s oder anderen Einschränkungen. Abhilfe würde ein Switch schaffen. Dieser nimmt eingehende Signale auf und leitet sie zum Empfänger weiter. Dabei wird das Signal erneuert. So kann es weitere 100 Meter zurücklegen.
Gigabit-fähige Netzwerkgeräte
Neben dem Switch und den Netzwerkkabeln müssen auch mindestens zwei der ans Netzwerk angeschlossenen Geräte, etwa ein PC und ein NAS, über Gigabit-fähige Netzwerkanschlüsse verfügen. Es reicht nicht aus, wenn nur ein PC einen Gigabit-Anschluss hat.
100 und 1000 MBit/s mischen
Wenn Sie Ihr Netzwerk aufrüsten, dann müssen Sie nicht alle ans Netzwerk angeschlossenen Geräte Gigabit-fähig sein. Der Gigabit-Standard sieht nämlich auch einen Mischbetrieb vor. Dabei dürfen sowohl PCs, NAS-Server oder Router mit 100- als auch mit 1000-MBit-Anschlüssen gleichzeitig verwendet werden.
Die ans Netzwerk angeschlossenen Geräte mit den langsameren Schnittstellen bremsen das Gigabit-Netzwerk nämlich nicht pauschal aus. Jeder PC, NAS-Server oder Router sendet und empfängt die Daten aber höchstens mit der für ihn maximalen Geschwindigkeit. Das gilt aber nur für die Geräte, die Sie an das Netzwerk anschliessen. Sowohl ein Switch, der etwa das Netzwerk aufbaut und stützt, als auch die verwendeten Kabel müssen in jedem Fall Gigabit-fähig sein.
Möchten Sie einen Router, der nicht Gigabit-fähig ist, nicht komplett ersetzen, dann kaufen Sie einfach einen Gigabit-Switch. Dieser Switch übernimmt dann anstelle des Routers die Verteilung des Gigabit-Netzwerks. Schliessen Sie dazu einfach alle Geräte, die zuvor per Kabel mit dem Router verbunden waren, an den Gigabit-Switch an. Verbinden Sie dann mit einem zusätzlichen Kabel den Gigabit-Switch mit einem der nun freien Netzwerkanschlüsse des Routers. Empfehlswert ist zum Beispiel der Switch D-Link DGS-1008D. Er ist zu einem Preis von etwa 25 Euro zu haben.
Alte Hardware im Gigabit-Netzwerk nutzen
Nur weil ein PC einen Gigabit-Netzwerkanschluss hat, heisst das noch lange nicht, dass er auch tatsächlich die volle Geschwindigkeit von 117 MByte/s ausnutzen kann. Insbesondere ältere PCs haben mit einer solch hohen Datenrate nämlich Probleme, weil das Mainboard und die Festplatten gar nicht so schnell sind.
Heutige mechanische Festplatten erreichen Datenraten von im Schnitt 150 MByte/s beim Schreiben und Lesen. Schneller sind lediglich SSDs, die Daten mit mehr als 600 MByte/s lesen können.
2006 sah das aber noch ganz anders aus. Datenraten von 60 MByte/s beim Schreiben und Lesen bei Festplatten galten als gut. Dies entspricht aber gerade einmal der Hälfte der Datenrate, die ein Gigabit-Netzwerk zu leisten vermag. Selbst wenn ein älterer PC also einen Gigabit-Anschluss hat, dann hängt es schlussendlich davon ab, wie schnell die Festplatte die empfangenen Dateien schreiben oder die zu verschickenden Dateien lesen kann.
Gigabit bringt auch in alten PCs etwas
Dessen ungeachtet lohnt es sich, einen alten PC mit einer Gigabit-fähigen Netzwerkkarte aufzurüsten. Passende Erweiterungskarten für den PC gibt es bereits für rund 10 Euro im Versandhandel, etwa die D-Link DGE-528T. Die Ausbeute: mindestens eine Verdopplung der Datenrate für den aufgerüsteten PC. Möchten Sie einen Laptop nachrüsten, dann käme etwa der USB 3.0 Gigabit Ethernet/Netzwerkadapter von CSL für 25 Euro in Frage.
Die nächstlangsamere Stufe unterhalb von Gigabit-Ethernet ist Fast-Ethernet, das eine theoretische Datenrate von 100 MBit/s und eine praktische von 11,7 MByte/s erreicht. Diese Datenrate ist so gering, dass der Netzwerkanschluss schnell zum Flaschenhals wird. Nämlich deshalb, weil selbst zehn Jahre alte Festplatten für Gigabit zwar zu langsam sind, aber mit 60 MByte/s die Daten noch deutlich schneller als mit 11,7 MByte/s schreiben und lesen können. Somit würde sich eine Gigabit-Netzwerkkarte also bereits lohnen.
