Wie Ethernet-Link zustande kommt, von elektrisch bis logisch
Ethernet ist der Standard für kabelgebundene Netzwerke und bildet inzwischen das Rückgrat moderner IT-Infrastrukturen, nachdem es andere Standards verdrängt hat. Doch hinter des einfachen “Stecker rein, Link UP” steckt eine Vielzahl technischer Parameter und Prozesse, die den Verbindungsaufbau, die Datenübertragung und die Sicherheit bestimmen.
Bevor zwei Ethernet-Geräte Daten austauschen, müssen sie einen sogenannten Link etablieren. Dieser Ablauf gliedert sich in mehrere Stufen:
1. PHY Verbindungsaufbau (Layer 1)
- Sobald ein Kabel eingesteckt wird, wird Spannung über die Adernpaare gelegt.
- Die Geräte erkennen ein elektrisches Signal (bei Kupfer) oder optisches Lichtsignal (bei Glasfaser).
- Bei Kupferleitungen wird über sogenannte Fast Link Pulses oder NLPs (Normal Link Pulses) geprüft, ob am anderen Ende ein Gerät vorhanden ist.
2. Auto-Negotiation (Layer 1)
- Nach Erkennen des Signals starten die Geräte die Aushandlung der Speed, des Duplex-Modus und optional von Flow Control.
- Dies geschieht durch den Austausch von FLPs (Fast Link Pulses) mit codierten Informationen.
- Wenn beide Enden kompatibel sind, wird ein gemeinsamer Betriebsmodus aktiviert und der Link geht in den Zustand “up”.
3. Link Training (ab 10G Ethernet)
- Bei höheren Geschwindigkeiten (z. B. 10GBase-T) wird ein sogenanntes Link Training durchgeführt:
- Anpassung von Equalizern, Gain-Settings und Vorverzerrung zur Kompensation von Signalverzerrungen.
- Dies geschieht dynamisch während des Linkaufbaus und kann mehrere Millisekunden dauern.
All das passiert innerhalb von sehr kurzer Zeit, zwischen dem Einstecken und dem Aufleuchten der Link-LED vergeht vielleicht maximal eine Sekunde. In der Zeit passiert all das Beschriebene.
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