Wie Ethernet-Link zustande kommt, von elektrisch bis logisch
Ethernet ist der Standard für kabelgebundene Netzwerke und bildet das Rückgrat moderner IT-Infrastrukturen. Doch hinter der einfachen Idee des “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.