100 MBit/s Ethernet (Fast Ethernet) [Bearbeiten]
Beim Übergang von 10- auf 100-MBit-Ethernet wurde die Signalisierungsebene weiter unterteilt, um auf eine klarere Definition dessen zu kommen, was den PHY, (die physikalische Schicht, OSI-Schicht 1), vom MAC trennt. Gab es bei 10-MBit-Ethernet PLS (Physical Layer Signaling, Manchester-Codierung, identisch für alle 10 MBit/s-Standards) und PMA (Physical Medium Attachment, Coaxial-, Twisted-Pair- und optische Anbindungen), sind es bei Fast Ethernet nunmehr PCS (Physical Coding Sublayer) mit PMA sowie PMD (Physical Medium Dependent). PCS, PMA und PMD bilden nunmehr gemeinsam die physikalische Schicht. Es wurden drei verschiedene PCS-PMA-Kombinationen entworfen, von denen jene für 100Base-T4 und 100Base-T2 (IEEE 802.3 Clauses 23 und 32) aber nie wirtschaftliche Bedeutung erlangen konnten.
Durchgesetzt hat sich einzig 100Base-X (IEEE 802.3 Clause 24) für Twisted-Pair-Kabel und Glasfasern, welches statt der Manchesterkodierung den effizienteren 4B5B-Code einsetzt. Dieser ist zwar nicht gleichspannungsfrei, die Symbolrate liegt aber mit 125 MBaud nur geringfügig höher als die Datenrate. Da es hier keine physikalischen Busse sondern nur mehr Punkt-zu-Punkt-Verbindungen gibt, wurde eine kontinuierliche Übertragung favorisiert, die die aufwändigen Einschwingvorgänge des Empfängers auf die Hochfahrphase des Segments beschränkt. Ein Scrambling-Verfahren sorgt für ein (statistisch) gleichmäßiges Frequenzspektrum unabhängig von der Leitungsauslastung. Die verwendeten Leitungscodeworte garantieren eine für die Bitsynchronisation beim Empfänger ausreichende minimale Häufigkeit von Leitungszustandswechseln.
* 100Base-T – Allgemeine Bezeichnung für die drei 100-Mbit⁄s-Ethernetstandards über Twisted-Pair-Kabel: 100Base-TX, 100Base-T4 und 100Base-T2. Die maximale Länge eines Segments beträgt wie bei 10Base-T 100 Meter. Die Steckverbindungen sind als 8P8C-Modularstecker und -buchsen ausgeführt und werden häufig falsch mit „RJ-45“ bzw. „RJ45“ bezeichnet.
* 100Base-T4 – 100 Mbit⁄s Ethernet über Category-3-Kabel (wie es in 10Base-T-Installationen genutzt wird). Nutzt alle vier Adernpaare des Kabels. Es ist inzwischen obsolet, da Category-5-Verkabelung heute die Norm darstellt. Es ist darüber hinaus auf Halbduplex-Übertragung begrenzt.
* 100Base-T2 – Es existieren keine Produkte, die grundsätzliche Technologie lebt aber in 1000Base-T weiter und ist dort sehr erfolgreich. Bietet 100 Mbit⁄s Datenrate über Cat 3-Kabel. Unterstützt den Full-Duplex-Modus und benutzt nur zwei Paare. Es ist damit funktionell äquivalent zu 100Base-TX, unterstützt aber ältere Kabelinstallationen.
* 100Base-TX, IEEE 802.3u (IEEE 802.3 Clause 25), – Benutzt wie 10Base-T je ein verdrilltes Adernpaar pro Richtung, benötigt allerdings mindestens ungeschirmte Cat-5-Kabel. Auf dem 100 Mbit⁄s-Markt ist 100Base-TX heute die Standard-Ethernet-Implementation. 100Base-TX verwendet zur Bandbreitenhalbierung auf PMD-Ebene die Kodierung MLT-3. Dabei werden nicht nur zwei Zustände (positive oder negative Differenzspannung) auf dem Adernpaar unterschieden, es kommt ein dritter Zustand (keine Differenzspannung) dazu (ternärer Code).
Während der 4B5B-Code ausreichend viele Signalwechsel für die Bitsynchronisation beim Empfänger garantiert, kann MLT-3 zur benötigten Gleichspannungsfreiheit nichts beitragen. Als "Killer Packets" bekannte Übertragungsmuster können dabei das Scrambling kompensieren und dem Übertragungsmuster eine signifikante Gleichspannung überlagern (baseline wander), die die präzise Abtastung unmöglich macht und zu einem Verbindungsabbruch der Endgeräte führt. Um gegen solche Angriffe immun zu sein, implementieren die PHY-Bausteine der Netzwerkkarten daher eine Gleichspannungskompensation.
100Base-FX (IEEE 802.3 Clause 26) – 100 Mbit⁄s Ethernet über Multimode-Glasfaser. Maximale Segmentlänge: 400 Meter, mit Repeatern: 2000m. Der gescrambelte 4B5B-Datenstrom wird direkt über einen optischen Lichtmodulator gesendet und in gleicher Weise empfangen.
