DATENNETZE - Datennetze / Ethernet

links: Koaxialkabel mit entfernter Isolation. Unter der schwarzen äußeren Hülle befindet sich ein Drahtgeflecht als "Außenleiter", darin ein Isolator und im Zentrum der Innenleiter. Antennenkabel für den Fernseher sehen genauso aus, haben aber einen anderen Leitungswiderstand.
rechts: BNC-Stecker. Es handelt sich um einen Stecker mit Bajonettveschluss. Nach dem Aufstecken wird er durch eine 90-Grad-Drehung fixiert.

Prinzipieller Aufbau eines Bussystems. Es gibt ein durchgehendes Adernpaar, an dem alle Endgeräte über Stichleitungen angeschlossen sind.

Ethernet über Koaxialkabel

Praktische Bedeutung im Büroumfeld hatte hier nur 10Base2, auch Cheapernet, Thinwire oder "Koax-Verkabelung" genannt.

Typ	Koaxialkabel "RG-58"
Leitungswiderstand	50 Ohm
Maximale Länge	185 m
Anschlüsse	BNC-Stecker
Topologie	Bus
Maximalzahl Endgeräte	30
Minimaler Abstand der Endgeräte zueinander	50 cm

Im industriellen Umfeld wird auch noch 10Base5 eingesetzt, weil es die Überbrückung großer Distanzen (500m) ohne Zwischenverstärker ermöglicht,

Die Bustopologie erfordert eine durchgehende Leitung, an die die Endgeräte per Abzweigung direkt angeschlossen werden. Eine „Stich-„ oder „Anschlussleitung“ gibt es bei 10Base2 nicht. Technisch realisiert wird dies normalerweise durch einfache Koaxialkabel mit BNC-Steckern an beiden Enden, die jeweils zwei T-Stücke miteinander verbinden. Jedes T-Stück nimmt die Abzweigung zur Netzwerkkarte eines Endgeräts vor. Das T-Stück hat dann noch ein offenes "Ärmchen", an dem ein Kabel zum nächsten T-Stück angeschlossen werden kann.

Der Leitungswiderstand ist der Ersatzwiderstand einer Leitung bei Impulsübertragung. Er ist unabhängig von der Leitungslänge. Allerdings reflektiert das offene oder kurzgeschlossene Ende einer Leitung einen ankommenden Impuls. Bei offener Leitung mit gleicher Amplitude und gleichem Vorzeichen, bei kurzgeschlossener Leitung mit umgekehrtem Vorzeichen. Dies muss man verhindern, indem man die beiden Pole der Leitung am Ende mit einem Abschlusswiderstand in Höhe des Leitungswiderstandes verbindet. Ohne diese Massnahme wäre der Bus nicht funktionsfähig. In der Computertechnik wird so ein Widerstand als "Terminator" bezeichnet. Terminatoren gibt es nicht nur in der Netzwerktechnik sodern auch bei anderen Bussystemen, z.B. bei SCSI oder dem So-Bus beim ISDN. Bei der Koaxial-Vernetzung im Ethernet sind die Terminatoren als BNC-Stecker realisiert, die direkt auf ein Ärmchen eines T-Stücks aufgesteckt werden können.

Dadurch sieht ein kompletter Bus folgendermaßen aus:

Für eine Verlegung in der Wand sind die Koaxialkabel nicht gut geeignet, weil an jedem Endgerät zwei Kabel aus der Wand kommen und zum T-Stück geführt werden müssen. Abhilfe dafür schafft ein System, das "EAD" genannt wird. Die Koaxialkabel verbleiben dabei mitsamt T-Stück in der Wand. Dort sitzt eine Buchse, die einer TAE-Dose zum Telefonanschluss stark ähnelt. Daran angeschlossen wird ein Stichkabel, an dessen anderem Ende ein BNC-Stecker sitzt, der dann direkt am Endgerät (d.h. ohne T-Stück und Terminator) angeschlossen wird. Leider sind EAD-Verkabelungen sehr störanfällig und vor allen Dingen nicht normgerecht.

Ohne Leitungsanpassung darf an einem Bus keine Abzweigung gemacht werden, auch wenn die T-Stücke so etwas mechanisch zulassen. Da ein einfaches Koaxialnetz mit 185 m und 30 Endgeräten für viele Anwendungen nicht ausreicht, können mehrere solcher Netze, Kabel-Segmente genannt, über Repeater zusammengeschaltet werden. Ein Repeater ist ein Zwischenverstärker und Regenerator, der im einfachsten Fall aus einem Stromanschluss und zwei BNC-Buchsen besteht. Repeater mit mehreren Anschlüssen (Multiport-Repeater) ermöglichen eine sternförmige Anordnung mehrerer Segmente und werden oft auch mit „Hub“ bezeichnet. Allerdings findet sich der Begriff „Hub“ nicht in der Norm. International wird unter dem Begriff „Hub“ auch einfach nur ein Verteiler angesprochen, so dass die Amerikaner beispielsweise auch von Switching Hub oder Repeating Hub sprechen.

Die maximale Netzausdehnung beträgt 925 m, das entspricht der Gesamtlänge von 5 Kabelsegmenten maximaler Länge, die über vier Repeater hintereinandergehängt wurden. Dies findet sich auch in einer Faustregel zum Design von 10-MBit/s-Netzwerken wieder, der 5-4-3-Regel: Es sind maximal 5 Segmente erlaubt, die über maximal 4 Repeater verbunden sind. Davon dürfen nur drei Segmente Endgeräte enthalten, die beiden übrigen dürfen nur der Verlängerung des Busses dienen.

Durch den zusammenhängenden Bus und die Notwendigkeit der Terminierung ist die Koaxialverkabelung sehr störanfällig. Eine Trennung an einer Stelle, ein Kabelbruch oder Kurzschluss oder sogar eine defekte Netzwerkkarte führen zum Ausfall des gesamten Netzwerkes. Das gilt auch für andere Segmente, die über Repeater angeschlossen sind. Repeater geben über Kollisionslampen zumindest Aufschluss darüber, in welchem Segment der Fehler zu suchen ist und können über die optionale Auto-Partitioning (Auftrennung des Busses) sogar schwellwertabhängig kollisionsbehaftete Ports zeitweise abschalten.