FAQ: Schnelles Ethernet jenseits von Gigabit
Ethernet hat die Gigabit-Schallmauer längst hinter sich gelassen, NBase-T schafft bis zu 10 Gbit/s. Wir erklären, was es beim Upgrade zu beachten gilt.
(Bild: asharkyu/Shutterstock.com)
Die kabelgebundene Datenübertragung innerhalb eines lokalen Netzwerks, kurz Ethernet, ist vielen ein Begriff doch das LAN-Upgrade ist neu und es stellen sich Fragen. Hier die Antworten.
LAN beschleunigen
Wer braucht überhaupt mehr als 1 Gbit/s im LAN?
Alle, die häufig große Dateien, etwa Videos oder Backup- und VM-Images, durchs LAN jagen, müssen dank der höheren Geschwindigkeit kürzer warten. Der Zusammenhang ist linear: Gigabit-Ethernet mit 1000 Mbit/s (1GE) überträgt rund 115 MByte pro Sekunde, 10GE (10.000 Mbit/s) rund 1100 MByte/s. Wenn die Datenquellen und -senken die Dateien auch mit der Geschwindigkeit hergeben und annehmen, dauert die Kopie einer 10-GByte-Datei statt anderthalb Minuten nur noch neun Sekunden.
Die niedrigste Multigigabit-Ethernet-Stufe von 2,5 Gbit/s (2G5) hat sich im Stillen auf vielen Mainboards, inzwischen erschwinglichen Switches und Netzwerkspeichern (Network Attached Storage, NAS) ausgebreitet. Bei durchgängiger 2G5-Installation profitiert man bei Übertragungen im Heimnetz ohne Weiteres davon. Wer einen der noch seltenen Glasfaser-Internetanschlüsse hat, könnte auch dessen Maximalgeschwindigkeit von 2500 Mbit/s verlustfrei im LAN weiterleiten und so große Update- oder Spieledownloads beschleunigen. Derzeit bieten die hiesigen Provider aber maximal 1000 Mbit/s an; in der Schweiz kann man jedoch schon bis zu 25 Gbit/s buchen.
2G5 ist auch sinnvoll, wenn man WLAN-Geräte gemäß der Wi-Fi-6-Spezifikation nutzt. Wi-Fi 6 liefert bei guter Funkverbindung und passender Gegenstelle 1,5 Gbit/s netto in der Spitze. Eine solche WLAN-Basis, die mit 1000 Mbit/s am LAN hängt, würde durch das langsamere Gigabit-Ethernet ausgebremst. Das neue Wi-Fi 7 schickt sogar mehrere Gbit/s durch die Luft. Für die nächste WLAN-Generation ist Multigigabit-Ethernet mit 2,5 Gbit/s also nur der Einstieg.
Stabiler per Kabel
Warum sollte ich ein Ethernet-Kabel ziehen? WLAN liefert doch inzwischen auch Gigabit-Geschwindigkeit.
Netzwerkgeräte nutzen das Ethernetkabel exklusiv, denn anders als beim Shared-Medium WLAN kann kein Funknetz des Nachbarn reingrätschen und die Übertragung bremsen. Sie bekommen immer die Nettodatenrate, rund 950 Mbit/s bei Gigabit-Ethernet und entsprechend mehr bei Multigigabit-Ethernet bis hinauf zu 9500 Mbit/s (siehe Tabelle). Es lohnt sich also, stationäre Geräte per Kabel ins Netz zu bringen, denn das entlastet das eigene WLAN, sodass Ihre mobilen Geräte profitieren. Nur wenn zwei Geräte gleichzeitig auf ein drittes zugreifen, etwa zwei PCs auf ein NAS mit jeweils Gigabitanschlüssen, teilen sie sich dessen maximale Datenrate.
Speed mischen
Mein NAS kann 10 Gbit/s, aber ich möchte das restliche Netz erstmal mit 2,5 Gbit/s betreiben. Geht das?
Ja, denn Ethernet-Ports einigen sich beim Verbindungsaufbau auf die höchste gemeinsame Geschwindigkeit (Autonegotiation). Wenn Ihr NAS also an einem Switch hängt, der maximal 2,5 Gbit/s überträgt, dann kommuniziert der Netzwerkspeicher auch mit 2,5 Gbit/s. Dabei gibt es aber eine Ausnahme: Versteht das NAS die Multigigabitstufen 2,5 und 5 Gbit/s nicht, kommt die Verbindung nur mit 1000 Mbit/s zustande. Dann brauchen Sie einen Switch, der an mindestens einem Port auch 10 Gbit/s beherrscht.
Gamer können weiter 1GE nutzen
Wird mit Multigigabit-Ethernet die Pingzeit kürzer?
Die Round-Trip-Time (RTT) sinkt tatsächlich mit steigender Ethernet-Geschwindigkeit. Der Unterschied zwischen 1 Gbit/s und 10 Gbit/s ist nach unseren Messungen aber so gering (0,5 zu 0,4 Millisekunden), dass er selbst auf Live-Turnieren bedeutungslos ist. Erst recht beim Cloudgaming: Dabei überwiegt die Latenz der Internetanbindung bei Weitem; sie beträgt je nach netzwerktopologischer Entfernung der Cloud leicht zehn Millisekunden und mehr.
10 Gbit/s am Notebook
2,5 Gbit/s per USB-Adapter genügen mir nicht, ich möchte den Inhalt meines Notebooks richtig schnell aufs NAS sichern können. Wie bekomme ich das hin?
Die nächstschnellere Stufe liefern USB-Adapter, die LAN-seitig auch 5 Gbit/s übertragen. Doch der Protokoll-Overhead beim Umsetzen von USB mit 5 Gbit/s auf Ethernet kostet Nettodurchsatz. Mehr als 3,5 Gbit/s darf man nicht erwarten. Auf Adapter, die USB-seitig 10 oder 20 Gbit/s für ungebremstes 5GE und 10GE beherrschen, warten wir noch.
Schneller geht es derzeit nur an Thunderbolt-3- oder -4-Ports mit Ethernet-Adaptern wie etwa jenen von QNAP (QNA-T310S mit SFP+-Port für Optikmodule oder QNA-T310T mit RJ45-Buchse, 200 bis 220 Euro). Leider arbeitet die RJ45-Variante nicht geräuschlos. Beide ziehen reichlich Leistung, sodass man sie nur mit dem Notebook am Netzteil einsetzen sollte. Ähnliche Adapter gibt es auch von anderen Herstellern.
Auch in manchen Dockingstationen steckt ein 10GE-fähiger LAN-Port, beispielsweise dem Thunderbolt-Pro-Dock von OWC. Das hat außerdem mehrere 10 Gbit/s schnelle USB-Ports, zwei Thunderbolt/USB-C-Ladeanschlüsse (85 und 15 Watt) sowie eine DP-Buchse für Bildschirme, kostet aber rund 370 Euro.
(Bild: OWC)
Linkrate festnageln
Ich habe mir einen Switch für Multigigabit-Ethernet gegönnt. Das NAS ist stabil mit 2,5 Gbit/s verbunden. Aber die Schnittstelle des PCs bleibt auf 1GE, obwohl sie auch 2G5 beherrschen soll. Was kann ich tun?
Probieren Sie zunächst, ob der Effekt auch mit einem anderen Patchkabel auftritt. Falls ja, kann es helfen, die Schnittstelle im Betriebssystem auf eine Geschwindigkeit fest einzustellen, denn bei manchen Kombinationen von Switch und Ethernet-Controller schlägt die automatische Geschwindigkeitsaushandlung fehl.
Unter Windows öffnen Sie über das Netzwerk-Tray-Symbol die "Netzwerk- & Interneteinstellungen" und dort "Adapteroptionen ändern". Rechtsklicken Sie auf die Schnittstelle, um deren "Eigenschaften" zu bearbeiten. Über den "Konfigurieren"-Knopf geht es zu den erweiterten Eigenschaften, wo Sie einen Eintrag wie "Speed & Duplex" finden. Dessen Ausklapper stellen Sie von "Auto Negotiation" auf "2.5 Gbps Full Duplex" um. Je nach Ethernet-Controller und Treiberversion können die Menüpunkte anders heißen. Auf Windows 11 erreichen Sie die Schnittstelleneigenschaften etwas anders, das Prinzip bleibt aber dasselbe.
Bei Linux variiert der Weg je nach Distribution: Falls die Schnittstelleneigenschaften nicht in der grafischen Oberfläche etwa unter "Systemeinstellungen" oder beispielsweise über ein Tray-Symbol und den Network Manager anbietet, geht es auf die Kommandozeile. Setzen Sie als Root oder mit vorangestelltem sudo den Befehl ethtool -s enp2s0 autoneg off ab. Er schaltet die automatische Geschwindigkeitsaushandlung für die Schnittstelle enp2s0 aus. ethtool -s enp2s0 speed 2500 duplex full setzt sie anschließend auf 2,5 Gbit/s. Falls sich der Schnittstellenname auf Ihrem System unterscheidet, ersetzen Sie enp2s0 durch den dort geltenden. Sollte das Kommando ethtool nicht ab Werk installiert sein, holen Sie es über die Paketverwaltung an Bord. Wo Sie diese beiden Befehle eintragen müssen, damit sie bei jedem Start ausgeführt werden, hängt von der installierten Distribution ab.
Auf macOS öffnen Sie Systemeinstellungen/Netzwerk/Schnittstellenname/Details/Hardware, stellen das Ausklappmenü "Konfigurieren" von "automatisch" auf "manuell" um und wählen im Menü darunter die passende Geschwindigkeitsstufe aus.
Glasfaser versus Kupfer
Über Twisted-Pair-Kabel kann man inzwischen zwar 10 Gbit/s übertragen, aber Glasfaser hat doch viel mehr Reserve. Warum sollte ich mein Haus nicht damit vernetzen?
Glasfaser-Ethernet überträgt in Rechenzentren inzwischen sogar bis 800 Gbit/s, aber die Leitungen sind empfindlicher als TP-Kabel. Wenn Sie mit dem Bürostuhl über ein Kupfer-Patchkabel rollen, leidet die Verbindung erst nach vielen Wiederholungen; Faser-Patchkabel fallen weit früher aus. Zwar haben manche Router schon SFP+-Slots für Optikmodule und es gibt auch eine große Auswahl an Switches mit SFP+. Sie müssten aber nicht nur Ihre Netzwerkinfrastruktur umstellen, sondern auch alle anzuschließenden Geräte wie PCs, Smart-TVs, Set-Top-Boxen oder Netzwerkspeicher, denn bei diesen ist der klassische RJ45-Port für TP-Leitungen die Standardausstattung. Anders als Twisted-Pair-Kabel mit Power-over-Ethernet kann die Glasfaser keine Energie transportieren; WLAN-Basen, Überwachungskameras oder VoIP-Telefone, die Sie normalerweise per PoE versorgen würden, brauchen dann immer eine Steckdose in der Nähe.
Derzeit erscheint eine Glasfaserverbindung vor allem dann sinnvoll, wenn Strecken länger als 100 Meter zu überbrücken sind oder eine elektrische Potenzialtrennung erforderlich ist (Blitzschutz, keine PEN-Ausgleichsströme), etwa beim Anschluss eines Nebengebäudes. Auch braucht ein optischer 10-Gbit/s-Port nur ungefähr ein Drittel der Leistung der gleich schnellen Kupfervariante; die Optik ist energieeffizienter.
| Gebräuchliche Ethernet-Varianten | |||
| Bezeichnung | Medium1 | max. Segmentlänge2 | Bruttodatenrate |
| 100Base-TX | Kupfer (2 Adernpaare) | 100 m | 100 Mbit/s |
| 1000Base-T (1GE) | Kupfer (4 Adernpaare) | 100 m | 1000 Mbit/s |
| 1000Base-SX | Glas (2 Fasern, MMF) | 220–550 m | 1000 Mbit/s |
| 1000Base-LX | Glas (2 Fasern, SMF) | 5 km | 1000 Mbit/s |
| 1000Base-BX10 | Glas (1 Faser, SMF) | 5 km | 1000 Mbit/s |
| 2500Base-T (2G5) | Kupfer (4 Adernpaare) | 100 m | 2500 Mbit/s |
| 5000Base-T (5GE) | Kupfer (4 Adernpaare) | 100 m | 5000 Mbit/s |
| 10GBase-T (10GE) | Kupfer (4 Adernpaare) | 100 m | 10.000 Mbit/s |
| 10GBase-SR | Glas (2 Fasern, MMF) | 25–400 m | 10.000 Mbit/s |
| 10GBase-LR | Glas (2 Fasern, SMF) | 10 km | 10.000 Mbit/s |
| 10GBase-BX | Glas (1 Faser, SMF) | 40 km | 10.000 Mbit/s |
| 1 MMF = Multi-Mode Fiber, SMF = Single-Mode Fiber 2 Kupfer: auf CAT5e-Leitungen; bei 10GBase-T: CAT6a-Leitungen oder bei CAT5e max. ca. 50 m | |||
(ea)
