Daten-Turbo für das Heimnetzwerk: Alles über NBase-T

Der neue Standard NBase-T ist die Formel 1 der Datenübertragung. In diesem Artikel lesen Sie, wie Sie Ihr Netzwerk damit aufrüsten und was Sie dabei berücksichtigen sollten.

Geschwindigkeiten im Bereich von einem Gigabit pro Sekunde werden allmählich in die leicht antiquierte Ecke geschoben. Denn diese Schallmauer wird schon heute von leistungsfähigen Mesh-Systemen und WLAN-Routern durchbrochen. Damit Verbindungen via Kabel bei diesem Tempo mithalten können, wurde der neue Standard Multigigabit-Ethernet beziehungsweise NBase-T entwickelt. In diesem Text erhalten Sie alle Informationen über den Umstieg, dessen Kosten und was im Zuge der Aufrüstung berücksichtigt werden sollte.

Das Übertragungsprotokoll 1000-Base-T (oder auch 802.3ab) ist kompatibel zu seinem Vorgänger 100-Base-T oder Fast Ethernet, welches im besten Falle gerade mal 100 Mbit/s übertragen konnte.

Man muss auch nicht mehr tief in die Tasche greifen, um einen Router zu erwerben, bei dem Gigabit-LAN-Ports integriert sind. Somit ist heute GbE (Gigabit-Ethernet) das ganz normale Tempo für Übertragungen mit dem guten alten Kabel. Damit lassen sich ohne Probleme Datenraten im Nettobereich von mindestens 110 MByte/s erreichen. Dieser hohe Transfer wird spätestens in den Fällen notwendig, wenn extrem große Mengen an Daten innerhalb des Netzwerkes transportiert werden sollen, zum Beispiel wenn ein Backup durchgeführt werden soll.

Für die meisten privaten Anwender und kleinen Unternehmen reicht diese Geschwindigkeit aus. Dazu kommt der Fakt, dass zur Zeit nur die wenigsten Anwender und Firmen an eine entsprechend rasant schnelle Netzverbindung angeschlossen sind. Und auch vorausgesetzt, Sie gehören zu diesen Glückspilzen, dann sind Sie mit einem Router im Bereich von Gigabit-LAN immer noch sehr gut abgesichert in Bezug auf Ihre Netzverbindung.

Security und Schnelligkeit im Heimnetzwerk
Doch nicht immer geht es um die schnelle Datenübertragung via Internet-Leitung. Auch die Arbeit innerhalb eines NAS kann vom Tempo des Transfers abhängen. Zum Beispiel bei der Bearbeitung von visuellen Dateiformaten, die in hoher Auflösung daherkommen.

Eine Frage der zukünftigen Sicherheit in Ihrem Netzwerk ist die Rate der Übertragung von zur Zeit maximal möglichen 115 MBytes pro Sekunde im Gigabit-LAN. Nur wenn Sie diese Rate erhöhen, sind Sie auch in Zukunft auf der sicheren Seite.

10GBase-T: Ein schneller Standard, der kaum realisiert wird
Wahrscheinlich haben Sie noch nie vom Übertragungsstandard 10GBase-T gehört. Dabei existiert er bereits seit dem Jahr 2006. Damit lassen sich Daten mit einer Geschwindigkeit bis zu 10 Gigabit pro Sekunde durch die Kabel schleusen. Für private Kunden konnte sich dieser Übertragungsstandard bis zum heutigen Zeitpunkt nicht behaupten. Das liegt zum Teil an den Kabeln, die für dieses Tempo benötigt werden. Mit herkömmlichen Cat-5e-Kabeln kommt man in der 10GBase-T-Norm nicht weiter, dazu müssen es Cat 6a oder 7 sein. Denn nur diese hochwertigen Kabel sind dazu in der Lage, die von diesem Standard benötigte Frequenz bereitzustellen, die zur Übertragung von Distanzen bis zu 100 Metern nötig ist.

Differenzierungen auf der Skala zwischen 10GBase-T (10 Gigabits pro Sekunde) und 1000-Base-T (1 Gigabit pro Sekunde) suchte man bislang vergeblich. Aus diesem Grund reagierten die Komponenten, die eigentlich schnell mit 10GBase-T unterwegs waren und dort auf Cat-5e-Kabel trafen, automatisch auf das herkömmliche Schneckentempo von einem Gigabit pro Sekunde.

Damit der Wechsel gelingt, müsste man sämtliche Komponenten, also die aktiven wie auch die passiven, mit den dazu ausgelegten Netzwerkelementen ersetzen. Wer von 1000-Base-T (1 Gbit/s) auf 10GBase-T (10 Gbit/s) umsteigen will, muss also neben den aktiven Komponenten wie zum Beispiel Switches und Adapter, auch die passiv arbeitenden Bestandteile der Anlage ersetzen. Mit passiven Komponenten sind unter anderem sämtliche im Gebäude vorhandenen LAN-Kabel gemeint.

Speziell bei größeren Netzwerkanlagen, also etwa in Unternehmen, gab es bislang eine weitere Schwierigkeit, die den Wechsel auf den schnellen Standard verhinderte: Es war bislang technisch ein Ding der Unmöglichkeit, das 10GBaseT-Ethernet plus die Versorgung mit Strom für die daran angeschlossenen LAN-Geräte via Netzwerkkabel per PoE (Power-over-Ethernet) zu realisieren.

Als Folge mussten die Administratoren die Router und Access Points in der Nähe einer Steckdose aufstellen lassen. Dieses Minus an Flexibilität bei der Platzierung der Geräte ging häufig auf Kosten der Reichweite, die das Netzwerk damit noch maximal zustande bringen konnte.

Denn wenn Multi-User-MIMO-fähige Access-Points mit dem Standard Wi-Fi-5- oder Wi-Fi-6 durch eine große Anzahl von WLAN-Clients ausgelastet sind, können sie aktuell einen höheren Datentransfer als nur 1 Gigabit pro Sekunde erreichen.

All diese Schwierigkeiten könnten schon bald der Vergangenheit angehören, zumindest dann, wenn der neue NBase-T Standard zur Regel wird. Der Standard für ein Multigigabit-Ethernet hat seinen Ursprung in zwei strategischen Bündnissen der größten und einflussstärksten Netzwerkhersteller: Der MGBase-T-Alliance und der Nbase-T-Alliance. Erstere wird von großen Unternehmen wie zum Beispiel Altera oder Broadcom unterstützt. Und in der Nbase-T-Alliance finden sich so einflussreiche Firmen wie unter anderem Aquantia oder Cisco.

Das gemeinsame Ziel bestand darin, das Leistungspotential der bislang vorhandenen Cat-5e- oder Cat-6-Kabelanlagen intensiver auszunutzen. Dies sollte durch die Anpassung der in 10GBase-T definierten Datenübertragungsrate an Leitungskomponenten mit einer geringeren Übertragungsfrequenz geschehen.

Vertreter der beiden ursprünglichen Bündnisse arbeiten seit dem Jahr 2015 gemeinsam in der Arbeitsgruppe mit dem "poetischen" Namen: 802.3bz daran, einen allgemein gültigen Übertragungsstandard zu entwickeln. Schon nach einem Jahr gemeinsamer Arbeit in der Gruppe wurde der Standard IEEE 802.3bz offiziell in Kraft gesetzt.

Zahlreiche Hersteller vergeben immer noch die Bezeichnungen "Multigigabit-Ethernet" oder "NBase- T" für ihre Produkte. Der Begriff "Multigigabit" macht eben mehr her, als das trockene: 802.3bz. Doch als Verbraucher finden Sie die klar definierte Standardbezeichnung entweder direkt neben der individuellen Produktbezeichnung oder spätestens in der Bedienungsanleitung des Geräts. Selbstverständlich arbeiten alle Komponenten, die unter diesem Standard verzeichnet sind, untereinander reibungslos zusammen, auch wenn sie diese bei unterschiedlichen Herstellern erworben haben. Dazu ist ein gemeinsamer Standard schließlich da!

Nur auf eine Sache sollten Sie trotzdem achten: Die Ports für NBase-T sind auf unterschiedliche Tempostufen ausgelegt. Die diversen Geschwindigkeitsklassen der Ports übertragen von maximal 2,5 Gigabit pro Sekunde über 5 Gigabit pro Sekunde bis zu 10 Gigabit pro Sekunde. Die Bezeichnungen dieser Ports lauten dementsprechend: "2,5GBase-T", "5GBase-T" und "10GBase-T".

Prinzipiell gilt, dass jeder Port mit der Bezeichnung "NBase-T" mindestens auf eine Rate von 2,5 Gigabit pro Sekunde kommt, sofern die mit ihm verbundene Hardware NBase-T-fähig ist.

Jeder Port unter dem NBase-T-Standard unterstützt auf jeden Fall 100-Base-T, wie auch 1000-Base-T. Deshalb lassen sich diese Ports auch mit Gegenstellen verbinden, welche nur Fast- Ethernet(FE-) oder Gigabit-Ethernet(GbE) erreichen. Dabei bestimmt allerdings der langsamere der Anschlüsse das maximal erreichbare Tempo.

Die Vorzüge des neuen Standards: Günstiger und fixer
In so gut wie allen vernetzten Gebäuden wurden Cat-5e- und Cat-6-Kabel verlegt. Mit NBase-T lassen sich diese herkömmlichen Kabel wesentlich effektiver nutzen. Der neue Standard legt ein doppelt bis maximal fünfmal so hohes Übertragungstempo vor, wie es bislang der Fall war. Schon mit der Einführung von 802.11ac-WLAN (Wi-Fi 5) war diese Datenübertragungsrate empfehlenswert. Und seitdem es das noch fixere Wi-Fi-6 gibt, sollte diese Rate auch im Netzwerk unbedingt erreicht werden. Das ist allein schon nötig, um die Engstelle im Datentransport über den nun zu langsamen Anschluss mit 1000-Base-T auszugleichen. Die Vorreiter der neuen Technikgeneration sind leistungsstarke Access-Points und Wi-Fi-6-WLAN-Router, welche mit mindestens einem Port ausgestattet sind, der NBase-T fähig ist.

Leistungsfähige NAS-Systeme ziehen ebenfalls einen Nutzen aus den höheren Übertragungsraten. Hier wurde das Tempo durch zusätzlich verbaute Ports mit Gigabit-LAN Unterstützung und deren Verbindung via Link-Aggregation gesteigert.

Immer schön im Takt bleiben: So funktioniert der neue Standard
Die Grundlage von NBase-T bildet das klassische Verfahren des 10GBase-T. Neu ist, dass der Takt der Datenübertragung auf ein Viertel beziehungsweise auf die Hälfte der ursprünglichen Rate reduziert wird. So bleiben von 10 Gigabit pro Sekunde nur noch 5 oder 2,5 übrig.

Zudem arbeitet 802.3bz mit einer automatisierten Verbindungskontrolle und einer aktualisierten Fehlerkorrektur.

In der Summe ergeben diese technischen Fortschritte eine maximal mögliche Übertragungsrate von 2,5 GBase-T-Geschwindigkeit auf einer Distanz von bis zu 100 Metern mit Cat-5e-Kabeln.

Kabel in der Variante Cat-6 kommen bei der Überbrückung von 100 Metern auf eine Datenrate von beachtlichen 5GBase-T. Wenn es sich nur um eine Distanz von 50 Metern handelt, liegt die Transferrate der Verkabelung mit Cat-6 bei 10 Gigabits pro Sekunde. Wenn Sie allerdings Wert darauf legen, die Daten noch schneller durch Ihre Leitungen laufen zu lassen, dann müssen Sie auch beim neuen Standard zu den hochwertigen Cat-7 oder mindestens Cat-6a-Kabeln greifen. Damit ist über eine Distanz von 100 Metern eine Transferrate von 10 Gigabit in der Sekunde möglich.

Sie möchten zum neuen Standard wechseln?
Es gibt einiges beim Umstieg zu berücksichtigen. So funktioniert zum Beispiel eine Verbindung zwischen 10GBase-T und NBase-T nicht in allen Fällen. Dazu muss der Port 10GBase-T 802.3bz- oder NBase-T-fähig sein. Ist das nicht der Fall, dann werden die Daten nur mit 1 GBit pro Sekunde durch die Leitungen transportiert. Die Gegenstelle muss NBase-T unterstützen, nur dann kommt der Datentransfer auf Turboraten von 5 beziehungsweise 2,5 Gbit pro Sekunde.

Empfehlenswert für den Einsatz des neuen Standards finden wir aus den oben genannten technischen Gründen deshalb den AS4002 und AS4004 aus den NAS-Serien von Asustor. Denn in diesen Geräten sind jeweils ein Port mit 10GBase-T und zwei Ports mit 2 Gigabit-Lan verbaut. Der erstgenannte Port transferiert entweder mit 1 oder 10 Gbit pro Sekunde. Wer allerdings die komplette Transferleistung von 10 Gbit/s erreichen will, muss dem Port eine Gegenstelle mit 10GBase-T bieten.

Ist der Anschluss der Gegenstelle nur 5 oder 2,5GBase-T-fähig, dann wird das Tempo höchstwahrscheinlich auf 1 GBit pro Sekunde verringert. Beachten Sie also immer, womit die Gegenstellen ausgerüstet sind, damit Sie auf das gewünschte Tempo kommen.

Bei den NAS-Geräten des Herstellers Asustor können Sie bei Bedarf die drei LAN-Ports durch eine Link-Aggregation bündeln. Durch diesen Schachzug wird die Transferrate für Zugriffe der Clients auf den Wert 3 X 1 Gigabit pro Sekunde gebracht.

Ebenfalls vom Hersteller Asustor kommt die Nimbustor-Serie, diese Netzwerk-Festplatten sind schon ab Werk mit jeweils zwei Ports ausgestattet, die 2,5GBase-T-LAN-fähig sind. Diese NAS-Geräte bringen es via Koppelung durch eine Link-Aggregation sogar auf Übertragungsraten von bis zu 5 Gbit/s!

Mit den NBase-T-fähigen NAS-Geräten hat Asustor zur Zeit eine Monopolstellung auf dem Markt. Nur Konkurrent Buffalo bietet ebenfalls ein solches Gerät an, allerdings nur als Business-Modell der TeraStation.

Noch bescheidener sieht es bei Qnap und Synology aus, diese Hersteller offerieren ihren Kunden aktuell lediglich für eine überschaubare Anzahl ihrer NAS-Business-Speicher, die über einen integrierten PCIe-Slot verfügen, Erweiterungskarten, die das Gerät dann mit NBase-T aufwerten und ein Tempo von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde möglich machen.