Mobile-Menu
Verloren im Labyrinth der IT-Begriffe? Hier finden Sie Definitionen und Basiswissen zu Rechenzentrums-IT und -Infrastruktur.

Energie-effizientes Ethernet Was ist Green Ethernet und wie funktioniert es?

Von lic.rer.publ. Ariane Rüdiger 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Thomas-Krenn. AG
PANDUIT
Rittal GmbH & Co. KG
Schneider Electric GmbH

Auch Ethernet kann man mehr oder weniger Energie-effizient betreiben. Wer mehr Effizienz will, nutzt „Green Ethernet“ oder „Energy Efficient Ethernet“. Doch was bedeutet das genau? Welcher Standard steckt dahinter?

Energie-effizientes oder Green Ethernet minimiert den Stromverbrauch von Netzwerkadaptern oder -Ports in PCs, Switches und Routern. (Bild: frei lizenziert: David Bruyland / Pixabay)
Energie-effizientes oder Green Ethernet minimiert den Stromverbrauch von Netzwerkadaptern oder -Ports in PCs, Switches und Routern.
(Bild: frei lizenziert: David Bruyland / Pixabay)

Als Green Ethernet oder Energy Efficient Ethernet bezeichnet man die Erweiterung IEEE 802.3az des Ethernet-Standards mit dem Ziel, den Stromverbrauch zu optimieren. Sie wurde von der IEEE 2010 ratifiziert und gehören seitdem zum offiziellen Standardisierungsumfang.

Und das mit guten Gründen: Ein in der Online-Zeitschrift IEEE-Spektrum veröffentlichter Artikel zum Thema beziffert den Stromverbrauch von Netzwerk-Controller in Computern, Switches und Routern weltweit schon im Jahr 2005 mit 5,3 Terawattstunden (TWh) (entspricht 5,3109 kWh) - „genug, um 6 Millionen 100-Watt-Glühbirnen das ganze Jahr über leuchten zu lassen“. Weiter konstatiert der Text, die volle Bandbreite von Ethernet-Verbindungen würden nur rund 5 Prozent der Zeit benötigt.

Eine andere Quelle bemerkt, Ethernet-Leitungen seien meist nur zu 10 Prozent ausgelastet. Würden Gigabit-Leitungen bei nicht benötigter Bandbreite von 1 Gbit/s auf 100 Mbit/s umschalten, könne das jährlich 300 Millionen Dollar Energiekosten einsparen, berechnen die Autoren des Artikels im IEEE-Spektrum.

Wie arbeitet IEEE 802.3az?

Um seine Ziele zu erreichen, verwendet IEEE 802.3az den Mechanismus „Low Power Idle“ (LPI). Er beeinflusst die Synchronisierung der Transceiver. Die Ports teilen sich gegenseitig mit, ob Verkehr zu erwarten ist oder nicht. Ist keiner zu erwarten, wird die Leitung stillgelegt oder herunter getaktet.

Dazu braucht man einen FIFO (First-in-first-out)-Speicher in den Netzadaptern oder der Netzschnittstelle des Hosts. Er sammelt und ordnet die zu sendenden Pakete, bevor sie auf die Leitung gehen.

In die Protokollhierarchie des Ethernet ordnet sich Energy Efficient Ethernet so ein: IEEE 802.3az ist kompatibel mit den Ethernet-Medienzugangsschichten (MAC) von 100 Mbit/s-Ethernet und Gbit/s-Ethernet. Das Link Layer Discovery Protokoll (LLDP) sorgt er für optimale Parametrisierung auf beiden Seiten.

Je niedriger die Leitungsauslastung, desto größer die Einsparungen

Signifikante Einsparungen kommen bei Auslastungen unter 20 Prozent zustande. Das ermittelten laut der Website von Thomas-Krenn AG Simulationen von Forschern der University of Toulouse mit dem ns-3 Netzwerksimulator (siehe: Abbildung). Außerhalb der Arbeitszeiten besteht damit in Firmennetzwerken ein hohes Einsparpotential. IEEE 802.3az muss auf beiden Seiten einer Verbindung implementiert sein, um wirken zu können.

Bei Auslastungen unter 20 Prozent hat Energy Efficient Ethernet oder Green Ethernet seine größten Spareffekte.(Bild: Thomas Krenn)
Bei Auslastungen unter 20 Prozent hat Energy Efficient Ethernet oder Green Ethernet seine größten Spareffekte.
(Bild: Thomas Krenn)

Administratoren:innen müssen die Funktion einschalten, bevor sie wirken kann, es sei denn, das Gerät wird mit aktivierter az-Funktion geliefert. Sind die Energie-Effizienzfunktionen nur auf einer Seite der Verbindung eingeschaltet, funktioniert das Energiesparen zwar noch, aber nicht mehr optimal.

Breite Unterstützung im Markt

Viele leistungsfähige Netzwerkchips und infolgedessen auch Netzkarten, Switches und Router unterstützen den Standard.Überwiegend kann zumindest Profi-Equipment heute mit den az-Erweiterungen umgehen.

(ID:49266630)

Jetzt Newsletter abonnieren

Täglich die wichtigsten Infos zu RZ- und Server-Technik

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte