Diplomarbeit:

Schnittstellen in der Nachrichtentechnik

Diplomarbeit

von

Burger Richard

Gewerbeoberschule "Max Valier" Bozen

2000/2001

Inhaltsverzeichnis:

1. Allgemeines ... 3

2. Grundlagen der Datenübertragung ... 4
    2.1 Betriebsarten der Datenübertragung ... 5
        2.1.1 Simplex-Betrieb ... 5
        2.1.2 Halb-Duplex-Betrieb ... 5
        2.1.3 Voll-Duplex-Betrieb ... 5
    2.2 Parallele und serielle Datenübertragung ... 6
        2.2.1 Parallele Datenübertragung ... 6
        2.2.2 Serielle Datenübertragung ... 7
    2.3 Datenformate der seriellen Übertragung ... 7
        2.3.1 Asynchrones Datenformat ... 7
        2.3.2 Synchrones Datenformat ... 8
        2.3.3 Übertragungsparameter ... 8
    2.4 Steuerung der Datenübertragung ... 9
        2.4.1 Steuerzeichen ... 9
            2.4.1.1 Übertragungssteuerzeichen ... 9
            2.4.1.2 Formatsteuerzeichen ... 9
            2.4.1.3 Gerätesteuerzeichen ... 10
            2.4.1.4 Codeerweiterungszeichen ... 10
            2.4.1.5 Sonstige Steuerzeichen ... 10
        2.4.2 Handshakeverfahren ... 10
            2.4.2.1 Softwarehandshake ... 11
            2.4.2.2 Hardwarehandshake ... 11
        2.4.3 First In-First-Out (FIFO) 11

Serielle Schnittstellen
3. V.- und X.- Schnittstellen ... 12
    3.1 V.- Schnittstellen ... 12
        3.1.1 Funktionen der Schnittstellenleitungen ... 12
        3.1.2 V.21-Schnittstelle ... 25
        3.1.3 V.23-Schnittstelle ... 26
        3.1.4 RS-232 C ("V.24")-Schnittstelle ... 27
        3.1.5 Übertragungsbeispiel ... 29
    3.2 X.- Schnittstellen ... 33
        3.2.1 Schnittstellenleitungen und ihre Funktionen ... 33
    3.3 Überblick weiterer Schnittstellen ... 36
        3.3.1 RS-422 A ("V.11") ... 37
        3.3.2 RS-423 A ("V.10") ... 38
        3.3.3 RS-485 ... 39
        3.3.4 RS-449 ... 40
    3.4 Stromschnittstelle ... 41
        3.4.1 Gerätearten der Stromschnittstelle ... 42

Parallele Schnittstellen
4. Centronics-Schnittstelle ... 43
    4.1 IEEE-1248-Schnittstelle ... 45
    4.2 PCMCIA-Schnittstelle ... 46

Quellenverzeichnis ... 49

1. Allgemeines:

Unter einer Schnittstelle im allgemeinsten Fall versteht man die Verbindung zwischen verschiedenen Funktionsgruppen, die untereinander Daten austauschen. Das können verschiedene Programme, verschiedene Wahlstufen in der Fernmeldetechnik, verschiedene Teile einer Hardware oder aber auch Hard-, und Software sein.
Die bekanntesten Softwareschnittstellen werden durch die Betriebssysteme bestimmt. Hier gibt es in der Regel eine maschinennahe (BIOS) und eine maschinenferne Schnittstelle (das Betriebssystem selbst). Die BIOS selbst enthält dabei die Schnittstelle zwischen Hard- und Software.
In der Fernwahltechnik stellen die Leitungen zwischen den einzelnen Wahlstufen die Schnittstellen dar. Hier wäre die C-Ader zu erwähnen, die die Belegungsfähigkeit signalisiert, und die A-Ader, auf der die Wahlsignale durch Erdimpulse weitergeschaltet werden.
Als Schnittstelle zwischen verschiedenen Teilen einer Hardware kann man einerseits den Bus des Computers selbst ansehen, andererseits kommuniziert der Computer über Hardwareschnittstellen mit externen Geräten (Drucker, Plotter, Modems). Es besteht aber auch die Möglichkeit einer Kommunikation zwischen verschiedenen Computern. Die eigentliche Fernleitung wird hierbei meistens über standardisierte Leitungen durchgeführt (Fernsprechleitungen, IDN-, und ISDN-Netze). Hierbei wird eine Schnittstelle zwischen dem Computer und der Übertragungseinrichtung (häufig ein Modem) benötigt. Für diese beiden grundsätzlich verschiedenen
Schnittstellen sind von der CCITT Normempfehlungen herausgegeben worden, die später noch genauer besprochen werden.

2. Grundlagen der Datenübertragung:

Eine korrekte Datenübertragung setzt bei den beteiligten Geräten genau festgelegte Bedingungen voraus, etwa hinsichtlich der Sprache, in der ein Datenaustausch stattfinden soll, der Übertragungsrichtung und der Art der Übertragung. Außerdem ist es sinnvoll, wenn die beteiligten Geräte Informationen über den korrekten Ablauf der Übertragung austauschen können. Erst wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, wird ein korrekter Datenaustausch über die entsprechende Schnittstelle möglich.
Grundlage jeder Kommunikation zwischen zwei an einem Datenaustausch beteiligten Geräten ist eine gemeinsame Sprache, die im Bereich der Computertechnik aus der digitalen Codierung von Buchstaben und Zahlen besteht. Als Beispiel sei hier der ASCII-Code genannt. Es handelt sich dabei um einen 7-Bit-Code, der hauptsächlich im Mikrocomputerbereich Verwendung findet. In diesem Code werden alle Buchstaben, Zahlen, Steuerzeichen usw. in Form von binären Zahlen ausgedrückt, mit denen der Computer arbeiten kann. Allgemein sind in der Datenübertragung 5 bis 8 Bit-Codes vertreten.
In der Datenfernübertragung sind an der Datenübertragung insgesamt 4 Geräte beteiligt: 2 Datenendeinrichtungen (DEE oder Data Terminal Equipment DTE, eine Datensenke), die Informationen senden oder empfangen sowie 2 Datenübertragungseinrichtungen (DÜE oder Data Communication Equipment DCE, meistens ein Modem), die nur der Umformung der Daten in eine Form dienen, mit der Fernübertragung analog möglich ist. Die Datenübertragungseinrichtungen sind in der Regel Modems (Modulator - Demodulator). Datenendeinrichtungen können entweder Computer oder auch Terminals sein.

2.1 Betriebsarten der Datenübertragung
2.1.1 Simplex-Betrieb

In dieser Betriebsart werden die Daten nur in einer Richtung übertragen, d.h. es erfolgt die Datenübermittlung von einem sendenden zu einem empfangenden Gerät (z.B. Computer -> Drucker), aber kein Datenaustausch.

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