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Asynchrone Übertragungsprozeduren

Die asynchronen Übertragungsprozeduren werden auch als Start-Stop-Verfahren bezeichnet, da vor dem Senden einer Dateneinheit ein Start-Signal geschickt wird, und nach dem Senden ein Stop-Signal. Die Dateneinheit ist hier in der Regel nur ein Zeichen mit einer Länge, die zwischen 5 und 8 Bits beträgt, und die bitseriell über eine Leitung geschickt wird. Das Verfahren wird als asynchron bezeichnet, da während der Übertragung eines Zeichens Sender und Empfänger mit unabhängigen, wenn auch möglichst synchronen Takten arbeiten.

Die Übertragung ist gemäß folgenden Protokolls vereinbart. Der Sender eines Zeichens geht folgendermaßen vor.

  1. In der Ruhelage ist der Signalwert "1".

  2. Soll ein Zeichen gesendet werden, so gehe der Signalwert auf "0" (Start-Schritt). Die Dauer dieses Zustands {0} ist länger (Faktor 1,3 bis 1,7-fache) als die Dauer eines Nutzdatenbits.

  3. Danach wird der Sender mit dem aus seiner lokalen Uhr abgeleiteten Takt die entsprechenden Signalwerte auf die Leitung geben.

  4. Nach Übertragung des letzten Signalwerts legt der Sender wieder den Signalwert 1 (gegebenenfalls für eine etwas längere Zeit) auf die Leitung (Stop-Schritt).

  5. Das nächste Zeichen kann erst nach dem Ende des Stop-Schritts gesendet werden.

ASYNC.WMF (6548 Byte)

Asynchrone Übertragung

Der Empfänger hört die Leitung ununterbrochen ab. Solange der Signalwert 1 gemessen wird, erfolgt keine Datenübertragung. Ändert sich dieses, so synchronisiert sich der Empfänger an der negativen Flanke des Eingangssignals. Danach tastet er im festen Abstand einer Bitbreite die Leitung ab und interpretiert den dort gefundenen Signalwert entsprechend als Zeichenwert. Da genau vereinbart ist, wieviele Bits gesendet werden, besteht keine Gefahr, daß das Stop-Signal als Signalwert interpretiert wird. Nach dem Empfang des Stop-Signals sind Sender und Empfänger wieder im gleichen Zustand wie zu Anfang.

Das Stop-Signal dient dazu, dem Empfänger die Möglichkeit zu geben, sich auf das nächste Zeichen vorzubereiten; dieses kann durch Senden des nächsten Start-Signals unmittelbar nach dem letzten Stop-Signal eingeleitet werden. Damit hier ein definierter Übergang möglich ist, muß das Stop-Signal offenbar mit dem Ruhesignal übereinstimmen. Wenn für das Stop-Signal eine ausreichende Zeit vorgesehen wird, so kann der Empfänger das empfangene Zeichen ordnungsgemäß weiterleiten und seine Puffer, Zähler usw. für die Aufnahme des nächsten Zeichens vorbereiten.

Man benutzt den Signalwert 1 als Ruhezeichen, da auf diese Weise bei der 20 mA-Stromschleife sehr einfach eine Unterbrechung der Verbindung festgestellt werden kann. Bei der V.24-Schnittstelle wäre das Ruhesignal beliebig.

Der Nachteil dieses Übertragungsverfahrens liegt vor allem darin, daß der für die Synchronisation erforderliche Anteil an der Kanalkapazität bis zu 30% ausmachen kann. Bei langsameren Geräten ist dieser Overhead nicht kritisch, z.B. bei Fernschreibern, die von Menschen nicht schneller als mit ca. 10 Zeichen pro Sekunde betrieben werden können, und die auch selbst nicht viel schneller drucken können. Diese Übertragungstechnik ist relativ alt und wurde zunächst für das Telex-Netz verwendet. Da hohe Übertragungsraten hiermit nicht zu erreichen sind, werden mit dieser Technik in modernen Rechenanlagen nur noch langsame, zeichenweise arbeitende Geräte (Drucker, ASCII-Terminals) angeschlossen.

Die Bezeichnung asynchron bezieht sich darauf, daß der Abstand zweier aufeinanderfolgender Zeichen beliebig (und somit asynchron) sein kann. Selbst wenn Empfänger oder Sender eine Zeitlang abgeschaltet sind, kann nach dem Einschalten ohne Probleme wieder eine Verbindung aufgenommen werden.

Aber auch während der Übertragung eines Zeichens arbeiten Sender und Empfänger nicht synchronisiert, da beide verschiedene Taktgeneratoren verwenden, die zwar möglichst genau gleich sein sollten, aber nicht durch externe Signal synchronisiert sind. Bei sychronenen Verfahren wird durch Regenerierung des Takts aus dem Signal auch über längere Zeiten bitgenauer Gleichlauf ermöglicht.