Rechnernetze

Normung elektrischer Verbindungen

Damit Geräte verschiedener Hersteller miteinander kommunizieren können, müssen die physikalischen Signale, z.B. elektrische Spannungen, standardisiert werden. Es gibt verschiedene solcher Standards, was teilweise historische, teilweise aber auch technische Ursachen hat.

Die wichtigste (verbreitetste) Norm ist die RS-232C-Schnittstelle, die zunächst für die Verbindung zwischen Datengeräten und Postgeräten (MODEMs) entwickelt wurde; die CCITT-Norm nennt dieses V.24. Heute ist dieses jedoch die Standardschnittstelle für praktisch alle kurzen Verbindungen geringer Bandbreite zwischen Datengeräten, wie Rechnern, Druckern, Terminals, Plottern usw. RS-232C (V.24) ist eine spannungsgesteuerte Schnittstelle, d.h. der Empfänger betrachtet bei einer bestimmten gemessenen Spannung einen Signalwert als gegeben und leitet daraus den Zeichenwert ab.

Für RS-232C bedeutet ein Signalwert von mehr als +3V eine logische 0, ein Signalwert von weniger als -3V eine logische 1. Übliche Spannungen sind ±12V oder ±15V. Da die meisten elektronischen Bausteine (TTL-Logik) mit wesentlich geringeren Spannungen arbeiten (0 bis 5 V) sind spezielle Leitungstreiber (line driver) und Leitungsempfänger (line receiver) bereitzustellen.

Die Verbindung geschieht häufig mit Flachkabeln oder Mehraderkabeln mit meist nur einer Null-Spannungsreferenz für beide Leitungstreiber. Die maximale (empfohlene) Entfernung zwischen zwei Geräten liegt bei nicht mehr als 15 m, die maximale (empfohlene) Bitrate bei 9.6 kBit/sec.

Eine weitere Schnittstelle ist die 20 mA-Schleife. Sie schickt einen Signalwert von 20 mA über eine Leitung für den Zeichenwert 1, und sie schickt keinen Strom (öffnet die Strom-Schleife) für den Zeichenwert 0. Da für beide Leitungstreiber getrennte Leitungen verwendet werden, ist die Störunganfälligkeit sehr viel geringer als bei der RS-232C-Schnittstelle. Zwar lassen sich hier keine größeren Bitraten erzielen als bei der RS-232C-Schnittstelle, aber es lassen sich Entfernungen bis zu 1 km überbrücken. Manche Geräte besitzen zwei Treiber, eine RS-232C- und eine 20 mA-Schnittstelle.

Die RS-422/V.11-Schnittstelle benutzt verdrillte Leitungen und eine differentielle Übertragungstechnik: Somit wird jedes binäre Signal durch zwei Spannungen entgegengesetzter Polarität übertragen; auch sind Sende- und Empfangsleitung vollständig getrennt. Da sich Einstrahlungen in die Leitungen normalerweise wechselseitig aufheben, hat diese Technik sehr viel bessere Übertragungseigenschaften als die beiden anderen Verfahren. Man kann sie für Entfernungen bis zu 100 m bei 1 MBit/sec benutzen, oder für größere Entfernungen bei kleineren Übertragungsraten. Die hieraus abgeleitete Schnittstelle RS-423 kann verwendet werden, um RS-232C Signale zu empfangen.