Grundlagen und Definitionen

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1 Grundlagen und Definitionen Merkmal der Datenkommunikation ist die Übertragung von Zeichenfolgen zwischen der Quelle und Senke der Datenverbindung. Die Zeichen bestehen in ihrer ursprünglichen Form aus binären Signalen. Die Übertragung der Zeichen kann grundsätzlich analog oder digital erfolgen. Eine analoge Übertragung erfordert eine Wandlung der Binärzeichen an der Quelle - das geschieht durch Modulation in einem Modem 1. Beim Empfänger müssen in diesem Fall die analogen Signale demoduliert, d.h. wieder in Binärzeichen rückgewandelt werden. Die Quellen und Senken der Datenkommunikation sind Datenstationen, bestehend aus je einem Endgerät, der Datenendeinrichtung (DEE) und übertragungstechnischen Teil, der Datenübertragungseinrichtung (DÜE) 1 Modem = aus den Worten Modulator und Demodulator gebildetes Kunstwort

2 Einrichtungen der Datenkommunikation DEE = Datenendeinrichtung DÜE = Datenübertragungseinrichtung

3 Die Schnittstellen der DÜE Die Geräteschnittstelle der DÜE Die Leitungsschnittstelle der DÜE - ist mehradrig - ist zweiadrig - ist digital - ist analog oder digital - hat kleine Reichweite - hat große Reichweite - ist am Benutzer orientiert - ist dem Netz angepaßt und durch ITU-T genormt

4 Benutzerklassen Unter einer Benutzerklasse werden Teilnehmeranschlüsse mit gleichen Betriebsmerkmalen hinsichtlich Signalisierung und Übertragungsgeschwindigkeit verstanden. Hierzu hat ITU-T die Empfehlung X.1 herausgegeben: Benutzerklasse Übertragungsgeschwindigkeit Bit pro Zeichen bit/s asynchron bit/s asynchron 7,5 100 bit/s asynchron 7,5 110 bit/s asynchron bit/s synchron, Leitungsvermittlung bit/s synchron, Leitungsvermittlung bit/s synchron, Leitungsvermittlung bit/s synchron, Leitungsvermittlung bit/s synchron, Leitungsvermittlung bit/s Paketvermittlung bit/s Paketvermittlung bit/s Paketvermittlung bit/s Paketvermittlung bit/s Paketvermittlung bit/s synchron, Leitungsvermittlung

5 Betriebsarten Wie die Tabelle zeigt, werden gemäß der ITU-T-Empfehlung X.1 neben den Benutzerklassen auch drei Betriebsarten unterschieden, nämlich: 1. der asynchrone Betrieb, auch Start-Stop-Betrieb genannt, 2. der Synchron-Betrieb und 3. der Paket-Betrieb. Beim asynchronen Übertragungsverfahren sind Sender und Empfänger nur für eine begrenzte Zeit im Gleichtakt und müssen immer wieder neu synchronisiert werden. Beim synchronen Übertragungsverfahren sind Sender und Empfänger auf die Frequenz, den Takt oder den Rahmen eines Senders eingeregelt. Beim Paket-Betrieb ist keine Synchronität zwischen Sender und Empfänger erforderlich. Die Datenpakete werden von der Nachrichtenquelle erzeugt und zur DVST-P 1 übertragen, dort zwischengespeichert und bei freier Leitungs- Kapazität zur nächsten DVST-P übertragen. 1 DVST-P = Paket-Datenvermittlungsstelle

6 Start-Stop-Betrieb Beim Start-Stop-Betrieb werden die einzelnen Zeichen asynchron übertragen. Das bedeutet, Sender und Empfänger müssen für jedes Zeichen neu synchronisiert werden. Dies geschieht im Start- Stop-Betrieb mit Hilfe des Startschrittes. Nach dem Erkennen des Startschrittes ist der Empfänger ausreichend lange zum Sender synchron, um das Zeichen sicher erkennen zu können. Jedes Zeichen wird zwischen einem definierten Startschritt und einem definierten Stopschritt verpackt (Beispiel siehe Bild). Zur sicheren Erkennung der einzelnen binären Schritte des Zeichens wird ein lokaler Taktgenerator verwendet.

7 Der Fernschreibdienst Telex (1 von 3) Die elektrische Nachrichtenübermittlung begann mit der Telegraphie!!! Zunächst wurden die Zeichen im Morsealphabet übertragen. Werner von Siemens erfand den ersten Telegraphen, den er ab 1847 industriell fertigte. Aus ihm entwickelte sich der Fernschreiber, ein Gerät zum Senden und Empfangen schriftlicher Informationen. Der Fernschreiber besitzt eine Tastatur, ein Druckwerk und eine Papierwalze, ähnlich einer mechanischen Schreibmaschine. Die eingegebenen Zeichen werden in elektrische Zeichen umgewandelt. Diese werden - entweder über eine Festverbindung (Standleitung) oder eine Wählverbindung - zum Empfänger- Fernschreiber übertragen, dort umgewandelt und ausgedruckt. Dazu braucht der Empfänger-Fernschreiber keine Bedienung. Spätere Generationen von Fernschreibern konnten den eingegebenen Text vor dem Absenden auf einen Lochstreifen ausgeben. Dadurch konnte der Text vor dem Absenden fehlerbereinigt und danach mit maximaler Übertragungsgeschwindigkeit gesendet werden.

8 Der Fernschreibdienst Telex (2 von 3) Für die Fernschreiber-Zeichen hat sich ein weltweit gültiger Fernschreibcode durchgesetzt, das Internationale Telegrafenalphabet Nr. 2 ( Fünferalphabet ). Beim Internationalen Telegrafenalphabet Nr. 2 handelt es sich um einen 5-Bit-Code ( Fünferalphabet ) mit je zwei Wertigkeiten (Strom oder Unterbrechung, Tonfrequenz ein/aus), der grundsätzlich 31 Fernschreibzeichen zu übertragen erlaubt, die von der Empfangsmaschine durch Zweifachausnutzung als 26 Buchstaben sowie 23 Ziffern/Zeichen interpretiert werden. Dafür ist je ein Umschaltzeichen Buchstaben und Ziffern/ Zeichen erforderlich. Buchstabe Ziffern/Zeichen Codeworte A _ B? C : D E Y Z Buchstaben Ziffern/Zeichen Leerzeichen 00100

9 Der Fernschreibdienst Telex (3 von 3) Das über die ganze Welt verbreitete Telexnetz wurde 1933 für den Fernschreibdienst konzipiert. Telex ist eine Abkürzung für Teleprinter Exchange. Das Telexnetz erlaubt Übertragunsgeschwindigkeiten von 50 bit/s, d.h. eine Schrittgeschwindigkeit von 50 Baud 1 (Bd). 1 benannt nach dem Franzosen Marice Emilie Baudot ( ) In den Industrieländern spielt die Fernschreiber-Technik heutzutage keine große Rolle mehr - sie ist durch die flächendeckende Verfügbarkeit von Fax sowie PC s, Internet und ersetzt worden. Dennoch: Fernschreiber waren über 50 Jahre lang der einzige Text-Kommunikationsdienst, der auf der ganzen Welt verbreitet war - und es vielerorts noch ist.

10 Synchron-Betrieb Beim Synchron-Betrieb stellt das Netz den Zeittakt für die Synchronisierung der Übertragung bereit. Zu diesem Zweck besitzt die Schnittstelle zwischen DEE und DÜE mehrere Anschlußleitungen für Sendedaten, Empfangsdaten, Steuerung und Zeichentakt. Die ITU-T-Empfehlung X.21 wurde 1972 beschlossen und entspricht den Schnittstellen mit Synchronbetrieb und den Benutzerklassen (siehe oben bei ITU-T X.1), d.h. Übertragungsgeschwindigkeiten 600, 2.400, 4.800, und bit/s. Für die Übertragung wird das Internationale Telegrafenalphabet Nr. 5 (ASCII 1 -Zeichen) angewendet. Weiter unten wird das X.21-Protokoll näher beschrieben. 1 ASCII = Abkürzung für American Standard Code for Information Interchange

11 Paket-Betrieb Beim Paket-Betrieb werden die Nachrichten bereits an der Teilnehmer- Schnittstelle paketiert. Der Aufbau eines Paketes folgt dabei bestimmten Format-Vorschriften, die in der ITU-T- Empfehlung X.25 definiert sind (s.u.). Jedes Datenpaket besteht aus einem Paketkopf (engl. Header ), sowie dem Paketrumpf (engl. Body ). Der Paketkopf enthält Steuerdaten, (u.a. die Empfänger- und Absender- Adresse), mit denen das Paket durch das Datennetz geleitet wird. Der Paketrumpf enthält die Nutzdaten. Die Datenpakete werden in den Paketvermittlungen zwischengespeichert, bis Platz für die Übertragung zur Verfügung steht. Das Paketdatennetz kann den Empfang eines jeden Pakets quittieren und damit eine Fehlerüberwachung durchführen, d.h. den Verlust eines Paketes erkennen und dieses neu anfordern.