DFÜ - Datenfernübertragung

Datenfernübertragung, kurz DFÜ, ist ein alter Begriff und bezeichnet die Datenübertragung über das Telefonnetz zwischen zwei entfernten Teilnehmern mit Modems. Grundsätzlich kann alles was hörbare Geräusche macht, über das Telefonnetz kommunizieren. Nicht nur sprechende Menschen. Doch bei einer Datenfernübertragung müssen in der Regel digitale Informationen über das Telefonnetz übertragen. Dazu werden die digitalen Signale zuerst mittels Modulation in analoge Signale umgewandelt. Dafür wird ein Modem benötigt. Es moduliert die digitalen Signale und bringt sie so in eine analoge Signalform (Töne), die über das Telefonnetz übertragbar sind. Das Modem auf der anderen Seite der Übertragungsstrecke demoduliert die analogen Signale und wandelt sie in digitale Signale zurück.

Die Modulation ist deshalb wichtig, damit das zu übertragene Signal in eine Form kommt, die sich für die Übertragung über weite Strecken und die Bedingungen durch das Übertragungsmedium eignet. Reine digitale Signale eignen sich nicht für die Übertragung. Schon bei einer kurzen Strecke wird das digitale Signal stark verfälscht und ist für den Empfänger unbrauchbar.

Komponenten der Datenfernübertragung

Die folgende Darstellung ist im Prinzip ein veraltetes technisches Prinzip, wie es heute so gut wie gar nicht mehr zum Einsatz kommt. Generell baut man bei der Daten(fern)übertragung heute auf modernere und breitbandigere Verfahren.

Datenübertragungssystem
Die Datenendeinrichtung DEE stellt den Sender bzw. Empfänger dar. Sie sendet und empfängt die Daten, steuert und kontrolliert über Fehlererkennung die Datefernnübertragung. Die DEE kann zum Beispiel ein Computer sein.
Die Datenübertragungseinrichtung DÜE ist das Bindeglied zwischen DEE und dem Kommunikationsnetz. Sie setzt die Daten in eine zur Übertragung geeigneten Form um. Die DÜE ist ein Modem, die an der DEE angeschlossen ist. Die Schnittstelle zwischen DEE und DÜE kann die serielle Schnittstelle (V.24, RS232), der USB oder eine Funkverbindung über Bluetooth sein.

Einstellungen der Übertragungsparameter

Damit sich DEE (Computer bzw. Software) und DÜE (Modem) vestehen, müssen in der DEE Übertragungsparameter eingestellt werden. Darunter fallen Angaben zur Datenflusskontrolle, Betriebsart, Datenformat, Protokolle, Gleichlaufverfahren, Fehlerprüfung und Fehlerbehandlung.

Einstellungen mögliche Werte
Betriebsart Simplex, Halbduplex, Vollduplex
Übertragungsgeschwindigkeit 50, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000 Bit/s
Datenformat 5, 6, 7, 8 Bit
Datenflusskontrolle Hardware- oder Software-Handshake
Fehlerkontrolle Parität, Prüfsummen
Fehlerbehandlung/Protokoll nach ASCII, X-Modem, Y-Modem, Z-Modem

Zeichenrahmen

Zeichenrahmen
Bei der asynchronen Datenfernübertragung wird jedes Byte bzw. jedes Zeichen einzeln übertragen. Wobei das Byte auch kleiner als 8 Bit sein kann. So ist es zum Beispiel üblich 5, 6 oder auch nur 7 Bit für ein Byte zu verwenden. Um Anfang und Ende des Bytes klar abgrenzen zu können, wird vor dem Byte ein Startbit und hinter dem Byte ein Stopbit eingefügt.
Das asynchrone Gleichlaufverfahren wird für die serielle Schnittstelle (V.24 / COM) verwendet, die in älteren Computern eine Standard-Schnittstelle war.
Der Zeichenrahmen besteht aus einem Startbit (1 Bit), Datenbits (5 bis 8 Bit), Paritätsbit (0 oder 1 Bit) und Stopbit (1 oder 2 Bit). Wobei das Stopbit ein künstlich erzeugter Ruhezustand ist.
Der Empfänger der Signale wertet die fallende Flanke vom Stopbit zum Startbit aus und synchronisiert während der Zeit des Sendens den Zeichenrahmen mit dem Sender.

Paritätsbit

Das Paritätsbit ist Teil der Paritätsprüfung. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Fehlerüberwachung bzw. Fehlererkennung. Man bezeichnet das Paritätsbit auch als Prüfbit.
Das Paritätsbit wird den Datenbits hinzugefügt und zeigt an, ob die Anzahl der 1-Bits gerade oder ungerade ist. Je nach Verfahren wird der gerade oder ungerade Wert verwendet. Üblicherweise wird der ungerade Wert verwendet, dann erkennt man bei der Paritätsprüfung auch einzahlige Fehler.
Werden mehrere Paritätsbits hinzugefügt, kann man die Fehlererkennung verbessern. Dabei steigt aber auch der Datenumfang.
Paritätsbits und Prüfsummen blähen den Datenumfang um ca. 15 Prozent auf.

Protokolle

Protokolle regeln den Datenfluss auf den Datenleitungen und bestimmen die Abläufe der Kommunikation zwischen den Kommunikationspartner auf Basis des OSI-Schichtenmodells. Die Protokolle der Datenfernübertragung berücksichtigen dabei die Sicherungs- und Vermittlungsschicht des OSI-Schichtenmodells.

X-ON/X-OFF-Protokoll

Die einfachste Methode zur Steuerung des Datenflusses, wird mit den Steuerzeichen X-ON und X-OFF ermöglicht. Kann der Empfänger aus irgendeinem Grund keine Daten mehr empfangen, so sendet er X-OFF an den Sender zurück. Der setzt bis zur Sendung von X-ON durch den Empfänger die Übertragung aus. Die Steuerzeichen können auch manuell über eine Funktion ausgelöst werden.

X-Modem-Protokoll / Z-Modem-Protokoll

Das X-Modem-Protokoll wird von fast allen Kommunikationsprogrammen für Dateiübertragungen (z. B. Terminals) unterstützt. Neben der Datenflusskontrolle ist es auch mit einer automatischen Fehlerkorrektur ausgestattet.
Die Daten werden vom Sender in 128-Zeichen große Blöcke zusammengefasst und mit einer Prüfsumme versehen. Der Empfänger ermittelt aus den Daten des Blocks eine Prüfsumme und vergleicht sie mit der vom Sender. Stimmt diese überein, so quittiert der Empfänger das korrekte Empfangen des Blocks (Steuerzeichen ACK). Stimmt die Prüfsumme nicht überein, so verlangt der Empfänger diesen Block noch einmal (Steuerzeichen NACK). Der Sender überträgt den Block dann erneut.
Der Nachfolger des X-Modem-Protokolls ist das Z-Modem-Protokoll. Es arbeitet in ähnlicher Form, ist jedoch wesentlich schneller und sicherer.

Datenfernübertragung über das Telefonnetz

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