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Springer-Verlag
Berlin : Heidelberg - New York
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P. Bocker
Datenübertragung
Nachrichtentechnik in
Datenfernverarbeitungssystemen
Band Il
Einrichtungen und Systeme
Unter Mitarbeit von
S. Grützmann, J. Petersen, H. Finck,
H.H. Voss
Berichtigter Nachdruck
Springer-Verlag Zu
Berlin- Heidelberg- New York 1979°
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Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Peter Bocker
Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Sigmar Grützmann
Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Joachim Petersen
Dipl.-Ing. Herbert Finck
Dr. rer. nat. Hans Heinrich Voss }
Siemens Aktiengesellschaft
Zentrallaboratorium für Datentechnik
Mit 111 Bildern
ISBN 3-540-07979-3 Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
ISBN 0-387-07979-3 Springer-Verlag New York Heidelberg Berlin
Library of Congress Cataloging in Publication Data (Revised). Bocker, P.1933- Datenübertragung.
Vol. 2 unter Mitarbeit von 8. Grützmann et al. Includes bibliographies and indexes. Contents:
Bd. 1. Grundlagen. — Bd. 2. Einrichtungen und Systeme. 1. Data transmission systems. I. Title.
IK 5105.06 001.6'44°04 76-7914. ISBN 0-387-07583-6 (v.1)
Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der
Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe
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bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten.
Bei Vervielfältigungen für gewerbliche Zwecke ist gemäß $ 54 UrhG eine Vergütung an den Verlag
zu zahlen, deren Höhe mit dem Verlag zu vereinbaren ist.
© by Springer-Verlag Berlin/Heidelberg 1977 and 1979.
Printed in Germany.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Werenbezeichnungen usw. in diesem Buche
berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne
der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von
jedermann benutzt werden dürften.
Offsetdruck: fotokop, Darmstadt. Bindearbeiten: Konrad Triltsch, Würzburg
2362/3020 — 54321
Vorwort
Der vorliegende Band II Einrichtungen und Systeme des Werkes Daten-
übertragung — Nachrichtentechnik in Datenfernverarbeitungssystemen
enthält eine Darstellung der technischen Mittel für den Datentransport
auf elektrischem Wege; er schließt damit an den Band I Grundlagen an,
in dem die für die Datenübertragung bedeutsamen nachrichtentechni-
schen Grundbegriffe und Voraussetzungen zusammengestellt sind.
Im Vordergrund der Betrachtungen stehen die Datenübertragungs-
einrichtungen selbst. Besonderer Wert wurde auf die Darstellung solcher
Merkmale und Eigenschaften gelegt, welche für den Anwender von
Bedeutung sind wie z.B. die Schnittstellen zwischen den Datenüber-
tragungseinrichtungen beim Teilnehmer und den Datenendeinrichtungen
und die verschiedenen Ausführungen von Modems; aber auch die Daten-
übertragungseinrichtungen innerhalb von Datennetzen werden behan-
delt. Ebenso wird ein Überblick über die Vermittlungseinrichtungen in
Datennetzen gegeben. Schließlich werden die wesentlichen Merkmale der
Datennetze selbst geschildert. Eigens eingegangen wird auf die Beson-
derheiten der Datenübertragung über Kurzwellen-Funkverbindungen,
welche für spezielle Anwendungsfälle, besonders für den Einsatz in
mobilen Anlagen (Schiffsfunk, Funkwagen für zivilen und militärischen
Einsatz), Bedeutung haben. Eine Erläuterung der Kriterien und Hilfs-
mittel für die Überwachung und Wartung schließt die Darstellung der
technischen Mittel für die Datenübertragung ab. In einem Anhang sind
die zahlreichen internationalen und nationalen Vereinbarungen und
Richtlinien auf dem Gebiet der Datenübertragung nach dem Stand von
Frühjahr 1976 zusammengestellt.
Auch der vorliegende Band II ist das Ergebnis genieinsamer Arbeit
mit den Herren Dr.-Ing. Sigmar Grützmann, Dr.-Ing. Joachim Petersen,
Dipl.-Ing. Herbert Finck und Dr. rer. nat. Hans Heinrich Voss. Für die
Niederschrift der Absehnitte waren verantwortlich: Datenübertragungs-
einrichtungen — Dr.-Ing. Grützmann; Datenvermittlungseinrichtungen —
Dr.-Ing. Petersen; Daiennetze — Dipl.-Ing. Finck ; Datenübertragung über
Kurzwellen-Funkverbindungen, Meßtechnik der Datenübertragung —
vI Vorwort
Dr. Voss; Anhang — Dr. Bocker. Außer diesen Hauptverfassern waren
an der Abfassung der Abschnitte beteiligt: Datenübertragungseinrichtun-
gen — Dr. rer. nat. Armin Tannhäuser, Dipl.-Ing. Finck, Dr.-Ing. Gero
Schollmeier, Dr. Voss, Dr. Bocker; Datennetze — Dr.-Ing. Petersen;
Datenübertragung über Kurzwellen-Funkverbindungen — Dipl.-Ing. Max
Öllinger ; Meßtechnik der Datenübertragung — Ing. (grad.) Erwin Schenk.
Die Herren Öllinger und Schenk übernahmen im übrigen nach dem Ab-
leben von Herrn Dr. Voss im Herbst 1976 die endgültige Überarbeitung
der Abschnitte Datenübertragung über Kurzwellen-Funkverbindungen und
Meßtechnik der Datenübertragung.
Wiederum habe ich zahlreichen Fachkollegen inı Hause Siemens für
ihre wertvollen Ratschläge und sonstige Mithilfe zu danken. Aufs herz-
lichste möchte ich aber allen genannten Verfassern meinen Dank für das
aufgeschlossene Zusammenwirken ausdrücken, welches die Fertigstellung
des vorliegenden Werkes erst ermöglicht hat.
München, im Herbst 1976 P. Bocker
Das Gebiet der Datenübertragung befindet sich nach wie vor in einer
ausgeprägten Entwicklungsphase. So haben meine Mitverfasser und ich
in dem vorliegenden Nachdruck nicht nur einige Irrtümer und Druck-
fehler korrigiert, sondern auch — soweit im vorgegebenen Rahmen mög-
lich — den Text an den aktuellen Stand der Technik angepaßt. Insbeson-
dere war eine völlige Überarbeitung des Anhangs notwendig, um. die
zahlreichen neu erschienenen Vereinbarungen und Richtlinien auf dem
Gebiet der Datenübertragung zu berücksichtigen.
Meine Mitverfasser und ich danken unseren Lesern für ihre freund-
lichen und hilfreichen Hinweise.
München, im Mai 1979 P. Bocker
Inhaltsverzeichnis
7 Datenübertragungseinrichtungen . . .... . nn
71 Schnittstelle zwischen Datenübertragungseinrichtungen beim Teil-
nehmer und Datenendeinrichtungen . . . . 222...
7.1.1. Teilnehmerschnittstelle der Datenübertragungseinrichtungen
zum Einsatz auf Fernsprechverbindungen. . . . . en
7.1.1.1 Aufbau der Fernsprechverbindung
7.1.1.2 Aufbau der Datenverbindung 10
7.1.1.3 Synehronbetrieb . . ...... en 11
7.1.14 Duplexbetrieb . ... 2.2.22 2 2222.
71.1.5 Halbduplexbetrieb . .... 222222220. 13
7.1.1.6 Betrieb mit Hilfskanal . . . .. 22222000. 14
7.1.1.7 Verbindungsabbau . . .. 2. 22 2 2200. 14
7.1.2 Teilnehmerschnittstelle der Datenübertragungseinrichtungen
zum Einsatz auf Telexverbindungen . .. ....... 14
7.1.3 Teilnehmerschnittstelle der Datenübertragungseinrichtungen
für Datennetze. . >. CE Eee 16
7.1.3.1 Schnittstelle der Anschlußgeräte für die Start/Stop-
Klassen von Datennetzen . . . . 2.2.2220... 17
7.4.3.2 Schnittstelle der Anschlußgeräte für die Synchron-
Klassen von Datennetzen . . ..2.2 .2.2 .. . 19
7.1.4 Elektrische Eigenschaften der Schnittstellenleitungen . . . . 21
7.2 Datenübertragungseinrichtungen zum Einsatz in Fernsprechwähl-
netzen . 2: 2 22 EEE
7.2.1 Modems für serielle Datenübertragung . . . ......
7.2.1.1 Modem für 200bits ..2. 2.222.220 .
7.2.1.2 Modem für 1200/600 bit/s . . . ..... en
7.2.1.3 Modem für 2400/1200 bit/s . . . 222.2...
7.2.1.4 Modem für 4800/2400 bit/s . . . . 2.2222...
7.2.2 Modems für parallele Datenübertragung. . . . . .....
7.2.2.1 Modems für die universelle Anwendung in Fernsprech-
wählnetzen . . 2. 22222200.
7.2.2.2 Einrichtungen für die Datenübertragung mit den
Tastwahlfrequenzen . . 2.2 222222220 .
7.2.3 Automatische Wähleinrichtung für Datenverbindungen .
7.3 Datenübertragungseinrichtungen zum Einsatz auf festgeschalteten
Verbindungen . ... 2.2 2222 .0.. en
7.3.1 Modems für Niederfrequenz- und Pupinkabel nen
VIII Inhaltsverzeichnis
7.3.1.1 Modem für Niederfrequenz- und Pupinkabel und
Geschwindigkeiten bis 9600 bit/s . . . . 67
7.3.1.2 Modem für Niederfrequenzkabel und Geschwindigkei
ten oberhalb 9600 bit/s . . . 72
71.3.2 Modems für Kanäle mit Sprachbandbreite. 73
7.3.2.1 Modems für 4800 bit/s 73
7.3.2.2 Modem für 9600 bit/s . 75
7.3.3 Modems für Breitbandkanäle 18
7.4 Datenübertragungseinrichtungen zum Einsatz in Datennetzen . 79
7.4.1 Übertragungseinrichtungen für den Teilnehmeranschluß 80
7.4.1.1 Teilnehmeranschluß für die Start/Stop-Klassen vvo n
Datennetzen . 8
7.4.1.2 Teilnehmeranschluß für "die 'Synchron- Klassen von
Datennetzen bis 9600 bit/s. . . . 82
7.4.1.3 Teilnehmeranschluß für die 5 nchron-K lasse 48 koit/
von Datennetzen . 87
7.4.2 Einrichtungen für die Bündelung von Ühertragungskanälen. 87
7.4.2.1 Grundsätzliches zur Bündelung von Übertragungs-
kanälen . . EEE 87
7.4.2.2 Frequenzmultiplex- Systeme . 88
7.4.2.3 Zeitmultiplex-Systeme . . 9
7.4.2.4 Einrichtungen für die Übertragung der Bitströme
von Zeitmultiplex-Systemen . en . 102
8 Datenvermittlungseinrichtungen
8.1 Datenvermittlungseinrichtungen in Netzknoten
8.11 Einrichtungen in schaltbaren Netzknoten (Datenvermittlungs.
anlagen) . 105
8.1.1.1 Vermittlungsanlagen mit Durchschaltung der Daten .
8.1.1.2 Konzentratoren mit Durchschaltung der Daten . 118
8.1.1.3 Vermittlungsanlagen mit Zwischenspeicherung der
Daten . 123
8.1.1.4 Konzentratoren mit Zwischenspeicherung der Daten . 126
Einrichtungen in nichtschaltbaren Netzknoten (Knoten-
einrichtungen) . . . 126
8.1.2.1 Schnittstellenvervielfacher“ . 126
8.1.2.2 Leitungsverzweiger . . 128
8.2 Vermittlungstechnische Einrichtungen der Datenstationen 129
8.2.1 Datenfernschaltgeräte . 129
8.2.1.1 Datenfernschaltgeräte mit ee iner "Schnittstelle aut der
Grundlage von CCITT-Empf. V.24 . . 129
8.2.1.2 Fernschaltgeräte für die Datenübertragung im Telex-
Netz . 130
8.2.2 Anschlußgeräte 131
8.2.2.1 Anschlußgeräte mit. einer " Schnittstelle entsprechend
CCITT-Empf. X.20 . 131
8.2.2.2 Anschlußgeräte mit einer Schnittstelle entsprechend
CCITT-Empf. X.21 . 132
Inhaltsverzeichnis IX
9 Datennetze . 133
9.1 Überblick. . 133
9.1.1 Anforderungen an Datennetze . . 133
9.1.2 Nachrichtennetze für die Datenübertragung . . 134
9.2 Leistungsmerkmale öffentlicher Datennetze . . 138
9.2.1 Teilnehmerklassen . . . 138
9.2.1.1 Teilnehmerklassen für Start/Stop- Datenendeinrich-
tungen . . 139
9.2.1.2 Teilnehmerklassen für "Synehron- Datenendeinrich-
tungen . 139
9.2.1.3 Teilnehmerklassen für Paket. Datenendeinrichtungen 140
9.2.2 Netzparameter . 140
9.2.2.1 Netzparameter ' vonn Durchschaltenetzen . . 140
9.2.2.2 Netzparameter von Pakotvormittlungsnotzen . 144
9.2.3 Teilnehmerdienste . . . .. 146
9.2.3.1 Teilnehmerdienste von "Durchschaltenetzen® . 146
9.2.3.2 Teilnehmerdienste von Paketvermittlungsnetzen . . 149
9.3 Vermittlungsnetze mit Durchschaltebetrieb . 151
9.3.1 Durchschaltenetz ohne Taktsteuerung . 152
9.3.1.1 Kennzeichen des Durchschaltenetzes ohne Takt-
steuerung . 152
9.3.1.2 Zeitmultiplex- Übertragungsaysteme ii m "Durchschalte-
netz ohne Taktsteuerung . 153
9.3.1.3 Zeitmultiplex-V ermittlungseinrichtungen im Durch-
schaltenetz ohne Taktsteuerung 154
9.3.1.4 Struktur von Durchschaltenetzen ohne Taktsteue-
rung 155
9.3.1.5 Taktv ersorgung ‚der Synchron- -Datenendeinrichtungen 156
9.3.1.6 Bitfolgenunabhängigkeit im Durchschaltenetz ohne
Taktsteuerung . nn . 156
9.3.2 Durchschaltenetz mit Taktsteuerung . . 157
9.3.2.1 Kennzeichen des Durchschaltenetzes mit Taktsteue-
rung .
9.3.2.2 Zeitmultiplex- -Übertragungssysteme i im Durchschalte-
netz mit Taktsteuerung. . . 159
9.3.2.3 Zeitmultiplex- Vermittlungseinrichtungen im Durch-
schaltenetz mit Taktsteuerung. 159
9.3.2.4 Struktur von Durchschaltenetzen mit Taktsteuerung® 160
9.3.2.5 Bitfolgenunabhängigkeit im Durchschaltenetz mit
Taktsteuerung. . . . . 160
9.3.2.6 Fehlererkennung und Fehlerlokalisierung .. 161
9.3.2.7 Synchronisation des Durchschaltenetzes mit Takt-
steuerung. . 162
9.4 Vermittlungsnetze mit Teilstreckenbetrieb . 164
9.41 Teilstreckennetz mit Speichervermittlung . . 167
9.4.2 Teilstreckennetz mit Paketvermittlung . . 168
9.4.2.1 Kennzeichen des Teilstreckennetzes mit Paketver-
mittlung en . 168
9.4.2.2 Wartezeiten im Teilstreckennetz mit Paketver-
mittlung . 170
X Inhaltsverzeichnis
9.5 Knotennetze ne. ..171
9.5.1 Kennzeichen und Netzkomponenten . . 171
9.5.2 Steuerung der Datenübertragung in Knotennetzen . . 172
9.6 Netzkonfigurationen . . 4173
9.6.1 Grundformen . . . . . 173
9.6.1.1 Maschennetz . 173
9.6.1.2 Sternnetz . . 174
9.6.1.3 Liniennetz . . 174
9.6.1.4 Ringnetz . 174
9.6.2 Verbundnetz . , .. 175
9.6.3 Bewertung von Netzformen . . 175
10 Datenübertragung auf Kurzwellen-Funkverbindungen . . 177
10.1 Hauptanwendungsgebiete . . 177
10.2 Besondere Merkmale von Kurzwellen-Funkverbindungen und -Funk-
netzen . 178
10.2.1 Medium für Kurzwellenausbreitung . 178
10.2.2 Funksysteme . 181
10.2.3 Funkverbindungen . .. 183
10.3 Übertragungseinrichtungen . Senn. 185
10.3.1 Übertragungseinrichtungen mit trägerzentrierter Betriebsart . 185
10.3.2 Einseitenband-Übertragungseinrichtungen. . . 187
10.3.3 Verbesserung der Übertragung durch Mehrfachempfang
(Diversity-Betrieb). . . . 188
10.4 Sicherungsverfahren nn . 190
10.4.1 Sicherungsverfahren mit fehlererkennendem Code . 191
10.4.1.1 ARQ-Duplexsysteme . . 192
10.4.1.2 ARQ-Simplexsysteme . . . 195
10.4.2 Sicherungsverfahren mit fehlerkorrigierendem Code . 197
11 Meßtechnik der Datenübertragung . . 200
11.1 Überblick . . 200
11.2 Verfahren und Einrichtungen zum Messen von Eigenschaften der
Übertragungswege . . . . 204
11.2.1 Pegel- und Dämpfungsmessungen . . 204
11.2.2 Messen der Dämpfungs- und der Gruppenlaufzeitverzerrung 206
11.2.3 Messen der Impulsübertragungseigenschaften eines Über-
tragungsweges . en . .. 209
11.2.4 Geräuschmessungen . 210
11.2.4.1 Grundgeräusch .. . 210
11.2.4.2 Störimpulshäufigkeit . . 212
11.2.5 Messen kurzzeitiger Unterbrechungen . 213
11.2.6 Messen von Phasenschwankungen . 216
11.3 Verfahren und Einrichtungen zum Messen der Signaleigenschaften . . 216
Inhaltsverzeichnis XI
11.3.1 Meßgrößen . . . 216
11.3.1.1 Schrittverzerrung . 217
11.3.1.2 Fehlerhäufigkeit“ .. 219
11.3.2 Einrichtungen für Schrittverzerrungs- und für Fehlerhäufig-
keitsmessungen . . . 220
11.3.2.1 Datensignalgeneratoren . . 220
11.3.2.2 Schrittverzerrungsmesser . 221
11.3.2.3 Schrittverkürzungsmesser . . 222
11.3.2.4 Fehlerhäufigkeitsmesser . . 222
11.4 Zentrale Meßeinrichtungen . 223
Anhang Internationale und nationale Vereinbarungen und Richtlinien auf dem
Gebiet der Datenübertragung . 225
1 Internationale und nationale Vereinbarungen und Richtlinien auf dem
Gebiet der Datenübertragung, geordnet nach Sachgebieten . . 226
1.1 Begriffe... . . 226
1.2 Codierung, Alphabete . . 227
1.3 Steuerungsverfahren . EEE . 227
1.4 Schnittstellen zwischen Datenübertragungs- und Datenendeinrich-
tungen: allgemeine Festlegungen . . 228
1.5 Datenübertragung im Telex-Netz und auf Tolegrafieverbindungen . 229
3 Datenübertragung in öffentlichen Datennctzen . . 229
1.7. Datenübertragung über Fernsprechverbindungen . . 230
1.7.1 Datenübertragungseinrichtungen . . 230
1.7.2 Merkmale von Übertragungswegen . . 233
1.7.3. Wartung een . 233
1.7.4 Sonstiges . . 233
1.8 Moeßeinrichtungen . . 234
1.9 Fehlerschutzeinrichtungen . . 234
2 Internationale und nationale Vereinbarungen und Richtlinien auf dem
Gebiet, der Datenübertragung, geordnet nach Herkunft. . 234
2.1 International Telecommunication Union (ITU). . 234
Telegraph Regulations . . 234
List of Definitions of Essential Telecommunie ation Terms . . 234
Empfehlungen des CCITT . . 235
Serie V — Datenübertragung. . 235
Serie X — Öffentliche Datennetze. . . . 237
Serie F — Betrieb und Tarife der Telegrtie . 239
Serie G — Fernsprechübertragung. 239
Serie H — Leitungen für die Übertragung von anderen als
Fernsprechsignalen. z. B. von Datensignalen. . 239
Serie M - Wartung, z. B. bei Datenübertragung . 239
Serie S — Telegrafieapparate. nn . 239
Serie R -- Telegrafiekanäle. . 240
Serie OÖ — MeBeinrichtungen . . 240
2.2 International Organization for Standardization (ISO). . 240
2.3 European Computer Manufacturers Association (ECMA). . 241
