Schnittstellen

SchnittstellenSchnittstellen

Eine Präsentation von Nina Demmer, Eine Präsentation von Nina Demmer, Dirk Gneckow, Michael Havers, Holger Dirk Gneckow, Michael Havers, Holger

Miefert und Dirk SchwartgesMiefert und Dirk Schwartges

IDEIDE(Integrated Device Electronics)(Integrated Device Electronics)

Bei IDE handelt es sich um eine Festplatten Bei IDE handelt es sich um eine Festplatten bzw. CD-ROM-Schnittstellebzw. CD-ROM-Schnittstelle

Das 40 adrige IDE-Flachbandkabel stellt Das 40 adrige IDE-Flachbandkabel stellt praktisch die Verlängerung des Systembusses praktisch die Verlängerung des Systembusses dardar

IDEIDE

Pro IDE-Controller Pro IDE-Controller lassen sich 2 lassen sich 2 Festplatten betreiben. Festplatten betreiben. Weil die eigentliche Weil die eigentliche Steuerung auf den Steuerung auf den Festplatten sitzt, muss Festplatten sitzt, muss die eine Festplatte (am die eine Festplatte (am Besten die Schnellere) Besten die Schnellere) als „Master“ und die als „Master“ und die andere als „Slave“ andere als „Slave“ konfiguriert werden.konfiguriert werden.

Modus Übertragungsrate

IDE (ATA) PIO 0 3,33 MByte / sek.



E-IDE (Fast ATA-2) PIO 3

11,11 MByte / sek.


16,66 MByte / sek.

IDEIDE

Zur Beschleunigung werden IDE-Zur Beschleunigung werden IDE-Festplatten mit Cache ausgestattet. Sie Festplatten mit Cache ausgestattet. Sie erreichen dabei eine Üertragungsrate von erreichen dabei eine Üertragungsrate von 3,3 MByte/sec. Ohne Cache jedoch nur 3,3 MByte/sec. Ohne Cache jedoch nur 2,2 MByte/sec.2,2 MByte/sec.

Quelle IDE:Quelle IDE:http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0501021.htmhttp://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0501021.htm

E-IDEE-IDE(Enhanced Intelligent Drive Electronics)(Enhanced Intelligent Drive Electronics)

Antwort auf SCSIAntwort auf SCSI Geschwindigkeit von Geschwindigkeit von

bis zu 33 MByte/secbis zu 33 MByte/sec Dauertransferrate von Dauertransferrate von

bis zu 14 MByte/secbis zu 14 MByte/sec

ModusÜbertragungsrat

e





11,11 MByte / sek.


33,66 MByte / sek.

E-IDEE-IDE

Durch eine erhöhte Datenrate, die Durch eine erhöhte Datenrate, die umgesetzt werden kann ,erhöht sich auch umgesetzt werden kann ,erhöht sich auch die allgemeine Rechnerleistung.die allgemeine Rechnerleistung.

E-IDE ist der Abschnitt zwischen E-IDE ist der Abschnitt zwischen Festplatte und Host-AdapterFestplatte und Host-Adapter

Eigentliche Bezeichnung: ATA Eigentliche Bezeichnung: ATA (AT_Attachment)(AT_Attachment)

E-IDEE-IDE

Mittlerweile ANSI-StandardMittlerweile ANSI-Standard Weiterentwicklung von IDEWeiterentwicklung von IDE

Quelle E-IDE:Quelle E-IDE:http://www.karbosguide,com/de/modulg5b1.htmhttp://www.karbosguide,com/de/modulg5b1.htm

Serial - ATASerial - ATA

Das Prinzip ist schnell erklärt und folgt Das Prinzip ist schnell erklärt und folgt dem Vorbild vieler anderen Technologien, dem Vorbild vieler anderen Technologien, die ebenfalls durch serielle die ebenfalls durch serielle Übertragungsverfahren hohe Datenraten Übertragungsverfahren hohe Datenraten erreicht haben. Beispiele hierfür sind erreicht haben. Beispiele hierfür sind Ethernet, USB oder auch Firewire. Ethernet, USB oder auch Firewire.


Dieses Bild zeigt deutlich, dass lediglich 4 Leitungen Dieses Bild zeigt deutlich, dass lediglich 4 Leitungen vom Controllerchip zum Stecker verwendet werden.vom Controllerchip zum Stecker verwendet werden.


Konventionelles ATA verwendet eine Konventionelles ATA verwendet eine Vielzahl von Leitungen (40 an der Zahl), Vielzahl von Leitungen (40 an der Zahl), um parallel Daten zu übertragen. Dies um parallel Daten zu übertragen. Dies bringt jedoch einen hohen mechanischen bringt jedoch einen hohen mechanischen Aufwand (breite Kabel und Stecker) sowie Aufwand (breite Kabel und Stecker) sowie einige elektrische Probleme mit sich. einige elektrische Probleme mit sich. Serial ATA begnügt sich mit zwei Serial ATA begnügt sich mit zwei Adernpaaren, welche bei niedriger Adernpaaren, welche bei niedriger Spannung mit hohen Frequenzen Spannung mit hohen Frequenzen betrieben werden. betrieben werden.

Serial - ATASerial - ATA Die Vorteile liegen in kompakten Kabeln, die einfachst zu Die Vorteile liegen in kompakten Kabeln, die einfachst zu

stecken sind und die Durchlüftung des Gehäuses nicht stecken sind und die Durchlüftung des Gehäuses nicht vermindern. vermindern.

Quelle Serial – ATA:Quelle Serial – ATA:www.tomshardware.comwww.tomshardware.com

SCSISCSI(Small Computer System Interface)(Small Computer System Interface)

SCSI war ursprünglich für den Anschluss SCSI war ursprünglich für den Anschluss von Festplatten im Computer konzipiert. von Festplatten im Computer konzipiert. Eine Adapterplatine auf dem Systembus Eine Adapterplatine auf dem Systembus des Computers ermöglicht den Anschluss des Computers ermöglicht den Anschluss von bis zu 7 internen oder externen von bis zu 7 internen oder externen Geräten. Geräten.

SCSISCSI

Jedes Gerät erhält eine Jedes Gerät erhält eine Identifikationsnummer (0 bis 7), die auch Identifikationsnummer (0 bis 7), die auch über die Priorität entscheidet, wenn über die Priorität entscheidet, wenn mehrere Geräte gleichzeitig den Bus mehrere Geräte gleichzeitig den Bus beanspruchen. Der Controller selbst beanspruchen. Der Controller selbst besitzt mit ID7 die höchste Priorität. besitzt mit ID7 die höchste Priorität.

SCSISCSI

Inzwischen wird der Bus für viele verschiedene Inzwischen wird der Bus für viele verschiedene Peripheriegeräte benutzt, wie z.B.: Peripheriegeräte benutzt, wie z.B.:

1.1. Festplatte Festplatte

2.2. CD-Laufwerk CD-Laufwerk

3.3. DVD-Laufwerk DVD-Laufwerk

4.4. Streamer Streamer

5.5. ScannerScanner

SCSISCSI

Der interne Anschluss besteht aus einem 50-Der interne Anschluss besteht aus einem 50-poligen Stecker (Achtung: Verpolungsgefahr). poligen Stecker (Achtung: Verpolungsgefahr). Alle ungeraden Pins liegen auf Masse. Alle ungeraden Pins liegen auf Masse.

SCSISCSI SCSI 1:SCSI 1: Dieser Standard ist die Mutter aller SCSI-Standards. Er Dieser Standard ist die Mutter aller SCSI-Standards. Er

definiert die asynchrone, 8 Bit breite Datenübertragung mit maximal definiert die asynchrone, 8 Bit breite Datenübertragung mit maximal 5 MByte pro Sekunde. Auf dieser Vereinbarung bauen alle anderen 5 MByte pro Sekunde. Auf dieser Vereinbarung bauen alle anderen Standards auf. Adapter, die nur die SCSI-1-Norm unterstützen, sind Standards auf. Adapter, die nur die SCSI-1-Norm unterstützen, sind gänzlich vom Markt verschwunden.gänzlich vom Markt verschwunden.

SCSI 2SCSI 2 stellt einen erweiterten Befehlssatz zur Verfügung. Dieser stellt einen erweiterten Befehlssatz zur Verfügung. Dieser Dialekt dient sämtlichen Controllern immer noch zur ERSTEN Dialekt dient sämtlichen Controllern immer noch zur ERSTEN asynchronen Kontaktaufnahme mit den angeschlossenen Geräten. asynchronen Kontaktaufnahme mit den angeschlossenen Geräten. Der maximale Datendurchsatz bleibt auch hier bei 5 MByte pro Der maximale Datendurchsatz bleibt auch hier bei 5 MByte pro Sekunde, wird aber bereits synchron realisiert. "SCSI 2" bezeichnet Sekunde, wird aber bereits synchron realisiert. "SCSI 2" bezeichnet ebenfalls das Übertragungsprotokoll, welches allen Hostadaptern ebenfalls das Übertragungsprotokoll, welches allen Hostadaptern dieser Klasse gemeinsam ist. Das heißt, daß auch ein Ultra-Wide-dieser Klasse gemeinsam ist. Das heißt, daß auch ein Ultra-Wide-SCSI-Adapter ungeachtet der maximalen Geschwindigkeit mit dem SCSI-Adapter ungeachtet der maximalen Geschwindigkeit mit dem in SCSI 2 definierten Befehlssatz und Protokoll arbeitet.in SCSI 2 definierten Befehlssatz und Protokoll arbeitet.

SCSISCSI

Fast SCSIFast SCSI erreicht einen Datendurchsatz von 10 erreicht einen Datendurchsatz von 10 MByte pro Sekunde. Die MByte pro Sekunde. Die Geschwindigkeitssteigerung dieser 8-Bit-Geschwindigkeitssteigerung dieser 8-Bit-Variante liegt hierbei in der Verdoppelung des Variante liegt hierbei in der Verdoppelung des Bustaktes auf 10 MHz.Bustaktes auf 10 MHz.

Wide SCSIWide SCSI heißt die Vereinbarung, in der der heißt die Vereinbarung, in der der bis dato 8 Bit breite Bus auf 16 Bit erweitert wird. bis dato 8 Bit breite Bus auf 16 Bit erweitert wird. Dies hat ebenfalls eine Verdoppelung der Dies hat ebenfalls eine Verdoppelung der Datenrate auf 10 MByte pro Sekunde zur Folge.Datenrate auf 10 MByte pro Sekunde zur Folge.

SCSISCSI Fast Wide SCSIFast Wide SCSI ergibt sich konsequenterweise aus der ergibt sich konsequenterweise aus der

Busbreitenverdopplung des Fast SCSI-Standards von Busbreitenverdopplung des Fast SCSI-Standards von acht auf 16 Bit. Mit Adaptern dieses Typs können somit acht auf 16 Bit. Mit Adaptern dieses Typs können somit bereits Datenraten von 20 MByte pro Sekunde bei einem bereits Datenraten von 20 MByte pro Sekunde bei einem Bustakt von 10 MHz erreicht werden.Bustakt von 10 MHz erreicht werden.

Ultra SCSIUltra SCSI verdoppelt den üblichen SCSI-Bustakt und verdoppelt den üblichen SCSI-Bustakt und erreicht mit 8 Bit Breite einen Datendurchsatz von 20 erreicht mit 8 Bit Breite einen Datendurchsatz von 20 MByte pro Sekunde.MByte pro Sekunde.

Ultra Wide SCSIUltra Wide SCSI beschleunigt den Datentransfer bei beschleunigt den Datentransfer bei einem mit 20 MHz getakteten 16-Bit-SCSI-Bus auf einem mit 20 MHz getakteten 16-Bit-SCSI-Bus auf stattliche 40 MByte pro Sekunde. stattliche 40 MByte pro Sekunde.

SCSISCSI

Ultra 2 SCSIUltra 2 SCSI kann mit einer Taktfrequenz von 40 MHz kann mit einer Taktfrequenz von 40 MHz nur noch im sogenannten differentiellen Modus betrieben nur noch im sogenannten differentiellen Modus betrieben werden. Hierbei werden durch Subtraktion der auf zwei werden. Hierbei werden durch Subtraktion der auf zwei Leitungen entgegengesetzt polarisiert übertragenen Leitungen entgegengesetzt polarisiert übertragenen SCSI-Signale Störungen quasi herausgekürzt, da diese SCSI-Signale Störungen quasi herausgekürzt, da diese auf beiden Leitungen gleiche Polarität aufweisen. Dieser auf beiden Leitungen gleiche Polarität aufweisen. Dieser Standard erreicht bei 8 Bit einen Datendurchsatz von 40 Standard erreicht bei 8 Bit einen Datendurchsatz von 40 MByte pro Sekunde.MByte pro Sekunde.

Ultra 2 Wide SCSIUltra 2 Wide SCSI verfügt bei einem 16 Bit breiten Bus verfügt bei einem 16 Bit breiten Bus somit über eine Transferrate von bis zu 80 MByte pro somit über eine Transferrate von bis zu 80 MByte pro Sekunde.Sekunde.

SCSISCSI

Ultra160/m-SCSIUltra160/m-SCSI verspricht Datentransfer von 160 verspricht Datentransfer von 160 MByte pro Sekunde. Führende Hersteller von MByte pro Sekunde. Führende Hersteller von Computersystemen und Speicherprodukten kündigten Computersystemen und Speicherprodukten kündigten Ende September 1998 das Ultra160/m-SCSI an. Die Ende September 1998 das Ultra160/m-SCSI an. Die Speichermedien bringen laut Speichermedien bringen laut AdaptecAdaptec einen einen Datendurchsatz von 160 MByte pro Sekunde und Datendurchsatz von 160 MByte pro Sekunde und bewegen damit die Daten doppelt so schnell wie Medien bewegen damit die Daten doppelt so schnell wie Medien mit Ultra2-Wide-SCSI. Die neue Schnittstelle soll mit Ultra2-Wide-SCSI. Die neue Schnittstelle soll verbesserte Managementfähigkeiten aufweisen und wie verbesserte Managementfähigkeiten aufweisen und wie SCSI 3 auch voll kompatibel zu Ultra2-SCSI sein.SCSI 3 auch voll kompatibel zu Ultra2-SCSI sein.

BNCBNC

Bei der BNC-Bei der BNC-Steckverbindung handelt Steckverbindung handelt es sich um ein es sich um ein Stecksystem zur Stecksystem zur Verbindung zweier Verbindung zweier Koaxialkabel. Koaxialkabel.

Bayonet Nut CouplingBayonet Nut Coupling

BNCBNC

Bei der Übertragung von digitalen Signalen über eine Bei der Übertragung von digitalen Signalen über eine Koaxial-Leitung wird ein Potentialunterschied zwischen Koaxial-Leitung wird ein Potentialunterschied zwischen Innenleiter (Kern) und dem Außenleiter, der als Innenleiter (Kern) und dem Außenleiter, der als Bezugserde dient, erzeugt. Bezugserde dient, erzeugt.

Der Außenleiter wirkt hier als Antenne. Er strahlt Der Außenleiter wirkt hier als Antenne. Er strahlt elektromagnetische Strahlen ab. Zusätzlich beeinflussen elektromagnetische Strahlen ab. Zusätzlich beeinflussen Störungen von außerhalb den Signalfluss im Innenleiter.Störungen von außerhalb den Signalfluss im Innenleiter.

BNCBNC

Der BNC-Stecker wird Der BNC-Stecker wird häufig im Ethernet-häufig im Ethernet-Netzwerk (RG-58-Kabel) Netzwerk (RG-58-Kabel) als Verbindungsvariante als Verbindungsvariante verwendet. Sie haben verwendet. Sie haben hier die Aufgabe, LAN-hier die Aufgabe, LAN-Segmente miteinander Segmente miteinander oder mit oder mit Netzkomponenten bzw. Netzkomponenten bzw. Endgeräten elektrisch zu Endgeräten elektrisch zu verbinden. verbinden.

BNCBNC

Mit Hilfe einer Busverkabelung wird von Rechner zu Rechner eine Mit Hilfe einer Busverkabelung wird von Rechner zu Rechner eine Verbindung gelegt. Auf jeder einzelnen Netzwerkkarte befindet sich Verbindung gelegt. Auf jeder einzelnen Netzwerkkarte befindet sich ein Anschlussstück, das unmittelbar auf die Netzwerkkarte ein Anschlussstück, das unmittelbar auf die Netzwerkkarte aufgesteckt wird und das mittels eines BNC-T-Verbindungsstücks aufgesteckt wird und das mittels eines BNC-T-Verbindungsstücks

(Bajonett-Verschluss) an das Koaxialkabel angebunden wird.(Bajonett-Verschluss) an das Koaxialkabel angebunden wird.

BNCBNC

Besonderheit: BNC ist eine stabile Steckverbindung mit starker Zugentlastung.

BNCBNC

An den beiden äußeren Rechnern des Netzwerkes An den beiden äußeren Rechnern des Netzwerkes müssen die Enden terminiert werden. Dies geschieht, müssen die Enden terminiert werden. Dies geschieht, indem man an die offenen Enden des T-Stückes des indem man an die offenen Enden des T-Stückes des jeweils letzen Rechners einen so genannten jeweils letzen Rechners einen so genannten „Terminator“ aufsteckt.„Terminator“ aufsteckt.

BNCBNC

Die Übertragungsgeschwindigkeit eines BNC-Die Übertragungsgeschwindigkeit eines BNC-Netzwerkes beträgt :Netzwerkes beträgt :

10mbit/s (ca.1,2 MB/s)10mbit/s (ca.1,2 MB/s)

BNCBNC

Zusatz: Zusatz:

weitere Verwendung im Videobereich, wo RG-59-Kabel weitere Verwendung im Videobereich, wo RG-59-Kabel benutzt werden.benutzt werden.

EthernetEthernet

1976 nannte Dr. Robert Metcalfe sein Netzwerk „Ethernet“.1976 nannte Dr. Robert Metcalfe sein Netzwerk „Ethernet“. ursprünglich Planung: Beim Ethernet werden Koaxialkabel als ursprünglich Planung: Beim Ethernet werden Koaxialkabel als

Übertragungsmedium benutzt. Übertragungsmedium benutzt. Aber schon nach kurzer Zeit Aber schon nach kurzer Zeit

wurden die Nachteile des wurden die Nachteile des Koaxial-Kabels sichtbar. Koaxial-Kabels sichtbar. Es gab unter anderem Probleme Es gab unter anderem Probleme beim Einbau. beim Einbau.

1990 war mit diesem Standard 1990 war mit diesem Standard Schluss. Die Twisted-Pair-Kabel Schluss. Die Twisted-Pair-Kabel wurden eingeführt.wurden eingeführt.

EthernetEthernet Twisted-Pair-Kabel: wird benutzt bei Netzwerkgeschwindigkeiten Twisted-Pair-Kabel: wird benutzt bei Netzwerkgeschwindigkeiten

von 10 und 100 MBit/svon 10 und 100 MBit/s Belegung 1:1, d.h., dass der Kontakt 1 des einen Steckers mit dem Belegung 1:1, d.h., dass der Kontakt 1 des einen Steckers mit dem

Kontakt 1 des anderen verbunden wird. (usw.)Kontakt 1 des anderen verbunden wird. (usw.) Cat.3 oder Cat.5-Kabel: immer Verdrillung zweier Adern. Hierbei Cat.3 oder Cat.5-Kabel: immer Verdrillung zweier Adern. Hierbei

sollte man nun auf die Paarung achten, da es sonst zu Fehlern in sollte man nun auf die Paarung achten, da es sonst zu Fehlern in der Übertragung kommen kann. der Übertragung kommen kann.

Besonders bei einer Netzwerkgeschwindigkeit von 100 MBit/sBesonders bei einer Netzwerkgeschwindigkeit von 100 MBit/s Für ein 10 MBit Kabel werden lediglich die Kontakte 1-2 / 3-6 Für ein 10 MBit Kabel werden lediglich die Kontakte 1-2 / 3-6

benötigt, die restlichen 4 Adern werden nur bei einem 100 MBit benötigt, die restlichen 4 Adern werden nur bei einem 100 MBit Netzwerk benötigt. Netzwerk benötigt.

EthernetEthernet

Belegung 1:1: Mehrere Rechner werden durch einen Belegung 1:1: Mehrere Rechner werden durch einen Hub zu einem Netzwerk verbunden.Hub zu einem Netzwerk verbunden.

Belegung cross-over (gekreuzt): Vernetzung nur zweier Belegung cross-over (gekreuzt): Vernetzung nur zweier RechnerRechner

EthernetEthernet

100MBit/s:100MBit/s: Fast Ethernet: 1995 wurde dieser Standard eingeführt.Fast Ethernet: 1995 wurde dieser Standard eingeführt. Das Kabel, durch das es möglich wurde, war 100Base-T.Das Kabel, durch das es möglich wurde, war 100Base-T. Koaxialkabel kommen aufgrund ihrer elektrischen Koaxialkabel kommen aufgrund ihrer elektrischen

Eigenschaften dafür nicht in Frage. Eigenschaften dafür nicht in Frage. Aber auch Twisted-Pair-Kabel müssen für diese Art der Aber auch Twisted-Pair-Kabel müssen für diese Art der

Übertragung besondere Eigenschaften aufweisen. Übertragung besondere Eigenschaften aufweisen. Drei Alternativen wurden damals als neuer Standard auf Drei Alternativen wurden damals als neuer Standard auf

dem Markt angebotendem Markt angeboten 100Base-T2100Base-T2 100Base-T4100Base-T4 100Base-Tx 100Base-Tx

EthernetEthernet

1000 Mbit/s:1000 Mbit/s: Konsequenzen für den 1GBit/s-Standard: Konsequenzen für den 1GBit/s-Standard: zwei grundsätzliche Ansätze:zwei grundsätzliche Ansätze:

1000Base-X: durch Erhöhung der 1000Base-X: durch Erhöhung der ÜbertragungsfrequenzenÜbertragungsfrequenzen

1000Base-T: Kombination der beiden Standards 1000Base-T: Kombination der beiden Standards 100Base-T2- und 100Base-T4. So kam man auch bei 100Base-T2- und 100Base-T4. So kam man auch bei Entfernungen von über 100m auf die entsprechende Entfernungen von über 100m auf die entsprechende Datenrate (bis zu 1250 MBit/s). Datenrate (bis zu 1250 MBit/s).

EthernetEthernet

10000 MBit/s:10000 MBit/s: März 1999: Gründung der Arbeitsgruppe „Higher Speed März 1999: Gründung der Arbeitsgruppe „Higher Speed

Study Group“. Study Group“. Danach Gründung der „10 Gigabit Ethernet Alliance“. Danach Gründung der „10 Gigabit Ethernet Alliance“. Erster Entwurf des Standards 10 GBit/s im September Erster Entwurf des Standards 10 GBit/s im September

20002000 Erste Produkte: Dazu zählen unter anderem Cisco mit Erste Produkte: Dazu zählen unter anderem Cisco mit

Modulen für ihre Switches und Router. Modulen für ihre Switches und Router.

EthernetEthernet

10GBase-SX und 10GBase-LX10GBase-SX und 10GBase-LX Zwei typische Ausrichtungen des 10GBit-Ethernet:Zwei typische Ausrichtungen des 10GBit-Ethernet:

LAN PHY (SX) -> kostengünstige Realisierung LAN PHY (SX) -> kostengünstige Realisierung WAN PHY (LX) -> große Entfernungen; KompatibilitätWAN PHY (LX) -> große Entfernungen; Kompatibilität

Unterscheidung durch ihre physische Schnittstelle. Unterscheidung durch ihre physische Schnittstelle. Übertragung nur durch das Medium Glasfaser. Das stellt Übertragung nur durch das Medium Glasfaser. Das stellt

aber kein Problem dar.aber kein Problem dar.

EthernetEthernet

Backbone?!Backbone?! Datenübertragung bei Verbindungen verschiedener Datenübertragung bei Verbindungen verschiedener

Gebäude: Sowohl Koaxial- als auch Twisted-Pair-Kabel Gebäude: Sowohl Koaxial- als auch Twisted-Pair-Kabel fallen hier aufgrund ihrer limitierten Reichweite aus. fallen hier aufgrund ihrer limitierten Reichweite aus.

Twisted-Pair-Kabel: Reichweite ca.100m Twisted-Pair-Kabel: Reichweite ca.100m Koaxial-Kabel: 100Base-5 (Reichweite ca.500m) und Koaxial-Kabel: 100Base-5 (Reichweite ca.500m) und

10Base-2 (Reichweite ca.185m)10Base-2 (Reichweite ca.185m) Lösung: lichbasierte Datenübertragung -> GlasfaserLösung: lichbasierte Datenübertragung -> Glasfaser Reichweite ohne Hub oder ähnliches: über 2kmReichweite ohne Hub oder ähnliches: über 2km Glasfaserleitungen sind nur sinnvoll bei Punkt-zu-Punkt-Glasfaserleitungen sind nur sinnvoll bei Punkt-zu-Punkt-

Verbindungen. Verbindungen.

Schnittstelle Theoretische Datenrate

Ethernet 10Base-T 12,5 MByte/s

Fast Ethernet 100Base-TX 12,5 MByte/s

Gigabit Ethernet 1000Base-TX

125 MByte/s

Gigabit Ethernet 1000Base-SX

156 MByte/s

MIDIMIDI

Musical Instrument Digital InterfaceMusical Instrument Digital Interface Eine digitale Schnittstelle für Musikinstrumente. Diese Eine digitale Schnittstelle für Musikinstrumente. Diese

Musikinstrumente können beispielsweise Keyboards, Musikinstrumente können beispielsweise Keyboards, Synthesizer, Klangerzeuger, Sampler, PCs, MIDI-Synthesizer, Klangerzeuger, Sampler, PCs, MIDI-Gitarren, Sequenzer etc. sein, die über diese Gitarren, Sequenzer etc. sein, die über diese Schnittstelle miteinander verbunden werden und dann Schnittstelle miteinander verbunden werden und dann kommunizieren können.kommunizieren können.

MIDIMIDI

1983: Die ersten MIDI-Keyboards kamen auf den Markt.1983: Die ersten MIDI-Keyboards kamen auf den Markt. 1984: Die MMA (MIDI Manufacturers Association) wurde 1984: Die MMA (MIDI Manufacturers Association) wurde

gegründet, die die MIDI-Spezifikation herausgebracht gegründet, die die MIDI-Spezifikation herausgebracht hat und Neuerungen und Erweiterungen herausgibt.hat und Neuerungen und Erweiterungen herausgibt.

MIDIMIDI

MIDI ist eine serielle Schnittstelle (5-poliger DIN-MIDI ist eine serielle Schnittstelle (5-poliger DIN-Anschluss) mit einem genormten Anschluss) mit einem genormten Übertragungsformat. Übertragungsformat.

MIDIMIDI

MIDI-IN ist der Dateneingang; MIDI-IN ist der Dateneingang; er empfängt die MIDI-er empfängt die MIDI-Informationen.Informationen.

MIDI-OUT ist der MIDI-OUT ist der Datenausgang; er sendet Datenausgang; er sendet MIDI-Informationen.MIDI-Informationen.

MIDI-THRU ist ein MIDI-THRU ist ein Datendurchgang; er schleift Datendurchgang; er schleift die MIDI-Empfangsdaten, die MIDI-Empfangsdaten, die an MIDI-IN ankommen, die an MIDI-IN ankommen, durch, um sie an ein anderes durch, um sie an ein anderes MIDI-Instrument MIDI-Instrument weiterzuleiten.weiterzuleiten.

MIDIMIDI

Verbindungen:Verbindungen:

Masterkeyboard und Masterkeyboard und ComputerComputer

MIDIMIDI

MIDI-Files liefern MIDI-Files liefern eigentlich gar keinen eigentlich gar keinen Sound. Sie geben u.a. Sound. Sie geben u.a. nur an, welche Note zu nur an, welche Note zu spielen ist, bestimmt spielen ist, bestimmt Zeitpunkt, Dauer, Zeitpunkt, Dauer, Lautstärke der Note, und Lautstärke der Note, und erst die Soundkarte erst die Soundkarte macht die Noten zu macht die Noten zu Klängen, erst dadurch Klängen, erst dadurch werden sie hörbar.werden sie hörbar.

MIDIMIDI

Masterkeyboard und Masterkeyboard und

Computer und SoundmodulComputer und Soundmodul

MIDIMIDI

Die Übertragungsgeschwindigkeit von MIDI ist auf Die Übertragungsgeschwindigkeit von MIDI ist auf 31250 Bits pro Sekunde31250 Bits pro Sekunde festgelegt festgelegt

KlinkensteckerKlinkenstecker

Klinkenstecker dienen als Verbindung, die im Klinkenstecker dienen als Verbindung, die im Audiobereich oft verwendet wird. Sie sind meist Audiobereich oft verwendet wird. Sie sind meist Anschlüsse für analoge Audiosignale, um z.B. ein Anschlüsse für analoge Audiosignale, um z.B. ein Mikrofon ans Mischpult oder einen Kopfhörer an einen Mikrofon ans Mischpult oder einen Kopfhörer an einen

Computer oder tragbaren CD-Player anzuschließen.Computer oder tragbaren CD-Player anzuschließen.


Die Stecker unterscheiden sich: Die Stecker unterscheiden sich:

1.) durch den Durchmesser; 1.) durch den Durchmesser;

bei Mikrofon zum Mischpult ist es meistens die bei Mikrofon zum Mischpult ist es meistens die Verbindung mit Durchmesser 6,3 mm. Verbindung mit Durchmesser 6,3 mm.

Bspl: Handelsübliche Camcorder haben einen Bspl: Handelsübliche Camcorder haben einen Mikrofonanschlußstecker und Buchse mit Durchmesser Mikrofonanschlußstecker und Buchse mit Durchmesser

3,5 mm3,5 mm


2.) 2.) durch Mono und Stereo; durch Mono und Stereo;

Mono hat einen Isolierring zwischen Masse und Mono hat einen Isolierring zwischen Masse und Tonsignal, Stereo hat zwei Ringe zur Abschirmung von Tonsignal, Stereo hat zwei Ringe zur Abschirmung von

Masse, Linker Kanal, Rechter Kanal.Masse, Linker Kanal, Rechter Kanal.


Weitere Beispiele:Weitere Beispiele:

- für Klinkenstecker Durchmesser 6,3 mm: - für Klinkenstecker Durchmesser 6,3 mm: Kopfhörerausgang an StereoanlagenKopfhörerausgang an Stereoanlagen

- für Klinkenstecker Durchmesser 3,5 mm: - für Klinkenstecker Durchmesser 3,5 mm:

die Ton Ein- und Ausgänge am PC bei Soundkarten die Ton Ein- und Ausgänge am PC bei Soundkarten oder Audio- und Kopfhörerausgang am tragbaren CD-oder Audio- und Kopfhörerausgang am tragbaren CD-Spieler Spieler

IrDAIrDA

- Bedient sich des Lichts zur - Bedient sich des Lichts zur Übertragung von Daten auf Übertragung von Daten auf kurzer Distanzkurzer Distanz

- Standard der heutigen - Standard der heutigen drahtlosen Übertragungdrahtlosen Übertragung

- sehr verbreitet in den - sehr verbreitet in den veschiedensten elektr. veschiedensten elektr. Geräten (z.B. Handy, Geräten (z.B. Handy, Handheld, Laptop, usw.)Handheld, Laptop, usw.)

- optional für Desktop-PCs - optional für Desktop-PCs erhältlicherhältlich

IrDAIrDA - 1993: 30 Unternehmen gründen die - 1993: 30 Unternehmen gründen die

Infrared Data Association, kurz IrDA, Infrared Data Association, kurz IrDA, und entwerfen die SIR- Schnittstelle und entwerfen die SIR- Schnittstelle (Standard Infrared)(Standard Infrared)

- Erfolg eher mässig: max. - Erfolg eher mässig: max. Übertragungsrate nur 115,2kbit/sÜbertragungsrate nur 115,2kbit/s

- erst durch Handy-Boom gelingt der - erst durch Handy-Boom gelingt der Durchbruch und eine verbesserte FIR- Durchbruch und eine verbesserte FIR- (Fast Infrared) Schnittstelle mit (Fast Infrared) Schnittstelle mit 4MBit/s wird entwickelt4MBit/s wird entwickelt

- VFIR (Very Fast Infrared) mit - VFIR (Very Fast Infrared) mit 16MBit/s ist schon länger in 16MBit/s ist schon länger in Planung...?Planung...?

IrDAIrDA Technik:Technik: - einfache Hardware, - einfache Hardware,

kompliziertes Protokollkompliziertes Protokoll - Infrarotdiode (850-900nm) - Infrarotdiode (850-900nm)

mit kegelförmigem mit kegelförmigem Abstrahlwinkel von 30°Abstrahlwinkel von 30°

- Reichweite ca. 1m, - Reichweite ca. 1m, abhängig von abhängig von Lichtverhältnissen und Lichtverhältnissen und Umgebung (reflektierende Umgebung (reflektierende Objekte usw.)Objekte usw.)

- unempfindlich gegenüber - unempfindlich gegenüber elektromagnetischen elektromagnetischen StöreinflüssenStöreinflüssen

IrDAIrDA IrDA-Protokoll:IrDA-Protokoll: IrLMP & IrLAP:IrLMP & IrLAP: regeln Verbindungsaufbau regeln Verbindungsaufbau -alle 2sek. wird ein Lichtimpuls ausgesandt-alle 2sek. wird ein Lichtimpuls ausgesandt - dasjenige Gerät, das zuerst antwortet wird - dasjenige Gerät, das zuerst antwortet wird

zum Masterzum Master IAS:IAS: gibt Auskunft über Name, Typ und gibt Auskunft über Name, Typ und

FähigkeitFähigkeit TinyTP:TinyTP: ist für den eigentlichen ist für den eigentlichen

Datenaustausch zuständig inkl. Datenaustausch zuständig inkl. Fehlererkennung und KorrekturFehlererkennung und Korrektur

IrLAN:IrLAN: ermöglicht Zugang zu LANs, praktisch ermöglicht Zugang zu LANs, praktisch jedoch kaum eingesetztjedoch kaum eingesetzt

IrOBEX:IrOBEX: Objektorientiertes Datenprotokoll Objektorientiertes Datenprotokoll - Einsatz hauptsächlich bei Handys - Einsatz hauptsächlich bei Handys

(Visitenkarte, SMS per IrDA versenden)(Visitenkarte, SMS per IrDA versenden) IrCOMM:IrCOMM: emulierte Parallele bzw. Serielle emulierte Parallele bzw. Serielle

SchnittstelleSchnittstelle - z.B. Handymodem, Infrarotdrucker, usw.- z.B. Handymodem, Infrarotdrucker, usw.

BluetoothBluetooth

- kurzstrecken Funk-Standard

- 1998: Gründung der SIG (Special Interest Group) durch die namenhaften Hersteller Ericsson, Nokia, IBM, Intel und Toshiba

- mitlerweile weit über 1500 Hersteller

BluetoothBluetooth

-1Mbit/s 'schnelle' Funk--1Mbit/s 'schnelle' Funk-DatenübertragungDatenübertragung

- Reichweite ca. 10m- Reichweite ca. 10m - kein Sichtkontakt nötig (vgl. - kein Sichtkontakt nötig (vgl.

IrDA)IrDA) - geringe Ausmaße (siehe Bild)- geringe Ausmaße (siehe Bild) - geringe Stromaufnahme - geringe Stromaufnahme

300mA300mA - ISM- Funkfrequenz - ISM- Funkfrequenz

(Industrial-, Scientific- and (Industrial-, Scientific- and Medical- Band) bei 2,45GHz -> Medical- Band) bei 2,45GHz -> muss nicht lizensiert werdenmuss nicht lizensiert werden

BluetoothBluetooth

Das Bluetooth-Basisbandprotokoll:Das Bluetooth-Basisbandprotokoll: Das Protokoll dient der Leitungs- und Das Protokoll dient der Leitungs- und

Paketvermittlung und unterstützt 2 Paketvermittlung und unterstützt 2 Verbindungstypen:Verbindungstypen:

- SCO (Synchronous Connection Oriented) wird in erster - SCO (Synchronous Connection Oriented) wird in erster Linie für den Voice-Datenverkehr benutztLinie für den Voice-Datenverkehr benutzt

- ACL (Asynchronous Connectionless) dient der reinen - ACL (Asynchronous Connectionless) dient der reinen Datenübertragung und unterstützt sowohl synchronen Datenübertragung und unterstützt sowohl synchronen als auch asynchronen Datenverkehrals auch asynchronen Datenverkehr

Beide Verbindungstypen unterstützen die Duplex-Beide Verbindungstypen unterstützen die Duplex-Datenübertragung wobei mehrere Kanäle auf einer Datenübertragung wobei mehrere Kanäle auf einer Verbindung zur verfügung stehen.Verbindung zur verfügung stehen.

BluetoothBluetooth

Bluetooth-Netzwerke:Bluetooth-Netzwerke: Bluetooth unterstützt sowohl das Bluetooth unterstützt sowohl das Point-to-Point-Point-to-Point- als auch als auch

das das Point-to-Multipoint-Protokoll wobei bis zu 8 Geräte Point-to-Multipoint-Protokoll wobei bis zu 8 Geräte pro Netz und mehrere Netze Pro Gerät zulässig sind.pro Netz und mehrere Netze Pro Gerät zulässig sind.

Verbindungsaufbau:Verbindungsaufbau: - jedes Gerät befindet sich im Standby-Modus und - jedes Gerät befindet sich im Standby-Modus und

lauscht alle 1,28 s nach Nachrichtenlauscht alle 1,28 s nach Nachrichten - das Gerät von dem aus eine Verbindung aufgebaut - das Gerät von dem aus eine Verbindung aufgebaut

wird, wird automatisch zum Master, alle anderen Geräte wird, wird automatisch zum Master, alle anderen Geräte des Netzes automatisch zum Slavedes Netzes automatisch zum Slave

BluetoothBluetooth Thema Sicherheit:Thema Sicherheit:

Sicherheitsmechanismen auf Hardwarebene:Sicherheitsmechanismen auf Hardwarebene: - Beglaubigung:- Beglaubigung: Hierbei kann man festelegen ob eingehende, ausgehende oder Hierbei kann man festelegen ob eingehende, ausgehende oder

bidirektionale Verbindungen eine Beglaubigung/Authentifizierung bidirektionale Verbindungen eine Beglaubigung/Authentifizierung via Passwort benötigen.via Passwort benötigen.

- Paketverschlüsselung:- Paketverschlüsselung: Mit einem 64Bit-Schlüssel werden alle Datenpakete vor der Mit einem 64Bit-Schlüssel werden alle Datenpakete vor der

Übertragung codiert und auf der Gegenseite wieder decodiertÜbertragung codiert und auf der Gegenseite wieder decodiert

Sicherheitsmechanismen auf Softwareebene:Sicherheitsmechanismen auf Softwareebene: - Zusätzliche Protokolle und Applikationen machen es dem - Zusätzliche Protokolle und Applikationen machen es dem

Anwender möglich, die Übertragung zusätzlich zu sichernAnwender möglich, die Übertragung zusätzlich zu sichern

Bluetooth vs. IrDABluetooth vs. IrDA

Standard IrDA Bluetooth

Verbindungsart Point-to-Point

Datenübertragungsrate 1 Mbps

Übermittlungsdistanz 1 m Sichtkontakt 10 m ohne Sichtkontakt

Übertragungsumkreis 30-Grad-Winkel Omnidirektional

Anzahl unterstützte Geräte 2 8 pro Piconet

Sicherheitsfeatures auf Softwareebene Hardwareebene

Bidirektionalität Symmetrisch

Breit Auf dem Vormarsch

Point-to-Point, Point-to-Multipoint

4 Mbps, 16 Mbps in Zukunft

Symmetrisch und asymmetrisch

Hardware- und Softwareunterstützung

PCMCIAPCMCIA

Personal Computer Memory Card Personal Computer Memory Card International AssociationInternational Association

- Scheckkartengroße Schnittstelle die für - Scheckkartengroße Schnittstelle die für Laptops/Notebooks entwickelt wurdeLaptops/Notebooks entwickelt wurde

- 3 verschiedene Karten-Typen- 3 verschiedene Karten-Typen

Verwendung:Verwendung: - Massenspeicher-Erweiterung- Massenspeicher-Erweiterung - Modem/FAX- Modem/FAX - Netzwerkkarte- Netzwerkkarte - ISDN-Karte- ISDN-Karte - SCSI-Schnittstelle- SCSI-Schnittstelle - WLAN- WLAN

PCMCIAPCMCIA

PCMCIA-Typ I II III

Bauhöhe 3,3 mm 5 mm 10,5 mm

Anschluß 68polig 68polig 68poligAnwendung Massenspeicher SRAM

EEProm Speicherkarten

Schnittstellen Netzwerkadapter Fax-Karten

Schnittstellen

DIN (PC/AT) -PS/2 (Mini-DIN)-Serielle -Parallele -

5 poliger DIN-Stecker alter Standard für Tastaturstecker und

in der HiFi Technik seit Einführung des ATX Boards durch

PS/2 als Computer-Standard ersetzt

DIN (PC/AT)

PS/2 Schnittstelle

6 pol. Mini-DIN Stecker seit Einführung des ATX Boards StandardTastatur und Maus Port

Belegung DIN und Mini-DINDie elektrischen Signale

entsprechen dem TTL-Pegel

Als Versorgungsspg. stehen an diesem Stecker

5V zur Verfügung.

TransistorTransistorLogik - Pegel(TTL-Logik)

VIL (= voltage input low) <= 0.8 VVIL (= voltage input low) <= 0.8 VVIH (= voltage input high) >= 2.0 VVIL (= voltage input low) <= 0.8 VVIH (= voltage input high) >= 2.0 VVOL (= voltage output low) <= 0.4 V

VIL (= voltage input low) <= 0.8 VVIH (= voltage input high) >= 2.0 VVOL (= voltage output low) <= 0.4 V VOH (= voltage output high) >= 2.4 V

eine Spg. <= 0.8 V wird beim Einlesen als logische "0" interpretierteine Spg. >= 2.0 V wird beim Einlesen als logische "1" interpretierteine Spg. >= 2.0 V wird beim Einlesen als logische "1" interpretiert

eine logische 0 wird mit einer Spg. <= 0.4 V ausgegebeneine logische 0 wird mit einer Spg. <= 0.4 V ausgegeben

eine logische 1 wird mit einer Spg. >= 2.4 V ausgegebeneine logische 1 wird mit einer Spg. >= 2.4 V ausgegeben

Liegen die Spannungen beim Einlesen zwischen 0.8 und 2.0 V so wird das Signal zufällig als 1 oder 0 interpretiert

(unzulässiger Bereich)

VIL (= voltage input low) <= 0.8 VVIH (= voltage input high) >= 2.0 VVOL (= voltage output low) <= 0.4 V VOH (= voltage output high) >= 2.4 V

Serielle Schnittstelle

Ursprung Verbindung zwischen einem Hauptrechner und

angeschlossenen Terminals

WeiterentwicklungKommunikation zwischen Computern und Datenübertragungsgeräten (z.B. Modems,

Akustikkoppler und Docking Stations) sowie Anschluss-Port für die Maus

Nachteil Sehr geringe Datendurchsatzrate

Deshalb nicht mehr für moderne, schnelle Geräte geeignet.

Wird wohl in den nächsten Jahren komplett durch modernere Schnittstellen ersetzt

Funktion

Daten werden hintereinander (in Serie) gesendetEin Sende- und ein EmpfangskanalTakt-, Steuer-, Status und Masseleitungen

Unterscheidet sich von den üblichen Signalpegeln

0 > +3V

alle Signale zwischen -3 und +3V sind undefiniert

1 < -3V

Maximaler Spg. Bereich -15V bis +15 V

Also ein Spg. Bereich von 30 V

Somit große Strecken möglich

Parallele Schnittstelle

Bei der Datenübertragung über eine parallele Schnittstelle werden mehrere Bits gleichzeitig übertragen.

Der Einsatzbereich ist ebenfalls das Verbinden von verschiedenen Computern (Nullmodem) Und der Anschluss von Peripheriegeräten (Drucker,Scanner,Plotter)

Vorteil Schnellere Übertragung Schnellere Übertragung

Nachteil Dickere Kabel, Gefahr der gegenseitigen Störungen der Dickere Kabel, Gefahr der gegenseitigen Störungen der

einzelnen Adern einzelnen Adern

ZusammenfassungSerielle und Parallele Übertragung

BetriebsmodisBetriebsmodis

Nibble ModeCompatible ModeEPP ModeECP Mode

Nibble Mode

alter Standartmodus für die bidirektionale Verbindung

4 Datenleitungen in beide Richtungen

Compatible Mode

Der alte unidirektionale ModeAndere Bezeichnung:

Standard Parallel Port (SPP)

EPP Mode

Extended Parallel Port Extended Parallel Port verbesserte parallele Schnittstelleverbesserte parallele Schnittstelle

1992 erstmals eingesetzt1992 erstmals eingesetzt damit die Möglichkeit zum damit die Möglichkeit zum

vollständigen Bidirektionalen Betriebvollständigen Bidirektionalen Betrieb

ECP Mode

Enhanced Capabilities PortEnhanced Capabilities Port Entwickelt von MS und HPEntwickelt von MS und HP Ähnliche Eigenschaften wie der Ähnliche Eigenschaften wie der

EPP-ModeEPP-Mode Unterstützt eine einfache Unterstützt eine einfache

DatenkompriemierungDatenkompriemierung

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Schnittstellen