Serielle Schnittstellen

Wie der Name schon sagt, erfolgt hier die Datenübertragung in Serie, also der Reihe nach: Bit für Bit und Byte für Byte. Diese Übertragungsart ist langsamer als eine parallele Übertragung, erlaubt aber preisgünstige Verbindungskabel und ermöglicht den Einsatz von Überprüfungssoftware für die übertragenen Datenbits. Daher sind serielle Schnittstellen für die Überbrückung längerer Distanzen prädestiniert.

Auflistung der seriellen Schnittstellen

Wie bereits erwähnt gibt es für die meisten seriellen Schnittstellen mehrere Normen. Wir verwenden jedoch immer nur die “übliche”, d.h. die am verbreitetste bzw. am meisten benutzte Norm. Auch nicht unerwähnt soll bleiben, dass die Liste lange nicht komplett ist.

RS-232

Mittels RS-232 kann man nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisieren. In der Regel sind mindestens 4 Handshake-Leitungen notwendig. Erfolgt das Handshaking per Software (XON/XOFF-Protokoll) werden nur 3 Leitungen benötigt. Letztere Verschaltung wird von uns benutzt um ältere Terminals mit Hostcomputern zu verbinden, allerdings entspricht es nicht der RS-232-Spezifikation.

RS-422

Mittels RS-422 kann man ebenfalls nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisieren. In der Regel sind mindestens 4 Handshake-Leitungen notwendig. Erfolgt das Handshaking per Software (XON/XOFF-Protokoll) werden nur 4 Leitungen benötigt. Letztere Verschaltung wird von uns am häufigsten benutzt um Maschinensteuerungen mit Servern oder Hostcomputern zu verbinden.

RS-423

Mittels RS-423 kann man ebenfalls nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisieren. Diese Schnittstelle ist ein Zwitter von RS-232 und RS-422. In der Regel sind mindestens 2 Handshake-Leitungen notwendig. Erfolgt das Handshaking per Software (XON/XOFF-Protokoll) werden nur 4 Leitungen benötigt. Letztere Verschaltung wird von uns am häufigsten benutzt um Terminals mit Hostcomputern zu verbinden. Der Vorteil von RS-423 ist, dass man sowohl Verbindungen mit anderen RS-423 als auch mit RS-422 und RS-232-Geräten herstellen kann.

RS-485

Die RS-485 Schnittstelle stellt eine Busschnittstelle dar und wird meist als 2-Drahtleitung verlegt. In diesem Fall ist die Verbindung halbduplex. Mit 4 Leitungen kann man die Verbindung Vollduplex betreiben. Vollduplexkabel gibt es mit und ohne Hardware-Handshaking-Leitungen.

Features	Pinbelegung
Halbduplex	Anhang E1
Vollduplex ohne Handshake	Anhang E2
Vollduplex mit Handshake	Anhang E3

RS-170

RS-170 ist keine digitale sondern eine analoge Schnittstelle und wird als Verbindung zwischen analogen Kameras und Framegrabbber eingesetzt. Streng genommen dürfte Sie in dieser Liste nicht vorkommen. Da sie bei uns aber immer noch häufig eingesetzt wird, haben wir diese der Vollständigkeit mit aufgeführt, vor allem um Verwechslungen mit anderen RS-Schnittstellen vorzubeugen.

Current Loop (20 mA) bzw. TTY

Diese Schnittstelle wird von einem eingeprägten Strom von 20 mA versorgt. Fließt ein Strom von mindestens 15 mA so entspricht diese dem logischen Pegel 1, fließt weniger als 5 mA entspricht dies dem logischen Pegel 0. Der Bereich von 5 – 15 mA gilt als undefiniert.

USB

USB ist die Abkürzung für Universal Serial BUS und soll mit dem Steckerwirrwarr der unterschiedlichen Peripheriegeräte Schluss machen. USB-Geräte darf man auch vom Bus trennen während der Computer in Betrieb ist. Es gibt nur einen Steckertyp B für alle Peripheriegeräte. Am Computer bzw. Hubs gibt es nur den Steckertyp A. Die Daten werden über ein bidirektionales Kabelpaar geführt, welche differentiell übertragen werden. Hinzu kommt eine Masseleitung sowie +5 V Versorgungsspannung. Es können maximal 127 Geräte am Bus betrieben werden.

USB 1.1 kann Daten mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 12 Mbit/s übertragen.
USB 2.0 erreicht Datenübertragungsraten bis zu 480 Mbit/s und ist abwärtskompatibel zu USB 1.1.

IEEE-1394

FireWire^® wurde von Apple Computer entwickelt. Bis dato kann FireWire^® Daten mit bis zu 400 Mbit/s übertragen, später sollen noch höhere Übertragungskapazitäten möglich sein (Firewire 800).

Fibre Channel

Fibre-Channel erlaubt eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung von 100 Mb/s bis zu mehreren Gbit/s. Alle Stationen müssen über einen zentralen Switch verbunden sein. Hauptanwendung ist ein zuverlässiger simultaner Datenverkehr zwischen Großrechnern, Servern und Speichersystemen.

Die Bezeichnung “Fibre Channel” verleitet zu der Vermutung, daß die Datenübertragung über Glasfaser erfolgt. Dies ist falsch, denn auch Kupferkabel sind möglich. Die Fibre-Channel-Technologie arbeitet in einem Entfernungsbereich bis zu 10 km sowohl im Kupfer- als auch im Glasfaser-Bereich. Die oben genannten Durchsätze können sowohl mit Glasfaser als auch mit Kupferkabel erreicht werden. Kupferkabel können sein Videokabel aber auch Twisted Pair, letztere werden über HSSDC- oder DB9-Stecker verbunden. Als Glasfaser kommen 62.5mm 50mm Multi- und Single-Mode Kabel zu Einsatz. In der Regel werden ST-Verbinder verwendet. Die Fibre-Channel-Technologie arbeitet in einem Entfernungsbereich bis zu 10 km sowohl im Kupfer- als auch im Glasfaser-Bereich.

Fibre Channel ist eine Datenmapping-Technologie (HIPPI). HIPPI ist eine 100 MB/s Technologie, deren Durchsatz mit festen Multiplikatoren gesteigert werden kann. Man spricht von 8B/10B Encoding und kommt, abzüglich des Overheads auf eine Übertragungsrate von 1063 Mb/s. Dies wird als “Full Speed” angesehen, es gibt aber auch 1/8, ¼, ½, 2, 4 und 8-fach Speed.

Speed (MB/s)	Speed (Mb/s)	Name
12.5	133	eighth speed
25	266	quarter speed
50	531	half speed
100	1,063	full speed
200	2,126	double speed
400	4,252	quadruple speed

Die Spezifikation von Fibre Channel erfolgt von der FCIA einer internationalen Organisation von Herstellern, Entwicklern und Systemintegratoren.

SATA

Schnittstellen für Massenspeicher waren bisher immer in paralleler Ausführung. Mit zunehmender Übertragungsgeschwindigkeit ergaben sich technische Schwierigkeiten, die für die Übertragungsrate eine obere Grenze setzt. So bleibt auch die ATA (EIDE)-Schnittstelle nicht davon verschont, das sie auf den seriellen Betrieb umgestellt wird. Im Jahr 2001 wurde die erste Version von Serial ATA vorgestellt. Anfang 2003 waren bereits die ersten Controller und Festplatten erhältlich. SATA wird eine echte Konkurrenz zu Fibre Channel und FireWire für die Vernetzung von Diskarrays werden. In der ersten Generation bietet Serial ATA mit 150 MByte/s genug Bandbreite für aktuelle Festplatten. Wenn der Bedarf der Festplatten steigt, dann will man in der zweiten Generation die Datenrate auf 300 MByte/s erhöhen. Mit der dritten Generation verdoppelt sich die Datenrate nochmals auf 600 MByte/s. Im Gegensatz zu FireWire ist diese Schnittstelle ausschließlich für Festplattenanschlüsse konzipiert. Serial ATA verwendet bis zu vier Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Das heißt, jedes Laufwerk bekommt seinen eigenen Kanal, das es nicht mit einem anderen Gerät teilen muß. Somit entfällt der Konfigurations- und Installationsaufwand auf den reinen Einbau der Laufwerke und das Anschließen der Kabel. Nicht-Serial-ATA-Geräte lassen sich über Adapter an den SATA-Host anschließen. Die Port-Multiplier-Technik von Serial ATA Version 2 ermöglicht den Einsatz mehrerer Geräte an einem Kanal.

DVI

Die DVI-Schnittstelle wurde unter der Federführung von Intel und der Digital Display Working Group veröffentlicht kurz nachdem die VESA den DFP als Standard definiert hatte. Der DVI-Stecker verzichtet wie der DFP auf USB und Firewire-Verbindungen, hat aber zusätzlich auch analoge Signalleitungen aufgelegt.

DVI-Schnittstelle nach DDWG

Pin	Color	Name/Description
1		TMDS Data 2 +
2		TMDS Data 2 +
3		TMDS Data 2 Shield
4		TMDS Data 4 -
5		TMDS Data 4 +
6		DDC Clock (SCL)
7		DDC Clock (SDA)
8		Vertical Sync
9		TMDS Data 1 -
10		TMDS Data 1 +
11		TMDS Data 1 Shield
12		TMDS Data 3 -
13		TMDS Data 3 +
14		+ 5V
15		DDC & Sync Gnd.
16		Hot Plug detect
17		TMDS Data 0 -
18		TMDS Data 0 +
19		TMDS Data 0 Shield
20		TMDS Data 5 -
21		TMDS Data 5 +
22		TMDS Clock Shield
23		TMDS Clock +
24		TMDS Clock -

Auf dem Zusatzverbinder liegen die analogen Pegel

Pin	Color	Name/Description
C1		Red
C2		Green
C3		Blue
C4		Horiz./Composite Sync
C5		Gnd

Multi Media Card

Die Multimedia Card ist ein Flashspeicher mit integriertem Controller. Die Daten werden bidirektional übertragen.

Einsatz der seriellen Schnittstellen

Theoretisch lassen sich serielle Schnittstellen universell einsetzen. Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit sind die Einsatzbereiche jedoch beschränkt. Andere Hersteller können durchaus auch andere Einsatzbereiche gefunden haben. Schließlich bestimmen die Marktführer was sich durchsetzt und was nicht und das muss auch nicht immer die beste technische Lösung sein. Wir wollen daher nicht darüber diskutieren sondern versuchen einfach damit zu leben.

Terminal- und Modemschnittstelle

Für VT-100 kompatible Terminals und Modems ist die RS-232 nach wie vor Pflicht. Ältere Termianls verfügen oft auch über eine CL-Schnittstelle, welche Leitungslängen bis 300 m zulässt.

Anbindung von Maschinensteuerungen

Obwohl heutzutage viele Maschinensteuerungen mit IPC ausgestattet und daher PC-kompatibel sind, ist das kleinste gemeinsame Vielfache der Schnittstellen immer noch die serielle Schnittstelle RS-232. Es empfiehlt sich jedoch für Kabel über 5 m Länge die Pegel auf RS-422 oder CL zu wandeln. Mittlerweile weitverbreitet ist der Profibus eine Entwicklung von Siemens als schneller Prozessbus.

Netzwerkverbindungen

Man unterscheidet zwischen LAN (Local Area Network) und WAN (Wide Area Network). Im LAN können je nach Kabeltyp Distanzen zwischen zwei Knoten von 100 bis 500 m überbrückt werden. Hubs und Switsches dürfen maximal 2-fach kaskadiert werden somit bestimmt auch die Topologie die Ausbreitung des Netzwerks.

Pear to Pear Vernetzung

Während Backbone-Ethernet mehrere Abgriffe pro Kabel erlaubt, können faseroptische und RS-422-Verbindungen nur Pear-to-Pear verkabelt werden.

Rechnerkopplung und Massenspeicher

Neben der einfachen Vernetzung über RS-422 kommen leistungsfähige Rechnerkopplungen nur mittel Fibre Channel in Betracht. Vor allem die Anbindung von Massenspeicherarrays über größere Entfernungen wird mittels Fibre Channel vorgenommen.

Kamara-Interfaces

Um analoge Kameras preisgünstig mit einem Framegrabber zu verbinden ist YC oder RS-170 immer noch die beste Wahl. Moderne Kameras mit digitalen Anschluss haben einen USB oder Fire-Wire-Anschluss.

UPS-Überwachung

UPS steht für Uninterruptible Power Supply. Um zu vermeiden, dass der PC bei Entladung der Batterie doch noch unkontrolliert abstürzt, ist es notwendig ständig den Ladezustand zu überprüfen. Dazu wird ein RS-232-Verbindung zwischen PC und UPS hergestellt (siehe Anhang G). Geht die Batterie zu Neige wird der Rechner gezielt herunter gefahren.

Parallele Schnittstellen

Wie der Name schon sagt, erfolgt hier die Datenübertragung parallel, also Byte für Byte oder Wort für Wort, übertragen. Diese Übertragungsart ist schneller als eine serielle Übertragung aber aufwendiger bei der Verkabelung. Daher sind parallele Schnittstellen für die Massendatenübertragung prädestiniert.

Nur die wenigsten parallelen Schnittstellen sind Normen der IEC bzw. DIN. Viele Spezifikationen stammen von Hersteller von IT-Geräten. Man kann jedoch davon ausgehen, dass diese Spezifikationen mit der Zeit Eingang in die IEC- bzw. DIN-Normen finden werden.

Auflistung der parallelen Schnittstellen

Wie bereits erwähnt gibt es für die meisten parallelen Schnittstellen nur Hausnormen von Lieferanten bzw. Deren Interessengruppen. Wir verwenden daher die aktuellste ausgetestete Version. Unter Umständen gibt es jedoch neuere Spezifikationen. Auch nicht unerwähnt soll bleiben, dass diese Liste nicht komplett ist.

IEEE-1284 (Centronics)

Wie bereits der Name vermuten lässt, wurde diese Schnittstelle ursprünglich von Centronics entwickelt. Die Centronics-Schnittstelle wird bei älteren Druckern verwendet. Neben 7 Datenleitungen und der Clock-Leitung gibt es noch 3 Statusleitungen. Die PC-Druckerschnittstelle ist ähnlich aufgebaut hat aber 8 statt 7 Datenleitungen.

IEEE-488 (HPIB)

Die IEEE-488 Bus-Schnittstelle (auch HPIB genannt) wurde von Hewlett Packard Ende der 90er Jahre definiert. Ein Master kann mit bis zu 15 programmierbaren Messgeräten mit bis zu 1 Mbit/s verbunden werden (Talker und Listener).

Camera Link

Camera-Link ist eine 24 Bit breite Parallelschnittstelle mit Handshake-Leitungen. Es werden gleichzeitig die RGB bzw. YUV Werte wortweise übertragen. Camera-Link konkurriert derzeit noch mit FireWire^® wird aber langfristig wohl unterliegen.

IDE

IDE bedeutet Integrated Device Electronics und wird vorrangig als Interface für Festplatten-Laufwerken eingesetzt. Anstelle der Bezeichnung wird häufig auch der Begriff ATA (Advanced Technology Attachment) benützt. Es gibt außer den Daten- und einigen Statusleitungen noch 2 Device-Select-Leitungen, daher können an einem Kabel nur 2 Geräte (Master/Slave) angeschlossen werden.

EIDE

EIDE bedeutet Enhenced Integrated Device Electronics und wird vorrangig als Interface für Festplatten und CD-ROM-Laufwerken eingesetzt. Anstelle der Bezeichnung EIDE wird auch der Begriff ATAPI (ATA Packet Interface) verwendet. Die EIDE-Schnittstelle ist eine Weiterentwicklung des IDE-Standards. Die EIDE-Schnittstelle wird daher manchmal auch als ATA-Schnittstelle (ATA steht für Advanced Technology (AT) Attachment) bezeichnet. Allerdings ist IDE und ATA nicht dasselbe. IDE definiert den Anschluß der Laufwerke, wie Pinbelegung, Stecker, Kabel und elektrische Signale. ATA definiert das Protokoll, mit dem die Daten über die Leitungen (IDE) transportiert werden.

EIDE unterstützt bis zu 4 Laufwerke und ermöglicht den Anschluß von Festplatten, CD-ROM, CD-Brenner, DVD, Streamer und andere Wechselspeicherträger (ATAPI). Im Laufe der Zeit, seit es EIDE/ATA gibt, haben sich die Festplatten-Hersteller auf verschiedene Betriebsarten geeinigt. Dadurch wurde es möglich ältere Festplatten parallel zu neueren zu betreiben. Das hatte jedoch den Nachteil, daß die schnellere Festplatte sich der langsameren in ihrer Geschwindigkeit anpassen musste. Für den den Datentransfer gibt es zwei Protokolle. Den älteren PIO-Modus (Programmed Input/Output) und den neueren UDMA-Modus (Ultra Direct Memory Access). Beim PIO-Modus ist der Prozessor für jeden Lese- und Schreibvorgang verantwortlich. Der UDMA-Modus kann über den DMA-Controller direkt auf den Arbeitsspeicher zugreifen. So kann der Prozessor sich um andere Aufgaben kümmern. Das gesamte System läuft schneller.

SCSI

SCSI bedeutet Small Computer System Interface und wurde als einfache Universalschnittstelle, vorallem zum Anschluß für Massenspeichergeräte entwickelt. Gelegentlich hört man auch die Begriffe SCSI-1, SCSI-2 und Fast-SCSI. Alle Begriffe stellen die gleiche Schnittstelle (8 Bit bei 5 MHz Bustakt) dar, SCSI-2 besitzt jedoch einen erweiterten Befehlssatz. Fast-SCSI weist einen verdoppelten Bustakt (10 MHz) auf. Fast-SCSI und SCSI-2 ist nach unten hin (SCSI-1) kompatibel.

Ultra SCSI

Ultra SCSI weist gegenüber Fast-SCSI einen nochmals verdoppelten Bustakt (20 MHz) auf und ist ebenfalls nach unten kompatibel.

Wide SCSI

Wide SCSI besitzt gegenüber SCSI einen doppelt breiten Datenbus (16-Bit) auf und hat ebenfalls den doppelten Datendurchsatz wie SCSI-2. Als Fast-Wide-SCSI wird der Durchsatz nochmals verdoppelt und – logischerweise- gibt es auch Ultra-Wide-SCSI mit 40 Mbyte/s.

Ultra-2-SCSI2

Ultra-2-SCSI weist im Untzerschied zu den obigen Systemen differentielle Bustreiber auf. Dadruch lässt sich der Busdurchsatz ebenfalls auf bis zu 40 Mbyte/s erhöhen. Diese Schnittstele ist in der Regel nicht nach unter kompatibel. Per Jumper können manche Laufwerke an die normale SCSI-Schnittstelle angepasst werden, es wird dann aber nicht der volle Datendurchsatz erreicht.

Ultra-160-SCSI

Diese Schnittstelle erlaubt eine weitere Steigerung des Datendurchsatz bis 160 Mbyte/s. Erreicht wird dies vor allem durch intelligentere Controller mit einem erweiterten Befehlsatz. Der Controller erkennt auch einfachere Konzepte und passt sich automatisch der Schnittstelle an.

Ultra-320-SCSI

Diese Schnittstelle verdoppelt gegenüber der Ultra-160-SCSI nochmals den Datendurchsatz auf 320 Mbyte/s. In der Regel funktionieren Ultra-160 Kabel nicht, manchmal können jedoch selektierte Kabel und Steckverbindungen verwendet werden. Mit ziemlicher Sicherheit wird dies die höchste und letzte Leistungsstufe con SCSI sein, da aufgrund von Synchronisationsproblemen die Performance nicht mehr gesteigert werden kann.

DOM

DOM bedeutet Disk on Module und stellt eine IDE-Emulation mittels Flashspeicher dar. Die Schnittstelle ist daher identisch mit der 40-poligen IDE-Schnittstelle. 4 weitere Pin sind für die Stromversorgung vorgesehen.

DOC

DOM bedeutet Disk on Chip und stellt eine IDE-Emulation mittels Flashspeicher. Die Schnittstelle entspricht der eines 32-poligen DIL-Flash-RAM.

PCMCIA

PCMCIA bedeutet Personal Computer Memory Card International Association. Mit Hilfe der PMCIA-Schnittstelle können unterschiedliche Geräte an den PC angeschlossen werden. PMCIA-Karten emulieren oder verbinden verschiedene Geräte wie Plattenlaufwerke, Netzwerkinterfaces oder Modems mit dem PC. Die Verbindung zum Systembus erfolgt mittels gepufferter Treiberbausteine und ermöglicht relativ hohe Datenübertragsraten.

Einsatz der parallelen Schnittstellen

Theoretisch lassen sich serielle Schnittstellen sehr universell einsetzen. Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit sind die Einsatzbereiche jedoch beschränkt. Andere Hersteller können durchaus auch andere Einsatzbereiche gefunden haben. Schließlich bestimmen die Marktführer was sich am Markt durchsetzt und was nicht und das muss nicht immer die beste Lösung sein. Wir wollen daher nicht darüber diskutieren sondern versuchen damit zu leben.

Anschluß von Festplatten und Festplattenemulationen

Dies ist das Haupteinsatzgebiet der parallelen Schnittstellen auf Basis ATA und SCSI. Fibre Channel und IEEE-1394b machen diesen jedoch mehr und mehr dieses Gebiet streitig. SCSI-Geräte haben immer einen eigenen Prozessor und belasten daher weniger die CPU als z.B. ATA-Geräte. Bei Softwareproblemen bzw. Systemabstürzen sind die Daten von SCSI-Laufwerken ebenfalls besser geschützt. Im Gegensatz zu ATA-Platten vertragen die Flashspeicher nicht wenn das Kabel bzw. der Chip seitenverkehrt eingesteckt wird.

Anmerkung: Unabhängig vom Typ und Leistungsfähigkeit von Massenspeichern, muß stets die physikalische Schnittstelle analysiert werden. Falsche Signalpegel oder Abschlusswiderstände können sowohl das Laufwerk als auch den Controller beschädigen.

Druckerschnittstelle

Lange Zeit war das Centronics-Interface die Paradeschnittstelle für Drucker. Auch der Parallelport am PC stellt eine nur leicht veränderte Centronics-Schnittstelle dar. Centronics verliert aber zugunsten von USB langsam an Bedeutung für die PC-Welt.

Scannerinterface

Zum Anschluss der Scanner an PC waren lange Zeit die bidirektionale Parallelschnittstele und SCSI vorrangig. Die preisgünstigere USB-Schnittstelle verdrängt jedoch langsam diese Art der Ankopplung.

Chip Speicher

Es gibt eine große Anzahl Halbleiterspeicher mit unterschiedlicher Architektur. Man unterscheidet zwischen Halbleiterspeichern mit und ohne Controller.

Kamera-Schnittstelle

Camera-Link ist derzeit noch mit FireWire^® konkurrenzfähig wird aber langfristig wohl unterliegen.

Leistungsvergleich der Schnittstellen

Pinbelegung der Schnittstellen

Cannon-Steckverbinder

DB-25

Der DB-25 Verbinder wird für viele Verbindungsarten eingesetzt. Die wichtigste ist sicherlich das serielle Verbindungskabel nach RS-232. Die RS-232 Schnittstelle kommt als DTE und als DCE-Schnittstelle zum Einsatz.

Vorsicht: Nicht immer sind diese korrekt mit Buchse bzw. Stecker gekennzeichnet. Am PC gibt es sogar einen DB-25 Buchse, welche keine serielle sondern eine parallele Schnittstelle ist. Es gibt sogar DB-25-Stecker, welche als SCSI-Schnittstelle mißbraucht werden.

Wir wollen uns an dieser Stelle jedoch nur mit der seriellen Schnittstelle auseinandersetzen.

DB-25 männlich

DB-25 weiblich

RS-232 Modemkabel

DB-25	DB-9	Signal Direction	Signal Name
1		x	Protective Ground
2	3	DTE-to-DCE	Transmitted Data
3	2	DCE-to-DTE	Received Data
4	7	DTE-to-DCE	Request To Send
5	8	DCE-to-DTE	Clear To Send
6	6	DCE-to-DTE	Data Set Ready
7	5	x	Signal Ground
8	1	DCE-to-DTE	Received Line Signal Detector (Carrier Detect)
20	4	DTE-to-DCE	Data Terminal Ready
22	9	DCE-to-DTE	Ring Indicator

RS-232 Nullmodem-Kabel

Signal Name	DB-25 Pin	DB-9 Pin		DB-9 Pin	DB-25 Pin
FG (Frame Ground)	1	-	X	-	1	FG
TD (Transmit Data)	2	3	-	2	3	RD
RD (Receive Data)	3	2	-	3	2	TD
RTS (Request To Send)	4	7	-	8	5	CTS
CTS (Clear To Send)	5	8	-	7	4	RTS
SG (Signal Ground)	7	5	-	5	7	SG
DSR (Data Set Ready)	6	6	-	4	20	DTR
CD (Carrier Detect)	8	1	-	4	20	DTR
DTR (Data Terminal Ready)	20	4	-	6	6	DSR
DTR (Data Terminal Ready)	20	4	-	1	8	CD

TTY

Die DB-25 TTY-Schnittstelle (auch Teletyp-Schnittstelle) wurde früher für Telex-Anlagen eingesetzt. Auch älteren Terminals weisen vielfach diese Schnittstelle auf. Die Pin-Belegung ist nicht genormt, die folgende Belegung ist jedoch verbreitet:

Pin-Belegung nach CITOH

Pin	Belegung
1	Schirm
9	RC+
10	RC-
24	TX+
25	TX-

DB-15

Der DB-15 Verbinder wird – wie der DB-25 Verbinder – ebenfalls für viele Verbindungsarten eingesetzt. Die wichtigste ist sicherlich das AUI-Kabel. Es werden aber auch RS-232 und RS-422 Schnittstellen mit diesem Verbinder eingesetzt. Ein “unbekanntes” Kabel muß daher vor dem Einsatz immer erst durchgemessen werden.

AUI-Kabel

Das Attachment Unit Interface. Nur zu finden auf älteren PC-Netzwerkkarten (NE1000, NE-2000, etc.). An das AUI wird ein Tranceiver aufgesteckt dessen Ausgang 10Base5 (Coax), 10BaseT (STP bzw UTP) oder auch FOIRL sein kann.

Belegung des AUI-Steckers

Pin	Name	Beschreibung
1	CD Shield	Collision Detect (Shield)
2	CD+	Collision Detect A
3	TX+	Transmit Data A
4	RX Shield	Receive Data (Shield)
5	RX +	Receive Data A
6	Ground	12V-Ground
7	CO+	Controll Out A
8	CO Shield	Control Out (Shield)
9	CD-	Collision Detect B
10	TX-	Transmit Data B
11	TX Shield	Transmit Data (Shield)
12	RX-	Receive Data B
13	+12 V	+12Volt
14	12 V Return	12V-Shield
15	CO-	Control Out B

RS-422 (SPS Heidenhain)

Belegung der Heidenhain-RS-422 Schnittstelle

Pin	Name	Farbe
1	Schirm	-
2	RX+	Blau
3	CTS+	Grau
4	TX+	Weiss
5	RTS	Grün
6	DSR	Weiss/Grün
7	DTR	Grau/Rosa
8	Gnd	Schwarz
9	RX-	Rot
10	CTS-	Rosa
11	TX-	Braun
12	RTS-	Gelb
13	DSR	Braun/Grün
14	DTR	Rot/Blau
15	NC	-

HD-DB-15

RGB (analog)

Die HD-DB-15 Verbindung am PC ist keine digitale Schnittstelle sondern weist analoge Signalpegel auf. Die Durchnummerierung wird von der Steckerseite her gezeigt.

HD-DB-15 (weiblich)

HD-DB-15 (männlich)

Belegung des VGA-Monitor-Verbindung

Pin	Name	Direction	Description
1	RED	PC-to-monitor	Red Video (75 ohm, 0.7 V p-p)
2	GREEN	PC-to-monitor	Green Video (75 ohm, 0.7 V p-p)
3	BLUE	PC-to-monitor	Blue Video (75 ohm, 0.7 V p-p)
4	ID2	Monitor-to-PC	Monitor ID Bit 2
5	GND	N/A	Ground
6	RGND	N/A	Red Ground
7	GGND	N/A	Green Ground
8	BGND	N/A	Blue Ground
9	KEY	N/A	Key (No pin)
10	SGND	N/A	Sync Ground
11	ID0	Monitor-to-PC	Monitor ID Bit 0
12	ID1 or SDA	Monitor-to-PC	Monitor ID Bit 1
13	HSYNC or CSYNC	PC-to-monitor	Horizontal Sync (or Composite Sync)
14	VSYNC	PC-to-monitor	Vertical Sync
15	ID3 or SCL	Monitor-to-PC	Monitor ID Bit 3

DB-9

Der DB-9 Verbinder wird für viele Verbindungsarten eingesetzt. Die wichtigste ist sicherlich die serielle Schnittstelle am PC, welche aber – speziell bei POS-Rechnern - sowohl als RS-232, RS-422 oder RS-485 Schnittstelle konfiguriert sein kann. Die RS-232 wurde bereits im vorherigen Punkt erklärt, daher soll diese hier nicht nochmals beschrieben werden.

DB-9 Male

DB-9 Female

Am Profibus wird der 9-polige Sub-D-Stecker als HMS-Stecker bezeichnet. Die Stecker sind speziell für den Einsatz in Profibus Systemen mit RS-485 Übertragung und Datenraten bis zu 12 MBit/s konzipiert. Das kommende und das weiterführende Profibus Kabel wird an vier farblich gekennzeichneten Klemmen angeschlossen. Die Schnellanschlussstecker sind für den einfachen und komfortablen Anschluss unter Feldbedingungen konzipiert. Das vollständig metallisierte Steckergehäuse hat sehr gute Schirmwirkung und gewährleistet auch bei maximaler Übertragungsrate höchste Störsicherheit. Die hochwertig vergoldeten Kontakte gewährleisten viele Steckzyklen bei konstant niedrigen Übergangswiderständen. Die Stecker sind sowohl für Profibus Fast Connect Kabel mit massivem Kupferleiter, als auch mit flexiblem Kupferleiter einsetzbar. Es stehen zwei Ausführungen zur Verfügung:

Standardausführung mit einem 9-poligen D-Sub Anschlussstecker

Ausführung mit zusätzlichem PG-Anschluss

Pin	Belegung
3	A
5	Gnd-Ext
6	+5V-Ext
8	B

RS-422

Bei der RS-422-Steckverbindung gibt es keine einheitliche Belegung. SEPA orientiert sich an der Belegung des RS-422/485 PC-Interfaces von Wiesemann & Theis (Wuppertal). Prinzipiell wäre auch eine Verdrahtung mit Handshake-Leitungen möglich. Wir wollen jedoch darauf verzichten um die Verkabelung zu vereinfachen.

RS-422 Vollduplex ohne Handshake

Pin	Belegung
1	TD+
6	TD-
2	RD+
7	RD-

Ein RS-422 Verbindungskabel besitzt auf beiden Seiten Buchsen. Die Adernpaare müssen daher wie bei einem Nullmodemkabel gedreht werden:

RS-485

RS-485 Halduplex ohne Handshake

Pin	Belegung
1,2	A
6,7	B

Pin 1,2 und 6,7 müssen im Stecker gebrückt werden

Fibre Channel

Der DB9-Stecker wird in der Regel nur als interner Gerätestecker eingesetzt. Die Zuführungsleitungen sollten nicht länger als 5 m sein.

Fibre Channel

Pin	Belegung
1	RC+
2	NC
3	NC
4	NC
5	TX+
6	RC-
7	NC
8	NC
9	TX-

UPS (APC)

Die folgenden Kabel verbinden APC-UPS mit dem PC. Die Kabel sind verschieden belegt.

UPS Smart Cable PN 940-0024B

DB-9 Male (UPS end)	DB-9 Female (PC end)	Signal Name
N/C	1	N/A
2	2	Received Data
3	3	Transmitted Data
1	4	Data Terminal Ready
9	5	Signal Ground
N/C	6	N/A
N/C	7	N/A
N/C	8	N/A
N/C	9	N/A

UPS Backup Cable PN 940-0020B

DB-9 Male (UPS end)	DB-9 Female (PC end)	Signal Name
N/C	1	N/A
N/C	2	N/A
N/C	3	N/A
1	4	Data Terminal Ready
4,9	5	Signal Ground*
N/C	6	N/A
N/C	7	N/A
2	8	Clear To Send
N/C	9	N/A

Achtung: Bei diesem Kabel gibt es 2 unterschiedlich Versionen. Eine bei der 4 und 9 der Steckers mit Pin 5 der Buchse verbunden sind und eine andere bei der nur Pin 4 des Steckers mit Pin 5 der Buchse verbunden sind.

CL-Kupplungen

SEPA CL-Interface

Es wird eine 5-polige verschraubbare Binder-Steckerverbindung eingesetzt. Aktive Geräte haben eine weibliche, passive Geräte eine männliche Steckverbindung. Die Belegung ist identisch mit dem Mettler-CL-Interface.

Mettler CL-Interface

Es werden handelsüblich DIN-5 Verbinder eingesetzt:

Die Pin-Belegung des Mettler CL-Interface

Pin	Belegung Male	Belegung Female
1	RC-	TX-
2	RC+	TX+
3	NC	Shield
4	TX+	RC+
5	TX-	RC-

Verbindung eines passiven mit einem aktiven Gerät

DEC TTY

Für DEC VT100 und VT220-Terminals sowie DEC LA-100 Drucker ist der folgende Verbinder üblich:

RJ-45

Der RJ-45-Verbinder wird universell eingesetzt. Am häufigsten aber für Ethernet-Verkabelungen und für digitale Telefonanlagen.

RJ-45 10Base-T

In der Regel werden nur die Leitungspaare zum Senden und Empfangen benötigt. 10BASE-T and 100BASE-TX benützen dieselben Beschaltung. Die Steckerpaare sind 1:1 verbunden.

Pin #	Ethernet 10BASE-T 100BASE-TX	EIA/TIA 568A	EIA/TIA 568B or AT&T 258A
1	Transmit +	White with green strip	White with orange stripe
2	Transmit -	Green with white stripe or solid green	Orange with white stripe or solid orange
3	Receive +	White with orange stripe	White with green stripe
4	N/A	Blue with white stripe or solid blue	Blue with white stripe or solid blue
5	N/A	White with blue stripe	White with blue stripe
6	Receive -	Orange with white stripe or solid orange	Green with white stripe or solid
7	N/A	White with brown strip or solid brown	White with brown strip or solid brown
8	N/A	Brown with white stripe or solid brown.	Brown with white stripe or solid brown.

RJ-45 10Base-T Crossover

Bei Crossover Kabel sind Sender und Empfängerleitungen getauscht. Die folgende Abbildung zeigt die Verschaltung eines Crossover-RJ45-Kabels ohne Handshake-Leitungen:

RJ-45 for ISDN

ISDN-Schnittstelle nach ANSI T1.605

Pin	Color	Name/Description
1	White/Orange	N/A
2	Orange	N/A
3	White/Green	Receive+
4	Blue	Transmit +
5	White/Blue	Transmit -
6	Green	Receive -
7	White/Brown	-48VDC (optional)
8	Brown	-48VDC Return (optional)

ISDN-Schnittstelle für Cisco 750 Router:

Pin	Function
1	Not used
2	Not used
3	Not used
4	U interface network connection (tip)
5	U interface network connection (ring)
6	Not used
7	Power (pass-through to S connector)
8	Ground (pass-through to S connector)

HSSDC-Verbinder

HSSDC für Fibre Channel

Der HSSDC-Verbinder wird als Stecker (male) beschaltet:

Fibre Channel

Pin	Belegung
1	TX+
2	Gnd
3	TX-
4	nc
5	nc
6	RC-
7	Gnd
8	RC+

DIN-Verbinder

DIN-5 Tastaturverbinder nach IBM

Diese Schnittstelle wird vor allem bei älteren Mainboards für die Tastatur verwendet:

Pin	Name/Description
1	Clock
2	Data
3	Not connected (Reset on some very old keyboards)
4	Ground
5	+5 VDC

PS2 (Mini-DIN-6)

Diese Schnittstellen wird bei allen neueren Mainboards für Tastatur und Maus benützt:

Pin	Belegung
1	DATA
2	N/C
3	GND
4	VCC (Power , +5 VDC)
5	CLK
6	N/C

Periperieverbinder

USB

Es gibt 2 Arten von USB-Steckverbinder:

Links Typ A: verbindet mit dem Hostcomputer oder einem Upstream Hub.
Rechts Typ B: verbindet mit einem beliebigen USB-Gerät (downstream)

IEEE-1284 (Centronics)

Im folgenden ist die weibliche Steckerbuchse eines 36-poligen sogenannten ”Centronics-Verbinders” dargestellt. Diese Steckerart ist meist am Drucker montiert.

Häufiger noch als der 36-polige Steckverbinder findet man die 50-polige Variante, welche ebenfalls am Drucker montiert ist. Vorallem ältere Matrixdrucker und Laserdrucker weisen diese Verbindungstyp auf.

Pin assignments for 36-pin Centronics printer connectors:

Centronics Pin	DB-25 Pin	Name	Direction	Description
1	1	STROBE	PC-to-Printer	Strobe
2	2	D0	PC-to-Printer	Data Bit 0
3	3	D1	PC-to-Printer	Data Bit 1
4	4	D2	PC-to-Printer	Data Bit 2
5	5	D3	PC-to-Printer	Data Bit 3
6	6	D4	PC-to-Printer	Data Bit 4
7	7	D5	PC-to-Printer	Data Bit 5
8	8	D6	PC-to-Printer	Data Bit 6
9	9	D7	PC-to-Printer	Data Bit 7
10	10	/ACK	Printer-to-PC	Acknowledge
11	11	BUSY	Printer-to-PC	Busy
12	12	POUT	Printer-to-PC	Paper Out
13	13	SEL	Printer-to-PC	Select
14	14	/AUTOFEED	PC-to-Printer	Autofeed
15	N/A	n/c	N/A	Not used
16	N/C	0 V	N/A	Logic Ground
17	N/C	CHASSIS GND	N/A	Shield Ground
18	N/C	+5 V PULLUP	Printer-to-PC	+5 V DC (50 mA max)
19-30	18-25	GND	N/A	Ground reference for signal pins 1-12, in most cables as twisted pairs.
31	16	/RESET	PC-to-Printer	Reset
32	15	/FAULT	Printer-to-PC	Fault (Low when offline)
33	N/C	0 V	N/A	Signal Ground
34	N/C	N/C	N/A	Not used
35	N/C	+5 V	Printer-to-PC	+5 V DC
36	17	/SLCT IN	PC-to-Printer	Select In (Taking low or high sets printer on line or off line respectively)

IBM-PC Parallel-Port

Die IBM-PC Parallelschnittstelle, meist einfach als Druckerschnittstelle bezeichnet, hat sich weithin im PC-Bereich durchgesetzt. Damit die Druckersteuerung funktioniert müssen 7 oder 8 Datenleitungen, Ground und mindestens 4 Handshake-Leitungen (1,10,13,15) verdrahtet sein.

DB-25 Pin	Centronics Pin	Signal Description	Signal Direction (at the PC)	Signal Function
1	1	STROBE	Output	Clocks data
2	2	DATA Bit 0	Output