Die Bitübertragungsschicht

Die Bitübertragungsschicht

Die Bitübertragungsschicht (engl. Physical Layer) löst die Probleme der Übertragung von Datenbits über physikalische Medien. Dies beginnt bei den Spezifikationen bestimmter Übertragungsmedien (Kupferkabel, Lichtwellenleiter, Stromnetz, Luft etc.), der Definition von Steckverbindungen u.s.w. Darüber hinaus muss auf dieser Ebene gelöst werden, auf welche Art und Weise überhaupt ein einzelnes Bit übertragen werden soll. Was ist damit gemeint?

In der Informatik baut auf dem alles entscheidenden Unterschied zwischen 0 und 1, zwischen wahr und falsch auf. Selbstverständlich sind dem Übertragungsmedium selbst, z.B. einem Kupferkabel im Falle elektrischer Übertragung, oder auch der Luft im Falle von Funkübertragung, die Werte 0 und 1 unbekannt. Für jedes Medium muss daher eine Codierung dieser Werte gefunden werden, beispielsweise ein Stromimpuls von bestimmter Spannung oder eine Funkwelle mit bestimmter Frequenz, jeweils bezogen auf eine bestimmte Dauer.

In dieser physikalischen Schicht wird die Übertragung der Bits bewerkstelligt. Dazu gehört die Codierung (Manchestercodierung, No Return to Zero, FSK etc.), Spannungspegel, Zeitdauer für ein Bit und die Übertragungsleitung (Kupfer, Stecker, Pinbelegung). FSK-Übertragung war z.B. lange Zeit für RS-485-Steuerbusse die einzige Möglichkeit, das Signal über längere Strecken als 1.200 m zu übertragen. Bei Bandanlagen wurden damit Reichweiten bis 3.500 m erreicht, waren längere Strecken (z.B. F24 im Tagebau Hambach mit 6.500 m Länge) erforderlich, wurden Repeater eingesetzt.

Auf dieser Ebene findet auch die physikalische Beeinflussung des Signals statt, hier müssen dann in der Auswahl der Übertragungsnorm (RS 232, RS 485, RS 422) und des Übertragungsmediums (Kupfer, LWL, Funk ...) die Anforderungen berücksichtigt werden.


Bei RWE Power sind die Ausführungen für die Leitungsverlegung für den Bereich Fördergeräte und Bandanlagen in der Montagenorm MO1 (mit Anlagen) festgelegt. Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) findet hier besondere Beachtung.

Im Bereich der Automatisierungstechnik findet der weitaus größte Teil der Störungen an Bussystemen im Bereich der Bitübertragungsschicht statt. Je nach Gegebenheit tritt diese Störung nur sporadisch auf und bedarf detaillierter Störungssuche. Mögliche Ursachen: schlechter Übergangswiderstand, Wackelkontakte an Abschlusswiderständen, feuchte Anschlussklemmen.....). Hierzu aber später mehr.