Datenfernkommunikation: Grundlagen und Anwendungen der Übertragung von Daten und Texten in öffentlichen Datennetzen 9783110865707, 9783110118568

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Datenfernkommunikation

Datenfernkommunikation Grundlagen und Anwendungen der Übertragung von Daten und Texten in öffentlichen Datennetzen Ralph Langner

W G DE

Walter de Gruyter • Berlin • New York 1989

Ralph Langner ist Inhaber eines Berliner Software-Hauses

CIP-Titelaufnahme

der Deutschen Bibliothek

Langner, Ralph Datenfernkommunikation : Grundlagen und Anwendungen der Übertragung von Daten und Texten in öffentlichen Datennetzen / Ralph Langner. — Berlin ; New York : de Gruyter, 1989 ISBN 3-11-011856-4

© Copyright 1989 by Walter de Gruyter & Co., Berlin 30. Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung, vorbehalten: Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (durch Photokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Printed in Germany. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen und dergleichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, daß solche Namen ohne weiteres von jedermann benutzt werden dürfen. Vielmehr handelt es sich häufig um gesetzlich geschützte, eingetragene Warenzeichen, auch wenn sie nicht eigens als solche gekennzeichnet sind. Satz und Druck: Arthur Collignon GmbH, Berlin. — Bindung: Dieter Mikolai, Berlin. — Umschlagentwurf: Karl-Lothar Hildebrand, Berlin.

Vorwort

Wir erleben gegenwärtig den raschen Ausbau von Datennetzen, Datenbanken und Telekommunikationsdiensten. Telekommunikation ist zum Schlagwort beim Entwurf gesellschaftlicher Szenarien von Morgen geworden. Dies nicht von ungefähr: In zentralen Lebensbereichen von Wirtschaft und Gesellschaft spielt die Ressource Information sowie die Fähigkeit zu schneller und effizienter Kommunikation eine immer größere Rolle. Schon heute sind Unternehmen und ganze Wirtschaftszweige nicht mehr konkurrenzfähig, weil sie die Vernetzung mit den neuen Kommunikationstechnologien und die Erschließung elektronischer Informationsquellen versäumt haben. Diese Situation wird sich im Laufe der nächsten Jahre zuspitzen. Dieses Handbuch wendet sich an Praktiker in Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung, die die in der modernen Datenfernkommunikation liegenden Möglichkeiten und Chancen bereits heute nutzen wollen. Die Entwicklung und Verbreitung leistungsfähiger, preiswerter Informationstechnik hat dazu geführt, daß Datenfernkommunikation heute mit einfachsten Mitteln zu realisieren ist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die für den Anwender entstehenden Schwierigkeiten mit denen der elektronischen Textverarbeitung zu vergleichen sind: Sobald anfangliche Berührungsängste überwunden sind, ist auch der Laie ohne spezielle Fachausbildung in der Lage, die neuen Techniken nutzbringend in den beruflichen Alltag einzubeziehen. Vor allem durch die Verbilligung von Rechnerleistung und die Verbreitung leistungsfähiger Personal Computer haben sich die Einsatzgebiete der Datenfernübertragung (DFÜ) von der reinen Datenfernverarbeitung (DFV) zunehmend zur Datenfernkommunikation (DFK) hin gewandelt. Dieser Entwicklung trägt das vorliegende Handbuch Rechnung. Die Hauptanwendungsbereiche, die behandelt werden, sind: • Übermittlung von Texten, Daten und Dokumenten innerhalb von und zwischen Organisationen; • Abruf von Online-Datenbanken; • Nutzung elektronischer Kommunikationssysteme.

VI

Vorwort

Mit Kapiteln zu Dateikompression und Chiffrierung werden Themen behandelt, die systematisch in anderen Teilgebieten der Informatik angesiedelt sind, jedoch in der Praxis der Datenfernkommunikation von Bedeutung sind. Aus dem gleichen Grund werden mathematisch-technische Details der Datenübertragung, deren Kenntnis für den Anwender unnötig ist, nicht erörtert. Ebenfalls nicht behandelt werden lokale Rechnernetze (LANs) und primär zur Datenfernverarbeitung dienende organisationsinterne Weitverkehrsnetze. Dieses Buch ist Nachschlagewerk und Lehrbuch in einem. Weil es sowohl elementare Grundlagen der Datenkommunikation als auch anwendungsbezogene Tips und Detailinformationen für den Fachmann enthält, sollte der Leser je nach Interessenlage und Wissensstand im Text „springen". Erleichtert wird dies durch Kurzübersichten zu Beginn jedes Kapitels.

Berlin, im Herbst 1988

Ralph Langner

Inhalt

1. Entwicklung und Dynamik der Datenfernkommunikation 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3

Ausbau der Kommunikationsnetze und Informationsangebote Entwicklung der Datennetze Zunahme der Nutzungsmöglichkeiten Sozioökonomische Aspekte der Datenfernkommunikation Information als Ressource Auswirkungen auf Wirtschaft und Arbeitswelt Mißbrauchspotential und Gefahren Literatur

2. Grundlagen der Datenübertragung 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4

Zeichen und Codes Der ASCII-Code Weitere Codes Bits und Bytes Übertragungsformate Serielle und parallele Übertragung Gleichlaufverfahren Paritätsprüfung Betriebsart Übertragungsgeschwindigkeit Schnittstellen-Spezifikationen Schnittstellen für analoge Netze Schnittstellen in digitalen Netzen Literatur

3. Die Datenstation 3.1 3.1.1

Datenendeinrichtungen Personalcomputer

1 2 3 9 13 14 17 20 26 28 29 30 38 43 46 47 49 55 61 64 69 70 77 79 81 82 83

VIII

3.1.2 3.1.3 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4

Inhalt

Terminals Großrechner Datenübertragungseinrichtungen Modems Akustikkoppler Übertragungsgeräte für digitale Netze Datenzusatzeinrichtungen Modem-Boxen Telex-Boxen Protokollkonverter und Testgeräte Literatur

87 89 91 91 100 103 104 105 107 109 111

4. Kommunikationssoftware und Hilfsprogramme

112

4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4

Terminal-Programme Das Angebot an Terminal-Programmen Bedienung Emulierter Terminal-Typ Grundfunktionen von Terminal-Programmen Übertragungsprotokolle für Dateitransfer XON/XOFF-Protokoll Xmodem und verwandte Protokolle Kermit-Protokoll Umformatierung von Dateien Umformatierung der Bytelänge Dateikompression Chiffrierung Literatur

5. Datennetze 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3

Das öffentliche Telefonnetz Datex-P Datex-P20 Weitere Datex-P-Dienste Internationale Paketnetze Datex-L Netze für Textkommunikation Bildschirmtext Telex Teletex

113 114 117 120 125 131 132 134 141 148 149 153 158 160 162 165 168 173 179 180 181 185 185 192 194

Inhalt

5.5 5.6 5.7

Das öffentliche Direktrufnetz ISDN Literatur

6. Online-Datenbanken 6.1 6.1.1 6.1.2 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4

Zugang zu Online-Datenbanken Organisation von Online-Datenbanken Verbindungsaufbau und Dialog Unterscheidungsmerkmale von Datenbanken Sachgebiet Datenbanktypen Dienstleistungen Aufbau und Benutzung einer Datenbank Aufbau und Abruf einer Informationseinheit Abfragesprachen Planung einer Recherche Literatur

7. Mailboxen 7.1 7.1.1 7.1.2 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.3

IX

197 201 203 205 206 206 209 213 215 217 219 221 222 226 233 236 237

Zugang zu Mailboxen 238 Aufbau, Organisation und Funktionsweise einer Mailbox 239 Verbindungsaufbau und Dialog 244 Öffentliche Mailbox-Dienste 249 Kommerzielle Mailboxen in der Bundesrepublik 250 Kommerzielle Mailboxen in den USA 254 259 Die Telebox der Deutschen Bundespost Nicht-kommerzielle Mailbox-Dienste 264 Literatur 266

Anhänge A. Tabellen A.l ASCII-Konvertierungstabelle A.2 Die wichtigsten CCITT-Empfehlungen A.3 DIN-Normen zur Datenübertragung A.4 Technische Schnittstellenausführung A.5 Der Schnittstellenbaustein beim IBM PC A.6 Datex-P Parameter A.7 Internationale Paketnetze

267 267 273 275 277 278 280 283

X

Inhalt

B. Programmierbeispiele B.l Konvertierung der Umlaute B.2 Umformatierung der Bytelänge B.3 Setzen der Übertragungsparameter B.4 Bedienung der Schnittstellenleitungen B.5 Dateichiffrierung

285 285 287 290 291 293

C. Glossar

296

Register

313

1. Entwicklung und Dynamik der Datenfernkommunikation

Gemessen an der gegenwärtigen technologischen Innovationsrate ist die der Datenfernkommunikation zugrundeliegende Telekommunikationstechnik schon verhältnismäßig alt. Sie datiert aus dem 19. Jahrhundert. Schon Telegraph und, einige Jahrzehnte später, auch Fernschreiber basieren auf der Übermittlung von Informationen in maschinenlesbarer Form. Erst das Aufkommen der elektronischen Datenverarbeitung führte jedoch zur modernen Datenfernkommunikation, da sie mit den Computern kommunikationsfahige Endgeräte zur Verfügung stellte, die — im Unterschied zu Telegraph und Fernschreiber — die empfangenen Daten nicht nur anzeigen, sondern auch weiterverarbeiten können. Die Verbindung von Telekommunikation und Informationsverarbeitung entwickelt sich seit ihren Anfangen in den 60er Jahren dieses Jahrhunderts explosionsartig. Der bisherige Verlauf dieser Entwicklung manifestiert sich in drei Teilbereichen besonders deutlich: • Ausbau der Kommunikationsnetze und Informationsangebote Die Nutzung öffentlicher Datennetze nimmt exponentiell zu. Im gleichen Umfang steigt ihre Leistungsfähigkeit. Im Bereich der öffentlichen Telekommunikationsdienste findet eine Ausweitung der Informationsangebote von Zielgruppen in der Wissenschaft zu solchen in Wirtschaft und Verwaltung bis hin zum privaten Endverbraucher statt. • Anwachsen des gesamtgesellschaftlichen Informationsbedarfs Information und Kommunikation sind zu unverzichtbaren Ressourcen der hochtechnisierten Gesellschaft geworden. Wissenschaft und Wirtschaft sind ohne leistungsfähige Informationsangebote und Kommunikationsmedien nicht mehr denkbar. Um so stärker wird der Wettbewerb um Information, und in Verbindung hiermit wird Information zum Wirtschaftsgut, für dessen Produktion und Verbreitung eine eigene Industrie entsteht.

2

1. Entwicklung und Dynamik der Datenfernkommunikation

• Soziale Auswirkungen Die zunehmende Nutzung der Datenfernkommunikation hat Auswirkungen auf das Leben und Zusammenleben der Menschen bis in den Privatbereich hinein, von denen nicht nur diejenigen betroffen sind, deren Berufstätigkeit unmittelbar durch die neuen Techniken verändert wird. Auf manche dieser Auswirkungen reagierte die „Informationsgesellschaft" bereits mit Sanktionen wie z.B. mit rechtlichen Regelungen zum Datenschutz. Viele Hinweise sprechen dafür, daß die Entwicklung der Datenfernkommunikation dennoch erst in ihren Anfangen begriffen ist. Im folgenden wird ihr bisheriger und (vermutlich) künftiger Verlauf für jeden der oben skizzierten Teilbereiche aufgezeigt.

1.1 Ausbau der Kommunikationsnetze und Informationsangebote Die Entwicklung der Datenfernkommunikation läßt sich an zwei Indikatoren ablesen. Der erste Indikator besteht im Ausbau der Datennetze und in der Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit. Der zweite Indikator besteht in den Anwendungsmöglichkeiten, die die neuen Kommunikationsnetze eröffnen, und in den Anwendergruppen, an die sich diese Möglichkeiten richten. Bis zur Einführung des Computers steht die Entwicklung der Telekommunikation unter dem Vorzeichen der Übertragung von Sprache und Bild. Als deutlich wird, daß die elektronische Datenverarbeitung ganz neue Nutzungsmöglichkeiten der Telekommunikation eröffnet, wird das Telefonnetz zusätzlich zum Maschine-Maschine-Dialog verwendet. Das Telefonnetz bietet den Vorteil einer weitreichenden Verbreitung, doch ist die Zusatznutzung zur Datenübertragung durch die hier verwendete Analogtechnik der Signalweiterleitung beschränkt. Ein qualitativer Sprung wird mit dem Aufbau digitaler Datennetze erreicht, die ausschließlich der Datenübertragung dienen und bedeutend höhere Leistungsmerkmale erzielen als das Telefonnetz. Die Einführung von ISDN steht gegenwärtig für den Trend, alle Bereiche der Telekommunikation zu digitalisieren und über ein einheitliches Netz abzuwickeln. Als Zielrichtung dieser Entwicklung zeichnet sich eine leistungsfähige

1.1 Ausbau der Kommunikationsnetze und Informationsangebote

3

Datenkommunikation mit einer Vielzahl von Teilnehmern zu niedrigen Gebühren ab. Das könnte bedeuten, daß Datenkommunikation in Zukunft so „alltäglich" wie das Telefonieren wird. Die Entwicklung öffentlicher Telekommunikationsdienste hängt zusammen mit den gewandelten Anwendungsbereichen des Computers: Die Entwicklung des Computers von der reinen Rechenmaschine (englisch: Computer) zum Informationssystem und Textverarbeitungssystem bis hin zum Spielzeug (verbunden mit einer entsprechenden Verbilligung und Verbreitung der Geräte) findet hier ihr Äquivalent. Ursprünglich wird Datenübertragung hauptsächlich zur dezentralen Nutzung von Rechenleistung verwendet, also zur Datenfernverarbeitung. Ein Übergang findet statt, als Rechenzentren zusätzlich Informationen in Form von Datenbanken anbieten. Mit der Erschließung neuer Anwendungsbereiche erfolgt gleichzeitig eine Diffusion zu neuen Anwenderkreisen. Eine dritte Schwelle wird schließlich mit der Entstehung von Kommunikationsdiensten überschritten, die von der Weiterleitung elektronischer Mitteilungen bis zum „electronic Shopping" ein umfassendes Dienstleistungsangebot für den privaten Kunden bieten.

1.1.1 Entwicklung der Datennetze Seit lei 1 nführung er C orn nitcr ' oll/icbt 'ich u ' I in" H . Dateonevc J U *« J. C. chied« • < ^ •> M K U I U die i i . •! J ivj • - i . t i eprasen iet werden. Während iie Daienübertra r a r , j im it i> g ib rti genden , det W t , r u > v ii>ieniiTiJ!du>e^ Nu/. M a u l dt u i " l t r n , -i

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Die Bedeutung von Information als Produktionsfaktor schlägt sich für den Einzelbetrieb darin nieder, daß die verfügbare und genutzte Information zu einer wesentlichen Voraussetzung für die Leistungsfähigkeit und somit auch Konkurrenzfähigkeit des Unternehmens wird. In technologieorientierten Branchen erzeugt der Informationszuwachs einen wettbewerbsbedingten Innovationsdruck. Bei sinkenden Preisen muß das Unternehmen, das wettbewerbsfähig bleiben will, in immer kürzeren Abständen Innovationen produzieren. D a die Kosten für Forschung und Entwicklung jedoch kontinuierlich ansteigen, müssen Unternehmen Wege suchen, um unnötige Forschungsaktivitäten zu vermeiden. Dieser Zusammenhang erklärt die große Bedeutung, die der wirtschaftlichen Nutzung der Fachinformation in technologieorientierten Branchen (also den Wachstumsbranchen) gegenwärtig zukommt. Sie hat dazu geführt, daß Information selbst zur begehrten Ware geworden ist.

Information als Ware Der Markt für die Ware Information ist durch stetiges Wachstum gekennzeichnet. Die geschätzten Umsätze der Fachinformationsmärkte beliefen sich 1981 weltweit auf 1.622 Millionen US-Dollar, für 1987 werden sie auf 4.936 Millionen Dollar geschätzt. Das entspricht einem jährlichen Zuwachs von 21%. Für die Bundesrepublik bringt die Entwicklung des internationalen Marktes für Fachinformation zahlreiche Risiken mit sich, da sie als Informationsanbieter weit zurück liegt. Tab. 1-1 enthält die geschätzten Zahlen für 1987. Bei der abzusehenden künftigen Bedeutung dieses Marktes können gegenwärtig wichtige Chancen vertan werden. Daß eine schwache Marktposition auch aus anderen Gründen zum Risiko werden kann, ergibt sich aus

18

1. Entwicklung und Dynamik der Datenfernkommunikation

Land USA Großbritannien Österreich/Schweiz Frankreich Bundesrepublik

Mio $

Anteil

4.285 224 134 77 67

87% 5% 3% 2% 1%

Tab. 1-1: Das Marktpotential für Fachinformationen 1987

der Tatsache, daß die mangelhafte Verfügbarkeit eigener Datenbanken schnell zur Abhängigkeit der Fachinformationsversorgung von ausländischen Quellen werden kann, die nicht ständig international öffentlich zugänglich bleiben müssen. So gibt es gerade in den Vereinigten Staaten periodisch immer wieder Stimmen, die sich mit protektionistischer Zielsetzung für eine Sperre von amerikanischen Datenbanken für ausländische Nutzer aussprechen. Nicht zuletzt aus diesem Grund wird der Ausbau der Fachinformationsversorgung in der Bundesrepublik durch die Bundesregierung seit 1985 mit einem sogenannten Fachinformationsprogramm öffentlich gefördert. Neben der allgemeinen Erhöhung der Nutzungsquote von Fachinformationen verfolgt dieses Programm ausdrücklich das Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Fachinformationsanbieter zu verbessern.

Veränderung im

Beschäftigungssystem

Im Gefolge der wachsenden wirtschaftlichen Bedeutung des „Produktionsfaktors Information" ergab sich in den Vereinigten Staaten schon im Jahr 1956 erstmalig die Situation, daß mehr Beschäftigte in informationsverarbeitenden als in materialverarbeitenden Berufen tätig waren. Bislang ist der Trend in Richtung einer Zunahme der informationsverarbeitenden Tätigkeiten ungebrochen und wird in den letzten Jahren durch den vermehrten Einsatz von Industrie-Robotern verstärkt. Eine Entwicklung, die sich in den Vereinigten Staaten bereits abzeichnet, ist die Nutzung der Datenfernkommunikation zu verstärkter Heimarbeit. Wer praktisch ausschließlich an einem Computerterminal arbeitet, kann dies rein technisch gesehen auch mit sehr geringen Kosten von zu Hause aus tun. Entgegen kommt dem eine flexible Arbeitszeitregelung, die dann z.B. wahlweise Tages- oder Nachtarbeit ermöglicht. Die Datenfernkommunikation könnte dann dazu führen, daß die örtliche Bindung an die

1.2 Sozioökonomische Aspekte der Datenfernkommunikation

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Betriebsstätte für größere Arbeitnehmerkreise entfallt. Die infrastrukturellen Folgen hiervon würden den Berufsverkehr und langfristig auch auf die Wohnraumentwicklung betreffen, da die so entstehende räumliche Unabhängigkeit die Ballungsgebiete entlasten würde. Da damit vermutlich sowohl die Arbeitsproduktivität als auch die Flächenproduktivität erhöht würde, könnte dies zum Absinken des Bedarfs an baulichen Nutzflächen für Industrie- und Dienstleistungsbetriebe führen. In der Bundesrepublik werden diese Entwicklungen, die in Europa vermutlich frühestens zur Jahrtausendwende zum Tragen kommen werden, in erster Linie seitens der Gewerkschaften im Hinblick auf einen dann möglicherweise mangelhaften Arbeitnehmerschutz diskutiert. Die Datenfernkommunikation hat mit dem „Informations-Broker" oder „Informations-Vermittler" auch bereits eine ganz neue Berufsgruppe hervorgebracht. Der Informations-Broker führt im Auftrag von Firmen oder Einzelpersonen, die hierzu nicht über das nötige Wissen verfügen, Datenbankrecherchen durch. Der Informations-Broker zeichnet sich dadurch aus, daß er über Datenbanken und Abfragesprachen sehr gut bescheid weiß und außerdem die Thesauri der unterschiedlichen Datenbanken seines Fachgebiets kennt. Er ist in der Lage, einen Suchauftrag sehr schnell und effizient in ein Suchprofil umzusetzen und weiß, in welchen Datenbanken sich die Suche überhaupt lohnt. Dadurch kann der Informations-Broker den Suchprozeß wesentlich verkürzen und somit teure Online- und Lizenzgebühren für erfolglose Recherchen einsparen helfen. Mittlerweile gibt es eigene Datenbanken, in denen Informationsbroker ihre Dienste anbieten. Wie konventionelle Berufe durch die Einführung der Datenfernkommunikation verändert werden können, zeigt sich beispielhaft im Bereich der Publizistik. Nachdem für Generationen die Schreibmaschine das wichtigste „Werkzeug" des Journalisten war, hielt hier die Datenfernkommunikation im Gefolge der elektronischen Textverarbeitung rasch Einzug. Insbesondere freiberuflich arbeitende Journalisten nutzen Datenfernkommunikation von der Informationsbeschaffung über Datenbanken bis hin zur Übermittlung fertiger Artikel an Redaktionen und Satzbetriebe. Das bedeutet aber, das neben der fachpublizistischen Ausbildung des Journalisten ein beträchtliches technologisches Zusatzwissen erforderlich geworden ist.

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1. Entwicklung und Dynamik der Datenfernkommunikation

1.2.3 Mißbrauchspotential und Gefahren