RS-232

RS-232 ist eine serielle Schnittstelle für Steuerdaten zwischen genau zwei Geräten. Sie stammt aus den 1960er-Jahren, heißt in ihrer aktuellen Fassung TIA-232-F und überträgt Zeichen nacheinander über eine Sendeleitung, eine Empfangsleitung und eine gemeinsame Masse. Was sie im Heimkino und im Technikraum am Leben hält, ist nicht Nostalgie, sondern eine Eigenschaft, die moderne Steuerwege nicht haben: Sie tut immer genau dasselbe.

Ausführliche Erklärung

Was die Norm festlegt — und was nicht

Die Electronic Industries Association veröffentlichte RS-232 um 1960; heute wird sie als TIA-232-F geführt. Festgelegt sind vor allem die elektrischen Verhältnisse: Eine logische Eins liegt bei minus 3 bis minus 15 Volt, eine logische Null bei plus 3 bis plus 15 Volt. Die Signalpegel sind also deutlich größer als bei heutiger Digitaltechnik, und sie liegen gegen Masse, nicht gegen eine zweite Ader.

Für die Reichweite nennt die Norm keine Länge, sondern eine Lastkapazität von höchstens 2500 pF. Das ist präziser, als es zunächst wirkt: Wie weit man kommt, hängt am Kabel, nicht an einer Zahl im Datenblatt. Die überall zitierten fünfzehn Meter sind der Umrechnung eines gewöhnlichen Kabels entnommen und eine Faustformel, kein Normwert — mit kapazitätsarmem Kabel und niedriger Datenrate geht mehr, mit ungeeignetem Kabel deutlich weniger.

Und dann die Liste dessen, was die Norm nicht regelt, denn sie ist für die Planung die wichtigere: nicht die Datenrate, nicht die Zahl der Datenbits, nicht die Parität, nicht das Protokoll, nicht den Befehlssatz — und nicht, welche Rolle ein Gerätehersteller welchem Pin zuweist. Der 25-polige D-Sub, den die Norm beschreibt, ist im AV-Bereich praktisch verschwunden; die neunpolige Ausführung, die alle benutzen, stammt aus der PC-Welt und ist als eigene Norm geführt.

Die genormte Belegung

Festgelegt ist diese neunpolige Zuordnung in ANSI/TIA-574; RS-232 selbst beschreibt den 25-poligen Steckverbinder. Die Tabelle zeigt die Norm und kein Gerät — und auf dieser Seite ist genau das der Punkt: Welche Rolle ein bestimmter Projektor oder Prozessor welchem Pin zuweist und mit welchen Übertragungsparametern er arbeitet, steht allein in seinem Handbuch.

Warum es kein universelles Kabel gibt

Das lässt sich an zwei Herstellerdokumenten zeigen, die beide dieselbe Schnittstelle beschreiben.

Die Belegung ist bei diesen beiden Geräten zufällig gleich, die Übertragungsparameter sind es nicht. Ein Kabel, das mechanisch passt und dessen Adern richtig liegen, überträgt trotzdem nichts Verwertbares, solange die Gegenstelle mit der falschen Datenrate oder ohne die erwartete Parität sendet. Beide Hersteller verlangen außerdem ein gekreuztes Kabel, weil beide Geräte auf ihrer Buchse dieselben Rollen führen wie der Rechner gegenüber — Senden trifft sonst auf Senden.

Dazu kommt die zweite Ebene der Vielfalt: dieselbe Schnittstelle erscheint je nach Gerät auf vier verschiedenen Steckverbindern. Neben dem neunpoligen D-Sub sind das der dreipolige Klemmenblock — QSC führt RS-232 am Core 110f auf einem 5,08-mm-Euroblock —, die achtpolige Modularbuchse mit herstellereigener Belegung und bei einigen Geräten eine 3,5-mm-Klinke. Die Aussage „das Gerät hat RS-232" beschreibt deshalb eine Fähigkeit, keinen Anschluss.

Praktisch heißt das: Vor der Konfektionierung wird das Handbuch gelesen, und zwar beider Geräte. Es gibt keinen Vorrat, aus dem man das richtige Kabel greifen kann.

Warum sie überlebt hat

Drei Gründe, und der letzte ist der eigentliche.

Erstens ist die Verbindung deterministisch. Es gibt keine Adresse, keine Namensauflösung, keine Anmeldung, keinen Dienst, der neu starten könnte. Wer das Kabel steckt, hat die Verbindung — der Zustand ist entweder da oder nicht, und dazwischen liegt nichts.

Zweitens ist sie bidirektional. Anders als eine Infrarotstrecke, die nur sendet und hofft, antwortet das Gerät: Es meldet den aktuellen Eingang, den Betriebszustand oder einen Fehlercode zurück. JVC quittiert jeden Befehl ausdrücklich mit ACK oder NAK, Epson beantwortet Abfragebefehle mit dem aktuellen Wert. Eine Steuerung, die zurückgemeldet bekommt, was passiert ist, kann Zustände anzeigen statt sie zu raten.

Drittens, und das ist der Punkt, an dem sich die Planung entscheidet: Die serielle Schnittstelle ist von allem unabhängig, was sich im Haus ändert. Ein neuer Router, ein anderes VLAN, eine geänderte Adressvergabe, ein Firmware-Update, das die Netzwerkschnittstelle umbaut — all das berührt eine Punkt-zu-Punkt-Leitung nicht. Bei älteren Geräten kommt hinzu, dass sich die Netzwerksteuerung im Bereitschaftszustand spürbar bezahlt macht: In Epsons Dokument von 2008 liegt die Bereitschaftsaufnahme derselben Projektoren bei rund 1,5 Watt mit abgeschaltetem Netzwerk und bei rund 47 bis 60 Watt mit eingeschaltetem — seriell einschalten lassen sie sich in beiden Fällen. Bei aktuellen Geräten sind diese Werte anders, das Argumentmuster ist geblieben.

Grenzen

Die Schnittstelle ist strikt Punkt zu Punkt. Ein Port, ein Gerät — wer mehrere Geräte steuern will, braucht mehrere Ports oder einen Prozessor, der sie bereitstellt. Ein Bus mit mehreren Teilnehmern an einer Leitung ist RS-485, nicht RS-232.

Sie ist außerdem nicht galvanisch getrennt. Beide Geräte teilen sich eine Masse, und wenn sie an unterschiedlichen Stromkreisen hängen, kann über diese Masse ein Ausgleichsstrom fließen — mit Brummen auf den Audiowegen als sichtbarster Folge und im ungünstigen Fall einem zerstörten Schnittstellenbaustein. Dass es dafür fertige Isolatoren zu kaufen gibt, ist der beste Beleg, dass das Problem real ist.

Häufiges Missverständnis

„DB9 ist RS-232." In drei Zeichen stecken zwei Fehler. Der Buchstabe bezeichnet bei D-Sub-Steckverbindern die Größe des Rahmens, und die für neun Pole heißt E, nicht B — korrekt ist DE-9. Wichtiger ist der zweite Fehler: Die neunpolige Ausführung ist gar nicht Teil von RS-232. Die Norm beschreibt einen 25-poligen Steckverbinder; die kleine Variante kam aus dem PC-Bau und wurde später als eigene Norm festgeschrieben. Beides zusammen erklärt, warum das Gerätehandbuch die einzig verlässliche Quelle für die Belegung ist — es gibt schlicht keine übergeordnete Festlegung, auf die man sich sonst berufen könnte.

Das zweite Missverständnis lautet: „RS-232 ist veraltet, Netzwerk ersetzt das." Netzwerksteuerung ist tatsächlich der leistungsfähigere Weg und kann alles, was die serielle Verbindung kann, und mehr. Nur ersetzt sie sie nicht, sondern ergänzt sie um eine zweite Kette von Ausfallmöglichkeiten. In einer Anlage, deren Steuerung auch dann noch den Projektor abschalten soll, wenn das Netzwerk umgebaut wurde, ist die serielle Leitung kein Rückschritt, sondern der zweite Weg.

Nicht zu verwechseln mit

• RS-485 und RS-422: Differentielle serielle Verfahren mit deutlich größerer Reichweite; RS-485 ist zusätzlich bustauglich. Die Steckverbinder sehen gleich aus, die elektrischen Verhältnisse sind es nicht.
• TTL-Seriell: Dieselbe Zeichenfolge, aber mit 3,3 oder 5 Volt gegen Masse. Ein TTL-Eingang direkt an einen RS-232-Ausgang gelegt bekommt ein Vielfaches seiner zulässigen Spannung; dazwischen gehört ein Pegelwandler.
• 12-Volt-Trigger: Ein Schaltkontakt, der ein Gerät ein- oder ausschaltet. Er überträgt keine Daten und meldet nichts zurück.
• USB-Seriell-Adapter: Ein Wandler, der einem Rechner ohne COM-Port eine serielle Schnittstelle verschafft. Er löst das Anschlussproblem am Rechner und keine einzige Frage nach Belegung oder Parametern.

In der Planung

Ein Kinoraum mit Projektor im Deckenkasten, Prozessor und Steuerung im Technikraum, dazwischen rund zwölf Meter durch die Decke. Zu entscheiden ist zuerst nicht, ob seriell oder Netzwerk, sondern etwas anderes: Welche Funktionen müssen auch dann noch gehen, wenn das Netzwerk gerade nicht tut, was es soll? Für Einschalten, Ausschalten und Eingangswahl fällt die Antwort in einem dedizierten Kinoraum fast immer gleich aus, weil ein Projektor, der sich nicht abschalten lässt, ein sichtbares Problem ist.

Was daraus folgt, kostet fast nichts, solange die Decke offen ist. In dasselbe Leerrohr, das die Netzwerkleitung zum Projektor führt, kommt eine Steuerleitung dazu — nicht weil sicher ist, dass sie gebraucht wird, sondern weil sie sich nachträglich nur mit Bauarbeiten nachrüsten lässt. Vor der Konfektionierung werden beide Handbücher gelesen und Belegung wie Übertragungsparameter im Projekt dokumentiert; beides überlebt sonst den ersten Gerätetausch nicht. Und wo Projektor und Steuerung an verschiedenen Stromkreisen hängen, gehört die Frage nach der galvanischen Trennung geklärt, bevor gebrummt wird.

Die Gerätewahl steht am Ende und klärt nur noch eines: welche Funktionen der jeweilige Hersteller überhaupt seriell freigibt. Das steht in seiner Befehlsliste und unterscheidet sich von Modellreihe zu Modellreihe.

Verknüpfte Inhalte

Warum dieselbe Schnittstelle auf einem Klemmenblock landet und was dort das Rastermaß bedeutet, steht bei Euroblock und Terminalklemmen; die Variante auf der 3,5-mm-Buchse behandelt Klinkenstecker. Das differentielle Gegenstück mit Bustauglichkeit beschreiben RS-485 und RS-422, den einfachsten Fall der Gerätekopplung der Eintrag zum 12-Volt-Trigger. Wie die Steuerung über das Hausnetz läuft und woran sie hängt, klärt der Beitrag zum Heimnetzwerk.

Quellen

Die Übertragungsparameter, Belegungen und Kabelanforderungen stammen aus den Steuerungsdokumenten von Epson und JVC; beide wurden für diesen Eintrag im Original gelesen. Die Angaben zur Norm selbst — Pegel, Lastkapazität, Steckverbinder — sind sekundär referenziert.