Man kann ein Startbyte immer als Hinweis auf den Beginn einer Nachricht definieren (und die ASCII-Codes SOH, STX und ETX waren für solche Zwecke gedacht). Die Standardhardware und -protokolle für die Verbindung zu Datenübertragungsgeräten (RS232C und später) arbeiten jedoch auf einer niedrigeren Ebene, und es ist im Allgemeinen weder möglich noch wünschenswert, diese Anordnung zu ändern (insbesondere durch Software).
Leistungsstarke synchrone Datenübertragungssysteme, wie sie in lokalen Netzen und Weitverkehrsübertragungssystemen verwendet werden, verwenden aufwendige Rahmenmarkierungen. Die Rahmenmarkierung ist ein bestimmtes Muster von Bits, das im Datenstrom der Nachricht nie vorkommt. In der Regel gibt es eine spezielle Umschreibregel, die jedes Auftreten eines ähnlichen Bitmusters in den Daten "umgeht", so dass die Übertragungsgeräte es nicht als Rahmenmarkierung erkennen. Diese versteckten Muster werden vom Empfänger rekonstruiert, so dass der Sender und der Empfänger dies nicht beachten müssen. Diese Vorkehrungen machen spezialisierte Hardware noch wichtiger, wie z. B. die typische Netzwerkschnittstellenkarte (heutzutage Motherboard-Chip) in Personalcomputern.
HINTERGRUND ZUR ASYNCHRONEN SERIELLEN KOMMUNIKATION
Es ist sinnvoll, asynchrone serielle Übertragungen als asynchron zwischen Zeichen-/Datenrahmen und synchron innerhalb der Spanne des Zeichenrahmens (einschließlich der Startbits und des anfänglichen Stopp-/Füllbits) zu betrachten.
Bei diesem Schema gibt es ein konstantes Füllsignal zwischen den Frames, das in der Regel mindestens ein Datenbit breit ist, obwohl einige Anordnungen ein 1,5-Bit- oder Zwei-Bit-Stop/Fill-Signal erfordern. Das Stopp-"Bit" verwendet denselben Signalpegel und kann als Mindestfüllperiode betrachtet werden, bevor ein weiteres Startbit eintrifft.
Wenn ein Rahmen eintrifft, muss er mit der vorher festgelegten Anzahl von Bits synchronisiert werden, die er voraussichtlich tragen wird. Der Übergang vom Füllsignal zu einem Signal mit entgegengesetztem Pegel erfolgt durch das Startbit, das immer entgegengesetzt zum Stopp-/Füllpegel liegt. Die Abtastung der Bits kann so getaktet werden, dass sie in der Mitte der aufeinanderfolgenden Bit-Eingangsperioden erfolgt.
Wenn die Rahmen mit maximaler Geschwindigkeit gesendet werden, wäre es technisch gesehen nicht notwendig, ein Stop-/Fill-Bit zu senden, da sofort mit dem Startbit des nächsten Rahmens fortgefahren wird. Das Zählen von mindestens einem Füllbit vor dem Übergang zum Startbit trägt jedoch dazu bei, dass Sender und Empfänger synchronisiert bleiben.
Wenn man sich die asynchronen Datenströme so vorstellt, als würden sie durch das Drücken von Tasten auf einer Tastatur kodiert, wird deutlich, wie wichtig es ist, beliebige Füllungen zwischen den Zeichenrahmen zuzulassen. Sobald bekannt ist, welcher Rahmen als nächster gesendet werden soll, kann er sofort mit seinem Startbit mit der vereinbarten Bitrate eingefügt werden, nachdem mindestens ein Bit des vorangegangenen Stopp-/Füllbits vorhanden war.
Es ist auch nützlich zu wissen, dass es bei typischen asynchronen Übertragungen mit niedriger Geschwindigkeit nur zwei Arten von Bits/Pegeln gibt, so dass die einzige Möglichkeit, das Vorhandensein von Daten im Gegensatz zu einer Füllung zu unterscheiden, ein Markierungsschema wie dieses ist, bei dem der Anfang des Rahmens eindeutig erkennbar ist und das Ende des Rahmens vorherbestimmt ist (es sei denn, es gibt eine ausgefeiltere Rahmenstruktur mit variabler Länge, die im Allgemeinen bei asynchroner serieller Kommunikation nicht verwendet wird). Es ist tatsächlich ziemlich schwierig für einen Empfänger, die Bitrate eines Senders ohne eine zusätzliche Vereinbarung herauszufinden, wie z.B. die Suche nach einer erkennbaren Datenfolge, aus der man die Bitrate abschätzen kann, die sie korrekt ankommen lassen würde, wenn sie in falscher Form ankommt.
Auch wenn Hochgeschwindigkeitsmodems heute komplexe analoge Signale übertragen, die nicht in Form von zwei einfachen Signalpegeln beschrieben werden, ist die digitale RS232C-Kommunikation (und spätere Modi) zwischen einem Computer-UART und der Datenkopplung des Modems ziemlich genau so wie beschrieben.
Hochgeschwindigkeitsmodems verfügen außerdem über zusätzliche Funktionen zur Synchronisierung mit einem entfernten Endpunkt, wie Sie am Signalton während des Verbindungsaufbaus erkennen können. Außerdem gibt es im seriellen Kabel zum Computer separate Signalleitungen, die für die Synchronisation zwischen Computer und Modem verwendet werden, damit der Sender nicht schneller neue Datenrahmen sendet, als der Empfänger (entweder Computer oder Modem) sie annehmen kann. Ein einmal begonnener Rahmen wird jedoch immer mit der vereinbarten synchronen Geschwindigkeit gestartet.
Wikipedia hat eine gute Beschreibung von asynchrone serielle Kommunikation was serielle Computeranschlüsse verwenden.
Es gibt eine weit verbreitete Übervereinfachung, die besagt, dass das Stoppbit die Länge der Daten bestimmt. Das ist aber nicht der Fall. Das Stoppbit sieht nur wie ein Pegel für ein weiteres Datenbit aus. Das Stoppbit und der Zeitraum bis zum nächsten Startbit werden erkannt, wenn man die Bitrate kennt, mit der die Daten und die Start-/Stoppbits im Rahmen übertragen werden, und weiß, wie viele Bits ein Rahmen enthält. Andernfalls gibt es keine Möglichkeit, ein Stoppbit von einem anderen Bit mit dieser Polarität als Teil des Datenrahmens zu unterscheiden.
