Informationen zum NMEA Datenaustausch

Der NMEA Datenaustausch entspricht einem seriellen Datentransport über eine zweiadrige Leitung.

Baudrate:   4800 bit / Sekunde mit üblicherweise einem Stopbit und ohne parity-bit

Pegel:       0 = 0   V
1 = +5 V

Damit besteht eine gewisse Ähnlichkeit zu RS232 bzw V24. In allen Fällen ist der Ruhepegel negativer als der aktive Pegel. In manchen Fällen werden Daten nach NMEA - vereinbarten Datensätzen (siehe Internet) auch über kurze Entfernung über ein USB - Kabel übertragen und diese Daten werden dann üblicherweise in BordPCs dann bestimmten seriellen Schnittstellen und somit bestimmten laufenden Programmen zugeordnet. Es gibt auch Software auf dem Markt die die Daten einer Schnittstelle gleich auf mehrere andere "virtuelle" Schnittstellen und somit Programmen verteilt.

Nach dem NMEA 0183 Standard wird zwischen dem "talker" also dem Sender und dem/den "listener" unterschieden. Je nachdem ob einer der beiden Leitung mit Masse (Ground GND) Verbindung hat oder nicht, wird zwischen einer "differenziellen" also symmetrischen Verbindung über zwei "gleichwertige" Leitungen unterschieden und einer "single-ended" asymmetrischen Verbindung bei der ein Pol mit Masse verbunden ist.

Prinzipiell sind die symmetrischen Verbindungen den asymmetrischen in punkto Störfestigkeit und Störemission überlegen.

Daneben ist zwischen potentialfreien Aus- und Eingängen zu unterscheiden im Gegensatz zu Aus- und Eingängen die gleichstrommäßig mit der Versorgungsspannung des talkers oder des listeners verbunden sind. Zur Potentialtrennung werden meist Optokoppler eingesetzt.
Prinzipiell sind die potentialfreien Ein- und Ausgänge die bessere Wahl, erhöhen jedoch den Preis des Gerätes.

Eine potentialfreie, symmetrische Verbindung ist also das Optimum.

Prinzipiell können asymmetrische und symmetrische Ein- bzw Ausgänge miteinder verbunden werden, die Vorteile symmtrischer Verbindungen gehen aber dabei verloren. Daselbe gilt für die Potentialtrennung. Nicht potential-getrennte Aus- oder Eingänge können jedoch nachträglich durch spezielle "Optoisolatoren" potentialgetrennt werden, manchmal sind sie bei NMEA-Verstärkern oder Multiplexern gleich praktischerweise integriert.

Normalerweise kann ein talker mehrere listener gleichzeitig versorgen (GPS typischerweise), aber mehrere talker können nicht gleichzeitig einen oder mehrere listener mit Daten versorgen. Hier müssen sogenannte NMEA Multiplexer eingesetzt werden, die je nach Priorität  die Daten mehrerer talker (GPS, Wettermessgerät, Autopilot etc) auf einen oder mehrere listener verteilen (Bord PC, Autopilot Kartensichtgerät...). Dabei versuchen derartige Multiplexer eine Datenkollision zu verhindern und können bestenfalls unwichtige Daten unterdrücken oder zeitversetzt wieder aussenden. In manchen Fällen kann es dabei zu einer kurzen Verzögerung kommen die möglicherweise die Funktion von Autopiloten beeinflussen können. Gewisse Multiplexer können tatsächlich nur einen Datenstrom erfassen und schalten periodisch auf einen anderen Eingang mit niedrigerer Priorität um.

Können NMEA - Ausgänge mit einer seriellen (COM) Schnittstelle eines PCs verbunden werden ?
Im Prinzip ist dies möglich wenn das Kabel nicht zu lang (< 5 m zum Beispiel) ist, und wenn kein Potentialunterschied zwischen PC und talker zu erwarten ist und auch an Bord keine starken Störfelder zu erwarten sind. Die üblichen seriellen Schnittstellen interpretieren einen 0 V Pegel als entsprechendes Signal und schalten bei 5 V um. Stark belastete Ausgänge mit Pegeln von zum Beispiel nur noch +3 V werden dagegen oft nicht mehr richtig erkannt und es kommt zu Übermittlungsfehlern, die je nach auswertendem Programm zu Funktionsstörungen führen können. Viele Daten werden jedoch so häufig übertragen (mehrmals pro Sekunde) daß ein einzelner fehlerhafter Datensatz keine Folgen hat.
Auf dem Markt sind jedoch auch NMEA Repeater zu finden, die NMEA Daten verstärken können. Außerdem gibt es NMEA-RS232 Wandler die, wenn sie nahe am talker plaziert werden, die mögliche Kabellänge auf 100 m oder mehr erweitern können.

Des weiteres gibt es die Möglichkeit NMEA Signale über ein LAN-Netzwerk anderen Nutzern zur Verfügung zu stellen. Und seit geraumer Zeit auch über bluetooth und WLAN drahtlos. Über ein derartiges Netzwerk besteht dann auch die Möglichkeit über das Internet derartige Daten weltweit "anzubieten".

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