Ein serielles Bussystem zur Datenübertragung innerhalb eines örtlich begrenzten Bereichs wird als LAN (oder auch „Inhouse Net“) bezeichnet. Lokale Netze unterliegen vollständig der Zuständigkeit des Anwenders und sind auf dessen Grundstück beschränkt. (ISO/IEC 2382-25.). Im selben Privatbereich können mehrere lokale Netze miteinander verbunden werden. Mittels eines Übergangs in das öffentliche Netz ist über dieses eine Kommunikation auch mit entfernten lokalen Netzen möglich.
LAN dient der Datenübertragung zwischen untereinander verbundenen, unabhängigen Geräten (autonome Systeme). Unabhängige Geräte sind u. a. Rechner, SPS, CNC-Steuerungen sowie Speicher und Peripheriegeräte (z. B. Drucker, Terminals). Die Steuerung des Informationsflusses zwischen den Geräten eines LAN ist abhängig von der Netzstruktur (Topologie). Man unterscheidet (Bild L 6) die indirekte Übermittlungsstrategie (Sternstruktur, Baumstruktur), bei der die Nachricht über eine oder mehrere Vermittlungsstationen, die die Informationen weiterleiten, geschickt wird, und die direkte Übermittlungsstrategie (Ringstruktur, Busstruktur), wo von der Informationsquelle die Nachricht unmittelbar an den Empfänger gesendet wird.
Als Übertragungsmedium an lokalen Netzen werden vorwiegend Kabel mit hoher Bandbreite (Koaxial-, Glasfaser-, Kupferkabel) genutzt. Sie können dabei exklusiv oder gemeinsam genutzt werden. Eine exklusive Nutzung ist bei Netzen mit Sterntopologie oder einer vollständigen Vermaschung möglich. In diesem Fall werden immer zwei Stationen mit einem eigenen Übertragungsmedium verbunden. Bei einer gemeinsamen Nutzung werden alle Geräte an ein Übertragungsmedium angeschlossen (Ring, Bussystem). Um die Signalüberlagerung und damit die Zerstörung der gesendeten Daten zu verhindern, benötigt jedes Gerät für eine Datenübertragung das Übertragungsmedium für sich allein. Für den Fall der gemeinsamen Nutzung ist deshalb ein Verfahren zur Zwangskoordinierung auf das Übertragungsmedium über ein entsprechendes Multiplexverfahren notwendig. Es wird nach Raum-, Frequent- und Zeitmultiplexverfahren unterschieden. Raum- und Frequenzmultiplexen erlauben den Geräten eine voneinander unabhängige Nutzung des Übertragungsmediums. Das Zeitmultiplexen erfordert eine Koordinierung der Datenübertragung der einzelnen Geräte.
Bei den kollisionsfreien Zeitmultiplexverfahren wird überwiegend das Prinzip des Token-passing angewendet. Der Token ist eine kurze Nachricht, die von einem Busteilnehmer zum definierten Nachfolger weitergereicht wird und das exklusive Senderecht für den Tokeninhaber bedeutet.
Beim stochastischen Buszugriff beginnt jeder sendewillige Busteilnehmer seine Übertragung wenn der Bus richtig erscheint. Dabei können Kollisionen von Daten auftreten, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig senden wollen. Durch Kollisionserkennung werden gestörte Übertragungen abgebrochen und nach einer zufälligen Wartezeit erneut begonnen, wenn der Bus wieder frei erscheint (CSMA/CD, ALOHA u. a.). Lokale Netze ermöglichen den Zugriff mehrerer Teilnehmer auf gemeinsam genutzte Datenbanken, das verteilte Abwickeln von Rechenvorgängen oder die gemeinsame Nutzung teuerer Peripheriegeräte.
(Literatur: H. Töpfer, W. Kriesel, Funktionseinheiten der Automatisierungstechnik VEB Verlag Technik, Berlin 1988).
Abbildung L 6: Basisstrukturen für lokale Netzwerke (LAN)