Nullmodem-Kabel: Verdrahtung, Adapter und Pinbelegung

Ein Nullmodem-Kabel verbindet zwei Geräte, die beide das Computerende einer seriellen Verbindung erwarten. Es kreuzt die Sende- und Empfangsleitungen, sodass die Ausgabe jeder Seite am Eingang der anderen Seite ankommt, und ist das serielle Gegenstück zum Crossover-Kabel bei Ethernet. Sie benötigen eines, wann immer zwei DTEs – zwei PCs, zwei Terminals, ein PC und eine Router-Konsole – ohne Modem dazwischen miteinander kommunizieren müssen.

Warum ein 1:1-Kabel nicht funktioniert

RS-232 definiert zwei Rollen. Ein DTE ist der Computer oder das Terminal; ein DCE ist das Modem oder ein anderes Kommunikationsgerät. Ein 1:1-Kabel ist Pin für Pin verdrahtet und dafür gedacht, ein DTE mit einem DCE zu verbinden, da das Modem die Kreuzung intern vornimmt. Schließen Sie zwei DTEs mit einem 1:1-Kabel an, senden beide auf derselben Ader und beide hören auf der anderen: Es kommt nichts an. Das Nullmodem nimmt die Kreuzung stattdessen im Kabel vor.

Nullmodem-Verdrahtung

Die minimale Verbindung benötigt nur Senden, Empfangen und Signalmasse, die gekreuzt oder gemeinsam genutzt werden. Hardware-Flusskontrolle fügt die Handshake-Leitungen hinzu. Die vollständige DB9-Nullmodem-Anordnung ist:

Lesen Sie es als Kreuzung: TXD auf einer Seite landet auf RXD auf der anderen, RTS landet auf CTS, und DTR kreuzt zu DSR und DCD. Signalmasse läuft direkt durch. Einige Kabel verbinden DTR mit DSR und DCD am selben Ende, anstatt sie zu kreuzen; das genügt Software, die nur prüft, ob die Leitung aktiv ist, überträgt aber keinen echten Handshake.

Ein Drei-Draht-Nullmodem verwendet nur die Pins 2, 3 und 5. Es funktioniert mit Software, die auf keine Flusskontrolle eingestellt ist, und versagt bei Software, die auf CTS wartet. Wenn eine Verbindung zustande kommt und dann nach einem Datenburst stockt, ist fehlende Handshake-Verdrahtung die übliche Ursache.

DB9, DB25 und die Adapter

Der DE-9-Stecker, fast immer DB9 genannt, ist der gängige PC-Serielle-Anschluss. Der DB25 war der ursprüngliche PC- und Modem-Anschluss. Die Pin-Funktionen unterscheiden sich zwischen den beiden, daher ist ein für den einen gebautes Nullmodem nicht dasselbe Kabel wie eines für den anderen. Die vollständigen Pinbelegungen für beide sind in der RS-232-Serielle-Pinbelegungsreferenz aufgeführt.

Adapter gibt es in zwei Formen. Ein Nullmodem-Adapter ist ein kleines Gehäuse mit einem männlichen Stecker auf der einen und einem weiblichen auf der anderen Seite, intern als Kreuzung verdrahtet; er verwandelt jedes 1:1-Verlängerungskabel in eine Nullmodem-Verbindung. Ein Nullmodem-Kabel hat die Kreuzung eingebaut und ist die bessere Wahl für eine dauerhafte Installation, da jedes zusätzliche Steckerpaar ein weiterer Fehlerpunkt ist. Adapter sind nützlich, wenn das Steckergeschlecht am Gerät festgelegt ist und Sie das Kabel nicht ändern können.

Gender-Changer

Ein Gender-Changer tauscht männlich gegen weiblich, ohne etwas zu kreuzen. Er ist kein Nullmodem und bringt zwei DTEs nicht zum Sprechen. Er wird verwendet, wenn ein Kabel und ein Anschluss beide männlich oder beide weiblich sind. Ein Nullmodem-Adapter und ein Gender-Changer sehen ähnlich aus; prüfen Sie die Beschriftung, und testen Sie im Zweifel die Pins mit einem Durchgangsprüfer.

DB9 auf DB25

Ein DB9-auf-DB25-Nullmodem-Adapter muss die Signale kreuzen und gleichzeitig die Pin-Nummern übersetzen. Ein einfacher DB9-auf-DB25-1:1-Adapter tut weder noch. Die Verwechslung der beiden ist eine häufige Ursache für eine Verbindung, die tot erscheint.

Wenn der Anschluss an einem USB-Adapter hängt

Viele Maschinen haben keinen seriellen Anschluss mehr, daher läuft die Verbindung über einen USB-auf-Seriell-Konverter. Der Konverter präsentiert ein DTE, genau wie ein eingebauter Anschluss, daher ist die Nullmodem-Regel unverändert: Zwei DTEs benötigen eine Kreuzung. Der Konverter-Chip benötigt den richtigen Treiber, und Adapter mit TTL-Ausgang sind kein RS-232 und dürfen nicht direkt mit einem RS-232-Anschluss verbunden werden. Diese Punkte werden im USB-auf-Seriell-Adapter-Leitfaden behandelt.

Testen mit einem Loopback

Bevor Sie das Kabel beschuldigen, beweisen Sie, dass der Anschluss funktioniert. Ein Loopback-Stecker verbindet TXD mit RXD und, für einen vollständigen Test, RTS mit CTS und DTR mit DSR und DCD. Mit gestecktem Stecker kommt alles, was in ein Terminalprogramm eingegeben wird, direkt zurück. Wenn nicht, sind der Anschluss, der Treiber oder die Terminal-Einstellungen schuld, nicht das Nullmodem.

Für das Kabel selbst bestätigt ein Durchgangsprüfer, dass jeder Pin dort landet, wo die Tabelle es angibt. Eine einfache Wiremap-Prüfung findet Unterbrechungen, Kurzschlüsse und gekreuzte Adern, kann aber nicht sagen, ob die Handshake-Leitungen überhaupt verdrahtet sind, wenn die Software sie nie aktiviert. Testen Sie mit der Software, die Sie verwenden wollen, bei der Baudrate, die Sie fahren wollen.

Was schiefgeht

• Zwei DTEs an einem 1:1-Kabel. Der häufigste Fehler. Nichts wird beschädigt, aber es werden keine Daten übertragen. Setzen Sie ein Nullmodem ein.
• Ein Nullmodem, wo ein 1:1-Kabel hingehört. Ein PC zu einem Modem oder ein PC zu einem DCE benötigt ein 1:1-Kabel. Ein Nullmodem dort kreuzt die Signale zweimal und die Verbindung schlägt fehl.
• Drei-Draht-Kabel mit aktivierter Hardware-Flusskontrolle. Die Verbindung startet und hängt dann. Entweder die Handshake-Leitungen verdrahten oder die Flusskontrolle an beiden Enden ausschalten.
• Gender-Changer als Nullmodem verwendet. Er tauscht das Gehäuse, nicht die Signale.
• TTL-Seriell mit RS-232 verbunden. Die Niederspannungsseite kann beschädigt werden. RS-232 schwingt zwischen etwa plus und minus 3 bis 15 V; ein 3,3-V- oder 5-V-Mikrocontroller-Pin ist ohne Pegelwandler nicht kompatibel.
• Ein Kabel, das länger als der Standard erlaubt. RS-232 ist auf 15 m (50 ft) bei 19.200 Baud spezifiziert, und niedrigere Baudraten laufen weiter. Darüber hinaus verwenden Sie einen Konverter auf einen differentiellen Standard wie RS-422 oder RS-485.
• Der falsche Adapter für die Aufgabe. Ein DB9-auf-DB25-1:1-Adapter in einer Nullmodem-Verbindung lässt die Kreuzung fehlen.

Dieselbe Logik erscheint auf der Netzwerkseite, wo ein Crossover-Kabel zwei gleichartige Geräte verbindet und ein 1:1-Kabel ein Gerät mit einem Switch verbindet. Auto-MDI-X hat das bei Ethernet weitgehend automatisiert, aber serielle Anschlüsse verhandeln nie: Das Kabel muss stimmen. Der Crossover-Kabel-Vergleich erklärt den Ethernet-Fall.

Das richtige Teil auswählen

Kaufen oder bauen Sie das Kabel für die tatsächlich vorhandenen Steckertypen und beschriften Sie beide Enden. Ein Nullmodem-Kabel sieht von außen identisch mit einem 1:1-Kabel aus, und die beiden sind in einer Schublade leicht zu verwechseln. Eine Durchgangsprüfung dauert eine Minute und spart einen Nachmittag.