Cavi null modem: cablaggio, adattatori e pinout

Un cavo null modem collega due dispositivi che entrambi si aspettano di essere il lato computer di un collegamento seriale. Incrocia le linee di trasmissione e ricezione in modo che l’uscita di ciascun lato arrivi all’ingresso dell’altro, ed è l’equivalente seriale del cavo crossover usato su Ethernet. Serve ogni volta che due DTE - due PC, due terminali, un PC e una console di un router - devono comunicare tra loro senza un modem in mezzo.

Perché un cavo dritto non funziona

RS-232 definisce due ruoli. Un DTE è il computer o il terminale; un DCE è il modem o un’altra apparecchiatura di comunicazione. Un cavo dritto è cablato pin a pin ed è pensato per collegare un DTE a un DCE, perché il modem esegue già l’incrocio internamente. Metti due DTE su un cavo dritto e entrambi trasmettono sullo stesso filo e entrambi ascoltano sull’altro: non arriva nulla. Il null modem fa l’incrocio nel cavo.

Cablaggio null modem

Il collegamento minimo necessita solo di trasmissione, ricezione e massa segnale incrociate o condivise. Il controllo di flusso hardware aggiunge le linee di handshake. La disposizione completa del null modem DB9 è:

Leggilo come un incrocio: TXD su un lato arriva su RXD sull’altro, RTS arriva su CTS, e DTR si incrocia con DSR e DCD. La massa segnale passa dritta. Alcuni cavi collegano DTR a DSR e DCD sullo stesso lato invece di incrociarli; questo soddisfa il software che controlla solo se la linea è asserita, ma non porta un handshake reale.

Un null modem a tre fili usa solo i pin 2, 3 e 5. Funziona con software impostato senza controllo di flusso, e fallisce con software che attende CTS. Se un collegamento si stabilisce e poi si blocca dopo una raffica di dati, il cablaggio mancante dell’handshake è la causa usuale.

DB9, DB25 e gli adattatori

Il connettore DE-9, quasi sempre chiamato DB9, è la porta seriale comune dei PC. Il DB25 era il connettore originale di PC e modem. Le funzioni dei pin differiscono tra i due, quindi un null modem costruito per uno non è lo stesso cavo di uno costruito per l’altro. Le assegnazioni complete dei pin per entrambi sono esposte nel riferimento pinout seriale RS-232.

Gli adattatori esistono in due forme. Un adattatore null modem è un piccolo guscio con un connettore maschio su una faccia e una femmina sull’altra, cablato internamente come crossover; trasforma qualsiasi cavo di prolunga dritto in un collegamento null modem. Un cavo null modem ha il crossover integrato ed è la scelta migliore per un’installazione permanente, perché ogni coppia accoppiata in più è un altro punto di guasto. Gli adattatori sono utili quando il sesso del connettore sull’apparecchiatura è fisso e non puoi cambiare il cavo.

Gender changer

Un gender changer scambia maschio con femmina senza incrociare nulla. Non è un null modem e non farà parlare due DTE. Si usa quando un cavo e una porta sono entrambi maschi o entrambi femmine. Un adattatore null modem e un gender changer sembrano simili; controlla l’etichettatura, e in caso di dubbio testa i pin con un tester di continuità.

Da DB9 a DB25

Un adattatore null modem DB9-to-DB25 deve incrociare i segnali e tradurre i numeri dei pin allo stesso tempo. Un semplice adattatore dritto DB9-to-DB25 non fa né l’uno né l’altro. Mescolare i due è una fonte comune di un collegamento che sembra morto.

Quando la porta è su un adattatore USB

Molte macchine non hanno più una porta seriale, quindi il collegamento passa attraverso un convertitore USB-seriale. Il convertitore presenta un DTE, esattamente come una porta integrata, quindi la regola del null modem è invariata: due DTE necessitano di un crossover. Il chip del convertitore necessita del driver corretto, e gli adattatori con uscita TTL non sono RS-232 e non devono essere collegati direttamente a una porta RS-232. Questi punti sono trattati nella guida agli adattatori USB-seriale.

Test con un loopback

Prima di dare la colpa al cavo, dimostra che la porta funziona. Un tappo loopback collega TXD a RXD e, per un test completo, RTS a CTS e DTR a DSR e DCD. Con il tappo inserito, qualsiasi cosa digitata in un programma terminale ritorna indietro. Se non lo fa, la porta, il driver o le impostazioni del terminale sono difettosi, non il null modem.

Per il cavo stesso, un tester di continuità conferma che ogni pin arrivi dove dice la tabella. Un semplice controllo di wiremap trova interruzioni, cortocircuiti e fili incrociati, ma non può dirti se le linee di handshake sono cablate del tutto se il software non le asserisce mai. Testa con il software che intendi usare, alla velocità di trasmissione che intendi impiegare.

Cosa va storto

• Due DTE su un cavo dritto. L’errore più comune. Nulla è danneggiato, ma nessun dato passa. Monta un null modem.
• Un null modem dove serve un cavo dritto. Un PC a un modem o un PC a un DCE necessita di un cavo dritto. Un null modem lì incrocia i segnali due volte e il collegamento fallisce.
• Cavo a tre fili con controllo di flusso hardware abilitato. Il collegamento parte e poi si blocca. O cabla le linee di handshake o disabilita il controllo di flusso a entrambe le estremità.
• Gender changer usato come null modem. Scambia il guscio, non i segnali.
• Seriale TTL collegata a RS-232. Il lato a bassa tensione può essere danneggiato. RS-232 oscilla tra circa più e meno 3 a 15 V; un pin di microcontrollore a 3,3 V o 5 V non è compatibile senza un level shifter.
• Un cavo più lungo di quanto lo standard permetta. RS-232 è specificato a 15 m (50 ft) a 19.200 baud, e velocità inferiori arrivano più lontano. Oltre, usa un convertitore a uno standard differenziale come RS-422 o RS-485.
• L’adattatore sbagliato per il lavoro. Un adattatore dritto DB9-to-DB25 in un collegamento null modem lascia mancare il crossover.

La stessa logica appare sul lato rete, dove un cavo crossover collega due dispositivi simili e un cavo dritto collega un dispositivo a uno switch. Auto-MDI-X ha reso ciò per lo più automatico su Ethernet, ma le porte seriali non negoziano mai: il cavo deve essere giusto. Il confronto dei cavi crossover spiega il caso Ethernet.

Scegliere il pezzo giusto

Acquista o costruisci il cavo per i tipi di connettore effettivamente presenti, ed etichetta entrambe le estremità. Un cavo null modem sembra identico a un cavo dritto dall’esterno, ed è facile confonderli in un cassetto. Un controllo di continuità richiede un minuto e fa risparmiare un pomeriggio.