Kable null modem: okablowanie, adaptery i pinouty

Kabel null modem łączy dwa urządzenia, które oba oczekują bycia końcem komputerowym łącza szeregowego. Krzyżuje linie transmisji i odbioru, tak aby wyjście każdej strony trafiało na wejście drugiej strony, i jest szeregowym odpowiednikiem kabla krosowanego stosowanego w Ethernet. Potrzebujesz go, gdy dwa DTE – dwa komputery, dwa terminale, komputer i konsola routera – muszą rozmawiać ze sobą bez modemu pośredniczącego.

Dlaczego kabel prosty nie zadziała

RS-232 definiuje dwie role. DTE to komputer lub terminal; DCE to modem lub inny sprzęt komunikacyjny. Kabel prosty jest połączony pin do pinu i służy do połączenia DTE z DCE, ponieważ modem sam wykonuje krzyżowanie wewnętrznie. Podłącz dwa DTE kablem prostym, a oba będą nadawać na tym samym przewodzie i oba będą nasłuchiwać na drugim: nic nie dotrze. Null modem wykonuje krzyżowanie w kablu.

Okablowanie null modem

Minimalne połączenie wymaga tylko transmisji, odbioru i masy sygnałowej – skrzyżowanych lub wspólnych. Sprzętowa kontrola przepływu dodaje linie uzgadniania. Pełny układ null modem DB9 przedstawia się następująco:

Odczytuj to jako krosowanie: TXD po jednej stronie trafia na RXD po drugiej, RTS trafia na CTS, a DTR krzyżuje się z DSR i DCD. Masa sygnałowa przechodzi prosto. Niektóre kable łączą DTR z DSR i DCD na tym samym końcu, zamiast je krzyżować; to zadowala oprogramowanie, które tylko sprawdza, czy linia jest aktywna, ale nie przenosi prawdziwego uzgadniania.

Trójprzewodowy null modem wykorzystuje tylko piny 2, 3 i 5. Działa z oprogramowaniem ustawionym na brak kontroli przepływu i zawodzi z oprogramowaniem, które czeka na CTS. Jeśli połączenie zostanie nawiązane, a następnie zatrzyma się po serii danych, brakujące okablowanie uzgadniania jest zwykle przyczyną.

DB9, DB25 i adaptery

Złącze DE-9, prawie zawsze nazywane DB9, to typowy port szeregowy komputera. DB25 był oryginalnym złączem komputera i modemu. Funkcje pinów różnią się między nimi, więc null modem zbudowany dla jednego nie jest tym samym kablem co dla drugiego. Pełne przypisania pinów dla obu znajdują się w opisie pinów RS-232.

Adaptery występują w dwóch postaciach. Adapter null modem to mała obudowa ze złączem męskim z jednej strony i żeńskim z drugiej, wewnętrznie połączona jako krosowanie; zamienia każdy prosty kabel przedłużający w łącze null modem. Kabel null modem ma wbudowane krosowanie i jest lepszym wyborem do stałej instalacji, ponieważ każda dodatkowa para złączy to kolejny punkt awarii. Adaptery są przydatne, gdy płeć złącza w sprzęcie jest ustalona i nie można zmienić kabla.

Zmieniacze płci

Zmieniacz płci zamienia męskie na żeńskie bez krzyżowania czegokolwiek. To nie jest null modem i nie sprawi, że dwa DTE będą rozmawiać. Stosuje się go, gdy kabel i port są oba męskie lub oba żeńskie. Adapter null modem i zmieniacz płci wyglądają podobnie; sprawdź oznaczenia, a w razie wątpliwości przetestuj piny miernikiem ciągłości.

DB9 do DB25

Adapter null modem DB9-do-DB25 musi jednocześnie krzyżować sygnały i tłumaczyć numery pinów. Zwykły adapter prosty DB9-do-DB25 nie robi ani jednego, ani drugiego. Mieszanie tych dwóch to częsta przyczyna pozornie martwego łącza.

Gdy port jest w adapterze USB

Wiele maszyn nie ma już portu szeregowego, więc połączenie przebiega przez konwerter USB-na-szeregowy. Konwerter prezentuje DTE, dokładnie jak wbudowany port, więc zasada null modem pozostaje niezmieniona: dwa DTE potrzebują krosowania. Układ konwertera wymaga odpowiedniego sterownika, a adaptery z wyjściem TTL nie są RS-232 i nie wolno ich łączyć bezpośrednio z portem RS-232. Te kwestie omówiono w przewodniku po adapterach USB do szeregowego.

Testowanie pętlą zwrotną

Zanim obwinisz kabel, udowodnij, że port działa. Wtyk pętli zwrotnej łączy TXD z RXD, a w pełnym teście RTS z CTS oraz DTR z DSR i DCD. Po założeniu wtyku wszystko, co wpiszesz w programie terminala, wraca natychmiast. Jeśli nie wraca, winny jest port, sterownik lub ustawienia terminala, a nie null modem.

Dla samego kabla tester ciągłości potwierdza, że każdy pin trafia tam, gdzie mówi tabela. Proste sprawdzenie mapy przewodów wykrywa przerwy, zwarcia i skrzyżowane przewody, ale nie powie, czy linie uzgadniania są w ogóle podłączone, jeśli oprogramowanie nigdy ich nie aktywuje. Testuj z oprogramowaniem, którego zamierzasz używać, z prędkością transmisji, z jaką zamierzasz pracować.

Co idzie nie tak

• Dwa DTE na kablu prostym. Najczęstszy błąd. Nic nie zostaje uszkodzone, ale dane nie przechodzą. Załóż null modem.
• Null modem tam, gdzie należy użyć kabla prostego. Komputer do modemu lub komputer do DCE wymaga kabla prostego. Null modem w tym miejscu krzyżuje sygnały dwukrotnie i łącze zawodzi.
• Kabel trójprzewodowy z włączoną sprzętową kontrolą przepływu. Połączenie startuje, a potem zawiesza się. Albo podłącz linie uzgadniania, albo wyłącz kontrolę przepływu na obu końcach.
• Zmieniacz płci użyty jako null modem. Zamienia obudowę, a nie sygnały.
• Szeregowy TTL połączony z RS-232. Strona niskonapięciowa może ulec uszkodzeniu. RS-232 waha się między około plus i minus 3 do 15 V; pin mikrokontrolera 3,3 V lub 5 V nie jest kompatybilny bez przesuwnika poziomów.
• Kabel dłuższy niż pozwala standard. RS-232 jest określony do 15 m (50 ft) przy 19 200 bodów, a niższe prędkości transmisji działają dalej. Poza tym użyj konwertera na standard różnicowy, taki jak RS-422 lub RS-485.
• Zły adapter do zadania. Prosty adapter DB9-do-DB25 w łączu null modem pozostawia brak krosowania.

Ta sama logika pojawia się po stronie sieci, gdzie kabel krosowany łączy dwa podobne urządzenia, a kabel prosty łączy urządzenie z przełącznikiem. Auto-MDI-X uczyniło to w większości automatycznym w Ethernet, ale porty szeregowe nigdy nie negocjują: kabel musi być właściwy. Porównanie kabli krosowanych wyjaśnia przypadek Ethernet.

Wybór właściwej części

Kup lub zbuduj kabel dla faktycznie występujących typów złączy i oznacz oba końce. Kabel null modem wygląda identycznie jak kabel prosty z zewnątrz i łatwo je pomylić w szufladzie. Sprawdzenie ciągłości zajmuje minutę i oszczędza popołudnie.