Cabos Null Modem: Fiação, Adaptadores e Pinagens

Um cabo null modem conecta dois dispositivos que esperam ser a extremidade computador de um link serial. Ele cruza as linhas de transmissão e recepção para que a saída de cada lado chegue à entrada do outro lado, e é o equivalente serial do cabo crossover usado em Ethernet. Você precisa de um sempre que dois DTEs - dois PCs, dois terminais, um PC e um console de roteador - precisarem se comunicar sem um modem no meio.

Por que um cabo direto não funciona

RS-232 define dois papéis. Um DTE é o computador ou terminal; um DCE é o modem ou outro equipamento de comunicação. Um cabo direto é ligado pino a pino e destina-se a conectar um DTE a um DCE, porque o modem já faz o cruzamento internamente. Coloque dois DTEs em um cabo direto e ambos transmitem no mesmo fio e ambos escutam no outro: nada chega. O null modem faz o cruzamento no cabo.

Fiação do null modem

O link mínimo precisa apenas de transmissão, recepção e terra de sinal cruzados ou compartilhados. O controle de fluxo por hardware adiciona as linhas de handshake. A configuração completa do null modem DB9 é:

Leia como um cruzamento: TXD de um lado chega em RXD do outro, RTS chega em CTS, e DTR cruza para DSR e DCD. O terra de sinal passa direto. Alguns cabos ligam DTR a DSR e DCD na mesma extremidade em vez de cruzá-los; isso satisfaz software que apenas verifica se a linha está ativa, mas não realiza um handshake real.

Um null modem de três fios usa apenas os pinos 2, 3 e 5. Funciona com software configurado sem controle de fluxo e falha com software que espera por CTS. Se um link é estabelecido e depois trava após uma rajada de dados, a falta de fiação de handshake é a causa usual.

DB9, DB25 e os adaptadores

O conector DE-9, quase sempre chamado DB9, é a porta serial comum em PCs. O DB25 foi o conector original de PC e modem. As funções dos pinos diferem entre os dois, então um null modem feito para um não é o mesmo cabo que um feito para o outro. As atribuições completas de pinos para ambos estão na referência de pinagem serial RS-232.

Adaptadores existem em duas formas. Um adaptador null modem é uma pequena carcaça com um conector macho em uma face e fêmea na outra, internamente ligado como um crossover; ele transforma qualquer cabo de extensão direto em um link null modem. Um cabo null modem tem o crossover embutido e é a melhor escolha para uma instalação permanente, porque cada par extra de conexão é outro ponto de falha. Adaptadores são úteis quando o gênero do conector no equipamento é fixo e você não pode trocar o cabo.

Trocadores de gênero

Um trocador de gênero troca macho por fêmea sem cruzar nada. Não é um null modem e não fará dois DTEs se comunicarem. É usado quando um cabo e uma porta são ambos machos ou ambos fêmeas. Um adaptador null modem e um trocador de gênero parecem similares; verifique a etiqueta e, em caso de dúvida, teste os pinos com um multímetro de continuidade.

DB9 para DB25

Um adaptador null modem DB9-para-DB25 deve cruzar os sinais e traduzir os números dos pinos ao mesmo tempo. Um adaptador direto DB9-para-DB25 não faz nem uma coisa nem outra. Misturar os dois é uma fonte comum de um link que parece morto.

Quando a porta está em um adaptador USB

Muitas máquinas não têm mais porta serial, então o link passa por um conversor USB-serial. O conversor apresenta um DTE, exatamente como uma porta embutida, então a regra do null modem é inalterada: dois DTEs precisam de um crossover. O chip do conversor precisa do driver correto, e adaptadores com saída TTL não são RS-232 e não devem ser ligados diretamente a uma porta RS-232. Esses pontos são abordados no guia de adaptadores USB para serial.

Testando com um loopback

Antes de culpar o cabo, prove que a porta funciona. Um plugue de loopback liga TXD a RXD e, para um teste completo, RTS a CTS e DTR a DSR e DCD. Com o plugue encaixado, qualquer coisa digitada em um programa de terminal volta imediatamente. Se não voltar, a porta, o driver ou as configurações do terminal estão com problema, não o null modem.

Para o cabo em si, um testador de continuidade confirma se cada pino chega onde a tabela indica. Uma verificação simples de mapa de fios encontra aberturas, curtos e fios cruzados, mas não consegue dizer se as linhas de handshake estão ligadas se o software nunca as ativa. Teste com o software que pretende usar, na taxa de transmissão que pretende utilizar.

O que dá errado

• Dois DTEs em um cabo direto. O erro mais comum. Nada é danificado, mas nenhum dado passa. Coloque um null modem.
• Um null modem onde um cabo direto é necessário. Um PC para um modem ou um PC para um DCE precisa de um cabo direto. Um null modem aí cruza os sinais duas vezes e o link falha.
• Cabo de três fios com controle de fluxo por hardware habilitado. O link inicia e depois trava. Ou ligue as linhas de handshake ou desligue o controle de fluxo nas duas pontas.
• Trocador de gênero usado como null modem. Ele troca a carcaça, não os sinais.
• Serial TTL ligado a RS-232. O lado de baixa tensão pode ser danificado. RS-232 oscila entre aproximadamente mais e menos 3 a 15 V; um pino de microcontrolador de 3,3 V ou 5 V não é compatível sem um conversor de nível.
• Um cabo mais longo do que o padrão permite. RS-232 é especificado para 15 m (50 ft) a 19.200 baud, e taxas mais baixas vão mais longe. Além disso, use um conversor para um padrão diferencial como RS-422 ou RS-485.
• O adaptador errado para a tarefa. Um adaptador direto DB9-para-DB25 em um link null modem deixa o crossover faltando.

A mesma lógica aparece no lado da rede, onde um cabo crossover conecta dois dispositivos iguais e um cabo direto conecta um dispositivo a um switch. O Auto-MDI-X tornou isso quase automático em Ethernet, mas portas seriais nunca negociam: o cabo precisa estar certo. A comparação de cabos crossover explica o caso Ethernet.

Escolhendo a peça certa

Compre ou monte o cabo para os tipos de conector realmente presentes e etiquete as duas pontas. Um cabo null modem parece idêntico a um cabo direto por fora, e os dois são fáceis de confundir em uma gaveta. Uma verificação de continuidade leva um minuto e economiza uma tarde.