Нулевой модем - Null modem

Нулевой адаптер модема

Нулевой модем это способ связи для прямого подключения двух DTE (компьютер, Терминал, принтер и т. д.) с помощью RS-232 последовательный кабель. Название происходит от исторического использования RS-232 кабели для подключения двух телетайп устройства или два модемы чтобы общаться друг с другом; нуль-модем Под коммуникацией понимается использование перекрестного кабеля RS-232 для прямого подключения телетайпов друг к другу без модемов. Он также используется для последовательного подключения компьютера к принтеру, поскольку оба DTE, и известен как Кабель принтера.

Стандарт RS-232 асимметричен в отношении определений двух концов канала связи, предполагая, что один конец является DTE а другой - DCE, например а модем. При нуль-модемном соединении передавать и линии приема сшиты. В зависимости от цели, иногда также один или несколько рукопожатие линии сшиты. Используется несколько схем подключения, поскольку нуль-модемное соединение не покрывается стандартом RS-232.

Происхождение

Первоначально стандарт RS-232 был разработан и использовался для телетайп машины, которые могли общаться друг с другом по телефонным линиям. Каждый телетайп будет физически подключен к своему модему через соединение RS-232, и модемы могут звонить друг другу, чтобы установить удаленное соединение между телетайпами. Если пользователь желает соединить два телетайпа напрямую без модемов (нуль-модем), они перекрестно связывают соединения. Период, термин нуль-модем может также относиться к самому кабелю или адаптеру, а также к способу подключения.[1] Нуль-модемные кабели были популярным методом передачи данных между ранними персональными компьютерами с 1980-х до начала 1990-х годов.

Кабели и переходники

Нуль-модемный кабель

Нуль-модемный кабель - это последовательный кабель RS-232, в котором линии передачи и приема перекрещиваются. В некоторых кабелях также есть сшитые линии подтверждения. Во многих случаях используется прямой последовательный кабель вместе с нуль-модемом. адаптер. Адаптер содержит необходимые перекрестные связи между сигналами.[2][3]

Схемы подключения

Схема подключения нуль-модема DB-25
Схема подключения нуль-модема DE-9
Смотрите также: Последовательный порт: распиновка

Ниже приведена очень распространенная схема подключения нуль-модемного кабеля для соединения двух DTE (например, двух ПК), обеспечивающего полное квитирование, которое работает с программным обеспечением, полагаясь на правильное подтверждение Обнаружение носителя данных (DCD) сигнал:[2]

Одна сторонаСигнал
направление		Другая сторона
Сигнал и сокращенияDB-25 штырьDE-9 штырьDE-9 контактныйDB-25 контактныйСигнал
Рамка ЗемляFG1Нет данныхОбщиеНет данных1FG
Переданные данныеTxD, TD23→23RxD
Полученные данныеRxD, RD32←32TxD
Запрос на отправкуРТС47→85CTS
Очистить для отправкиCTS58←74РТС
Сигнальная земляSG75Общие57SG
Набор данных готовDSR66←420DTR
Обнаружение носителя данныхDCD, CD81
Терминал данных готовDTR204→18DCD
66DSR

Приложения

Изначально нуль-модем использовался для прямого соединения двух терминалов телетайпа без использования модемов. Поскольку стандарт RS-232 был принят другими типами оборудования, разработчикам нужно было решить, будут ли их устройства иметь интерфейсы, подобные DTE или DCE. Когда приложение требовало, чтобы два DTE (или два DCE) взаимодействовали друг с другом, требовался нуль-модем.[4]

Нулевые модемы обычно использовались для передача файла между компьютерами или удаленное управление. Под Майкрософт Виндоус Операционная система, то прямое кабельное соединение может использоваться через нуль-модемное соединение. Более поздние версии MS-DOS были отправлены с InterLnk программа. Обе части программного обеспечения позволяют отображать жесткий диск на одном компьютере в качестве сетевого диска на другом компьютере. Нет оборудования Ethernet (например, сетевая карта или модем) для этого требуется.[5] На Коммодор Амига системы, нуль-модемное соединение было обычным способом играть в многопользовательские игры между двумя машинами.

Популярность и доступность более быстрых систем обмена информацией, таких как Ethernet сделали использование нуль-модемных кабелей менее распространенным. В современных системах такой кабель еще может пригодиться для ядро режим разработки, поскольку он позволяет пользователю удаленно отлаживать ядро ​​с минимумом драйверов устройств и кода (последовательный драйвер в основном состоит из двух ФИФО буферы и процедура обслуживания прерывания ). КГДБ для Linux, ddb для BSD, и WinDbg или KD для Windows можно использовать, например, для удаленной отладки систем. Это также может обеспечить последовательную консоль, через которую отладчик в ядре может быть отключен в случае паники ядра, и в этом случае локальный монитор и клавиатура могут больше не использоваться ( GUI резервирует эти ресурсы, и переход к отладчику в случае паники не освободит их).

Другой контекст, в котором эти кабели могут быть полезны, - это администрирование «безголовых» устройств, обеспечивающих последовательную консоль администрирования (т. Е. Управляемые коммутаторы, серверные блоки для монтажа в стойку и различные встроенные системы). Примеры встроенных систем, которые широко используют нуль-модемы для удаленного мониторинга, включают: RTU, контроллеры устройств и интеллектуальные сенсорные устройства. Эти устройства, как правило, находятся в непосредственной близости и поддаются краткосрочной последовательной связи через такие протоколы, как DNP3, Modbus, и другие варианты IEC. Коммунальные предприятия электроэнергетики, нефти, газа и водоснабжения не спешат реагировать на новые сетевые технологии, что может быть связано с большими инвестициями в капитальное оборудование, срок службы которого измеряется десятилетиями. Последовательные порты и нуль-модемные кабели все еще широко используются в этих отраслях, а Ethernet постепенно становится широко доступным вариантом.

Типы нуль-модема

Для соединения двух устройств DTE вместе требуется нуль-модем, который действует как DCE между устройствами путем обмена соответствующими сигналами (TD-RD, DTR-DSR и RTS-CTS). Это можно сделать с помощью отдельного устройства и двух кабелей или с помощью проводного кабеля. Если устройства требуют обнаружения несущей, это можно смоделировать, подключив DSR и DCD внутри разъема, таким образом получая CD из удаленного сигнала DTR. Одна особенность Йост стандартом является то, что нуль-модемный кабель является "опрокидывающийся кабель "который просто меняет местами контакты с 1 по 8 на одном конце на контакты с 8 по 1 на другом конце.[1]

Нет аппаратного квитирования

Распиновка разъемов DB-25 (слева) и DE-9 (справа)

Самый простой тип последовательного кабеля не имеет аппаратного квитирования. К этому кабелю подключены только провода заземления для передачи данных и сигнала. Все остальные контакты не имеют связи. С этим типом кабеля управление потоком должен быть реализован в программном обеспечении. Использование этого кабеля ограничено трафиком данных только на его перекрестно соединенных линиях Rx и Tx. Этот кабель также можно использовать в устройствах, которые не нуждаются в управляющих сигналах модема или не используют их.[1]

Подтверждение связи с обратной связью

Распиновка разъемов DB-25 (слева) и DE-9 (справа)

Из-за проблем совместимости и потенциальных проблем с простым нуль-модемным кабелем было разработано решение, позволяющее обмануть программное обеспечение, заставив его думать, что доступно квитирование. Однако вывод кабеля просто зацикливается и физически не поддерживает аппаратное управление потоком.[1]

Этот кабель можно было использовать с дополнительным программным обеспечением, но он не имел реальных улучшений по сравнению с его предшественником. Программное обеспечение будет работать, полагая, что у него есть аппаратный контроль потока, но может внезапно остановиться, когда будут достигнуты более высокие скорости, и без видимой причины.

Частичное рукопожатие

Распиновка разъемов DB-25 (слева) и DE-9 (справа)

В этом кабеле линии управления потоком по-прежнему связаны с устройством. Однако это делается таким образом, чтобы Запрос на отправку (RTS) и Очистить для отправки (CTS), но не имеет реальной функциональности. Единственный способ, которым сигнал управления потоком достигнет другого устройства, - это если противоположное устройство проверяет наличие Обнаружение несущей (CD) сигнал (на контакте 1 кабеля DE-9 и контакте 8 кабеля DB-25). В результате только специально разработанное программное обеспечение могло использовать это частичное квитирование. Программный контроль потока по-прежнему работал с этим кабелем.[1]

Полное рукопожатие

Схема разводки контактов разъемов DB-25 (слева) и DE-9 (справа)

Этот кабель несовместим с аппаратным управлением потоком кабелей предыдущих типов из-за пересечения его контактов RTS / CTS. При наличии подходящего программного обеспечения этот кабель может работать на гораздо более высоких скоростях, чем его предшественники. Он также поддерживает программное управление потоком данных.[1]

Виртуальный нуль-модем

Виртуальный нуль-модем - это способ связи между двумя компьютерные приложения напрямую используя виртуальный последовательный порт. В отличие от нуль-модемного кабеля, виртуальный нуль-модем является программного обеспечения решение, которое имитирует аппаратный нуль-модем в компьютере.[6][7] Все функции аппаратного нуль-модема также доступны в виртуальном нуль-модеме. У этого есть несколько преимуществ:

  • Более высокая скорость передачи последовательных данных, ограниченная только производительностью компьютера и скоростью сети
  • Виртуальные соединения по локальной сети или Интернету, что снижает ограничения по длине кабеля
  • Практически неограниченное количество виртуальных подключений
  • Нет необходимости в последовательном кабеле
  • Физический последовательные порты оставаться свободным

Например, DOSBox позволил старшим ДОС игры использовать виртуальные нуль-модемы.

Другой распространенный пример - Unix псевдотерминалы (pty), которые представляют стандарт tty интерфейс для пользовательских приложений, включая виртуальные последовательные элементы управления. Два таких ptys могут быть легко связаны вместе приложением для формирования виртуального нуль-модемного канала связи.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж Ламмерт Бис. "Подключение последовательного нуль-модемного кабеля RS232 и руководство". lammertbies.nl. Получено 2013-12-26.
  2. ^ а б «Нулевой модем». nullmodem.com. 2008-11-07. Получено 2013-12-26.
  3. ^ "Нуллмодем (9-9) - HwB". hardwarebook.info. 2006-12-27. Получено 2013-12-26.
  4. ^ «ADTPro - последовательный кабель ADTPro». sourceforge.net. 2011-01-25. Получено 2013-12-26.
  5. ^ «Внешние команды MS-DOS - INTERLNK». angelfire.com. Получено 2013-12-26.
  6. ^ "Эмулятор нуль-модема | Скачать программное обеспечение эмулятора нуль-модема бесплатно на". sourceforge.net. Получено 2013-12-26.
  7. ^ "Разработчик BerliOS: Краткое описание проекта - Виртуальный нуль-модемный кабель N8VB_vCOM". berlios.de. 2005-07-15. Архивировано из оригинал на 2013-12-26. Получено 2013-12-26.

внешние ссылки