Módem nulo

Módem nulo es un método de comunicación para conectar directamente dos DTE (ordenador, terminal, impresora, etc.) mediante un cable serie RS-232. El nombre proviene del uso histórico de cables RS-232 para conectar dos dispositivos de teletipo o dos módems para comunicarse entre sí; La comunicación módem nulo se refiere al uso de un cable RS-232 cruzado para conectar los teleimpresores directamente entre sí sin los módems. También se utiliza para conectar en serie una computadora a una impresora, ya que ambas son DTE, y se le conoce como Cable de Impresora.

El estándar RS-232 es asimétrico en cuanto a las definiciones de los dos extremos del enlace de comunicaciones, asumiendo que un extremo es un DTE y el otro es un DCE, p.e. un módem. Con una conexión de módem nulo, las líneas de transmisión y recepción están entrecruzadas. Dependiendo del objetivo, a veces también están reticuladas una o varias líneas de apretón de manos. Se utilizan varios diseños de cableado porque la conexión de módem nulo no está cubierta por el estándar RS-232.

Orígenes

Originalmente, el estándar RS-232 se desarrolló y utilizó para máquinas teleimpresoras que podían comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas. Cada teleimpresor estaría conectado físicamente a su módem a través de una conexión RS-232 y los módems podrían llamarse entre sí para establecer una conexión remota entre los teleimpresores. Si un usuario deseara conectar dos teletipos directamente sin módems (módem nulo), entonces entrelazaría las conexiones. El término módem nulo también puede referirse al cable o adaptador en sí, así como al método de conexión. Los cables de módem nulo fueron un método popular para transferir datos entre las primeras computadoras personales desde la década de 1980 hasta principios de la de 1990.

Cables y adaptadores

Un cable de módem nulo es un cable serial RS-232 donde las líneas de transmisión y recepción están entrecruzadas. En algunos cables también hay líneas de apretón de manos reticuladas. En muchas situaciones se utiliza un cable serie directo, junto con un adaptador de módem nulo. El adaptador contiene los enlaces cruzados necesarios entre las señales.

Diagramas de cableado

A continuación se muestra un diagrama de cableado muy común para un cable de módem nulo para interconectar dos DTE (por ejemplo, dos PCs) que proporciona el apretado de manos completo, que funciona con software que confía en la correcta afirmación de la Detector de datos (DCD) signal:

Aplicaciones

La aplicación original de un módem nulo era conectar dos terminales de teletipo directamente sin utilizar módems. Como el estándar RS-232 fue adoptado por otros tipos de equipos, los diseñadores tuvieron que decidir si sus dispositivos tendrían interfaces tipo DTE o DCE. Cuando una aplicación requería que dos DTE (o dos DCE) necesitaran comunicarse entre sí, entonces era necesario un módem nulo.

Los módems nulos se usaban comúnmente para la transferencia de archivos entre computadoras o para la operación remota. En el sistema operativo Microsoft Windows, la conexión directa por cable se puede utilizar a través de una conexión de módem nulo. Las versiones posteriores de MS-DOS se enviaron con el programa InterLnk. Ambos programas permiten mapear un disco duro en una computadora como una unidad de red en la otra computadora. Para ello no se requiere ningún hardware Ethernet (como una tarjeta de interfaz de red o un módem). En la computadora Amiga, una conexión de módem nulo era una forma común de jugar juegos multijugador entre dos máquinas.

La popularidad y disponibilidad de sistemas de intercambio de información más rápidos, como Ethernet, hicieron que el uso de cables de módem nulo fuera menos común. En los sistemas modernos, un cable de este tipo aún puede ser útil para el desarrollo en modo kernel, ya que permite al usuario depurar remotamente un kernel con un mínimo de controladores de dispositivo y código (un controlador serie consta principalmente de dos buffers FIFO y una rutina de servicio de interrupción). . KGDB para Linux, ddb para BSD y WinDbg o KD para Windows se pueden utilizar para depurar sistemas de forma remota, por ejemplo. Esto también puede proporcionar una consola serie a través de la cual se puede acceder al depurador interno en caso de que se produzca un pánico en el kernel, en cuyo caso es posible que el monitor y el teclado locales ya no se puedan utilizar (la GUI reserva esos recursos y los transfiere al depurador en el caso de pánico no los liberará).

Otro contexto en el que estos cables pueden resultar útiles es cuando se administran dispositivos "sin cabeza" Dispositivos que proporcionan una consola de administración en serie (es decir, conmutadores administrados, unidades de servidor montadas en bastidor y varios sistemas integrados). Un ejemplo de sistemas integrados que utilizan ampliamente módems nulos para el monitoreo remoto incluyen RTU, controladores de dispositivos y dispositivos de detección inteligentes. Estos dispositivos tienden a residir muy cerca y se prestan a comunicaciones en serie de corto plazo a través de protocolos como DNP3, Modbus y otras variantes de IEC. Las empresas de servicios públicos de electricidad, petróleo, gas y agua tardan en responder a las nuevas tecnologías de redes, lo que puede deberse a grandes inversiones en bienes de capital cuya vida útil se mide en décadas. Los puertos serie y los cables de módem nulo todavía se utilizan ampliamente en estas industrias y Ethernet poco a poco se está convirtiendo en una opción ampliamente disponible.

Tipos de módem nulo

Para conectar dos dispositivos DTE juntos se requiere un módem nulo que actúe como DCE entre los dispositivos intercambiando las señales correspondientes (TD-RD, DTR-DSR y RTS-CTS). Esto se puede hacer con un dispositivo separado y dos cables, o usando un cable cableado para hacerlo. Si los dispositivos requieren Carrier Detect, se puede simular conectando DSR y DCD internamente en el conector, obteniendo así CD de la señal DTR remota. Una característica del estándar Yost es que un cable de módem nulo es un "cable enrollable" eso simplemente invierte los pines 1 a 8 en un extremo a 8 a 1 en el otro extremo.

Sin protocolo de enlace de hardware

Cableado para conectores DB-25 (izquierda) y DE-9 (derecha)

El tipo más simple de cable serie no tiene protocolo de enlace de hardware. Este cable solo tiene conectados los cables de tierra de señal y datos. Todos los demás pines no tienen conexión. En este tipo de cable se debe implementar un control de flujo en el software. El uso de este cable está restringido al tráfico de datos únicamente en sus líneas Rx y Tx interconectadas. Este cable también se puede utilizar en dispositivos que no necesitan ni hacen uso de señales de control de módem.

Apretón de manos en bucle invertido

Cableado para conectores DB-25 (izquierda) y DE-9 (derecha)

Debido a los problemas de compatibilidad y posibles problemas con un simple cable de módem nulo, se desarrolló una solución para engañar al software haciéndole creer que había un protocolo de enlace disponible. Sin embargo, el pin del cable simplemente se enrolla hacia atrás y no soporta físicamente el control de flujo del hardware.

Este cable podría usarse con más software, pero no tenía mejoras reales con respecto a su predecesor. El software funcionaría pensando que tenía control de flujo de hardware, pero podría detenerse repentinamente cuando se alcanzaran velocidades más altas y sin ningún motivo identificable.

Apretón de manos parcial

Cableado para conectores DB-25 (izquierda) y DE-9 (derecha)

En este cable, las líneas de control de flujo todavía están conectadas al dispositivo. Sin embargo, lo hacen de una manera que aún permite el control de flujo Solicitar envío (RTS) y Borrar para enviar (CTS), pero no tiene ninguna funcionalidad real. La única forma en que la señal de control de flujo llegaría al otro dispositivo es si el dispositivo opuesto verificara una señal Carrier Detect (CD) (en el pin 1 de un cable DE-9 y el pin 8 en un DB- 25 cables). Como resultado, sólo el software especialmente diseñado podría hacer uso de este protocolo de enlace parcial. El control de flujo del software todavía funcionaba con este cable.

Apretón de manos completo

Cableado para conectores DB-25 (izquierda) y DE-9 (derecha)

Este cable es incompatible con los tipos de cables anteriores' control de flujo de hardware, debido a un cruce de sus pines RTS/CTS. Con el software adecuado, el cable es capaz de alcanzar velocidades mucho más altas que sus predecesores. También admite control de flujo de software.

Módem nulo virtual

Un módem nulo virtual es un método de comunicación para conectar dos aplicaciones informáticas directamente mediante un puerto serie virtual. A diferencia de un cable de módem nulo, un módem nulo virtual es una solución de software que emula un módem nulo de hardware dentro de la computadora. Todas las funciones de un módem nulo de hardware también están disponibles en un módem nulo virtual. Esto tiene algunas ventajas:

• Velocidad de transmisión más alta de los datos serie, limitada sólo por el rendimiento de la computadora y la velocidad de la red
• Conexións virtuales a través de la red local o Internet, mitigación de restricciones de longitud de cable
• Número virtualmente ilimitado de conexiones virtuales
• No es necesario un cable serial
• Los puertos de serie físicos del ordenador permanecen libres

Por ejemplo, DOSBox ha permitido que los juegos de DOS más antiguos utilicen módems nulos virtuales.

Otro ejemplo común consiste en pseudoterminales Unix (pty) que presentan una interfaz tty estándar para las aplicaciones de usuario, incluidos controles seriales virtuales. Dos de estos ptys pueden unirse fácilmente mediante una aplicación para formar una ruta de comunicación de módem nulo virtual.