كابل مودم صفري: توصيل منفذي تسلسليين بنفس الوظيفة

لا تتفاوض المنافذ التسلسلية. يرسل كل طرف على دبوس واحد ويستمع على دبوس آخر، وقد صُممت الأطراف لتكون مختلفة.

يحتوي الحاسوب والطابعة وطابعة الملصقات ومسجل البيانات ومعظم وحدات التحكم الصناعية على نوع واحد من المنافذ. أما المودم، والأجهزة التي تحل محله، فتستخدم النوع الآخر. ينقل كابل مباشر بين منفذ من كل نوع البيانات. بينما لا ينقل نفس الكابل بين منفذين من النوع الأول أي بيانات، وبالتالي لا يُظهر كلا المنفذين أي إشارة.

يقوم كابل المودم الصفري بتبديل زوج الإرسال والاستقبال، مما يجعل الحالة الثانية تعمل. يتم تحديد ما إذا كان الرابط يحتاج إلى هذا الكابل من خلال قراءتين: دور المنفذ في كل طرف، والدبوس الذي يحمل بيانات الإرسال.

لماذا يحتاج منفذان أحيانًا إلى كابل متقاطع

تقسيم الأدوار الذي يضطلع به RS-232

كانت تقنية RS-232 تُسند مهمة مختلفة لكل طرف من أطراف الوصلة. يقوم طرف الجهاز (DTE) بإنشاء البيانات، بينما يقوم طرف الاتصال (DCE) بتمريرها عبر الخط. يُصنف الحاسوب المكتبي ضمن المجموعة الأولى، إلى جانب الطابعة ومسجل البيانات ووحدة التحكم الصناعية. أما المودم فيُصنف ضمن المجموعة الثانية، بالإضافة إلى المعدات المصممة لمحاكاة وظيفته.

تم إصلاح المشكلة. تم توصيل طرف طرفي بالمنفذ 3 واستقباله بالمنفذ 2. تم توصيل طرف اتصال آخر بالمنفذ 2 واستقباله بالمنفذ 3. تم وضع واحد من كل نوع في كابل بحيث يتصل منفذ الإرسال بمنفذ الاستقبال. يمكن تمرير جميع الأسلاك مباشرة.

عندما يدّعي كلا الطرفين نفس الدور

أدى وجود منفذي كمبيوتر على وصلة واحدة إلى تعطيل هذا الترتيب. أرسل كلاهما إشارة عبر الدبوس رقم 3. وصل كابل مستقيم الدبوس رقم 3 بالدبوس رقم 3 والدبوس رقم 2 بالدبوس رقم 2، ولم يستقبل أي من الطرفين أي إشارة. بقي كلا المنفذين جاهزين للاستخدام بينما ظلت الوصلة فارغة.

تعطل منفذا اتصال بنفس الطريقة. نفس السبب، نفس الإصلاح.

من أين جاء الاسم

قام المحول الذي أصلح العطل باستبدال جهازي مودم. كان جهازان طرفيان يتواصلان عبر جهازي مودم وخط هاتف. تجاوز المحول الخط ونسخ ما كان يفعله المودم بالأسلاك، وهو تبديل الدبابيس. لا خط، لا اتصال، لا شبكة. سجل نول هذه الانقطاعات الثلاثة.

لماذا استمر الكابل لفترة أطول من المودم

كان جهازان مكتبيان ينقلان الملفات عبر كابل تسلسلي كلما فُقدت بطاقة الشبكة. واستمر العمل على الأنظمة المدمجة على هذا النمط. كان جهاز كمبيوتر محمول يتصل بوحدة تحكم تعرض منفذًا طرفيًا، ولم يكن هناك مودم في الغرفة.

قراءة نوع المنفذ قبل الطلب

جنس الشخص الرابط كدليل أولي

جاء الموصل ذو التسعة دبابيس ونظام تصنيفه من معيار TIA/EIA-574. عادةً ما كان منفذ DCE مزودًا بموصل DB9 أنثى، ومنفذ DTE بموصل DB9 ذكر. وقد خالفت وصلات اللوحة وكابلات المحولات والمعدات القديمة هذا النمط بشكل متكرر بما يكفي لجعل الغلاف الخارجي دليلاً على ذلك.

تأكيد وظيفة الإشارة عند كل طرف

تم تثبيت الكابل على الطرف 3 من كلا الطرفين. أرسل كلا الطرفين البيانات من خلاله، مما أدى إلى تقاطع الطرفين. إرسال أحد الطرفين عبر الطرف 3 والآخر عبر الطرف 2 ترك جميع الأطراف متصلة مباشرة. يحتوي دليل وحدة التحكم أو رسم المنفذ على مخطط توصيل كابل RS-232 الخاص بهذا الجهاز، ويمكن أن تتضمن أربعة خطوط: الإرسال، والاستقبال، وطلب الإرسال، وموافقة الإرسال.

ما الذي ينبغي أن يُدرج في مذكرة الميناء

تضمنت الملاحظة الخاصة بكل جهاز أربع معلومات أساسية: اسم الجهاز، ووظيفة المنفذ، ونوع الموصل، ودبوس الإرسال. اعتمد المورد على هذه المعلومات الأربع. في حال عدم توفرها، كان المورد يجيب بسؤال، ويبقى الطلب معلقًا ريثما يتم توضيحه.

ما هي الخطوط التي يعبرها كابل المودم الصفري؟

الخطوط الثلاثة التي تحمل البيانات

يبدأ مخطط توصيل مودم الصفر بثلاثة أسلاك. يتصل السلك رقم 2 في أحد طرفي الجهاز بالسلك رقم 3 في الطرف الآخر. ويتصل السلك رقم 3 بالسلك رقم 2. ويتصل السلك رقم 5 بالسلك رقم 5. يرسل زوج الأسلاك المتقاطع البيانات في كلا الاتجاهين، ويوفر السلك رقم 5 مرجعًا مشتركًا لكلا الطرفين. لا يحتاج هذا الرابط الذي ينقل البيانات بسلاسة ودون انقطاع إلى أي شيء آخر.

إضافة زوج المصافحة

تطلّب التحكم في التدفق أسلاكًا إضافية. تلقى طلب الإرسال من أحد الطرفين إشارةً واضحةً للإرسال من الطرف الآخر، لذا استقبل المنفذ الذي كان ينتظر الإذن قبل الإرسال الطلب. كانت مجموعة البيانات جاهزة، ومحطة البيانات جاهزة، وتمّ الكشف عن الناقل، إما عن طريق الاقتران أو إعادة التوصيل، لأن كل منفذ كان يتوقع استجابة من المودم.

كانت بعض الروابط تعمل بثلاثة أسلاك. أما الجهاز الذي يحتفظ ببياناته حتى يحصل على إذن القراءة فلم يكن قادراً على ذلك.

لماذا لا يتم تحديد التخطيط وفقًا للمعيار؟

حدد معيار RS-232 أدوار المنافذ وأسماء الإشارات. أما ترتيب دبابيس محول المودم الصفري فكان خارج نطاقه. وقد اختلف الموردون بشكل كبير في أسلاك المصافحة، لذا فإن كابلين كاملَي المصافحة يُباعان تحت اسم واحد قد يحملان تخطيطين مختلفين. وقد حُسم الأمر بالرسم التوضيحي. وتم التحقق من تطابق الدبابيس مع الجهازين، لأن وصف الملصق الموجود على الكيس للمحول كان غير دقيق في أحسن الأحوال.

تحويل قرار التوصيلات الكهربائية إلى أمر إنتاج

تصميم الكابلات للمسافة والتداخل

رسمٌ يُسمى خريطة الدبابيس، وغلاف المنفذ، والطول. غالبًا ما كان الكابل نفسه غائبًا عن الرسم، وكان طوله هو ما يُحدد ذلك الجزء.

تم استخدام كابل مسطح رمادي اللون ذي موصلات نحاسية مطلية بالقصدير عيار 28AWG لتمديد الكابل داخل الخزانة. وكان عازله مصنوعًا من مادة PVC، وقد اجتاز اختبارات مقاومة اللهب الرأسية التي تتطلبها معايير UL وCSA، كما أن تصنيفات درجة الحرارة والجهد الكهربائي الخاصة به تغطي الأجزاء الداخلية للمعدات.

أدى مسار ينحني حول الهيكل إلى نقل الحل إلى سلك التوصيل، الذي يظل مرنًا حيث يتعين على الكابل أن يتبع الهيكل.

كما احتاجت خزانة مليئة بالعواكس ومصادر التبديل إلى درع أيضًا: رقائق الألومنيوم أو جديلة النحاس المطلية بالقصدير، مقاسة عبر نطاق الجيغاهرتز.

بعد خمسة أمتار، دخل الغلاف أو ازداد الموصل، لأن المقاومة والضوضاء المقترنة ارتفعتا معًا على طول المسافة.

مقبس IDC أو أطراف التوصيل بالضغط

يحدد المنفذ وحجمه الطرفية. يضغط مقبس IDC الشريط على شفرات إزاحة العزل بضربة واحدة، وتحدد المسافة بين الصفوف الجزء. يغطي الحجم الشائع 2.54 مم الطابعة ووحدة التحكم الصناعية وموصل لوحة الدوائر المطبوعة.

أتاحت أطراف التوصيل المضغوطة الوصول إلى الواجهات التي لا يمكن لمقبس IDC الوصول إليها، وصولاً إلى أصغر المسافات بين النقاط على الأجهزة.

كان من الضروري التحقق من التوافق في كلتا الحالتين. كان على شفرة IDC أن تصل عبر العازل إلى النحاس. وكان على الأسطوانة أن تغلق على السلك المجدول بقوة كافية. وحافظ هامش تيار يبلغ خُمس التيار على التلامس ضمن نطاقه المقنن، وغطى البرونز الفوسفوري المطلي بالقصدير أو الذهب خطر الأكسدة.

خطأ في توصيل الكابلات المتقاطعة

كان هناك رسمان على منضدة واحدة. أحدهما مستقيم والآخر متقاطع. اختار عامل الورقة التي تتناسب مع الطول، وقام بصنع الكابل، وبدا الكابل صحيحًا حتى قام أحدهم باختباره.

أدى وضع تطابق الدبابيس في المحطة إلى حل المشكلة. تم عرض كلا النمطين جنبًا إلى جنب، وتم التحقق من النموذج الأول مقابل الرسم قبل استمرار العرض.

كيفية التحقق من كل قطعة قبل شحنها

الاختبارات التي تثبت صحة خريطة الدبابيس

تم فحص استمرارية التوصيلات أولاً، دبوسًا دبوسًا، وفقًا للرسم. وقد رصدت كابلًا متقاطعًا مبنيًا بشكل مستقيم وكابلًا مستقيمًا مبنيًا بشكل متقاطع، وكلاهما بدا صحيحًا للعين المجردة.

ثم جاء دور مقاومة التلامس، حيث تم ضبط مقاومة التوصيل في التصميم المخصص بحيث لا تتجاوز 15 ملي أوم. أما مقاومة العزل فوصلت إلى مئات الميغا أوم. وخضع كل طرف لاختبار شد، لأن التوصيل بقوة ضعيفة قد يثبت أثناء الاختبار وينقطع أثناء الاستخدام. وعند تركيب غلاف واقٍ، تم قياس فعاليته.

كل تجميعة تسلسلية وتجميعة COM تم بناؤها بواسطة لونيكس تم اختبارها قطعة قطعة قبل تعبئتها.

المواد الخام وعمليات الفحص التي تقف وراءها

بدأت معظم هذه الأعطال قبل التجميع بفترة طويلة. فمثلاً، أدى تثبيت الموصل بشكل غير محكم إلى تركه مرتخياً داخل الأسطوانة. كما أدى تأكسد الطلاء إلى زيادة المقاومة عند الوصلة. أما شفرة IDC التي توقفت قبل ملامسة النحاس، فقد تركت الدائرة مفتوحة.

كان لكل سبب إعدادٌ لإزالته. تمت معايرة قوة الكبس وفقًا لقطر السلك. تم فحص الأسلاك والوصلات الواردة وفقًا للمواصفات قبل تخزينها. تم ضبط شفرات القطع بحيث يتم قطع العازل مع الحفاظ على سلامة الموصل.

ما الذي يجب أن يظهر في الرسم؟

حدد الرسم التخطيطي مواقع الأطراف وتطابقها. كما أضاف نوع الكابل، وطوله، وخطوة الموصل، ومعايير القبول للاستمرارية وقوة الشد. يقارن كل اختبار على الخط الكابل بهذا الرسم. أما الطلب الذي لا يتضمن رسمًا تخطيطيًا فيجعل المفتش يقارن الكابل بفكرة عامة.

حيث لا يزال المنتج القياسي بحاجة إلى تحسين

غطت قطع الكتالوج النمط الشائع. عندما احتاجت الخزانة إلى عدة منافذ، كان هناك مجموعة كابلات مسطحة متعددة المنافذ التسلسلية تم نقلها على شريط واحد مع وجود وصلة تقاطع مدمجة في الكابل. لوحة يتم التعامل معها أثناء الخدمة تأخذ كابل تسلسلي COM ذو تسعة دبابيس مصبوب ومقوىحيث يتحمل الغلاف المصبوب التآكل بدلاً من المفصل. وحيث يتجاوز عدد المنافذ أو الغلاف أو درجة الميل ما هو مذكور في الكتالوج، برنامج كابلات ODM/OEM تم تحديد مخطط الدبابيس والموصل ومعايير الاختبار في رسم تخطيطي قبل بدء الإنتاج.

خاتمة

يُثبّت المنفذان الكابل. في حالة تطابق اتجاه الإشارة على دبابيس البيانات، يتقاطع الزوج. أما في حالة اختلاف الاتجاه، فيمر كل دبوس بشكل مستقيم. يترك المعيار توصيل المصافحة مفتوحًا، لذا يجب تضمين التوصيل المتقاطع في المواصفات. ثم يتحقق اختبار الاستمرارية من مخطط الدبابيس على كل وحدة.

الأسئلة الشائعة

س1: هل يمكن للمحول أن يحل محل كابل المودم الصفري؟

ج1: يؤدي نفس الوظيفة ويضيف منفذي توصيل للوصلة. هذا مناسب للاستخدام على طاولة العمل. أما داخل الأجهزة ذات المساحة المحدودة، فإن وجود منفذي توصيل إضافيين يعني وجود وصلتين إضافيتين يجب تثبيتهما. لذا، يُنصح بتضمين وصلة التوصيل المتقاطع في الكابل.

س2: هل يعبر كل كابل مودم صفري خطوط المصافحة؟

ج٢: لا. النسخة ثلاثية الخطوط تعبر خطوط الإرسال والاستقبال وأرضية الإشارة، وهي مناسبة للوصلات التي تبث البيانات دون انتظار. أما الجهاز الذي يحتفظ ببياناته حتى يقرأ إشارة إذن، فيحتاج أيضًا إلى عبور خطوط المصافحة. وتُحدد وثائق المنفذ هذه الخطوط.

س٣: ما الذي يجب أن يتضمنه أمر الشراء؟

ج٣: يوضح الرسم البياني مطابقة دبابيس التوصيل مع الأرقام المذكورة، ونوع الكابل، وطوله، ومسافة التوصيل بين الموصلات، ومعايير القبول الخاصة بالاستمرارية وقوة الشد. وبناءً على هذه العناصر، يتم التحقق من مطابقة الكابل المُسلّم للطلب.