סקירה זו מביאה פירוט נרחב לגבי תקינה, שימושים,
חומרה וכבילה עפ"י תקן RS232 בתקשורת נתונים.
RS232 הינו הכינוי המקובל לסידרת תקנים לאותות בקרה ווהעברת נתונים
באופן בינארי סריאלי בין ציוד קצה DTE לבין מחשב עם חיבור סריאלי DCE.
התקן מגדיר מאפיינים חשמליים ותזמון אותות, את משמעות האותות
ואת המבנה הפיזי של חיבורי הקצה. גירסת התקן הנוכחית של RS232 הוגדרה עוד בשנת 1997.
חומרה וכבילה עפ"י תקן RS232 בתקשורת נתונים.
RS232 הינו הכינוי המקובל לסידרת תקנים לאותות בקרה ווהעברת נתונים
באופן בינארי סריאלי בין ציוד קצה DTE לבין מחשב עם חיבור סריאלי DCE.
התקן מגדיר מאפיינים חשמליים ותזמון אותות, את משמעות האותות
ואת המבנה הפיזי של חיבורי הקצה. גירסת התקן הנוכחית של RS232 הוגדרה עוד בשנת 1997.
הגירסה הראשונית לתקן RS232 הוגדרה עוד בשנת 1969
והיא הגדירה את המאפיינים הבאים:
- מאפייני אותות חשמליים (רמות מתח), קצבי העברה, תזמון אותות ועומס מירבי.
- מאפייני הממשק המכאני, מבנה הקונקטורים וזיהוי כל אחד מהפינים בחיבור RS232.
- תפקידו של כל פין בקונקטור RS232
- הגדרות בסיסיות לממשקי מעגלים של יישומי תקשורת נבחרים
והיא הגדירה את המאפיינים הבאים:
- מאפייני אותות חשמליים (רמות מתח), קצבי העברה, תזמון אותות ועומס מירבי.
- מאפייני הממשק המכאני, מבנה הקונקטורים וזיהוי כל אחד מהפינים בחיבור RS232.
- תפקידו של כל פין בקונקטור RS232
- הגדרות בסיסיות לממשקי מעגלים של יישומי תקשורת נבחרים
התקן לא מגדיר את המאפיינים הבאים:
- המסגרת הכוללת של זרימת הנתונים כגון מספר הביטים, ביט התחלה וביט סיום
- פרוטוקלים לזיהוי שגיאות או אלגוריתמים לדחיסת נתונים
- קצב ביטים לשידור נתונים, אף על פי שהתקן כן מציין כי הינו מותאם לקצבים נמוכים מ-20,000 ביטים לשניה.
כיום רוב המודמים וציוד קצה אחר תומכים בקצבים של 115,200 ביטים לשניה ומעלה.
- מתח נדרש לציוד קצה
- המסגרת הכוללת של זרימת הנתונים כגון מספר הביטים, ביט התחלה וביט סיום
- פרוטוקלים לזיהוי שגיאות או אלגוריתמים לדחיסת נתונים
- קצב ביטים לשידור נתונים, אף על פי שהתקן כן מציין כי הינו מותאם לקצבים נמוכים מ-20,000 ביטים לשניה.
כיום רוב המודמים וציוד קצה אחר תומכים בקצבים של 115,200 ביטים לשניה ומעלה.
- מתח נדרש לציוד קצה
התקשורת כפי שהינה מוגדרת בתקן RS232 הינה שיטה סריאלית א-סינכרונית.
כאשר מציינים את המונח סריאלי הכוונה הינה שהמידע מועבר ביט אחד בכל פעם.
א-סינכרוני אומר לנו כי המידע אינו מועבר בטווחי זמן מוגדרים מראש.
תחילת העברת המידע יכולה להתחיל בכל רגע נתון והמחשב המצוי בצידו השני
של ציוד הקצה צריך להיות ערוך ומוכן לקבלת המידע בכל רגע נתון
ולזהות את תחילת הרגע בו מועבר המידע ואת רגע הסיום.
שיטה זו של העברת נתונים באופן א-סינכרוני
טומנת בתוכה יתרונות וחסרונות אשר ידונו בהמשך.
כאשר מציינים את המונח סריאלי הכוונה הינה שהמידע מועבר ביט אחד בכל פעם.
א-סינכרוני אומר לנו כי המידע אינו מועבר בטווחי זמן מוגדרים מראש.
תחילת העברת המידע יכולה להתחיל בכל רגע נתון והמחשב המצוי בצידו השני
של ציוד הקצה צריך להיות ערוך ומוכן לקבלת המידע בכל רגע נתון
ולזהות את תחילת הרגע בו מועבר המידע ואת רגע הסיום.
שיטה זו של העברת נתונים באופן א-סינכרוני
טומנת בתוכה יתרונות וחסרונות אשר ידונו בהמשך.
זרימת הנתונים עפ"י תקן RS232:
תקן RS232 מתאר למעשה שיטת תקשורת אשר בה המידע מועבר ביט אחר ביט על גבי ערוץ פיזי.
המידע המועבר חייב להיות מקוטע למקטעי דטה, אורך המקטע עשוי להשתנות בין ציודי קצה שונים.
במחשבים אורך כל מקטע נתונים הינו בין 5 ל-8 ביטים, אורך המקטע הינו האורך נטו של המידע המועבר.
על מנת להעביר מידע באופן תקין מתווספים ביטים נוספים לצורך סינכרון ובדיקת שגיאות.
חשוב מאוד שציוד הקצה והמחשב (המשדר והמקלט) ישתמשו שניהם באותו מספר ביטים,
אחרת המידע המועבר לא יזוהה.
תקן RS232 מתאר למעשה שיטת תקשורת אשר בה המידע מועבר ביט אחר ביט על גבי ערוץ פיזי.
המידע המועבר חייב להיות מקוטע למקטעי דטה, אורך המקטע עשוי להשתנות בין ציודי קצה שונים.
במחשבים אורך כל מקטע נתונים הינו בין 5 ל-8 ביטים, אורך המקטע הינו האורך נטו של המידע המועבר.
על מנת להעביר מידע באופן תקין מתווספים ביטים נוספים לצורך סינכרון ובדיקת שגיאות.
חשוב מאוד שציוד הקצה והמחשב (המשדר והמקלט) ישתמשו שניהם באותו מספר ביטים,
אחרת המידע המועבר לא יזוהה.
בתקשורת סינכרונית ישנו תזמון המציין במדויק את תחילתה של כל העברת מידע ואת סיומה.
אי שימוש באותו תזמון הופך תקשורת א-סינכרונית לזולה יותר לתפעול ויישום,
פחות גידים נחוצים בכבל ובקונקטורים.
החסרון העיקרי הינו כי הציודהמקבל את הנתונים (מחשב בד"כ)
יכול להתחיל בקבלת הנתונים באיחור ואז יש להתחיל מחדש בהעברת הנתונים,
דבר הגורם לזמן ממושך יותר של העברת המידע וזמן כידוע שווה כסף.
חסרון נוסף הינו שהביטים הנוספים בכל מקטע דטה
אשר מציינים תחילה וסיום שלהעברת המידע, תופסים רוחב פס.
אי שימוש באותו תזמון הופך תקשורת א-סינכרונית לזולה יותר לתפעול ויישום,
פחות גידים נחוצים בכבל ובקונקטורים.
החסרון העיקרי הינו כי הציודהמקבל את הנתונים (מחשב בד"כ)
יכול להתחיל בקבלת הנתונים באיחור ואז יש להתחיל מחדש בהעברת הנתונים,
דבר הגורם לזמן ממושך יותר של העברת המידע וזמן כידוע שווה כסף.
חסרון נוסף הינו שהביטים הנוספים בכל מקטע דטה
אשר מציינים תחילה וסיום שלהעברת המידע, תופסים רוחב פס.
מאפיינים פיזיים של תקן RS232:
תקן RS232 מתאר למעשה שיטת תקשורת המסוגלת לתקשר בסביבות שונות.
דבר זה בא לידי ביטוי למשל ברמת המתח המקסימלית הניתנת לשימוש בחיבור RS232.
מאחר ושידור הנתונים וקבלת הנתונים נמצאים על שני מעגלים נפרדים,
ניתן לעבוד במצב של Full Duplex, כלומר ניתן להעביר מידע בשני הכיוונים בו-זמנית.
תקן RS232 מתאר למעשה שיטת תקשורת המסוגלת לתקשר בסביבות שונות.
דבר זה בא לידי ביטוי למשל ברמת המתח המקסימלית הניתנת לשימוש בחיבור RS232.
מאחר ושידור הנתונים וקבלת הנתונים נמצאים על שני מעגלים נפרדים,
ניתן לעבוד במצב של Full Duplex, כלומר ניתן להעביר מידע בשני הכיוונים בו-זמנית.
מתחים בחיבור RS232:
האות המועבר על גבי הפינים בחיבור RS232 יכול להיות ב-2 מצבים:
- ביט גבוה או כפי שמכונה Mark state מזוהה ע"י מתח שלילי
- ביט נמוך אוכפי שמכונה Space State המשתמש בערך חיובי
האות המועבר על גבי הפינים בחיבור RS232 יכול להיות ב-2 מצבים:
- ביט גבוה או כפי שמכונה Mark state מזוהה ע"י מתח שלילי
- ביט נמוך אוכפי שמכונה Space State המשתמש בערך חיובי
אותות חוקיים הינם פלוס ומינוס בתחום של 3 עד 15 וולט.
התחום של 3 וולט אינו ערך חוקי בתקן RS232.
התקן מגדיר ערך מקסימלי של 25 וולט, השימוש הנפוץ הינו במתחים של:
±5V, ±10V, ±12V, ±15V
התחום של 3 וולט אינו ערך חוקי בתקן RS232.
התקן מגדיר ערך מקסימלי של 25 וולט, השימוש הנפוץ הינו במתחים של:
±5V, ±10V, ±12V, ±15V
והינם תלות של שימוש במקור הכוח (ספק) המצוי בציוד.
המתח המקסימלי אותו מסוגל לספק הציוד משפיע על האורך המקסימלי של הכבל
אשר בו ניתן לעשות שימוש וכן גם על המהירות המקסימלית.
למשל מחשב נייד אשר החיבור הסריאלי בו הינו 9 וולט,
עשוי לסבול מהפרעות בהעברת הנתונים בסביבה תעשייתית רועשת,
לעומת מחשב PC אשר בו נעשה שימוש במתח של 12 וולט
והנתונים עוברים באופן רציף וללוא שגיאות.
למרות ששני המחשבים עובדים עם מתח מעל רמת המינימום המוגדרת בתקן,
הבדל של 3 וולט עושה הבדל גדול באיכות ההעברה.
שימוש במתח גבוה, לא יהרוס את המגעים,
רק חיבור של מתח גבוה חיצוני עשוי בסופו של דבר לשרוף את רכיבי החומרה.
המתח המקסימלי אותו מסוגל לספק הציוד משפיע על האורך המקסימלי של הכבל
אשר בו ניתן לעשות שימוש וכן גם על המהירות המקסימלית.
למשל מחשב נייד אשר החיבור הסריאלי בו הינו 9 וולט,
עשוי לסבול מהפרעות בהעברת הנתונים בסביבה תעשייתית רועשת,
לעומת מחשב PC אשר בו נעשה שימוש במתח של 12 וולט
והנתונים עוברים באופן רציף וללוא שגיאות.
למרות ששני המחשבים עובדים עם מתח מעל רמת המינימום המוגדרת בתקן,
הבדל של 3 וולט עושה הבדל גדול באיכות ההעברה.
שימוש במתח גבוה, לא יהרוס את המגעים,
רק חיבור של מתח גבוה חיצוני עשוי בסופו של דבר לשרוף את רכיבי החומרה.
כבלים מתאמים וכרטיסים בתקן RS232:
אורך הכבל הינו הנושא הנדון ביותר בעולם ה-RS232.
עפ"י התקן התשובה הינה ברורה ביותר,
האורך המקסימלי לכבל בתקן RS232
הינו 50 Feet שהינם למעשה 15.2 מטר.
ע"י שימוש בכבלים מיוחדים בעלי קיבוליות נמוכה
ניתן להגיע למרחקים של עד 305 מטרים,
כמובן שלמרחקים ארוכים ושמירה על קצבים גבוהים
עדיף להשתמש בשיטות שונות להעברת נתונים.
מידות הכבלים הפופולריות בשוק הינן 1.8 מטר, 3מטר ו-5 מטר
(למעבר למגוון כבלים בתקן RS232 הקלק כאן).
חיבור ציוד קצה למחשב יתבצע באמצעות כבל ישיר,
ניתן כמובן לעשות שימוש במתאמים על מנת להתאים את חיבור הכבל
לחיבור במחשב או בציוד הקצה (זכר/נקבה), חיבורים אלו מכונים Gender changer.
השימוש המקורי ב-RS232 היה בין מודמים למחשב והקישור ביניהם
נעשה באמצעות כבל סריאלי ישיר, עם השנים התפתחו מוצרים רבים נוספים
העושים שימוש בתקן RS232.
ישנם מקרים רבים בהם מחוברים 2 מכשירים ביניהם
באמצעות כבל סריאלי או למחשב, כאשר נעשה חיבור שכזה,
ללא מודם יש להשתמש בכבל סריאלי הנקרא NULL MODEM,
שהינו בעצם כבל סריאלי מוצלב אשר בו מוצלב החיבור
בין 2 פינים או יותר (ישנן גרסאות שונות של הצלבה).
אורך הכבל הינו הנושא הנדון ביותר בעולם ה-RS232.
עפ"י התקן התשובה הינה ברורה ביותר,
האורך המקסימלי לכבל בתקן RS232
הינו 50 Feet שהינם למעשה 15.2 מטר.
ע"י שימוש בכבלים מיוחדים בעלי קיבוליות נמוכה
ניתן להגיע למרחקים של עד 305 מטרים,
כמובן שלמרחקים ארוכים ושמירה על קצבים גבוהים
עדיף להשתמש בשיטות שונות להעברת נתונים.
מידות הכבלים הפופולריות בשוק הינן 1.8 מטר, 3מטר ו-5 מטר
(למעבר למגוון כבלים בתקן RS232 הקלק כאן).
חיבור ציוד קצה למחשב יתבצע באמצעות כבל ישיר,
ניתן כמובן לעשות שימוש במתאמים על מנת להתאים את חיבור הכבל
לחיבור במחשב או בציוד הקצה (זכר/נקבה), חיבורים אלו מכונים Gender changer.
השימוש המקורי ב-RS232 היה בין מודמים למחשב והקישור ביניהם
נעשה באמצעות כבל סריאלי ישיר, עם השנים התפתחו מוצרים רבים נוספים
העושים שימוש בתקן RS232.
ישנם מקרים רבים בהם מחוברים 2 מכשירים ביניהם
באמצעות כבל סריאלי או למחשב, כאשר נעשה חיבור שכזה,
ללא מודם יש להשתמש בכבל סריאלי הנקרא NULL MODEM,
שהינו בעצם כבל סריאלי מוצלב אשר בו מוצלב החיבור
בין 2 פינים או יותר (ישנן גרסאות שונות של הצלבה).
כבל סריאלי מוצלב נפוץ גם הוא במידות של 1.8 מטר, 3 מטר ו-3מטר.
גם בכבל מוצלב NULL MODEMניתן לעשות שימוש ב-Gender Changer
על מנת להתאים את החיבור בכבל לחיבור במחשב או בציוד הקצה.
מבלי היכנס לפרטים מיותרים, ישנן 4 סוגי הצלבה שונים
כאשר כל סוג הצלבה הינו מותאם לשימוש אופטימלי במצב מסויים
ואינו מותאם לעבודה במצבים אחרים.
ההצלcה הקרויה Partial Hand Shack הינה שיטת ההצלבה היחידה
המותאמת לכל השימושים וכל הכבלים המוצלבים מסוג Null Modem
הנמכרים באתרנו הינם בשיטה זו וזאת על מנת למנוע אי תאימויות.
גם בכבל מוצלב NULL MODEMניתן לעשות שימוש ב-Gender Changer
על מנת להתאים את החיבור בכבל לחיבור במחשב או בציוד הקצה.
מבלי היכנס לפרטים מיותרים, ישנן 4 סוגי הצלבה שונים
כאשר כל סוג הצלבה הינו מותאם לשימוש אופטימלי במצב מסויים
ואינו מותאם לעבודה במצבים אחרים.
ההצלcה הקרויה Partial Hand Shack הינה שיטת ההצלבה היחידה
המותאמת לכל השימושים וכל הכבלים המוצלבים מסוג Null Modem
הנמכרים באתרנו הינם בשיטה זו וזאת על מנת למנוע אי תאימויות.
לאלו הרוצים להכין כבל בהתאמה אישית (אורך או סוג הצלבה)
ניתן לרכוש קונקטורים סריאלים להלחמה מסוג נקבה או זכר ולהכין כבל עפ"י הצורך.
ניתן לרכוש קונקטורים סריאלים להלחמה מסוג נקבה או זכר ולהכין כבל עפ"י הצורך.
במרבית המחשבים החדשים, הן מחשבי PC והן מחשבים ניידים
כבר לא ניתן למצוא חיבור סריאלי, במקרים שכאלו ישנם מספר פתרונות:
- התקנת כרטיס סריאלי RS232 מסוג PCI במחשב PC,
ישנם כרטיסים עם חיבור אחד, 2 חיבורים, ו-4 חיבורים.
- במחשבים ניידים ניתן להתקין כרטיס הרחבה מסוג PCMCIA עם חיבור סריאלי
- הפתרון השלישי הנוח והזול ביותר הינו כבל מתאם המתחבר למחשב בחיבור USB
ובצידו השני ישנו חיבור סריאלי RS232.
ישנם כבלים מסוגים ואיכויות שונות, מרבית הכבלים הזולים הינם כבלים ישירים
עם צ'יפסט זול ואינם יעבדו עם מרבית המוצרים.
כבל עם צ'יפסט איכותי מותאם לעבודה עם כל סוגי המכשירים
(מכשירי מדידה ושקילה שונים, מכשירי גיפיאס, וכדומה...)
ומותאם להתקנה על כל מערכות ההפעלה של מייקרוסופט, לינוקס ו-MAC.
כבר לא ניתן למצוא חיבור סריאלי, במקרים שכאלו ישנם מספר פתרונות:
- התקנת כרטיס סריאלי RS232 מסוג PCI במחשב PC,
ישנם כרטיסים עם חיבור אחד, 2 חיבורים, ו-4 חיבורים.
- במחשבים ניידים ניתן להתקין כרטיס הרחבה מסוג PCMCIA עם חיבור סריאלי
- הפתרון השלישי הנוח והזול ביותר הינו כבל מתאם המתחבר למחשב בחיבור USB
ובצידו השני ישנו חיבור סריאלי RS232.
ישנם כבלים מסוגים ואיכויות שונות, מרבית הכבלים הזולים הינם כבלים ישירים
עם צ'יפסט זול ואינם יעבדו עם מרבית המוצרים.
כבל עם צ'יפסט איכותי מותאם לעבודה עם כל סוגי המכשירים
(מכשירי מדידה ושקילה שונים, מכשירי גיפיאס, וכדומה...)
ומותאם להתקנה על כל מערכות ההפעלה של מייקרוסופט, לינוקס ו-MAC.
