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RS232/RS485/RS422の"RS"とは何でしょうか?

シンプレックスとデュプレックス

スペシフィケーション比較チャート

DTE とDCE

RS485 マルチドロップ配線図

RS422 シングルエンド配線図

RS422 マルチドロップ配線図


"RS" とは Recommended Standardの略称です。
これはIEEE-1284とIEEE-1394の様な委員会によって標準化されたものではありません。すなわち、RSスタンダードは推奨されたものであり、技術的に厳密に規定されたものではありません。しかし、最近 RS-485はTIA/EIA-485として知られており、TIA(米国電子通信工業会)、EIA(米国電子工業会)により公式な標準が TIA/EIA-485-Aとされております。標準の解釈とRS-232/485/422に関するさらに詳しい情報はアプリケーション・ノートをご覧下さい。

すなわち、RSスタンダードは推奨されたものであり、技術的に厳密に規定されたものではありません。従いまして、多くの製造者は製品を安くするために手抜きした製品を多く出しております。当社の製品は厳密にRS標準に従っておりますので、弊社(Integrity Instruments社)ではポート・パワー製品を出しておりません。

TIA/EIA/RS-485のより良い理解のためには、米国サーキット・セラー誌(July 1999)にMr. Bob PerrinがRS-485に付いて書かれた記事が参考なると思います。Read it here!

 


通信技術におけるもっとも基本的なコンセプトの1つはシンプレックスとデュプレックスの違いです。

シンプレックスは通信の一方通行で、データは一方向にのみ伝送されます。これはデバイスは受信又は、送信にのみしか使用できないと言うことです。シンプレックス・デバイスはトランシーバーではありません。 シンプレックス通信の良い例がFM放送とカー・ラジオです。FM放送局は1方向に情報を流し、カー・ラジオは受信のみ行います。 シンプレックスの良い点は大量に情報を配信し、受信が行われる限りは多くのレシーバーが受け取れると言う点にあります。

デュプレックス通信はデバイスがトランシーバーの役目もすることで、シンプレックス通信の制限を取り除きました。デュプレックス通信データ伝送は双方向です。データの受信/送信を確認し、制御することができます。 確実にデータが双方向で伝送するときデュプレックス通信として定義されます。

フル・デュプレックス・デバイスはデータの送信と受信を同時におこなうことができます。 RS232はフル・デュプレックス通信の例です。 別々の送信と受信信号線が存在し、双方向に同時にデータを送ることができます。RS422デバイスもフル・デュプレックス操作がきます。

ハーフ・デュプレックス・デバイスは、1つの信号線を用いて、同時にではありませんが、送信と受信双方向を行う事が出来ます。実質的に片方のハーフ・デュプレックス・デバイスが受信している間は、もう片方のデバイスのみが送信することができます。デバイスがレシーバーとして動作していても、同時に送信と受信はありません。RS485はこのようにハーフ・デュプレックスとして操作されます。

ここでは簡単な規格の比較を示しますが、RS232はメーカーにより偏りがあります。それがRS232が通信プロトコルとして標準でないとみなされる理由です。

1つ重要なことは、RS232, RS422, RS485信号の規格に大きな違いを見ることができます。RS232は不均衡であるのに対してRS422/RS485は平衡(差動)です。不均衡信号はグラウンドを基準に単一の信号線がバイナリーの1と0で送受信に使用されます。簡単に言いますと、不平衡信号は外来ノイズに対して弱いため長距離や高速な伝送ができないのに比べ、平衡(差動)信号はノイズに強く高速でかつ長距離伝送が可能となります。

RS232 RS422 RS485
ケーブル シングル・エンド シングル・エンド
マルチ-ドロップ
マルチ-ドロップ
デバイス数 1 送信器
1 受信器
5 送信器
10 受信器
32 送信器
32 受信器
通信モード フル・デュプレックス[全二重] フル・デュプレックス
ハーフ・デュプレックス[半二重]
ハーフ・デュプレックス
最大距離 19.2 Kbpsで15.24m(50feet) 100 Kbpsで1,219.2m(4000feet) 100 Kbpsで1,219.2m(4000feet)
最大データ量e 19.2 Kbpsで15.24m(50feet) 10 Mpbsで15.24m(50feet) 10 Mpbsで15.24m(50feet)
信号化 アンバランス バランス バランス
マーク(データ 1) -5 V最少
-15 V最大
2 V最少 (B>A)
6 V最大 (B>A)
1.5 V最少 (B>A)
5 V最大 (B>A)
スペース(データ 0) 5 V最少
15 V最大
2 V最少 (A>B)
6 V最大 (A>B)
1.5 V最少 (A>B)
5 V最大 (A>B)
入力レベル 最小 +/- 3 V 0.2 V 差 0.2 V 差
出力電流 500 mA
PCで通常使用されるドライバーICが10mAに制限される事に注意してください。)
150 mA 250 mA


DCE (Data Communications Equipment)と DTE (Data Terminal Equipment)デバイスについて述べますと、DCEとDTEの大きな違いはプラグとプラグのピンアウトにあります。 マイクロ・コンピューターはDTEデバイスに定義されます。

DCEデバイスは25ピン・メス・コネクターを使用するのに対して、DTEデバイスは25ピン・オス・コネクターを使用します。また, 送受信のような信号は2つのタイプの間でスワップされます。このためストレート・ケーブルはDCEデバイスとDTEデバイスに接続するのに使われます。

DTE DCE
25ピン・オス・ピンアウト 25ピン・メス・ピンアウト
ピン 1 - シールド・グラウンド ピン 1 - シールド・グラウンド
ピン 2 - データ送信(TD)出力 ピン 2 - データ受信(RD)入力
ピン 3 - データ受信(RD)入力 ピン 3 - データ送信(TD)出力
ピン 4 - 送信要求[Request To Send](RTS) 出力 ピン 4 - 送信クリア[Clear To Send](CTS)入力
ピン 5 - 送信クリア[Clear To Send](CTS)入力 ピン 5 - 送信要求[Request to Send](RTS)出力
ピン 6 - データ・セット・レディ(DSR)入力 ピン 6 - データ・ターミナル・レディ(DTR)出力
ピン 7 - シグナル・グラウンド ピン 7 - シグナル・グラウンド
ピン 8 - キャリア検知(CD) 入力 ピン 8 - キャリア検知(CD)出力
ピン 20 - データ・ターミナル・レディ(DTR)出力 ピン 20 - データ・セット・レディ(DSR)入力
ピン 22 - リング・インジケータ(RI)入力 ピン 22 - リング・インジケータ(RI)出力

DCE/DTEデバイスはNULLモデム・ケーブルを使って変換することができます。 NULLモデム・ケーブルは信号を交換し、DCEデバイスがDTEの様に振る舞うことができます。その反対も同様です。

下記のチャートはIBM-PCタイプ・コンピューターでのDB9コネクターのケーブリングを表わしします。

DTE
9ピン・オス・ピンアウト
ピン 1 - キャリア検知(CD) 入力
ピン 2 - データ受信(RD) 入力
ピン 3 - データ送信(TD) 出力
ピン 4 - データ・ターミナル・レディ(DTR)出力
ピン 5 - シグナル・グラウンド
ピン 6 - データ・セット・レディ (DSR)入力
ピン 7 - 送信の要求(RTS) 出力
ピン 8 - 送信のクリア(CTS)入力
ピン 9 - リング・インジケータ(RI)入力


RS485マルチドロップ配線図
RS485はLANネットワーク環境で数個のデバイスを接続することができますので、時にはRS485マルチドロップLANとして定義されます。 これらのデバイスはすべてシングル・ペア・ワイヤーに接続されます。送信と受信は同じ2つのワイヤーに配分されます。

オフィシャルなRS485スペシフィケーションではLAN上で32ノード(デバイス)のみで良いことになっていますが。ICメーカーはRS485LAN上で128から255ノードが使用できるものを開発しております。われわれはこの次世代RS485ドライバーを使用しておりますので、 ユーザーはコンバーターとリモートI/Oデバイスをもっと拡張した状況でご使用頂くことができます。 

RS422はほとんどRS232アプリケーションの置き換えです。フル・デュプレックスで長距離通信に向いています。

私たちの見解では、RS422マルチドロップはRS485マルチドロップとRS422シングルエンドのミックスである以上、率直に言いますと無理があると思います。

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