1 일반적인 RS-485 네트워크와 종단의 필요성

그림 1-1 및 그림 1-2은(는) 각각 반이중과 전이중 구성의 일반적인 RS-485 네트워크를 보여줍니다. 이러한 토폴로지에서는 참여 드라이버, 리시버 및 트랜시버가 네트워크 스텁을 통해 메인 케이블 트렁크에 연결됩니다. 스텁은 트랜시버와 케이블 트렁크 사이의 전기적 거리이며, 기본적으로 종단되지 않은 버스 라인을 나타냅니다.

전이중 구현에는 신호쌍 2개(선 4개), 트랜스미터와 리시버 용도로 별도의 버스 액세스 라인이 있는 전이중 트랜시버가 필요합니다. 전이중 네트워크에서는 노드 하나가 한 쌍에서 데이터를 전송하고 동시에 다른 쌍에서 데이터를 수신할 수 있어 높은 유효 처리량을 달성할 수 있습니다. 반이중 네트워크에서는 신호 쌍을 하나만 사용하기 때문에 데이터 구동과 수신이 서로 다른 시점에 발생해야 합니다. 이 구성에서는 처리량을 희생하는 대신 네트워크 (전이중 네트워크 대비) 케이블 연결 비용을 줄일 수 있습니다.

시중에서 구입 가능한 대부분의 RS-485 트랜시버는 반이중이거나 전이중이며, 따라서 장치의 핀아웃과 패키지가 서로 다릅니다. 시스템 설계자 입장에서는 반이중과 전이중 설계 플랫폼 용도로 다른 장치를 선택해야 한다는 것이 첫 번째 문제입니다.

전기 신호는 구리 케이블(물리적 매체)을 통해 드라이버에서 네트워크상의 모든 리시버로 이동합니다. 네트워크를 구동하는 동안 드라이버(TX) 출력 임피던스는 낮고, 리시버(RX) 입력 임피던스는 보통 킬로옴(kΩ) 단위로 표시됩니다. 아래 그림에서 보듯이, 신호가 중간 노드의 스텁(A 지점과 B 지점에서)이나 리시버 입력 단자(n 모드에서)처럼 임피던스 불일치을 만나는 경우 신호의 일부가 다시 반사되며, 이것이 버스의 신호를 방해하여 신호 품질을 저하시킵니다. 반사 계수( r )는 방정식 1에 나와 있습니다.

여기서 Zt는 종단 임피던스이고, Zo는 케이블 특성 임피던스입니다

전송선 이론에 따라, 반사를 최소화하려면 임피던스 불일치 불연속성을 제한하는 것이 매우 중요합니다. 그렇게 하기 위해 스텁 길이를 최소화하고 가장 먼 노드를 종단하는 설계 방식을 권장합니다. 신호가 양방향으로 이동할 수 있는 경우 네트워크의 양쪽 끝을 모두 올바르게 종단해야 합니다.

버스 종단은 신호 품질을 향상시키는 효과적인 방법입니다. 그림 1-1와 그림 1-2에서 보는 것처럼, 보통 양쪽 끝 부분 노드는 값이 전송 케이블의 특성 임피던스와 일치하는 종단 저항을 사용해 종단합니다. 건물 자동화(HVAC, 온도 조절기 등) 같은 특정 애플리케이션에서는 RS-485 노드를 추가하거나 제거하는 방법으로 네트워크를 재구성할 수 있습니다. 이는 시스템 설계자 입장에서 두 번째 문제와 세 번째 문제를 야기합니다. 엔드 노드용 애플리케이션 보드를 중간 노드와 다르게 걸계해야 하며, 테크니션이 수동으로 개입해 네트워크의 종단을 재구성해야 하는데, 그렇게 되면 케이블의 극성 반전, 잘못된 종단과 같은 인적 오류가 발생하기 쉽습니다.