Стандарт RS 422: характеристики и применение

Введение

Стандарт для последовательной связи

RS 422 Стандарт TIA/EIA 422 Физические носители Витая пара Топология сети «точка-точка», многоточечная Максимальное количество устройств 10 (1 драйвер и 10 приемников) Максимальная дистанция Режим работы Дифференциальный Максимальная скорость передачи данных 100 кбит/с – 10 Мбит/с Уровни напряжения от −6 до +6 В (максимальное напряжение на каждой линии) Логическая единица (1) Отрицательная разность потенциалов Логический ноль (0) Положительная разность потенциалов Доступные сигналы Tx+, Tx−, Rx+, Rx− (полный дуплекс) Типы разъемов Не определены

RS 422, также известный как TIA/EIA 422, является техническим стандартом, разработанным Альянсом электронной промышленности и впервые опубликованным в 1975 году, который определяет электрические характеристики цифровой сигнальной схемы. Он задумывался как основа для семейства стандартов, которые должны были заменить устаревший стандарт RS 232C на стандарты, обеспечивающие значительно более высокую скорость, лучшую помехоустойчивость и большую длину кабеля. Системы RS 422 могут передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с, либо передавать данные по кабелям большей длины, но с более низкой скоростью. Он тесно связан со стандартом RS 423, который использует ту же систему сигнализации, но с другой схемой подключения. RS 422 определяет дифференциальную сигнализацию, при которой каждая линия передачи данных соединена с выделенной линией возврата. Разность потенциалов между этими двумя линиями определяет логическую единицу и логический ноль, а не, как в RS 232, разность потенциалов между линией передачи данных и локальным заземлением. Поскольку напряжение заземления может различаться на обоих концах кабеля, RS 232 требовал использования сигналов с амплитудой напряжения более 5 вольт. Переход на выделенные линии возврата и всегда определение заземления относительно передатчика позволяет RS 422 использовать 0,4 В, что обеспечивает работу на гораздо более высоких скоростях. RS 423 отличается главным образом тем, что имеет один вывод заземления вместо одного вывода для каждого вывода данных.

Стандартная область применения

RS 422 – это общепринятое сокращенное название стандарта ANSI/TIA/EIA 422 B «Электрические характеристики дифференциальных интерфейсных схем сбалансированного напряжения» Американского национального института стандартов (ANSI) и его международного эквивалента ITU-T Recommendation T REC V.11, также известного как X.27. Эти технические стандарты определяют электрические характеристики цифрового интерфейса сбалансированного напряжения. RS 422 обеспечивает передачу данных с использованием сбалансированной, или дифференциальной, сигнализации по однонаправленным/необратимым, с оконечным или без оконечного сопротивления линиям передачи, в конфигурациях «точка-точка» или многоточечной сети. В отличие от EIA 485, RS 422/V.11 не допускает использования нескольких драйверов, а только нескольких приемников. Первая версия RS 422 была выпущена в 1975 году, а пересмотр A – в декабре 1978 года. Ревизия B, опубликованная в мае 1994 года, была подтверждена Ассоциацией телекоммуникационной промышленности в 2005 году.

Характеристики

Несколько ключевых преимуществ, предлагаемых этим стандартом, включают в себя дифференциальный приемник, дифференциальный драйвер и скорости передачи данных до 10 мегабит в секунду на расстоянии 12 метров (40 футов). Поскольку качество сигнала ухудшается с увеличением длины кабеля, максимальная скорость передачи данных снижается с увеличением длины кабеля. На рисунке А.1 в приложении показано, что график прекращается на отметке 10 Мбит/с. Максимальная длина кабеля в стандарте не указана, но рекомендации приведены в приложении. (Это приложение не является официальной частью стандарта, а приведено исключительно в информационных целях.) Ограничения по длине линии и скорости передачи данных зависят от параметров кабеля, таких как длина, симметрия и способ обрыва, а также от конкретной установки. На рисунке А.1 показана максимальная длина, но это при использовании обрыва, а в приложении обсуждается, что многие приложения могут допускать большее искажение по времени и амплитуде, и опыт показывает, что длину кабеля можно увеличить до нескольких километров. Консервативные максимальные скорости передачи данных для кабеля 24AWG UTP (POTS) составляют 10 Мбит/с при… и до 90 кбит/с при…, как показано на рисунке А.1. Эта цифра является консервативной оценкой, основанной на эмпирических данных, а не ограничением, установленным стандартом. RS 422 определяет электрические характеристики одного сбалансированного сигнала. Стандарт разработан для использования в других стандартах, которые определяют полный интерфейс DTE/DCE для приложений, требующих сбалансированной цепи напряжения для передачи данных. Эти другие стандарты определяют протоколы, разъемы, назначение контактов и функции. Такие стандарты, как EIA 530 (разъем DB 25) и EIA 449 (разъем DC 37), используют электрические сигналы RS 422. Некоторые устройства RS 422 имеют 4 винтовых клеммы для пар проводов, причем одна пара используется для передачи данных в каждом направлении. RS 422 не позволяет реализовать полноценную многоточечную сеть связи, как, например, в EIA 485, поскольку на каждой паре проводов может быть только один драйвер. Однако один драйвер может подключаться до десяти приемников. RS 422 может взаимодействовать с интерфейсами, разработанными в соответствии с MIL STD 188 114B, но они не идентичны. RS 422 использует номинальный сигнал от 0 до 5 вольт, в то время как MIL STD 188 114B использует сигнал, симметричный относительно 0 В. Однако допуски по напряжению синфазной составляющей в обеих спецификациях позволяют им взаимодействовать. Необходимо соблюдать осторожность при организации оконечной сети. EIA 423 – аналогичная спецификация для несбалансированной передачи сигналов (RS 423). Применительно к коммуникационным кабелям, кабель RS 422 представляет собой кабель, состоящий из двух скрученных пар, часто с экранированием каждой пары и заземляющим проводом. Хотя кабель с двойной парой может быть практичным для многих приложений RS 422, спецификация RS 422 определяет только один путь сигнала и не назначает ему никакой функции. Любая полная кабельная сборка с разъемами должна быть маркирована спецификацией, определяющей функцию сигнала и механическую компоновку разъема, например, RS 449.

Several key advantages offered by this standard include the differential receiver, a differential driver and data rates as high as 10 megabits per second at 12 meters (40 ft). Since the signal quality degrades with cable length, the maximum data rate decreases as cable length increases. Figure A.1 in the annex plotting this stops at 10 Mbit/s. The maximum cable length is not specified in the standard, but guidance is given in its annex. (This annex is not a formal part of the standard, but is included for information purposes only.) Limitations on line length and data rate varies with the parameters of the cable length, balance, and termination, as well as the individual installation. Figure A.1 shows a maximum length of , but this is with a termination, and the annex discusses the fact that many applications can tolerate greater timing and amplitude distortion, and that experience has shown that the cable length may be extended to several kilometers. Conservative maximum data rates with 24AWG UTP (POTS) cable are 10 Mbit/s at to 90 kbit/s at , as shown in the figure A.1. This figure is a conservative guide based on empirical data, not a limit imposed by the standard. RS 422 specifies the electrical characteristics of a single balanced signal. The standard was written to be referenced by other standards that specify the complete DTE/DCE interface for applications which require a balanced voltage circuit to transmit data. These other standards would define protocols, connectors, pin assignments and functions. Standards such as EIA 530 (DB 25 connector) and EIA 449 (DC 37 connector) use RS 422 electrical signals. Some RS 422 devices have 4 screw terminals for pairs of wire, with one pair used for data in each direction. RS 422 cannot implement a true multi point communications network, such as with EIA 485, since there can be only one driver on each pair of wires. However, one driver can fan out to up to ten receivers. RS 422 can interoperate with interfaces designed to MIL STD 188 114B, but they are not identical. RS 422 uses a nominal 0 to 5 volt signal, while MIL STD 188 114B uses a signal symmetric about 0 V. However, the tolerance for common mode voltage in both specifications allows them to interoperate. Care must be taken with the termination network. EIA 423 is a similar specification for unbalanced signaling (RS 423). When used in relation to communications wiring, RS 422 wiring refers to cable made of 2 sets of twisted pair, often with each pair being shielded, and a ground wire. While a double pair cable may be practical for many RS 422 applications, the RS 422 specification only defines one signal path and does not assign any function to it. Any complete cable assembly with connectors should be labeled with the specification that defined the signal function and mechanical layout of the connector, such as RS 449.

Приложения

Одно из самых распространенных применений RS 422 было на ранних компьютерах Macintosh. Это было реализовано в многоконтактном разъеме, который имел достаточно контактов для поддержки большинства стандартных контактов RS 232; первые модели использовали 9-контактный D-разъем, но он был быстро заменен разъемом mini-DIN 8. Порты можно было переключать в режим RS 232 или RS 422, что изменяло функциональность некоторых контактов, а другие полностью включало или выключало. Эти разъемы использовались для подключения устройств RS 232, таких как модемы, сети AppleTalk, принтеры RS 422 и другие периферийные устройства. Два таких порта были частью ранних серий Apple Macintosh, пока они не были заменены, вместе с портами ADB, на универсальную последовательную шину (USB) в iMac в 1998 году. RS 422 является распространенным способом передачи данных для удлинителей RS 232. Они состоят из портов RS 232 на обоих концах соединения RS 422. До появления систем воспроизведения и редактирования на основе жестких дисков, системы автоматизации вещания и линейные монтажные комплексы использовали RS 422A для удаленного управления проигрывателями/записывающими устройствами, расположенными в центральном аппаратном помещении. В большинстве случаев использовалось 9-контактное соединение Sony, использующее разъем DE 9. Это фактический отраслевой стандарт для RS 422, который до сих пор встречается в вещательном оборудовании.