Достаточно ли подходит кабель CAT5 для RS-485 по сравнению с «настоящим» кабелем RS-485?

У меня есть проект последовательной связи. Ряд плат с интерфейсами RS-485 должен обмениваться данными. Скорость передачи данных составляет 57600 бит / с, а длина кабеля - менее нескольких сотен футов.

Будет ли экранированный кабель CAT5 работать достаточно хорошо в этой ситуации, или я должен доплатить за «настоящий» кабель RS-485, такой как этот ?

Я не могу легко посетить сайт установки заранее, так как он межгосударственный. У меня есть такие же доски здесь, в лаборатории, с которыми я могу протестировать.

Хотя CAT5 часто экранируется, он может относиться к типу UTP, что означает неэкранированную витую пару. «Настоящий» кабель RS-485, к которому вы подключаетесь, имеет две витые пары и экран. Если я правильно помню, у CAT5e (и выше) есть экран, по крайней мере, у большинства кабелей, которые я видел, - точный стандарт может варьироваться. Я полагаю, что это сделало бы работу просто приятно. Просто убедитесь, что вы используете витую пару, как в оригинальном кабеле RS-485 (ваш лист данных выглядит как [1 белая / оранжевая полоса] и [2 оранжевая / белая полоса] - это витая пара, а [3 синяя / белая полоса] это третий, раскрученный провод.)

Кажется, есть небольшое несоответствие импеданса (100 Ом для CAT5, 120 Ом для RS-485). Это вызовет размышления у водителя и у получателя, но я уверен, что ваше приложение все еще будет работать. Хотя вы можете прочитать, что для RS-485 типично 120 Ом, в оконечной сети используется 120 Ом между дифференциальной парой и 2 * 680 Ом для VCC и GND.

Источник

Таким образом, значение окончания, на которое «смотрит» кабель, в любом случае меньше 120 Ом: (120 || (680 + 680)) Ом = 110 Ом.

Если у вас есть возможность проверить, вы можете пойти на это. Я, вероятно, даже не колеблясь и использовать STP CAT5 (e). Если в вашем контракте говорится, что вы платите деньги за каждую минуту, в течение которой происходит сбой установки, вы, вероятно, захотите использовать кабели с соответствующей спецификацией. (Последнее по-прежнему не гарантирует, что ничего не выйдет из строя, но вы, вероятно, находитесь в лучшем положении, если вы можете обвинить его в «истинном» кабеле вместо того, чтобы кто-то еще обвинял ваш «неправильный» кабель. абзац не имеет ничего общего с физикой ...)

Вообще говоря, CAT5 хорошо для RS485. IME первое ограничение, которое вы достигнете, - это последовательное сопротивление, управляющее нагрузкой по длинному кабелю. Я надежно пробежал 250 кбод за 100 м. Вещи начали шатко на 200-300м.

Согласно ссылке на Maxim ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 3884 Как далеко и как быстро вы можете идти с RS-485? от 25 июля 2006 г. (цит. 2104-05-28):

упоминает rs485 и cat5 с измерениями.

Представлены характеристики драйвера Maxim (в данном случае MAX3469) и эквивалентного драйвера другого производителя.

Какие факторы ограничивают скорость передачи данных RS-485?

Следующие факторы влияют на то, как далеко можно надежно передавать с данной скоростью передачи данных:

• Длина кабеля: На данной частоте сигнал ослабляется кабелем как функция длины.
• Конструкция кабеля: витая пара Cat5 24AWG - очень распространенный тип кабеля, используемый для систем RS-485. Добавление экранирования к кабелю повышает помехоустойчивость и, тем самым, увеличивает скорость передачи данных для данного расстояния.
• Характеристическое сопротивление кабеля: Распределенная емкость и индуктивность замедляют края, уменьшая запас по шуму и снижая «глазной рисунок». Распределенное сопротивление непосредственно ослабляет уровень сигнала.
• Выходное сопротивление драйвера: Если оно слишком высокое, это ограничивает возможности привода. Входное сопротивление приемника: если оно слишком низкое, это ограничивает количество приемников, которые может обрабатывать драйвер.
• Завершение: длинный кабель может действовать как линия передачи. Завершение кабеля с его характерным импедансом уменьшает отражения и увеличивает достижимую скорость передачи данных.
• Коэффициент шума: чем больше, тем лучше. Скорость нарастания скорости драйвера: более медленные края (более низкие скорости нарастания скорости вращения) обеспечивают передачу по более длинным кабелям.

Разработчики систем часто выбирают драйвер и приемник от двух конкурирующих производителей, но большинство дизайнеров в первую очередь интересуются тем, как далеко и как быстро драйвер RS-485 может передавать сигнал. Представлены характеристики драйвера Maxim (в данном случае MAX3469) и эквивалентного драйвера другого производителя.

Целостность сигнала проверяется путем наблюдения дифференциального выхода водителя. Настройте осциллограф для поиска точек запуска между пороговыми значениями 80 мВ и -400 мВ. (Эти пороговые значения выбраны потому, что приемники имеют входной диапазон от 20 мВ до -200 мВ плюс запас по шуму.) Затем, когда импульсы (биты) начинают «бегать вместе», используют шаблоны глаз для определения общего вклада искажения, шума, и ослабление параметра, называемого межсимвольной помехой (ISI).

ISI вынуждает вас снижать скорость передачи данных до уровня, который позволяет адекватно различать импульсы. Испытания схемы на рисунке 1 показывают последовательную и четкую корреляцию между триггерными точками и образцами глаз. Образцы глаз демонстрируют 50% джиттер, измеренный с использованием методов, описанных в примечании к применению National Semiconductor 977 [4]. Измерение джиттера при разности 0 В и ± 100 мВ дает данные, показанные на рисунках 4 и 5.

... в
зависимости от драйверов вы получите разные результаты

При 39 Мбит / с и 340 футах кабеля Cat5 выходной сигнал драйвера на рис. 2 демонстрирует диаграмму глаз, в которой сигналы пересекаются в середине глаза - состояние, указывающее на возможные битовые ошибки. Однако устройство Maxim с той же скоростью передачи данных (рис. 3) не показывает такого состояния. Приемопередатчик Maxim обеспечивает лучшую производительность благодаря симметричным выходным краям и меньшей входной емкости.

Мы используем CAT5 в индустрии безопасности (контроллеры доступа к картам и камеры) для RS485 без каких-либо проблем ... 9600-19200 бод .. при некоторой длине кабеля более 2000 футов .. работает как шарм

Марио

Если вы используете драйверы уровня микросхемы на платах собственного дизайна, настройте оконечные сети для кабеля CAT5; по сути, сделать это 100 Ом, а не 120 Ом. Я делал это все время. Моя проблема часто заключалась в том, чтобы получить достаточно длинное наложение эзотерического кабеля 485. Я мог бы получить 500 футов или даже 1000 футов от кабельного кабеля. Это не было предназначено для использования в пробегах так долго, но это работало, и это была часть стоимости.

Стандарт предусматривает использование кабеля с импедансом 100 Ом на частотах выше 100 кГц, DCR <240 Ом и емкостью взаимных пар <20 пФ, с AWG 24 или более. Вот и все. Большинство кабелей CAT5 имеют полное сопротивление 100 Ом (да или нет), определенно менее 20 пФ, и я не думаю, что когда-либо видел кабель с DCR 240 Ом. Итак, в теории у вас все должно быть в порядке. На практике я использовал CAT5 / 5e / 6 как UTP / STP без проблем на различных устройствах от небольших серийных до Prominas.

Я попытался найти спецификацию, но нашел лист данных TI, который проходит сбалансированную / несбалансированную процедуру тестирования и т. Д. Http://www.ti.com/lit/an/snla137a/snla137a.pdf

Единственное исключение, о котором я могу думать, это MIL-STD. Это потребует определенного кабеля, и оболочка кабеля должна отражать это.

витая пара витая пара. поэтому cat5 - это 4 канала RS485. Кажется, если в установке много RFI, экранированный витой кабель может быть оправдан. Rs485 сбалансирован по низкому импедансу, поэтому скручивание пары помогает снизить помехоустойчивость, а также снижает эффект ослабления при более высоких скоростях передачи из-за параллельной емкости проводов в оболочке кабеля на больших длинах. Эти расстояния, о которых я говорю, превышают 100 метров.

Теперь были определенные случаи, когда я использовал провод STP для RS485, потому что у меня было много устройств, подключенных в длинной цепи (осветительные приборы DMX512). И результаты до этого были ухудшенным сигналом о том, что устройства на конце будут неправильно интерпретировать сигнал.

Неэкранированная кошка 5 должна работать в вашей ситуации из-за напряжения, которое вы будете использовать (5-10 В), а ваш сигнал не высокочастотный (выше 500 МГц).

Но Вы заявили, что собираетесь установить это в коммерческих условиях, поэтому всегда лучше использовать ситуации в наихудшем случае и использовать экранированный кабель.

Я бы также настаивал на том, чтобы ходить по магазинам. beldon 3106A - это то, что я обычно использую для передачи сбалансированного звука. Да, это бы сработало и для этого, но стандартным является кабель на 24 AWG с пленкой.

Исходя из моего опыта работы с различными контроллерами HVAC (Bacnet MSTP и Modbus), большую часть времени UTP-кабель работает нормально для коротких пробегов в условиях с низким уровнем шума, но может иметь прерывистую и невероятно трудную диагностику проблем на длинных многоточечных запусках с различным оборудованием и некорректным завершением. Труд, связанный с устранением неполадок RS485, может быстро превысить стоимость использования правильного кабеля. Мой совет: будьте осторожны, используйте правильный кабель и разъем с самого начала или будьте готовы заменить кабель, если это окажется проблемой.