¿Es el cable CAT5 lo suficientemente bueno para RS-485 frente al "verdadero" cable RS-485?

Question

Tengo un proyecto de comunicaciones en serie. Varias placas con interfaces RS-485 necesitan comunicarse. La velocidad es de 57600bps y la longitud del cable será inferior a unos cientos de metros.

¿Funcionará bien el cable CAT5 apantallado en esta situación o debería pagar el extra por un cable RS-485 "verdadero" como por ejemplo éste ?

No puedo visitar fácilmente el lugar de instalación con antelación, ya que es interestatal. Tengo los mismos tableros aquí en el laboratorio que puedo probar con sin embargo.

Answer 1

Aunque suele estar apantallado, el CAT5 puede ser de tipo UTP, es decir, par trenzado sin apantallar. El "verdadero" cable RS-485 que enlazas tiene dos pares trenzados y un blindaje. Si no recuerdo mal, CAT5e (y superior) tiene una pantalla, al menos la mayoría de los cables que he visto tienen - la norma exacta puede variar. Supongo que esos servirían perfectamente. Sólo asegúrate de usar el par trenzado como en el cable RS-485 original (tu hoja de datos parece que [1 Blanco/Raya Naranja] y [2 Naranja/Raya Blanca] son un par trenzado, y [3 Azul/Raya Blanca] es un tercer hilo sin trenzado).

Parece que hay un pequeño desajuste de impedancia (100 ohmios para CAT5, 120 ohmios para RS-485). Esto causará reflexiones en el conductor y en el receptor, pero estoy bastante seguro de que su aplicación seguirá funcionando. Mientras que usted puede leer que 120 Ohms es típico para RS-485, la red de terminación utiliza 120 Ohms entre el par diferencial y 2 * 680 Ohms a VCC y GND.

Fuente

Por tanto, el valor de la terminación a la que "mira" el cable es inferior a 120 Ohmios de todos modos: (120||(680+680)) Ohmios = 110 Ohmios.

Si tienes la oportunidad de probarlo, podrías hacerlo. Yo probablemente ni lo dudaría y utilizaría STP CAT5(e). Si tu contrato dice que pagas dinero por cada minuto que falla la instalación, probablemente quieras usar cables con la especificación adecuada. (Esto último sigue sin garantizar que nunca falle nada, pero probablemente estarás en mejor posición si puedes culpar al cable "verdadero" en lugar de que otro culpe a tu cable "equivocado". Pero ya ves cómo este último párrafo no tiene nada que ver con la física...)

Answer 2

En general, CAT5 está bien para RS485. En mi opinión, el primer límite que se encuentra es la resistencia en serie que conduce una terminación a través de un cable largo. He corrido 250kbaud sobre 100m confiablemente. Las cosas empezaron a temblar alrededor de 200-300m.

Answer 3

Por referencia a la NOTA DE APLICACIÓN Maxim 3884 ¿Hasta dónde y a qué velocidad puede llegar con RS-485? del 25 de julio de 2006 (citado 2104-05-28):

menciones rs485 y cat5 con medidas.

Se presentan las prestaciones de un driver Maxim (el MAX3469 en este caso) y de un >driver equivalente de otro fabricante.

¿Qué factores limitan la velocidad de transmisión de datos RS-485?

Los siguientes factores afectan a la distancia que se puede transmitir de forma fiable a una velocidad de datos determinada:

• Longitud del cable: A una frecuencia determinada, el cable atenúa la señal en función de la longitud.
• Construcción del cable: El par trenzado Cat5 24AWG es un tipo de cable muy común utilizado para sistemas RS-485. Si se añade blindaje al cable, se mejora la inmunidad al ruido y, por tanto, aumenta la velocidad de transmisión de datos para una distancia determinada.
• Impedancia característica del cable: La capacitancia e inductancia distribuidas ralentizan los bordes, reduciendo el margen de ruido y comprometiendo el "patrón de ojos". La resistencia distribuida atenúa directamente el nivel de señal.
• Impedancia de salida del driver: Si es demasiado alta, limita la capacidad de accionamiento. Impedancia de entrada del receptor: Si es demasiado baja, limita el número de receptores que puede manejar el excitador.
• Terminación: Un cable largo puede actuar como una línea de transmisión. Terminar el cable con su impedancia característica reduce las reflexiones y aumenta la velocidad de datos alcanzable.
• Margen de ruido: Cuanto mayor, mejor. Slew rate del driver: Los bordes más lentos (slew rates más bajos) permiten la transmisión en longitudes de cable más largas.

Los diseñadores de sistemas suelen elegir un excitador y un receptor de dos fabricantes competidores, pero a la mayoría de los diseñadores les interesa sobre todo la distancia y la rapidez con que el excitador RS-485 puede conducir una señal. Se presenta el rendimiento de un controlador Maxim (el MAX3469 en este caso) y un controlador equivalente de otro fabricante.

La integridad de la señal se comprueba observando la salida diferencial del excitador. Ajuste el osciloscopio para buscar puntos de disparo entre los umbrales de 80mV y -400mV. (Estos umbrales se eligen porque los receptores tienen un rango de entrada de 20mV a -200mV, más un margen de ruido). A continuación, cuando los pulsos (bits) empiecen a "correr juntos", utilice patrones oculares para determinar las contribuciones globales de la distorsión, el ruido y la atenuación al parámetro denominado interferencia entre símbolos (ISI).

La ISI obliga a reducir la tasa de bits a un nivel que permita distinguir adecuadamente los pulsos. Las pruebas del circuito de la Figura 1 muestran una correlación coherente y clara entre los puntos de disparo y los patrones de ojo. Los patrones de ojo muestran una fluctuación del 50%, medida con los métodos documentados en la nota de aplicación 977[4] de National Semiconductor. La medición del jitter a 0V diferencial y ±100mV diferencial arroja los datos que se muestran en las Figuras 4 y 5.

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Dependiendo de los conductores se obtiene un resultado diferente

A 39 Mbps y 340 pies de cable Cat5, la salida del controlador de la Figura 2 muestra un patrón de ojo en el que las señales se cruzan en el centro del ojo, una condición que indica posibles errores de bits. Sin embargo, el dispositivo Maxim con la misma velocidad de transmisión de datos (figura 3) no presenta este problema. El transceptor Maxim ofrece mejores prestaciones gracias a sus bordes de salida simétricos y a su menor capacitancia de entrada.

Answer 4

Utilizamos CAT5 en la industria de la seguridad (controladores de acceso de tarjetas y cámaras) para RS485 sin ningún problema... 9600-19200 Baudios .. con una longitud de cable de más de 2000 pies .. funciona como un encanto

Mario

Answer 5

Si utiliza controladores a nivel de chip en placas de diseño propio, adapte las redes de terminación para el cable CAT5; básicamente, hágalo de 100 ohmios en lugar de 120 ohmios. Yo solía hacer eso todo el tiempo. Mi problema era a menudo conseguir colocaciones suficientemente largas del cable 485 esotérico. Podía conseguir tendidos de 500 o incluso 1000 pies de cable CAT. No estaba destinado a ser utilizado en tramos tan largos, pero funcionaba y era una fracción del costo.