RS422/RS485とEthernetに関して

RS422/RS485の通信距離は120mでMax1Mbpsぐらいです。
Ethernetは10GBase-Tだと100mでMax10Gbps/sぐらいです。

質問
・同じ差動信号の仕組みなのに、100mぐらいの通信距離でなぜこんなにも通信速度差が出るのでしょうか？
　信号品質というのであれば、RS485の環境でEthernet CAT6Aのケーブルを使用すれば、速度が向上しそうなものなのですが、なぜこんなにも差が出るのか疑問に思いました。



参考
・RS422/485
https://fa-dic.mitsubishielectric.co.jp/faq/show …
・Ethernet
https://ja.wikipedia.org/wiki/10%E3%82%AE%E3%82% …

No.5 回答者： air_supply 回答日時： 2025/02/27 12:27

通信規格は、ハードウェアの進歩で変化して行くものですが、RS422/RS485 は機械制御やデータ伝送に特化した用途で使われるものなので、高速性は然程要求されません。

むしろ、確実にデータを誤りなく伝送する目的の方が強いので、遅い方が適しています。通信速度が速ければ、それだけ雑音等の妨害を受け易くなってしまいます。Ethernet のような高速通信とは、用途が異なっています。

RS232C、RS422、RS485とは　～平衡と不平衡～
https://www.sacom.co.jp/lecture/rs422-rs485.html

それとは別にカレントループと言って、４～20mA の電流信号で伝送する方式を、その頃よく使っていました。今でも温度制御等でよく使われていると思います。工業用装置の電力機器の中で稼働していて、電力機器の制御で発生する雑音の中で通信を行います。そのような状況で、誤りなくデータを伝送するのは、かなり難しいですね。

No.4 回答者： OnneName 回答日時： 2025/02/27 10:51

用途が違うからですね。

RS422/485は既存の電話線などを利用して比較的少量のデータを伝送するための規格です。RS485であれば同じ線に多数のターミナルを付けて相互に通信するようなことが主眼ですから高速化しても意味が無くノイズに強くする事の方が重要。

Ethernetも当初は同じような使用法で高速化を狙った物でした。10MBPS程度。(黄色の太い同軸やそのあとのテレビのアンテナ線に使われているような同軸ケーブルの時代)
そのあとでハブや6(8)線ケーブルを用いる本来の規格から外れるEthernetが普及して高速化されています。


>信号品質というのであれば、RS485の環境でEthernet CAT6Aのケーブルを使用すれば、速度が向上しそうなものなのですが
ハードウエアを理解できていればこれは無理なことはわかるでしょう。

そもそも通信規格は規格通りに製造すれば同規格の機器と通信できることを前提目的とした物です。
別にそれ以外の方法での通信を禁じている物ではありません。

特定の2点間の通信であれば規格外であったりオーバースペックの通信を使用する物はいくらでもありますね。

No.3 回答者： kanta2006 回答日時： 2025/02/27 06:29

いろんな要因があると思いますが、一番大きいと考えられるのは、Ethernetは両端がパルストランスになっている電流伝送になっていることではないかと思います。

両端がトランスなので、伝送線は閉じた電流ループになります。

RS422/485は1対多の通信を可能にしている電圧伝送で閉じたループにはなりませんし、電圧伝送なので電圧振幅の減衰等の影響もあります。
電流は減衰しません。

おそらくは、このような要因が影響していると考えられます。
私自身は規格の制定時の経緯に詳しいわけではありませんが。

No.2 回答者： Wabu_478 回答日時： 2025/02/27 05:38

一言で言えば古い規格だから。

イーサネットも初代は10Mbpsでした。RS422は、当時としてはそんなに遅い物でもないです。

No.1 回答者： mimazoku_3 回答日時： 2025/02/27 01:16

振幅させる電圧に寄るものではないかな？

ＲＳ－２３２Ｃだと＋１２ｖとー１２ｖを使っていた様子。
長距離伝送だと電圧が低くなる。
０ｖから１２ｖに変化させようとすると、それ相応の時間が掛かり、速度制限が発生したと思う。（うろ覚えなんでゴメンなさい）

ＰＣのメモリも過去は、ＴＴＬレベルの５ｖ駆動だったが、今じゃそんな高電圧を使わなくなった。
ＬＶＤＳだっけ？
低電圧で１信号ごとに反転させるの・・・、電圧の立ち上がり時間を小さくしてレスポンスを上げるために電圧を下げていたと思う。
これにより、データの高速伝送が実現したと思います。

＞RS485の環境でEthernet CAT6Aのケーブルを使用すれば、速度が向上しそうなものなのですが、・・以下略。
▶ＲＳ４２２の所に、【●差動信号なのでノイズに強く、RS232Cより振幅電圧が低い（±2?5V）。】と有りました。
つまり、２ｖ～５ｖの電圧を使ってのやりとりになる。
また、数ｍＡの電流も流さないといけないので、その分速度が犠牲になったのでしょうね。

これがＣａｔ６とかになると、もっと低い電圧・電流で済むのでしょう。
すると、ケーブルに求める耐電圧や耐電流は、同時に下がる。

●参考（Ｃａｔ６で検索した）●
［送信最大差動出力電圧］
100Ω負荷接続時にあらゆるデータシーケンスで2.2V - 2.8Vと規定されています。
https://fujikura-solutions.co.jp/technology/109/ …

●こういう情報もあったよ。
「PoE」と呼ばれる技術が採用されたLANケーブルでは、最大57Vの電気が流れていることから感電の可能性を否定できません。 PoEは「PSE（給電側機器）」と「PD（受電側機器）」で構成されています。2020/05/28

情報が断片的になってしまって、すいません。
まとめ切れませんでした。