TIA/EIA-485(ティーアイエーイーアイエーヨンハッセンゴ)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

TIA/EIA-485は、電気的特性を定義する国際的な通信規格であり、主に産業分野で信頼性の高いシリアルデータ通信を実現するために広く利用されている。この規格は、通称RS-485とも呼ばれ、工場の自動化、ビル管理、セキュリティシステム、計測機器など、多岐にわたる環境でデータ伝送の基盤として機能している。

この規格の最も顕著な特徴は、高いノイズ耐性、長距離伝送能力、そして複数のデバイスを一つの通信線に接続できるマルチポイント接続への対応である。これにより、複雑なシステムをシンプルかつ堅牢な配線で構築することを可能にしている。

TIA/EIA-485は、元々電子工業会（EIA: Electronic Industries Alliance）によってEIA-485として標準化された。その後、EIAの通信部門が通信工業会（TIA: Telecommunications Industry Association）として独立したため、現在はTIA/EIA-485という名称で広く認知されている。この規格は、データ通信機器とデータ端末装置の間でデジタルデータ信号を交換する際の電気的な要件、つまり、信号の電圧レベル、タイミング、インピーダンスなどを詳細に規定している。

その技術的な核心は、差動信号伝送方式の採用にある。この方式では、データを送信する際に二本の信号線（一般にA線とB線、あるいは+線と-線と呼ばれる）を使用し、互いに逆位相の電圧信号を送り出す。例えば、一方の線が正の電圧に変化する時に、もう一方の線は負の電圧に変化するといった具合である。受信側では、この二本の信号線の電圧差を読み取ることで元のデータを識別する。この差動信号方式の最大の利点は、外部からノイズが混入した場合、そのノイズが二本の信号線にほぼ同じように印加されるため、受信側で電圧差を計算する際にノイズ成分が相殺され、結果としてノイズの影響を大幅に軽減できる点にある。これにより、モーターや電力線などが近くにあるノイズの多い産業環境や、長いケーブル長での伝送においても、安定したデータ通信が可能となる。

TIA/EIA-485は、一つの通信バスに複数のデバイスを接続できるマルチポイント接続をサポートしている。これは、一般的な1対1の接続（ポイント・ツー・ポイント）しかできない規格とは異なり、例えば一つのマスター機器が複数のスレーブ機器と通信するようなシステム構築に非常に適している。規格上は最大32個の「ユニットロード」を持つ機器を接続できるとされており、これは、各機器がバスに与える電気的な負荷の合計を指す。最近の低負荷設計のデバイスでは、実質的に256台以上の機器を接続できる場合もある。

通信方式は通常、半二重方式で行われる。これは、データを送信している間は受信できず、受信している間は送信できないという方式である。送受信を切り替えるための制御が必要となるが、一本のツイストペアケーブルで双方向通信を実現できるため、配線がシンプルになり、設置コストを抑えることができる。全二重通信も物理的には可能だが、そのためには二組のツイストペアケーブルが必要となる。

通信速度と伝送距離にはトレードオフの関係がある。TIA/EIA-485は最大で10Mbpsの高速通信が可能だが、この速度は伝送距離が短距離の場合に限られる。距離が長くなると信号の減衰や遅延が大きくなるため、安定した通信を維持するためには速度を落とす必要がある。例えば、1.2km程度の長距離伝送を行う場合は、100kbps程度の比較的低速な通信速度に制限されることが一般的である。推奨されるケーブルは、ツイストペアケーブルであり、これにより差動信号伝送のノイズ耐性がさらに高まる。

マルチポイント接続のバス型ネットワークにおいては、通信バスの両端にバス終端抵抗（ターミネータ）を取り付けることが非常に重要である。これは、信号がケーブルの終端で反射してしまい、元の信号と干渉して通信品質を低下させる現象（反射波）を防ぐためである。終端抵抗は、ケーブルの特性インピーダンスに合わせた抵抗値を用いることで、信号の反射を吸収し、安定した信号品質を保つ役割を果たす。適切な終端抵抗の設置は、TIA/EIA-485ネットワークの信頼性を確保するために不可欠な要素である。

この規格の信頼性と柔軟性は、多岐にわたる産業分野での活用を可能にしている。具体的には、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）とセンサーやアクチュエータなどの入出力機器との通信、大規模なビルディングオートメーションシステムにおける空調、照明、エレベーターなどの集中制御、工場の生産ラインにおける機器間のデータ連携、セキュリティカメラのパン・チルト・ズーム（PTZ）制御、アクセス制御システム、POS（販売時点情報管理）システム、さまざまな種類の計測機器や医療機器間のデータ交換、さらには舞台照明制御用のDMX512規格など、数多くの場面でTIA/EIA-485が採用されている。

よく比較される通信規格にRS-232Cがあるが、RS-232Cが主に1対1の短距離・低速通信、そしてノイズに比較的弱い単一エンド信号伝送であるのに対し、TIA/EIA-485はマルチポイント接続、長距離・高速通信、そしてノイズに強い差動信号伝送という点で大きく優位性を持つ。これにより、TIA/EIA-485は、より大規模で電磁ノイズが懸念されるような過酷な環境でのデータ通信に最適な選択肢となっている。