デジタルの世界では、コンピューターやその他の機器が互いに「通信」できる方法がたくさんある。 そのような方法のひとつが、データ伝送の重要な要素であるCOMポートの使用である。 この記事では、3 つの主要な COM ポートを中心に、さまざまなタイプの COM ポートについて説明します：RS-232、RS-422、RS-485です。 これらのポートは、産業から研究まで多くの分野で重要であり、それぞれに特徴や用途がある。

RS-232：通信の定番

RS-232は、コンピュータ技術の歴史の中で最もよく知られ、広く使われているシリアル通信規格の一つである。 この規格は1960年に開発され、それ以来、コンピュータと周辺機器間の多くのシリアル通信の基礎となっている。 では、RS-232の何が特別なのか、なぜ今日でも使われているのかを詳しく見てみよう。

技術的特徴

RS-232は物理的なケーブルでデータをシリアル（1ビットずつ）伝送する。 1つの送信側（コンピューターなど）と1つの受信側（モデムなど）を接続し、ポイント・ツー・ポイント接続を作成するために使用される。 この規格の特徴は、データレートが比較的低く、通常115.2キロビット/秒を超えないことと、ケーブル長が最大約15メートルで、顕著な遅延やエラーなしに信頼性の高い伝送ができることである。

物理的には、RS-232はさまざまなタイプのコネクタを使用しますが、最も一般的なのは9ピン（DE-9、DB-9という名前で見かけることが多いでしょう）と25ピン（DB-25）コネクタです。 これらのコネクターは、データだけでなく、制御信号の伝送も可能にし、これらすべてによって、接続とデータ伝送の状態をモニターすることができる。

どこで使われているのですか？

RS-232の主な用途は、コンピュータと様々な周辺機器との接続である。 多くの場合、モデム、マウス、キーボード、プリンターなど、高いデータ転送速度を必要としない機器である。 さらに、RS-232は、データ収集やプロセス制御など、信頼性と接続の容易さが重要な産業機器や科学機器に使用されています。

利点と限界

RS-232は、汎用性と使いやすさがすべてだ。 この規格は、追加のドライバーをインストールすることなく、多くのオペレーティング・システムでサポートされているため、迅速な接続とセットアップに最適です。 しかし、データ転送速度と最大ケーブル長が限られているため、より高い帯域幅や長い距離を必要とするアプリケーションには適していない。

USB、Wi-Fi、ブルートゥースといった新しい通信技術が登場したにもかかわらず、RS-232はそのシンプルさ、信頼性、幅広いサポートにより、いまだに多くの産業で使用されている。 高等技術が必ずしも最良の解決策とはならない特定の状況において、重要な接続手段としての役割を果たし続けるコミュニケーションの古典である。

RS-422：離れた場所での信頼性

RS-422は、RS-232の拡張規格であり、特にデータ範囲と速度の点で先行規格の制限を克服するように設計されている。 この規格は、長距離にわたって信頼性の高いデータ伝送を提供する能力で知られており、長距離接続を必要とする産業用アプリケーションに最適です。 例えば、自動生産では、センサーとコントローラーが互いにかなり離れた場所に配置されることがある。

技術的特徴

RS-422は差動信号伝送を採用しているため、電磁干渉に効果的に耐えることができる。 この規格では、データは各信号ごとに1対のワイヤーを使って伝送される。一方のワイヤーが信号を伝送し、もう一方のワイヤーがその反転を伝送する。 この方法は、受信機で信号を増幅し、ノイズを除去し、RS-232の能力をはるかに超える最大1.2キロメートルの距離でより安定した伝送を提供する。

短距離では最大10Mbpsのデータ転送が可能だが、距離が長くなるにつれて速度は低下する。 このため、生産ライン、科学研究、その他の産業環境など、比較的長距離で高速データ伝送を必要とするアプリケーションに最適である。

RS-232と同様に、RS-422も接続に物理コネクターを使用するが、より複雑なネットワーク構成をサポートすることができる。 これには、1つの送信機に接続された複数の受信機が含まれる。

利点と限界は？

繰り返しになるが、RS-422の主な利点は、長距離にわたって安定した信頼性の高いデータ伝送が可能なことと、電磁干渉に強いことである。 同時に、他の技術と同様、RS-232に比べてコストが高く、追加機器なしで接続できるレシーバーの数に制限があるなどの制限がある。

RS-485

RS-485 – この規格は、複雑な通信タスクのソリューションとして、特に多数のデバイスでネットワークを構築する場合にその地位を確立しています。 この規格はRS-422の改良版として開発されたもので、ネットワーク内のより多くの機器をサポートし、データの信頼性を高めることで機能を拡張している。 RS-485の主な特徴と利点を詳しく見てみましょう。

技術的特徴

RS-485は、RS-422と同様、差動信号伝送を使用し、電磁干渉に対する高い耐性を備えている。 主な違いは、RS-485ではマルチポイント・ネットワーク接続が可能なことです。つまり、1つの通信チャンネルに最大32台の機器（リピーターを使えばそれ以上）を接続できます。 この場合、RS-485は、データを収集したり、広い範囲に広がる多くの機器を監視する必要があるアプリケーションに最適です。

このポートは、短距離で最大10Mbpsの高速データ転送をサポートし、最大1200メートルの距離で信頼性の高い伝送を実現します。 これらの特性は、具体的なネットワーク構成や使用する機器によって異なりますが、一般的にRS-485は速度と範囲のバランスに優れています。

さらに、このポートはデータ伝送に2線式接続を使用するため、他の規格に比べてケーブル配線インフラが簡素化され、大規模ネットワークではコスト効率の高い選択肢となる。 同時に双方向のデータ伝送が可能な4線式構成もある。

どこで使われているのですか？

RS-485は、産業オートメーション、セキュリティ、データ収集、アクセス制御など、さまざまな業界で広く使用されています。 多数のデバイスが存在するネットワークをサポートできるため、集中管理と監視が必要な複雑なシステムに最適です。

利点と限界は？

RS-485の主な利点は、拡張性と干渉に対する耐性であり、これらは産業環境での信頼性の高い動作に不可欠です。 同時に、RS-485を使用する場合、ネットワークの設定やデバイスのアドレス競合の解決に、さらなる労力が必要になる場合があります。