Truyền dẫn với RS-485
Chuẩn PROFIBUS theo IEC 61158 qui định các đặc tính điện học và cơ học của giao diện RS-485 cũng như môi trường truyền thông, trên cơ sở đó các ứng dụng có thể lựa chọn các thông số thích hợp. Các đặc tính điện học bao gồm:
• Tốc độ truyền thông từ 9,6 kbit/s đến 12 MBit/s
• Cấu trúc đường thẳng kiểu đường trục/đường nhánh (trunk-line/drop-line) hoặc daisy-chain, trong đó các tốc độ truyền từ 1,5 Mbit/s trở lên yêu cầu cấu trúc daisy-chain.
• Cáp truyền được sử dụng là đôi dây xoắn có bảo vệ (STP). Hiệp hội PI khuyến cáo dùng cáp loại A. • Trở kết thúc có dạng tin cậy (fail-safe biasing ) với các điện trở lần lượt là 390Ω- 220Ω-390Ω.
• Chiều dài tối đa của một đoạn mạng từ 100 đến 1200m, phụ thuộc vào tốc độ truyền được lựa chọn. Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài tối đa của một đoạn mạng được tóm tắt trong bảng 4.1.
• Số lượng tối đa các trạm trong mỗi đoạn mạng là 32. Có thể dùng tối đa 9 bộ lặp tức 10 đoạn mạng. Tổng số trạm tối đa trong một mạng là 126.
• Chế độ truyền tải không đồng bộ và hai chiều không đồng thời.
• Phương pháp mã hóa bit NRZ.
• Bộ nối tròn M12 theo chuẩn IEC 947-5-2
• Bộ nối Han-Brid theo khuyến cáo của DESINA
• Bộ nối kiểu lai của Siemens.
Truyền dẫn với RS-485IS
Một trong những ưu điểm của RS-485 là cho phép truyền tốc độ cao, vì thế nó được phát triển để có thể phù hợp với môi trường đòi hỏi an toàn cháy nổ. Với RS-485IS (IS : Intrinsically Safe), tổ chức PNO đã đưa ra các chỉ dẫn và các qui định ngặt nghèo về mức điện áp và mức dòng tiêu thụ của các thiết bị làm cơ sở cho các nhà cung cấp. Khác với mô hình FISCO chỉ cho phép một nguồn tích cực an toàn riêng, ở đây mỗi trạm đều là một nguồn tích cực. Khi ghép nối tất cả các nguồn tích cực, dòng tổng cộng của tất cả các trạm không được phép vượt quá một giá trị tối đa cho phép. Các thử nghiệm cho thấy cũng có thể ghép nối tối đa 32 trạm trong một đoạn mạng RS-485IS.
Truyền dẫn với cáp quang
Cáp quang thích hợp đặc biệt trong các lĩnh vực ứng dụng có môi trường làm việc nhiễu mạnh hoặc đòi hỏi phạm vi phủ mạng lớn. Các loại cáp quang có thể sử dụng ở đây là:
• Sợi thủy tinh đa chế độ với khoảng cách truyền tối đa 2-3km và sợi thủy tinh đơn chế độ với khoảng cách truyền có thể trên 15km.
• Sợi chất dẻo với chiều dài tối đa 80m và sợi HCS với chiều dài tối đa 500m.
Do đặc điểm liên kết điểm-điểm ở cáp quang, cấu trúc mạng chỉ có thể là hình sao hoặc mạch vòng. Trong thực tế, cáp quang thường được sử dụng hỗn hợp với RS-485 nên cấu trúc mạng phức tạp hơn. Truyền dẫn với MBP
Trong một số ngành công nghiệp chế biến, đặc biệt là ngành xăng dầu, hóa chất, môi trường làm việc rất nhạy cảm với xung điện nên mức điện áp cao trong chuẩn truyền dẫn RS-485 không thích hợp. PROFIBUS-PA sử dụng lớp vật lý theo phương pháp MBP (chuẩn IEC 1158-2 cũ). Phương pháp mã hóa bit Manchester rất bền vững với nhiễu nên cho phép sử dụng mức tín hiệu thấp hơn nhiều so với RS-485, đồng thời cho phép các thiết bị tham gia bus được cung cấp nguồn với cùng đường dẫn tín hiệu.
Kỹ thuật truyền dẫn MBP thông thường được sử dụng cho một đoạn mạng an toàn riêng (thiết bị trường trong khu vực dễ cháy nổ), được ghép nối với đoạn RS-485 qua các bộ nối đoạn (segment coupler) hoặc các liên kết (link). Một segment coupler hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi tín hiệu ở lớp vật lý, vì vậy có sự hạn chế về tốc độ truyền bên đoạn RS-485. Trong khi đó, một link ánh xạ toàn bộ các thiết bị trường trong một đoạn MBP thành một trạm tớ duy nhất trong đoạn RS-485, không hạn chế tốc độ truyền bên đoạn RS-485.
Với MBP, các cấu trúc mạng có thể sử dụng là đường thẳng (đường trục/đường nhánh), hình sao hoặc cây. Cáp truyền thông dụng là đôi dây xoắn STP với trở đầu cuối dạng RC (100Ω và 2μF). Số lượng trạm tối đa trong một đoạn là 32, tuy nhiên số lượng thực tế phụ thuộc vào công suất bộ nạp nguồn bus. Trong khu vực nguy hiểm, công suất bộ nạp nguồn bị hạn chế, vì thế số lượng thiết bị trường có thể ghép nối tối đa thông thường là 8-10. Số lượng bộ lặp tối đa là 4, tức 5 đoạn mạng. Với chiều dài tối đa một đoạn mạng là 1900m, tổng chiều dài của mạng sử dụng kỹ thuật MBP có thể lên tới 9500m.