Multidrop
Englisch: multidrop
Ein Computerbus, bei dem alle Komponenten mit demselben Satz elektrischer Leitungen verbunden sind; jede Komponente überwacht ihre eigenen Daten und koordiniert sich mit den anderen, um zu senden.
Multidrop: gemeinsame Leitungen, viele Hörer, einer nach dem anderen
Ein Multidrop-Bus verbindet mehrere Geräte (typischerweise 8 bis 32 Knoten) mit einem Leitungspaar oder einer Gruppe von verdrillten Kupferpaaren, anstatt separate Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen den einzelnen Geräten zu verlegen. Jedes Gerät überwacht kontinuierlich die gleiche Signalleitung, filtert die für sich selbst bestimmten Rahmen heraus und wartet auf seinen Sendeturn. Diese Topologie spart Kabel- und Steckerkosten, weshalb sie in Fabrikhallen und älteren Messnetzwerken vorherrschend war.
Verbreitete Implementierungen nutzen RS-485 Differentialsignalisierung, die längere Kabelwege und industrielle Störungen besser verkraftet als Single-Ended-Systeme. Ein Multidrop-RS-485-Netz kann sich über 1200 Meter bei niedrigen Baudraten (9600 Bit pro Sekunde) oder über 40 Meter bei hohen Geschwindigkeiten (115.200 Baud) erstrecken. Jeder Knoten benötigt einen Transceiver-Chip zum Treiben und Erfassen des Bus; die meisten Ausführungen sehen einen Abschlusswiderstand (typisch 120 Ohm) an jedem Ende vor, um Reflexionen zu unterdrücken. Die Knoten müssen Kollisionsvermeidung durch Master-Slave-Polling oder Token-Passing-Protokolle realisieren, da zwei Geräte nicht gleichzeitig auf den gleichen Leitungen senden können.
Warum es in älteren Systemen noch wichtig ist
Multidrop-Busse finden sich in seriellen Gerätenetzen, Prozessregelkreisen, Frequenzumrichtern und alten Ein-/Ausgabe-Subsystemen von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Sie benötigen weniger Kupfer als vergleichbare parallele Architekturen und passen natürlich in Nachrüstinstallationen, bei denen alle Sensoren und Aktoren bereits in der Nähe eines zentralen Steuergeräts konzentriert sind. Der Nachteil ist die Latenz: Der serielle Zugriff auf viele Geräte dauert länger als parallele Abfragen, und ein Fehler in der Busabschlussmontage oder ein kurzgeschlossener Knoten kann das gesamte Netz zum Schweigen bringen.
Modernes Ethernet und Feldbussysteme haben Multidrop-RS-485 in neuen Anlagen weitgehend ersetzt, doch tausende von Legacy-Industriesystemen sind noch darauf angewiesen. Die Diagnose ist schwieriger, weil ein einzelner fehlerhafter Abschlusswiderstand, ein nicht terminiertes Anschlussstück oder ein lockerer Stecker zu intermittierenden Datenverlusten bei allen Knoten führen können. Viele Techniker bevorzugen Multidrop-Netze wegen ihrer elektrischen Einfachheit und Reparierbarkeit, auch wenn Geschwindigkeit nicht kritisch ist.