【통신 실무】 CAN Baud Rate와 케이블 길이의 관계 | 125k, 250k, 500k, 1Mbps 차이

CAN Network를 설계할 때 자주 나오는 질문이 있다. “500 kbps는 몇 m까지 가능한가?”, “1 Mbps로 올리면 왜 갑자기 통신이 불안정해지는가?”이다. CAN에서는 Baud Rate와 Cable 길이를 따로 볼 수 없다.

핵심
Baud Rate가 높아질수록 한 Bit에 사용할 수 있는 시간이 짧아지고, Cable을 따라 신호가 이동하는 Propagation Delay와 Node 내부 지연이 상대적으로 더 큰 비중을 차지한다. 그래서 높은 속도일수록 전체 Cable 길이와 Stub에 더 민감하다.

Bit Time부터 이해하면 쉽다

Baud Rate	1 Bit 시간	설계 특징
125 kbps	약 8 μs	상대적으로 긴 Network에 유리
250 kbps	약 4 μs	산업용 장비에서 많이 사용
500 kbps	약 2 μs	속도와 길이의 균형
1 Mbps	약 1 μs	Cable, Stub, Topology 영향이 큼

속도가 두 배가 되면 한 Bit에 허용되는 시간은 절반이 된다. 이 짧은 시간 안에 송신 신호가 Bus를 따라 전달되고 다른 Node가 해당 Bit를 올바른 시점에 Sampling해야 한다.

Propagation Delay가 왜 중요할까?

신호는 Cable에서 무한히 빠르게 이동하지 않는다. Cable 길이가 길어질수록 송신 Node에서 먼 Node까지 도달하는 데 시간이 필요하다. CAN Arbitration과 ACK 구조에서는 왕복 지연까지 고려해야 하므로 높은 Baud Rate에서는 Network 길이를 제한해야 한다.

송신

›

Cable 전파

›

수신 Node

›

ACK / Arbitration

“몇 m까지 가능하다”는 숫자는 절대값이 아니다

인터넷에서 Baud Rate별 최대 Cable 길이 표를 쉽게 찾을 수 있지만 이를 절대적인 규칙으로 사용하면 안 된다. 실제 허용 길이는 Cable의 Propagation 특성, Transceiver Delay, Connector, Stub, Sampling Point, Node 수, EMC 환경에 따라 달라진다.

실무 주의
“500 kbps는 무조건 100m”처럼 고정값으로 설계하지 말고, 사용 중인 Transceiver와 Cable 제조사 자료, 시스템 Bit Timing을 기준으로 검토해야 한다.

Stub이 길면 왜 더 불리할까?

Main Bus에서 Node까지 분기되는 Stub도 하나의 전송선이다. Stub이 길어지면 분기점에서 Reflection이 발생하고 Main Bus 파형을 왜곡할 수 있다. 낮은 Baud Rate에서는 문제가 나타나지 않다가 500 kbps나 1 Mbps로 올렸을 때 Error가 증가하는 이유 중 하나다.

좋은 구조

Main Bus를 연속적으로 유지하고 Node까지의 Stub을 짧게 구성한다.

주의할 구조

긴 Star Branch, 긴 Stub, 여러 개의 불필요한 분기.

Baud Rate를 낮추면 문제가 해결될 수 있을까?

일시적으로는 가능하다. 높은 속도에서만 Error가 발생하고 낮은 속도에서는 안정적이라면 Cable 길이, Stub, Reflection, Timing Margin을 의심할 수 있다. 하지만 Baud Rate를 낮춰서 증상을 숨기는 것과 근본 원인을 해결하는 것은 다르다.

높은 Baud Rate에서만 오류가 날 때

✓전체 Cable 길이 확인

✓Stub 길이 확인

✓종단저항 위치와 값 확인

✓Oscilloscope로 Ringing 확인

✓Sampling Point와 Bit Timing 검토

AMR에서는 어떤 속도를 선택할까?

AMR 내부 CAN은 Cable 길이가 비교적 짧기 때문에 500 kbps나 1 Mbps를 사용하는 시스템도 많다. 하지만 Motor Driver, BMS, Lift Controller 등 모든 장치가 동일한 속도를 지원해야 하고, 장비 내부 배선 품질이 확보되어야 한다.

데이터량이 많다고 무조건 1 Mbps를 선택하기보다 필요한 Update Rate, Node 수, Cable 길이, EMC 환경을 같이 보는 것이 좋다. Battery 상태처럼 수십 ms 단위 Update로 충분한 데이터와 Motor Control처럼 빠른 주기가 필요한 데이터는 요구조건이 다르다.

CAN FD는 더 주의해야 한다

CAN FD는 Arbitration Phase와 Data Phase의 속도를 다르게 사용할 수 있다. Data Phase 속도가 더 높아질수록 Cable과 Stub, Transceiver 품질의 영향도 커진다. 기존 Classical CAN Harness를 그대로 사용하고 속도만 올리는 방식은 충분한 검토가 필요하다.

마무리

한 문장으로 정리하면
CAN Baud Rate가 높아질수록 Bit Time이 짧아지므로 Cable 전파지연과 Stub, Reflection에 대한 여유가 줄어든다. 속도는 빠를수록 좋은 것이 아니라 필요한 성능과 물리 Network 조건을 함께 맞춰야 한다.