【통신 실무】 RS-485에 120Ω 종단저항을 사용하는 이유 | 종단저항 위치와 측정 방법

RS-485 PHYSICAL LAYER왜 RS-485 양 끝에 120Ω을 넣는가?

CAN과 비슷해 보이지만 Bias와 Transceiver 특성까지 같이 봐야 한다.

RS-485 통신이 불안정할 때 가장 먼저 듣는 말 중 하나가 “양 끝에 120Ω을 넣었나요?”다. 종단저항은 단순 관례가 아니라 Cable의 Characteristic Impedance와 신호 반사를 줄이기 위한 부품이다.

다만 모든 짧은 RS-485 배선에 무조건 120Ω을 넣는 방식으로 접근하면 안 된다. Baud Rate, Cable Length, Topology, Transceiver Drive Capability를 함께 봐야 한다.

1. RS-485는 차동신호를 사용한다

RS-485는 두 선의 전압차를 이용해 Data를 전달한다. 외부 Noise가 두 선에 비슷하게 유입되면 Receiver는 두 선의 차이를 보기 때문에 Common-mode Noise에 강한 편이다.

핵심
차동통신이라고 해서 GND가 항상 불필요한 것은 아니다. Receiver의 Common-mode Range를 벗어나지 않도록 Reference와 Isolation 구조를 함께 고려해야 한다.

2. 왜 120Ω인가?

RS-485 규격이 Cable의 Characteristic Impedance를 무조건 120Ω으로 고정하는 것은 아니다. 다만 산업용 RS-485에서 많이 사용하는 Twisted Pair Cable이 대략 120Ω Class이기 때문에, 실제 Cable Impedance와 비슷한 값으로 Bus 양 끝을 Termination하는 구성이 일반적이다.

Signal Edge가 Cable 끝에서 다른 Impedance를 만나면 일부가 반사되어 원래 신호에 겹칠 수 있다. 따라서 핵심은 “120Ω이라는 숫자”가 아니라 Cable Impedance와 Termination을 맞춰 Reflection을 줄이는 것이다.

Driver

›

120Ω Class
Twisted Pair

›

120Ω Termination

종단저항은 Cable 끝을 Cable Impedance와 비슷하게 보이게 해 Reflection을 줄인다.

3. 종단저항은 어디에 넣어야 할까?

Linear Bus 양 끝에 하나씩 넣는 것이 기본이다. 중간 Node마다 120Ω을 넣는 것이 아니다.

[120Ω] Node ───── Node ───── Node [120Ω] ↑ Main Bus / Trunk ↑

Star Topology는 Reflection 관리가 어려워진다.
Branch가 길어지면 각 Stub에서 Reflection이 생길 수 있으므로 고속, 장거리일수록 Linear Bus와 짧은 Stub을 우선한다.

4. 전원을 끄고 측정하면 왜 약 60Ω이 보일까?

양 끝의 120Ω이 Cable을 통해 병렬로 보이기 때문이다.

120Ω || 120Ω = 60Ω

그래서 전원을 끄고 A-B 사이 저항을 측정해 약 60Ω이 보이면 두 종단이 존재할 가능성이 높다.

항상 정확히 60.0Ω이 나와야 하는 것은 아니다.
Termination 허용오차, Bias Network, Transceiver 내부회로, 병렬 연결된 다른 장치 때문에 실제 측정값은 달라질 수 있다. 60Ω 부근이라는 값은 빠른 현장 진단에 유용하지만 절대적인 합격 판정값은 아니다.

60Ω이 정상이어도 통신은 실패할 수 있다.
Cable 단선 위치, A/B Swap, Bias, Baud Rate, Ground Potential, Reflection과 Noise 문제는 저항값만으로 확인할 수 없다.

5. 120Ω이 하나만 있으면?

전원 OFF 상태에서 약 120Ω이 보이면 한쪽 종단만 있거나 한쪽이 단선되었을 가능성을 생각할 수 있다. 약 40Ω이면 120Ω이 세 개 병렬로 들어간 경우를 의심할 수 있다.

A-B 저항	가능한 상태
약 60Ω	120Ω 2개가 양 끝에 존재할 가능성
약 120Ω	종단 1개만 존재할 가능성
약 40Ω	종단 3개가 들어갔을 가능성
매우 큼 / OL	종단 없음 또는 Cable 단선 가능성

6. Bias Resistor는 종단저항과 다른 역할이다

Termination은 Reflection을 줄이는 부품이고 Bias는 Driver가 아무도 Drive하지 않을 때 Bus 상태가 불안정해지는 것을 막는 역할이다. 일부 Transceiver는 Internal Fail-safe 기능을 갖지만 전체 System에서는 Vendor Manual을 확인해야 한다.

7. Cable이 짧으면 종단저항이 없어도 될까?

Signal Propagation Time이 Bit Time에 비해 충분히 짧고 Edge가 느리다면 짧은 배선에서는 Termination 영향이 작을 수 있다. 하지만 실제 판단은 Baud Rate와 Cable Length, Driver Edge, 환경을 함께 봐야 한다.

개발 초기에는 통신이 된다는 이유로 Termination을 생략하기보다 최종 Cable Length와 Network Topology를 기준으로 설계하는 편이 안전하다.

8. RS-485와 CAN의 120Ω은 같은 이유인가?

둘 다 Twisted Pair 전송선의 Impedance Matching과 Reflection 억제가 핵심이라는 점은 비슷하다. 하지만 Protocol과 Physical Layer Electrical Requirement는 다르므로 CAN의 모든 배선 규칙을 RS-485에 그대로 적용하면 안 된다.

9. 현장에서 통신이 불안정할 때 확인 순서

RS-485 Physical Check

✓전원을 끄고 A-B 저항 측정

✓A/B 배선 극성 확인

✓Linear Bus와 Stub 길이 확인

✓Baud Rate와 Cable Length 확인

✓Bias / Fail-safe 구조 확인

✓Oscilloscope로 Differential Waveform 확인

마무리

RS-485의 120Ω은 숫자를 외우는 문제보다 Transmission Line을 이해하는 문제다. 양 끝 Termination, Linear Bus, 짧은 Stub, 적절한 Bias를 함께 설계하면 현장에서 흔한 불안정 통신을 크게 줄일 수 있다.

TerryPack 참고글

CAN TERMINATIONCAN 통신에서 120Ω 종단저항을 사용하는 이유 → AMR NETWORKAMR Ethernet Network 구성 방법 →