RDM（照明）

リモート デバイス管理 (RDM)は、2006 年に導入された、舞台照明機器用のDMX512制御プロトコルの追加機能です。DMX512 は、照明コンソールが調光器と通信するための標準プロトコルとして 1980 年代後半に開発されましたが、その後、インテリジェント照明器具の制御など、より複雑なアプリケーションに使用されています。RDM の追加により、メタデータをサポートしない単方向の DMX512 の多くの欠点が解消されます。

RDM は、双方向通信を組み込むように DMX512 標準を改訂し、DMX512 ネットワーク上の器具の構成のための追加オプションを導入します。RDM は既存の DMX512 デバイスと下位互換性があり、DMX512 ネットワークの物理的な配線にほとんど変更を加える必要がありません。

RDM規格はエンターテイメントサービス技術協会によって開発され、ANSI E1.20として維持されています。^[1]

DMX512は、1990年代半ばから、インテリジェント照明器具を含む劇場照明装置の制御の標準となっています。産業用制御システムで一般的に使用されているRS-485プロトコルに基づくDMX512は、舞台照明装置の制御のための最初のユニバーサル標準でした。^[2]

RDM の前身である DMX512 は、エラー報告や自動構成の機能が少ない単方向プロトコルです。1 本のケーブルで 1 つの DMX512「ユニバース」が伝送されます。これは 512 個の「アドレス」で構成され、各アドレスには 0 ～ 255 の値を割り当てることができます。DMX512 ネットワークの初期のアプリケーションでは、制御コンソールが調光器のラックに接続されていました。調光器ラック内では、1 つの DMX アドレスが 1 つの調光器の電圧レベルを 0% ～ 100% で制御していました。

インテリジェント照明器具を含むより複雑なアプリケーションでは、照明器具の各機能に DMX アドレスが割り当てられ、照明器具によっては数十に及ぶアドレス ブロックを使用するものもあります。ネットワーク内のデバイスの ID は、静的 IP アドレスと同様に、そのデバイスが占めるブロックの最初のアドレスによって定義されます。標準的な DMX ネットワークでは、各照明器具に開始アドレスを手動で設定する必要があり、同じ開始アドレスを制御コンソールに個別にプログラムする必要があります。^[3]

RDM は、識別、ステータス レポート、構成など、複数の主な機能を提供します。

識別により、制御コンソールは DMX アドレスとは別に、DMX ネットワーク上のすべてのデバイスを自動的に検出できます。これにより、オペレーターはどのデバイスの電源がオンになっているかを判断することができます。

構成により、制御コンソールはデバイスのアドレスやその他のプロパティを変更できます。この機能により、各器具に DMX アドレスを手動で設定するという時間のかかるプロセスが回避されます。インテリジェント照明器具には、多くの場合、複数の制御モードやその他の設定があり、適切なソフトウェア サポートを使用して RDM 経由で構成することもできます。

照明器具からのステータス レポートにより、オペレーターは、切れたランプや故障したモーターなどの障害を含むデバイスの状態を確認できます。

RDM は多くの新しい照明デバイスで有効になっており、既存のケーブルを使用して、RDM 非対応デバイスと同じネットワークで使用できます。RDM をサポートしていない DMX512 デバイスはすべての RDM コマンドを無視する必要がありますが、実際には、一部のデバイスは RDM 信号を受信すると誤動作します。

DMX ネットワークには、一方向の信号伝送のみを許可し、RDM 信号をフィルタリングするオプトアイソレータ機能を備えたスプリッタが含まれる場合があります。RDM 信号を通過させる DMX スプリッタも利用可能ですが、すべてのスプリッタにこの機能が含まれているわけではありません。

RDM は、標準ツイストペア線を介した DMX512 信号に特化したテクノロジーです。Streaming ACNやArt-Netなど、 IP ネットワーク経由で DMX 信号を伝送するプロトコルには、RDM と下位互換性のある独自のリモート コントロール実装があります。

RDM プロトコルと RDM 物理層は、従来の機器と互換性があるように設計されています。準拠しているすべての従来の DMX512 レシーバーは、RDM コントローラー (コンソール) と RDM レスポンダー (レシーバー) の混合システムで使用できます。DMX レシーバーと RDM レスポンダーを従来の DMX コンソールと併用して、DMX512 のみのシステムを形成できます。ユーザーの観点から見ると、システム レイアウトは DMX システムと非常に似ています。コントローラーは、メイン ケーブル セグメントの一方の端に配置されます。ケーブルは、レシーバーからレシーバーまでデイジー チェーン方式で配線されます。RDM 対応スプリッターは、DMX スプリッターと同じように使用されます。ケーブル セグメントの遠端 (コンソールまたはスプリッター以外の端) は終端する必要があります。

RDM では、DMX と比較して 2 つの重要なトポロジ変更が必要です。ただし、これらの変更は通常、機器内部で行われるため、ユーザーには見えません。

まず、コントローラ (コンソール) の出力が終端されます。次に、この終端は、ドライバが有効になっていない場合にラインを「マーキング状態」に保つためのバイアスを提供する必要があります。

追加の終端処理が必要な理由は、ネットワーク セグメントは、その長さに沿って多くのポイントで駆動されるためです。したがって、セグメントのどちらかの端が終端処理されていない場合は、反射が発生します。

DMX コンソールの出力ドライバは常に有効になっています。RDM プロトコルは、検出時を除いてデータの衝突が発生しないように設計されています。この衝突のなさを確実にし、異なるプラットフォームへの実装を可能にするために、すべてのライン ドライバを無効にする必要がある場合があります。終端処理のみを行った場合、ラインは未知のレベルに浮動します。その場合、1 つ以上のランダムな変更がライン上で読み取られる可能性があります。これらのランダムな変更により、システムの精度が大幅に低下します。そのため、ラインのバイアスが必要です。

これを保証するために、規格のセクション 2.4.1 (ライン バイアス ネットワーク) には、「コマンド ポートは、データ リンクの終端を少なくとも 245 mV の値にバイアスする手段を提供し、付録 F で説明されているテスト回路を使用して検証する必要があります」と記載されています。

さらに、この規格では、バイアス手段は「データリンクの Data+ がデータリンクの Data- に対して正になるように分極されるものとする。ラインバイアスネットワークは、データリンクに 32 ユニット負荷と同等の負荷がかかり、コモンモード電圧が +7 ボルトから -7 ボルト DC の範囲で変化しても、このバイアスを維持するものとする」と規定されています。

この規格では、基礎と終端を提供するための特別な回路は要求されていませんが、最も簡単な方法はパッシブ プル アパート ネットワークであることが多いです。

どのような方法を使用する場合でも、選択したドライバ チップでテストして、設計の組み合わせが E1.20 の要件を満たしていることを確認する必要があります。テストは、標準の付録 F に記載されています。これらのテストは設計検証用であり、製造テストとしては必要ありません。経験上、5 ボルト動作用に設計された多くの EIA485 ドライバは、必要なテストに合格することがわかっています。3.3 ボルト部品がすべて合格するかどうかは明らかではありません。いずれの場合も、このパフォーマンスを検証する必要があります。プル アパート ネットワークとテストの詳細については、ANSI E1.20 - 2006を参照してください。

RDM パケットは、照明を制御するために使用されている既存の DMX データ パケットに散在しています。DMX 512 仕様では、DMX パケットは開始コードで始まる必要があります。デフォルトの開始コードは 0x00 (ヌル開始コードとも呼ばれます) です。開始コード 0xCC を使用すると、RDM パケットを、RDM に対応していない古いデバイスが読み取ろうとすることなく、DMX データ パケットの間に安全に挿入できます。

DMX 512 仕様では、DMX コネクタは 5 ピンXLRタイプである必要があり、最初の 3 ピンのみが使用されます (ピン 4 と 5 は「将来の使用」のために予約されています)。残念ながら、さまざまなメーカーが、低電圧電源や独自のトークバック プロトコルなど、さまざまな独自の目的のために最後の 2 ピンを使用し始めました。その結果、すべての RDM 通信をピン 2 と 3 で行うことが決定されました。これにより、データ衝突の懸念が生じます。

RDM 標準では、すべてのケース (検出を除く) で、一度に 1 つのデバイスのみが送信を許可されるようにすることで、この問題に対処しています。コントローラ (1 つだけ存在できます) のみが RDM 交換を開始できます。レスポンダは、話しかけられた場合にのみ通信できます。コントローラは常にすべての RDM 通信を開始します。

すべての RDM デバイスには、製造元 ID とシリアル番号で構成される一意の識別子 (UID) があります。

RDM 通信は、次の 3 つのタイプに分類できます。

• 発見
• ユニキャスト通信
• 放送通信

接続されているすべてのデバイスが正しく動作していると仮定した場合、データの衝突が発生する可能性があるのは検出のみです。コントローラはすべてのデバイスに検出コマンドをブロードキャストし、応答を待ちます。複数のデバイスが接続されている場合は、同時応答によってデータの衝突が発生する可能性が高く、コントローラは正しくフォーマットされた応答を受信しません。次に、コントローラはバイナリ検索パターンに従って、検索範囲を UID の範囲に絞り込みます。コントローラが正しい応答を受信すると、応答しているデバイスをミュートしようとします。ミュートが成功すると、デバイスは検出メッセージに応答できなくなり、コントローラは他のデバイスの検索を続行できます。すべてのデバイスがミュートされると (検出コマンドへの応答が受信されなくなると)、検出プロセスは終了し、コントローラは接続されているすべてのデバイスのリストを保持します。

コントローラは定期的に新しいデバイスの検索を実行し、すでに検出されたデバイスがまだ接続されていることを確認する必要があります。

特定の器具との一般的な通信は、要求応答パターンで行われます。コントローラは、デバイスの UID でアドレス指定して、デバイスに要求を送信します。要求が送信されると、コントローラは一定期間 DMX ラインの制御を放棄し、デバイスが応答を送信できるようにします。ユニキャスト通信は、器具からデータを取得できる唯一の方法です (上記の検出メカニズムを使用して取得できる UID を除く)。デバイスが一定時間内に応答しない場合、コントローラは通信が失敗したと見なし、再試行できます。

複数の器具に指示をすばやく送信するために、RDM ではブロードキャスト通信が可能です。これにより、コントローラはすべてのデバイス、または 1 つのメーカーのすべてのデバイスに指示を送信できます。複数のデバイスがメッセージを受信する可能性があるため、検出プロセス中を除き、ブロードキャスト通信では応答は許可されません。

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• 照明制御システム

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