DMX512

3. 기술적 특징

DMX512는 한 채널당 최대 512개의 조명 장치를 제어할 수 있으며, LED 조명등의 켜기/끄기, 밝기, 색온도, RGB 색상, 모터 제어 등을 할 수 있다.^[4] XLR 3핀이나 5핀 케이블(캐논 케이블) 또는 RJ45 케이블을 사용하여 데이지 체인 방식으로 연결한다. DMX 프로토콜은 DALI, KNX 프로토콜과 함께 디지털 조명 제어 시스템(LMS: Light Management System, 조명 관리 시스템) 구축에 필요한 핵심 기술이다.^[4]

DMX512 데이터는 EIA-485 전압 레벨을 사용하여 차동 쌍을 통해 전송되며, 전기 사양은 E1.11에서 달리 명시된 경우를 제외하고 EIA-485-A 표준과 동일하다. DMX512는 길이가 400m 이하이고 단일 버스에 32개 이하의 장치 부하(연결된 개별 장치)가 있는 버스 네트워크이다. 32개 이상의 장치가 통신해야 하는 경우 DMX 분배기를 사용하여 병렬 버스에서 네트워크를 확장할 수 있다. 네트워크 배선은 차폐된 연선 쌍으로 구성되며 특성 임피던스는 120Ω이고, 신호 반사를 흡수하기 위해 컨트롤러에서 가장 멀리 떨어진 케이블 끝에 종단 저항이 있다.

E1.11 (DMX512 2004) 전기 사양은 DMX512 신호 공통 접지를 다룬다. 이 표준은 송신기 포트(DMX512 컨트롤러 OUT 포트)가 신호 공통과 접지 사이에 낮은 임피던스 연결을 갖도록 권장하며, 이러한 포트를 ''접지''라고 한다. 또한 수신기가 신호 공통과 접지 사이에 높은 임피던스 연결을 갖도록 권장하며, 이러한 포트를 ''절연''이라고 한다. 이 표준은 절연 송신기 포트와 비절연 수신기를 허용하며, 방해적인 접지 루프 형성을 방지하기 위해 시스템이 한 지점에서만 신호 공통 접지를 해야 한다. 신호 공통과 접지 사이에 하드 연결이 있는 접지된 수신기는 허용되지만 사용은 강력히 권장되지 않는다.

3. 1. 네트워크 토폴로지

규정에 반하여 2번과 3번 핀의 극성을 반대로 하는 제조사도 있다. 조명 제어반에는 극성 선택기가 있는 경우가 많다.

DMX512 데이터 링크는 시작 코드를 전송하고, 512채널에 대응하는 8비트 코드가 이어진다. 한 케이블로 최대 512개 제어가 가능하다. 더 많은 제어가 필요하면 여러 DMX "유니버스"를 사용한다. 유니버스는 DMX512의 하나의 데이터 링크와 그 링크상의 모든 기기를 의미한다.

DMX512 데이터는 EIA-485의 전기적 사양을 사용한다. 데이터는 250kbit/s로 시리얼 전송되며, 최대 513바이트 패킷이 연속 전송된다. 1바이트는 DMX512-A에서 "슬롯"이라고 불린다. 1비트 시작 비트와 2비트 정지 비트를 사용하며, 데이터는 리틀 엔디안이다. 패킷 선두에는 최소 88μs 브레이크 신호와 최소 8μs "Mark After Break"(MAB)가 이어진다. 브레이크 신호 뒤 최대 513 슬롯이 전송된다. 첫 번째 슬롯은 "시작 코드"이며, 뒤따르는 데이터 종류를 알린다. 조명이나 조광기용 시작 코드는 0이다.

나머지 슬롯은 레벨 데이터이다. 최대 512 슬롯을 전송하며, 수신 측은 슬롯을 세어 자신의 채널을 파악한다. DMX에는 오류 감지 및 정정 기능이 없다.

최대 길이 패킷 전송에는 약 23밀리초가 걸리므로, 리프레시 속도는 약 44Hz이다. 리프레시 속도를 높이려면 전송 채널 수를 줄이면 된다. 최소 패킷 길이는 24채널 분이지만, 많은 송신기는 512 채널을 항상 전송한다.

일반적인 조광기는 여러 조명을 제어하므로, 여러 슬롯을 사용한다. 가장 작은 채널 번호를 지정하고, 필요한 채널 수만큼 해당 기기가 사용한다. 각 슬롯은 하나의 조명 조광에 대응한다. 슬롯 값의 해석(프로파일)도 다양하다.

자동 조명은 연속적인 채널을 사용하여 조광, 색상, 고보(종판), 수평 이동(팬), 수직 이동(틸트) 등을 제어한다. 고보 채널 값은 그룹화하여 종판 선택에 사용한다.

DMX512 케이블로 기기를 데이지 체인하는 경우, 케이블이 길어지면 신호가 열화된다. DMX 버퍼를 사용하면 '''DMX512 in'''은 1개, '''DMX512 out'''은 여러 개가 되어, 각 আউট에 기기를 데이지 체인 연결할 수 있다. DMX 버퍼 없이 케이블을 Y자형으로 나누는 것은 불가능하다.

3. 1. 1. 종단 저항

3. 2. 커넥터 및 케이블

3. 2. 1. 5핀 XLR 핀 배열

DMX512-A의 핀 배열은 위 표와 같다.

일부 제조사는 규정에 반하여 2번과 3번 핀의 극성을 반대로 제작하기도 한다. 이런 경우 어댑터 등이 필요하다. 조명 제어반에는 극성 선택기가 있는 경우가 많아, 전체 시스템이 반대 극성으로 구성되었다면 어댑터는 필요 없다.^[4]

3. 2. 2. RJ-45 핀 배열

이 핀 배열은 5등급 케이블(Cat5) 연선 패치 케이블의 도체 쌍 배열과 일치한다. 4번과 5번 핀을 사용하지 않아, 실수로 케이블을 단일 회선 공중 전화망 전화 잭에 꽂았을 때 장비가 손상되는 것을 막을 수 있다.^[4]

하지만 표준에 포함되기 전 여러 제조업체들이 RJ-45 커넥터에 대해 다른 핀 배열을 사용했었다는 점을 유의해야 한다.^[4]

3. 3. 프로토콜

최대 크기 패킷(512 채널)을 전송하는 데는 약 23ms가 걸리며, 이는 최대 재생률 약 44Hz에 해당한다. 더 높은 재생률을 위해서는 512개 미만의 채널을 가진 패킷을 전송할 수 있다.

제어 대상 기기는 일반적으로 데이지 체인 방식으로 연결된다. 각 기기에는 DMX512 in 커넥터가 있으며, 일반적으로 DMX512 out 커넥터도 있다(기기에 따라 DMX512 thru로 표시되는 경우도 있다). 컨트롤러의 DMX512 out에 케이블을 연결하고, 이를 첫 번째 기기의 DMX512 in에 연결한다. 두 번째 기기는 첫 번째 기기의 DMX512 out에 연결한다. 보통 마지막 기기의 DMX512 out에는 터미네이터 플러그를 장착한다. 이는 임피던스를 정합하기 위한 저항(보통 120Ω)이 2번과 3번 핀 사이에 있는 간단한 장치이다. 기기에 따라 자동 터미네이트 기능이 있어 터미네이터 플러그가 필요 없는 경우도 있다.

커넥터 자체는 5핀 XLR이지만, 실제 사용하는 것은 그 중 3핀이다. 기기에 따라 3핀 XLR 커넥터를 사용하거나, 폰 플러그 잭으로 DMX를 연결하는 기기도 있다. 그러나 이는 규격 위반이며, 프로용 기기에서는 DMX512-A 준수가 일반화되고 있다. DMX512-A에서는 5핀 XLR 이외의 사용은 원칙적으로 금지되며, 커넥터를 설치할 공간이 없는 경우 어댑터를 부속하도록 되어 있다.

케이블은 임피던스와 캐패시턴스 기준을 만족해야 한다. 마이크나 오디오용 케이블은 특성이 다르기 때문에, DMX512에 사용해서는 안 된다.

Data Plus(3번 핀)와 Data Minus(2번 핀)는 보통과 신호의 흐름 방향이 반대이다(암컷이 out, 수컷이 in). DMX512-A의 핀 배치는 다음과 같다.

• Data Link Common
• Data 1- (주 데이터 링크)
• Data 1+ (주 데이터 링크)
• Data 2- (보조 데이터 링크)
• Data 2+ (보조 데이터 링크)

3. 3. 1. 시작 코드

3. 3. 2. 채널 데이터

• 브레이크 조건
• 마크-애프터-브레이크(Mark-After-Break, MAB)
• 슬롯 0 (1바이트 시작 코드 포함)
• 최대 512개의 채널 데이터 슬롯 (각각 1바이트 포함)

• 조광
• 색상
• 고보(종판)
• 수평 이동(팬)
• 수직 이동(틸트)

4. 실제 활용

DMX512 네트워크는 일반적으로 멀티드롭 버스 토폴로지를 사용하며, 노드들은 데이지 체인 방식으로 연결된다. 네트워크는 DMX512 컨트롤러(마스터)와 하나 이상의 슬레이브 장치로 구성된다. 예를 들어, 조명 콘솔은 디머, 안개 기계, 지능형 조명과 같은 슬레이브 장치를 제어한다.

각 슬레이브 장치는 DMX512 "IN" 커넥터와 "OUT"(또는 "THRU") 커넥터를 가진다. 컨트롤러는 DMX512 케이블을 통해 첫 번째 슬레이브의 IN 커넥터에 연결된다. 그 다음 케이블은 첫 번째 슬레이브의 OUT 또는 THRU 커넥터를 다음 슬레이브의 IN 커넥터에 연결하는 방식으로 연결된다.

표준에서는 데이지 체인의 마지막 슬레이브 OUT 또는 THRU 커넥터에 '종단 저항'을 연결할 것을 요구한다. 종단 저항은 저항이 통합된 독립형 수 커넥터이며, 케이블의 특성 임피던스와 일치한다. 일부 DMX 슬레이브 장치는 내장 종단 저항을 가지고 있다.

DMX512 네트워크는 "DMX 유니버스"라고 불린다.^[4] DMX512 컨트롤러의 각 OUT 커넥터는 단일 유니버스를 제어할 수 있으며, 각 유니버스는 512개의 채널로 구성된다. 대형 제어 데스크(운영자 콘솔)는 여러 유니버스를 제어할 수 있다. 더 현대적인 제어 데스크는 비차폐 연선 커넥터 (예: Cat 5, Cat 5e 또는 Cat 6)를 갖추고 있으며, Art-Net IV 프로토콜을 사용하여 최대 524,288개의 DMX512 유니버스^[5] 또는 sACN 프로토콜을 사용하여 65,536개의 유니버스를 제어할 수 있다.

DMX512 1990 초판에서는 5핀 XLR 커넥터를 사용하도록 명시했다. 다른 XLR 스타일 커넥터의 사용은 금지된다. 3핀 XLR 커넥터는 예산/DJ 시장에서 DMX512로 흔히 사용되지만, DMX512 표준에서는 명시적으로 금지하고 있다. 3핀 XLR을 사용하면 오디오 케이블이 실수로 연결될 경우 조명 장비가 손상될 위험이 있다.

DMX512-A (ANSI E1.11-2008)는 고정 설치를 위해 8핀 모듈형 (8P8C, "RJ-45") 커넥터 사용을 정의했다. 여러 제조업체는 이 표준에 포함되기 전에 RJ-45 커넥터에 대해 다른 핀 배치를 사용했다. XLR 및 RJ-45가 부적절한 경우 다른 형태의 커넥터가 허용된다. ANSI E1.11 - 2008 7절에서 대체 커넥터 사용에 대한 내용을 다룬다.

디지털 조명 제어 초창기에는 제조업체들이 자체 디지털 제어 신호에 다양한 커넥터와 핀 배열을 사용했다. 이 중 가장 흔한 것은 3핀 XLR 커넥터였다. DMX512가 비준되었을 때, 많은 제조업체들은 5핀 XLR 커넥터로의 어댑터를 사용하여 기존 장비에서 DMX512 제어를 사용할 수 있도록 했다.

3핀 XLR 오디오 신호와 DMX 신호를 서로 연결하면 장비가 손상될 위험이 있다. DMX512-A는 5핀 XLR 커넥터여야 한다고 명시한다. 일부 제조업체는 비용 절감을 위해 3핀 XLR 커넥터를 사용하는 장치를 만들었다. 그러나 3핀 XLR은 마이크로폰 및 사운드 믹싱 콘솔 연결에 사용되므로, DMX512 장비를 잘못 연결할 위험이 있다. 믹싱 콘솔에서 방출되는 +48볼트의 팬텀 파워는 DMX512 장비에 손상을 줄 수 있다. 조명 데스크에서 방출되는 DMX512 신호는 마이크로폰 및 기타 사운드 장비에 손상을 줄 수 있다. 따라서 DMX512 신호에는 5핀 XLR만 사용하는 것이 가장 좋다.

4. 1. 견고성

4. 2. 무선 DMX

5. 발전과 미래

DMX512는 유니버스당 최대 512개 슬롯 제한, 단방향 신호, 오류 감지 부재와 같은 단점을 가지고 있었다. 이를 해결하기 위해 여러 대안들이 제안되었다. 2004년 DMX512-A 개정판에서는 시스템 정보 패킷(SIP)이 추가되었다. SIP는 널(Null) 패킷과 번갈아 전송될 수 있으며, DMX 널 데이터에 대한 체크섬을 전송할 수 있는 기능이 있지만, 거의 구현되지 않았다.

DMX512-A의 개정판인 E1.11-2004는 원격 장치 관리(RDM) 프로토콜의 기반을 마련했다. RDM은 조명 컨트롤러와 조명 기구 간의 양방향 통신을 가능하게 하여, 기구에서 컨트롤러로 진단 피드백을 보낼 수 있게 한다. RDM은 2006년 ANSI E1.20으로 ANSI의 승인을 받았다.

5. 1. 이더넷 기반 프로토콜

5. 2. ACN (Architecture for Control Networks)

참조

_[1] 웹사이트 United States Institute for Theatre Technology -- Resources > Standards > DMX512 > DMX512 FAQ -- http://www.usitt.org/Resources/Standards2/DMX512/DMX512FAQ#a12 https://web.archive.[...] 2011-10-20
_[2] 웹사이트 ESTA Technical Standards Program, published documents https://tsp.esta.org[...] 2024-01-18
_[3] 웹사이트 United States Institute for Theatre Technology DMX512 FAQ http://www.usitt.org[...] 2018-03-19
_[4] 서적 Recommended Practice for DMX512 PLASA
_[5] 웹사이트 Introduction and Terminology https://art-net.org.[...] 2020-04-12
_[6] 웹사이트 Archived copy http://www.dl.colork[...] 2016-06-28
_[7] 웹사이트 Archived copy http://tsp.plasa.org[...] 2011-08-11
_[8] 웹사이트 Troubleshooting DMX 512 http://stage-directi[...] 2019-05-24
_[9] 웹사이트 DMX (DMX512) RJ-45 pinout https://pinoutguide.[...]
_[10] 서적 DMX512 Protocol Implementation Using MC9S08GT60 8-Bit MCU (Application Note 3315) https://www.nxp.com/[...] Freescale Semiconductor 2002–2009
_[11] 웹사이트 TSP - Working Groups - About, Camera Cranes, Control Protocols, Electrical Power, Event Safety, Floors, Fog & Smoke, Followspot Position, Photometrics, Rigging, Stage Lifts http://tsp.esta.org/[...] 2018-03-19
_[12] 서적 American National Standard E1.11 – 2004 https://tsp.esta.org[...] Entertainment Services and Technology Association
_[13] 웹사이트 Ujjal's DMX512 Pages....The DMX512 Packet http://www.dmx512-on[...] 2018-03-19
_[14] 웹사이트 W-DMX on the Singapore Flyer https://www.lsionlin[...] 2019-05-24
_[15] 웹사이트 DMX512 WITH OUT WIRES! http://www.goddardde[...] 2018-03-19
_[16] 웹사이트 FAQ - LumenRadio https://www.lumenrad[...] 2018-03-19
_[17] 웹사이트 PLASA Technical Standards Program http://tsp.plasa.org[...] 2018-03-19