DMX512A

DMXのシステムでは複数拠点をスプリッターを使って接続することで大規模なシステムの構築ができますが、同じ拠点の同一電源で複数の装置をDMXケーブルでつなぐ場合は特に問題にならないけれども、異なる電源の複数拠点をつないでいくことで、シールド線のアースですべての機器がつながってしまい、ノイズによる通信障害や２点間の電位差による機器損傷やトラブルなど一点のトラブルがケーブルでつながる全体のシステムに影響を与えるため、スプリッターなどの分配器は通常、入出力それぞれにアイソレーション（絶縁）が施されています。（アイソレーションされていない装置もあります）

ケーブルを使って長距離へのDMX伝送、複数拠点の接続の際には、フォトカプラ等でアイソレーションされたスプリッターを使用することが重要になります。

DMXに対応する照明器具は、個々にDMXのアドレスを指定する機能を持ち、また複数のDMXチャンネルを必要とする装置などは、その装置のパラメーター（アトリビュートともいう）をスターティングアドレスからどの順番で制御するかの定義情報を持ちます。このパラメーターの順番がどういう順番に並ぶかを定義したデータをプロファイルやモードと呼び、１つの照明器具で複数のプロファイルを持つ場合があります。照明器具にDMXアドレスを設定する場合、このプロファイルの先頭に使用するDMXチャンネル番号を設定します。例えば、3ch使用するLED器具であれば、先頭をアドレスを４とした場合、4〜6のチャンネルをその器具が使用します。2台目は、次の空いているチャンネル７から使用可能です

右の写真はスターティングアドレス（先頭アドレス）を83番にセットし、パラメーターの順番を定義した情報（パーソナリティー又はプロファイル）をP1にセットした状態

つまりDMXのシステムでは、先に照明器具側で、何番のチャンネルを使用するのかを設定し、またDMXを送信するコントローラー側でも、パッチと呼ばれるDMXのチャンネルを、プログラムを行う上で必要となるコントローラーのチャンネルと繋ぐ作業を必要とします。

照明コントローラーでは、制御対象となる照明器具（複数存在する）をチャンネル番号、デスクチャンネル、またはFixture 番号といった番号で識別します。例えば使用する照明器具が10台ある場合、１〜１０のチャンネルまたはFixture番号をコントローラー内にセットアップします。この時、照明器具が複数のDMXチャンネルを使用する器具であれば、コントローラーもまた器具と同様にプロファイルデータをもち、このプロファイルデータを選んでセットアップを行います。例えばRGBの器具であれば3ch必要な上に、色の並びがRGB、BGR, RBGなど、いずれかをデータベースの中から適切なプロファイルを選択して、コントローラー内に定義します。そして、セットアップした１から１０の番号の照明器具を、何番のDMX出力チャンネル番号で制御するかを決定するのがパッチです。

パッチはコントローラーにセットアップした照明チャンネル１〜１０を、出力するDMXチャンネルに関連付けする作業です。セットアップしたプロファイルによって占有するDMXチャンネル数は変わります。このパッチ作業を行うことで、コントローラーのデスクチャンネルからDMXのレベルが出力され、それが届いた照明器具が自身のDMXチャンネルに合致するデータを読み取り変化します

物理レイヤーにおける改訂

DMX512Aという最新のDMXプロトコルは、旧規格との完全な互換が保証されていますが、物理的な接続の点では、まず使用可能なXLRコネクターの定義が明確になりました。5pinのコネクターのみを許可し、それ以外のXLRコネクターを禁止、RJ45コネクターの使用を追加で許可しています。

元々、RS485の仕様は、同一バスラインで32ドライバーと32レシーバーを接続できることになっており、全二重及び半二重通信が可能になっています。このことから通常は通信に、2本の線を使う従来のDMXに対してセカンダリーとなるもう１つのペアのライン使用をRS485の通信用途に限定し正式に規定、全二重通信などに活用できるとしています。このDMX5pinコネクターの4番5番ピンに明確な意味を持たせたことは旧規格との大きな違いになります。

また2番と3番ピンを使用するプライマリー回線においても、半二重通信を許容し、RDM通信のためのプラットホームとして使用可能なものになります。このため、RDM のためのバイアス回路を組み込むことや、送信受信の両本のエンドでの終端抵抗の必要性など、旧規格にはない工夫が必要となっており、この点がDMX512Aの大きな改訂ポイントになると考えられます。

現在主流となるANSI規格として正式に承認されたDMX512Aは、それまで存在した旧規格DMX512/1990とは完全な互換を保証するものの、その仕様書の中で定義される追加的な仕様は、旧規格にはなかった仕様であり、事実上DMX512というプロトコルには２つのタイプのプロトコルが存在していることになります。その主要な改訂ポイントについて下記に整理します

XLR 5pinコネクターの接続

DMX512 wikipedia より

RJ45コネクターを使用する場合のケーブル接続

•  ANSI/TIA/EIA-568 スキーム T568B に準拠したピン番号とケーブル色

物理上、やむを得ない場合は、写真のようなユーロブロック等の端子接続も可能

DMXデータの構造は、スロットと呼ばれる1chのデータが512個、連続的に送られる。１つのスロットのフォーマットは下表のような構造になっています。

こうしたchのデータに加え、先頭にスタートコードと呼ばれる8bitのデータを置き、このスタートコード以降に続くデータをDMXのレベルデータもしくは、システムインフォメーションパケット（SIP）やテキストデータなどに識別するコードを加えて513スロットで伝送される。伝送速度は250kb/sです。

ボーレート250kb/sの設計では、1bitにおける時間が 4 マ​​イクロ秒 (1/250000) に設定されます。非同期送信では上記の表の通り、 2 つのストップ ビットが使用されるため、送信される各スロットには合計で 11bitのデータがあり、それはつまり、4 x 11 = 44 マイクロ秒となり、１スロットあたりにかかる時間は44μsと計算できます。

DMX512 は非同期プロトコルであるため、スロットはバスがアイドル状態のときにいつでも送信できます。データが送信されてない時、バスはHigh状態で「アイドル」します。

受信機はスタートビットを見て、11bit すべてが読み取られるまで 4μs 間隔で残りのビットの読み取りを行います。最後の 2 つのbitがストップ ビットですので、 2 番目のストップ ビットの後、回線はアイドル状態になるまたは、すでに高いので何もしないことを意味します。ここで新しいスタート ビットを送信して別のバイト転送を開始することができます。こうして順次512chのデータが連続的に送信され、それを受信機は受信することができます。

DMXのデータは下図のようなフレーム構造になっており、8bitの個々のデータはブレイクタイムに続くマークアフターブレイクの後に続いて送信されます。レシーバーは、それまで電圧がハイの状態のアイドルからブレークとなるLowレベルとその後に続くマークアフターブレイクというHighレベルにより、フレームの開始を認識します。

データスロットはフレーム内の位置によって識別されます。マークアフターブレイク（Highレベル）の後に続くスタートビットで、ここからデータスロットが始まり、最初のスロットはスタートコードであり、そのあと順番に１から512チャンネルのデータが続くことになります。最後のスロットはスロットの後の長いアイドル状態（HIgh）により識別されます。下記の表はこのフレームにおけるタイミングの最小値、標準値、最大値をまとめたものです。

DMXフレームにおけるブレイク等のタイミングの重要性は、このタイミングに幅があり、旧規格の時代はメーカー各社が共通の値ではなく、独自に解釈して設定したため、互換性に問題があったことにあり、現在も特にブレイクタイム、MABの値の違いにより、レシーバーがデータスロットの位置を誤認識することで照明がフリッカーを起こしたりする問題が存在する。そのためイーサネットとDMXのゲートウェイ装置などは、出力するDMXのこれらタイミングパラメーターを調整することで接続する機器に合わせる機能などを持ちます。

DMX512は変化するバリューを512個分伝送するプロトコルで、当初は照明の明るさを制御するSCRへの制御信号（0~10v）を置き換えるものとして誕生したものの、この変化する値は、さまざまな制御に応用ができました。例えば特殊効果の発火トリガーや、噴水のバルブの開け閉めなど、ショー制御のためのプロトコルとしてDMXは最適な仕組みだったと言えます。そして照明の世界では、単に明るさを制御するだけでなく、ムービングライトのようにステッピングモーターで動くシャッターで明るさを制御したり、ズームレンズの動きや、ムービングヨークの動き、縦の動き（Tilt）横の動き（Pan）を制御するためにも使われます。

DMXの１スロットは1バイトです。したがって、スロットレベルは10進数で0から255を表現できます。この255までのレベルをインデックスとして解釈すると、個々のインデックスに特定の意味を持たせることができます。例えばさまざまな色のフィルターが入ったホイールをモーターで制御するとき、インデックス50では赤、20では青、0の場合にホワイトというようにDMXを受信する装置側でその値が来たらホイールのポジションを動かすことができます。操作する側でも、そのプロファイルデータをもとに、DMXレベルを設定することで、思い通りの制御が実現できます。

モーター制御を行う場合に問題になったのが、DMXの１バイトでは255ステップしか表現できず、365度の回転を表現するには、より高い解像度が必要でした。そこで、DMXを受信する装置で、２つのスロットを使い、１つを上位バイト、１つを下位バイトとして、255×255 = 65,535ステップの表現ができるようになります。これがDMXレベルの16ビット分解能です。