logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...
" "

The new Ethernet standard 10BASE-T1L is a 2-wire Ethernet solution for line lengths of up to 1000m at a transmission speed of 10Mbps with support for transmission protocols such as PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA, Modbus-TCP, and others. With this standard, it is possible to continue using existing 2-wire cabling and thus protect investments.

Communication of data between various devices is essential in many aspects of daily living. The proliferation of devices and the dramatic increase in data volumes driven by digitalisation and Industry 4.0 are forcing changes in the communication landscape. For example, in areas such as process automation, integrated networks that support connectivity across entire factories are required. Data must be extracted from operational technology (OT) machines, processed, and then supplied to computer systems at the company level (IT) for further processing. As the previous 4mA to 20mA or fieldbus applications run up against their limits in terms of data communication, Ethernet is emerging as the communication standard.

Primarily, this is the new Ethernet standard 10BASE-T1L, a 2-wire Ethernet solution for line lengths of up to 1000m at a transmission speed of 10Mbps with support for transmission protocols such as PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA, Modbus-TCP, and others.

With this standard, it is possible to continue using existing 2-wire cabling and thus protect investments.

This article explains the basics of 10BASE-T1L and shows corresponding products that are also relevant in the selection of suitable connectors for various applications. Power transmission of the various connected devices via the data line also plays an important role with 10BASE-T1L.

Data communication is taking on an ever-greater role not only in the industrial sector but also in process automation. The previous 4mA to 20mA or fieldbus applications are reaching their limits due to burgeoning data volumes, and Ethernet is thus crystallising as the communication standard. The standard Ethernet, 4-wire solution has evolved into a 2-wire solution known as 10BASE-T1L, consisting of a single pair of twisted cables or single-pair Ethernet (SPE). Above the physical layer, 10BASE-T1L is compatible with existing Industrial Ethernet technologies with 100Mbps or 1000Mbps and thus is a supplement.

10BASE-T1L is becoming standardised especially in process automation and has the potential to effect sweeping changes in this area. Precisely here, up to now, sensors and actuators have usually been connected via a 4mA to 20mA analogue interface or a fieldbus. In process automation, unlike in mechanical engineering or plant automation, these sensors and actuators are usually at a distance to the control system or the remote I/O systems. Distances of 200m to 1000m and more are common.

But what exactly is 10BASE-T1L, what advantages does this technology offer, and why is it a new standard?

WHAT DOES 10BASE-T1L MEAN?

The name 10BASE-T1L roughly explains its meaning. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) abbreviations are used here.

The “10” in the medium type references a transmission rate of 10Mbps. “BASE” refers to baseband signals, which means that only Ethernet signals can be transported over the medium. “T” stands for “twisted pair.” The digit “1” stands for 1km range. In this case, it is followed by an “L” for “long range,” meaning that segment lengths of 1km and more are possible.

There are still other network technologies, such as 10BASE-2 (thin coaxial cable with a maximum segment length of 185m), 10BASE-5 (thick coaxial cable with a maximum segment length of 500m), 10BASE-F (fibre optic cable), or 10BASE-36 (broadband coaxial cable with multiple baseband channels and a maximum segment length of 3600m).

WHICH LAYER OF THE OSI MODEL CAN 10BASE-T1L BE CATEGORIZED INTO?

10BASE-T1L offers the possibility of using the existing 2-wire infrastructure to realise line lengths of up to 1000m at a transmission speed of 10Mbps. The physical Ethernet technology is defined exclusively in Layer 1 (the bit transmission layer or physical layer) of the Open Systems Interconnection (OSI) model. Above the bit transmission layer, 10BASE-T1L supports common Ethernet protocols such as PROFINET, Modbus, etc., as well as other bus systems, such as BACnet, KNX, and LON, that are commonly used in building management systems. Table 1 shows an overview.

Table 1. Overview of the OSI model with the protocols and bus systems found in it.

10BASE-T1L is implemented with the help of a special Ethernet PHY in Layer 1. The Ethernet frames are transmitted between MAC and PHY via the media-independent interface (MII), reduced MII (RMII), or reduced gigabit MII (RGMII).

The MAC is defined by the Ethernet standard IEEE 802.3 and implemented in the data link layer (Layer 2). The PHY forms the physical interface and is responsible for coding and decoding the data between the transmission medium and the digital system.

WITH WHICH DEVICES AND MACHINES CAN 10BASE-T1L BE USED?

10BASE-T1L is designed to replace the 4mA to 20mA standardised signal in many, if not most, process automation applications. However, this does not mean that older field instruments connected via 4mA to 20mA current loops will have to be replaced with 10BASE-T1L-capable field instruments. These conventional devices can be connected via software configurable I/O (SWIO) modules, while remote I/Os serve as a collection point for connection to the PLC with a 10Mbps Ethernet uplink.

Figure 1. Sample architecture with both conventional and 10BASE-T1L-capable field instruments.

Software configurable I/O modules have reconfigurable module channels which allows them to work quickly, easily, and remotely without requiring extensive rewiring. The channels can be configured either as input or output both for currents and voltages, or digital and analogue.

In some cases, there is a requirement that both power for the devices and their data be provided via 10BASE-T1L, which is defined as part of the standard. Figure 1 shows an example of a mix of conventional field instruments connected via a 4mA to 20mA current loop and new 10BASE-T1L-capable field instruments.

10BASE-T1L supports two amplitude modes: 2.4V for cable lengths of up to 1000m and 1V for shorter distances up to 200m. Through the 1.0V peak-to-peak amplitude mode, this technology can also be used in explosion-protected environments (hazardous areas) and meets the strict maximum energy consumption requirements applicable there.

An industry consortium has specified the advanced physical layer (APL), which builds on the 10BASE-T1L standard, defining intrinsically safe operation for process automation.

Ethernet-APL likewise enables the transition to seamless process automation installations with field-to-cloud connections, including areas with potentially explosive atmospheres for installations in the food and beverage, pharmaceutical, and oil and gas industries. Furthermore, APL also defines the power provisioning classes over the single twisted pair lines.

No concrete transmission medium (cable) is defined with 10BASE-T1L. Only the requirements for return loss and insertion loss of the cables are specified. Fieldbus Type A cables are the cables of choice. This allows the reuse of existing PROFIBUS or Foundation Fieldbus cabling. 10BASE-T1L works with a balanced pair of conductors over a cable length of up to 1000m without any problems. However, in noisy industrial environments, a shielded cable like Type A cable is required - using connectors, screw terminals, or punch-down blocks. Some 10BASE-T1L switch chips have integrated diagnostics functions that check the signal quality over the cables. 10BASE-T1L is thus a very robust communication technology - even a mix-up of the wires does not pose a problem.

Table 2. Overview of the different communication technologies in process automation.

THE ADVANTAGES OF 10BASE-T1L?

Conventional 4mA to 20mA with HART® and fieldbus devices have a limited data bandwidth of just a few kbps. With 10BASE-T1L, speeds of 10Mbps can be reached. This makes it possible to transmit not only a process value but also additional device parameters such as configuration and parameterisation information. In the future, possible software updates for the increasingly complex sensors, as well as fault and network diagnostics such as short circuits on the line to the sensor, will be performed relatively quickly via the data line. Configuration is also easier because gateways and converters are no longer required with 10BASE-T1L. Through the elimination of the gateways, the costs and the complexity of these old installations are greatly reduced, and the data islands created by them are swept away.

In addition, higher powers can be transmitted over the data line. For example, 500mW in intrinsically safe areas (hazardous areas) and even up to 60W in non-intrinsically safe areas can be transmitted.

Ethernet standards such as PROFINET, EtherNet/IP, HART-IP, OPC UA, or Modbus-TCP, and IoT protocols such as MQTT, can enable the easy and powerful connection of field devices to a cloud.

DOES 10BASE-T1L ALSO WORK WITH SWITCH MODULES?

As with standard Ethernet, with 10BASE-T1L there are bridges that enable coupling of various network segments and devices. Different network topologies can be realised and used to supply power to the connected devices. In process automation, switches are often connected to controllers, HMIs, and the cloud. Switches allow media redundancy in the form of ring topologies for increased availability.

In process automation, the connections to the devices, sensors, and actuators are also called spurs, whereas connections between the switches and running up to the control system fall under the name trunk.

Further possibilities arise from the constantly increasing integration density of devices. For example, a 10BASE-T1L switch can be integrated into a sensor connected directly to additional sensors that can also be supplied by it. Figure 2 shows an exemplary interconnection of different switches.

Figure 2. An example of a switch interconnection diagram.

Communication with a 10BASE-T1L-capable device takes place via the host processor. It usually requires an integrated MAC function, a passive media converter, or a switch with 10BASE-T1L ports.

CAN I ALSO IMPLEMENT THE POWER SUPPLY VIA THE "TWO WIRES"?

The 10BASE-T1L standard not only offers communication of data from sensors and actuators, but also provides the possibility of supplying them with power via the signal lines. Concretely, 10BASE-T1L can deliver up to 60W of power in non-intrinsically safe areas. In explosion-protected (intrinsically safe) areas, the power is limited to 500mW; in this case, the signal amplitude is also reduced from that of standard applications from 2.4V to 1V to comply with the strict requirements for maximum energy applicable there. However, as a result, only reduced transmission distances are possible in intrinsically safe areas.

Table 3 provides an overview of the possible power transmission levels for the various line lengths and areas for a Type 18 AWG cable.

10BASE-T1L provides a relatively robust communication standard for process automation that offers numerous advantages over conventional 4mA to 20mA  applications, including the possibility of reusing the existing infrastructure.

 

By Thomas Brand and ThomasTzscheetzsch, Analog Devices

MORE NEWS

Realme näyttää, että kännykkäakuissa on paljon kehitettävää

Älypuhelinvalmistaja realme julkaisee ensi viikolla uudet realme 14 5G- ja realme 14T -mallit, jotka nostavat erityisesti akunkeston uudelle tasolle. Uutuusmallit on suunniteltu tarjoamaan poikkeuksellisen pitkän käyttöajan, ja ne haastavat kilpailijat keskiluokan älypuhelinmarkkinoilla.

EU:n Chips Act saa kovaa kritiikkiä: tavoitteet epärealistisia

Euroopan tilintarkastustuomioistuin on esittänyt voimakasta kritiikkiä EU:n puolijohdestrategiaa, eli niin sanottua Chips Actia, kohtaan. Tuoreessa raportissaan tuomioistuin toteaa, että ohjelman keskeinen tavoite – nostaa EU:n osuus kehittyneiden ja energiatehokkaiden puolijohteiden maailmanlaajuisesta tuotannosta 20 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä – on nykymenolla saavuttamattomissa.

C++ sopii piirien suunnitteluun, mutta ei aina

Diplomi-insinööri Sakari Lahden tuore väitöskirjatutkimus Tampereen yliopistosta osoittaa, että korkean tason synteesi voi jopa puolittaa piirien kehitystyöhön kuluvan ajan verrattuna manuaaliseen RTL-suunnitteluun. Erityisesti FPGA-pohjaisissa projekteissa HLS tarjoaa huomattavan tuottavuushyödyn, kun aikaa vievät mikroarkkitehtuurin yksityiskohdat jätetään automaattisen työkalun huoleksi.

Uudenlainen valoanturi kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa 10-kertaiseksi

Elektroniikka- ja materiaaliteknologiayhtiö TDK on esitellyt vallankumouksellisen uuden valoanturin, joka lupaa kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa kymmenkertaiseksi nykyisiin teknologioihin verrattuna. Kyseessä on Spin Photo Detector – niminen muunnoselementti, joka yhdistää optiikan, elektroniikan ja magneettisuuden täysin uudella tavalla.

Tämän piti olla melkein mahdotonta – Wi-Fi 7 tulee IoT-käyttöön

Synaptics on rikkonut odotuksia tuomalla Wi-Fi 7 -teknologian kevyisiin ja vähävirtaisiin IoT-laitteisiin. Yhtiön uusi Veros-sarjan piiri tarjoaa huippunopeuden, matalan latenssin ja monipuolisen yhdistettävyyden, mikä avaa uusia mahdollisuuksia älylaitteille.

Uusi eSIM tulee Telenorin IoT-verkkoon

Telenor IoT ottaa käyttöön uuden sukupolven SGP.32-eSIM-standardin syksyllä 2025, vahvistaen asemaansa edelläkävijänä teollisen IoT-yhteyksien hallinnassa. Uusi standardi tuo merkittäviä parannuksia skaalautuvuuteen, hallinnan helppouteen ja energiankulutuksen optimointiin verrattuna aiempiin eSIM-ratkaisuihin.

Olisiko UWB parempi kuulokkeisiin kuin Bluetooth?

UWB-teknologia, joka lähettää dataa nopeina purskeina erittäin laajalla taajuusalueella (3,1–10,6 GHz), tarjoaa useita etuja perinteiseen Bluetoothiin verrattuna. Siinä missä Bluetoothin parhaatkin koodekit, kuten aptX Lossless ja LDAC, jäävät 1–1,2 megabitin sekuntinopeuksiin, UWB voi teoriassa tarjota yli 100 Mbps siirtonopeuden jopa 10 metrin säteellä.

Click-lisäkortti tarkkaan moottorinohjaukseen

MIKROE on julkaissut uuden Power Step 2 Click -lisäkortin, joka tuo erittäin tarkan ja tehokkaan moottorinohjauksen osaksi mikroBUS-ekosysteemiä. Uutuus sopii vaativiin sovelluksiin, kuten robotiikkaan, lääkintälaitteisiin, antennien suuntaukseen sekä turvajärjestelmiin.

​Intelin uusi pomo laittaa tuulemaan – joka viides saa lähteä

Intel on ilmoittanut suunnittelevansa vähentävänsä jopa yli 20 prosenttia henkilöstöstään. San Francisco Chroniclen raportoimat vähennyksen olisivat samalla yhtiön historian suurin irtisanomisaalto.

Lenovo jäähdyttää GPT-laskentaa nesteellä

Lenovo on julkaissut uuden sukupolven tekoälyratkaisun, jossa yhdistyvät hyperkonvergoitu infrastruktuuri (HCI), generatiivinen tekoäly ja ensi kertaa myös nestejäähdytys. Yhtiön uusi ThinkAgile V4 -sarjan laitekokonaisuus esittelee maailman ensimmäisen nestejäähdytetyn HCI-alustan, jonka tavoitteena on tehostaa tekoälylaskentaa ja pienentää energiankulutusta jopa 25 prosentilla edellisiin sukupolviin verrattuna.

Ransomware kasvaa hurjaa vauhtia

Kiristyshaittaohjelmahyökkäysten määrä kasvoi alkuvuonna 2025 peräti 126 prosenttia edellisvuoteen verrattuna, kertoo Check Point Researchin tuore raportti. Tammi-maaliskuussa kiristyshaittaohjelmaryhmät ilmoittivat yhteensä 2289 uhrista – enemmän kuin koskaan aiemmin yhden vuosineljänneksen aikana.

Kalle Härkki on VTT:n uusi toimitusjohtaja

Tekniikan tohtori Kalle Härkki on nimitetty Teknologian tutkimuskeskus VTT:n uudeksi toimitusjohtajaksi 13.8.2025 alkaen. Härkki siirtyy VTT:lle Resand Oy:n toimitusjohtajan paikalta, jossa hän on työskennellyt vuodesta 2021 lähtien.

USBC-liitännästä aiempaa viileämpi

Brittiläinen tehonmuunnospiirejä kehittävä Pulsiv julkaisee uuden sarjan 65–70 W:n USB-C-moduuleja, jotka on kehitetty erityisesti asennettaviin sovelluksiin, kuten pistorasioihin, työpöytiin ja huonekaluihin. Nämä erittäin kompaktit ja täysin koottavat moduulit saavuttavat maailman alhaisimman käyttölämpötilan.

Joka neljännellä on tili, joka on murrettu heikon salasanan takia

Salasanojen huono hallinta jatkaa tietoturvariskien kasvattamista myös vuonna 2025. Tuoreen Panda Securityn tutkimuksen mukaan joka neljäs ihminen on kokenut tilimurtoja, joissa heikko salasana on ollut syynä.

Varjon 3D-maailmoja voi nyt luoda vaikka älypuhelimen kameralla

Varjo on julkaissut Teleport 2.0 -alustan, joka mullistaa tavan, jolla ammattilaiset voivat luoda korkealaatuisia 3D-maailmoja. Uusi versio mahdollistaa fotorealistisen 3D-taltioinnin millä tahansa kameralla – aina älypuhelimista droneihin – ilman raskaita fotogrammetriarvotyökaluja tai manuaalisia työnkulkuja.

Uudet moduulit tekevät Bluetoothista paremman

Bluetooth-teknologia ottaa ison harppauksen eteenpäin uusien moduulien myötä. Panasonic Industry Europe on julkaissut uuden PAN1783 Bluetooth Low Energy -moduulin, joka tuo markkinoille merkittäviä parannuksia äänenlaadun, virrankulutuksen ja monikäyttöisyyden saralla.

Canatulle tärkeä autoteollisuuden sertifiointi

Canatu on onnistuneesti uusinut tärkeän autoteollisuuden laatujärjestelmäsertifiointinsa, kun sen Vantaan tuotantolaitokselle on myönnetty jatkettu IATF 16949:2016 -sertifikaatti. Sertifiointi on voimassa vuoteen 2028 asti ja vahvistaa Canatun asemaa luotettavana toimittajana maailmanlaajuisessa autoteollisuudessa.

Raipe vienyt tekoälyä 6-0

Digian tekoäly on yrittänyt datan perusteella ennustaa Liigan voittajaa lähes ifk-maisella menestyksellä. Nyt Digia myöntää, että SaiPa on Raimo Helmisen luotsaamana yllättänyt niin tekoälyn kuin koko jääkiekkoyleisön. SaiPan mestaruuteen tekoäly ei vieläkään usko, vaan povaa mestariksi KalPaa.

Sähköauton akku lähes täyteen 18 minuutissa

Autoteollisuus otti merkittävän askeleen kohti seuraavan sukupolven sähköajoneuvoja, kun Stellantis ja Factorial Energy julkistivat onnistuneen validoinnin uudelle kiinteän elektrlyytin FEST-akkuteknologialle. Uudet 77Ah-akut tarjoavat 375 Wh/kg energiatiheyden ja mahdollistavat akun lataamisen täyteen vain 18 minuutissa.

TSMC: CPU-sirut 1,4 nanometriin, RF-piirit neljään nanometriin

TSMC esitteli Pohjois-Amerikan teknologiaseminaarissaan seuraavan sukupolven A14-prosessinsa, joka vie prosessoritekniikan uudelle 1,4 nanometrin aikakaudelle. Samalla yhtiö julkisti myös uuden N4C RF -prosessin, joka tuo neljän nanometrin valmistustekniikan radioyhteyksiä hyödyntäviin siruihin.

Rekoistakin pitää tulla hiilivapaita

Maantiekuljetukset ovat elintärkeitä talouselämälle. Kuorma-autoilla kuljetetaan ruokaa, tarvikkeita, materiaaleja ja monia muita tavaroita mihin tahansa paikkaan. Vaikka keskiraskaiden ja raskaiden kuorma-autojen osuus maailman ajoneuvoista on vain neljä prosenttia, niiden osuus tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä on 40 prosenttia, tehden niistä kasvihuonekaasupäästöjen päälähteen, joka on otettava huomioon pyrittäessä kohti hiilivapautta.

Lue lisää...

Kovaa käyttöä kestävät koneet voi ostaa palveluna

Kenttätyö vaatii kovia koneita – ja nyt ne saa palveluna. Panasonicin uusi Toughbook Mobile-IT As-A-Service (MaaS) -ratkaisu mullistaa tavan, jolla liikkuvaa työtä tukevat laitteet ja IT-palvelut hankitaan ja hallitaan. Ei enää isoja kertahankintoja, pitkiä IT-projekteja tai laitteiden elinkaaren miettimistä – nyt saat kaiken tarvittavan helposti ja kuukausimaksulla.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article