ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
etndigi1-2026

IN FOCUS

R&S FSWX: new horizons in signal and spectrum analysis

 

Demanding mobile radio and wireless applications can push HF components to their physical limits. The FSWX signal and spectrum analyzer was developed to characterize components under challenging conditions. The analyzer is the first model with two input ports, filter banks to pre-filter and cross-correlate for noise suppression. The features were previously found only in high-quality phase noise testers.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

Apr # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

NO NEW CABLES

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 14.11.2022
  • Networks

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 Thomas
Tzscheetzsch, Analog Devices

MORE NEWS

Vielä ehdit mukaan - voita Huawein uusi älykello

ETN.fi:n digitaalinen aikakauslehti ETNdigi 1/2026 on julkaistu. Samalla lukijoille avataan kilpailu, jossa palkintona on Huawei Watch GT Runner 2 -urheilukello. Vielä ehdit mukaan kisaan, joka päättyy toukokuun lopulla.

Puolijohdealalla perverssi tilanne: ennätyskasvu ja paheneva pula komponenteista

Puolijohdemarkkina käy nyt poikkeuksellisella logiikalla: komponenteista on pulaa ja toimitusajat venyvät jopa 52 viikkoon, mutta samaan aikaan tekoäly nostaa koko alan historialliseen, yli 60 prosentin kasvuun.

Avoimen koodin kehittäjillä uusi ongelma: tekoäly tuottaa liikaa bugiraportteja

Tekoäly ei enää sotke avoimen lähdekoodin projekteja huonoilla bugiraporteilla. Nyt ongelma on päinvastainen. Hyviä raportteja tulee niin paljon, että kehittäjät hukkuvat työhön, kertoo Elektroniktidningen.

OpenAI haastaa nyt iPhonen – oma älypuhelinpiiri työn alla

Tekoäly-yhtiö OpenAI suunnittelee omaa älypuhelinpiiriä yhdessä Qualcommin ja MediaTekin kanssa. Tavoite on kunnianhimoinen: jopa 300–400 miljoonan puhelimen vuosivolyymit ja suora haaste Applen iPhonelle.

RF-linkkien riskit halutaan kiinni ennen kenttätestejä

Emersonin NI CHESS tuo ilmailu- ja puolustusjärjestelmien RF-kanavien emuloinnin ohjelmistopohjaiseksi osaksi PXI-testiympäristöä. Tavoitteena ei ole korvata kenttätestausta kokonaan, vaan löytää Dopplerin, häipymän, vaimennuksen ja häiriöiden kaltaiset ongelmat aiemmin ja toistettavammin laboratoriossa.

RISC-V-prosessorin voi suunnitella kolmessa päivässä

Swedish Chips Competence Centre järjestää kesäkuussa Lundissa kurssin, jonka ydinviesti on poikkeuksellisen kunnianhimoinen: RISC-V-prosessorin voi suunnitella kolmessa päivässä.

Suomella voi olla yllättävän vahva rooli Euroopan sirukilpailussa

Euroopan on mahdollista rakentaa omaa puolijohdetuotantoa, jos tahtoa löytyy. – Taiwaniin syntyi koko ekosysteemi määrätietoisella työllä vuosikymmenten aikana, ja sama on tehtävissä muuallakin, sanoo kvanttitietokoneyritys IQM:n perustajiin kuuluva Juha Vartiainen.

Neocortec tuo aidon mesh-verkon LoRaan

LoRa on noussut yhdeksi maailman laajimmin käytetyistä IoT-yhteystekniikoista, mutta useimmat verkot perustuvat yhä tähtitopologiaan ja verkkovirtaan kytkettyihin yhdyskäytäviin. Neocortecin kehittämän NeoMesh-reitityksen yhdistäminen LoRan fyysiseen kerrokseen tähtää pitkän kantaman, itsekorjautuvien mesh-verkkojen toteuttamiseen ilman tiheää gateway-infrastruktuuria.

Microsoft tappaa kevyen Outlookin – vanhat viestit jäävät, liikenne katkeaa

Microsoft lopettaa Outlook Lite -sähköpostisovelluksen käytännössä toukokuun lopussa. 26.5.2026 alkaen sovellus ei enää lähetä tai vastaanota sähköposteja, vaikka aiemmin ladatut viestit pysyvät luettavissa.

Vincit varmisti etumatkan AI Actiin

– Haluamme olla tekoälyn hyödyntämisen edelläkävijöitä, ja se vaatii luottamuksen rakentamista asiakkaiden suuntaan. Pelkkä yrityksen oma lupaus ei enää riitä, sanoo Julius Manni. Vincit on saanut ensimmäisenä Suomessa akkreditoidun ISO/IEC 42001 -sertifikaatin.

Oulu sekoili puolijohdetehtaan kanssa – tänään palattiin maan pinnalle

Vielä torstaina Oulu maalaili kuvaa, jossa kaupunki voisi olla ehdolla jopa 20 miljardin euron puolijohdetehtaalle. Viesti jätti vaikutelman, että pohjoiseen olisi realistista saada tekoälysirujen valmistusta, vaikka Euroopassa tällaiset investoinnit ovat harvinaisia ja keskittyvät vahvoihin teollisiin klustereihin. Tänään perjantaina sävy muuttui olennaisesti.

Milloin koodi riittää ja milloin tarvitaan logiikkaa? Webinaari pureutuu rajaan

Sulautettujen järjestelmien suunnittelu jakautuu yhä selvemmin korkean tason ohjelmointiin ja erilliseen logiikkasuunnitteluun. DigiKeyn ja Microchipin webinaari pyrkii avaamaan tätä rajaa käytännön esimerkkien kautta. Aihe on ajankohtainen erityisesti, kun FPGA- ja mikro-ohjainmaailmat lähentyvät opetuksessa ja prototyypityksessä.

Uusi GPU lupaa pudottaa laskennan hintaa lähes 95 prosenttia

Kalifornialainen Bolt Graphics väittää voivansa muuttaa laskennan talouden uudella Zeus-grafiikkasuorittimellaan. Yhtiö ilmoitti saavuttaneensa testisirun tape-out-vaiheen, ja lupaa jopa 17-kertaista kustannustehokkuutta eli käytännössä lähes 95 prosentin pudotusta laskennan hintaan.

Cisco rakentaa kvantti-internetin puuttuvaa palasta

Kvanttitietokoneiden kehitys on tähän asti ollut yksinkertainen peli, sillä valmistajat ovat keskittyvät lisäämään kubitteja järjestelmiinsä. Nyt peli muuttuu. Cisco yrittää ratkaista alan todellisen pullonkaulan eli sen, miten yksittäiset kvanttikoneet saadaan toimimaan yhdessä.

Agenttinen AI ei jää työkaluiksi – se muuttaa yritysten ajattelun

Tekoäly ei ole enää pelkkä assistentti vaan siirtymässä ohjaamaan kokonaisia kehitysprosesseja. – Assistenttina tekoäly tuo 10 prosenttia lisää tuottavuutta, mutta agentteina tuottavuus paranee 70 prosenttia, sanoi Etteplanin palveluratkaisujen päällikkö Tero Hämeenaho yhtiön teknologiapäivässä eilen Espoossa.

Nokia irrottaa avaruusverkot uuteen Modul8-yritykseen

Nokia aikoo irrottaa Bell Labsin avaruusviestintähankkeen Modul8:n itsenäiseksi yhtiöksi. Taustalla on tarve saada hankkeelle oma rahoitus- ja toimintamalli, jotta kuuhun ja muuhun avaruusympäristöön suunnitellut viestintäratkaisut saataisiin nopeammin tuotteiksi.

Mouser lisäsi yli 9000 uutta komponenttia valikoimaansa alkuvuonna

Elektroniikkakomponenttien tuonti markkinoille kiihtyy, ja jakelijat toimivat yhä enemmän lanseerausten etulinjassa. Mouserin alkuvuoden yli 9000 uutta tuotetta kertoo ennen kaikkea tuotekehityssyklien nopeutumisesta – ei yksittäisestä läpimurrosta. Suunnittelijalle tämä tarkoittaa enemmän vaihtoehtoja, mutta myös vaikeampaa valintaa.

Piikarbidi mullistaa invertterit myös halvemmissa sähköautoissa

Piikarbidiin (SiC) perustuvat tehopuolijohteet ovat pitkään olleet sähköautojen premium-luokan etuoikeus. Nyt tilanne on muuttumassa. Uusimmat komponenttisukupolvet, kuten Robert Bosch GmbH kolmannen sukupolven SiC MOSFETit, on suunniteltu nimenomaan tuomaan sama suorituskyky myös edullisempiin ajoneuvoluokkiin.

Tutka näkee kaiken – millimetriaallot ohjaavat autojen älyä

ETN - Technical articleAutoteollisuuden millimetriaalto­tutkaa käytetään ihmisten ja kohteiden havaitsemiseen kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja autonomisen ajamisen (AD) sovelluksissa. Ajoneuvon ulkopuolisen ympäristön valvontaan käytetään tyypillisesti tutkaa, kameroita ja LiDARia. ADAS auttaa kuljettajaa monissa ajotilanteissa, kuten törmäysvaroituksissa, automaattisessa jarrutuksessa ja pysäköintiavustuksessa. Autonomisessa ajamisessa sensoridataa käytetään ajoneuvon ohjaamiseen automaattisesti.

ABB vie cobotit raskaampiin töihin

ABB tuo markkinoille PoWa-cobotperheen, jonka ydinviesti on tavallista suurempi hyötykuorma ja korkeampi nopeus. Tavoitteena on avata yhteistyöroboteille sellaisia sovelluksia, joissa perinteiset cobotit ovat jääneet suorituskyvyssä jälkeen, mutta joissa täysiverinen teollisuusrobotti olisi ylimitoitettu ratkaisu.

ETNdigi - Watch GT Runner 2
16 17  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Neocortec tuo aidon mesh-verkon LoRaan

LoRa on noussut yhdeksi maailman laajimmin käytetyistä IoT-yhteystekniikoista, mutta useimmat verkot perustuvat yhä tähtitopologiaan ja verkkovirtaan kytkettyihin yhdyskäytäviin. Neocortecin kehittämän NeoMesh-reitityksen yhdistäminen LoRan fyysiseen kerrokseen tähtää pitkän kantaman, itsekorjautuvien mesh-verkkojen toteuttamiseen ilman tiheää gateway-infrastruktuuria.

Lue lisää...

OPINION

Agenttikoodaus muuttaa myös sulautetun kehityksen

CodeBoxxin perustajan Nicolas Genestin mukaan ohjelmistokehitys on kääntynyt päälaelleen: koodia ei enää kirjoiteta, vaan tekoälyä orkestroidaan kohti tavoitetta. Muutos näkyy erityisen voimakkaasti sulautetuissa järjestelmissä, joissa tiukka laitteisto–ohjelmisto-integraatio, pitkät validointisyklit ja virheiden korkea hinta tekevät agenttipohjaisesta kehityksestä poikkeuksellisen merkittävän murroksen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Vielä ehdit mukaan - voita Huawein uusi älykello
  • Puolijohdealalla perverssi tilanne: ennätyskasvu ja paheneva pula komponenteista
  • Avoimen koodin kehittäjillä uusi ongelma: tekoäly tuottaa liikaa bugiraportteja
  • OpenAI haastaa nyt iPhonen – oma älypuhelinpiiri työn alla
  • RF-linkkien riskit halutaan kiinni ennen kenttätestejä

NEW PRODUCTS

  • Sama virtalähde kelpaa nyt sairaalaan ja kotiin
  • Vesitiivis USB-C piirikortille ilman lisäkokoonpanoa
  • Kolmivaiheinen tuuletinohjaus ilman koodia
  • AES ei vielä tee muistitikusta turvallista
  • Toughbook 56 tuo tekoälyn kentälle ilman pilveä
 
 

Section Tapet