如今的工厂正在越来越多地采用智能技术，诸如机床、机器人、执行器和传感器等设备都能生成、传输和接收数据。
为了使所有这些独立的设备能够可靠地通信，工厂需要采用安全可靠的协议。在过去，通信依赖于包括HART、RS-485、Modbus、DeviceNet、Profibus和CAN在内的多种网络协议的混合使用。这种碎片化意味着需要昂贵的网关来连接不同的标准，而且维护变得既困难又昂贵。
取而代之的是，以太网网络正在迅速成为工厂车间的首选骨干网络。在本文中，我们将探讨为什么10BASE-T1S，作为一种单对以太网标准，成为了替代传统以太网和硬连线解决方案用于工业自动化的首选通信协议。
6/11日（周四）安森美将举办一场线上研讨会，研讨会将结合安森美（onsemi）在 10BASE‑T1S 与 PLCA 技术方面的实践经验，介绍 PLCA 协调器冗余机制，使从节点在主协调器暂时或永久失效的情况下，仍可维持受 PLCA 保护的通信模式。抽奖千元壕礼！欢迎报名参会~
了解 10BASE-T1S 及其优势
10BASE-T1S 由 IEEE 规范 802.3cg 定义，是一种多点、无冲突的以太网标准。它在非屏蔽、双绞线、单对以太网（SPE）线缆上运行，顾名思义，它的数据传输速率为 10 Mb/s，比许多传统的工厂网络快得多。
10BASE-T1S 既可以在点对点 (P2P) 配置中使用，也可以在多点拓扑结构中使用，这是与需要 P2P 连接的传统以太网标准相比的主要优势。
多点配置意味着网络中两台设备之间的每条链路都不需要有自己专用的点对点连接。这降低了布线的复杂性、成本和重量，使 10BASE-T1S 能够提供符合工业应用需求的安全可靠的数据传输。
图 1 显示了 10BASE-T1S 系统的多点拓扑结构，支持至少八个节点。节点可以在混合网段（Mixing Segment）上串联连接，或者位于推荐最大长度不超过10厘米的分支末端。
对于智能工厂而言，采用 10BASE-T1S 可提高互操作性，实现与现有系统的无缝集成，使其更易于部署。与点对点以太网网络相比，由于具备在不发送数据时关闭PHY（物理层）发射器等多重技术特性，10BASE-T1S能够降低功耗。
虽然 IEEE 802.3cg 规范未定义多点网段的数据线供电（PoDL），但可以通过同一根电缆传输直流电和以太网数据。这种 “工程 PoDL ”是一种无需任何协商协议即可为多点 10BASE-T1S 网段提供数据线供电的系统。
10BASE-T1S 多点 “工程 PoDL ”目前已经可以使用，IEEE802.3da标准即将正式确定10BASE-T1S多点PoDL，并预计将在2024年底或2025年第一季度获得批准。
工业 5.0 的连接性
工厂中的传感器、执行器和其他联网设备的数量已经大幅增加，预计到 2030 年将超过 2 亿台（2020 年为 8170 万台）。虽然其中一些设备将采用无线连接，但对有线网络的强健性仍有大量需求，特别是随着人工智能（AI）越来越多地应用于智能工厂边缘设备。
如前所述，10BASE-T1S 以太网的出现正在快速取代智能工厂中的传统现场总线技术，为工业 4.0 提供可靠的有线通信。10BASE-T1S 可将各种系统无缝集成到一个统一的网络中，从而无需使用笨重的网关。
10BASE-T1S 的布线要求降低，有助于实现更轻便、更灵活的网络，同时还能降低成本。展望工业 4.0，10BASE-T1S 将成为工业自动化领域未来的有线连接标准之一，为工业 5.0 奠定基础。
在一个例子中，安森美（onsemi）的一位客户在其智能工厂中从机电设备转向联网的电子版本，由于采用了10BASE-T1S技术，极大地降低了布线的复杂性，并减少了所需的部署时间。与点对点（P2P）非以太网网络相比，10BASE-T1S的多点拓扑结构是实现这一简化的重要因素。
10BASE-T1S 系统所需的布线更少，因此可以减少所需的机柜空间，节省宝贵的地面空间。由于不需要识别、添加或移除分散的电线，因此维修也更容易。
10BASE‑T1S 通过 PLCA 机制实现了多点网络中的无冲突通信，但其对单一协调器的依赖，使网络在协调器失效时容易退化为 CSMA/CD，从而导致带宽利用率下降和访问时延显著增加。
通过对 CSMA/CD 与 PLCA 模式下带宽和时延特性的对比分析，并结合实验验证，结果表明，该方法在几乎不增加系统开销的前提下，有效避免了 CSMA/CD 回退，显著提升了 10BASE‑T1S 多点网络的容错能力和通信可靠性。
6/11日（周四）安森美将举办一场线上研讨会，研讨会将结合安森美（onsemi）在 10BASE‑T1S 与 PLCA 技术方面的实践经验，介绍 PLCA 协调器冗余机制，使从节点在主协调器暂时或永久失效的情况下，仍可维持受 PLCA 保护的通信模式。抽奖千元壕礼！欢迎报名参会~
