IEEE 802.3cg 標準于 2019 年 11 月獲得批準，標志著工廠運營商在網絡邊緣連接設備的方式截然不同，使他們擺脫了基于傳統 4 mA 至 20 mA 和 HART 通信接口的基礎設施的限制。?

802.3cg標準，也稱為10BASE-T1L，是一種工業以太網網絡物理層。它提供了一種打破在工廠或加工廠執行一線服務的基本操作設備（傳感器、閥門、執行器和控制器）與企業數據（新智能工廠智能的比特和字節保險庫）之間的障礙的方法。10BASE-T1L網絡將成為向數據和分析驅動的工廠運營方法（即工業4.0）全面轉型的重要推動力。

這是否意味著工業工程師現在應該準備用10BASE-T1L基礎設施取代4 mA至20 mA或HART系統，即使802.3cg標準是如此之新，如果是這樣，如何？

哪些關鍵因素將決定從4 mA到20 mA或HART到10BASE-T1L的過渡是否成功？

數據分析支持提高生產力和效率

工業 4.0 的實施正在席卷每一個現代工廠運營。工業4.0的核心是渴望從大數據的利用中獲利。 新的分析軟件已經開始改變行業運營和維護工廠設備和場所的方式。來自分析的見解是 當他們在明顯不同的數據集中發現模式時，通常最深刻。

從工廠設備中可靠捕獲的數據越多，數據類型越多，軟件支持的機會就越多。 狀態監測和預測性維護等高級功能。4 mA至20 mA和HART接口的低數據帶寬以及 將它們集成到企業計算基礎設施中的范圍有限，阻礙了工程師將分析應用于這些傳統端點的努力。4 毫安 至20 mA和HART技術還限制了可以提供給端點的功率量以及遠程監控設備運行的范圍。

因此，將現有的4 mA轉換為20 mA或將HART設備轉換為10BASE-T1L所獲得的獎勵是數據，以及由此帶來的生產力和效率的提高 可以在數據投入使用時進行。互聯的智能工廠通常會減少計劃外停機時間，減少能源浪費，更好地利用設備和其他資產，并更有效地部署員工。10BASE-T1L連接有望將這些優勢擴展到工廠和加工廠的偏遠角落，在這些角落，傳感器和其他端點在企業網絡無法到達的地方運行。

10BASE-T1L：更高的數據速率和功率輸出

今天安裝10BASE-T1L設備的情況取決于802.3cg標準中規定的功能集。10BASE-T1L 連接提供：

在長達 1 km 的電纜長度上的最大數據速率為 10 Mbps。

在 Zone 0 本質安全應用中，為端點提供高達 500 mW 的功率，支持比 4 mA 至 20 mA 或 HART 系統支持的更廣泛的更復雜的端點運行。它還可以為非本質安全應用提供高達 60 W 的功率，具體取決于布線。

有可能重復使用現有的已安裝單雙絞線電纜。

豐富的設備管理選項，包括從連接的設備提供診斷數據以及向其提供軟件更新。

每個節點的互聯網協議 （IP） 地址，將物聯網功能擴展到工廠網絡的邊緣。IP 地址不僅可以監控節點，還可以遠程管理節點。

與企業網絡基礎架構集成。

從硬件的角度來看，10BASE-T1L設備的實現通常很簡單。這是因為 10BASE-T1L 通信的物理介質是單根雙絞線電纜。這甚至可能是已經承載4 mA至20 mA或HART通信的相同接線。802.3cg 標準支持在危險（防爆）環境中安裝。

10BASE-T1L的早期實施可能是混合設備，既支持傳統接口（如4 mA至20 mA），也支持新的工業以太網物理層。

成功推出10BASE-T1L

ADI公司（ADI）將在眾多客戶采用工業4.0技術的過程中發揮不可或缺的作用。我們的經驗表明，兩個關鍵因素將決定10BASE-T1L項目是否成功：

關注數據

網絡安全

一旦參與了10BASE-T1L部署的操作細節，工程師就很容易忽視實施它的原因，以揭開端點（如傳感器）操作的面紗，并將豐富的數據流從它們饋送到企業級數據分析引擎。

因此，10BASE-T1L項目成功的最大風險不是在端點本身，也不是在物理基礎設施;問題通常出在后端，當處理和使用來自新連接的端點的數據集時，沒有提供足夠的配置。

因此，開始安裝10BASE-T1L的工業工程師應該牢記以下問題：

我計劃從將從傳感器和其他終結點獲取的數據中得出哪些類型的見解？

如何將數據集成到企業級控制系統中？來自端點的數據格式是否兼容，還是需要轉換？

來自數據分析的見解將如何導致流程或系統改進？

工程師要面對的第二個關鍵問題是安全性。一旦通過 10BASE-T1L 網絡連接端點，對端點的威脅的性質就會發生巨大變化。以前，當通過4 mA至20 mA連接時，缺乏復雜的連接降低了攻擊風險。

802.3cg 標準提供的卓越連接性（包括每個節點的 IP 地址）使每個端點都容易受到企業網絡的遠程攻擊。將4 mA至20 mA或HART端點與網絡隔離的固有物理防火墻在出廠安裝10BASE-T1L后立即消失。

這意味著必須通過實施以下技術來保護各個節點和網絡基礎設施本身：

通過加密的設備 ID 對設備進行安全身份驗證

數據傳輸加密

防火墻阻止外部實體訪問安全設備

吸取工業4.0項目的經驗教訓

隨著802.3cg標準的批準，兼容10BASE-T1L的組件和設備的開發一直在加速。就我們而言，ADI一直在與工業設備制造商合作，確保他們能夠遵循路線圖，推出支持10BASE-T1L網絡的系統。業界預計，具有10BASE-T1L功能的產品將在2021年中期投放市場。

ADI在支持客戶實施新技術方面的長期經驗將有助于這些10BASE-T1L產品的成功推出。我們的工業自動化部門的結構支持技術實施，因為它將以技術為中心的開發和支持人員與專注于客戶應用的以市場為導向的員工相結合。這種基于團隊的方法將技術專長與市場洞察力相結合，為客戶產生正確的結果。

在10BASE-T1L的情況下，這種方法將包括提供PHY產品和對整個通信堆棧的支持。它還考慮了工業產品的較長商業壽命，并以路線圖為后盾，該路線圖預測兼容的10BASE-T1L產品將連續生產數十年，以滿足工業客戶的期望。

ADI公司和其他公司對10BASE-T1L元件的快速開發使工業設備制造商能夠開始開發新的工業以太網產品。在支持標準開發流程的令人印象深刻的工業公司聯盟的支持下，10BASE-T1L技術有望取代4 mA至20 mA和HART接口，并加速工業4.0的采用。

審核編輯：郭婷