10BASE-T1S in der Industrie: Verdrahtung, modulare Busse und Umstieg von CAN

Am 14. und 15. Oktober 2026 fand in Göteborg der IEEE Ethernet & IP @ Automotive Technology Day 2026 statt. Mehrere Vorträge beschäftigten sich mit 10BASE-T1S. Die Untersuchungen stammen aus dem Automotive-Bereich. Viele der Fragen sind aber auch für Industriesensoren, Schaltschränke, Fertigungsstraßen und Gebäudeautomation interessant.

Dieser Beitrag betrachtet drei Themen: zuerst die veröffentlichten Ergebnisse, danach die mögliche Bedeutung für die Industrie. Es handelt sich um technische Schlussfolgerungen, nicht um neue Verdrahtungsnormen.

1. Kabelabstand und Aufdrilllänge: Erkenntnisse von Molex

Untersuchung. Safal Sharma und Abbas Alwishah (Molex) betrachteten, wie benachbarte ungeschirmte verdrillte Adernpaare (UTP) die Signalqualität von 10BASE-T1S beeinflussen. Im untersuchten Modell stiegen Kopplung und zeitlicher Jitter, wenn der Abstand der Paarmittelpunkte von 9,5 auf 2 mm sank. Mindestens 6,5 mm sind darin ein sinnvoller Orientierungswert; 5 mm werden als unterer Auslegungswert genannt. Für den aufgedrillten Bereich empfiehlt die Untersuchung höchstens 30 mm. Die 6,5 mm sind keine allgemeine Vorgabe für den freien Abstand zwischen Kabelmänteln oder zwischen Netz- und Datenleitungen.

Bedeutung für die Industrie. Entscheidend ist der Abstand zwischen den Adernpaaren und nicht nur der sichtbare Abstand zwischen den Kabelmänteln. Im Kabelkanal kann eine lose Verlegung günstiger sein als das feste Verschnüren vieler Signalleitungen über lange Strecken. Besonders bei Kabeldurchführungen und Verschraubungen sollte man darauf achten, dass Leitungen nicht unnötig eng zusammengepresst werden. Die Verdrillung sollte möglichst bis zur Klemme erhalten bleiben. 30 mm sind ein guter Daumenwert, keine harte Fehlergrenze. Geschirmte Kabel wurden im Vortrag nicht verglichen. Auch eine Mindesttrennung zu 230-V-Leitungen lässt sich daraus nicht ableiten.

Originalquellen: Molex-Präsentation (PDF) · Vortrag ansehen

2. Ein fester Bus mit austauschbaren Modulen

Untersuchung. JASPAR untersuchte mit Autoren von Mazda, Honda und Toyota flexiblere Verdrahtung für 10BASE-T1S. Ein Bus mit fünf Teilnehmern und 1 m langen Stichleitungen erreichte mit CAN-UTP-Kabeln im getesteten Aufbau eine funktionierende Kommunikation und die verwendeten Kriterien des Augendiagramms. Die Signalqualität war schlechter als bei der Referenz. Weitere EMV-Untersuchungen sind erforderlich. Damit sind 1-m-Stichleitungen nicht allgemein freigegeben.

Bedeutung für die Industrie. Die Terminierung kann fest an den beiden physikalischen Busenden sitzen. Dort muss kein aktives Steuergerät angeschlossen sein. Eine durchgängige passive Busleitung mit kurzen Abzweigen zu Modulsteckplätzen ist etwa für Prüfstände in der Serienfertigung oder für Gebäudeinstallationen interessant. Module können eingesetzt oder ausgetauscht werden, ohne dass der Abschluss absichtlich entfernt wird.

Bei geeigneter Versorgung, Adressierung und Netzwerkverwaltung lassen sich Module über Ethernet nacheinander oder parallel programmieren. Zum Empfang von Firmware müssen sie natürlich angeschlossen, versorgt und erreichbar sein. Freie Steckplätze, unversorgte Geräte, Einsteckvorgänge und Stichleitungslängen müssen im konkreten System geprüft werden. Der Vortrag ist keine allgemeine Hot-Plug-Freigabe.

Originalquellen: JASPAR-Präsentation (PDF) · Vortrag ansehen

3. Von CAN zu 10BASE-T1S: Was ändert sich wirklich?

Untersuchung. Die JASPAR-Arbeit beschäftigt sich ausdrücklich mit dem Ersatz von CAN durch 10BASE-T1S. Sie zeigt, warum CAN-ähnliche Verdrahtung attraktiv ist, und prüft zusätzliche Freiheiten bei der Busführung. Einen elektrisch oder softwareseitig direkten CAN-Ersatz behauptet der Vortrag nicht.

Bedeutung für die Industrie. CAN und 10BASE-T1S können mehrere Teilnehmer an einem beidseitig terminierten Bus verbinden. Für die Migration reicht ein anderer Transceiver aber nicht aus:

Frage	CAN / CAN FD	10BASE-T1S
Kommunikation	CAN-Frames und Kennungen	Ethernet-Frames, Adressierung und höhere Protokolle
Buszugriff	CAN-Arbitrierung	Halbduplex-Ethernet; PLCA kann den Zugriff koordinieren
Datenrate	Abhängig von CAN- bzw. CAN-FD-Bittiming	10 Mbit/s physikalische Datenrate
Software	CAN-Schnittstellen und Anwendungen	Ethernet-MAC/PHY, Netzwerkstack und Anwendungsprotokoll
Umstellung	Bestehendes CAN-System	Elektronik, Software und Validierung anpassen

Teile des Verkabelungskonzepts lassen sich möglicherweise übernehmen. Vorhandene Leitungen, Steckverbinder, Stichleitungen und das EMV-Verhalten müssen trotzdem geprüft werden. CAN FD hat keine pauschal feste Datenrate. Keine der beiden Technologien ist für jede Industrieanwendung automatisch die bessere Wahl.

Für Maschinenbauer lautet die Kernfrage: Rechtfertigen Ethernet-Anbindung, Protokollintegration und eine gemeinsame Infrastruktur den Aufwand der Umstellung?

Fachbegriffe kurz erklärt

• 10BASE-T1S: Single Pair Ethernet mit 10 Mbit/s für kurze Verbindungen, auch als Multidrop-Bus.
• CAN / CAN FD: Controller Area Network und die Erweiterung Flexible Data-rate.
• UTP: Unshielded Twisted Pair – verdrilltes Adernpaar ohne Gesamtschirm.
• Untwist / Aufdrilllänge: Bereich am Anschluss, in dem die Adern nicht mehr miteinander verdrillt sind.
• Stub / Stichleitung: Kurzer Abzweig von der Bus-Hauptleitung zu einem Teilnehmer.
• Terminierung: Elektrischer Abschluss an den Busenden; benötigt nicht zwingend ein versorgtes Gerät.
• PHY: Physikalische Schnittstelle für das elektrische Übertragungssignal.
• PLCA: Physical Layer Collision Avoidance – koordiniert den Zugriff bei Multidrop-10BASE-T1S.
• EMV: Elektromagnetische Verträglichkeit – Begrenzung von Störaussendungen und Störempfindlichkeit.

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BE-IIS entwickelt industrielle Schnittstellen für Raspberry Pi. Mit unserem 10BASE-T1S HAT++ lassen sich Ethernet-Multidrop-Systeme aufbauen und untersuchen. Für vorhandene Bussysteme bietet das CAN-FD-HAT++ eine ergänzende Schnittstelle. Weitere Informationen: 10BASE-T1S-Durchsatztest und Produktübersicht.

Dieser Artikel ist eine unabhängige Betrachtung für industrielle Anwendungen auf Grundlage öffentlich zugänglicher Präsentationen. Die Originalforschung stammt von den genannten Autoren. Unsere vereinfachten Zeichnungen sind eigene BE-IIS-Illustrationen und keine übernommenen Konferenzfolien.