什么是10Base-T1L？
10Base-T1L 是 IEEE 802.3cg 标准中定义的一种以太网物理层技术，属于单对以太网（Single Pair Ethernet，简称 SPE）的一种。它的主要特点是使用单对双绞线进行通信，支持 10 Mbps 的数据传输速率，并能够实现最长 1000 米（1 公里）的传输距离。这种技术采用点对点连接方式，旨在解决工业和楼宇自动化等场景中对长距离、低成本网络连接的需求。
相比传统以太网布线方式，10Base-T1L 显著减少了布线的复杂度和成本，仅需一对线缆即可完成通信，同时支持通过这对线缆为终端设备供电（类似于 PoE 技术）。这一特性尤其适合那些布线困难、成本敏感或分布范围较广的应用场景。
在应用方面，10Base-T1L 被广泛用于工业物联网（IIoT）、工厂自动化、智能楼宇系统等领域。例如，在楼宇自动化中，10Base-T1L 可用于连接HVAC系统、安防设备或照明控制器，实现基于 IP 的统一网络架构，从而替代传统的现场总线如 Profibus 或 Modbus。这不仅提升了系统的互操作性，也为系统升级和远程管理提供了便利。
总的来说，10Base-T1L 的出现为传统非以太网设备的 IP 化和数字化提供了新的解决方案，既保留了以太网的开放性和兼容性，又满足了工业环境对高可靠性、远距离和简化布线的特殊需求。
1000米长距离的最佳选择
10Base-T1L 单对以太网 (SPE) 与 IEEE 802.3bu 规定的单对以太网供电 (SPoE) 相结合，是将 10 Mbit/s 以太网设备联网并为其供电，传输距离可达 1000 米及以上最具成本效益的选择。SPE 将以太网的即插即用特性扩展到位于大型开放空间（例如仓库、停车场、购物中心、机场）或室外空间（用于监控摄像头和其他智能远程设备）的 10 Mbit/s 以太网设备，传输距离可达 1000 米及以上。
建筑技术、规范、标准和法规对建筑师、咨询工程师、建筑业主和建筑设施经理有着巨大的影响。图 1 展示了基于结构化布线的 10Base-T1L/SPoE 和 10Base-T/PoE 网络的示例，其中一台 10Base-T/PoE 交换机为另一台 10Base-T1L/SPoE 交换机供电，将 100 米的覆盖范围扩展到 1000 米。此外，图中还给出了 PoE 和 SPoE 供电等级以及距离与线规的关系。
图1
ANSI/TIA-568.2 结构化布线系统（Base-T/PoE 系统）的成功毋庸置疑。然而，ANSI/TIA-568.2 布线通道的最大长度为 100 米，这限制了其覆盖范围，例如距离超过 100 米的智能远程以太网设备或监控摄像头。为了扩展这一覆盖范围，TIA TR-42 工程委员会发布了 ANSI/TIA-568.5 平衡单双绞线电信布线和组件以及 ANSI/TIA-568.0-E 用户场所通用电信布线。这些标准支持规划和安装支持 10Base-T1L/SPoE 单对线标准的单对结构化布线系统。
图2
SPoE：为您提供更多功能
SPoE 通过在接近最大允许安全特低压 (SELV) 电源电压（60 伏）的范围内运行，最大限度地降低电流和由此产生的电缆功耗，从而降低能耗。电压和功率分类机制通过串行通信分类协议 (SCCP) 实现，可为供电设备 (PSE) 提供有关受电设备 (PD) 要求的详细信息，反之亦然。
图3
10Base-T1L/SPoE：连接 Base-T/PoE 端点
单对以太网 (SPE) 普及相对较慢的原因之一是缺乏 SPE 端点设备。媒介转换器支持 10Base-T1L/SPoE 网络连接到 Base-T/PoE 端点设备，从而提供 10Base-T1L 1000 米覆盖范围的优势。
通过将单个电信机房 (TR) 的集中式电子设备辐射式分布到远程供电设备（例如大型开放式空间内的监控摄像头和监控传感器设备），可以最大限度地减少 TR 的占地面积和辅助设备。
10Base-T1L/SPoE - PoE 摄像头应用10Base-T1L/SPoE - 监控和传感器设备连接 Base-T/PoE 摄像机
SPoE Class 13 (7.7 W) 和 SPoE Class 14 (20 W) 可通过媒介转换器为市售 PoE 摄像机供电。表 1 提供了某分销商为 PoE 摄像机指定的最大功率的供应商信息（不含零件号）；并列出了每种 PoE 摄像机电源的可实现长度、等级和电缆线规。
表1
图4
带有集成媒体转换器的摄像机支架可提供一致的环境外壳，并可像原始制造商的摄像机支架一样简化安装。
图5
网络 Base-T/PoE 监控和传感器设备
SPoE Class 13 (7.7 W) 配备媒介转换器，具有扩展覆盖范围的优势，是电池供电无线设备的替代方案，可为各种市售 PoE 监控和传感器端点设备供电。与电池供电的无线设备相比，10Base-T1L/SPoE 更易于维护、更可靠且更环保。
市售 PoE 监控和传感器端点设备可以通过单个 TR 的集中式电子设备进行辐射式分布，在大型开放式空间（例如机场、零售建筑、数据中心和制造工厂）中与 10Base-T1L/SPoE 联网。
人流传感器和占用传感器（机场、商业/零售建筑）监控（数据中心、智能楼宇系统、仓库和制造）：环境系统监控和控制，以及物理安全监控图6
其他 10 Mbit/s 扩展距离选项
扩展 ANSI/TIA-568.2 布线通道：ANSI/TIA-568.2 布线通道的最大长度限制为 100 米，电缆长度限制为 90 米。通过天花板上方或地板区域设备机架的交叉连接设施实现电缆端接，可实现超过 100 米的布线长度。
将铜缆长度延长至 100M 以上非标准：各种市售布线产品声称其性能超过标准类别布线，长度超过 100 米。表 2 中给出了两个示例，说明了电缆长度和规格的差异。不遵守标准，市场信息可能会令人困惑，在某些情况下，相当于没有根据的性能声明。以太网的即插即用简单性被贬低为即插即用的工程系统，需要专业知识来评估详细的技术规格。鉴于标准化 SPE 电缆和网络设备（交换机、媒体转换器）的可用性，为 10 Mbit/s 设备部署非标准扩展距离 4 对设备的技术风险是不必要的。
表2
请注意，电缆外径直接影响导管尺寸以及其他路径和空间要求。与 1 对相比，使用 4 对 22 AWG 电缆可能会使路径和空间面积以及相关成本不必要地增加一倍。
图7
图8
混合铜光缆：使用光纤传输数据，使用铜缆供电可以实现更长的传输距离，但它本质上是一种工程解决方案，通过非 PoE 2 类受限电源 （LPS） 供电。供电距离取决于铜规，典型导体尺寸范围为 12 AWG；这不是支持移动、添加和更改的结构化布线。
图9
扩展器设备：铜缆到光纤的介质转换允许超过 100 米的数据范围，但在水平布线中添加介质转换器需要本地电源和空间规划。使用中跨媒体转换器对故障点进行故障排除可能非常耗时且成本高昂。PSE 到 PoE 的电源管理仅限于 PoE 端点媒体转换器跳线。
图10
铜对铜 PoE 扩展器允许超过 100 米的数据传输距离，但也在布线中增加了一个媒体转换器，需要本地电源和空间规划。同样，使用 PoE 扩展器进行故障隔离、排除网络故障点故障可能既耗时又昂贵。消除了 PSE 到 PoE 的电源管理。
图11
总之，10Base-T1L 单对以太网与 IEEE 802.3bu 中规定的单对以太网供电相结合，是将 10 Mbit/s 以太网设备联网并为 1000 米及以上供电的最具成本效益的选择。SPE 将以太网的即插即用简单性扩展到位于大型开放空间（如仓库、停车场、购物中心、机场）的 10 Mbit/s 设备，或扩展到监控摄像头和其他智能远程设备的室外空间，最远可达 1000 米。
本文作者：Christopher DiMinico 是 SenTekse LLC 的联合创始人
