完全なSoftware-Defined Vehicle（SDV）が主流となるにつれ、車載ネットワーク技術は増大するデータ需要に対応しつつ、コスト効率と信頼性を維持するため、継続的な進化が求められています。 10BASE-T1S は車載イーサーネットを低コストでデータコミュニケーションの安定性を確保しつつ、車載ネットワーク（IVN）アーキテクチャを簡略化することができます。この記事では10BASE-T1Sの基本、その主な機能とどのようにそのパフォーマンスをおテストするかをお伝えします。
10BASE-T1Sの主な特徴
IEEE 802.3cg-2019で標準化された10BASE-T1Sはマルチドロップネットワークトポロジーを実現するシングルペアイーサーネット（SPE）技術です。従来のポイントツーポイント型イーサーネット規格とは異なり、10BASE-T1Sでは複数のノードを1本のツイストペアケーブルで接続できるため、配線の複雑さを軽減し、システムコストを削減します。
10BASE-T1Sの主な特徴は以下の通り：
- 車載センサー、アクチュエーター、制御モジュールに最適な10Mbpsデータレート
- シグナル・インテグリティとクロックリカバリーを改善する差動マンチェスター・エンコード（DME）
- 共有バス上で最低8ノードに対応
- マルチドロップトポロジにより、専用イーサーネットスイッチが不要
- 物理層衝突回避（PLCA）プロトコルにより、決定論的なネットワークアクセスの保証
10BASE-T1Sのシグナリング
10BASE-T1Sで使用されている差動マンチェスター・エンコード（DME）は各ビット期間でクロック遷移のデータをエンコードすることによって、シグナルを確保します。これは同期を改善し、電磁干渉（EMI）の影響を受けにくくします。信号の信頼性が欠かせない自動車用途にとってはとても適しています。
10BASE-T1Sマルチドロップ・トポロジー
ポイントツーポイント・イーサーネット接続とは違う10BASE-T1Sは複数のデバイスがひとつのツイストペアケーブルを使うことができます。このバス型アーキテクチャーはコネクターとケーブルの必要な数を軽減し、重量とシステムコストを削減します。
しかし、マルチドロップネットワーキングを導入する際には、信号の反射やネットワークアクセスの競合などといった課題が生じます。これらの問題は、PLCAプロトコルを用いて適切に制御と管理する必要があります。
PLCAプロトコルを理解する
物理層衝突回避（PLCA）メカニズムは各ノードにタイムスロットを割り当てることで、共有バスへのアクセスを提供し、イーサーネットの競合ベースのアクセス遅延を無くします。PCLAは以下のように作動します。
- BEACON信号がサイクルを開始
- ノードはラウンドロビン方式で送信機会（TO）を受信
- 送信するデータがあるノードは、TOを受信すると直ちに送信
- データがない場合、TOはスキップされ、効率を向上
PLCAは予測可能な遅延を提供し、衝突による再送を減らします。これによって、 10BASE-T1Sは時間に制約がある自動車用途に適しています。
10BASE-T1Sをテストする方法
10BASE-T1Sネットワークをテストするには、信憑性、シグナルインテグリティ、IEEEとOPEN Alliance 規格への準拠を保証するために包括的なアプローチが必要になります。 GRLは以下を含む10BASE-T1S検証に合わせたテストソリューションを提供しています。
1. 1. PMA（物理媒体アタッチメント）レイヤテスト
- トランスミッター（Tx）とレシーバー（Rx）のテストではシグナルインテグリティ、ジッター、ビット・エラーレートを評価
- ノイズジェネレーターを使用したストレステストでは干渉に対する堅牢性を評価
2. PCS（物理コーディングサブレイヤ）と PLCA プロトコルのテスト
- フレーム構造の検証により、PLCA タイミング要件への準拠を保証
- 相互運用性テストにより、マルチベンダーでの正しい動作を確認
3. マルチドロップ・ネットワークの性能試験
- 反射とインピーダンス解析により、シグナルインテグリティの問題を検出
- レイテンシーとスループットの測定により、実際のパフォーマンスを検証
GRLと10BASE-T1Sテストを行いましょう
10BASE-T1Sの導入が増えている中、厳格なテストは車載ネットワークを導入する際に欠かせません。GRLは業界を率いている専門家とテストソリューションを提供し、10BASE-T1S実装の検証のサポートをします。
上海で開催されるAutomotive Ethernet Summit China 2025（4月1日～2日）でGRLの最新テストサービスやテストソリューションについてご紹介しました。
