産業車両および商用車向けのデータ接続
建機農機、商用車および 2 輪用 (Industrial & Commercial Transportation 用) 接続の高まり続けるニーズによって Ethernet の迅速な導入が推進されます
著者
Mark Brubaker、TE Connectivity Data Connectivity 部門 Product Manager
はじめに
建機、農機、商用車および 2 輪車 (ICT) 市場は多様性のある市場で、 都市や郊外で見かける商用トラック・バス・ラストマイル配送用のバンから、農業・建設・採掘で使用される重機まであります。ミッション クリティカルな作業に高い信頼性と精度をもたらしてこの業界の可能性を開くには、自動化と先進運転者支援システム (ADAS) を利用できます。高度なコア ネットワークがデバイスやシステムからデータを取得して車体の全域にわたって高速かつ低レイテンシで転送し、1 つまたは複数の電子制御ユニット (ECU) での処理にそのデータが供されます。カメラと RADAR/LiDAR による周囲 360 度の状況把握によって安全性と生産性が高められるとともに、ディスプレイで運転者が操作を最適化できる車両ダッシュボードが実現します。
設計者や OEM (相手先商標製造会社) など市場参加者が ICT 車両における次のレベルの自動化と安全性の実現を追求する中で、次のような要件が表面化しています。
- 帯域幅拡大と高速化のニーズ
- 商用輸送や重機市場に特有の、過酷な環境での伝送特性、チャネル長、温度を維持する機能
- フレキシブルかつ有用で将来性のある製品設計を提供することによる導入簡素化のニーズ
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当社の特殊製品はすべて厳しい振動と機械的衝撃への耐性を備えており、一部の製品では、運行中の商用車内などの過酷な環境でのフィールド メンテナンスも可能です。それには、ほこり、土、湿気などの存在する状況や -40°C ~ +125°C の温度範囲の状況も含まれます。
データの課題の解決
CAN バス アーキテクチャは最大で 500 kbps の速度に対応します。 しかし、これらの速度は、新たに発生しつつある各種のデータ集約用途には十分ではありません。シングルペア Ethernet プロトコルは明らかに今後期待できる選択肢です。
業界や設計者はシングルペア Ethernet プロトコルを採用しつつあります。これは IEEE 802.3bp に対応し、100 Mbps (100BASE-T1) または 1 Gbps (1000BASE-T1) の速度で伝送できるものです。
これらのプロトコルは帯域幅を拡大し、より密接につながるデバイスを実現してデータの伝送速度を向上させます。また、シングルペアの導線によって銅線の使用が削減されることで、長期的なシステム コストの引き下げに役立ちます。
過酷な環境での信頼性
帯域幅拡大と高速化に対する企業のニーズが高まります
速度だけでは十分とは言えません。ICT 車両は次のような過酷な条件で使用されます。
- ちりがあって高温高湿であり、コンポーネントが常に振動にさらされる過酷な環境
- 信頼性の高い耐薬品性がコンポーネントに必要となる、工業化学物質の近傍
- 数か月や数年にわたる長期の動作が可能な高耐用性
賢明な製品選択
チャネル長が 15 メートルよりも長く、頻繁に 105C を超え、 最高で 125C の温度になると、挿入損失に悪影響があります。製品寿命の全体にわたって伝送特性に対する影響を最小限に抑えるために、設計者や OEM はケーブル・端子・製品を慎重に選択する必要があります。IEEE 802.3bp 1000Base-T1、Type B プロトコルなどの速度とチャネル長をサポートするために、強化された SPE プロトコルが開発されつつあります。
長期にわたる使用に 2.5/5 Gb、IEEE 802.3ch 複数ギガビット プロトコルの速度が必要となるでしょう。すなわち、設計者とメーカは将来の速度の向上に対応できるアーキテクチャを今すぐに検討しなければなりません。汎用工具・コンポーネント・設計についての経験を活かして、既存の市場ベースの導入をサポートすることができます。たとえば、多くの設計者や OEM は、すでに DEUTSCH ツーリングを使用してワイヤを圧着しています。同じ工具を使用して大きなチャネル長さに対応することができます。
先進的な用途のパワーアップ
TE は高速コネクタの開発を発表します。 これは、要求の厳しい ICT データ接続用途向けのコネクタです。当社の製品は、追加のカメラ、LiDAR や RADAR などのセンサ 、高度なネットワーク アーキテクチャ、情報とディスプレイの増加、大容量帯域幅バックボーンが必要となる用途でシームレスかつ確実な接続を実現する業界参加者をサポートします。そのような製品は商用車両と重機の世界にある独自の課題を克服するために開発されました。すなわち、DT ハイスピード コネクタです。これらのコネクタは、高速チャネルを可能にする端子システムを実現します。業界でも最も過酷な環境で使用される商用車両や重機の長さ、温度、信頼性の要件を満たします。また、設計のフレキシビリティを可能にすることで長い耐用性も確保しています。同時に、将来の用途におけるニーズにも対応します。
重要な利点を提供
DT ハイスピード コネクタは設計者や OEM のニーズを満たします。
- 速度: 4 インライン接続で 40 m チャネル長に 1 GB の速度を実現。
- 将来の保証: お客様が将来必要とする複数ギガビット (2.5/5 GB) の速度に対応可能。
- コンプライアンス: 業界標準プロトコル IEEE802.3bp、1000base-T1 Type B (40 メートル) および Type A (15 メートル) に適合。
- 市場の評価: 30 年以上にわたって市場標準であり続けた DEUTSCH 製品および DT/DTM インタフェース。長期にわたる利用実績が信頼性と使いやすさを証明。
- 実績ある技術: 既存の DEUTSCH サイズ 20 共通接点端子を活用。スタンプ & フォームド端子または単線端子オプションを備えた既存工具による既存の端子。
- 容易な圧着: 使い慣れた DEUTSCH ツーリングをワイヤの圧着に使用。ケーブル シールドに結線する極めてシンプルな設計。
- 実証済みの性能: 最も過酷な商用車や機器の環境において -40°C ~ +125°C (最大 1 GB) の温度範囲で確実に性能を発揮。ほとんどの環境要件で同一インタフェースを使用可能。
- 製品のフレキシビリティ: 時間に厳格で費用対効果のよい方法で複数のハウジング バリエーションを可能にするコア端子プラットフォームを提供。
- 汎用性: 現在、20 AWG STP ケーブルをサポート。最大 18 AWG 導線サイズのオプション (18 AWG はリリースされていません)。
- 容易な組み立て: 独自の製品設計とシンプルな結線設計によって複雑な処理パラメータなしで既存のハーネス メーカがケーブル接続可能で、既存のハーネス供給インフラストラクチャに対応。
Ethernet への容易な移行
Ethernet への最適な移行を TE がお手伝いします。
当社の DT ハイスピード コンタクト システムは次世代のアーキテクチャ設計をサポートします。お勧めする内容は次のとおりです。
- DT ハイスピード コンタクト システムを備えた次世代アーキテクチャ設計を評価しましょう。快適さを感じられる製品による試験は過酷で長期にわたる独自の環境要件をサポートします。
- TE のフィールド アプリケーション エンジニアとの共同作業で、コネクタとケーブル物理層設計の課題を確実に解決しましょう。直ちに試験をご希望の場合は、コンポーネントおよびケーブル アセンブリのサンプルについて TE の担当者にご相談ください。
- 高速チャネルを次世代車両に導入して活用する上での課題に対応できるように TE がお客様を援助します。