「H-MTDe®コネクタ」とは?UTP設計と将来のEMC対策を両立する差動コネクターを解説!

目次

はじめに|UTP採用が進む背景と設計者の課題

車載ネットワークは、CANやLINからAutomotive Ethernetへと移行し、100BASE-T1/1000BASE-T1を中心に高速化が進んでいます。

特にゾーナルアーキテクチャの普及により、配線長の短縮とシステム分散化が進み、UTP(Unshielded Twisted Pair)の採用が現実的な選択肢となっています。

しかしUTPは、以下のような課題を伴います。

・EMCマージンの確保が難しい
・車両搭載時にノイズ問題が発生しやすい
・対策時の設計変更インパクトが大きい

こうした背景において重要なのが、「将来の対策まで含めたコネクタ選定」です。
その有力な選択肢が、ローゼンバーガーのH-MTDe®コネクタです。

H-MTDe®コネクタとは

H-MTDe®は、H-MTD®のインターフェースを踏襲しながら、UTPケーブル接続に最適化された車載用差動コネクタです。

基本仕様

 ・差動インピーダンス:100Ω
 ・対応プロトコル:100BASE-T1/1000BASE-T1
 ・ケーブル:UTP
 ・H-MTD®と完全互換の嵌合インターフェース

最大のポイントは、「UTP設計でスタートしつつ、後からSTP(H-MTD®)へシームレスに切替可能」という点にあります。

H-MTDe®の主な特徴

UTPに最適化された伝送設計

H-MTDe®は、UTP環境において安定した差動伝送を実現するために最適化された構造を持っています。 100Ω差動インピーダンスを維持しながら、100BASE-T1および1000BASE-T1の通信に対応します。

UTPはシールドが存在しないため、インピーダンス整合 /ペア間バランス /コネクタ内の対称構造 が極めて重要となりますが、H-MTDe®はこれらを前提に設計されています。

OPEN Alliance TC2への適合を前提とした設計

UTP構成においては、OPEN AllianceのTC2に準拠した伝送設計が求められます。
H-MTDe®は、

 ・挿入損失(Insertion Loss)
 ・反射損失(Return Loss)
 ・クロストーク特性

といったTC2評価項目を満たす前提で設計されており、車載イーサネットリンクの成立に貢献します。

STP(H-MTD®)との完全互換インターフェース

H-MTDe®の最も重要な特徴は、 H-MTD®と同一の嵌合インターフェースを採用している点です。
これにより、
・同一PCBコネクタを使用可能
・同一ECU設計で対応可能

となります。

ノイズ問題発生時の柔軟なリカバリー

UTP設計において最も懸念されるのが、車両搭載時のノイズ問題です。
この際、H-MTDe®を採用していれば、 STP対応のH-MTD®へ切替するだけで対策が可能です。

 ・PCB側コネクタ:変更不要
 ・ECU設計   :変更不要
 ・金型     :新規発生なし
 ・対策内容:ケーブルASSYをUTP → STPへ変更
⇒最小限の変更でEMC対策が可能な構造となっています。

高い信頼性と車載規格対応

H-MTDe®は車載用途を前提として設計されており、LV214やUSCAR などの自動車業界標準に準拠した信頼性・耐久性を確保し、温度変化、振動、湿度などの厳しい車載環境においても安定した性能を維持します。

豊富なラインナップによる柔軟性

H-MTDe®はH-MTD®同様にモジュール設計を採用しており、1ペアから6ペアまでの多極構成や、防水仕様タイプなど、多様なバリエーションを展開しています。​
これにより、車両の設計要件やスペース制約に応じた最適なコネクタ構成を実現できます。 ​
下記は、ラインナップの一例となります。その他、CPA機構品や嵌合音対応品もございます。

H-MTD®の基本電気特性

H-MTD®のインターフェースについて

ローゼンバーガーが主導で規格化を推進した『FAKRA』・『FAKRA-mini (HFM)』・『HSD』と同様に、H-MTD®のインターフェースは次世代の差動コネクタとしてオープンインターフェース化(標準化)を目的とし、USCARへの登録が行われています。

インターフェース標準化への思い

H-MTD®インターフェースの標準化が進むことで、自動車業界全体に以下のような大きな利点がもたらされています。

世界共通仕様による普及促進

FAKRAの事例と同様に、世界的に統一されたインターフェース仕様となることで、自動車メーカー様・Tier1メーカー様はコネクタの仕様を共通化でき、部品調達・設計が効率化されます。
特に、高速・大容量通信が求められる次世代の車載ネットワークでは、特定の国や地域に限定されないグローバル調達が可能となり、市場の拡大に貢献します。

異なるデバイス間の接続性向上

標準化されたインターフェースにより、異なるメーカーやサプライヤー製のECU・カメラ・センサー間でもシームレスな接続が実現します。
設計者は、デバイスごとに異なるコネクタ仕様に合わせて個別に対応する必要がなく、ワイヤーハーネス設計の共通化、設計ミスの削減、検証効率の向上につながります。

BCP(事業継続計画)リスクの低減

インターフェースが標準化されることは、調達リスクの分散という点でも大きなメリットがあります。
特定メーカー独自仕様のコネクタに依存しないため、自然災害や地政学的リスク、サプライチェーンの停滞時にも他メーカー製品への切り替えが容易。
これはBCP(事業継続計画)上、極めて重要な観点であり、自動車メーカー様・Tier1メーカー様の安定生産体制確保に貢献します。

ECU評価・検証作業の効率化

H-MTD®インターフェースをECUや各種制御ユニットに標準採用することで、機種ごとに異なるコネクタ仕様による評価・検証作業が不要になります。
試作品から量産機種まで同一インターフェースを用いることで、設計・試験・量産移行までの期間短縮と開発コスト削減が可能となります。
特に複数車種を横展開するプラットフォーム設計においては、この標準化効果は非常に大きなものとなります。

標準化インターフェース(H-MTD®インターフェース)採用時の注意点

標準化の一方で、H-MTD®のインターフェース仕様が公開され標準化されているのはあくまで”物理的嵌合部の形状”に限定されており、以下の重要事項についてはコネクタメーカーごとに異なります

電気性能・防水性能の違い

各コネクタメーカーが提供する接点の形状、接圧設計、シールド構造、使用素材によって、伝送損失、EMC性能、防水性は異なります。
高周波伝送性能、耐環境性、嵌合作業性、防水等級、組立性は、一律ではありません。

粗悪品・コピー品への注意

公開されているインターフェース形状だけを模倣した粗悪な互換品も市場で散見されます。
これらは規定(OPEN Alliance TC2,TC9、USCARや各種SerDesの要求仕様)の電気性能・防水性能を満たさない場合が多く、実車搭載後に通信性能NG、接点腐食、異常温度上昇などの不具合要因となるリスクがあります。

異なるメーカー品の混在使用のリスク

異なるコネクタメーカー同士で嵌合自体は物理的に可能ですが、接点の圧力・形状が異なるため、電気接続の信頼性低下や防水性能の劣化が発生する可能性があります。
長期信頼性、環境耐性の担保が困難となり、不具合時の責任分担も曖昧になりやすいのが現実です。

H-MTDe®を採用するメリット

H-MTDe®コネクタは、UTPを前提とした車載イーサネット設計において、設計自由度と将来のリスク対策を両立できる点に大きな特長があります。
特に、ゾーナルアーキテクチャにおける短距離通信や軽量設計を実現しつつ、ノイズ問題発生時のリカバリー手段を確保できる点は、設計・品質の両面で大きなメリットとなります。

STP/UTP両対応による設計の自由度

H-MTD®はSTP、H-MTDe®はUTPに対応しています。
アプリケーションごとのEMC性能要件やコスト・重量バランスに応じて、最適な構成を選択可能です。

STP仕様(H-MTD®)
高EMC対策が必要な1000MBase-T1以上の EthernetやLiDAR・ADAS・自動運転システムに最適。

UTP仕様(H-MTD®e)
100MBase-T1の Ethernet、軽量化やコスト重視のインフォテインメントシステムなどに最適。

 複数車種やプラットフォームを跨いで採用する場合でも、同一インターフェースで仕様切替が容易であり、設計の共通化と工数削減が図れます。

 例えば、多極仕様の場合、UTPケーブルを使用した 【100MBase-T1 Ethernet】 システムと、STPケーブルを使用した【1000MBase-T1, Multi-Gig Ethernet】,【LVDS】等を組合わせて使用する事が可能です。

まとめ|H-MTDe®はUTP設計の自由度と将来対策を両立する差動コネクタ

H-MTDe®は、UTPを前提とした差動コネクタであり、限られた実装スペースの中で柔軟なシステム設計を進めたいアプリケーションに有効な選択肢です。
H-MTD®ファミリーのモジュール性を継承し、1ペアから6ペア、防水タイプまで展開できるため、レイアウト条件や要求仕様に応じて最適な構成を選定できます。
また、H-MTDe®の大きな価値は、UTPで設計を開始しながら、必要に応じてSTP仕様のH-MTD®へ展開しやすい点にあります。
特に、PCB側にH-MTD®を採用した構成であれば、車両搭載時や評価段階でノイズ課題が顕在化した場合でも、PCB側コネクタの変更を伴わず、ケーブルASSYの変更を中心に対策を進めやすくなります。

その結果、設計初期の自由度を確保しつつ、評価段階や量産段階でのEMCリスクにも備えやすい、実務的な設計資産として活用できます。

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監修者

1990年~車載アンテナメーカーである株式会社ヨコオに入社。衛星通信機器の電気設計及びセラミックアンテナ及びフィルターの設計に従事し、その後車載通信機器事業部の電気設計管理職となり主に車載アンテナの開発を遂行。2018年~高周波コネクタ製品のトップシェアメーカーであるローゼンバーガーの日本法人であるローゼンバーガー・オートモーティブ・ジャパン合同会社に転職し、車載通信機器の開発で培った知識を生かし、マネージャーとして各OEM及びTier1へ製品の市場導入サポートを行っています。

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