JP2003258803A - 通信コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通
信機能を備えた通信コネクタを各種機器に搭載可能な標
準部品として提供する。 【解決手段】 通信コネクタ（１００）は、機器間光通
信を行うための第１および第２の光電変換回路部（１１
０，１２０）と、第１および第２の光電変換回路部（１
１０，１２０）を介してＩＥＥＥ１３９４規格に準拠し
た機器間光通信を行うべく、ＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠した物理層、リンク層またはトランザクション層等の
信号処理を行う通信回路部（１３０）とを、一つの電磁
シールド筐体（１４０）内に収納して構成される。ＩＥ
ＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信機能を備えて
いるので、各種機器の機器間光通信用の標準部品として
通信コネクタ（１００）を使用することにより、ＩＥＥ
Ｅ１３９４規格に準拠した機器間光通信機能を有する機
器を容易に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各機器をノードと
して複数の機器を相互接続するべく当該各機器に搭載さ
れる通信コネクタに関し、より詳細には、ＩＥＥＥ１３
９４規格に準拠した機器間光通信を可能にするための通
信コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の車両に、ＣＤ（即ち、
Compact Disc）、ＤＶＤ（即ち、Digital Versatile Di
sc）、メモリカード、等の各種メディア再生用プレーヤ
やナビゲーション装置など、様々な電子情報機器が搭載
されるようになったことに伴い、車両内で扱われる情報
量が大幅に増加した。これに伴い、ワイヤハーネス数の
増加や線路長増大、電磁雑音対策等の問題が浮上してい
る。これらの問題の解決策として、信号の多重化、接続
機器のネットワーク化、光通信化、等の要求があり、こ
れらの要求を全て満たす規格の一候補として、ＩＥＥＥ
１３９４規格がある。

【０００３】ＩＥＥＥ１３９４規格は、データ転送速度
が最高で４００Mbpsと他の通信規格と比較しても高速で
あり、動画などのマルチメディアデータの伝送用として
好適である。このＩＥＥＥ１３９４規格は、例えば、デ
ジタルビデオカメラ間で画像データや音声データを転送
するｉＬｉｎｋ（ＤＶ（即ち、Digital Video））端子
として実用化されている。ＩＥＥＥ１３９４規格には電
気通信規格と光通信規格とがあり、光通信の方が電気通
信よりも耐雑音性や軽量化において優位であるため、光
仕様のものが車載ネットワークとして普及していくと考
えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＥＥ
Ｅ１３９４規格に準拠した機器を開発する場合、物理
層、リンク層、トランザクション層、シリアルバスマネ
ージメントについてＩＥＥＥ１３９４規格を十分に理解
し、各層用のＩＣチップ（以下、単に“チップ”と称
す）等の部品を入手し、それぞれのチップのマニュアル
を読み、理解し、チップに備わっていない規格部分につ
いてはプログラミングによって補い、回路を設計し、組
み立て、動作させ、電磁ノイズ源を特定し、その対策を
講じる、といった膨大な工数が要求される。

【０００５】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信機能
を備えた通信コネクタを各種機器に搭載可能な標準部品
として提供することにより、ＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠した各種機器の開発工数を削減でき、容易に機器開発
を行え、これまでＩＥＥＥ１３９４規格に準拠していな
かった機器をＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器に容
易に設計変更でき、そして更に、電磁ノイズ対策工程に
かかる労力を軽減できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明にかかる通信コネクタは、各々の機器をノー
ドとして複数の機器を相互接続するべく当該各機器に搭
載される通信コネクタであって、機器間光通信を行うた
めの光電変換回路部と、当該光電変換回路部を介してＩ
ＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信を行うべ
く、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した物理層、リンク層
またはトランザクション層等の信号処理を行う通信回路
部とを、一つの電磁シールド筐体内に収納して構成され
るものである。

【０００７】通信回路部は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠した物理層、リンク層またはトランザクション層等の
ために高速な信号処理を行う信号処理回路部として働
く。尚、光電変換回路部から物理層までのシリアル信号
が最も高速でクリティカルであり、物理層より上位のリ
ンク層およびトランザクション層は、パラレル信号に変
換後のデータを取り扱うため、比較的低速である。従っ
て、本発明の通信コネクタ内には少なくとも物理層が設
けられる。

【０００８】上記のように構成された本発明の通信コネ
クタは、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信
機能を備えているので、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠し
た機器を開発したり、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した
機器に設計変更したりする場合に、当該機器の機器間光
通信用の部品として本発明の通信コネクタを使用するこ
とにより、ＩＥＥＥ１３９４規格を考慮する必要がある
部分の回路設計工程および電磁ノイズ対策工程にかかる
労力を軽減できる。従って、ＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠した機器開発を容易に行え、そして更に、これまでＩ
ＥＥＥ１３９４規格に準拠していなかった機器をＩＥＥ
Ｅ１３９４規格に準拠した機器に容易に設計変更でき
る。

【０００９】本発明の通信コネクタにおいて、前記電磁
シールド筐体内部で更に前記光電変換回路部を電磁シー
ルド処理しておくことが望ましい。光伝送路と信号の受
け渡しを行う光電変換回路部を電磁シールド筐体内部で
更に電磁シールド処理しておくことにより、極めて低ノ
イズの機器間光通信を実現できる。

【００１０】以上、本発明について簡潔に説明した。更
に、以下に説明される発明の実施の形態を添付の図面を
参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確
化されるであろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好適な実施形
態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明に係る
通信コネクタの構成例を示すブロック図である。通信コ
ネクタ１００は、第１および第２の光電変換回路部１１
０，１２０と、通信回路部１３０とを、一つの電磁シー
ルド筐体１４０内に収納して構成されている。また、第
１および第２の光電変換回路部１１０，１２０は、シー
ルド部材１５０によって更に各々が電磁シールド処理さ
れている。電磁シールド筐体１４０およびシールド部材
１５０を構成する材料としては、例えば、金属、複数種
の金属の合金、磁性体、微小金属片と合成樹脂とのコン
ポジット材、磁性粉と合成樹脂とのコンポジット材、IT
O（即ち、インジウムと錫の酸化物）を用いた部材、等
が挙げられるが、各回路から放射される不要な電磁ノイ
ズの発振周波数およびパワーや求められる製品仕様に応
じて電磁シールド筐体１４０およびシールド部材１５０
の材料は適宜選定されるべきである。また、電磁シール
ド筐体１４０は、その形態として例えば箱状のもの等が
挙げられ、一方、シールド部材１５０は、その形態とし
て例えば箱状のもの、覆い被せることのできるシート状
のもの、等が挙げられる。尚、電磁シールド筐体１４０
およびシールド部材１５０は基板１５５のグランドパタ
ーン（不図示）に電気的に接続されている。

【００１２】電磁シールド筐体１４０の一方の端部に
は、光ファイバ１６０を着脱可能に接続するための２つ
の光端子１７０A，１７０Bと、電気ケーブル（不図示）
を着脱可能に接続するため電気端子（例えば、ＤＶ端子
等）１８０が設けられている。各光ファイバ１６０は、
プラスチック光ファイバ（即ち、ＰＯＦ）からなる２つ
の光伝送路１６１，１６２を有している。電磁シールド
筐体１４０の他方の端部には、この通信コネクタ１００
が搭載される各種機器の内部回路とのインタフェースで
あるアイソクロナス転送用インタフェース（即ち、Isoc
hronous Ｉ／Ｆ）１７１、およびホスト用兼非同期転送
用インタフェース（即ち、Host Ｉ／Ｆ）１７３が設け
られている。図中の符号（矢印）１はアイソクロナス信
号、符号（矢印）２は非同期信号、符号（矢印）３はホ
スト・インタフェース信号を示している。

【００１３】第１および第２の光電変換回路部１１０，
１２０は、機器間光通信を行うためのシリアル信号処理
ブロックであり、それぞれ、フォトダイオード１５１、
ＬＥＤ１５２およびＬＥＤドライバ１５３を備えてい
る。光電変換回路部１１０，１２０には、光端子１７０
A，１７０Bを介して光ファイバ１６０がそれぞれ接続さ
れる。

【００１４】フォトダイオード１５１は、光ファイバ１
６０の一方の光伝送路１６１を通して送られて来た光信
号を受信し、電気信号に変換して通信回路部１３０に出
力する受光デバイスである。ＬＥＤ１５２は、電気信号
を光信号に変換し光ファイバ１６０の他方の光伝送路１
６２を通して外部機器に送信する発光デバイスである。
ＬＥＤ１５２は、ＬＥＤドライバ１５３によって制御さ
れる。ＬＥＤドライバ１５３は、通信回路部１３０から
の制御信号に従ってＬＥＤ１５２を駆動する。

【００１５】通信回路部１３０は、第１および第２の光
電変換回路部１１０，１２０を介してＩＥＥＥ１３９４
規格に準拠した機器間光通信を行うべく、ＩＥＥＥ１３
９４規格に準拠した物理層、リンク層およびトランザク
ション層の処理を行う通信制御ブロックである。具体的
に、通信回路部１３０は、物理層チップ１３１、リンク
層チップ１３２およびトランザクション層チップ１３３
を有しており、物理層チップ１３１、リンク層チップ１
３２およびトランザクション層チップ１３３は同一基板
１３５上にマウントされて当該基板１３５上で相互に電
気的に接続されている。但し、ここでは物理層チップ１
３１、リンク層チップ１３２およびトランザクション層
チップ１３３を概念的に記述しており、それぞれのブロ
ックを図１において独立させてはいるが、例えば、リン
ク層チップ１３２内にトランザクション層チップ１３３
を設けてもよい。

【００１６】物理層チップ１３１は、３つのポートＡ，
B，Cを有している。そのうちの２つのポートＡ，Ｂは光
通信用ポートであり、その他のポートＣは電気通信用ポ
ートである。ポートＡは第１の光電変換回路部１１０
に、ポートＢは第２の光電変換回路部１２０にそれぞれ
接続されている。ポートＣは電気端子１８０に接続され
ている。

【００１７】ここで、転送方式について説明する。アイ
ソクロナス転送は、一定周期(125μs)毎にデータをやり
取りする転送方式である。アイソクロナス転送のパケッ
トのフォーマットには、転送先のＩＤは付与されておら
ず、チャネル番号が付与されている。転送を開始する
際、各ノード（即ち、各機器）はアイソクロナスリソー
スマネージャから自分が使用するチャネル番号と帯域幅
を取得する。そして、受信側と送信側とが互いに、取得
したチャネル番号で送受信するように相手に命令するこ
とにより転送が行われる。

【００１８】非同期転送は、任意の時間帯にデータを送
受信する転送方式である。非同期転送では、他ノードの
メモリやレジスタに対して、書き込み、読み込み、ロッ
クを行うことができる。自分宛のパケットを受信した場
合、各ノードは送信側に認識信号(即ち、所謂ACK信号)
を返す。認識信号はコード化されており、完了、保留、
ビジー、エラーなどを表現できる。アイソクロナス転送
に比べリアルタイム性は保証されないが確実にデータを
送受信することができる。

【００１９】図２は図１に示す通信コネクタ１００を搭
載した機器の構成例を示すブロック図である。図２に示
す機器２００は機器筐体２０１を備えており、この機器
筐体２０１内には、図１に示す通信コネクタ１００がア
イソクロナスパケット生成・解読モジュール２１０、コ
ントローラ２２０およびアプリケーション機能部２３０
と共に搭載されている。

【００２０】アイソクロナスパケット生成・解読モジュ
ール２１０は、アイソクロナス転送用インタフェース１
７１を介して、通信コネクタ１００のリンク層チップ１
３２とアイソクロナス転送によって大容量データを送受
信する。アイソクロナスパケット生成・解読モジュール
２１０は、機器によってパケット生成部とパケット解読
部の一方のみ有する場合もある。

【００２１】コントローラ２２０は、ホスト用兼非同期
転送用インタフェース１７３を介して、リンク層チップ
１３２の各種設定およびトランザクション層チップ１３
３と非同期通信を行う。コントローラ２２０は、機器２
００の動作を統括制御する制御ブロックでもあり、シス
テム制御線によってアイソクロナスパケット生成・解読
モジュール２１０およびアプリケーション機能部２３０
と相互に制御および応答可能に接続されている。コント
ローラ２２０の内部構成は様々であり、アプリケーショ
ン機能部２３０の機能によって異なった構成となる。

【００２２】アプリケーション機能部２３０には、開発
しようとする機器２００の機能によって、例えば、ＣＤ
プレーヤ機能部、ＤＶＤプレーヤ機能部、ナビゲーショ
ン機能部、等、種々のものが適用される。例えば、機器
２００がＣＤプレーヤであれば、ＣＤプレーヤ機能部が
アプリケーション機能部２３０となる。そして、そのＣ
Ｄプレーヤは、通信コネクタ１００を搭載しているた
め、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信機能
を備えたものとなる。

【００２３】アプリケーション機能部２３０が再生・停
止などのコマンドを他の機器とやり取りする場合、この
信号はコントローラ２２０およびホスト用兼非同期転送
用インタフェース１７３を介して非同期通信により送受
信される。また、大容量の静止画像データなどは、アプ
リケーション機能部２３０からホスト用兼非同期転送用
インタフェース１７３を介して非同期通信により送受信
される。一方、音声データや動画データなどは、アプリ
ケーション機能部２３０からアイソクロナスパケット生
成・解読モジュール２１０を介してアイソクロナス通信
により送受信される。

【００２４】上記のように構成された機器２００は、Ｉ
ＥＥＥ１３９４規格に準拠した他の機器と光ファイバ１
６０を介して接続することにより、機器間光通信を行う
ことができる。その際、送信側機器は、送信したいデー
タを、通信コネクタ１００内の通信回路部１３０にてＩ
ＥＥＥ１３９４規格のデータに変換し、第１および第２
の光電変換回路部１１０，１２０に渡す。第１および第
２の光電変換回路部１１０，１２０は、受け取ったデー
タを光信号に変換し、光ファイバ１６０を通して他の機
器へ送信する。

【００２５】受信側機器の通信コネクタ１００は、光フ
ァイバ１６０を通して他の機器から送られてきた光信号
を第１および第２の光電変換回路部１１０，１２０で受
信する。第１および第２の光電変換回路部１１０，１２
０は、受信した光信号を電気信号に変換して通信回路部
１３０に渡す。通信回路部１３０は、第１および第２の
光電変換回路部１１０，１２０からの信号（即ち、シリ
アル信号）をデコードし、パラレル信号に変換すること
により信号速度を落とし、比較的低速になったパラレル
信号をアイソクロナスパケット生成・解読モジュール２
１０、コントローラ２２０などへ渡す。これにより受信
側機器は目的のデータを得ることができる。

【００２６】図３は図２で例示した機器を複数設けて、
それらを相互に接続させた相互接続形態例を示すブロッ
ク図である。尚、この相互接続形態例では、自動車等の
車両に設けられている複数の機器を例として挙げ、これ
らの機器にそれぞれ通信コネクタ１００を搭載し且つ相
互に接続させた例が示されている。図３に示す各機器、
即ち、ＣＤプレーヤ３０１、ＤＶＤプレーヤ３０２、ナ
ビゲーションユニット３０３、ＣＤチェンジャ３０４、
ディスプレイ３０５およびアンプ３０６は、それぞれ、
図１に示した本発明の通信コネクタ１００を搭載してい
る。そして、相隣接する機器同士の光端子１７０Ａと光
端子１７０Ｂとを光ファイバ１６０で接続することによ
り、機器３０１〜３０６がディジーチェーン接続されて
いる。図示していないが、電気端子１８０を使用すれ
ば、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間電気通信機
能を備えた他の機器とこれらの機器３０１〜３０６を電
気ケーブルを介して接続することもできる。

【００２７】各機器３０１〜３０６は、コントローラ２
２０によって、バスを管理し、各機器３０１〜３０６の
データが最適に送受信されるように通信コネクタ１０
０、アイソクロナスパケット生成・解読モジュール２１
０およびアプリケーション機能部２３０を管理する。そ
して、各機器３０１〜３０６は、アイソクロナス転送と
非同期転送とをデータによって使い分けつつ、通信コネ
クタ１００によりＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器
間光通信を行う。

【００２８】ＣＤプレーヤ３０１の音楽データ、ＤＶＤ
プレーヤ３０２の画像データおよび音声データ、ナビゲ
ーションユニット３０３の地図データおよび音声データ
などのソースデータ４は、リアルタイム性が保証される
転送方式で送信される必要があるので、アイソクロナス
転送を用いて転送される。これらのソースデータ４は、
ディスプレイ３０５やアンプ３０６などから出力され
る。これに対し、外部からの文字情報や静止画像データ
など、リアルタイム性に対する要求は比較的緩くても確
実に全てのデータ転送が必要な場合は非同期転送が用い
られる。ＣＤプレーヤ３０１からＣＤチェンジャ３０４
へのコントロール信号等も、ホスト用兼非同期転送用イ
ンタフェース１７３を介してリンク層チップ１３２へ送
られ、非同期信号として送信される。

【００２９】上記の実施の形態のように、本発明に係る
通信コネクタ１００を各種機器の機器間光通信用の部品
として使用することにより、ＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠した機器間光通信機能を有する各種機器を容易に製造
することができる。

【００３０】また、上記実施の形態の通信コネクタ１０
０は、電磁シールド筐体１４０で全体をシールドし、更
に高速シリアル通信部である第１および第２の光電変換
回路部１１０，１２０を各々シールド部材１５０でシー
ルドしてあるので、万全の電磁ノイズ対策済みの部品で
あるといえる。したがって、この通信コネクタ１００を
各種機器の機器間光通信用の部品として使用することに
より、この部分に関する電磁ノイズ対策のための設計や
試験の負担を軽減することができる。

【００３１】また、上記実施の形態の通信コネクタ１０
０は、能動的構成要素として、第１および第２の光電変
換回路部１１０，１２０と、通信回路部１３０のみを備
えているので、通信コネクタ１００とともに各種機器に
搭載されるアプリケーション機能部２３０の特性によら
ず使用でき、汎用性が高い。

【００３２】これに対し、仮にアプリケーション機能部
を制御できるＣＰＵを通信コネクタに搭載し、これを標
準部品として各機器に搭載した場合、各機器のアプリケ
ーション機能部の機能は通信コネクタ内のＣＰＵ負荷に
よって制約されることになる。エンタテインメント系の
機器では、アプリケーション機能部により要求されるＣ
ＰＵ負荷、機能は多岐にわたるため、機器に応じて通信
コネクタを用意しなければならなくなる。また仮に、通
信コネクタ内のＣＰＵを通信専用とするならば、アプリ
ケーション機能部制御用のＣＰＵが別途必要となり、コ
スト的に極めて不利であり、標準部品としては好ましく
ない。本発明に係る通信コネクタ１００は、ＣＰＵを搭
載していないので、このような欠点がない。

【００３３】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。たとえば、上記実施の形態の通信コネ
クタ１００は、電気端子１８０および電気通信用ポート
Ｃを備えているが、これらは必須の構成要素ではない。

【００３４】また、図３において、本発明の通信コネク
タ１００を搭載した複数の機器３０１〜３０６をディジ
ーチェーン接続した例を示したが、ノード分岐接続する
ことも可能であることは言うまでもない。

【００３５】また、上記実施の形態では発光素子として
ＬＥＤ１５２を用いたが、これをレーザーダイオードと
しても構わない。

【００３６】また、上記実施の形態では、物理層チップ
１３１、リンク層チップ１３２およびトランザクション
層チップ１３３が通信コネクタ１００内に設けられてい
るが、物理層チップ１３１のみを通信コネクタ１００内
に設けるといった形態、または物理層チップ１３１およ
びリンク層チップ１３２のみを通信コネクタ１００内に
設けるといった形態でも構わない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の通信コネ
クタは、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器間光通信
機能を備えかつ電磁ノイズ対策済みである。したがっ
て、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器を開発した
り、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した機器に設計変更し
たりする場合に、機器間光通信用の部品として本発明の
通信コネクタを使用することにより、ＩＥＥＥ１３９４
規格を考慮する必要がある部分の回路設計工程および電
磁ノイズ対策工程にかかる労力を軽減できるので、容易
に機器開発を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる通信コネクタの構成例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１に示す通信コネクタ１００を搭載した機器
の構成例を示すブロック図である。

【図３】図２で例示した機器を複数設けて、それらを相
互に接続させた相互接続形態例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１：アイソクロナス信号 ２：非同期信号 ３：ホスト・インタフェース信号 ４：ソースデータ １００：通信コネクタ １１０：第１の光電変換回路部 １２０：第２の光電変換回路部 １３０：通信回路部 １３１：物理層チップ １３２：リンク層チップ １３３：トランザクション層チップ １３５：基板 １４０：電磁シールド筐体 １５０：シールド部材 １５１：フォトダイオード １５２：ＬＥＤ １５３：ＬＥＤドライバ １５５：基板 １６０：光ファイバ １６１，１６２：光伝送路 １７０A，１７０B：光端子 １７１：アイソクロナス転送用インタフェース １７３：ホスト用兼非同期転送用インタフェース １８０：電気端子 ２００、３０１〜３０６：機器 ２０１：機器筐体 ２１０：アイソクロナスパケット生成・解読モジュール ２２０：コントローラ ２３０：アプリケーション機能部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々の機器をノードとして複数の機器を
   相互接続するべく当該各機器に搭載される通信コネクタ
   であって、 機器間光通信を行うための光電変換回路部と、 当該光電変換回路部を介してＩＥＥＥ１３９４規格に準
   拠した機器間光通信を行うべく、ＩＥＥＥ１３９４規格
   に準拠した少なくとも物理層の信号処理を行う通信回路
   部とを、 一つの電磁シールド筐体内に収納して構成したことを特
   徴とする通信コネクタ。
2. 【請求項２】 前記通信回路部が、ＩＥＥＥ１３９４規
   格に準拠したリンク層の信号処理も行うことを特徴とす
   る請求項１に記載した通信コネクタ。
3. 【請求項３】 前記通信回路部が、ＩＥＥＥ１３９４規
   格に準拠したトランザクション層の信号処理も行うこと
   を特徴とする請求項２に記載した通信コネクタ。
4. 【請求項４】 前記電磁シールド筐体内部で更に前記光
   電変換回路部を電磁シールド処理したことを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれか一つに記載した通信コ
   ネクタ。