JP2011233953A - Optical communication system, optical communication harness and optical distributor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号にて通信を行なうことによって電気通信線におけるリンギングを回避し、通信装置間の通信品質を向上させることができる通信システムに関し、電気信号で行なわれていた既存プロトコルに基づく通信を光通信にて実現させることが可能な光通信システム、光通信ハーネス及び光分配装置に関する。 The present invention relates to a communication system capable of avoiding ringing in a telecommunication line by performing communication using an optical signal and improving communication quality between communication devices, and communication based on an existing protocol performed using an electric signal. The present invention relates to an optical communication system, an optical communication harness, and an optical distribution device capable of realizing the above by optical communication.
近年では、複数の通信装置を接続し、各通信装置に夫々機能を割り振って相互にデータを交換し、連携して多様な処理を行なわせるシステムが各分野で利用されている。例えば、車両に配される車載LAN(Local Area Network)の分野では、ECU(電子制御装置;Electronic Control Unit)に通信機能を持たせ、各ECUに夫々特化させた処理を行なわせて相互にデータを交換することにより、システムとして多様な機能を実現させている。 In recent years, systems that connect a plurality of communication devices, assign functions to the communication devices, exchange data with each other, and perform various processes in cooperation have been used in various fields. For example, in the field of an in-vehicle LAN (Local Area Network) arranged in a vehicle, an ECU (Electronic Control Unit) has a communication function, and each ECU performs a process specialized for each other. Various functions are realized as a system by exchanging data.
各ECUの機能が特化していく一方で、通信システム全体で可能となるべき機能は増大化する傾向にあるので、通信手段を備える装置(ノード)の数は増大化している。しかしながら、通信線に多くのノードを接続するとリンギングなどが発生しやすくなり、通信障害の発生頻度が増加するという問題がある。現行のCAN(Controller Area Network)を採用した通信では、通信線に接続可能なノード数に制限を設けている。 While the functions of each ECU are specialized, the number of devices (nodes) provided with communication means is increasing because the functions that should be enabled in the entire communication system tend to increase. However, when many nodes are connected to the communication line, ringing or the like is likely to occur, and there is a problem that the frequency of occurrence of communication failures increases. In communication using the current CAN (Controller Area Network), there is a limit on the number of nodes that can be connected to a communication line.
通信システム全体の機能が増大して機器の数が増えることで通信線及び他の信号線への電磁ノイズの影響が無視できない。特に、車両の分野ではEV(Electric Vehicle)及びHEV(Hybrid EV)の普及により車両内に高電圧ケーブルが配策されている。電磁ノイズの影響を排除するために通信線にはシールド処理されたもの(STP:Shielded Twisted Pair)を用いることが望ましい。しかしながら、従来から用いられているECUは、UTPにて信号を送受信するように構成されており、STPへ対応させるためにコネクタ等を全て変更することは現実的でない。 As the function of the entire communication system increases and the number of devices increases, the influence of electromagnetic noise on the communication line and other signal lines cannot be ignored. In particular, in the field of vehicles, high voltage cables are arranged in vehicles due to the spread of EV (Electric Vehicle) and HEV (Hybrid EV). In order to eliminate the influence of electromagnetic noise, it is desirable to use a shielded (STP: Shielded Twisted Pair) communication line. However, conventionally used ECUs are configured to transmit and receive signals via UTP, and it is not practical to change all connectors and the like to be compatible with STP.
リンギング防止のためには、通信線を複数に分け、異なる通信線にECUを夫々接続して1つの通信線に接続するノードの数に制限を設けるように構成される。これらの構成では、異なる通信線間はデータの送受信を制御するゲートウェイ(GW:Gate Way)により接続される。しかしながら、一通信線あたりのノード数制限のためにGWを通信システムに含める構成では、通信システム全体の部品点数が増加しシステム全体のコストが上がる。 In order to prevent ringing, the communication lines are divided into a plurality of parts, ECUs are connected to different communication lines, and the number of nodes connected to one communication line is limited. In these configurations, different communication lines are connected by a gateway (GW) that controls transmission and reception of data. However, in the configuration in which the GW is included in the communication system in order to limit the number of nodes per communication line, the number of parts in the entire communication system increases and the cost of the entire system increases.
そこで、電磁ノイズの影響を受けない光ケーブルを介した光通信を採用することが考えられる。車両の分野でも一部を光通信によって実現する構成が提案されている(特許文献1)。 Therefore, it is conceivable to employ optical communication via an optical cable that is not affected by electromagnetic noise. In the field of vehicles, a configuration in which a part is realized by optical communication has been proposed (Patent Document 1).
一部のみならず、ECU間の通信を全て光通信に代替することも考えうる。この場合、従来のECUを全て作り変えることなくシステムを構築できることが望ましい。そのためには各ECUが有する従来の通信プロトコルの通信機能を利用できるようにシステムを実現することが求められる。 It is also conceivable to replace all communication between ECUs with optical communication instead of only a part. In this case, it is desirable to be able to construct a system without modifying all conventional ECUs. For this purpose, it is required to implement a system so that the communication function of the conventional communication protocol possessed by each ECU can be used.
車載通信におけるプロトコルはCANが広く採用されている。CANのプロトコルでは特に、通信の衝突に対する調停処理を行なうために、各ノードは通信線を常に監視する。各ノードは自身が送信する場合も、通信線を送信されている信号と自身が送信した信号とを比較して一致する場合は送信処理を続行し、不一致の場合は送信処理を停止する。全てを光通信とした場合でも、自ら送信する信号も他からの信号をも全て各ノードが検出できるように、光通信と電気的通信との間を構成する必要がある。 CAN is widely adopted as a protocol for in-vehicle communication. In particular, in the CAN protocol, each node constantly monitors a communication line in order to perform arbitration processing for communication collision. Even when each node transmits itself, the transmission process is continued when the signal transmitted through the communication line matches the signal transmitted by itself, and the transmission process is stopped when they do not match. Even when all are optical communication, it is necessary to configure between optical communication and electrical communication so that each node can detect both signals transmitted by itself and signals from other sources.
一方、光通信によって通信システムを構築する場合、光パワーの低下を抑制するため、複数のネットワークに分け、各ネットワークではスターカプラ(パッシブ)を用いて光通信装置をスター型に接続する構成が好ましい。このとき、異なるネットワークのカプラ間を光通信線(光ファイバ)で接続することによって異なるネットワーク間での光信号の交換が可能でありGWを必要としない。カプラ(パッシブ)は、入力された光を合配する光デバイスである。CANのプロトコルを利用するためには、各カプラを介しても当該通信プロトコルに適した通信が行なわれるような構成が必要となる。 On the other hand, when a communication system is constructed by optical communication, it is preferable to divide into a plurality of networks and connect the optical communication devices in a star shape using a star coupler (passive) in each network in order to suppress a decrease in optical power. . At this time, optical signals can be exchanged between different networks by connecting couplers of different networks with optical communication lines (optical fibers), and GW is not required. A coupler (passive) is an optical device that combines input light. In order to use the CAN protocol, it is necessary to configure such that communication suitable for the communication protocol is performed via each coupler.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電気信号で行なわれていた所定のプロトコルに基づく通信を光通信でも実現することができる光通信システム、光通信ハーネス及び前記光通信システムを構成する光分配装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an optical communication system, an optical communication harness, and the optical communication system capable of realizing communication based on a predetermined protocol performed by an electric signal also by optical communication. An object of the present invention is to provide an optical distribution device that constitutes the above.
第1発明に係る光通信システムは、複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、1つの光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力し、相互に光入力部及び光出力部で接続された複数の光分配器と、該複数の光分配器夫々の前記光入力部及び光出力部の内の一部に、スター型に光通信線を介して接続され、光信号を送受信する複数の光通信装置とを備えることを特徴とする。 An optical communication system according to a first aspect of the present invention includes a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributes and outputs light input from one light input unit to a plurality of light output units. A plurality of optical distributors connected by the optical input unit and the optical output unit, and a part of the optical input unit and the optical output unit of each of the plurality of optical distributors via an optical communication line in a star shape And a plurality of optical communication devices that transmit and receive optical signals.
第2発明に係る光通信システムは、前記複数の光分配器夫々の前記複数の光出力部の内、他の光分配器と接続される光出力部に接続され、前記複数の光通信装置が送信する光信号の波長と異なる波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタを特徴とする。 An optical communication system according to a second aspect of the present invention is connected to an optical output unit connected to another optical distributor among the plurality of optical output units of each of the plurality of optical distributors, and the plurality of optical communication devices are It is characterized by one or more filters that attenuate light having a wavelength different from the wavelength of the optical signal to be transmitted.
第3発明に係る光通信システムは、複数の光入力部及び複数の光出力部を夫々有し、1つの光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力し、相互に光入力部及び光出力部で接続された第1光分配器及び第2光分配器と、第1及び第2光分配器の前記光入力部及び光出力部の内の一部に夫々、スター型に光通信線を介して接続され、第1又は第2波長の光信号を送信し、第1又は第2波長を含む異なる複数の波長の光信号を受信する複数の第1及び第2光通信装置と、第1光分配器の1つの光出力部と、第2光分配器の1つの光入力部の間に接続され、第2波長の光を減衰させる第1フィルタと、第2光分配器の1つの光出力部と、第1光分配器の1つの光入力部の間に接続され、第1波長の光を減衰させる第2フィルタとを備えることを特徴とする。 The optical communication system according to the third invention has a plurality of light input sections and a plurality of light output sections, respectively, and distributes and outputs the light input from one light input section to the plurality of light output sections, A first optical distributor and a second optical distributor connected to each other by an optical input unit and an optical output unit, and a part of the optical input unit and the optical output unit of the first and second optical distributors, respectively. A plurality of first and second light sources connected to a star shape via an optical communication line, transmitting an optical signal of the first or second wavelength, and receiving optical signals of a plurality of different wavelengths including the first or second wavelength. A first optical filter that is connected between the two optical communication devices, one optical output unit of the first optical distributor, and one optical input unit of the second optical distributor, and attenuates light of the second wavelength; A first optical output unit of the two optical distributors and a second filter connected between the first optical input unit of the first optical distributor and attenuating the light of the first wavelength; Characterized in that it obtain.
第4発明に係る光通信システムは、前記光通信装置は、送信中の光信号と受信中の光信号とを比較し、送信の成否を判断する手段を備えることを特徴とする。 An optical communication system according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the optical communication device includes means for comparing the optical signal being transmitted with the optical signal being received to determine success or failure of transmission.
第5発明に係る光通信システムは、前記光通信装置は、CANプロトコルに基づき光信号を送受信するようにしてあることを特徴とする。 An optical communication system according to a fifth aspect is characterized in that the optical communication device transmits and receives an optical signal based on a CAN protocol.
第6発明に係る光通信ハーネスは、複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、1つの光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器と、前記複数の光入力部及び光出力部の内の任意の光入力部及び光出力部に夫々接続される光通信線と、前記複数の光出力部の内の特定の光出力部に接続される光通信線に接続され、所定の波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタとを備えることを特徴とする。 An optical communication harness according to a sixth aspect of the present invention has a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributes and outputs light input from one light input unit to a plurality of light output units. An optical communication line connected to any one of the plurality of light input units and the light output unit, and a specific light output unit of the plurality of light output units. It is connected to the optical communication line to be connected, and includes one or a plurality of filters that attenuate light of a predetermined wavelength.
第7発明に係る光通信ハーネスは、前記フィルタは、光通信線の他の光分配器への接続コネクタ内部に設けられていることを特徴とする。 The optical communication harness according to a seventh aspect of the invention is characterized in that the filter is provided inside a connector for connecting an optical communication line to another optical distributor.
第8発明に係る光分配装置は、複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、1つの光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器と、前記複数の光出力部の内の特定の光出力部に接続され、所定の波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタとを備えることを特徴とする。 An optical distribution device according to an eighth aspect of the present invention includes a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributes and outputs light input from one light input unit to a plurality of light output units. And one or more filters that are connected to a specific light output unit of the plurality of light output units and attenuate light of a predetermined wavelength.
本発明では、複数の光入力部及び光出力部を有し、1つの光入力部から入力された光を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器が備えられ、各光分配器に夫々、光分配器が有する光入力部へ光信号を送信し、光出力部から出力される光信号を受信する光通信装置がスター型に光通信線を介して接続される。
光分配器間も光入力部及び光出力部で接続されるので、全面的に光通信化される。
The present invention includes a plurality of light distributors that have a plurality of light input units and a light output unit, distribute light output from one light input unit to a plurality of light output units, and output each light. An optical communication device that transmits an optical signal to an optical input unit included in the optical distributor and receives an optical signal output from the optical output unit is connected to each of the distributors in a star shape via an optical communication line.
Since the optical distributors are also connected by the optical input unit and the optical output unit, the entire optical communication is realized.
また本発明では、光分配器に接続される光通信装置が光信号を送信した場合、送信された光信号は1つの光分配器の光入力部に入力されるので、該1つの光分配器の複数の光出力部から出力される。複数の光出力部の内の1つは、光信号を送信した光通信装置に接続されている。したがって当該光通信装置は、自身が送信した光信号を監視することが可能となる。光分配器の光出力部から、スター型に接続されている他の光通信装置へも出力されて各光通信装置が受信できると共に、他の光分配器の光入力部にも入力される。当該他の光分配器でも同様に、複数の光出力部から分配されて出力されるから、スター型に接続されている光通信装置でも同様に同一の光信号を受信する。
これにより、光通信であっても衝突検知、アービトレーションなどを必須とするCAN等のプロトコルによる通信が可能である。
In the present invention, when the optical communication device connected to the optical distributor transmits an optical signal, the transmitted optical signal is input to the optical input unit of one optical distributor. Are output from a plurality of optical output units. One of the plurality of optical output units is connected to the optical communication apparatus that has transmitted the optical signal. Therefore, the optical communication apparatus can monitor the optical signal transmitted by itself. From the optical output unit of the optical distributor, it is also output to other optical communication devices connected in a star shape so that each optical communication device can receive and also input to the optical input unit of the other optical distributor. Similarly, the other optical distributors are also distributed and output from a plurality of optical output units, so that the same optical signal is similarly received by the optical communication devices connected in a star shape.
Thereby, even in optical communication, communication using a protocol such as CAN that requires collision detection, arbitration, and the like is possible.
本発明では、各光分配器が備える光出力部の内、光通信装置が接続されていない光出力部即ち他の光分配器と接続される光出力部には、前記光通信装置が送信する光信号の波長とは異なる波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタが接続される。
これにより、1の光分配器に接続されている光通信装置が送信した光信号は、前記1の光分配器に入力され、該光分配器に接続されている他の光通信装置へ出力されると共に、減衰されずに他の光分配器の入力部へ出力される。当該他の光分配器では、光入力部から入力された光を各光出力部から出力するので、1の光分配器から出力されて入力された光も区別なく出力する。他の分配器に接続されるフィルタは、当該他の分配器に接続される光通信装置が送信する光信号の波長とは異なる波長の光を減衰させる。したがって、1の光分配器から出力されて他の光分配器に入力された光は、当該他の光分配器から再度出力されるものの、フィルタによって減衰されるので1の光分配器へ戻らない。
In the present invention, among the optical output units included in each optical distributor, the optical communication device transmits to an optical output unit not connected to the optical communication device, that is, an optical output unit connected to another optical distributor. One or more filters that attenuate light having a wavelength different from the wavelength of the optical signal are connected.
As a result, the optical signal transmitted from the optical communication device connected to one optical distributor is input to the one optical distributor and output to another optical communication device connected to the optical distributor. At the same time, it is output to the input section of another optical distributor without being attenuated. In the other optical distributor, the light input from the optical input unit is output from each optical output unit, and thus the light output from one optical distributor and input is output without discrimination. The filter connected to the other distributor attenuates light having a wavelength different from the wavelength of the optical signal transmitted by the optical communication device connected to the other distributor. Therefore, the light output from one optical distributor and input to the other optical distributor is output again from the other optical distributor, but is attenuated by the filter and does not return to the first optical distributor. .
本発明では、光通信装置は、送信中の光信号と、受信中の光信号とを比較して送信の成否を判断する所定のプロトコルに基づき通信を行なう。本発明では、光分配器へ送信した光信号を入力するようにしてあるので、送信中であっても自身の送信した光信号が帰還され、所定のプロトコルによる通信が可能となる。所定のプロトコルは、例えばCANである。 In the present invention, the optical communication apparatus performs communication based on a predetermined protocol for comparing the optical signal being transmitted and the optical signal being received to determine the success or failure of the transmission. In the present invention, since the transmitted optical signal is input to the optical distributor, the transmitted optical signal is fed back even during transmission, and communication using a predetermined protocol becomes possible. The predetermined protocol is, for example, CAN.
本発明では、複数の光分配器と、各光分配器に接続される光通信線と、各光分配器に接続される光通信装置が送信する光信号の波長と異なる波長の光を減衰させるフィルタとが予め接続されてハーネスが構成されてある。当該ハーネスに、光通信装置を接続することにより容易に、所定のプロトコル通信が可能な光通信システムを構成することができる。 In the present invention, a plurality of optical distributors, optical communication lines connected to the optical distributors, and optical signals transmitted from the optical communication apparatuses connected to the optical distributors are attenuated. A filter is connected in advance to form a harness. By connecting an optical communication device to the harness, an optical communication system capable of performing predetermined protocol communication can be configured easily.
本発明では、ハーネス同士の接続コネクタ内部にフィルタが設けられてもよく、これにより、ハーネス同士を接続することで容易に、所定のプロトコル通信が可能な光通信システムを構成することができる。 In the present invention, a filter may be provided inside the connection connector between the harnesses, whereby an optical communication system capable of performing predetermined protocol communication can be configured easily by connecting the harnesses.
本発明では、フィルタは光分配器と共に光分配装置を構成してもよい。フィルタが減衰させる光の波長が異なる複数の光分配装置を接続し、各光分配装置にフィルタの波長に対応する光通信装置を接続することにより、容易に、所定のプロトコル通信が可能な光通信システムを構成することができる。 In the present invention, the filter may constitute an optical distribution device together with the optical distributor. Optical communication that allows easy protocol communication by connecting multiple optical distribution devices with different wavelengths of light to be attenuated by the filter and connecting optical communication devices corresponding to the wavelength of the filter to each optical distribution device The system can be configured.
本発明による場合、光分配器に複数の光通信装置が接続され、更に光分配器間が接続されて通信システムが構成される。これにより、光通信としても各光通信装置は、自身が送信した信号をも含めて通信線に送信された信号を常に監視することが可能になる。光通信であっても衝突検知、アービトレーションなどを必須とするCAN等のプロトコルによる通信を実現させることができる。 According to the present invention, a plurality of optical communication devices are connected to the optical distributor, and the optical distributors are further connected to form a communication system. Thereby, even in the optical communication, each optical communication device can always monitor the signal transmitted to the communication line including the signal transmitted by itself. Even in optical communication, communication using a protocol such as CAN that requires collision detection, arbitration, and the like can be realized.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
なお、以下の説明では、本発明に係る光通信システムを、車両内に配設される各種制御用の機器間を接続してCANに基づきデータを送受信する車載通信システムに適用した例を挙げて説明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
In the following description, an example in which the optical communication system according to the present invention is applied to an in-vehicle communication system in which various control devices arranged in a vehicle are connected and data is transmitted and received based on CAN is given. explain.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における車載光通信システムの構成を示すブロック図である。車載光通信システムは、車両1に設置され、複数の光通信装置10a,10a,…、10b,10b,…と、光分配器2a,2bと、光通信線3,3,…と、コネクタ4a,4bとを備える。光分配器2a、光通信線3及びコネクタ4aで光通信ハーネス5aを構成する。同様に光分配器2b、光通信線3及びコネクタ4bで光通信ハーネス5bを構成する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the in-vehicle optical communication system according to the first embodiment. The in-vehicle optical communication system is installed in the
複数の光通信装置10a,10a,…は夫々光通信線3を介して、スター型に光分配器2aに接続されている。複数の光通信装置10b,10b,…も同様に夫々光通信線3を介してスター型に光分配器2bに接続されている。
The plurality of
光分配器2aには光通信線3を介してコネクタ4aが接続されている。光分配器2bには光通信線3を介してコネクタ4bが接続されている。コネクタ4aとコネクタ4bとを接続することにより、光分配器2aと光分配器2bとが接続されている。
A connector 4a is connected to the optical distributor 2a via an
光通信線3は光ファイバである。光通信装置10aから光分配器2aへの上り線と、光分配器2aから光通信装置10aへの下り線とは夫々区別されている。同様に光通信装置10bから光分配器2bへの上り線と、光分配器2bから光通信装置10bへの下り線とが夫々区別されている。同様にして光分配器2aと光分配器2bとの間の光通信線3も光分配器2aから光分配器2bへの線と、光分配器2bから光分配器2aへの線とで区別される。
The
図2は、実施の形態1における光通信装置10a(10b)の構成を示すブロック図である。光通信装置10aは、マイクロコンピュータ(図2中、μCと記載)11と、光トランシーバ12とを備える。光通信装置10aは、車両に搭載される各機器の制御を行なうECUである。なお、光通信装置10aと光通信装置10bとは、光トランシーバから送信される光信号の波長が異なるのみで、他は同様の構成であるので、光通信装置10bの内部構成の詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
マイクロコンピュータ11は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサがROM(Read Only Memory)に記憶されてあるプログラムを読み出して車載機器を制御する処理を実行する(いずれも図示せず)。マイクロコンピュータ11は、CANコントローラ13の機能を有する。これによりマイクロコンピュータ11は、CANプロトコルに基づきデータを送受信し、受信したデータに基づき制御処理を実行する。
In the
CANコントローラ13は、マイクロコンピュータ11内のプロセッサからの指示に基づき、CANプロトコルのデータ形式に従った送信用データに変換した送信信号Txを、光トランシーバ12へ出力する。またCANコントローラ13は、光トランシーバ12から受信信号Rxを入力し、CANプロトコルに基づいて信号を解釈し、内容をプロセッサへ通知する。CANコントローラ13は、送信信号Txを1ビットずつ順次出力しつつ、受信信号Rxを入力し、受信信号Rxの後述のアービトレーションフィールドを自身の送信信号Txのアービトレーションフィールドと比較する。CANコントローラ13は、送信信号Txと受信信号Rxのアービトレーションフィールドが一致する場合は送信信号Txの出力を継続し、不一致の場合は受信モードとなって送信信号Txの出力を停止する。これにより、複数の光通信装置10a(又は光通信装置10b)から同時に信号が送信されたときの調停処理が実現される。
The
CANプロトコルにて送受信される信号は、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、CRC(Cyclic Redundancy Check)フィールド、及びACK(ACKnowledgement)フィールド等の複数のフィールドで構成されるデジタル信号である。マイクロコンピュータ11のプロセッサから与えられるデータは、データフィールドに格納される。アービトレーションフィールドは、通信で衝突が発生した場合に前述の調停処理を行なうためのフィールドであり、信号の優先度に応じた値が格納される。送信側のCANコントローラ13は、送信した信号のACKフィールドのACKビットの有無により、受信されたか否かを判断し、再送の要否を判断する。CANプロトコルではデジタル信号の「0(ドミナント)」の方が「1(レセッシブ)」よりも優先される。
A signal transmitted and received by the CAN protocol is a digital signal composed of a plurality of fields such as an arbitration field, a control field, a data field, a CRC (Cyclic Redundancy Check) field, and an ACK (ACKnowledgement) field. Data given from the processor of the
光トランシーバ12は、CANコントローラ13にてCANプロトコルに従って生成された送信信号Txを光信号に変換して光通信線3へ送出する。光トランシーバ12は、CANプロトコルにおける「0(ドミナント)」/「1(レセッシブ)」を夫々、光の「有」/「無」に対応させて変換する。逆に光トランシーバ12は、光通信線3を介して受信された信号即ち光の「有」/「無」を、「0(ドミナント)」/「1(レセッシブ)」へ変換したデジタル信号を受信信号RxとしてCANコントローラ13へ出力する。
The
光通信装置10aの光トランシーバ12と光通信装置10bの光トランシーバ12とは、送信する光信号の波長が異なる。光通信装置10aの光トランシーバ12は、例えば650nmの波長の光信号を用いてCANプロトコルに従う信号を送信する。なお、光通信装置10aの光トランシーバ12は、550nmの光信号も650nmの光信号も両方を良好に受信し、光信号をデジタル信号に変換してCANコントローラ13へ通知する。ただし、光通信装置10aの光トランシーバ12は、650nmの光信号の光信号の内、所定のパワーよりも弱い光信号については無視する。
The
光通信装置10bの光トランシーバ12は、例えば550nmの波長の光信号を用いる。光通信装置10aの光トランシーバ12と光通信装置10bの光トランシーバ12とが用いる波長同士は、50〜100nm以上離れていることが好ましい。送信する光信号の波長以外は通信装置10aと同様であり、550nmの光信号も650nmの光信号も両方を良好に受信するが、550nmの光信号の光信号の内、所定のパワーよりも弱い光信号については無視する。
The
図3は、実施の形態1における光分配器2a,2b及びコネクタ4a,4bの構成及び光分配器2a,2b及びコネクタ4a,4bを介した光信号の送受信を模式的に示す模式図である。光分配器2a及び光分配器2bの構成は同様であるので、以下では光分配器2aについて詳細を説明し、光分配器2bの詳細な説明は省略する。 FIG. 3 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of the optical distributors 2a and 2b and the connectors 4a and 4b and the transmission and reception of optical signals via the optical distributors 2a and 2b and the connectors 4a and 4b in the first embodiment. . Since the configurations of the optical distributor 2a and the optical distributor 2b are the same, the details of the optical distributor 2a will be described below, and the detailed description of the optical distributor 2b will be omitted.
なお、以下図3の説明では、図示及び説明を簡略化するため、光分配器2aは4つの光入力部20a及び4つの光出力部21aを備え、3つの光通信装置10aが接続されている構成とする。勿論、光通信装置10aは、光入力部20a及び光出力部21aを5つ以上有し、図1に示すように4つ以上の光通信装置10aと接続されてよい。
In the following description of FIG. 3, in order to simplify the illustration and description, the optical distributor 2a includes four optical input units 20a and four optical output units 21a, to which three
光分配器2aは、一側に4つの光入力部20aを有し、他側に4つの光出力部21aを有する。光入力部20aは、光通信線3からの光信号を導入するガイドであり、光出力部21aは、光分配器2a内に伝播された光を接続される光通信線3へ導入するガイドである。光出力部21aは受光素子を備えて改めて光を受光して光通信線3へ出力するようにしてもよい。これにより、1つの光入力部20aに入力された光は、4つの光出力部21a全てから出力される。
The optical distributor 2a has four optical input units 20a on one side and four optical output units 21a on the other side. The optical input unit 20a is a guide for introducing an optical signal from the
光分配器2aは、2入力2出力の安価な光カプラを4つ用いて構成される。4つの光カプラを2つずつ前段(入力側)及び後段(出力側)とし、前段の2つの光カプラが夫々有する2つの出力部を夫々、後段の2つの光カプラへ各別に接続する。これにより、前段の2つの光カプラの1つの入力部に入力された光は、後段の2つの光カプラへ夫々出力され、後段の2つの光カプラが夫々有する2つの出力部全てから出力される。なお光分配器2aは、円柱又は角柱状の透明樹脂又はガラスなどの透明な材料で形成され、1つの光入力部20aに入力された光は内部全体に伝播し、4つの光出力部21a全てから出力されるようにしてもよい。 The optical distributor 2a is configured by using four inexpensive optical couplers with two inputs and two outputs. Two optical couplers are provided at the front stage (input side) and the rear stage (output side) two by two, and the two output units of the two optical couplers at the front stage are respectively connected to the two optical couplers at the rear stage. As a result, the light input to one input unit of the two preceding optical couplers is output to each of the two subsequent optical couplers, and is output from all the two output units of each of the two subsequent optical couplers. . The light distributor 2a is formed of a transparent material such as a cylindrical or prismatic transparent resin or glass, and the light input to one light input unit 20a propagates throughout the interior, and all four light output units 21a. May be output.
光分配器2aが有する光入力部20a及び光出力部21aを8つとした場合、光分配器2aに7つまでの光通信装置10aを接続した上で、1つの光分配器2bと接続する構成が可能である。光分配器2aが8つの光入力部20a及び光出力部21aを備える場合は、2入力2出力の安価な光カプラを12個、即ち前段(入力側)4つ、中段4つ、後段(出力側)4つ夫々の2入力2出力を分岐させて接続して構成すればよい。
When the optical distributor 2a includes eight optical input units 20a and eight optical output units 21a, a configuration in which up to seven
コネクタ4a及びコネクタ4bは、接続されている光通信線3を伝播してくる光信号をガイドし、他の光通信線3aへ導入する。コネクタ4aは内部にフィルタ40aを有し、コネクタ4bは内部にフィルタ40bを有する。フィルタ40aは光学フィルタ(HPF:High Path Filter)であり、フィルタ40bは光学フィルタ(LPF:Low Path Filter)である。図4は、実施の形態1におけるフィルタ40a,40bの特性を示すグラフである。フィルタ40aは、光通信線3を伝播してくる光信号の内、例えば650nmの光信号を透過させ、550nmの光信号を減衰させる。フィルタ40bは、例えば550nmの光信号を透過させ、650nmの光信号を減衰させる。
The connector 4a and the connector 4b guide an optical signal propagating through the connected
このような構成により、本実施の形態1のように車載光通信システムを全て光通信化したとしても、光通信装置10a及び光通信装置10bは夫々、CANプロトコルに従った通信が可能である。図3に戻り、以下に詳細を説明する。
With such a configuration, even if the in-vehicle optical communication system is all optically communicated as in the first embodiment, the
光通信装置10aは、自身の処理により得られたデータを他の光通信装置10a又は光通信装置10bが使用できるよう、データ信号を送信する。データ信号は、650nmの波長の光信号で送信される。この光信号は光通信線3を介して接続されている光分配器2aの1つの光入力部20aに入力される。
The
光分配器2aは、1つの光入力部20aに入力された光信号を4つの光出力部21a全てから出力する。4つの光出力部21aの内の3つは、送信元である光通信装置10aを含む3つの光通信装置10aに接続されているから、3つの光通信装置10a全てで送信元からのデータ信号を受信できる。これにより、送信元の光通信装置10aでは、CANコントローラ13が、自身から出力中のデータ信号のアービトレーションフィールドと、入力される受信信号のアービトレーションフィールドとの比較が可能であり、CANプロトコルに従った通信が実現できる。
The optical distributor 2a outputs an optical signal input to one optical input unit 20a from all four optical output units 21a. Since three of the four optical output units 21a are connected to the three
光分配器2aの4つの光出力部21aの内の残りの1つは、他の光分配器2bへフィルタ40aを内蔵するコネクタ4aを介して接続されている。フィルタ40aは、光分配器2aに接続されている光通信装置10aが送信する光信号の波長(650nm)の光を100%透過させるから、1つの光通信装置10aから送信された光信号は、分配器2bへも到達する。
The remaining one of the four light output portions 21a of the light distributor 2a is connected to the other light distributor 2b via a connector 4a that incorporates a filter 40a. Since the filter 40a transmits 100% of light of the wavelength (650 nm) of the optical signal transmitted by the
光分配器2bの1つの光入力部20bに入力された光信号は、同様にして光分配器2bの4つの光出力部21b全てから出力される。4つの光出力部21bの内の3つは、3つの光通信装置10bに夫々光通信線3を介して接続されている。光通信装置10bは、これらの3つの光出力部21bから出力された光信号を波長によらず受信するから、光通信装置10aから送信された光信号を受信できる。これにより、光通信装置10aから送信された光は、光通信装置10bでも受信できる。
Similarly, an optical signal input to one
光分配器2bの4つの光出力部21bの残りの1つは、フィルタ40bを内蔵するコネクタ4bを介して光分配器2aへ接続されている。したがって、光通信装置10aから送信され、光分配器2aから出力された光信号は、光分配器2bへ入力された後、他の光信号と区別なく光分配器2bの出力部21bから出力され、再度光分配器2aへ戻ろうとする。しかしながら、コネクタ4bのフィルタ40bは、光分配器2bに接続されている光通信装置10bが送信する光信号の波長(550nm)の光を100%透過させるが、異なる波長(650nm)の光を減衰させる。したがって、光通信装置10aから送信され、光分配器2aから出力された光信号は、光分配器2bへ入力された後、光分配器2aへ戻ったとしてもパワーが弱く、光通信装置10aのトランシーバ12で受信されない。
The remaining one of the four
光通信装置10bが、自身の処理により得られたデータを他の光通信装置10b又は光通信装置10aが使用できるよう、データ信号を送信する場合も同様である。光通信装置10bから送信された550nmの波長の光信号は、光分配器2bの1つの光入力部20bへ入力し、4つの光出力部21bから出力する。これにより、送信元を含む4つの光通信装置10bにて光通信装置10bからの光信号を受信することが可能である。また、当該光信号は、4つの光出力部21bの内の1つの光出力部21bから、フィルタ40bを内蔵するコネクタ4bを介して光分配器2a側へ出力される。フィルタ40bは550nmの波長の光信号を透過し、650nmの波長の光信号を減衰させるから、光通信装置10bからの光信号を透過させる。したがって、光通信装置10bから光信号は光分配器2aへ到達する。当該光信号は、光分配器2aの光入力部20aへ入力されて光分配器2bへ接続されている光出力部21aからも出力されるが、フィルタ40aによって減衰され、光分配器2bへ戻ったとしてもパワーが弱く、光通信装置10bのトランシーバ12で受信されない。
The same applies to the case where the
このように、光分配器2a及び光分配器2bを接続して、光通信装置10a及び光通信装置10bでCANに基づく光信号の送受信ができると共に、フィルタ40a及びフィルタ40bを備えることで光分配器2a及び光分配器2b間での光信号のループ現象を回避することができる。
In this way, by connecting the optical distributor 2a and the optical distributor 2b, the
実施の形態1の図1に示したように、光通信ハーネス5a,5bを構成しておき、夫々に光通信装置10a,10a,…、10b,10b,…を接続すればよいだけとしておくことで、GWなしにCANに基づく光通信を実現する光通信システムを容易に構築することができる。これにより、電磁ノイズ及びリンギングの影響を抑制しつつ、従来のCANプロトコルに基づく光通信システムを実現することができる。
As shown in FIG. 1 of the first embodiment, the optical communication harnesses 5a and 5b are configured, and the
(実施の形態2)
実施の形態1では、フィルタ40aは、光分配器2aの光出力部21aの内の光通信装置10aが接続されていない光出力部21aに接続されているコネクタ4a内に含まれる構成とした。これに対し、実施の形態2では、フィルタ40aに対応するフィルタを光分配器2aと一体化させた構成とする。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the filter 40a is included in the connector 4a connected to the optical output unit 21a to which the
実施の形態2における車載光通信システムの構成は、実施の形態1における構成と同様である。ただし、光分配器2a及びコネクタ4aに代替して、光分配装置6とフィルタ40aを備えないコネクタを含む構成とする。
The configuration of the in-vehicle optical communication system in the second embodiment is the same as the configuration in the first embodiment. However, it replaces with the optical distributor 2a and the connector 4a, and is set as the structure containing the connector which is not provided with the
図5は、実施の形態2における車載光通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態2における車載光通信システムは、車両1に設置され、複数の光通信装置10a,10a,…、10b,10b,…と、光分配装置6a,6bと、光通信線3,3,…とを備える。光分配器6a及び光通信線3で光通信ハーネス7aを構成する。同様に光分配器6b及び光通信線3で光通信ハーネス7bを構成する。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the in-vehicle optical communication system according to the second embodiment. The in-vehicle optical communication system according to the second embodiment is installed in the
複数の光通信装置10a,10a,…は夫々光通信線3を介して、スター型に光分配装置6aに接続されている。複数の光通信装置10b,10b,…も同様に夫々光通信線3を介してスター型に光分配装置6bに接続されている。光分配装置6a及び光分配装置6bは相互に、光通信線3を介し、光分配装置6aから光分配装置6bへの線と、光分配装置6bから光分配装置6aへの線とで区別されて接続されている。
The plurality of
図6は、実施の形態2における光分配装置6aの構成を示すブロック図である。光分配装置6a及び光分配装置6bの構成は同様であるので、以下では光分配装置6aについて詳細を説明し、光分配装置6bの詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the
光分配装置6aは、光分配器60aとフィルタ64aとを備える。
The
光分配器60aは実施の形態1における光分配器2aと同様に、2入力2出力の安価な光カプラを4つ用いて構成され、一側に4つの光入力部61aを有し、他側に4つの光出力部62aを有する。光分配器60aは、円柱又は角柱状の透明樹脂又はガラスなどの透明な材料で形成されてもよい。光分配器60aの4つの光入力部61aの内の3つは、光通信装置10aと接続されるように、接続端子と光通信線を介して接続されており、残りの1つは、他の光分配装置6bと接続されるように端子63aと光通信線を介して接続されている。4つの光出力部62aの内の1つは、フィルタ64aに接続されており、他の3つの光出力部62aは、光通信装置10aと接続されるように接続端子と光通信線を介して接続されている。
Similar to the optical distributor 2a in the first embodiment, the optical distributor 60a is configured by using four inexpensive optical couplers with two inputs and two outputs, and has four
フィルタ64aは光学フィルタであり、光分配装置6bと接続されるように端子65aと光通信線を介して接続されている。フィルタ64aは実施の形態1におけるフィルタ40aと同一であり、光分配装置6aに接続される光通信装置10aが送信する光信号の波長(650nm)の光を100%透過させ、光分配装置6bに接続される光通信装置10bが送信する光信号の波長(550nm)の光を減衰させるHPFである。
The filter 64a is an optical filter, and is connected to the terminal 65a via an optical communication line so as to be connected to the optical distribution device 6b. The filter 64a is the same as the filter 40a in the first embodiment, transmits 100% of the light of the wavelength (650 nm) of the optical signal transmitted by the
図示しないが、光通信装置10bが接続される光分配装置6bに内蔵されるフィルタ64bは、実施の形態1におけるフィルタ40bと同一であり、光分配装置6bに接続される光通信装置10bが送信する光信号の波長(550nm)の光を100%透過させ、光分配装置6aに接続される光通信装置10aが送信する光信号の波長(650nm)の光を減衰させるLPFである。
Although not shown, the filter 64b built in the optical distribution device 6b to which the
このように構成される光分配装置6a及び光分配装置6bを、光通信線3によって端子63aと端子65b、端子65aと端子63bとで接続し、光分配装置6aの接続端子に光通信装置10a,10a,…を、光分配装置6bの接続端子に光通信装置10b,10b,…を接続する。これにより、実施の形態1における図3に示した構成と同様の構成となり、光通信装置10a及び光通信装置10bでCANに基づく光信号の送受信ができると共に、フィルタ64a及びフィルタ64bを備えることで光分配装置6a及び光分配器6b間での光信号のループ現象を回避することができる。
The
実施の形態2の図5に示したように、光通信ハーネス7a,7bを構成しておき、夫々に光通信装置10a,10a,…、10b,10b,…を接続すればよいだけとしておくことで、GWなしにCANに基づく光通信を実現する光通信システムを容易に構築することができる。これにより、電磁ノイズ及びリンギングの影響を抑制しつつ、従来のCANプロトコルに基づく光通信システムを実現することができる。
As shown in FIG. 5 of the second embodiment, the optical communication harnesses 7a and 7b are configured, and the
実施の形態1及び2は、CANに基づく光通信ができるシステムについて説明した。しかしながら本発明はCANに限定するものではなく、通信線へ送信されている信号、特に自分自身が送信する信号をも含めて常時監視し、衝突を検知するプロトコルに基づく通信を光信号にて実現するシステム全般に適用できる。 In the first and second embodiments, the system capable of optical communication based on CAN has been described. However, the present invention is not limited to CAN, and communication based on a protocol that constantly monitors and detects a collision including a signal transmitted to a communication line, particularly a signal transmitted by itself, is realized by an optical signal. Applicable to all systems.
また実施の形態1及び2では、車載ネットワークに適用した例について説明した。しかしながら本発明は、車載に限定するものではなく、FA(Factory Automation)などのCAN通信への適用も可能である。 In the first and second embodiments, the example applied to the in-vehicle network has been described. However, the present invention is not limited to in-vehicle use, and can be applied to CAN communication such as FA (Factory Automation).
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10a 光通信装置(第1光通信装置)
10b 光通信装置(第2光通信装置)
2a 光分配器(第1光分配器)
2b 光分配器(第2光分配器)
3 光通信線
4a,4b コネクタ
40a フィルタ(第1フィルタ)
40b フィルタ(第2フィルタ)
5a,5b 光通信ハーネス
6a,6b 光分配装置
60a 光分配器
64a フィルタ(第1フィルタ)
10a Optical communication device (first optical communication device)
10b Optical communication device (second optical communication device)
2a Optical distributor (first optical distributor)
2b Optical distributor (second optical distributor)
3 Optical communication line 4a, 4b Connector 40a Filter (first filter)
40b filter (second filter)
5a, 5b
Claims (8)
該複数の光分配器夫々の前記光入力部及び光出力部の内の一部に、スター型に光通信線を介して接続され、光信号を送受信する複数の光通信装置と
を備えることを特徴とする光通信システム。 Has multiple light input units and multiple light output units, distributes and outputs light input from one light input unit to multiple light output units, and connects them with the light input unit and the light output unit A plurality of optical distributors,
A plurality of optical communication devices connected in a star shape via an optical communication line and transmitting / receiving optical signals to a part of the optical input unit and the optical output unit of each of the plurality of optical distributors. An optical communication system.
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の光通信システム。 Of the plurality of optical output units of the plurality of optical distributors, connected to an optical output unit connected to another optical distributor, and having a wavelength different from the wavelength of the optical signal transmitted by the plurality of optical communication devices. The optical communication system according to claim 1, further comprising one or more filters for attenuating light.
第1及び第2光分配器の前記光入力部及び光出力部の内の一部に夫々、スター型に光通信線を介して接続され、第1又は第2波長の光信号を送信し、第1又は第2波長を含む異なる複数の波長の光信号を受信する複数の第1及び第2光通信装置と、
第1光分配器の1つの光出力部と、第2光分配器の1つの光入力部の間に接続され、第2波長の光を減衰させる第1フィルタと、
第2光分配器の1つの光出力部と、第1光分配器の1つの光入力部の間に接続され、第1波長の光を減衰させる第2フィルタと
を備えることを特徴とする光通信システム。 Each has a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributes and outputs the light input from one light input unit to the plurality of light output units. A connected first optical distributor and a second optical distributor;
Each of the optical input unit and the optical output unit of the first and second optical distributors is connected in a star shape via an optical communication line, and transmits an optical signal of the first or second wavelength, A plurality of first and second optical communication devices that receive optical signals of a plurality of different wavelengths including the first or second wavelength;
A first filter connected between one light output of the first light distributor and one light input of the second light distributor and attenuating light of the second wavelength;
A light comprising: one optical output unit of the second optical distributor; and a second filter connected between one optical input unit of the first optical distributor and attenuating light of the first wavelength. Communications system.
送信中の光信号と受信中の光信号とを比較し、送信の成否を判断する手段を備えること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光通信システム。 The optical communication device is:
The optical communication system according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for comparing the optical signal being transmitted with the optical signal being received to determine success or failure of transmission.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光通信システム。 The optical communication system according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical communication apparatus is configured to transmit and receive optical signals based on a CAN protocol.
前記複数の光入力部及び光出力部の内の任意の光入力部及び光出力部に夫々接続される光通信線と、
前記複数の光出力部の内の特定の光出力部に接続される光通信線に接続され、所定の波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタと
を備えることを特徴とする光通信ハーネス。 A light distributor having a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributing and outputting the light input from one light input unit to the plurality of light output units;
An optical communication line connected to each of the optical input unit and the optical output unit among the plurality of optical input units and the optical output unit;
An optical communication harness comprising: one or a plurality of filters which are connected to an optical communication line connected to a specific light output unit among the plurality of light output units and attenuate light of a predetermined wavelength.
を特徴とする請求項6に記載の光通信ハーネス。 The optical communication harness according to claim 6, wherein the filter is provided inside a connector for connecting an optical communication line to another optical distributor.
前記複数の光出力部の内の特定の光出力部に接続され、所定の波長の光を減衰させる1又は複数のフィルタと
を備えることを特徴とする光分配装置。 A light distributor having a plurality of light input units and a plurality of light output units, and distributing and outputting the light input from one light input unit to the plurality of light output units;
One or a plurality of filters connected to a specific light output unit among the plurality of light output units and attenuating light of a predetermined wavelength.
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