JP2013214887A - Bidirectional optical communication network and bidirectional optical communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の光通信装置が光信号により双方向に通信を行う双方向光通信網及び双方向光通信システムに関する。 The present invention relates to a bidirectional optical communication network and a bidirectional optical communication system in which a plurality of optical communication devices perform bidirectional communication using optical signals.
従来、車輌には多数の電子機器が搭載されており、各電子機器が通信線を介して接続され、相互に情報交換を行いながら協調動作することによって、車輌の走行に係る制御及び車室内などの快適性に係る制御等を実現している。車輌に搭載された電子機器が通信を行う場合、通信プロトコルとしてCAN(Controller Area Network)が広く採用されている(非特許文献1、2参照)。
Conventionally, a vehicle is equipped with a large number of electronic devices. Each electronic device is connected via a communication line and cooperates while exchanging information with each other. Control related to comfort is realized. When an electronic device mounted on a vehicle performs communication, CAN (Controller Area Network) is widely adopted as a communication protocol (see Non-Patent
CANの通信プロトコルでは、差動信号を伝送するツイストペアケーブルにて構成されたCANバスに複数の電子機器が接続され、各電子機器は差動信号によって表されるデジタル信号を送受信する構成が一般的である。また、CANはシリアル通信のプロトコルであり、CANバスに接続された複数の電子機器のうち、一の電子機器のみが送信処理を行うことができ、他の電子機器は一の電子機器の送信処理が終了するまで待機する必要がある。このため、複数の電子機器が同時的に送信処理を行った場合(即ち、通信の衝突が発生した場合)には、各電子機器にて通信の調停処理(アービトレーション)が行われ、優先度の高い通信が実行される。 In the CAN communication protocol, a plurality of electronic devices are connected to a CAN bus configured by a twisted pair cable that transmits a differential signal, and each electronic device generally transmits and receives a digital signal represented by the differential signal. It is. CAN is a serial communication protocol, and only one electronic device among a plurality of electronic devices connected to the CAN bus can perform transmission processing, and the other electronic devices can perform transmission processing of one electronic device. Need to wait until it finishes. Therefore, when a plurality of electronic devices perform transmission processing simultaneously (that is, when a communication collision occurs), communication arbitration processing (arbitration) is performed in each electronic device, and the priority High communication is performed.
通信の衝突に対する調停処理を行うために、各電子機器は、CANバスに送信信号の出力を行うと同時に、CANバスの信号レベルの検出を行う。各電子機器は、自らが出力した送信信号に対して、検出した信号の信号レベルがレセシブ(劣性値)からドミナント(優性値)に変化した場合、通信の衝突が発生したと判断し、送信処理を停止する。CANバス上の信号はレセシブよりドミナントが優位であるため、通信の衝突が発生してもドミナントを出力した電子機器は送信処理を継続して行うことができる。 In order to perform arbitration processing for communication collision, each electronic device outputs a transmission signal to the CAN bus and simultaneously detects the signal level of the CAN bus. Each electronic device determines that a communication collision has occurred when the signal level of the detected signal changes from recessive (inferior value) to dominant (dominant value) with respect to the transmission signal output by itself. To stop. The dominant signal is dominant over the recessive signal on the CAN bus. Therefore, even if a communication collision occurs, the electronic device that outputs the dominant signal can continue the transmission process.
近年では、車輌に搭載する電子機器は増加する傾向にあるため、一つのCANバスに多くの電子機器を接続し、多くの電子機器間で相互に通信を行う必要が生じている。特にEV(Electric Vehicle、電気自動車)又はHEV(Hybrid Electric Vehicle、ハイブリッド電気自動車)は、従来の車輌と比較して、搭載される電子機器の数が多く、より多くの電子機器が通信を行う必要がある。 In recent years, since electronic devices mounted on vehicles tend to increase, it is necessary to connect many electronic devices to one CAN bus and perform communication between many electronic devices. In particular, EVs (Electric Vehicles) or HEVs (Hybrid Electric Vehicles) have more electronic devices than conventional vehicles, and more electronic devices need to communicate with each other. There is.
しかし、CANバスに複数の電子機器を接続するためには、CANバスに複数の分岐部分を設ける必要があり、この分岐部分でのインピーダンス不整合などの要因によって信号反射などが繰り返され、信号の伝送路上にリンギングが発生する虞がある。また車輌のエンジンルームなど、多数の電子機器及び通信線等が集中して配設される箇所においては、特に高電圧の信号を扱う電子機器及び通信線の近傍にて、CANバスに外乱のノイズが重畳されて通信障害が発生する虞がある。 However, in order to connect a plurality of electronic devices to the CAN bus, it is necessary to provide a plurality of branch portions in the CAN bus, and signal reflection is repeated due to factors such as impedance mismatch in the branch portions. There is a risk of ringing on the transmission line. Also, in places where many electronic devices and communication lines are concentrated, such as in the engine room of a vehicle, disturbance noise is generated in the CAN bus, particularly in the vicinity of electronic devices and communication lines that handle high-voltage signals. May be superimposed and communication failure may occur.
そこで、リンギング及び外乱ノイズ等の影響を受けない光通信を、車輌内の電子機器が行う構成とすることが考えられる。例えば特許文献1においては、車輌に搭載された複数の電子機器をスター型ネットワークに接続して光通信を行う構成とした車輌用ネットワークシステムが提案されている。スター型ネットワークは、光カプラを組み合わせて複数の光入力部から複数の光出力部へ光信号を一方向に伝送するように構成されている。ネットワークに接続する電子機器は、光入力部及び光出力部の各1つに接続し、光入力部へ光信号を送信し、光出力部から光信号を受信するようにしてある。
Therefore, it is conceivable that an electronic device in the vehicle performs optical communication that is not affected by ringing, disturbance noise, or the like. For example,
CANのプロトコルにおける調停処理では、各電子機器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。このため、電子機器が自ら送信する信号も他からの信号も全て電子機器が検出できるものとする必要がある。特許文献1に記載されたスター型ネットワークは、1つの光入力部に入力された光信号は、全ての光出力部から出力されるように構成してあり、CANのプロトコルにおける調停処理に適するとされている。また、特許文献2においては、ツリー状に光カプラを接続して構成する双方向光通信ネットワークが提案されている。双方向光通信ネットワークに接続する電子機器は、1つの光ファイバでネットワークに接続し、該光ファイバで双方向に光信号を送受信することができる。
In the arbitration process in the CAN protocol, each electronic device transmits itself, but if the signal transmitted through the communication line matches the signal transmitted by itself, the transmission process is continued. In this case, the transmission process is stopped. For this reason, it is necessary for the electronic device to be able to detect both signals transmitted from the electronic device itself and signals from others. The star network described in
特許文献1に記載の車輌用ネットワークシステムは、複数の光入力部から複数の光出力部へ光信号を一方向に伝送するスター型ネットワークを構成するために、多数の光カプラを組み合わせる必要があった。例えば、8入力8出力のスター型ネットワークを構築するためには、8つの光入力部を作るために2入力2出力の光カプラが4個、加えて8つの光出力部を作るために光カプラが4個必要となる。8つの光入力部を8つの光出力部へ接続するために更に4個の光カプラを用いるため、合計12個の光カプラが必要となり、部品点数が多くなり、コスト高になってしまう。
The vehicle network system described in
また、特許文献2に記載の双方向光通信ネットワークでは、ツリー状に光カプラを接続して双方向の光通信を行うネットワークを構成している。例えば、8台の電子機器を接続するために、2入力2出力の光カプラを4個用いる。該4個の光カプラを接続するために2個の光カプラを用いており、光カプラの数は合計6個で良いが、加えて、全反射膜を備えた終端器が2個必要となり、ネットワークを構築するために必要な部品の種類が多くなってしまうという問題があった。
In addition, the bidirectional optical communication network described in
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、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簡潔に実現することができる双方向光通信網及び双方向光通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to enable bidirectional communication that can be simply realized by optical communication based on a predetermined protocol that has been performed using electrical signals. An object is to provide an optical communication network and a bidirectional optical communication system.
本発明に係る双方向光通信網は、2つの光入力部及び2つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、2つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある第1光カプラと、該第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第2光カプラと、前記第1光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある第3光カプラとを備え、第2光カプラ及び第3光カプラの各光入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする。 The bidirectional optical communication network according to the present invention is a bidirectional optical communication network in which an optical coupler having two optical input units and two optical output units is connected to a plurality of stages. A first optical coupler connected by a fiber; a second optical coupler having one of its optical output sections connected to one of the optical input sections of the first optical coupler; and an optical input section of the first optical coupler. And a third optical coupler to which one of the optical output sections is connected, and an optical signal is input / output between the optical input sections of the second optical coupler and the third optical coupler. It is characterized by.
本発明にあっては、第2光カプラの光入力部に入力された光信号は、第2光カプラで分配されて、第2光カプラの2つの光出力部から出力される。第2光カプラの光出力部の一方から出力された光信号は、第1光カプラの光入力部の一方に入力される。第1光カプラの光入力部の一方に入力された光信号は、第1光カプラで分配されて第1光カプラの2つの光出力部の夫々から出力される。第1光カプラの2つの光出力部同士が光ファイバによって接続されているので、第1光カプラの一方の光出力部から出力された光信号は他方の光出力部へ入力され、第1光カプラの他方の光出力部から出力された光信号は一方の光出力部へ入力される。第1光カプラの2つの光出力部に入力された光信号は夫々、第1光カプラで分配されて2つの光入力部から出力される。このとき、第1光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号とが合成される。また、第1光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号とが合成される。第1光カプラの2つの光入力部から出力される光信号は夫々、第2光カプラ及び第3光カプラの光出力部の一方に入力され、第2光カプラ及び第3光カプラにより分配されて、第2光カプラ及び第3光カプラの各光入力部から出力される。このように、第2光カプラの光入力部に入力された光信号は、自身を含む第2光カプラ及び第3光カプラの全ての光入力部から出力されるので、CAN等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラで双方向光通信網を簡潔に構築できる。 In the present invention, the optical signal input to the optical input unit of the second optical coupler is distributed by the second optical coupler and output from the two optical output units of the second optical coupler. The optical signal output from one of the optical output units of the second optical coupler is input to one of the optical input units of the first optical coupler. The optical signal input to one of the optical input units of the first optical coupler is distributed by the first optical coupler and output from each of the two optical output units of the first optical coupler. Since the two optical output units of the first optical coupler are connected by an optical fiber, the optical signal output from one optical output unit of the first optical coupler is input to the other optical output unit, and the first light The optical signal output from the other optical output unit of the coupler is input to one optical output unit. The optical signals input to the two optical output units of the first optical coupler are respectively distributed by the first optical coupler and output from the two optical input units. At this time, the optical signal input to one optical output unit of the first optical coupler is distributed and the optical signal output from one optical input unit and the optical signal input to the other optical output unit are distributed. And an optical signal output from one of the optical input units. Also, an optical signal input to one optical output unit of the first optical coupler is distributed and output from the other optical input unit, and an optical signal input to the other optical output unit is distributed. The optical signal output from the other optical input unit is combined. Optical signals output from the two optical input units of the first optical coupler are input to one of the optical output units of the second optical coupler and the third optical coupler, respectively, and are distributed by the second optical coupler and the third optical coupler. Are output from the respective optical input sections of the second optical coupler and the third optical coupler. Thus, since the optical signal input to the optical input unit of the second optical coupler is output from all the optical input units of the second optical coupler and the third optical coupler including itself, it is based on a protocol such as CAN. Optical communication is possible, the number of optical couplers is not increased, and a bidirectional optical communication network can be constructed simply with optical couplers.
本発明に係る双方向光通信網は、前記第2光カプラ及び前記第3光カプラは夫々、他方の光出力部が無反射終端してあることを特徴とする。 The bidirectional optical communication network according to the present invention is characterized in that each of the second optical coupler and the third optical coupler has a non-reflective termination at the other optical output unit.
本発明にあっては、第2光カプラ及び前記第3光カプラは夫々、他方の光出力部が無反射終端してあるので、余計な反射波が双方向光通信網で生じることを防ぐ。 In the present invention, each of the second optical coupler and the third optical coupler has the other optical output unit terminated in a non-reflective manner, thereby preventing an extra reflected wave from being generated in the bidirectional optical communication network.
本発明に係る双方向光通信網は、2つの光入力部及び2つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続してなる双方向光通信網において、2つの光出力部同士を光ファイバによって接続してある2つの第1光カプラと、一方の前記第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第2光カプラと、他方の前記第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第3光カプラとを備え、前記第2光カプラ及び前記第3光カプラ夫々の他方の光出力部を接続し、第2光カプラ及び第3光カプラの各入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする。 The bidirectional optical communication network according to the present invention is a bidirectional optical communication network in which an optical coupler having two optical input units and two optical output units is connected to a plurality of stages. Two first optical couplers connected by a fiber, a second optical coupler having one of its optical output sections connected to one of the optical input sections of one of the first optical couplers, and the other first optical coupler. A third optical coupler to which one of the optical output units is connected to one of the optical input units of the optical coupler, and the other optical output unit of each of the second optical coupler and the third optical coupler is connected; An optical signal is input / output between the input portions of the second optical coupler and the third optical coupler.
本発明にあっては、第2光カプラの光入力部に入力された光信号は、第2光カプラで分配されて、第2光カプラの2つの光出力部から出力される。第2光カプラの光出力部の一方から出力された光信号は、一方の第1光カプラの光入力部の一方に入力される。第1光カプラの光入力部の一方に入力された光信号は、第1光カプラで分配されて第1光カプラの2つの光出力部の夫々から出力される。第1光カプラの2つの光出力部同士が光ファイバによって接続されているので、第1光カプラの一方の光出力部から出力された光信号は他方の光出力部へ入力され、第1光カプラの他方の光出力部から出力された光信号は一方の光出力部へ入力される。第1光カプラの2つの光出力部に入力された光信号は夫々、第1光カプラで分配されて2つの光入力部から出力される。このとき、第1光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて一方の光入力部から出力される光信号とが合成される。また、第1光カプラの一方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号と、他方の光出力部に入力された光信号が分配されて他方の光入力部から出力される光信号とが合成される。第1光カプラの光入力部の一方から出力される光信号は第2光カプラの光出力部の一方に入力され、第2光カプラにより分配されて、第2光カプラの各光入力部から出力される。また、第2光カプラの光出力部の他方から出力された光信号は、第3光カプラの光出力部の他方に入力され、第3光カプラにより分配されて、第3光カプラの各光入力部から出力される。このように、第2光カプラの光入力部に入力された光信号は、自身を含む第2光カプラ及び第3光カプラの全ての光入力部から出力されるので、CAN等のプロトコルに基づく双方向の光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラで双方向光通信網を簡潔に構築できる。 In the present invention, the optical signal input to the optical input unit of the second optical coupler is distributed by the second optical coupler and output from the two optical output units of the second optical coupler. The optical signal output from one of the optical output units of the second optical coupler is input to one of the optical input units of one of the first optical couplers. The optical signal input to one of the optical input units of the first optical coupler is distributed by the first optical coupler and output from each of the two optical output units of the first optical coupler. Since the two optical output units of the first optical coupler are connected by an optical fiber, the optical signal output from one optical output unit of the first optical coupler is input to the other optical output unit, and the first light The optical signal output from the other optical output unit of the coupler is input to one optical output unit. The optical signals input to the two optical output units of the first optical coupler are respectively distributed by the first optical coupler and output from the two optical input units. At this time, the optical signal input to one optical output unit of the first optical coupler is distributed and the optical signal output from one optical input unit and the optical signal input to the other optical output unit are distributed. And an optical signal output from one of the optical input units. Also, an optical signal input to one optical output unit of the first optical coupler is distributed and output from the other optical input unit, and an optical signal input to the other optical output unit is distributed. The optical signal output from the other optical input unit is combined. An optical signal output from one of the optical input units of the first optical coupler is input to one of the optical output units of the second optical coupler, distributed by the second optical coupler, and transmitted from each optical input unit of the second optical coupler. Is output. The optical signal output from the other optical output unit of the second optical coupler is input to the other optical output unit of the third optical coupler and distributed by the third optical coupler. Output from the input unit. Thus, since the optical signal input to the optical input unit of the second optical coupler is output from all the optical input units of the second optical coupler and the third optical coupler including itself, it is based on a protocol such as CAN. Bidirectional optical communication is possible, the number of optical couplers is not increased, and a bidirectional optical communication network can be constructed simply with optical couplers.
本発明に係る双方向光通信網は、前記第1光カプラは他方の光入力部が無反射終端してあることを特徴とする。 The bidirectional optical communication network according to the present invention is characterized in that the other optical input unit of the first optical coupler is terminated without reflection.
本発明にあっては、第1光カプラは他方の光入力部が無反射終端してあるので、余計な反射波が双方向光通信網で生じることを防ぐ。 In the present invention, since the first optical coupler has the other optical input section terminated in a non-reflective manner, an extra reflected wave is prevented from being generated in the bidirectional optical communication network.
本発明に係る双方向光通信システムは、上述の双方向光通信網と、該双方向光通信網に接続する複数の光通信装置とを備え、複数の前記光通信装置は、優性値及び劣性値の2値で表される光信号の入出力を行うことを特徴とする。 A bidirectional optical communication system according to the present invention includes the above-described bidirectional optical communication network and a plurality of optical communication devices connected to the bidirectional optical communication network, and the plurality of optical communication devices have superiority and inferiority. Input / output of an optical signal represented by a binary value is performed.
本発明にあっては、双方向光通信網に複数の光通信装置を接続し、例えば光通信網における光の有/無をドミナント(優性値)/レセシブ(劣性値)の信号値に対応させることにより、各光通信装置は差動信号による通信と同様にCANのプロトコルに従った光通信を実現できる。 In the present invention, a plurality of optical communication devices are connected to a bidirectional optical communication network, and for example, the presence / absence of light in the optical communication network is made to correspond to a dominant (dominant value) / recessive (recessive value) signal value. As a result, each optical communication device can realize optical communication according to the CAN protocol as in the case of communication using differential signals.
本発明によれば、双方向光通信網は、2つの光入力部及び2つの光出力部を有する光カプラを複数の段に接続して構成している。1段目に第1光カプラ、2段目に第2光カプラ及び第3光カプラを配する。第1光カプラは、2つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある。第2光カプラは、第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある。第3光カプラは、第1光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある。これにより、第2光カプラ及び第3光カプラの各光入力部に入力された光信号は、自身を含む第2光カプラ及び第3光カプラの全ての光入力部から出力されるので、CAN等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。 According to the present invention, the bidirectional optical communication network is configured by connecting an optical coupler having two optical input units and two optical output units in a plurality of stages. The first optical coupler is arranged in the first stage, and the second optical coupler and the third optical coupler are arranged in the second stage. In the first optical coupler, two optical output units are connected to each other by an optical fiber. The second optical coupler has one of its optical output units connected to one of the optical input units of the first optical coupler. The third optical coupler has one of its optical output sections connected to the other of the optical input sections of the first optical coupler. Thereby, since the optical signal input to each optical input unit of the second optical coupler and the third optical coupler is output from all the optical input units of the second optical coupler and the third optical coupler including itself, CAN Optical communication based on the above protocol is possible, the number of optical couplers is not increased, and a bidirectional optical communication network can be simply constructed mainly by optical couplers.
(実施の形態1)
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。図1は、本発明に係る双方向光通信システムの構成例を示す模式図である。本実施の形態の双方向光通信システム1は、例えば車輌に搭載された複数の光通信装置6を、光ファイバ4、双方向光通信網2を介して接続して構成される。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a bidirectional optical communication system according to the present invention. The bidirectional
図2は2入力2出力の光カプラ3の構成を説明するための模式図であり、図3は光カプラによる双方向光通信網2の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る双方向光通信システム1は、7個の2入力2出力の光カプラにより構成された双方向光通信網2と、光通信装置6等とを備える。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the
光カプラ3は、光ファイバ型(導波路型ともいう)、融着型等の光カプラであり、一側に2つの光入力部3a,3a、他側に2つの光出力部3b,3bが設けられている。光入力部3a,3a夫々に入力された光信号は、2分配されて光出力部3b,3bから出力される。逆に光出力部3b,3b夫々に入力された光信号は、2分配されて光入力部3a,3aから出力される。このように光カプラ3、は光入力部と光出力部との間で双方向に光信号の入出力が可能である。
The
図3に示す双方向光通信網2は光カプラを光ファイバにより複数段接続して構成されている。1段目は光カプラ31であり、2段目は2個の光カプラ32、3段目は4個の光カプラ33からなる。図3において、各段における各光カプラの構成、光カプラに接続する光ファイバ及び無反射終端器は同じ構成であるので、簡潔のため、各段毎に1個の光カプラについて符号を付し、他の光カプラについては符号を省略している。
The bidirectional
1段目の光カプラ31は、光出力部31b,31b同士を光ファイバ41により接続する。光入力部31a,31aは光ファイバ42,42に接続してある。一方の光入力部31aに入力された光信号は、分配されて光出力部31b,31bから出力されるが、光出力部31b,31bに接続された光ファイバ41により循環して光出力部31b,31b夫々に入力され、光カプラ31で再び分配され、光入力部31a,31aから光ファイバ42,42へ出力される。他方の光入力部31aに入力された光信号も同様に光入力部31a,31aから光ファイバ42,42へ出力される。
The first-stage
2段目の2つの光カプラ32,32夫々は、一方の光出力部32bを光カプラ31の一方の光入力部31aへ光ファイバ42により接続し、他方の光出力部32bを無反射終端器5に接続する。光カプラ32,32夫々では、光入力部32a,32a夫々に入力された光信号が、一方の光出力部32bから出力される。一方の光カプラ32の光出力部32bから出力された光信号は、光ファイバ42を介して光カプラ31の光入力部31aに入力される。上述のように光カプラ31の光入力部31aに入力された光信号は光入力部31a,31aから光ファイバ42,42へ出力されるので、一方の光カプラ32の光出力部32bから出力された光信号は、該光出力部32bに入力される光信号と、他方の光カプラ32の光出力部32bに入力される光信号とに分配されることになる。光カプラ32,32の夫々の光出力部32bに入力された光信号は、光カプラ32,32夫々で分配され、各光カプラにおける光入力部32a,32aから光ファイバ43,43へ出力される。
In each of the two
3段目の4つの光カプラ33,33,・・・夫々は、一方の光出力部33bを光カプラ32の一方の光入力部32aへ光ファイバ43により接続し、他方の光出力部33bを無反射終端器5に接続する。また、光カプラ33,33,・・・夫々は、光入力部33a,33aを光ファイバ44により光通信装置6に接続する。光カプラ33,33,・・・夫々では、光入力部33a,33a夫々に入力された光信号が、一方の光出力部33bから出力される。一の光カプラ33の光出力部33bから出力された光信号は、光ファイバ43を介して光カプラ32の光入力部32aに入力される。上述のように一の光カプラ32の光入力部32aに入力された光信号は、光カプラ32,32夫々の光入力部32a,32aから光ファイバ43,43へ出力される。光カプラ33,33,・・・の夫々の光出力部33bに入力された光信号は、光カプラ33,33,・・・夫々で分配され、各光カプラにおける光入力部33a,33aから光ファイバ44,44へ出力される。
Each of the four
図4は光通信装置6の構成を示すブロック図である。光通信装置6は、車輌(図示略)に搭載されたECU(Electronic Control Unit)などの電子機器に光通信の機能を搭載したものである。光通信装置6は、CPU(Central Processing Unit)61、CAN制御部62及び光通信部63をそれぞれ有している。光通信装置6のCPU61は、予めROM(Read Only Memory)などに記憶されたプログラムを実行することによって、装置内の各部の動作制御及び制御に必要な各種の演算等の処理を行うものである。またCPU61は、これらの処理過程において他の光通信装置6との情報交換が必要となった場合には、CAN制御部62へ通信指示を与えることによって、他の光通信装置6との通信を行うことができる。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the
CPU61は、他の光通信装置6へデータを送信する場合、送信するデータをCAN制御部62へ与える。CAN制御部62は、他の光通信装置6からのデータを受信した場合、受信したデータをCPU61へ与える。CAN制御部62は、CPU61から送信するデータが与えられた場合、該データを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、光通信部63の光送信部63aへ与える。CANプロトコルにて送受信されるデータは、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ており、CPU61から与えられたデータはデータフィールドに格納される。またアービトレーションフィールドは通信の衝突を調停するためのデータであり、送信データの優先度に応じた値が格納され、データ”0(ドミナント)”の方がデータ”1(レセシブ)”より優先度が高い。
When transmitting data to another
またCAN制御部62は、光通信部63の光受信部63bにて受信したデータが与えられる。受信データはCANプロトコルのデータ形式であるため、CAN制御部62は受信データのデータフィールドから必要なデータを抽出してCPU61へ与える。これによりCPU61は、他の光通信装置6からの受信データに応じた処理を行うことができる。
The
光通信部63は、光送信部63a及び光受信部63bを有しており、CAN制御部62との間で授受する電気信号と、他の光通信装置6との間で授受する光信号との相互変換を行うものである。光通信部63の光送信部63aは、例えば発光ダイオードなどの光源及びこの光源の点灯/消灯を行う駆動回路等を有して構成され、CAN制御部62から電気信号として与えられた送信データを光信号に変換し、光ファイバ4へ出力する。
The
光通信部63の光受信部63bは、例えばフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、光ファイバ4から入力される光を検出する。光受信部63bは、受光素子にて検出した光に応じた電気信号を出力することができ、これにより他の光通信装置6が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、CAN制御部62へ与えることができる。
The
次に双方向光通信網2による光信号の伝送について説明する。図3において、矢印は1台の光通信装置6から出力された光信号が伝送されていく経路と向きを示している。図中の光通信装置6,6,・・・のうち1番上の光通信装置6から出力された光信号は光ファイバ44を介して光カプラ33の光入力部33aに入力される。光カプラ33は光入力部33aに入力された光信号を分配し、光出力部33b,33bから出力する。光出力部33b,33bから出力された光信号のうち、一方は無反射終端器5により減衰して終端され、他方は光ファイバ43を介して光カプラ32の光入力部32aに入力される。光カプラ32は光入力部32aに入力された光信号を分配し、光出力部32b,32bから出力する。光出力部32b,32bから出力された光信号のうち、一方は無反射終端器5により減衰して終端され、他方は光ファイバ42を介して光カプラ31の光入力部31aに入力される。
Next, transmission of an optical signal by the bidirectional
光カプラ31は光入力部31aに入力された光信号を分配し、光出力部31b,31bから出力する。光出力部31b,31b同士が光ファイバ41で接続されているので、一方の光出力部31bから出力された光信号は他方の光出力部31bに入力され、他方の光出力部31bから出力された光信号は一方の光出力部31bに入力される。光カプラ31は光出力部31b,31bに入力された光信号夫々を分配し、光入力部31a,31aから出力する。
The
このとき、一方の光出力部31bに入力された光信号を分配した光信号のうち一方の光入力部31aから出力される光信号と、他方の光出力部31bに入力された光信号を分配した光信号のうち一方の光入力部31aから出力される光信号とが合成されて一方の光入力部31aから光ファイバ42へ出力される。同様に、一方の光出力部31bに入力された光信号を分配した光信号のうち他方の光入力部31aから出力される光信号と、他方の光出力部31bに入力された光信号を分配した光信号のうち他方の光入力部31aから出力される光信号とが合成されて他方の光入力部31aから光ファイバ42へ出力される。
At this time, the optical signal output from one optical input unit 31a and the optical signal input to the other
光カプラ31の光入力部31a,31a夫々から光ファイバ42へ出力された光信号は、光通信装置6側に向かって伝送され、光カプラ32、光カプラ33で分配され、双方向光通信網2に接続された全ての光通信装置6に入力される。一番上の光通信装置6以外の他の光通信装置6から出力された光信号も同様にして全ての光通信装置6に入力することができる。各光通信装置6は1線の光ファイバ44で双方向光通信網2に接続されており、該光ファイバ44により光信号の入力及び出力する双方向光通信が行われる。上述のとおり、1台の光通信装置6から出力された光信号は自身も含めて全ての光通信装置6に入力されるので、光通信装置6は、出力した光信号と入力された光信号とを比較することで、CANプロトコルにおける調停処理を行うことができる。
The optical signals output from the optical input units 31a and 31a of the
双方向光通信網2では、光通信装置6から出力された光信号が光カプラ31,32,33によって分配されて伝送するので、光通信装置6に入力される光信号のレベルは低下する。図3に示す双方向光通信網2においては、光通信装置6から出力された光信号が光通信装置6に入力されるまでに光カプラを5回通過するので、他に伝送損失が無ければ信号レベルは15dB低下する。光通信装置6がCANプロトコルに基づく通信を行う場合、信号レベルの低下を考慮してスレッショルド値を設定し、光信号の入力を検出するようにする。なお、CANプロトコルを光通信網で実現する場合、例えば光通信線における光の有/無をドミナント(優性値)/レセシブ(劣性値)の信号値に対応させればよい。
In the bidirectional
次に双方向光通信網2における1段目の光カプラ31について説明する。光カプラ31の光出力部31b,31b同士の光ファイバによる接続は、例えば、光出力部31b,31bに一端が接続されている光ファイバ4,4の他端同士をコネクタにより接続してもよいし、他端同士を融着させて接続するようにしてもよい。図5は光出力部同士を接続した光カプラ7を製作する工程を説明するための模式図である。光カプラ7は、1本の光ファイバを曲げてリング部分7aを作り、リング部分7aの光ファイバの両端から延びる各光ファイバを平行に添わして並設部分7bを作る。並設部分7bを融着し、必要に応じてケース7cで被覆し、光出力部同士を接続した光カプラ7を製作することができる。
Next, the first-stage
図6は光ファイバ4のガイドを説明するための模式図である。光カプラ31は光出力部31b,31b同士が光ファイバによって接続されているが、該光ファイバは少なくとも最小曲げ半径以上の半径でループしており、形状が安定せずハンドリングしにくい。ガイドリング8は、円環の一部を欠落した円弧状をなし、周方向に直交する断面が円筒の外側半分を切り落とした円筒半割の形状としてある。ガイドリング8の半径Aは、光ファイバの最小曲げ半径と同じか大きめとしてある。ループ状になっている光ファイバ4に内側からガイドリング8を嵌めることにより、光ファイバ4がガイドされる。ガイドリング8は樹脂等を素材とすれば可撓性があり、やや円弧状の外形を窄ませてから光ファイバ4を嵌めると作業性が良くなる。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the guide of the
以上のとおり、本実施形態によれば、双方向光通信網2は、2つの光入力部及び2つの光出力部を有する光カプラ3を複数の段に接続して構成している。1段目に光カプラ31を、2段目に光カプラ32,32を配する。さらには、3段目に光カプラ33,33,・・・のように段数を増やすことにより双方向光通信網2に接続できる光通信装置6の数を増やすことができる。1段目の光カプラ31は、2つの光出力部31b,31b同士を光ファイバ41によって接続してある。2段目の光カプラ32,32のうち一方は、光カプラ31の光入力部31a,31aの一方にその光出力部32b,32bの一方が接続してある。2段目の光カプラ32,32のうち他方は、光カプラ31の光入力部31a,31aの他方にその光出力部32b,32bの一方が接続してある。これにより、光カプラ32,32の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ32,32の各光入力部から出力されるので、CAN等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。さらに、3段目として4つの光カプラ33を配した場合も同様に、光カプラ33,33,・・・の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ33,33,・・・の各光入力部から出力される。4段目、5段目を設けた場合も同様である。
As described above, according to the present embodiment, the bidirectional
また、本実施形態によれば、光カプラ32,32は光出力部の一方が無反射終端器5により無反射終端してあり、余計な反射波が双方向光通信網2で生じることを防ぐ。
In addition, according to the present embodiment, one of the optical output sections of the
また、本実施形態によれば、双方向光通信網2に複数の光通信装置6を接続し、例えば光通信網における光の有/無をドミナント(優性値)/レセシブ(劣性値)の信号値に対応させることにより、各光通信装置6は差動信号による通信と同様にCANのプロトコルに従った光通信を実現できる。
Further, according to the present embodiment, a plurality of
(変形例)
図7は光カプラによる双方向光通信網2の他の構成例を示すブロック図である。図7に示す双方向光通信網2では、1段目に2個の光カプラ31、2段目に2個の光カプラ32、3段目に4個の光カプラ33を配してある。
(Modification)
FIG. 7 is a block diagram showing another configuration example of the bidirectional
1段目の2つの光カプラ31,31は、光出力部31b,31b同士を光ファイバ41により接続してある。2段目の2つの光カプラ32,32のうち一方は、一方の光出力部32bを一方の光カプラ31の一方の光入力部31aへ光ファイバ42により接続する。2段目の2つの光カプラ32,32のうち他方は、一方の光出力部32bを他方の光カプラ31の一方の光入力部31aへ光ファイバ42により接続する。2段目の2つの光カプラ32,32の他方の光出力部32b同士を光ファイバ42aによって接続する。尚、1段目の2つの光カプラ31,31夫々の他方の光入力部31aは無反射終端器5に接続してある。
In the two first-stage
3段目の4つの光カプラ33,33,・・・夫々は、一方の光出力部33bを光カプラ32の一方の光入力部32aへ光ファイバ43により接続し、他方の光出力部33bを無反射終端器5に接続する。また、光カプラ33,33,・・・夫々は、光入力部33a,33aを光ファイバ44により光通信装置6に接続する。
Each of the four
図7に示す双方向光通信網2による光信号の伝送について説明する。図3と同様に、矢印は一番上の光通信装置6から出力された光信号が伝送されていく経路と向きを示している。光通信装置6から3段目、2段目へと繋がる経路は、図3の場合と同じであるので、簡潔のため、説明を省略する。1番上の光通信装置6から出力された光信号は光カプラ33、光カプラ32へと伝送され、光カプラ32の光出力部32b,32bから出力される。
Transmission of an optical signal by the bidirectional
光出力部32b,32bの一方から出力された光信号は、光ファイバ42を介して光カプラ31の光入力部31aに入力される。光カプラ31の光入力部31aに入力された光信号は、光出力部31b,31b同士に接続した光ファイバ41を通って、光入力部31a,31aから出力される。光入力部31a,31aの一方から光ファイバ42へ出力される光信号は光カプラ32の一方の光出力部32bへ入力される。光カプラ32の一方の光出力部32bへ入力された光信号は、光カプラ32及び光カプラ33で分配されて光通信装置6へ入力される。なお、光入力部31a,31aの他方から出力された光信号は無反射終端器5により減衰する。
The optical signal output from one of the
光出力部32b,32bの他方から出力された光信号は、2段目のもうひとつの光カプラ32の一方の光出力部32bへ入力される。該光カプラ32の一方の光出力部32bへ入力された光信号は、光カプラ32及び光カプラ33で分配されて光通信装置6へ入力される。したがって、一番上の光通信装置6から出力された光信号は、自身を含め双方向光通信網2に接続された全ての光通信装置6に入力することができる。
The optical signal output from the other of the
一番上の光通信装置6以外の他の光通信装置6から出力された光信号も同様にして全ての光通信装置6に入力することができる。各光通信装置6は1線の光ファイバ44で双方向光通信網2に接続されており、該光ファイバ44により光信号の入力及び出力する双方向光通信が行われる。上述のとおり、1台の光通信装置6から出力された光信号は自身も含めて全ての光通信装置6に入力されるので、光通信装置6は、出力した光信号と入力された光信号とを比較することで、CANプロトコルにおける調停処理を行うことができる。なお、CANプロトコルを光通信網で実現する場合、例えば光通信線における光の有/無をドミナント(優性値)/レセシブ(劣性値)の信号値に対応させればよい。
Optical signals output from other
以上のとおり、変形例によれば、双方向光通信網2は、2つの光入力部及び2つの光出力部を有する光カプラ3を複数の段に接続して構成している。1段目に光カプラ31,31を、2段目に光カプラ32,32を配する。1段目の光カプラ31,31夫々は2つの光出力部31b,31b同士を光ファイバ41によって接続してある。2段目の一方の光カプラ32は、一方の光カプラ31の光入力部31a,31aの一方に、その光出力部32b,32bの一方が接続してある。また、2段目の他方の光カプラ32は、他方の光カプラ31の光入力部31a,31aの一方に、その光出力部32b,32bの一方が接続してある。光カプラ32,32夫々の他方の光出力部32b,32b同士を光ファイバ42aで接続してある。これにより、光カプラ32,32の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ32,32の各光入力部から出力されるので、CAN等のプロトコルに基づく光通信が可能であり、光カプラの数量が多くならず、また主として光カプラによって双方向光通信網を簡潔に構築できる。さらに、3段目として4つの光カプラ33を配した場合も同様に、光カプラ33,33,・・・の各光入力部に入力された光信号は、自身を含む光カプラ33,33,・・・の各光入力部から出力される。4段目、5段目を設けた場合も同様である。
As described above, according to the modification, the bidirectional
また、本実施形態によれば、光カプラ31,31夫々の他方の光入力部31aが無反射終端器5により無反射終端してあり、余計な反射波が双方向光通信網2で生じることを防ぐ。
Further, according to this embodiment, the other optical input unit 31 a of each of the
また、本実施形態によれば、双方向光通信網2に複数の光通信装置6を接続し、例えば光通信網における光の有/無をドミナント(優性値)/レセシブ(劣性値)の信号値に対応させることにより、各光通信装置6は差動信号による通信と同様にCANのプロトコルに従った光通信を実現できる。
Further, according to the present embodiment, a plurality of
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.
1 双方向光通信システム
2 双方向光通信網
3 光カプラ
31 光カプラ(第1光カプラ)
32 光カプラ(第2光カプラ)
4 光ファイバ
5 無反射終端器
6 光通信装置
DESCRIPTION OF
32 Optical coupler (second optical coupler)
4
Claims (5)
2つの光出力部同士が光ファイバによって接続してある第1光カプラと、
該第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第2光カプラと、
前記第1光カプラの光入力部の他方にその光出力部の一方が接続してある第3光カプラと
を備え、
第2光カプラ及び第3光カプラの各光入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする双方向光通信網。 In a bidirectional optical communication network in which an optical coupler having two optical input units and two optical output units is connected to a plurality of stages,
A first optical coupler in which two optical output portions are connected by an optical fiber;
A second optical coupler having one of its optical output sections connected to one of the optical input sections of the first optical coupler;
A third optical coupler having one of its optical output portions connected to the other of the optical input portions of the first optical coupler;
A bidirectional optical communication network characterized in that an optical signal is inputted and outputted between each optical input section of the second optical coupler and the third optical coupler.
ことを特徴とする請求項1に記載の双方向光通信網。 2. The bidirectional optical communication network according to claim 1, wherein each of the second optical coupler and the third optical coupler has a non-reflective termination at the other optical output unit.
2つの光出力部同士を光ファイバによって接続してある2つの第1光カプラと、
一方の前記第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第2光カプラと、
他方の前記第1光カプラの光入力部の一方にその光出力部の一方が接続してある第3光カプラと
を備え、
前記第2光カプラ及び前記第3光カプラ夫々の他方の光出力部を接続し、第2光カプラ及び第3光カプラの各入力部間で光信号が入出力されるようにしてあることを特徴とする双方向光通信網。 In a bidirectional optical communication network in which an optical coupler having two optical input units and two optical output units is connected to a plurality of stages,
Two first optical couplers in which two optical output sections are connected by an optical fiber;
A second optical coupler in which one of the optical output sections is connected to one of the optical input sections of the first optical coupler;
A third optical coupler in which one of the optical output units is connected to one of the optical input units of the other first optical coupler;
The other optical output unit of each of the second optical coupler and the third optical coupler is connected so that an optical signal is input / output between the input units of the second optical coupler and the third optical coupler. Characteristic bidirectional optical communication network.
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JP2018201193A (en) * | 2017-04-18 | 2018-12-20 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | Single-fiber bidirectional controller area network bus |
-
2012
- 2012-04-02 JP JP2012084213A patent/JP2013214887A/en active Pending
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