JP2019213027A - リピータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム長が可変の通信信号であっても対応可能なリピータ装置を提供する。【解決手段】所定の電圧が重畳された通信信号が伝送線路を介して複数の装置間で伝送される通信ネットワークにおいて、前記通信信号を中継するリピータ装置３は、通信信号を入出力するためのポート７ａ，７ｂと、受送信部９と、ポート７ａ，８ｂ毎に設けられた検知部１５ａ，１５ｂと、を備える。受送信部９は、ポート７ａ，７ｂの何れかから入力された通信信号を受信して他のポートから送信することが可能に構成されている。検知部１５ａ，１５ｂの各々は、当該検知部に対応するポート（以下、対応ポート）に前記電圧が入力されたことを検知し、該電圧の検知結果に基づいて、対応ポートに入力される通信信号の１フレームの間、受送信部９に、対応ポートから入力される通信信号を他のポートから送信させると共に、他のポートに対応する検知部の動作を停止させる。【選択図】図３

Description

本開示は、通信ネットワークにおいて中継装置として用いられるリピータ装置に関する。

例えば特許文献１に記載されたリピータ装置では、２つの入出力端の一方に信号が到達すると、その入出力端への信号を受信するラインレシーバが、モノマルチの入力をトリガする。モノマルチは、トリガされると、出力を予め決められた一定時間だけハイにする。そして、このモノマルチの出力がハイになる一定時間の間は、上記ラインレシーバにより受信された信号を他方の入出力端に出力するラインドライバがイネーブル状態（即ち、動作状態）となり、他方の入出力端の信号を上記一方の入出力端に出力するためのラインドライバはディセーブル状態（即ち、非動作状態）になる。このような動作により、当該リピータ装置内で通信信号がループしてしまうことを回避し、双方向性を実現している。

特開２００５−１２２９２号公報

発明者の詳細な検討の結果、下記の課題が見出された。
特許文献１のリピータ装置では、通信信号のフレーム長が一定でれば対応可能であるが、例えば、イーサネットのように、フレーム長が可変である場合には、正常に機能することができなくなる。イーサネットは登録商標である。例えば、上記一定時間が、フレーム長より短い場合には、受信した通信信号（即ち、フレーム）がリピータ装置内でループしてしまうことを確実に防止することができない。また、上記一定時間がフレーム長より長い場合には、上記他方の入出力端から上記一方の入出力端への通信信号の中継が実施されない待ち時間が、不要に長くなるため、通信システムにおける通信速度の低下を招いてしまう。

そこで、本開示の１つの局面は、フレーム長が可変の通信信号であっても対応可能なリピータ装置を提供することにある。

本開示の１つの態様によるリピータ装置は、所定の電圧が重畳された通信信号が伝送線路を介して複数の装置間で伝送される通信ネットワークにおいて、通信信号を中継する。そして、このリピータ装置は、通信信号を入出力するための複数のポート（７ａ，７ｂ）と、受送信部（９，９Ｇ１，９Ｇ２）と、複数のポート毎に設けられた検知部（１５ａ，１５ｂ，１５ａＧ１，１５ｂＧ１，１５ａＧ２，１５ｂＧ２）と、を備える。

受送信部は、複数のポートの何れかから入力された通信信号を受信して、当該通信信号を、当該通信信号が入力されたポート以外のポートである他のポートから送信することが可能に構成されている。

複数のポート毎の各検知部は、当該検知部に対応するポート（以下、対応ポート）に、前記電圧が入力されたことを検知し、該電圧の検知結果に基づいて、対応ポートに入力される通信信号の開始から終了までの間である１フレームの間、受送信部に、対応ポートから入力される通信信号を他のポートから送信させると共に、他のポートに対応する他の検知部の動作を停止させる。他の検知部の動作が停止されることにより、入力された通信信号が当該リピータ装置内でループしてしまうこと、即ち、通信信号が入力されたポート以外の他のポートから、通信信号が入力されたポートへ、通信信号が戻ってしまうこと、が回避される。

このような構成のリピータ装置によれば、フレーム長が可変の通信信号であっても対応可能となる。つまり、通信信号のループを回避しつつ通信信号を中継する時間は、入力される通信信号のフレーム長によって変わる。このため、フレーム長が可変の通信信号であっても、当該リピータ装置内でループしてしまうことを回避することができ、また、通信信号の中継がされない待ち時間が不要に長くなってしまうことも回避することができる。

尚、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の車載通信システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態の通信信号及び電圧の重畳を説明する説明図である。 第１実施形態のリピータ装置及び電子制御装置の構成を表す構成図である。 第１実施形態のリピータ装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態のリピータ装置の動作を表すタイムチャートである。 第１の変形例を説明する説明図である。 第２の変形例を説明する説明図である。 第３の変形例を説明する説明図である。 第４の変形例を説明する説明図である。 第２実施形態のリピータ装置の構成を表す構成図である。 第３実施形態のリピータ装置の構成を表す構成図である。 第４実施形態のリピータ装置の構成を表す構成図である。 第５実施形態のリピータ装置の構成を表す構成図である。 第５実施形態のバンドパスフィルタを説明する説明図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
図１に示す第１実施形態の通信システム１は、例えば、車両に搭載される通信システムであり、複数の電子制御装置（以下、ＥＣＵ）２と、中継装置として機能する複数のリピータ装置（以下、リピータ）３と、複数の伝送線路４と、を備える。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略である。

各ＥＣＵ２は、車両の各部に配置されており、通信システム１におけるノードとして機能する。つまり、ＥＣＵ２は、他のＥＣＵ２に向けたデータを送信すると共に、他のＥＣＵ２から送信されたデータを受信する。

各ＥＣＵ２は、リピータ３の何れかに、伝送線路４の何れかを介して接続される。また、各リピータ３同士は、伝送線路４の何れかを介して相互に接続されている。各ＥＣＵ２は、伝送線路４の何れか及びリピータ３の何れかを介して、他のＥＣＵ２と相互にデータの送受信を行うことができる。

リピータ３は、伝送線路４間でのデータの中継を行う装置である。リピータは、図１における点線矢印で示すように、当該リピータ３に接続された伝送線路４の何れかから入力された通信信号を、当該リピータ３に接続された他の全ての伝送線路４へ送信する。

［１−２．ＥＣＵの構成］
ＥＣＵ２は、マイクロコンピュータを中心に構成されている。マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、例えば、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ）と、を備える。メモリには、ＣＰＵにより実行されるプログラムが格納されている。

ＥＣＵ２は、他のＥＣＵ２との間で伝送線路４を介し送受信されるデータを適宜利用して複数種類の各処理を行う。ＥＣＵ２の処理動作は、上記ＣＰＵが上記メモリ内のプログラムを実行することで実現される。

また、ＥＣＵ２では、伝送線路４へ通信信号を送信する際に、マイクロコンピュータから出力される送信データが所定のプロトコルに従って符号化される。
例えば、送信データが符号化されて生成される通信信号（以下、基本信号）は、図２における上段に示すように、ビット０に対応するローレベルが０Ｖで、ビット１に対応するハイレベルが１Ｖの信号である。０Ｖは、通信信号がない場合の基準電圧でもある。尚、ビット０とは、論理値が０のビットであり、ビット１とは、論理値が１のビットである。

そして、ＥＣＵ２は、図３に示すように、重畳部５を備える。重畳部５は、基本信号に所定の電圧を重畳する回路である。尚、図３では、後述するように、ＥＣＵ２の符号として「２ａ」又は「２ｂ」が付されている。

本実施形態において、重畳部５は、図２における下段に示すように、直流電圧である所定のシフト電圧（例えば、２Ｖ）を基本信号に重畳する。重畳部５によるシフト電圧の重畳は、基本信号（即ち、通信信号）の１フレームにわたって実施される。そして、ＥＣＵ２から伝送線路４へは、シフト電圧が重畳された基本信号が、通信信号として送信される。このため、伝送線路４に通信信号が送信されていない場合には、伝送線路４の電圧は基準電圧としての０Ｖになるが、伝送線路４に通信信号が送信されると、伝送線路４の電圧はシフト電圧以上になる。本実施形態において、シフト電圧は、基本信号を全体的に引き上げる（即ち、プルアップする）電圧であるため、プルアップ電圧と言うことができる。

［１−３．リピータの構成］
リピータ３は、通信信号を入出力（即ち、受送信）するためのポートを、複数備える。各ポートには、ＥＣＵ２又は他のリピータ３に至る伝送線路４が接続される。そして、リピータ３は、複数のポートの何れかから入力された通信信号を、他の全てのポートから送信する。

以下では、説明を簡略化するため、図３に示すように、リピータ３のポートは、ポート７ａとポート７ｂとの、２つであるとして説明する。また、符号中に「ａ」が含まれるものは、ポート７ａに対応するものであることを示し、符号中に「ｂ」が含まれるものは、ポート７ｂに対応するものであることを示す。例えば、図３において、伝送線路４ａは、ポート７ａに接続された伝送線路４であり、伝送線路４ｂは、ポート７ｂに接続された伝送線路４である。そして、ＥＣＵ２ａは、伝送線路４ａのポート７ａ側とは反対側の先に接続されたＥＣＵ２であり、ＥＣＵ２ｂは、伝送線路４ｂのポート７ｂ側とは反対側の先に接続されたＥＣＵ２である。

図３に示すように、リピータ３は、受送信部９を備える。受送信部９は、ポート７ａ，７ｂの何れかから入力された通信信号を受信して、当該通信信号を、当該通信信号が入力されたポート以外のポート（即ち、他のポート）から送信することが可能な回路である。

受送信部９は、ポート７ａに対応して設けられた受信部１１ａ、受信スイッチ１２ａ及び送信スイッチ１３ａと、ポート７ｂに対応して設けられた受信部１１ｂ、受信スイッチ１２ｂ及び送信スイッチ１３ｂと、ポート７ａ，７ｂに共通の送信部１４と、を備える。

受信スイッチ１２ａがオフしている場合は、ポート７ａと受信部１１ａの入力側とが切断される。受信スイッチ１２ａがオンすると、ポート７ａと受信部１１ａの入力側とが接続されて、ポート７ａの信号が受信部１１ａに入力される。このため、受信部１１ａは、受信スイッチ１２ａがオンしている間、ポート７ａの信号を受信して、該受信した信号を出力する。

同様に、受信スイッチ１２ｂがオフしている場合は、ポート７ｂと受信部１１ｂの入力側とが切断される。受信スイッチ１２ｂがオンすると、ポート７ｂと受信部１１ｂの入力側とが接続されて、ポート７ａの信号が受信部１１ａに入力される。このため、受信部１１ｂは、受信スイッチ１２ｂがオンしている間、ポート７ｂの信号を受信して、該受信した信号を出力する。

受信部１１ａの出力側と、受信部１１ｂの出力側は、送信部１４の入力側に共通接続されている。このため、送信部１４は、受信部１１ａ又は受信部１１ｂからの信号を出力する。

送信スイッチ１３ａ，１３ｂの全てがオフしている場合、送信部１４の出力側は、ポート７ａ，７ｂの何れにも接続されない。一方、送信スイッチ１３ａがオンすると、送信部１４の出力側はポート７ａに接続される。また、送信スイッチ１３ｂがオンすると、送信部１４の出力側はポート７ｂに接続される。

このため、受信スイッチ１２ａ，１２ｂ及び送信スイッチ１３ａ，１３ｂのうち、受信スイッチ１２ａと送信スイッチ１３ｂがオンすることで、ポート７ａの信号が、受信部１１ａ及び送信部１４を経由して、ポート７ｂから送信される。

逆に、受信スイッチ１２ａ，１２ｂ及び送信スイッチ１３ａ，１３ｂのうち、受信スイッチ１２ｂと送信スイッチ１３ａがオンすることで、ポート７ｂの信号が、受信部１１ｂ及び送信部１４を経由して、ポート７ａから送信される。

受信スイッチ１２ａ，１２ｂと送信スイッチ１３ａ，１３ｂのオンとオフが、このように切り替えられることにより、リピータ３の外部からポート７ａ，７ｂの何れかに到来した信号が当該リピータ３内でループしてしまうこと、が回避される。つまり、伝送線路４ａを介してポート７ａに到来した信号がリピータ３内でポート７ｂからポート７ａに戻ってしまうこと、あるいは、伝送線路４ｂを介してポート７ｂに到来した信号がリピータ３内でポート７ａからポート７ｂに戻ってしまうこと、が回避される。

更に、リピータ３は、ポート７ａに対応して設けられた検知部１５ａ及び検知スイッチ１６ａと、ポート７ｂに対応して設けられた検知部１５ｂ及び検知スイッチ１６ｂと、を備える。

検知スイッチ１６ａがオンしている場合に、ポート７ａと検知部１５ａとが接続される。そして、検知部１５ａは、ポート７ａの電圧を監視して、ポート７ａに前述のシフト電圧が入力されたことを検知すると、このシフト電圧を検知している間、当該検知部１５ａの出力である検知信号Ｄａを、アクティブレベルとしてのハイにする。尚、アクティブレベルはローであっても良い。

検知部１５ａは、例えば、オン状態の検知スイッチ１６ａを介して入力されるポート７ａの電圧と、所定の閾値電圧とを比較する比較器を備える。閾値電圧は、基準電圧（即ち、０Ｖ）より高く、且つ、通信信号における２通りの電圧のうち低い方の電圧（即ち、２Ｖ）よりは低い電圧（例えば、１．５Ｖ）に設定されて良い。そして、検知部１５ａは、ポート７ａの電圧が閾値電圧よりも高い場合に、ポート７ａにシフト電圧が入力されたとして、即ち、通信信号が入力されたとして、検知信号Ｄａをハイにする。このため、検知信号Ｄａは、ポート７ａに入力される通信信号の開始から終了まで（即ち、１フレーム）の間、ハイになる。

また、検知スイッチ１６ａがオフしている場合には、ポート７ａと検知部１５ａとが切断されて、ポート７ａの電圧が検知部１５ａに入力されないため、検知部１５ａはシフト電圧を検知しなくなる。つまり、検知部１５ａは動作しなくなり、検知信号Ｄａはロー（即ち、非アクティブレベル）のままとなる。

ポート７ｂに対して設けられた検知部１５ｂ及び検知スイッチ１６ｂも、検知部１５ａ及び検知スイッチ１６ａと同様のものである。
つまり、検知スイッチ１６ｂがオンしている場合に、検知部１５ｂは、ポート７ｂの電圧を監視して、ポート７ｂにシフト電圧が入力されたことを検知すると、このシフト電圧を検知している間、当該検知部１５ｂの出力である検知信号Ｄｂをハイにする。このため、検知信号Ｄｂは、ポート７ｂに入力される通信信号の１フレームの間、ハイになる。また、検知スイッチ１６ｂがオフしている場合には、検知部１５ｂは動作せず、検知信号Ｄｂはローのままとなる。

一方、リピータ３では、通常は、受信スイッチ１２ａ，１２ｂと送信スイッチ１３ａ，１３ｂがオフとなり、検知スイッチ１６ａ，１６ｂがオンとなる。ここで言う通常とは、検知部１５ａ，１５ｂからの検知信号Ｄａ，Ｄｂが全てローの場合のことである。つまり、受信スイッチ１２ａ，１２ｂと送信スイッチ１３ａ，１３ｂは、ノーマルオフのスイッチであり、検知スイッチ１６ａ，１６ｂは、ノーマルオンのスイッチである。

そして、ポート７ａに対応する検知部１５ａからの検知信号Ｄａがハイになると、受信スイッチ１２ａがオンすると共に、ポート７ａ以外の全てのポートに対応する検知スイッチ（即ち、検知スイッチ１６ｂ）がオフする。更に、ポート７ａ以外の全てのポートに対応する送信スイッチ（即ち、送信スイッチ１３ｂ）がオンする。この場合、受送信部９は、ポート７ａに入力される通信信号を受信して他の全てのポート（即ち、ポート７ｂ）から送信する形態となる。

また、ポート７ｂに対応する検知部１５ｂからの検知信号Ｄｂがハイになると、受信スイッチ１２ｂがオンすると共に、ポート７ｂ以外の全てのポートに対応する検知スイッチ（即ち、検知スイッチ１６ａ）がオフする。更に、ポート７ｂ以外の全てのポートに対応する送信スイッチ（即ち、送信スイッチ１３ａ）がオンする。この場合、受送信部９は、ポート７ｂに入力される通信信号を受信して他の全てのポート（即ち、ポート７ａ）から送信する形態となる。

［１−４．リピータの動作］
リピータ３の動作を、図４を用い説明する。
リピータ３では、ポート７ａ，７ｂの何れかに通信信号が到来すると、Ｓ１１０に示すように、検知部１５ａ，１５ｂのうち、通信信号が到来したポート（以下、信号到来ポート）に対応する検知部により、シフト電圧が検知される。言い換えると、ポートにシフト電圧が入力されたことが、検知される。

以下では、信号到来ポートがポート７ａであり、そのポート７ａに対応する検知部１５ａがシフト電圧を検知した場合を、例に挙げて説明する。
シフト電圧を検知した検知部１５ａは、シフト電圧を検知している間、検知信号Ｄａをハイにする。

すると、Ｓ１２０に示すように、受信スイッチ１２ａ，１２ｂのうち、信号到来ポートに対応する受信スイッチ、即ち、この例では受信スイッチ１２ａがオンする。そして、Ｓ１３０に示すように、検知スイッチ１６ａ，１６ｂのうち、非信号到来ポートに対応する全ての検知スイッチ、即ち、この例では検知スイッチ１６ｂがオフする。非信号到来ポートとは、信号到来ポートではないポートのことである。更に、Ｓ１４０に示すように、送信スイッチ１３ａ，１３ｂのうち、非信号到来ポートに対応する全ての送信スイッチ、即ち、この例では送信スイッチ１３ｂがオンする。

受信スイッチ１２ａがオンし、送信スイッチ１３ｂがオンすることで、Ｓ１５０に示すように、受送信部９は、伝送線路４ａからポート７ａに入力される通信信号を他のポート７ｂから送信することとなる。この場合、ポート７ａへの通信信号がポート７ｂに現れるが、検知スイッチ１６ｂがオフされることにより、検知部１５ｂは動作せず、検知部１５ｂからの検知信号Ｄｂはローのままとなる。よって、ポート７ａに到来した通信信号がリピータ３内でポート７ｂからポート７ａに戻ってしまうループが回避される。また、ポート７ａからポート７ｂへの中継動作中に、ポート７ｂからポート７ａへの中継動作がされてしまうことが回避される。

尚、Ｓ１２０に示される受信スイッチ１２ａのオンと、Ｓ１３０に示される検知スイッチ１６ｂのオフは、同時に実施されて良く、Ｓ１４０に示される送信スイッチ１３ｂのオンは、ポート７ａに到来した通信信号が送信部１４から出力され始めるタイミングで実施されて良い。

その後、ポート７ａへの通信信号が終了すると、即ち、通信信号の１フレームが終了すると、Ｓ１６０のＹＥＳの場合として示すように、検知部１５ａがシフト電圧を検知しなくなり、検知信号Ｄａがローになる。

すると、Ｓ１７０に示すように、リピータ３は、元の状態に戻る。元の状態とは、前述した通常の状態であって、受信スイッチ１２ａ，１２ｂと送信スイッチ１３ａ，１３ｂがオフで、検知スイッチ１６ａ，１６ｂがオンである状態である。

図４を用いて説明したリピータ３の動作をタイムチャートで表すと、図５のようになる。
図５に示すように、ポート７ａ，７ｂのうち、例えばポート７ａに通信信号が到来した場合には、ポート７ａに対応する検知部１５ａがシフト電圧を検知し、このシフト電圧を検知している間、即ち、通信信号の１フレームの間、検知信号Ｄａをハイにする。このため、受送信部９が、ポート７ａから入力される通信信号をポート７ｂから送信する。つまり、ポート７ａからポート７ｂへの中継が行われる。

また、検知信号Ｄａがハイになることで、検知部１５ａ以外の検知部、即ち検知部１５ｂの動作が禁止され、検知部１５ｂからの検知信号Ｄｂはローのままとなる。よって、前述したように、ポート７ａへの通信信号がリピータ３内でループしてしまうことと、ポート７ａからポート７ｂへの中継動作中に、ポート７ｂからポート７ａへの中継動作がされてしまうことが、回避される。つまり、ポート７ａ，７ｂ間の半二重での双方向性が確保される。

［１−５．効果］
以上詳述した第１実施形態のリピータ３によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）リピータ３において、各検知部１５ａ，１５ｂは、当該検知部に対応するポート（以下、対応ポート）に、シフト電圧が入力されたことを検知する。そして、各検知部１５ａ，１５ｂは、シフト電圧の検知結果に基づいて、対応ポートに入力される通信信号の１フレームの間、検知信号Ｄａ，Ｄｂをハイにすることにより、受送信部９に、対応ポートから入力される通信信号を他のポートから送信させると共に、他のポートに対応する他の検知部の動作を停止させる。他の検知部の動作が停止されることで、当該リピータ３内での通信信号のループが回避される。

このようなリピータ３によれば、フレーム長が可変の通信信号であっても対応可能となる。つまり、通信信号のループを回避しつつ通信信号を中継する時間は、入力される通信信号のフレーム長によって変わる。このため、フレーム長が可変の通信信号であっても、当該リピータ３内でループしてしまうことを回避することができ、また、通信信号の中継がされない待ち時間が不要に長くなってしまうことも回避することができる。

よって、リピータ３は、例えば、イーサネットのように、フレーム長がフレーム毎に異なる可能性がある通信規格の通信システムにおいても、使用することができる。つまり、双方向性を維持しながら通信信号の中継が可能となる。

（１ｂ）通信信号の開始から終了、即ち１フレームを、基本信号に重畳された電圧（即ち、シフト電圧）の有無によって検知する構成であるため、例えばマイクロコンピュータを用いることなく、通信信号の中継が可能となる。

（１ｃ）検知部１５ａ，１５ｂは、シフト電圧を検知し続けている期間を、通信信号の１フレームの期間とするように構成されている。このため、検知部１５ａ，１５ｂを、例えば、比較器を用いた簡単な構成のものにすることができる。

［１−６．変形例］
上記実施形態では、通信信号として、基本信号に正のシフト電圧を重畳した信号、換言すると、基本信号を所定電圧だけ高い方にシフトさせた信号、を用いているが、これに限定されない。

［１−６−１．第１の変形例］
例えば、図６に示すように、基本信号に重畳される直流のシフト電圧は、負の電圧であっても良い。図６の例では、点線で示される矩形波が基本信号であり、この基本信号の基準電圧は５Ｖである。そして、図６の例では、基本信号に−３Ｖのシフト電圧が重畳された信号、換言すると、基本信号が３Ｖだけ低い方にシフトされた信号が、通信信号となっている。この変形例において、シフト電圧は、基本信号を全体的に引き下げる（即ち、プルダウンする）電圧であるため、プルダウン電圧と言うことができる。

この場合、ＥＣＵ２の重畳部５は、基本信号に負のシフト電圧を重畳するように構成されれば良い。
そして、検知部１５ａ，１５ｂは、ポート７ａ，７ｂの電圧と、所定の閾値電圧とを比較する比較器を備え、ポート７ａ，７ｂの電圧が閾値電圧よりも低い場合に、ポート７ａ，７ｂにシフト電圧が入力されたとして、即ち、通信信号が入力されたとして、検知信号Ｄａ，Ｄｂをハイにするように構成されて良い。この場合の閾値電圧は、基準電圧（即ち、５Ｖ）より低く、且つ、通信信号における２通りの電圧のうち高い方の電圧（即ち、３Ｖ）よりは高い電圧（例えば、３．５Ｖ）に設定されて良い。

［１−６−２．第２の変形例］
例えば、図７に示すように、基本信号に重畳される電圧は、交流の電圧（即ち、交流信号）であっても良い。重畳される交流信号は、例えばサイン波であって良い。

この場合、ＥＣＵ２の重畳部５は、基本信号に交流信号を重畳するように構成されれば良い。
そして、検知部１５ａ，１５ｂは、例えば、ポート７ａ，７ｂの信号から上記交流信号を抽出するフィルタと、このフィルタの出力信号の周波数を電圧に変換するＦＶ変換回路と、このＦＶ変換回路の出力と所定の閾値電圧とを比較し、ＦＶ変換回路の出力が閾値電圧より高い場合に、ポート７ａ，７ｂに上記交流信号が入力されたとして、即ち、通信信号が入力されたとして、検知信号Ｄａ，Ｄｂをハイにする比較器と、を備えるように構成することができる。

［１−６−３．第３の変形例］
例えば、図８に示すように、基本信号に重畳される電圧を交流信号とした場合、その交流信号は、基本信号の１フレームにおける各ビットのうち、最初のビットと最後のビットにだけ重畳されても良い。

この場合、ＥＣＵ２の重畳部５は、基本信号の１フレームにおける最初のビットと最後のビットに交流信号を重畳するように構成されれば良い。
そして、検知部１５ａ，１５ｂは、例えば、ポート７ａ，７ｂの信号から上記交流信号を抽出するフィルタと、このフィルタの出力信号の周波数を電圧に変換するＦＶ変換回路と、このＦＶ変換回路の出力と所定の閾値電圧とを比較し、ＦＶ変換回路の出力が閾値電圧より高い場合に、例えば出力をハイにする比較器と、この比較器の出力がローからハイになると（即ち、交流信号を検知すると）、ポート７ａ，７ｂに通信信号が入力されたとして検知信号Ｄａ，Ｄｂをハイに保持し、その後、比較器の出力のハイからローへの変化が２回生じると、ポート７ａ，７ｂに通信信号が入力されなくなったとして検知信号Ｄａ，Ｄｂをハイからローに戻すラッチ回路と、を備えるように構成することができる。

［１−６−４．第４の変形例］
基本信号に重畳される電圧を交流信号とした場合、その交流信号は、図９に示すように、周波数が異なる複数の交流信号を混合した交流信号であっても良い。この場合も、重畳部５と検知部１５ａ，１５ｂは、上記第２の変形例と同様に構成することができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図１０に示す第２実施形態のリピータ２３は、第１実施形態のリピータ３と比較すると、下記〈相違１〉〜〈相違５〉の点が異なる。
〈相違１〉
第２実施形態のリピータ２３は、第１実施形態のリピータ３が備えるポート以外の構成と同様の構成を、２組備える。

つまり、リピータ２３は、受送信部９と同様の、受送信部９Ｇ１と受送信部９Ｇ２を備える。そして、リピータ２３は、検知部１５ａ，１５ｂと同様の、検知部１５ａＧ１，１５ｂＧ１と検知部１５ａＧ２，１５ｂＧ２を備える。更に、リピータ２３は、検知スイッチ１６ａ，１６ｂと同様の、検知スイッチ１６ａＧ１，１６ｂＧ１と検知スイッチ１６ａＧ２，１６ｂＧ２を備える。

尚、図１０において、符号の末尾が「Ｇ１」である構成要素は、２組備えられた構成要素のうち、第１組の構成要素であることを示し、符号の末尾が「Ｇ２」である構成要素は、２組備えられた構成要素のうち、第２組の構成要素であることを示す。また、検知信号Ｄａ，Ｄｂについても、第１組と第２組とで区別されるようにするために、符号の末尾に「Ｇ１」又は「Ｇ２」が付されている。

〈相違２〉
伝送線路４で伝送される通信信号として、２種類の通信信号がある。ここで言う通信信号の種類とは、例えば通信速度（即ち、ビットレート）である。つまり、本実施形態において、２種類の通信信号は、通信速度が異なる通信信号である。例えば、高速側の通信信号の通信速度は１０Ｍｂｐｓであり、低速側の通信信号の通信速度は１Ｍｂｐｓである。尚、ｂｐｓは「ビット／秒」のことである。

〈相違３〉
高速側の通信信号と低速側の通信信号には、ＥＣＵ２の重畳部５にて異なる電圧が重畳される。例えば、本実施形態では、前述した第２の変形例と同様に、重畳される電圧は交流信号である。そして、高速側の通信信号と低速側の通信信号とで、重畳される交流信号の周波数が異なる。本実施形態では、高速側の通信信号には第１周波数ｆ１の交流信号が重畳され、低速側の通信信号には第１周波数よりも低い第２周波数ｆ２の交流信号が重畳される。

〈相違４〉
第１組の検知部１５ａＧ１，１５ｂＧ１と、第２組の検知部１５ａＧ２，１５ｂＧ２は、前述した第２の変形例と同様の構成を有する。

但し、第１組の検知部１５ａＧ１，１５ｂＧ１と、第２組の検知部１５ａＧ２，１５ｂＧ２とでは、ポート７ａ，７ｂの信号から交流信号を抽出するフィルタの特性が異なる。具体的には、第１組の検知部１５ａＧ１，１５ｂＧ１におけるフィルタは、第１周波数ｆ１の交流信号を抽出するように構成され、第２組の検知部１５ａＧ２，１５ｂＧ２におけるフィルタは、第２周波数ｆ２の交流信号を抽出するように構成される。

つまり、第１組の検知部１５ａＧ１，１５ｂＧ１が検知する電圧は、第１周波数ｆ１の交流信号であり、第２組の検知部１５ａＧ２，１５ｂＧ２が検知する電圧は、第２周波数ｆ２の交流信号である。

〈相違５〉
第１組の受送信部９Ｇ１が受信及び送信する通信信号は、高速側の通信信号であり、第２組の受送信部９Ｇ２が受信及び送信する通信信号は、低速側の通信信号である。

例えば、第１組の受送信部９Ｇ１における受信部１１ａＧ１，１１ｂＧ１は、高速側の通信信号と低速側の通信信号とのうち、周波数が高い方の、高速側の通信信号だけを受信して出力するフィルタ機能を備える。また、第２組の受送信部９Ｇ２における受信部１１ａＧ２，１１ｂＧ２は、高速側の通信信号と低速側の通信信号とのうち、周波数が低い方の、低速側の通信信号だけを受信して出力するフィルタ機能を備える。

［２−２．効果］
以上詳述した第２実施形態のリピータ２３によれば、前述した第１実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に、高速側の通信信号と低速側の通信信号とを同時に中継することが可能となる。つまり、全二重の中継が可能となる。

［３．第３実施形態］
［３−１．第１実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図１１に示す第３実施形態のリピータ２５は、第１実施形態のリピータ３と比較すると、電源制御部２７を備える点が異なる。
電源制御部２７は、検知部１５ａ，１５ｂの何れかによって受送信部９が動作させられる間、受送信部９に電力を供給する。具体的には、電源制御部２７は、検知信号Ｄａ，Ｄｂの何れかがハイになっている場合に、受信部１１ａ，１１ｂ及び送信部１４に電力を供給する。また、電源制御部２７は、検知信号Ｄａハイになっている場合は、受信部１１ａと送信部１４に電力を供給し、検知信号Ｄｂハイになっている場合は、受信部１１ｂと送信部１４に電力を供給するように構成されても良い。

［３−２．効果］
第３実施形態のリピータ２５によれば、前述した第１実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に、当該リピータ２５での消費電力を抑制することができる。

［４．第４実施形態］
［４−１．第１実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図１２に示す第４実施形態のリピータ２９は、第１実施形態のリピータ３と比較すると、ポート７ａ，７ｂの間に低周波信号通過部３１を備える点が異なる。
低周波信号通過部３１は、受送信部９によって受信及び送信（即ち、中継）される通信信号は通過させず、この通信信号よりも周波数が低い信号を通過させるフィルタである。例えば、低周波信号通過部３１は、インダクタによって構成されている。

［４−２．効果］
第４実施形態のリピータ２９によれば、前述した第１実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に、以下の効果も奏する。

リピータ２９によれば、受送信部９によって中継される通信信号（例えば１０Ｍｂｐｓの通信信号）と、低周波信号通過部３１を通過可能な低周波数（即ち、低速）の通信信号であって、例えば数十Ｋｂｐｓの通信信号とを、同時に中継することが可能となる。

受送信部９を介して中継される通信信号は、高速であるが、当該受送信部９により中継されることで、図１に示したように、常に２つの装置間で伝送されることになるため、反射によるリンギングが抑制される。ここで言う装置とは、リピータ又はＥＣＵである。

一方、低周波信号通過部３１を通過する通信信号は、低速であるため、受送信部９によって中継されなくても、通信に影響がでるようなリンギングは発生し難い。このため、低速の通信信号は、インダクタ等による簡単な構成の低周波信号通過部３１により、リピータ２９内を通過させるようにしている。

よって、リピータ２９によれば、簡単な構成でありながら、通信速度が異なる通信信号を同時に中継することが可能となる。尚、第４実施形態では、低周波信号通過部３１が、信号通過部に相当する。

［５．第５実施形態］
［５−１．第１実施形態との相違点］
第５実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図１３に示す第５実施形態のリピータ３３は、第１実施形態のリピータ３と比較すると、ポート７ａ，７ｂの間に２つのバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）３５，３６を備える点が異なる。更に、リピータ３３は、ＢＰＦ３５，３６を制御するフィルタ制御部３７ａ，３７ｂを備える。

ＢＰＦ３５，３６は、受送信部９によって受信及び送信（即ち、中継）される通信信号は通過させず、この通信信号よりも周波数が低い信号を双方向に通過させるフィルタである。そして、各ＢＰＦ３５，３５が通過させる信号の周波数は異なる。

ＢＰＦ３５は、受送信部９によって中継される通信信号よりも低速な第１低速通信信号（例えば数十Ｋｂｐｓの通信信号）と、第１低速通信信号よりも更に低速な第２低速通信信号（例えば数Ｋｂｐｓの通信信号）とのうち、第１低速通信信号を通過させるように構成されている。そして、ＢＰＦ３６は、第１低速通信信号と第２低速通信信号とのうち、第２低速通信信号を通過させるように構成されている。

具体的には、図１４に示すように、ＢＰＦ３５は、ポート７ａから入力された第１低速通信信号をポート７ｂへと通過させるためのＢＰＦである第１フィルタＦ１と、ポート７ｂから入力された第１低速通信信号をポート７ａへと通過させるためのＢＰＦである第２フィルタＦ２と、を備える。同様に、ＢＰＦ３６は、ポート７ａから入力された第２低速通信信号をポート７ｂへと通過させるためのＢＰＦである第１フィルタＦ３と、ポート７ｂから入力された第２低速通信信号をポート７ａへと通過させるためのＢＰＦである第２フィルタＦ４と、を備える。ＢＰＦ３５を構成する第１フィルタＦ１及び第２フィルタＦ２のフィルタ周波数は、第１低速通信信号の周波数帯であり、ＢＰＦ３６を構成する第１フィルタＦ３及び第２フィルタＦ４のフィルタ周波数は、第２低速通信信号の周波数帯である。

更に、ＢＰＦ３５は、４つのスイッチ４１〜４４を備える。ＢＰＦ３６も、４つのスイッチ４５〜４８を備える。
ＢＰＦ３５では、スイッチ４１がオンすることで、第１フィルタＦ１の信号入力端子ＩＮがポート７ａに接続され、スイッチ４２がオンすることで、第１フィルタＦ１の信号出力端子ＯＵＴがポート７ｂに接続される。また、ＢＰＦ３５では、スイッチ４４がオンすることで、第２フィルタＦ２の信号入力端子ＩＮがポート７ｂに接続され、スイッチ４３がオンすることで、第２フィルタＦ２の信号出力端子ＯＵＴがポート７ａに接続される。

ＢＰＦ３６では、スイッチ４５がオンすることで、第１フィルタＦ３の信号入力端子ＩＮがポート７ａに接続され、スイッチ４６がオンすることで、第１フィルタＦ３の信号出力端子ＯＵＴがポート７ｂに接続される。また、ＢＰＦ３６では、スイッチ４８がオンすることで、第２フィルタＦ４の信号入力端子ＩＮがポート７ｂに接続され、スイッチ４７がオンすることで、第２フィルタＦ４の信号出力端子ＯＵＴがポート７ａに接続される。

そして、リピータ３３では、ポート７ａから通信信号が入力されると、フィルタ制御部３７ａが通信信号の周波数を検知し、検知した周波数が第１低速通信信号の周波数であれば、ＢＰＦ３５を選択して、このＢＰＦ３５のスイッチ４１，４２をオンすることにより、第１フィルタＦ１を有効にする。また、フィルタ制御部３７ａは、検知した周波数が第２低速通信信号の周波数であれば、ＢＰＦ３６を選択して、このＢＰＦ３６のスイッチ４５，４６をオンすることにより、第１フィルタＦ３を有効にする。

一方、ポート７ｂから通信信号が入力されると、フィルタ制御部３７ｂが通信信号の周波数を検知し、検知した周波数が第１低速通信信号の周波数であれば、ＢＰＦ３５を選択して、このＢＰＦ３５のスイッチ４３，４４をオンすることにより、第２フィルタＦ２を有効にする。また、フィルタ制御部３７ｂは、検知した周波数が第２低速通信信号の周波数であれば、ＢＰＦ３６を選択して、このＢＰＦ３６のスイッチ４７，４８をオンすることにより、第２フィルタＦ４を有効にする。

［５−２．効果］
第５実施形態のリピータ３３によれば、前述した第１実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に、以下の効果も奏する。

リピータ３３によれば、受送信部９によって中継される通信信号と、第１低速通信信号と、第２低速通信信号とを、同時に中継することが可能となる。尚、ＢＰＦ３５，３６と同様のＢＰＦの数は３つ以上でも良い。ＢＰＦを３つ以上のＮ個にすれば、通信速度が異なる「Ｎ＋１」個の通信信号を同時に中継することができる。

［６．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、第３実施形態の電源制御部２７を、他の実施形態に適用しても良い。また、第４実施形態の低周波信号通過部３１あるいは第５実施形態のＢＰＦ３５，３６を、第１〜第３実施形態に適用しても良い。

また、第１実施形態のリピータ３において、ポートの数が３つ以上であれば、受信部１１ａ、受信スイッチ１２ａ、送信スイッチ１３ａ、検知部１５ａ及び検知スイッチ１６ｂの各々と同様のものを、ポート７ａ，７ｂ以外の各ポートに対しても設ければ良い。このことは、第２〜第５実施形態についても同様である。また、第４又は第５実施形態において、ポートの数が３つ以上の場合、低周波信号通過部３１又はＢＰＦ３５，３６は、２組以上の２つポート間にそれぞれ設けられて良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。尚、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

また、上述したリピータの他、当該リピータを構成要素とする通信システム、中継方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

３，２３，２５，２９，３３…リピータ、７ａ，７ｂ…ポート、９，９Ｇ１，９Ｇ２…受送信部、１５ａ，１５ｂ，１５ａＧ１，１５ｂＧ１，１５ａＧ２，１５ｂＧ２…検知部

Claims (5)

1. 所定の電圧が重畳された通信信号が伝送線路を介して複数の装置間で伝送される通信ネットワークにおいて、前記通信信号を中継するリピータ装置であって、
   前記通信信号を入出力するための複数のポート（７ａ，７ｂ）と、
   前記複数のポートの何れかから入力された前記通信信号を受信して、当該通信信号を、当該通信信号が入力されたポート以外のポートである他のポートから送信することが可能に構成された受送信部（９，９Ｇ１，９Ｇ２）と、
   前記複数のポート毎に設けられた検知部であって、当該検知部に対応するポートである対応ポートに、前記電圧が入力されたことを検知し、該電圧の検知結果に基づいて、前記対応ポートに入力される通信信号の開始から終了までの間である１フレームの間、前記受送信部に、前記対応ポートから入力される前記通信信号を前記他のポートから送信させると共に、前記他のポートに対応する他の検知部の動作を停止させるように構成された複数の検知部（１５ａ，１５ｂ，１５ａＧ１，１５ｂＧ１，１５ａＧ２，１５ｂＧ２）と、
   を備えるリピータ装置。
2. 請求項１に記載のリピータ装置であって、
   前記受送信部及び前記複数の検知部が、２組備えられ、
   前記２組のうちの一方である第１組の前記検知部（１５ａＧ１，１５ｂＧ１）が検知する前記電圧と、前記２組のうちの他方である第２組の前記検知部（１５ａＧ２，１５ｂＧ２）が検知する前記電圧は、異なる電圧であり、
   前記第１組の前記受送信部（９Ｇ１）が受信及び送信する通信信号と、前記第２組の前記受送信部（９Ｇ２）が受信及び送信する通信信号は、種類が異なる通信信号である、
   リピータ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のリピータ装置であって、
   前記検知部によって前記受送信部が動作させられる間、前記受送信部に電力を供給するように構成された電源制御部（２７）、を更に備える、
   リピータ装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のリピータ装置であって、
   前記複数のポートの少なくとも２つの間には、前記通信信号よりも周波数の低い信号を通過させる信号通過部（３１）が備えられている、
   リピータ装置。
5. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のリピータ装置であって、
   前記複数のポートの少なくとも２つの間には、前記通信信号よりも周波数の低い信号を通過させる複数のバンドパスフィルタ（３５，３６）が備えられている、
   リピータ装置。

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