JP4480429B2 - 車両用光通信ネットワークシステム及び光信号増幅装置 - Google Patents

Description

車両において複数の電子ユニット等のノード同士をネットワーク接続するための光通信技術に関する。

近年、自動車の高機能化が進み、１台の自動車に搭載されるマイコンの数が多数（例えば、十数個）になってきた。これら各マイコンの情報を共有化して各機器の制御を行うためには、ＬＡＮ通信にて各マイコンを相互接続することが好ましい。特に、多数のマイコンを相互接続するにあたり、優先性を持たせないようにするためには、各マイコンをスタートポロジーにて接続することが望ましい。

このように、車両において複数のマイコン等の電子ユニット同士を接続する技術としては、例えば、図６に示すように、単一の光スターカプラ２１０を車両Ｃの中央部位に設置し、その光スターカプラ２１０を中心にしてスター状に各電子ユニット２２０を別々に光ファイバケーブルで接続する形態が考えられる。

このような光スターカプラは、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平５−２３５９７７号公報

しかしながら、上記接続形態では、光ファイバケーブルが単一の光スターカプラ２１０周辺に集中してしまう。そして、光ファイバケーブルでは、光ファイバの光線保持率を維持するために必要な最小曲げ半径が規定されている。

このため、単一の光スターカプラ２１０周辺に、最小曲げ半径を加味して光ファイバケーブル群を敷設する必要があり、配索に必要な占有スペースＳが大きくなってしまう上、ケーブル敷設の自由度も少なかった。また、車両Ｃのボディの形状によっては、上記のように比較的大きな占有スペースを必要とする光スターカプラ２１０を用いたＬＡＮを構築することは不可能であった。

そこで、本発明は、車両において、スタートポロジーを適用して通信ネットワークを構築する場合において、設置自由度の向上を図ることを目的とする。

この発明に係る車両用光通信ネットワークシステムは、車両における複数のノードをネットワーク接続する車両用光通信ネットワークシステムであって、複数のノードをスター状に接続可能な複数の入出力ポートを有し入力された光信号を全ての入出力ポートの出力ポートに分岐して出力する複数の光分岐結合器と、前記複数の光分岐結合器の入出力ポート同士を接続する少なくとも一つの光伝送路と、を備えたものである。

また、前記光伝送路を介して接続される前記複数の光分岐結合器間に、光信号を増幅する光信号増幅装置が設けられている。

また、前記光信号増幅装置は、前記光伝送路で双方向の光信号を増幅する一対の増幅手段を備え、前記一対の増幅手段のうちの一方は、前記光伝送路において一方側への光信号を増幅可能に構成され、前記一対の増幅手段のうち他方は、前記光伝送路において他方側への光信号を増幅可能に構成され、一方の前記増幅手段に光信号が入力されて増幅処理を行っているタイミングで、一方の前記増幅手段から他方の前記増幅手段に増幅処理中である旨の信号が与えられ、増幅処理中である旨の信号が与えられるのに応じて他方の前記増幅手段が光信号の増幅処理を停止することで、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させる。

さらに、この発明に係る光信号増幅装置は、複数のノードをスター状に接続可能な入出力ポートを有する複数の光分岐結合器の入出力ポート同士を接続する光伝送路に介装される光信号増幅装置であって、光伝送路で双方向の光信号を増幅する一対の増幅手段を備え、前記一対の増幅手段のうちの一方は、前記光伝送路において一方側への光信号を増幅可能に構成され、前記一対の増幅手段のうち他方は、前記光伝送路において他方側への光信号を増幅可能に構成され、一方の前記増幅手段に光信号が入力されて増幅処理を行っているタイミングで、一方の前記増幅手段から他方の前記増幅手段に増幅処理中である旨の信号が与えられ、増幅処理中である旨の信号が与えられるのに応じて他方の前記増幅手段が光信号の増幅処理を停止することで、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの前記光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させるものである。

この発明の車両用光通信ネットワークシステムによると、複数のノードをスター状に接続可能な入出力ポートを有する、複数の光分岐結合器と、前記複数の光分岐結合器の入出力ポート同士を接続する光伝送路とを備えているため、いずれかの光分岐結合器に接続されたノードは、１又は複数の光分岐結合器を介して他のノードにネットワーク接続される。また、光伝送路の集中箇所は複数の光分岐結合器に分散し、従って、光分岐結合器及び光伝送路の設置自由度が向上する。

また、光伝送路を介して接続される複数の光分岐結合器間に、光信号を増幅する光信号増幅装置が設けられているため、光信号強度の低下が抑制され、より確実な光通信が行われる。

また、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させるため、リターン信号光の増幅を防止して、光信号のループを防止できる。

さらに、この発明の光信号増幅装置によると、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させるため、リターン信号光の増幅を防止して、光信号のループを防止できる。

｛第１実施形態｝
以下、この発明の第１実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムについて説明する。

図１は車両用光通信ネットワークシステムの全体構成を示す図であり、図２は当該ネットワークシステムで用いられる光分岐箱を示す斜視図である。なお、図１中、車両Ｃの前方向をＦ、後方向をＲで示している。

この車両用光通信ネットワークシステムは、車両Ｃに適用されるものであり、該車両Ｃにおける複数のノードであるマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆをネットワーク接続する。この車両用光通信ネットワークシステムでは、通信端末となる各ノードは、光信号の送受信に関して優先性を持つこと無く対等かつ無階層で、双方向通信可能に接続される。

すなわち、この車両用光通信ネットワークシステムは、複数の光分岐箱１０Ｆ，１０Ｒと、前記光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポートＰ同士を接続する中継光伝送路２０とを備えている。

上記各光分岐箱１０Ｆ，１０Ｒは、筐体１１内に光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒが収容配置されると共に（図２参照）、該筐体１１の外面に複数のコネクタソケット１２が設けられた構成とされている。

上記各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒは、マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆをスター状に双方向通信可能に接続可能な光分岐結合器であり、例えば、複数の光ファイバの中間部同士を溶接等で光学的に接合し、所定の光ファイバの一端部から入力された光信号が、その接合部分で複数に分岐されて他の光ファイバの他端部から出力されるようにした構成のものを用いることができる。

このような光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒは、例えば、特開平５−２８１４３６号公報に開示されている。特に、この公報に開示される光スターカプラは、過剰損失が少ないという利点を持つ。

複数のノードをスター状に接続可能な分岐結合器としては、上記のようなファイバ融着型の光スターカプラの他、ガラス基板上に形成した光回路にて光信号の分岐結合を行う導波路型、或は、光信号の反射を利用して光信の分岐結合を行う反射型の光分岐結合器等を用いることができる。

また、分岐結合器としては、必ずしも上に列挙したような光電変換処理等を行わないパッシブ型の光分岐結合器を用いる必要はなく、アクティブ型の光分岐結合器を用いてもよい。もっとも、故障等による不都合を生じ難いという点で、上述のようなパッシブ型の光分岐結合器を用いることが好ましい。

さらに、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒとして、パッシブ型の光分岐結合器を用いる場合には、４入力４出力又は８入力８出力のものを用いるのが好ましい。なぜなら、パッシブ型の光カプラでは、多入力多出力で分岐数が多くなるほど、本光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒを経由した受信先での光信号強度が弱くなるからである。

この光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒでは、中間部を相互溶着した複数の光ファイバのそれぞれの一端部が入力ポートとされ、各光ファイバのそれぞれの他端部が出力ポートとされている。そして、一つの入力ポートと一つの出力ポートとを組合わせて、一つの入出力ポートＰとしてコネクタソケット１２に組込んでいる。このような入出力ポートＰが複数設けられている。この各入出力ポートＰのそれぞれに、各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ（通信端末としてのノード）や相手側の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ（中継装置としてのノード）が双方向通信可能に接続される。これにより、各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒが所定の入出力ポートを介して双方向通信可能に接続される。また、各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの各入出力ポートのうち各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ間の接続に供されるもの以外の各入出力ポートに、各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ又は各マイコン３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ、即ち、通信端末としてのノードが双方向通信可能にスター状に接続される。

また、この光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒには、車両Ｃにおけるマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆが適宜グループ分けしてスター状に接続されている。

ここで、車両Ｃに搭載されるマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆとしては、例えば、自動車の走行制御自体に関する走行制御系のもの（エンジン制御用マイコンやブレーキ制御用マイコン等）や、走行制御自体には直接関連しないボディ系のもの（エアコン制御用マイコンやドアミラー制御用マイコン等）、娯楽系のもの（ナビゲーションシステム制御マイコンやオーディオ制御マイコン等）等が挙げられる。これらの各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆは、上述のような制御系、ボディ系、娯楽系といった機能別に、或は、車両Ｃの前方又は後方といった設置箇所別に、適宜複数にグループ分けされている。そして、各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆが、そのグループ毎に、別々の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒにスター状に接続されている。

例えば、図１では、車両Ｃの前席下部に光分岐箱１０Ｆを配設すると共に、荷室下部に光分岐箱１０Ｒを配設している。そして、運転席周りのマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ群を前席下部の光分岐箱１０Ｆの光スターカプラ１８Ｆにスター状に接続すると共に、車両Ｃの後部のマイコン３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ群を荷室下部の光分岐箱１０Ｒの光スターカプラ１８Ｒにスター状に接続した態様を示している。

ここで、光スターカプラ１８Ｆ（又は１８Ｒ）とマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（又は３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）との接続は、双方向に光信号を伝送可能な媒体、例えば、２本の光ファイバケーブルを用いた光伝送路３２を介して行われる。この光伝送路３２の一端部は、各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（又は３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）に接続されると共に、他端部には、上記コネクタソケット１２に接続可能なコネクタ３３が取付けられている。そして、各コネクタ３３を適宜所定の光分岐箱１０Ｆ（又は１０Ｒ）の所定のコネクタソケット１２に接続することで、マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（又は３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ）と光スターカプラ１８Ｆ（１８Ｒ）の入出力ポートＰとが双方向通信可能に接続される。

また、上記複数の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポートＰ同士は、中継光伝送路２０を介して接続されている。

中継光伝送路２０としては、双方向に光信号を伝送可能な媒体が用いられ、例えば、２本の光ファイバケーブルの端部に上記コネクタソケット１２に接続可能なコネクタ２２を取付けたものが用いられる。

そして、各コネクタ２２が、光分岐箱１０Ｆ，１０Ｒのコネクタソケット１２にそれぞれ接続されることで、複数の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポートＰ同士が、中継光伝送路２０を介して双方向通信可能に相互接続される。

なお、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒを３つ以上用いる場合には、各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポートＰ同士を上記と同様に中継光伝送路２０を介して接続することで、一つの光通信ネットワークを構築できる。

このように構成された車両用光通信ネットワークシステムによると、例えば、マイコン３０Ａから送信された光信号は、所定の光伝送路３２を介して一方側の光スターカプラ１８Ｆに達し、そこで複数に分岐されて当該一方側の光スターカプラ１８Ｆの全入出力ポートから出力される。これにより、当該一方側の光スターカプラ１８Ｆに接続されたマイコン３０Ｂ，３０Ｃに前記光信号が送信される。同時に、前記光信号は、中継光伝送路２０を介して他方側の光スターカプラ１８Ｒにも送信され、その他方側の光スターカプラ１８Ｒで複数に分岐される。そして、上記と同様にして、当該他方側の光スターカプラ１８Ｒに接続された複数のマイコン３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆに前記光信号が送信される。

このように、所定のマイコン３０Ａから送信された光信号は、光スターカプラ１８Ｆに接続されたマイコン３０Ｂ，３０Ｃに加えて、光スターカプラ１８Ｒに接続されたマイコンＤ，３０Ｅ，３０Ｆに対しても、略同時に送信される。他のマイコン３０Ｂ，３０Ｃ，Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆの一つから送信された光信号も、同様にして、本システムに接続された全てのマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆに対して略同時に送信される。このため、本システムに接続される全通信端末としてのノードであるマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆを、優先性を持たせること無く対等に、双方向通信可能に接続することができる。

このため、車両Ｃに搭載されたマイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ同士を、優先性を持たせずにスタートポロジーを適用してネットワーク接続することができる。

また、各マイコン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆからの光伝送路３２は、複数の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒに分散して接続されるため、光伝送路３２の集中箇所が複数に分散する。このため、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ及び光伝送路３２の設置自由度が向上する。

なお、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの設置数や各光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポート数は、マイコン３０Ａ，・・・等の接続対象となるノードの数やレイアウト等に合わせて適宜増減してもよい。

特に、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの設置数を増やして、光伝送路３２の集中箇所を複数に分散させることが、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒや光伝送路３２の設置自由度の向上に貢献する。

もっとも、この場合に、光信号の強度が光通信上問題無い程度に維持できるように考慮する必要がある。

｛第２実施形態｝
この発明の第２実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムについて説明する。

この第２実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムは、上記第１実施形態について下記点の改良に関する。

すなわち、上記第１実施形態において、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの設置数を増やした場合や、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒでの分岐数を多くした場合、さらに、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの接続距離を長くした場合等には、多分岐により又は伝送損失により、光信号が微弱となって通信不能となる可能性がある。本実施形態は、この点についての改良に関する。

なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図３はこの第２実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムの全体構成を示す図である。

同図に示すように、このネットワークシステムでは、各光分岐箱１０Ｆ，１０Ｒの光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒの入出力ポートＰ同士が中継光伝送路２０を介して接続されており、その中継光伝送路２０の途中に光信号増幅装置として光電変換増幅ユニット４２が設けられている。

この光電変換増幅ユニット４２は、２つの増幅中継部４３を備えている。各増幅中継部４３は、一種の光リピータであり、光信号を電気信号に変換する受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）４３ａ、電気信号を光信号に変換する発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）４３ｂ及びフォトダイオード（ＰＤ）４３ａの光電変換出力に基づいて発光ダイオード（ＬＥＤ）４３ｂの発光駆動制御を行う中継回路（図示省略）とを備えている。

そして、一方側の光スターカプラ１８Ｆの入出力ポートＰから出力された光信号が、中継光伝送路２０を介して光電変換増幅ユニット４２の一方側の増幅中継部４３に達すると、ここで一旦光信号から電気信号に変換された後、光信号に再変換されて出力される。この際、フォトダイオード（ＰＤ）４３ａでの受光強度よりも、発光ダイオード（ＬＥＤ）４３ｂの発光強度を大きくすることで、光信号が増幅されて出力されることとなる。一方、他方側の光スターカプラ１８Ｒの入出力ポートＰから出力された光信号も、上記と同様にして、光電変換処理を経て光増幅されて、一方側の光スターカプラ１８Ｆの入出力ポートＰに入力される。

なお、光信号増幅装置としては、上記したように一旦光電変換した後再送信して増幅を行うものの他、光電変換を行わずに光増幅を行うファイバ増幅器等を用いてもよい。

もっとも、ファイバ増幅は、特別な励起光源を必要とする点でデメリットがある。また、一般的に、自動車用途では、信号光を容易に確認できるように（アイセーフティという）、短波長光源（６５０ｎｍ程度）が用いられるところ、ファイバ増幅は長波長光の増幅を対象とする点で不都合がある。

なお、光電変換増幅ユニット４２は、必ずしも中継光伝送路２０の途中に設けられている必要はなく、中継光伝送路２０の端部側等に設けられていてもよい。

もっとも、中継光伝送路２０における光信号の減衰を防ぐために中継増幅するという点からすると、中継光伝送路２０の途中に設けられていることが好ましい。

以上のように構成された車両用光通信ネットワークシステムによると、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ間で光信号が伝搬される際、途中で、その光信号が増幅される。このため、光信号強度の低下が抑制され、より確実な光通信が行われる。

特に、複数の光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒを備えたネットワークシステムでは、光信号が、一方側の光スターカプラ１８Ｆ（又は１８Ｒ）から他方側の光スターカプラ１８Ｒ（１８Ｆ）に送信された後、当該他方側の光スターカプラ１８Ｒ（又は１８Ｆ）でさらに分岐される。このため、当該他方側の光スターカプラ１８Ｒ（又は１８Ｆ）の接続先となるマイコン３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ（又は３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）では、特に大きく光信号強度が低下する。そこで、光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ間に、光電変換増幅ユニット４２を設けることで、光信号の送信先となる光スターカプラ１８Ｒ（又は１８Ｆ）でも十分な信号強度を維持できる。

図４は、より多数の光スターカプラ１８（１），１８（２），１８（３），１８（４），１８（５）を用いて車両用光通信ネットワークシステムを構築した例を示す図である。

ここでは、５つの光スターカプラ１８（１），１８（２），１８（３），１８（４），１８（５）が、この並び順で、中継光伝送路２０を介して数珠つなぎ状に接続されている。また、各中継光伝送路２０の途中には、光電変換増幅ユニット４２が設けられている。

なお、この例では、光スターカプラ１８（１），１８（２），１８（３），１８（４），１８（５）は、８つの入出力ポートを有している。各入出力ポートには、適宜、車両Ｃに搭載されるマイコン等のノードが双方向通信可能に接続されるが、ここでは省略している。

そして、例えば、所定のノードから送信された光信号が光スターカプラ１８（１）に入力されると、その光信号は光スターカプラ１８（１）で分岐される。そして、分岐された光信号は、当該光スターカプラ１８（１）に接続された各ノードに向けて出力されると共に、次順序の光スターカプラ１８（２）に向けて出力される。

そして、光信号は、光スターカプラ１８（１）から光スターカプラ１８（２）に伝搬される途中で、光電変換増幅ユニット４２で増幅された後、次順序の光スターカプラ１８（２）の入出力ポートに入力される。

そして、この後、光信号は、上記と同様にして、光スターカプラ１８（２）での光分岐、光電変換増幅ユニット４２での増幅、光スターカプラ１８（３）での光分岐、光電変換増幅ユニット４２での増幅・・・を繰返して、光スターカプラ１８（５）に達する。

これにより、任意の通信端末としての一つのノードからの光信号が、全ての光スターカプラ１８（１），１８（２），１８（３），１８（４），１８（５）に対して所定強度に増幅された光信号が伝搬されると共に、各光スターカプラ１８（１），１８（２），１８（３），１８（４），１８（５）からそれぞれに接続された全てのノードに対して所定強度以上に維持された光信号が与えられることになる。このため、本システムに接続される全ての通信端末としてのノード同士を、優先性を持たせること無く対等に、双方向通信可能に接続することができる。

｛第３実施形態｝
この発明の第３実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムについて説明する。

この第３実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムは、上記第２実施形態について下記点の改良に関する。

すなわち、上記光電変換増幅ユニット４２は、中継光伝送路２０において、双方向で信号の中継増幅（リピート）を行う。また、上述のような光スターカプラ１８Ｆ，１８Ｒ等では、その構成上、所定の入出力ポートの入力ポートに光信号が与えられると、その光信号は適宜分岐されて、所定の入力ポート（その光信号の入力元）の出力ポートからも出力されることになる。

このため、例えば、所定の光スターカプラ１８Ｆからその隣の光スターカプラ１８Ｒに向けて光信号が送信されると、所定の光スターカプラ１８Ｆから送信された光信号が、光電変換増幅ユニット４２の一方側の増幅中継部４３で増幅されて隣の光スターカプラ１８Ｒに達し、ここでリターンして光電変換増幅ユニット４２の他方側の増幅中継部４３で増幅された後、再度上記所定の光スターカプラ１８Ｆに入力されることになる。このような光信号のループが生じ、自己発信の状況に陥る場合がある。

本実施形態は、このような光信号のループを防止する技術に関連する。

なお、本実施形態にかかる車両用光通信ネットワークシステムは、第２実施形態で説明した車両用光通信ネットワークシステムでの適用を前提とするものであり、上記各実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図５は本実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムの要部を示す図である。

同図に示すように、上記光分岐箱１０Ｆ，１０Ｒに対応する光分岐箱１１０Ａ，１１０Ｂが２つ設けられ、この光分岐箱１１０Ａ，１１０Ｂ間に、上記光電変換増幅ユニット４２に対応する光電変換増幅ユニット４２が設けられている。

各光分岐箱１１０Ａ，１１０Ｂは、複数本の光ファイバがその長手方向中間部の融着部１１９Ａ，１１９Ｂで相互に融着された融着型の光スターカプラ１１８Ａ，１１８Ｂを内蔵している。そして、各光ファイバの入力ポートと出力ポートとを組合わせることで、光分岐箱１１０Ａ側には、４つの入出力ポートＰＡ（１），ＰＡ（２），ＰＡ（３），ＰＡ（４）が、光分岐箱１１０Ｂ側には、４つの入出力ポートＰＢ（１），ＰＢ（２），ＰＢ（３），ＰＢ（４）が、構成されている。

このうち３つの入出力ポートＰＡ（１），ＰＡ（２），ＰＡ（３）（又はＰＢ（１），ＰＢ（２），ＰＢ（３））が、光伝送路３２を介して適宜車両Ｃに搭載されたマイコン等のノードに接続されると共に、他の１つの入出力ポートＰＡ（４）（又はＰＢ（４））が中継光伝送路２０及び光電変換増幅ユニット４２を経由して、相手側の１つの入出力ポートＰＢ（４）（又はＰＡ（４））に接続されている。

なお、勿論、上記の入出力ポート数等は例示であり、より少数又は多数であってもよい。

また、光電変換増幅ユニット１４２は、一対の増幅手段として一対の増幅中継部１４３ａ，１４３ｂを備えている。

各増幅中継部１４３ａ，１４３ｂは、上記増幅中継部４３と同様構成にて光信号の増幅を行うように構成されている。このうち一方側の増幅中継部１４３ａの光信号入力側（ＩＮ側）及び他方側の増幅中継部１４３ｂの光信号出力側（ＯＵＴ側）は、コネクタ及び中継光伝送路２０を介して一方側の光スターカプラ１１８Ａの入力ポートＰＡ（１）に接続されている。また、他方側の増幅中継部１４３ｂの光信号入力側（ＩＮ側）及び他方側の増幅中継部１４３ａの光信号出力側（ＯＵＴ側）は、コネクタ及び中継光伝送路２０を介して他方側の光スターカプラ１１８Ｂの入力ポートＰＢ（１）に接続されている。

これにより、両光分岐箱１１０Ａ，１１０Ｂの光スターカプラ１１８Ａ，１１８Ｂ間における双方向の光信号が、それぞれ各増幅中継部１４３ａ，１４３ｂで増幅される。

また、各増幅中継部１４３ａ，１４３ｂには、発光ダイオードの発光を停止させる等して増幅処理の制御を行う増幅制御回路（Enable回路等）が組込まれている。そして、一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）に光信号が入力されて増幅処理を行っているタイミングで、その一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）から他方側の増幅中継部１４３ｂ（又は１４３ａ）に増幅処理中である旨の信号を与える。これにより、当該一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）における増幅処理のタイミング中に、他方側の増幅中継部１４３ａでの増幅処理が停止されるようになっている。

このような光電変換増幅ユニットを適用した車両用光通信ネットワークシステムでは、一のノードから送信された光信号が、例えば一方側の光スターカプラ１１８Ａにおける入出力ポートＰＡ（１）に入力されると、融着部１１９Ａで分岐されて、入出力ポートＰＡ（２），ＰＡ（３）を経由して他のノードに出力されると共に、入出力ポートＰＡ（４）から中継光伝送路２０を経由して他方側の光スターカプラ１１８Ｂに与えられる。

この光信号は、中継光伝送路２０の途中で、光電変換増幅ユニット１４２の一方側の増幅中継部１４３ａで増幅された後、他方側の光スターカプラ１１８Ｂの入出力ポートＰＢ（４）に入力される。光スターカプラ１１８Ｂに入力された光信号は、融着部１１９Ｂで分岐されて、入出力ポートＰＢ（１），ＰＢ（２），ＰＢ（３）を経由してさらに他のノードに出力されると共に、光信号入力元である入出力ポートＰＢ（４）側にもリターンされる。このリターンされた光信号は、中継光伝送路２０に送出され、その途中で、光電変換増幅ユニット１４２の他方側の増幅中継部１４３ｂに入力される。この際、上記一方側の増幅中継部１４３ａでの増幅処理に対応して、他方側の増幅中継部１４３ｂにおける増幅処理が停止されるように制御されている。このため、上記リターンされた光信号は、そこから先、即ち光スターカプラ１１８Ｂ側への送信が停止される。

なお、上記リターンされた信号光は、一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）で増幅処理を行った後、所定時間遅れて、他方側の増幅中継部１４３ｂ（又は１４３ａ）に達する。中継光伝送路２０の長さ等によっては、その遅延時間が数ナノ秒にも達しこれを無視できない場合もある。

そこで、このような場合には、上記増幅制御回路に遅延回路を追加する等して、一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングで、他方側の増幅中継部１４３ｂ（又は１４３ａ）による増幅処理を停止させるようにしてもよい。

以上のように構成された第３実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステム及び光電変換増幅ユニット４２によると、中継光伝送路２０において双方向の光信号増幅を行う場合において、一方側の増幅中継部１４３ａ（又は１４３ｂ）による増幅処理タイミング又はその増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングで、他方の増幅中継部１４３ｂ（又は１４３ａ）による増幅処理を停止させているため、リターン信号光の増幅を防止して、光信号のループを防止できる。

第１実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムの全体構成を示す図である。 上記ネットワークシステムで用いられる光分岐箱を示す斜視図である。 第２実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムの全体構成を示す図である。 より多数の光スターカプラを用いて車両用光通信ネットワークシステムを構築した例を示す図である。 第３実施形態に係る車両用光通信ネットワークシステムの要部を示す図である。 従来における車両用光通信ネットワークシステムの全体構成を示す図である。

符号の説明

１０Ｆ，１０Ｒ 光分岐箱
１８Ｆ，１８Ｒ 光スターカプラ
２０ 中継光伝送路
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ マイコン
３２ 光伝送路
４２ 光電変換増幅ユニット
４３ 増幅中継部
１１０Ａ，１１０Ｂ 光分岐箱
１１８Ａ，１１８Ｂ 光スターカプラ
１４２ 光電変換増幅ユニット
１４３ａ，１４３ｂ 増幅中継部
Ｐ 入出力ポート

Claims (2)

1. 車両における複数のノードをネットワーク接続する車両用光通信ネットワークシステムであって、
   複数のノードをスター状に接続可能な複数の入出力ポートを有し入力された光信号を全ての入出力ポートの出力ポートに分岐して出力する複数の光分岐結合器と、
   前記複数の光分岐結合器の入出力ポート同士を接続する少なくとも一つの光伝送路と、
   を備え、
   前記光伝送路を介して接続される前記複数の光分岐結合器間に、光信号を増幅する光信号増幅装置が設けられ、
   前記光信号増幅装置は、前記光伝送路で双方向の光信号を増幅する一対の増幅手段を備え、
   前記一対の増幅手段のうちの一方は、前記光伝送路において一方側への光信号を増幅可能に構成され、
   前記一対の増幅手段のうち他方は、前記光伝送路において他方側への光信号を増幅可能に構成され、
   一方の前記増幅手段に光信号が入力されて増幅処理を行っているタイミングで、一方の前記増幅手段から他方の前記増幅手段に増幅処理中である旨の信号が与えられ、
   増幅処理中である旨の信号が与えられるのに応じて他方の前記増幅手段が光信号の増幅処理を停止することで、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させる、車両用光通信ネットワークシステム。
2. 複数のノードをスター状に接続可能な入出力ポートを有する複数の光分岐結合器の入出力ポート同士を接続する光伝送路に介装される光信号増幅装置であって、
   光伝送路で双方向の光信号を増幅する一対の増幅手段を備え、
   前記一対の増幅手段のうちの一方は、前記光伝送路において一方側への光信号を増幅可能に構成され、
   前記一対の増幅手段のうち他方は、前記光伝送路において他方側への光信号を増幅可能に構成され、
   一方の前記増幅手段に光信号が入力されて増幅処理を行っているタイミングで、一方の前記増幅手段から他方の前記増幅手段に増幅処理中である旨の信号が与えられ、
   増幅処理中である旨の信号が与えられるのに応じて他方の前記増幅手段が光信号の増幅処理を停止することで、一方の前記増幅手段による増幅処理タイミング若しくは一方の前記増幅手段による増幅処理タイミングから所定時間経過後のタイミングであって、いずれかの前記光分岐結合器でリターンされた光信号の増幅を防止するタイミングで、他方の増幅手段による増幅処理を停止させる、光信号増幅装置。

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