JP2011166550A - Optical communication device, communication harness, and optical communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気的な通信を行う通信装置間を接続して一旦光信号に変換することによって通信線におけるリンギングを抑制し、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、所定のプロトコルに基づく電気的通信と、光通信との混在を実現させることができる光通信装置、通信ハーネス及び光通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system capable of suppressing ringing in a communication line by connecting between communication apparatuses that perform electrical communication and once converting them into an optical signal, thereby improving communication quality between the communication apparatuses. The present invention relates to an optical communication device, a communication harness, and an optical communication system capable of realizing a mixture of electrical communication and optical communication based on this protocol.
車輌には多数のECU(電子制御装置;Electronic Control Unit)が搭載されており、各ECU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等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、通信規約(プロトコル)としてCAN(Control Area Network)が広く採用されている。 A lot of ECUs (Electronic Control Units) are mounted on the vehicle, and each ECU is connected via a communication line and cooperates while exchanging information with each other. The control and the control related to the comfort of the passenger compartment are realized. When an electronic device mounted on a vehicle performs communication, CAN (Control Area Network) is widely adopted as a communication protocol (protocol).
また近年では、車輌に搭載するECUは増加する傾向にあるため、一の通信線(CANバス)によって多くのECUを接続し、多くのECU間で相互に通信を行う必要が生じている。今後、EV(Electric Vehicle)及びHEV(Hybrid EV)が普及することが予想され、車輌に搭載するECUは益々増加すると考えられる。 In recent years, the number of ECUs mounted on vehicles tends to increase, so that it is necessary to connect many ECUs with one communication line (CAN bus) and to communicate with each other between many ECUs. In the future, EVs (Electric Vehicles) and HEVs (Hybrid EVs) are expected to spread, and the number of ECUs installed in vehicles is expected to increase.
しかし、UTP(Unshielded Twisted Pair)ケーブルで構成される一の通信線にて多くのECUを接続すると、分岐部分のインピーダンス不整合によって信号反射等が繰り返されてリンギングが発生し、信号波形が波打った波形となる。このため、閾値によって信号を判定することが難しくなり、通信品質が劣化するという問題が生じる。リンギングは、一の通信線に接続可能なECUの数、一の通信線における分岐位置、及び一の通信線の長さを制限する。 However, when many ECUs are connected with a single communication line composed of UTP (Unshielded Twisted Pair) cables, ringing occurs due to repeated signal reflections due to impedance mismatches at the branch portions, and the signal waveform undulates. Waveform. For this reason, it becomes difficult to determine a signal based on a threshold value, resulting in a problem that communication quality deteriorates. Ringing limits the number of ECUs that can be connected to one communication line, the branch position in one communication line, and the length of one 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くなる。特に、EV及びHEVの普及によって車両内に高電圧ケーブルが配索されている。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ケーブル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はない。 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, with the spread of EVs and HEVs, high voltage cables are routed in vehicles. 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 using a UTP cable, and it is not realistic to change all the connectors and the like in order to support STP.
リンギング防止のため、通信システムは、通信線を複数に分け、異なる通信線にECUを夫々接続して一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:gateway)によって接続される。しかしながら、一の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増大する。 In order to prevent ringing, the communication system is configured to divide a plurality of communication lines, connect ECUs to different communication lines, and limit the number of nodes connected to one communication line. 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 of 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).
従来のECU間の通信では上述したように、CANが広く採用されている。一部を光通信によって実現する場合でも、各ECUがそのままCANに基づく通信機能を利用できることが望ましい。CANの通信機能を利用できれば、従来のECUを接続して通信システムを構築できるからである。 As described above, CAN is widely used in communication between conventional ECUs. Even when a part is realized by optical communication, it is desirable that each ECU can use a communication function based on CAN as it is. This is because, if the CAN communication function can be used, a communication system can be constructed by connecting a conventional ECU.
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。各ノードは自らが送信する場合も、通信線に送信されている信号と自ら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。一部を光通信とした場合でも、自ら送信する信号も他から送信する信号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。 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 to the communication line matches the signal transmitted by itself, and the transmission process is stopped when they do not match. Even when a part of the communication is 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 transmitted from others.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定のプロトコルに基づく通信と、光通信との混在を実現させることができる光通信装置と、該光通信装置を含む通信ハーネスと、該光通信装置を含む光通信システムと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 provide an optical communication device capable of realizing a mixture of communication based on a predetermined protocol and optical communication, and the optical communication device. And an optical communication system including the optical communication device.
第1発明に係る光通信装置は、複数の通信線と夫々接続する複数の接続部と、該複数の接続部に夫々接続され、所定のプロトコルに基づいて生成された信号を、前記複数の通信線を介して送受信する複数の送受信部と、該複数の送受信部から夫々出力される信号を受け付けて電光変換し、電光変換された信号を電気信号へ光電変換して前記複数の送受信部へ各出力する変換器とを備え、該変換器は、前記複数の送受信部から夫々出力される信号を電光変換する複数の発光部と、該複数の発光部からの光信号を混成させる混成部と、該混成部によって混成された光信号を受光して電気信号へ光電変換し、各出力する複数の受光部とを有することを特徴とする。 An optical communication apparatus according to a first aspect of the present invention includes a plurality of connection portions that are respectively connected to a plurality of communication lines, and signals that are respectively connected to the plurality of connection portions and that are generated based on a predetermined protocol. A plurality of transmission / reception units that transmit and receive via a line, and signals that are respectively output from the plurality of transmission / reception units are received and electro-optically converted, and the electro-optically converted signals are photoelectrically converted into electrical signals, and then sent to the plurality of transmission / reception units. A converter for outputting, a plurality of light emitting units for electro-optically converting signals output from the plurality of transmitting and receiving units, and a hybrid unit for mixing optical signals from the plurality of light emitting units, It has a plurality of light receiving sections that receive the optical signal mixed by the hybrid section, photoelectrically convert it into an electrical signal, and output each of the signals.
第2発明に係る光通信装置は、前記所定のプロトコルはCAN(Control Area Network)であることを特徴とする。 The optical communication apparatus according to the second invention is characterized in that the predetermined protocol is CAN (Control Area Network).
第3発明に係る光通信装置は、前記混成部は透明樹脂又はガラスからなることを特徴とする。 The optical communication apparatus according to a third aspect is characterized in that the hybrid part is made of transparent resin or glass.
第4発明に係る光通信装置は、前記混成部の一端側に前記複数の発光部が配置され、他端側に前記複数の受光部が配置されていることを特徴とする。 The optical communication device according to a fourth aspect is characterized in that the plurality of light emitting units are arranged on one end side of the hybrid unit and the plurality of light receiving units are arranged on the other end side.
第5発明に係る光通信装置は、前記混成部の両端側夫々に前記複数の発光部及び前記複数の受光部が混在して配置されていることを特徴とする。 The optical communication apparatus according to a fifth aspect is characterized in that the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units are mixedly disposed on both end sides of the hybrid unit.
第6発明に係る光通信装置は、前記混成部の一端側に配置された前記複数の発光部(又は受光部)は、他端側に配置された前記複数の受光部(又は発光部)と対向していることを特徴とする。 In the optical communication device according to a sixth aspect of the present invention, the plurality of light emitting units (or light receiving units) arranged on one end side of the hybrid unit are connected to the plurality of light receiving units (or light emitting units) arranged on the other end side. It is characterized by facing.
第7発明に係る光通信装置は、前記混成部の一端側にある前記複数の発光部(又は受光部)は、他端側にある前記複数の受光部(又は発光部)に対し、前記混成部の軸を中心に回転させた位置に配置されていることを特徴とする。
In the optical communication device according to a seventh aspect of the present invention, the plurality of light emitting units (or light receiving units) on one end side of the hybrid unit is mixed with the plurality of light receiving units (or light emitting units) on the other end side. It is arrange | positioned in the position rotated centering on the axis | shaft of a part.
第8発明に係る通信ハーネスは、複数の前記通信線と、複数の該通信線が接続された第1発明乃至第7発明のいずれか1つに記載の光通信装置とを含むことを特徴とする。 A communication harness according to an eighth invention includes a plurality of the communication lines and the optical communication device according to any one of the first to seventh inventions, to which the plurality of communication lines are connected. To do.
第9発明に係る光通信システムは、複数の通信装置が夫々接続された複数の前記通信線と、複数の該通信線が接続された第1発明乃至第7発明のいずれか1つに記載の光通信装置とを含むことを特徴とする。 An optical communication system according to a ninth aspect is the optical communication system according to any one of the first to seventh aspects, wherein the plurality of communication lines are connected to a plurality of communication devices, and the plurality of communication lines are connected. And an optical communication device.
本発明では、複数の送受信部で通信線から所定のプロトコルに基づいて受信された信号は、変換器へ各出力され、変換器の複数の発光部に夫々入力される。複数の発光部では、入力された信号が光信号(光の有無)に変換される。複数の発光部から光信号が夫々発光され、混成部で混成される。混成された光信号は受信部にて受光される。このとき、複数の発光部から発光された各光信号は区別されることなく複数の受光部夫々にて受光される。複数の受光部は夫々、混成部から混成された光信号を受光して電気信号に変換し、送受信部に夫々出力する。変換器の受光部から送受信部に出力された信号は、送受信部にて入力され所定のプロトコルに基づき通信線に送信される。
複数の送受信部で受信された各信号は、電磁ノイズ又はリンギングの影響を受けない光信号に一回変換された後、混成され、全ての送受信部に区別なく出力されることから、光通信によって電気的な通信線を分離して各通信線のノード数を少なくできると共に、各送受信部を介して電気的な通信信号を送信したノードは、自らが送信した信号を光通信装置経由で監視することができ、所定のプロトコルに基づく通信を継続することができる。なお、所定のプロトコルとして、既存のCANのプロトコルを用いる場合が有効である。
In the present invention, signals received from a communication line by a plurality of transmission / reception units based on a predetermined protocol are output to a converter and input to a plurality of light emitting units of the converter, respectively. In the plurality of light emitting units, the input signal is converted into an optical signal (the presence or absence of light). Optical signals are emitted from the plurality of light emitting units, respectively, and are mixed in the hybrid unit. The mixed optical signal is received by the receiving unit. At this time, each optical signal emitted from the plurality of light emitting units is received by each of the plurality of light receiving units without being distinguished. Each of the plurality of light receiving units receives the optical signal mixed from the hybrid unit, converts it into an electrical signal, and outputs it to the transmission / reception unit. A signal output from the light receiving unit of the converter to the transmission / reception unit is input by the transmission / reception unit and transmitted to the communication line based on a predetermined protocol.
Each signal received by a plurality of transmission / reception units is converted into an optical signal that is not affected by electromagnetic noise or ringing, then mixed and output to all transmission / reception units without distinction. A node that transmits an electrical communication signal via each transmission / reception unit monitors the signal transmitted by the node via an optical communication device while reducing the number of nodes of each communication line by separating the electrical communication line. And communication based on a predetermined protocol can be continued. It is effective to use an existing CAN protocol as the predetermined protocol.
本発明では、混成部は透明樹脂又はガラスからなる。この場合、光信号強度の損失が小さくなり、光の伝搬が効率的になる。好ましくは、透明樹脂又はガラスを金属スリーブで覆い、外部からの光を遮蔽すると良い。 In the present invention, the hybrid portion is made of a transparent resin or glass. In this case, the loss of optical signal intensity is reduced, and light propagation is efficient. Preferably, the transparent resin or glass is covered with a metal sleeve to shield light from the outside.
本発明では、混成部の一端側に複数の発光部を配置し、他端側に複数の受光部を配置しても良い。この場合、光信号の授受が効率的になる。 In the present invention, a plurality of light emitting units may be arranged on one end side of the hybrid unit, and a plurality of light receiving units may be arranged on the other end side. In this case, transmission / reception of optical signals becomes efficient.
本発明では、混成部の両端側夫々に複数の発光部及び複数の受光部が混在して配置されても良い。この場合、変換器に接続される配線の柔軟性が向上する。 In the present invention, a plurality of light emitting units and a plurality of light receiving units may be mixed and arranged on both end sides of the hybrid unit. In this case, the flexibility of the wiring connected to the converter is improved.
本発明では、混成部の両端側夫々に配置される複数の発光部と複数の受光部とが対向する位置に配置されても良い。この場合、発光部からの光を各受光部にて効率的に受光できる。 In the present invention, a plurality of light emitting units and a plurality of light receiving units arranged on both ends of the hybrid unit may be arranged at positions facing each other. In this case, the light from the light emitting unit can be efficiently received by each light receiving unit.
本発明では、混成部の両端側夫々に配置される複数の発光部と複数の受光部とは、混成部の軸を中心に回転させた位置に対称に配置されても良い。この場合、発光部から発光される光を、一部の受光部のみならず、各受光部にて効率よく受光できる。 In the present invention, the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units disposed on both ends of the hybrid unit may be disposed symmetrically at positions rotated around the axis of the hybrid unit. In this case, the light emitted from the light emitting unit can be efficiently received not only by some of the light receiving units but also by each of the light receiving units.
本発明による場合、複数の送受信部夫々に電気的通信線を接続することによって、光通信を混在させた通信システムを容易に構築することができる。更に、一の送受信部が受信して変換器へ入力した信号は、当該変換器の発光部から光信号として発せられると、他の送受信部に接続される受信部のみならず同一の送受信部と接続される受信部でも区別なく受光して送受信部に入力する。これにより、光信号を混在させても自ら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り、所定のプロトコルに基づく通信と、光通信との混在を実現させることができる。 According to the present invention, a communication system in which optical communication is mixed can be easily constructed by connecting an electrical communication line to each of a plurality of transmission / reception units. Furthermore, when a signal received by one transmitter / receiver and input to a converter is emitted as an optical signal from the light emitting unit of the converter, not only a receiver connected to another transmitter / receiver but also the same transmitter / receiver The connected receiving unit receives the light without discrimination and inputs it to the transmitting / receiving unit. As a result, even if optical signals are mixed, it is possible to always monitor signals transmitted to the communication line including the signals transmitted by itself, and it is possible to mix communication based on a predetermined protocol and optical communication. Can be realized.
(実施の形態1)
以下、本発明に係る光通信装置を、その実施の形態1を示す図面に基づいて詳述する。図1は、実施の形態1における光通信装置1の構成を示すブロック図である。光通信装置1は、通信線4,4に夫々接続される接続部10,10と、送受信部2a,2bと、変換器3とを備える。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an optical communication apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the first embodiment. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an
接続部10は、UTPケーブルである通信線4が接続されるコネクタである。接続部10,10は夫々、送受信部2a又は2bとメタル線11によって接続されている。
The
送受信部2a,2bは夫々、送信部20及び受信部21を備え、接続部10で接続される通信線4を介し、CANのプロトコルに則った通信を実現する。送受信部2a,2bはメタル線11,11,・・・,11によって変換器3と接続される。
Each of the transmission /
送受信部2a又は2bの受信部21は、CANのプロトコルに則って通信線4における差動信号を検知し、デジタル信号(0:ドミナント/1:レセッシブ)に変換し、受信端子Rxから変換器3へ出力する。送受信部2a又は2bの送信部20は、変換器3から送信すべく出力されたデジタル信号を送信端子Txから受け付け、差動信号に変換し、CANのプロトコルに則って通信線4へ送信する。
The
変換器3は、送受信部2a及び2bから出力される信号を入力して一旦光信号に変換し、且つ変換した光信号を再度全て受光して電気的信号に変換し、送受信部2a及び2bに送信すべく出力する。変換器3は、電光変換する2つの発光部30,30と、発光部30,30から電光変換された光を混成する混成部31と、混成部31によって混成された光を光電変換する2つの受光部32,32とを備えている。
The
発光部30,30は、有底円筒状の金属箱体を有し、内部に、光軸が箱体と同軸になるように設置された発光素子を備える。発光素子に例えばLED(Light Emitting Diode)が用いられる。金属箱体の一方の底にLEDから光を外部へ出力させる開口部が形成されている。発光部30,30は、当該開口部及びLEDの発光面が混成部31内部へ向くように、後述する円柱状をなす混成部31の一方の端面に並設されている。
The
発光部30,30は、送受信部2a及び2bから出力されるデジタル信号を受け付け、受け付けた信号に応じて発光することによって、光信号を出力する。なお、発光部30,30は、受け付けたデジタル信号「1(レセッシブ)」に対応して消灯し、「0(ドミナント)」に対応して点灯する。
The
受光部32,32は、発光部30,30と同様に、有底円筒状の金属箱体を有し、内部に光軸が箱体と同軸になるように設置された受光素子を備える。受光素子に例えばPD(Photo Diode)が用いられる。金属箱体の一方の底に外部からの光をPDに受光させるための開口部が形成されている。受光部32,32は、当該開口部及びPDの受光面が混成部31内部へ向くように、混成部31の発光部30,30と反対側の端面に並設されている。
Similar to the
受光部32,32は、混成部31から受光した光の点灯及び消灯をデジタル信号に変換し、送受信部2a及び2bに出力する。受光部32,32は、混成部31を介して光を受光していない場合(光強度が一定値未満である場合)、デジタル信号の「1(レセッシブ)」を出力し、光を受光した場合(光強度が一定値以上である場合)、「0(ドミナント)」を出力する。
The
混成部31は、円柱状をなす透明樹脂である。混成部31にガラスを用いても良い。混成部31は、外部からの光を遮蔽すべく金属スリーブで覆われている。また、混成部31は中空の円筒状をなす金属スリーブにて構成されても良いし、金属スリーブ内に透明樹脂を充填して構成されても良い。混成部31の一方の端面に設置された2つの発光部30,30のいずれか一方又は両方が発光した場合、混成部31内が光り、受光部32,32の両方で受光される。
The
このような構成によって、光通信装置1では、一の送受信部2aにて受信した信号は、変換器3で一旦、光信号に変換され、2つの受光部32,32のいずれにおいても受光され、2つの送受信部2a及び2b夫々に区別なく出力される。従って、一の送受信部2aに接続される通信線4へ送信された信号は、当該通信線4のみならず、送受信部2bに接続される通信線4でも常に監視される。また、送受信部2a,2b夫々に接続される通信線4,4において、CANのプロトコルに基づく調停処理も可能となる。
With such a configuration, in the
このようにして光通信装置1を用いることによってCANのプロトコルに基づく通信と、光通信との混在を実現させることができる。
By using the
図1に示したように、実施の形態1では、混成部31の両端面に、同一の送受信部2a又は2bに接続される発光部30と受光部32とを、発光面と受光面とが対向するように配置する構成とした。しかしながら、変換器3の構成はこれに限らない。図2は、実施の形態1における光通信装置1の変換器3の変形例を模式的に示す模式図である。図2では、同一の送受信部2a又は2bに接続される発光部30及び受光部32の位置が、混成部36の軸を中心に回転させた位置に対称に配置される。以上のように、混成部36の両端面にて、発光部30,30及び受光部32,32の位置は図2のように回転対称の位置にあっても良い。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the
また、混成部31又は36の形状は円柱に限定されない。例えば四角柱や楕円体でも良い。あるいは、ガラス基板や半導体基板上に形成された導波路を用いても良い。また、発光部30及び受光部32を円筒状の金属箱体に収める構造としたが、光の結合効率の劣化又は迷光の侵入が問題にならない構造であれば、これに限らない。
Moreover, the shape of the
図3は、実施の形態1における光通信装置1を含む光通信システム60の構成を示すブロック図である。光通信システム60は、例えば車輌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される。図3のブロック図に示す光通信システム60は、光通信装置1と、光通信装置1に接続される通信線4,4とからなり、複数のECU5,5,・・・,5用のコネクタを通信線4,4夫々に有する通信ハーネス40に、ECU5,5,・・・,5が接続されて構成される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an
通信ハーネス40を構成しておくことで、ECU5,5,・・・,5を接続するのみで通信線4,4間を接続し、データの送受信を制御するゲートウェイなしにCANに基づく通信と光通信とを混在させた光通信システム60を容易に構築することができる。これにより、リンギングの影響を抑制しつつ、従来のCANのプロトコルに則って通信を実現することができる。
By configuring the
実施の形態1は、CANに基づく電気的通信と光通信とを混在させること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4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に適用できる。
In the first embodiment, the system capable of mixing electrical communication and optical communication based on CAN has been described. However, the present invention is not limited to CAN, and can be applied to communication based on a protocol that constantly monitors and detects a collision including a signal transmitted to the
なお実施の形態1に係る光通信装置1は2つの接続部10,10を有する構成とした。しかしながら、接続部10の数は2つとは限らず、設計に応じて任意の数の接続部10を有する構成とすることができる。なお、例えば接続部10の数を4つとする場合は、変換器3内の発光部30及び受光部32も4組必要である。
The
(実施の形態2)
以下、本発明に係る光通信装置を、その実施の形態2を示す図面に基づいて詳述する。図4は、実施の形態2における光通信装置7の構成を示すブロック図である。光通信装置7は、通信線4,4,4,4に夫々接続される接続部10,10,10,10と、送受信部2a,2b,2c,2dと、変換器3aとを備える。
(Embodiment 2)
Hereinafter, an optical communication apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing a second embodiment thereof. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the
接続部10は、UTPケーブルである通信線4が接続されるコネクタである。接続部10,10,10,10は夫々、送受信部2a,2b,2c,又は2dとメタル線11によって接続されている。
The
送受信部2a,2b,2c,2dは夫々、送信部20及び受信部21を備え、接続部10で接続される通信線4を介し、CANのプロトコルに則った通信を実現する。送受信部2a,2b,2c,2dはメタル線11,11,・・・,11によって変換器3aと接続される。
Each of the transmission /
送受信部2a,2b,2c,又は2dの受信部21は、CANのプロトコルに則って通信線4における差動信号を検知し、デジタル信号(0:ドミナント/1:レセッシブ)に変換し、受信端子Rxから変換器3aへ出力する。送受信部2a,2b,2c,又は2dの送信部20は、変換器3aから送信すべく出力されたデジタル信号を送信端子Txから受け付け、差動信号に変換し、CANのプロトコルに則って通信線4へ送信する。
The
変換器3aは、送受信部2a,2b,2c,及び2dから出力される信号を入力して一旦光信号に変換し、且つ変換した光信号を再度全て受光して電気的信号に変換し、送受信部2a,2b,2c,及び2dに送信すべく出力する。変換器3aは、電光変換する発光部30,30,30,30と、発光部30,30,30,30が電光変換した光を混成する混成部37と、混成部37によって混成された光を光電変換する受光部32,32,32,32とを備えている。
The
発光部30,30,30,30は、有底円筒状の金属箱体を有し、内部に、光軸が箱体と同軸になるように設置された発光素子を備える。発光素子に例えばLED(Light Emitting Diode)が用いられる。金属箱体の一方の底にLEDから光を外部へ出力させる開口部が形成されている。発光部30,30,30,30は、当該開口部及びLEDの発光面が混成部37内部へ向くように、後述する円柱状をなす混成部37の両端面に2つずつ設置されている。
The
発光部30,30,30,30は、送受信部2a,2b,2c,及び2dから出力されるデジタル信号を受け付け、受け付けた信号に応じて発光することによって、光信号を出力する。なお、発光部30,30,30,30は、受け付けたデジタル信号「1(レセッシブ)」に対応して消灯し、「0(ドミナント)」に対応して点灯する。
The
受光部32,32,32,32は、発光部30,30,30,30と同様に、有底円筒状の金属箱体を有し、内部に光軸が箱体と同軸になるように設置された受光素子を備える。受光素子に例えばPD(Photo Diode)が用いられる。金属箱体の一方の底に外部からの光をPDに受光させるための開口部が形成されている。受光部32,32,32,32は、当該開口部及びPDの受光面が混成部37内部へ向くように、混成部37の両端面に2つずつ設置される。従って、混成部37の両端面夫々において、発光部30,30及び受光部32,32が混在して配置される。
The
受光部32,32,32,32は、混成部37から受光した光の点灯及び消灯をデジタル信号に変換し、送受信部2a,2b,2c,及び2dに出力する。受光部32,32,32,32は、混成部37を介して光を受光していない場合(光強度が一定値未満である場合)、デジタル信号の「1(レセッシブ)」を出力し、光を受光した場合(光強度が一定値以上である場合)、「0(ドミナント)」を出力する。
The
混成部37は、円柱状をなす透明樹脂である。図5は、実施の形態2における光通信装置7の変換器3aを模式的に示す模式図である。混成部37は両端面に2つの受光部32,32と2つの発光部30,30とを夫々備えている。混成部37の一の端面にて、2つの発光部30,30(又は2つの受光部32,32)は、混成部37の軸に対して対称の位置にある。また、一の端面において、発光部30,30及び受光部32,32は、混成部37の軸に対して回転対称の位置に配置されている。同一の送受信部2a,2b,2c,又は2dと接続する発光部30及び受光部32は発光面と受光面とが対向するように構成される。混成部37の両端面に設置された4つの発光部30,30,30,30の内少なくとも1つが発光した場合、混成部37内が光り、受光部32,32,32,32の全てで受光される。
The
このような構成によって、光通信装置7では、一の送受信部2aにて受信した信号は、変換器3aで一旦、光信号に変換され、4つの受光部32,32,32,32のいずれにおいても受光され、4つの送受信部2a,2b,2c,及び2d夫々に区別なく出力される。従って、一の送受信部2aに接続される通信線4へ送信された信号は、当該通信線4のみならず、送受信部2b,2c,及び2d夫々に接続される通信線4,4,4でも常に監視される。また、送受信部2a,2b,2c,2d夫々に接続される通信線4,4,4,4において、CANのプロトコルに基づく調停処理も可能となる。
With such a configuration, in the
このようにして光通信装置7を用いることによってCANのプロトコルに基づく通信と、光通信との混在を実現させることができる。なお、実施の形態2では、混成部37の一方の端面に発光部30と受光部32とが混在する構成としたが、発光部30,30,30,30が混成部37の一方の端面に配置され、受光部32,32,32,32が混成部37の他方の端面に配置される構成としても良い。また、一の発光部30の光が、各受光部32に受光される構成となっていれば良く、混成部37の形状に応じて適宜配置すれば良い。
By using the
図6は、実施の形態2における光通信装置7を含む光通信システム61の構成を示すブロック図である。光通信システム61は、例えば車輌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される。図6のブロック図に示す光通信システム61は、光通信装置7と、光通信装置7に接続される通信線4,4,4,4とからなり、複数のECU5,5,・・・,5用のコネクタを通信線4,4,4,4夫々に有する通信ハーネス41に、ECU5,5,・・・,5が接続されて構成される。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an
通信ハーネス41を構成しておくことで、ECU5,5,・・・,5を接続するのみで通信線4,4,4,4間を接続し、GWなしにCANに基づく通信と光通信とを混在させた光通信システム61を容易に構築することができる。これにより、リンギングの影響を抑制しつつ、従来のCANのプロトコルに則って通信を実現することができる。
By configuring the
光通信装置7は、CANに基づく電気的通信と光通信とを混在させること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4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に適用できる。
The
なお実施の形態2に係る光通信装置7は4つの接続部10,10,10,10を有する構成とした。しかしながら、接続部10の数は4つとは限らず、設計に応じて任意の数の接続部10を有する構成とすることができる。
The
なお、開示された実施の形態1及び実施の形態2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。
It should be considered that the disclosed
1、7 光通信装置
10 接続部
2a、2b、2c、2d 送受信部
3、3a 変換器
30 発光部
31、36、37 混成部
32 受光部
4 通信線
40、41 通信ハーネス
60、61 光通信システム
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該複数の接続部に夫々接続され、所定のプロトコルに基づいて生成された信号を、前記複数の通信線を介して送受信する複数の送受信部と、
該複数の送受信部から夫々出力される信号を受け付けて電光変換し、電光変換された信号を電気信号へ光電変換して前記複数の送受信部へ各出力する変換器と
を備え、
該変換器は、
前記複数の送受信部から夫々出力される信号を電光変換する複数の発光部と、
該複数の発光部からの光信号を混成させる混成部と、
該混成部によって混成された光信号を受光して電気信号へ光電変換し、各出力する複数の受光部と
を有すること
を特徴とする光通信装置。 A plurality of connection portions respectively connecting to a plurality of communication lines;
A plurality of transmission / reception units respectively connected to the plurality of connection units and transmitting / receiving signals generated based on a predetermined protocol via the plurality of communication lines;
A converter that receives and electro-optically converts signals output from the plurality of transmitting / receiving units, photoelectrically converts the electro-optically converted signals into electric signals, and outputs the signals to the plurality of transmitting / receiving units, respectively.
The converter
A plurality of light emitting units for electro-optically converting signals output from the plurality of transmitting / receiving units, respectively;
A hybrid unit that mixes optical signals from the plurality of light emitting units;
An optical communication device comprising: a plurality of light receiving units that receive the optical signals mixed by the hybrid unit, photoelectrically convert them into electrical signals, and output the signals.
を特徴とする請求項1に記載の光通信装置。 The optical communication apparatus according to claim 1, wherein the predetermined protocol is CAN (Control Area Network).
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光通信装置。 The optical communication apparatus according to claim 1, wherein the hybrid unit is made of a transparent resin or glass.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の光通信装置。 The plurality of light emitting units are arranged on one end side of the hybrid unit, and the plurality of light receiving units are arranged on the other end side. Optical communication device.
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の光通信装置。 The optical communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units are mixedly disposed on both ends of the hybrid unit. .
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の光通信装置。 The plurality of light emitting units (or light receiving units) arranged on one end side of the hybrid unit are opposed to the plurality of light receiving units (or light emitting units) arranged on the other end side. The optical communication device according to any one of claims 1 to 5.
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の光通信装置。 The plurality of light emitting units (or light receiving units) on one end side of the hybrid unit is rotated around the axis of the hybrid unit with respect to the plurality of light receiving units (or light emitting units) on the other end side. The optical communication device according to claim 1, wherein the optical communication device is disposed in the optical communication device.
を特徴とする通信ハーネス。 A communication harness comprising: the plurality of communication lines; and the optical communication device according to any one of claims 1 to 7 to which the plurality of communication lines are connected.
を特徴とする光通信システム。 A plurality of communication lines to which a plurality of communication devices are respectively connected, and an optical communication device according to any one of claims 1 to 7 to which the plurality of communication lines are connected. Optical communication system.
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