光通信システム及び接続装置
【課題】通信可能な電子機器の数を増すことができると共に、電気的遅延の影響を抑制して高品質な通信を行うことができる光通信システム及び接続装置を提供する。
【解決手段】アクティブ型の光信号中継装置１と複数のパッシブ型の光合成器３及び光分配器４とを用いて複数の光通信装置２がＣＡＮプロトコルによる調停処理を行うことができる通信システムを構成する。詳しくは、信号中継装置１を根ノードとし、光合成器３及び光分配器４の各組をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置２をそれぞれ葉ノードとした木構造の光通信システムとする。このときに、光信号中継装置１及び各光通信装置２の間に介在する光合成器３及び光分配器４の数が等しくなるように、光合成器３及び光分配器４による木構造を構成することが好ましい。
【解決手段】アクティブ型の光信号中継装置１と複数のパッシブ型の光合成器３及び光分配器４とを用いて複数の光通信装置２がＣＡＮプロトコルによる調停処理を行うことができる通信システムを構成する。詳しくは、信号中継装置１を根ノードとし、光合成器３及び光分配器４の各組をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置２をそれぞれ葉ノードとした木構造の光通信システムとする。このときに、光信号中継装置１及び各光通信装置２の間に介在する光合成器３及び光分配器４の数が等しくなるように、光合成器３及び光分配器４による木構造を構成することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子機器が光信号を介して情報の送受信を行う光通信システム、及びこのシステムに用いることができるジャンクションボックスなどの接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌に搭載された複数の電子機器間の通信にはＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルが広く採用されている（非特許文献１、２参照）。ＣＡＮの通信プロトコルでは、複数の電子機器が共通のＣＡＮバスに接続されるため、複数の電子機器が同時的に送信処理を行って衝突が発生した場合には、各電子機器で調停処理（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。アービトレーションを行うために、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い、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。
【０００３】
一方、近年では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）等の車輌が普及し始めており、これらの車輌では、従来の車輌と比較して多くの電子機器が搭載され、より多くの電子機器が通信を行う必要がある。しかし、ＣＡＮプロトコルによる通信を多くの電子機器で行うためには、ＵＴＰ（Unshielded Twist Pair cable）などで構成されるＣＡＮバスに多く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という問題がある。リンギングの影響によってＣＡＮバスに接続する電子機器の数が限界に達した場合、ゲートウェイを介して複数のＣＡＮバスを接続する必要がある。このため、１つのＣＡＮバスに対する接続可能数より１つでも多くの電子機器が通信を行うためには、車輌にゲートウェイを搭載する必要があり、車輌の部品点数の増加及び高コスト化の要因となる。
【０００４】
また、ＥＶ又はＨＥＶ等では車輌内に高電圧用のケーブルが配され、高電圧用ケーブルからの電磁ノイズの影響を低減するためにＣＡＮバスなどの通信ケーブルはシールド処理を施す必要がある。しかし、シールド処理を施すことによって、通信ケーブルのサイズ及び重量等が増大し、車輌の軽量化を阻害すると共に、高コスト化を招来するという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＳＯ １１８９８−１：２００３ Road vehicles--Controller area network（ＣＡＮ）--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ １１５１９−１：１９９４ Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信ケーブルに分岐部分を設けることによりリンギングが発生するという問題、並びに、シールド処理によって通信ケーブルのサイズ及び重量等が増大するという問題を解決するために、本願発明者は、車輌に搭載された複数の電子機器間を光ファイバなどの光ケーブルを用いて接続し、複数の電子機器がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行う構成を提案している。電子機器間を光ケーブルにて接続することによって、光ケーブルはリンギングを含む電磁ノイズが発生することはなく、高電圧用ケーブルを含むノイズ源からの影響を受けることがないため、上記の問題を解決することができる。
【０００７】
本願発明者が提案する構成は、例えばＮ個の電子機器がＣＡＮプロトコルによる光通信を行うために、Ｎ入力Ｎ出力のパッシブ（受動型）の光スターカプラをＣＡＮバスとして用い、各電子機器と光スターカプラの入出力とをそれぞれ光ケーブルで接続する構成である。この構成によって、各電子機器は、自らが送信した信号に対してＣＡＮバスの信号が変化したか否か、即ち通信の衝突が発生したか否かを判断することが可能となり、ＣＡＮプロトコルによる光通信が可能となる。ただしこの構成では、光スターカプラにて光信号が分配されるため、接続する電子機器の数が多い場合に光信号のパワーが低下し、通信品質が低下する虞がある。
【０００８】
また、本願発明者が提案する別の構成は、複数の光トランシーバを備えるアクティブ（能動型）の光信号中継装置を用い、各電子機器と光信号中継装置とをそれぞれ光ケーブルで接続する構成である。この構成では、各電子機器が備える光トランシーバと光信号中継装置が備えるトランシーバとが一対一で接続されるため、光信号中継装置には多くの光トランシーバを搭載する必要があり、多くの光トランシーバを動作させるために多くの電力が必要とされる。またこの構成では、複数の光信号中継装置を他段階で接続することによって、多数の電子機器を接続することが可能であるが、光信号中継装置内においては複数の光トランシーバ間で電気信号の授受が行われるため、電気的な遅延が発生する虞がある。
【０００９】
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、通信可能な電子機器の数を増すことができると共に、電気的遅延の影響を抑制して高品質な通信を行うことができる光通信システム、及びこのシステムに用いられる接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光通信システムは、送信用及び受信用の一組の光通信線が接続される接続部、並びに、該接続部に接続された光通信線を介して、優性値及び劣性値の２値で表される光信号を送受信する送受信部をそれぞれ有する複数の光通信装置と、一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器とを備え、前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記光通信装置の接続部にそれぞれ接続され、前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記光通信装置の接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光通信システムは、前記光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光通信システムは、各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光通信システムは、赤外線による無線信号を送受信する赤外線送受信部を有する赤外線無線通信装置を更に備え、前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る接続装置は、送信用及び受信用の一組の光通信線を介して外部機器が接続される外部接続部を複数備える接続装置であって、一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器とを備え、前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記外部接続部にそれぞれ接続され、前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記外部接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る接続装置は、前記光信号中継装置から各外部接続部までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る接続装置は、各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る接続装置は、前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあり、外部機器との間で赤外線による無線信号を送受信するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、光信号及び電気信号の変換を行う複数の送受信部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を電気信号に変換して複数の送受信部へ分配し、光信号に変換して出力する能動型の光信号中継装置と、入力された複数の光信号を合成して出力する受動型の光合成器及び入力された光信号を複数に分配する受動型の光分配器とを用いて複数の光通信装置を接続し、光通信システムを構成する。
光信号中継装置の各接続部には、一組の光通信線を介して、一組の光合成器及び光分配器を接続する。これにより、光信号中継装置には接続部の数に応じた組数の光合成器及び光分配器が接続される。また光合成器の光入力部及び光分配器の光出力部には、一組の光通信線を介して、光通信装置又は他の一組の光合成器及び光分配器を接続する。即ち、光合成器及び光分配器には、光通信装置を接続してもよく、多段階に他の光合成器及び光分配器を接続してもよい。なお、一組の光合成器及び光分配器に他の一組の光合成器及び光分配器を接続する場合、一方の組の光合成器の光入力部と他方の組の光合成器の光出力部とを一組の光通信線の一方にて接続し、一方の組の光分配器の光出力部と他方の組の光分配器の光入力部とを一組の光通信線の他方にて接続する。
即ち、この構成は、光信号中継装置を根（ルート）ノードとし、各組の光合成器及び光分配器をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置をそれぞれ葉ノードとした木構造の接続である。
【００１９】
上記の構成によって、光信号中継装置には、一段階又は多段階の光合成器及び光分配器を介して、複数の光通信装置が接続される。光通信装置が送信した光信号は、一又は複数の光合成器によって合成されて光信号中継装置へ入力され、光信号中継装置はこの光信号を全ての光分配器へ分配し、各分配器が全ての光通信装置へ光信号を分配する。よって各光通信装置は、自らが送信した光信号及び他の光通信装置が送信した光信号が合成された光信号を受信することができる。これにより、光の有／無を優性値（ドミナント）／劣性値（レセシブ）に対応付けた光信号を送受信することによって、ＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができる。
光信号中継装置及び複数の光通信装置の間に、光合成器及び光分配器は多段階で接続できる構成であるため、容易に多数の光通信装置を接続して通信システムを構成することができる。能動型の光信号中継装置に受動型の光合成器及び光分配器を複数接続する構成であるため、多数の光通信装置を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できると共に、電気的な信号の遅延を光信号中継装置のみに抑えることができるため、高品質な通信を行うことができる。
【００２０】
また、本発明においては、光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する光合成器及び光分配器の数が等しくなるように接続を行う。これにより、各光通信装置間を送受信される光信号の通信経路の距離が略等しくなり、各光通信装置が略同じタイミングで光信号の送受信を行うことができるため、高品質な通信を実現できる。
【００２１】
また、本発明においては、２入力１出力の光合成器と、１入力２出力の光分配器とを組にして用い、光信号中継装置及び複数の光通信装置間の接続を行う。２入力１出力又は１入力２出力の構成は、最も簡易な構成であるため低コストであると共に、２分木構造で光通信装置を接続できるため、容易且つ効率のよい接続が実現できる。
【００２２】
また車輌内においては、通信用のケーブルを著しく屈曲させなければならないなど、通信用ケーブル（特に光通信線）の配設が困難な場合がある。
そこで本発明においては、光信号中継装置に赤外線による無線信号の送受信を行う機能を設け、赤外線無線通信装置との間で光信号中継装置が赤外線を介した無線通信を行うことが可能な構成とする。光信号中継装置は、光通信線を介して受信した信号と共に、赤外線を介して受信した信号の分配を行う。これにより、光通信線を介した有線のネットワークと、赤外線を介した無線のネットワークとが混在した光通信システムを実現できる。よって、光通信線の配設が困難な箇所については赤外線による無線通信を適用することができ、車輌などにおける通信装置の配置の自由度などを高めることができる。なお、赤外線無線通信装置と光信号中継装置との間には、鏡又はプリズム等のように赤外線を導くための光学素子を配してもよい。
【００２３】
また、本発明においては、上記の光信号中継装置、光合成器及び光分配器を１つの筐体などに収容し、ジャンクションボックスなどの接続装置とする。接続装置に設けられた複数の外部接続部には、一組の光通信線を介して外部装置（上記の光通信装置、又は、他の接続装置、光信号中継装置、光合成器若しくは光分配器等であってもよい）が接続され、接続された複数の外部装置間の光通信を接続装置が中継する。光信号中継装置、光合成器及び光分配器を１つの接続装置として提供することにより、複数の外部装置の接続を容易化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、光信号中継装置の複数の接続部に光通信性を介して光合成器及び光分配器の組を（一段階又は多段階で）それぞれ接続し、各組の光合成器及び光分配器に光通信装置をそれぞれ接続した木構造の光通信システムを構成することによって、各光通信システムから送信された光信号は、光合成器によって合成されて光信号中継装置へ入力され、光信号中継装置によって光分配器へ分配され、各光分配器によって全ての光通信装置へ分配される。各光通信装置は、自らが送信した光信号及び他の光通信装置が送信した光信号が合成された光信号を受信することができ、ＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができるため、ＣＡＮプロトコルによる通信システムの光通信化を実現でき、リンギング及び外部からのノイズ等の影響のない高品質な通信を行うことができる。
この構成では、光信号中継装置及び複数の光通信装置の間に、光合成器及び光分配器の組を多段階で接続できるため、容易に多数の光通信装置を接続して光通信システムを構成することができ、光通信システム中の光通信装置の数を容易に増大させることができる。また、能動型の光信号中継装置に受動型の光合成器及び光分配器を複数接続する構成であるため、多数の光通信装置を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できると共に、電気的な信号の遅延を光信号中継装置のみに抑えることができるため、信号遅延の発生を最大限に抑制して高品質な通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】光信号中継装置の構成を示すブロック図である。
【図４】光合成器及び光分配器の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光通信システムの構成を示す模式図である。
【図８】赤外線無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】光信号中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（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、本発明の実施の形態１に係る光通信システムの構成を示す模式図である。図において一点鎖線で示す９９は車輌であり、実施の形態１の光通信システムは、車輌９９に搭載された複数の光通信装置２を、１つの光信号中継装置１と、複数の光合成器３及び光分配器４と、光通信線とを介して接続した構成である。なお図１においては、光通信線を矢印で示すが、これは光信号が伝達される方向を示している。また図１において、光分配器４と、光分配器４に接続された光通信線とは、破線で示してある。
【００２７】
図示の例の光通信システムは、１個の光信号中継装置１と、１６個の光通信装置２と、１２個の光合成器３と、１２個の光分配器４と、これらの構成要素を接続する複数の光通信線とを備えている。本光通信システムにおいて、光合成器３及び光分配器４は、それぞれ１個ずつを１組として用いられ、また、光信号の伝達方向が逆の２本の光通信線が１組として用いられる。
【００２８】
光信号中継装置１は、４組の光通信線が接続されており、この各組の光通信線には光合成器３及び光分配器４がそれぞれ接続されている（光信号中継装置１には、４組の光通信線を介して、４組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。即ち、光信号中継装置１には、受信用の光通信線（実線矢印）及び送信用の光通信線（破線矢印）が４本ずつ接続可能であり、受信用の光通信線を介して光合成器３がそれぞれ接続され、送信用の光通信線を介して光分配器４がそれぞれ接続されている。光信号中継装置１は、４つの受信用の光通信線を介して受信した光信号を合成し、合成した光信号を４つの送信用の光通信線を介して送信する処理を行う。なお、以下においては、光信号中継装置１に光通信線を介して接続された４組の光合成器３及び光分配器４を、１段目の光合成器３及び光分配器４という。
【００２９】
光合成器３は、入力された２つの光信号を１つの光信号に合成して出力する２入力１出力の光学部品である。また光分配器４は、入力された２つの信号を２つに分配して出力する１入力２出力の光学部品である。光合成器３及び光分配器４は２個を１組として用いられ、１組の光合成器３及び光分配器４については、光合成器３の出力及び光分配器４の入力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続され、光合成器３の一方の入力及び光分配器４の一方の出力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続され、光合成器３の他方の入力及び光分配器４の他方の出力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続される。
【００３０】
光合成器３及び光分配器４は、一側（光合成器３の出力及び光分配器４の入力が設けられた側）に１組の光通信線が接続され、他側（光合成器３の入力及び光分配器４の出力が設けられた側）に２組の光通信線が接続される。一側にて光通信線を介して光信号中継装置１に接続された１段目の光合成器３及び光分配器４は、他側にて２組の光通信線を介して２組の光合成器３及び光分配器４が接続されている（４組の１段目の光合成器３及び光分配器４には、８組の光通信線を介して、８組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。即ち、１段目の光合成器３の出力には、光信号中継装置１が光通信線を介して接続されると共に、１段目の光合成器３の２つの入力には、他の２つの光合成器３の出力がそれぞれ光通信線を介して接続される。同様に、１段目の光分配器４の入力には、光信号中継装置１が光通信線を介して接続されると共に、１段目の光分配器４の２つの出力には、他の２つの光分配器４の入力がそれぞれ光通信線を介して接続される。なお、以下においては、１段目の光合成器３及び光分配器４に接続された８組の光合成器３及び光分配器４を、２段目の光合成器３及び光分配器４という。
【００３１】
一側にて１段目の光合成器３及び光分配器４に接続された２段目の光合成器３及び光分配器４は、他側にて２組の光通信線を介して２個の光通信装置２が接続されている（８組の２段目の光合成器３及び光分派器４には、１６組の光通信線を介して、１６個の光通信装置２が接続されている）。即ち、２段目の光合成器３の出力には、１段目の光合成器３の入力が光通信線を介して接続されると共に、２段目の光合成器３の２つの入力には、光通信装置２がそれぞれ光通信線を介して接続される。同様に、２段目の光分配器４の入力には、１段目の光分配器４の出力が光通信線を介して接続されると共に、２段目の光分配器４の２つの出力には、光通信装置２がそれぞれ光通信線を介して接続される。光通信装置２には、１組の光通信線がそれぞれ光信号の送信用及び受信用として接続される。
【００３２】
光通信装置２が送信した光信号は、光通信線を介して２段目の光合成器３へ入力される。２段目の光合成器３は、光通信装置２から入力された２つの光信号を合成し、合成した光信号を１段目の光合成器３へ出力する。１段目の光合成器３は、２段目の光合成器３から入力された２つの光信号を合成し、合成した光信号を光信号中継装置１へ出力する。光信号中継装置１は、４つの１段目の光合成器３から入力された４つの光信号を合成し、合成した光信号を４つの１段目の光分配器４へ出力する。１段目の光分配器４は、光信号中継装置１から入力された光信号を２段目の２つの光分配器４へ分配する。２段目の光分配器４は、１段目の光分配器４から入力された光信号を２つの光通信装置２へ分配する。これにより、光通信装置２から送信された光信号は、２段目の光合成器３、１段目の光合成器３、光信号中継装置１、１段目の光分配器４、２段目の光分配器４を介して、光通信システム中の全ての光通信装置２にて受信される。よって、光信号の送信元の光通信装置２は、自らが送信した光信号を受信することができるため、光信号の信号値に変化が生じたか否かを判定することによって、ＣＡＮのプロトコルに応じたアービトレーションを行うことができる。
【００３３】
図２は、光通信装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る光通信装置２は、車輌９９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２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＣＡＮコントローラ２２、接続部２３及び光送受信モジュール２４等を備えて構成されている。光通信装置２のＣＰＵ２１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ＣＰＵ２１は、これらの処理過程において他の光通信装置２との情報交換が必要と判断した場合には、ＣＡＮコントローラ２２へ通信指示を与えることによって、他の光通信装置２との通信を行うことができる。ＣＰＵ２１は、他の光通信装置２へデータを送信する場合、このデータをＣＡＮコントローラ２２へ与える。またＣＡＮコントローラ２２は、他の光通信装置２からのデータを受信した場合、このデータをＣＰＵ２１へ与える。
【００３４】
ＣＡＮコントローラ２２は、ＣＰＵ２１からデータが与えられた場合、このデータを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、光送受信モジュール２４の送信部２５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、ＣＰＵ２１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。
【００３５】
またＣＡＮコントローラ２２は、光送受信モジュール２４の受信部２６にて受信されたデータが与えられている。この受信データはＣＡＮプロトコルのデータ形式であるため、ＣＡＮコントローラ２２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ＣＰＵ２１へ与える。これによりＣＰＵ２１は、他の光通信装置２からの受信データに応じた処理を行うことができる。
【００３６】
光送受信モジュール２４は、送信部２５及び受信部２６を有しており、ＣＡＮコントローラ２２との間で授受する電気信号と、他の光通信装置２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。光送受信モジュール２４の送信部２５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コントローラ２２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、この光信号を送信用の光通信線へ出力する。
【００３７】
光送受信モジュール２４の受信部２６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、受信用の光通信線から出射される光を検出する。受信部２６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２が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮコントローラ２２へ与えることができる。
【００３８】
接続部２３は、一組の送信用の光通信線及び受信用の光通信線を、嵌合などの方法によって光通信装置２に接続するためのものである。接続部２３に光通信線が接続された場合、送信用の光通信線の端部が光送受信モジュール２４の送信部２５が有する発光素子に対向し、受信用の光通信線の端部が光送受信モジュール２４の受信部２６が有する受光素子に対向する。これにより光送受信モジュール２４は発光素子及び受光素子によって光信号の送受信を行うことができる。
【００３９】
なお本実施の形態においては、送信部２５の発光ダイオードが発光して光通信線内に光信号が導通している状態をＣＡＮプロトコルのドミナント（優性値）に対応付け、光通信線内に光信号が導通していない状態をレセシブ（劣性値）に対応付けて、各光通信装置２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うものとする。
【００４０】
図３は、光信号中継装置１の構成を示すブロック図である。光信号中継装置１は、４つの接続部１１と、４つの光送受信モジュール１２と、１つのＯＲ素子１５とを備えて構成されている。光信号中継装置１の各接続部１１は、光通信装置２の接続部２３と同様に、一組の送信用の光通信線及び受信用の光通信線を、嵌合などの方法によってそれぞれ接続するためのものである。本実施の形態の光信号中継装置１は、４つの接続部１１を備えているため、４組の光通信線を接続することができる。
【００４１】
光信号中継装置１の各光送受信モジュール１２は、光通信装置２の光送受信モジュール２４と同様に、送信部１３及び受信部１４をそれぞれ有し、光信号と電気信号との相互変換をそれぞれ行うものである。４つの光送受信モジュール１２は、４つの接続部１１にそれぞれ一対一に対応付けて設けられており、対応する接続部１１に接続された光通信線との間で光信号の送受信を行って、送受信に係る光信号と電気信号との相互変換を行う。
【００４２】
各光送受信モジュール１２は、電気信号の入出力を行うための入力端子１３ａ及び出力端子１４ａをそれぞれ有している。ただし光信号中継装置１では、光信号のドミナントと電気信号のハイレベルとが対応付けられており、光送受信モジュール１２の送信部１３は、入力端子１３ａにハイレベルの電気信号が入力された場合にドミナントの光信号を送信し、入力端子１３ａにローレベルの電気信号が入力された場合にレセシブの光信号を送信する。同様に光送受信モジュール１２の受信部１４は、ドミナントの光信号を受信した場合にハイレベルの電気信号を出力端子１４ａから出力し、レセシブの光信号を受信した場合にローレベルの電気信号を出力端子１４ａから出力する。
【００４３】
光信号中継装置１の４つの光送受信モジュール１２の出力端子１４ａは、４入力１出力のＯＲ素子１５の入力にそれぞれ接続されている。またＯＲ素子１５の出力は、４つの光送受信モジュール１２の入力端子１３ａに接続されている。ＯＲ素子１５は、４つの入力のいずれかにハイレベルの電気信号が入力された場合にハイレベルの電気信号を出力し、全ての入力にローレベルの電気信号が入力された場合にローレベルの電気信号を出力するロジックゲート回路である。よってＯＲ素子１５は、いずれかの受信部１４にてドミナントの光信号が受信されて出力端子１４ａからハイレベルの信号が出力された場合に、ドミナントの光信号に対応するハイレベルの電気信号を、全ての送信部１３へ与える。
【００４４】
これにより光信号中継装置１は、一の接続部１１に接続された光通信線を介して受信部１４が受信した光信号を、全ての接続部１１に接続された光通信線に対して送信部１３から送信することができる。また光信号中継装置１は、複数の受信部１４にて同時的に光信号を受信した場合に、ドミナントに対応する電気信号を優性としてＯＲ素子１５にて信号合成を行って、全ての送信部１３から送信することができる。
【００４５】
図４は、光合成器３及び光分配器４の構成を示す模式図であり、（Ａ）に光合成器３の構成を示し、（Ｂ）に光分配器４の構成を示してある。光合成器３及び光分配器４は、２本の光ファイバを結合した（又は、１本の光ファイバを２本に分岐させた）態様の光学部品であり、いわゆるパッシブ型の光カプラである。図示の光カプラは、一側に１つの入出力端が設けられ、他側に２つの入出力端が設けられた構成である。本実施の形態において、光合成器３及び光分配器４は、同じ構成の光カプラを用いて実現することができ、光信号の入出力の方向が異なるのみである。
【００４６】
光合成器３は、光カプラの他側の２つの入出力端をそれぞれ光信号の入力端３１とし、一側の１つの入出力端を光信号の出力端３２として用いたものである。この構成では、少なくともいずれか一方の入力端３１から光が入力された場合に出力端３２から光が出力されるため、光の有／無をドミナント／レセシブに対応づけた光信号を２つの入力端３１から入力する構成とすることにより、光合成器３は、２つの入力端３１から入力された光信号を合成して出力端３２から出力することができる。
【００４７】
光分配器４は、光カプラの一側の１つの入出力端を光信号の入力端４１とし、他側の２つの入出力端をそれぞれ光信号の出力端４２として用いたものである。この構成では、入力端４１から光が入力された場合、この光は２つの出力端４２から共に出力されるため、光分配器４は、入力端４１から入力された光信号を分配して２つの出力端４２から出力することができる。
【００４８】
以上の構成の光通信システムは、１つの信号中継装置１を根ノードとし、光合成器３及び光分配器４の各組をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置２をそれぞれ葉ノードとした２分木構造のネットワーク接続である。図１に示した構成例では、１２組の光合成器３及び光分配器４を用いて信号中継装置１及び光通信装置２の間に２段の木構造を構成することによって、１６個の光通信装置２がＣＡＮプロトコルによる光通信を行うことができる。この構成では、光合成器３及び光分配器４の組を追加／削除することによって、ネットワークに接続する光通信装置２の数を容易に増減することができる。
【００４９】
例えば９個〜１５個の光通信装置２をネットワーク接続する場合、図１に示した構成例に対して、２段目の光合成器３及び光分配器４の組を適宜に削除し、１段目のいくつかの光合成器３及び光分配器４に光通信装置２を接続する構成とすればよい。また８個の光通信装置２をネットワーク接続する場合、１段目の光合成器３及び光分配器４のみを用いて接続を行えばよい。更に、７個以下の光通信装置２をネットワーク接続する場合には、いくつかの光通信装置２を直接的に光信号中継装置１へ接続する構成としてよい。また例えば、１７個以上の光通信装置２をネットワーク接続する場合、光合成器３及び光分配器４の組を適宜に追加して３段目を構成し、３段目の光合成器３及び光分配器４に光通信装置２を接続すればよい。
【００５０】
ただし、光信号中継装置１及び各光通信装置２の間に介在する光合成器３及び光分配器４の数が等しくなるように、光合成器３及び光分配器４による二分木構造を構成することが好ましい。図１に示した構成例では、光信号中継装置１及び各通信装置２の間にそれぞれ２つ（２組）の光合成器３及び光分配器４が介在している。また光通信装置２の数が１０個などのように、全ての光通信装置２について光合成器３及び光分配器４の介在数を等しくすることができない場合には、介在数の差が１以下となるように、光合成器３及び光分配器４の二分木構造を構成することが好ましい。
【００５１】
また２入力１出力の光合成器３及び１入力２出力の光分配器４（即ち、一側に１つの入出力端と他側に２つの入出力端とを有するパッシブ型の光カプラ）を用いることによって、この構成は最も簡易な構成であるため光合成器３及び光分配器４を低コストで実現できると共に、複数組の光合成器３及び光分配器４を二分木構造で接続できるため、光通信装置２を容易且つ効率よく接続することができる。
【００５２】
また本実施の形態に係る光通信システムは、パッシブ型の光カプラ（光合成器３及び光分配器４）のみでなく、アクティブ型の光信号中継装置１を介して複数の光通信装置２が光信号の送受信を行う構成である。この構成によって、パッシブ型の光カプラのみで構成された光ネットワークと比較して、多数の光合成器及び光分配器４を介して多数の光信号中継装置１を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できる。また、アクティブ型の光信号中継装置１を複数接続して光ネットワークを構成した場合と比較して、本実施の形態に係る光通信システムは、光信号中継装置１にて生じる電気的な信号の遅延を最小限に抑えることができる。よって、本実施の形態に係る光通信システムは、より多くの光通信装置２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うことができると共に、高品質な光通信を行うことができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、本発明の光通信システムを車輌９９に搭載されたＥＣＵなどの通信に適用する構成としたが、これに限るものではなく、車輌以外の通信システムに同様の構成を適用してもよい。特に本発明の光通信システムは、ＣＡＮプロトコルによる通信が行われる通信システムを光通信化する場合に好適である。
【００５４】
また、図１においては、光信号中継装置１と光合成器３及び光分配器４とを用いて１６個の光通信装置２を接続する構成としたが、これは一例であって、これに限るものではなく、１５個以下又は１７個以上の光通信装置２が光通信を行う構成であってよい。また、光信号中継装置１は、４つの接続部１１及び光送受信モジュール１２を備える構成としたが、これに限るものではなく、３つ以下又は５つ以上の接続部１１及び光送受信モジュール１２を備える構成としてもよい。また、２入力１出力の光合成器３及び１入力２出力の光分配器４を用いる構成としたが、これに限るものではなく、例えば３入力１出力の光合成器及び１入力３出力の光分配器、４入力１出力の光合成器及び１入力４出力の光分配器など、その他の構成の光合成器及び光分配器を用いてもよい。
【００５５】
また光信号中継装置１内においては、光信号のドミナントを電気信号のハイレベルに対応付ける構成としたが、これに限るものではなく、光信号のドミナントを電気信号のローレベルに対応付ける構成としてもよく、この場合には論理和演算を行うＯＲ素子１５に代えて論理積演算を行うＡＮＤ素子を用いればよい。
【００５６】
図５及び図６は、本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。図５に示す光通信システムは、１つのジャンクションボックス（接続装置）５に複数の光通信装置２を接続した構成である。ジャンクションボックス５には複数の外部接続部５１が設けられており、各光通信装置２は、一組の光通信線を介して、ジャンクションボックス５の外部接続部５１にそれぞれ接続されている。
【００５７】
ジャンクションボックス５は、１つの光信号中継装置１と、１２組の光合成器３及び光分配器４とを筐体内に収容したものである。ジャンクションボックス５の筐体には１６個の外部接続部５１が設けられており、各外部接続部５１には送信用及び受信用の一組の光通信線をそれぞれ接続することができ、一組の光通信線を介して光通信装置２又はその他の装置（例えば、他のジャンクションボックス５、光合成器３及び光分配器４、又は、ＧＷなどの装置）を接続することができる。
【００５８】
ジャンクションボックス５内の１つの光信号中継装置１、１２組の光合成器３及び光分配器４の接続は、図１に示したものと略同じである。光信号中継装置１の４つの接続部１１には１段目として４組の光合成器３及び光分配器４が接続されている。１段目の各組の光合成器３及び光分配器４には、それぞれ２組の他の光合成器３及び光分配器４が接続されている（即ち、１段目の４組の光合成器３及び光分配器４には、２段目の８組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。２段目の各組の光合成器３及び光分配器４は、それぞれ２個の外部接続部５１に接続されている（即ち、２段目の８組の光合成器３及び光分配器４は、１６個の外部接続部５１に接続されている）。
【００５９】
このように、１つの光信号中継装置１、１２組の光合成器３及び光分配器４を１つの筐体に収容してジャンクションボックス５とすることにより、車輌９９への搭載を容易化することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る光通信システムの構成を示す模式図である。実施の形態２に係る光通信システムは、光信号中継装置２０１が赤外線による無線通信の機能を有し、赤外線無線通信装置２０２との間で赤外線（図７において二点鎖線の矢印で示す）を介した通信を行うことができる。光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２は、光通信線などのケーブルを介して接続する必要はなく、赤外線信号が授受できる程度に障害物の少ない空間を隔てて車輌１内に配設される。このときに光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２は必ずしも対向して配設される必要はなく、障害物などで反射された赤外線を光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２が授受する構成であってもよく、光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２の間に鏡又はプリズム等の導光部材を配する構成であってもよい。
【００６１】
図８は、赤外線無線通信装置２０２の構成を示すブロック図である。赤外線無線通信装置２０２は、車輌９９に搭載されたＥＣＵなどの電子機器に赤外線を介した無線通信の機能を搭載したものである。赤外線無線通信装置２０２は、光通信装置２と同様のＣＰＵ２１及びＣＡＮコントローラ２２を備えると共に、光通信装置２の接続部２３及び光送受信モジュール２４に代えて赤外線送受信モジュール２２４を備えている。
【００６２】
赤外線送受信モジュール２２４は、送信部２２５及び受信部２２６を有しており、赤外線信号と、ＣＡＮコントローラ２２との間で授受する電気信号との相互変換を行うものである。赤外線送受信モジュール２２４の送信部２２５は、例えば赤外線を発する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コントローラ２２から電気信号として与えられた送信データを赤外線信号に変換し、この赤外線信号を出力する。
【００６３】
赤外線送受信モジュール２２４の受信部２２６は、例えば赤外線を検知するフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、赤外線の検出を行う。受信部２２６は、受光素子にて検出した赤外線に応じた電気信号を出力することができ、これにより赤外線無線通信装置２０２が送信した赤外線信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮコントローラ２２へ与えることができる。
【００６４】
なお本実施の形態においては、受信部２２６の受光素子が赤外線を検出している状態をＣＡＮプロトコルのドミナント（優性値）に対応付け、受光素子が赤外線を検出していない状態をレセシブ（劣性値）に対応付けて、赤外線無線通信装置２０２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うものとする。
【００６５】
図９は、光信号中継装置２０１の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る光信号中継装置２０１は、３つの接続部１１と、３つの光送受信モジュール１２と、１つのＯＲ素子１５と、１つの赤外線送受信モジュール２１２とを備えて構成されている。即ち、実施の形態２に係る光信号中継装置２０１は、実施の形態１に係る光信号中継装置１の１つの接続部１１及び光送受信モジュール１２を、１つの赤外線送受信モジュール２１２に置き換えた構成である。
【００６６】
赤外線送受信モジュール２１２は、赤外線無線通信装置２０２の光送受信モジュール２２４と同様に、送信部２１３及び受信部２１４をそれぞれ有し、赤外線信号と電気信号との相互変換をそれぞれ行うものである。赤外線送受信モジュール２１２は、電気信号の入出力を行うための入力端子２１３ａ及び出力端子２１４ａをそれぞれ有している。ただし光信号中継装置２０１では、光信号のドミナントと電気信号のハイレベルとが対応付けられており、赤外線送受信モジュール２１２の送信部２１３は、入力端子２１３ａにハイレベルの電気信号が入力された場合にドミナントの赤外線信号を送信し、入力端子２１３ａにローレベルの電気信号が入力された場合にレセシブの赤外線信号を送信する。同様に赤外線送受信モジュール２１２の受信部２１４は、ドミナントの赤外線信号を受信した場合にハイレベルの電気信号を出力端子２１４ａから出力し、レセシブの赤外線信号を受信した場合にローレベルの電気信号を出力端子２１４ａから出力する。
【００６７】
光信号中継装置２０１の３つの光送受信モジュール１２の出力端子１４ａ及び赤外線送受信モジュール２１２の出力端子２１４ａは、４入力１出力のＯＲ素子１５の入力にそれぞれ接続されている。またＯＲ素子１５の出力は、３つの光送受信モジュール１２の入力端子１３ａ及び赤外線送受信モジュール２１２の入力端子２１３ａに接続されている。よってＯＲ素子１５は、受信部１４又は受信部２１４のいずれかにてドミナントの光信号が受信されて出力端子１４ａ又は出力端子２１４ａからハイレベルの信号が出力された場合に、ドミナントの光信号に対応するハイレベルの電気信号を、全ての送信部１３及び送信部２１３へ与える。
【００６８】
これにより光信号中継装置２０１は、接続部１１に接続された光通信線を介して受信した光信号のみでなく、赤外線送受信モジュール２１２にて受信した赤外線信号を、全ての接続部１１に接続された光通信線に対して送信すると共に、赤外線送受信モジュール２１２から赤外線無線通信装置２０２へ送信することができる。また光信号中継装置２０１は、光送受信モジュール１２及び赤外線送受信モジュール２１２の複数にて同時的に信号を受信した場合に、ドミナントに対応する電気信号を優性としてＯＲ素子１５にて信号合成を行って、全ての光送受信モジュール１２及び赤外線送受信モジュール２１２から送信することができる。
【００６９】
以上の構成の実施の形態２に係る光通信システムは、光信号中継装置２０１に赤外線送受信モジュール２１２による赤外線通信機能を搭載し、光信号中継装置２０１が光通信線を介して受信した光信号と赤外線にて受信した信号とを合成・分配する構成とすることによって、光通信線を介した光通信と赤外線を介した無線通信とが混在したシステムを実現することができる。これにより、例えば車輌９９内において光通信線の配設が困難な箇所については赤外線による無線通信を適用するなど、通信装置及び通信線等の配設の自由度を高めることができる。
【００７０】
なお本実施の形態においては、光信号中継装置２０１に１つの赤外線送受信モジュール２１２を設ける構成としたが、これに限るものではなく、２つ以上の赤外線送受信モジュール２１２を設ける構成としてもよい。
【００７１】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。図１０に示す光通信システムは、１つの光信号中継装置２０１と９組の光合成器３及び光分配器４を１つの筐体に収容してジャンクションボックス２０５とし、ジャンクションボックス２０５の１２個の外部接続部５１に１組の光通信線を介して光通信装置２などの装置をそれぞれ接続する構成である。
【００７２】
ジャンクションボックス２０５内の１つの光信号中継装置２０１、９組の光合成器３及び光分配器４の接続は、図７に示したものと略同じである。光信号中継装置２０１の３つの接続部１１には１段目として３組の光合成器３及び光分配器４が接続されている。また１段目の３組の光合成器３及び光分配器４には、２段目の６組の光合成器３及び光分配器４が接続され、２段目の６組の光合成器３及び光分配器４は１２個の外部接続部５１に接続されている。
【００７３】
またジャンクションボックス２０５の筐体には、赤外線を透過する透光窓２５２が設けてあり、光信号中継装置２０１の赤外線送受信モジュール２１２にて送受信する赤外線信号をジャンクションボックス２０５の透光窓２５２を通して外部の赤外線無線通信装置２０２との間で送受信することができる。
【００７４】
なお、実施の形態２に係る光通信システムのその他の構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００７５】
１ 光信号中継装置
２ 光通信装置
３ 光合成器
４ 光分配器
５ ジャンクションボックス（接続装置）
１１ 接続部
１２ 光送受信モジュール（送受信部）
１３ 送信部
１３ａ 入力端子
１４ 受信部
１４ａ 出力端子
１５ ＯＲ素子
２１ ＣＰＵ
２２ ＣＡＮコントローラ
２３ 接続部
２４ 光送受信モジュール（送受信部）
２５ 送信部
２６ 受信部
３１ 入力端（光入力部）
３２ 出力端（光出力部）
４１ 入力端（光入力部）
４２ 出力端（光出力部）
５１ 外部接続部
９９ 車輌
２０１ 光信号中継装置
２０２ 赤外線無線通信装置
２０５ ジャンクションボックス（接続装置）
２１２ 赤外線送受信モジュール（赤外線送受信部）
２１３ 送信部
２１３ａ 入力端子
２１４ 受信部
２１４ａ 出力端子
２２４ 赤外線送受信モジュール（赤外線送受信部）
２２５ 送信部
２２６ 受信部
２５２ 透光窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電子機器が光信号を介して情報の送受信を行う光通信システム、及びこのシステムに用いることができるジャンクションボックスなどの接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌に搭載された複数の電子機器間の通信にはＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルが広く採用されている（非特許文献１、２参照）。ＣＡＮの通信プロトコルでは、複数の電子機器が共通のＣＡＮバスに接続されるため、複数の電子機器が同時的に送信処理を行って衝突が発生した場合には、各電子機器で調停処理（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。アービトレーションを行うために、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い、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。
【０００３】
一方、近年では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）等の車輌が普及し始めており、これらの車輌では、従来の車輌と比較して多くの電子機器が搭載され、より多くの電子機器が通信を行う必要がある。しかし、ＣＡＮプロトコルによる通信を多くの電子機器で行うためには、ＵＴＰ（Unshielded Twist Pair cable）などで構成されるＣＡＮバスに多く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という問題がある。リンギングの影響によってＣＡＮバスに接続する電子機器の数が限界に達した場合、ゲートウェイを介して複数のＣＡＮバスを接続する必要がある。このため、１つのＣＡＮバスに対する接続可能数より１つでも多くの電子機器が通信を行うためには、車輌にゲートウェイを搭載する必要があり、車輌の部品点数の増加及び高コスト化の要因となる。
【０００４】
また、ＥＶ又はＨＥＶ等では車輌内に高電圧用のケーブルが配され、高電圧用ケーブルからの電磁ノイズの影響を低減するためにＣＡＮバスなどの通信ケーブルはシールド処理を施す必要がある。しかし、シールド処理を施すことによって、通信ケーブルのサイズ及び重量等が増大し、車輌の軽量化を阻害すると共に、高コスト化を招来するという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＳＯ １１８９８−１：２００３ Road vehicles--Controller area network（ＣＡＮ）--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ １１５１９−１：１９９４ Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信ケーブルに分岐部分を設けることによりリンギングが発生するという問題、並びに、シールド処理によって通信ケーブルのサイズ及び重量等が増大するという問題を解決するために、本願発明者は、車輌に搭載された複数の電子機器間を光ファイバなどの光ケーブルを用いて接続し、複数の電子機器がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行う構成を提案している。電子機器間を光ケーブルにて接続することによって、光ケーブルはリンギングを含む電磁ノイズが発生することはなく、高電圧用ケーブルを含むノイズ源からの影響を受けることがないため、上記の問題を解決することができる。
【０００７】
本願発明者が提案する構成は、例えばＮ個の電子機器がＣＡＮプロトコルによる光通信を行うために、Ｎ入力Ｎ出力のパッシブ（受動型）の光スターカプラをＣＡＮバスとして用い、各電子機器と光スターカプラの入出力とをそれぞれ光ケーブルで接続する構成である。この構成によって、各電子機器は、自らが送信した信号に対してＣＡＮバスの信号が変化したか否か、即ち通信の衝突が発生したか否かを判断することが可能となり、ＣＡＮプロトコルによる光通信が可能となる。ただしこの構成では、光スターカプラにて光信号が分配されるため、接続する電子機器の数が多い場合に光信号のパワーが低下し、通信品質が低下する虞がある。
【０００８】
また、本願発明者が提案する別の構成は、複数の光トランシーバを備えるアクティブ（能動型）の光信号中継装置を用い、各電子機器と光信号中継装置とをそれぞれ光ケーブルで接続する構成である。この構成では、各電子機器が備える光トランシーバと光信号中継装置が備えるトランシーバとが一対一で接続されるため、光信号中継装置には多くの光トランシーバを搭載する必要があり、多くの光トランシーバを動作させるために多くの電力が必要とされる。またこの構成では、複数の光信号中継装置を他段階で接続することによって、多数の電子機器を接続することが可能であるが、光信号中継装置内においては複数の光トランシーバ間で電気信号の授受が行われるため、電気的な遅延が発生する虞がある。
【０００９】
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、通信可能な電子機器の数を増すことができると共に、電気的遅延の影響を抑制して高品質な通信を行うことができる光通信システム、及びこのシステムに用いられる接続装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光通信システムは、送信用及び受信用の一組の光通信線が接続される接続部、並びに、該接続部に接続された光通信線を介して、優性値及び劣性値の２値で表される光信号を送受信する送受信部をそれぞれ有する複数の光通信装置と、一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器とを備え、前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記光通信装置の接続部にそれぞれ接続され、前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記光通信装置の接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光通信システムは、前記光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光通信システムは、各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光通信システムは、赤外線による無線信号を送受信する赤外線送受信部を有する赤外線無線通信装置を更に備え、前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る接続装置は、送信用及び受信用の一組の光通信線を介して外部機器が接続される外部接続部を複数備える接続装置であって、一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器とを備え、前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記外部接続部にそれぞれ接続され、前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記外部接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る接続装置は、前記光信号中継装置から各外部接続部までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る接続装置は、各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る接続装置は、前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあり、外部機器との間で赤外線による無線信号を送受信するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、光信号及び電気信号の変換を行う複数の送受信部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を電気信号に変換して複数の送受信部へ分配し、光信号に変換して出力する能動型の光信号中継装置と、入力された複数の光信号を合成して出力する受動型の光合成器及び入力された光信号を複数に分配する受動型の光分配器とを用いて複数の光通信装置を接続し、光通信システムを構成する。
光信号中継装置の各接続部には、一組の光通信線を介して、一組の光合成器及び光分配器を接続する。これにより、光信号中継装置には接続部の数に応じた組数の光合成器及び光分配器が接続される。また光合成器の光入力部及び光分配器の光出力部には、一組の光通信線を介して、光通信装置又は他の一組の光合成器及び光分配器を接続する。即ち、光合成器及び光分配器には、光通信装置を接続してもよく、多段階に他の光合成器及び光分配器を接続してもよい。なお、一組の光合成器及び光分配器に他の一組の光合成器及び光分配器を接続する場合、一方の組の光合成器の光入力部と他方の組の光合成器の光出力部とを一組の光通信線の一方にて接続し、一方の組の光分配器の光出力部と他方の組の光分配器の光入力部とを一組の光通信線の他方にて接続する。
即ち、この構成は、光信号中継装置を根（ルート）ノードとし、各組の光合成器及び光分配器をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置をそれぞれ葉ノードとした木構造の接続である。
【００１９】
上記の構成によって、光信号中継装置には、一段階又は多段階の光合成器及び光分配器を介して、複数の光通信装置が接続される。光通信装置が送信した光信号は、一又は複数の光合成器によって合成されて光信号中継装置へ入力され、光信号中継装置はこの光信号を全ての光分配器へ分配し、各分配器が全ての光通信装置へ光信号を分配する。よって各光通信装置は、自らが送信した光信号及び他の光通信装置が送信した光信号が合成された光信号を受信することができる。これにより、光の有／無を優性値（ドミナント）／劣性値（レセシブ）に対応付けた光信号を送受信することによって、ＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができる。
光信号中継装置及び複数の光通信装置の間に、光合成器及び光分配器は多段階で接続できる構成であるため、容易に多数の光通信装置を接続して通信システムを構成することができる。能動型の光信号中継装置に受動型の光合成器及び光分配器を複数接続する構成であるため、多数の光通信装置を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できると共に、電気的な信号の遅延を光信号中継装置のみに抑えることができるため、高品質な通信を行うことができる。
【００２０】
また、本発明においては、光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する光合成器及び光分配器の数が等しくなるように接続を行う。これにより、各光通信装置間を送受信される光信号の通信経路の距離が略等しくなり、各光通信装置が略同じタイミングで光信号の送受信を行うことができるため、高品質な通信を実現できる。
【００２１】
また、本発明においては、２入力１出力の光合成器と、１入力２出力の光分配器とを組にして用い、光信号中継装置及び複数の光通信装置間の接続を行う。２入力１出力又は１入力２出力の構成は、最も簡易な構成であるため低コストであると共に、２分木構造で光通信装置を接続できるため、容易且つ効率のよい接続が実現できる。
【００２２】
また車輌内においては、通信用のケーブルを著しく屈曲させなければならないなど、通信用ケーブル（特に光通信線）の配設が困難な場合がある。
そこで本発明においては、光信号中継装置に赤外線による無線信号の送受信を行う機能を設け、赤外線無線通信装置との間で光信号中継装置が赤外線を介した無線通信を行うことが可能な構成とする。光信号中継装置は、光通信線を介して受信した信号と共に、赤外線を介して受信した信号の分配を行う。これにより、光通信線を介した有線のネットワークと、赤外線を介した無線のネットワークとが混在した光通信システムを実現できる。よって、光通信線の配設が困難な箇所については赤外線による無線通信を適用することができ、車輌などにおける通信装置の配置の自由度などを高めることができる。なお、赤外線無線通信装置と光信号中継装置との間には、鏡又はプリズム等のように赤外線を導くための光学素子を配してもよい。
【００２３】
また、本発明においては、上記の光信号中継装置、光合成器及び光分配器を１つの筐体などに収容し、ジャンクションボックスなどの接続装置とする。接続装置に設けられた複数の外部接続部には、一組の光通信線を介して外部装置（上記の光通信装置、又は、他の接続装置、光信号中継装置、光合成器若しくは光分配器等であってもよい）が接続され、接続された複数の外部装置間の光通信を接続装置が中継する。光信号中継装置、光合成器及び光分配器を１つの接続装置として提供することにより、複数の外部装置の接続を容易化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による場合は、光信号中継装置の複数の接続部に光通信性を介して光合成器及び光分配器の組を（一段階又は多段階で）それぞれ接続し、各組の光合成器及び光分配器に光通信装置をそれぞれ接続した木構造の光通信システムを構成することによって、各光通信システムから送信された光信号は、光合成器によって合成されて光信号中継装置へ入力され、光信号中継装置によって光分配器へ分配され、各光分配器によって全ての光通信装置へ分配される。各光通信装置は、自らが送信した光信号及び他の光通信装置が送信した光信号が合成された光信号を受信することができ、ＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができるため、ＣＡＮプロトコルによる通信システムの光通信化を実現でき、リンギング及び外部からのノイズ等の影響のない高品質な通信を行うことができる。
この構成では、光信号中継装置及び複数の光通信装置の間に、光合成器及び光分配器の組を多段階で接続できるため、容易に多数の光通信装置を接続して光通信システムを構成することができ、光通信システム中の光通信装置の数を容易に増大させることができる。また、能動型の光信号中継装置に受動型の光合成器及び光分配器を複数接続する構成であるため、多数の光通信装置を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できると共に、電気的な信号の遅延を光信号中継装置のみに抑えることができるため、信号遅延の発生を最大限に抑制して高品質な通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】光通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】光信号中継装置の構成を示すブロック図である。
【図４】光合成器及び光分配器の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光通信システムの構成を示す模式図である。
【図８】赤外線無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】光信号中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（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、本発明の実施の形態１に係る光通信システムの構成を示す模式図である。図において一点鎖線で示す９９は車輌であり、実施の形態１の光通信システムは、車輌９９に搭載された複数の光通信装置２を、１つの光信号中継装置１と、複数の光合成器３及び光分配器４と、光通信線とを介して接続した構成である。なお図１においては、光通信線を矢印で示すが、これは光信号が伝達される方向を示している。また図１において、光分配器４と、光分配器４に接続された光通信線とは、破線で示してある。
【００２７】
図示の例の光通信システムは、１個の光信号中継装置１と、１６個の光通信装置２と、１２個の光合成器３と、１２個の光分配器４と、これらの構成要素を接続する複数の光通信線とを備えている。本光通信システムにおいて、光合成器３及び光分配器４は、それぞれ１個ずつを１組として用いられ、また、光信号の伝達方向が逆の２本の光通信線が１組として用いられる。
【００２８】
光信号中継装置１は、４組の光通信線が接続されており、この各組の光通信線には光合成器３及び光分配器４がそれぞれ接続されている（光信号中継装置１には、４組の光通信線を介して、４組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。即ち、光信号中継装置１には、受信用の光通信線（実線矢印）及び送信用の光通信線（破線矢印）が４本ずつ接続可能であり、受信用の光通信線を介して光合成器３がそれぞれ接続され、送信用の光通信線を介して光分配器４がそれぞれ接続されている。光信号中継装置１は、４つの受信用の光通信線を介して受信した光信号を合成し、合成した光信号を４つの送信用の光通信線を介して送信する処理を行う。なお、以下においては、光信号中継装置１に光通信線を介して接続された４組の光合成器３及び光分配器４を、１段目の光合成器３及び光分配器４という。
【００２９】
光合成器３は、入力された２つの光信号を１つの光信号に合成して出力する２入力１出力の光学部品である。また光分配器４は、入力された２つの信号を２つに分配して出力する１入力２出力の光学部品である。光合成器３及び光分配器４は２個を１組として用いられ、１組の光合成器３及び光分配器４については、光合成器３の出力及び光分配器４の入力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続され、光合成器３の一方の入力及び光分配器４の一方の出力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続され、光合成器３の他方の入力及び光分配器４の他方の出力がそれぞれ同じ機器又は装置等に１組の光通信線を介して接続される。
【００３０】
光合成器３及び光分配器４は、一側（光合成器３の出力及び光分配器４の入力が設けられた側）に１組の光通信線が接続され、他側（光合成器３の入力及び光分配器４の出力が設けられた側）に２組の光通信線が接続される。一側にて光通信線を介して光信号中継装置１に接続された１段目の光合成器３及び光分配器４は、他側にて２組の光通信線を介して２組の光合成器３及び光分配器４が接続されている（４組の１段目の光合成器３及び光分配器４には、８組の光通信線を介して、８組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。即ち、１段目の光合成器３の出力には、光信号中継装置１が光通信線を介して接続されると共に、１段目の光合成器３の２つの入力には、他の２つの光合成器３の出力がそれぞれ光通信線を介して接続される。同様に、１段目の光分配器４の入力には、光信号中継装置１が光通信線を介して接続されると共に、１段目の光分配器４の２つの出力には、他の２つの光分配器４の入力がそれぞれ光通信線を介して接続される。なお、以下においては、１段目の光合成器３及び光分配器４に接続された８組の光合成器３及び光分配器４を、２段目の光合成器３及び光分配器４という。
【００３１】
一側にて１段目の光合成器３及び光分配器４に接続された２段目の光合成器３及び光分配器４は、他側にて２組の光通信線を介して２個の光通信装置２が接続されている（８組の２段目の光合成器３及び光分派器４には、１６組の光通信線を介して、１６個の光通信装置２が接続されている）。即ち、２段目の光合成器３の出力には、１段目の光合成器３の入力が光通信線を介して接続されると共に、２段目の光合成器３の２つの入力には、光通信装置２がそれぞれ光通信線を介して接続される。同様に、２段目の光分配器４の入力には、１段目の光分配器４の出力が光通信線を介して接続されると共に、２段目の光分配器４の２つの出力には、光通信装置２がそれぞれ光通信線を介して接続される。光通信装置２には、１組の光通信線がそれぞれ光信号の送信用及び受信用として接続される。
【００３２】
光通信装置２が送信した光信号は、光通信線を介して２段目の光合成器３へ入力される。２段目の光合成器３は、光通信装置２から入力された２つの光信号を合成し、合成した光信号を１段目の光合成器３へ出力する。１段目の光合成器３は、２段目の光合成器３から入力された２つの光信号を合成し、合成した光信号を光信号中継装置１へ出力する。光信号中継装置１は、４つの１段目の光合成器３から入力された４つの光信号を合成し、合成した光信号を４つの１段目の光分配器４へ出力する。１段目の光分配器４は、光信号中継装置１から入力された光信号を２段目の２つの光分配器４へ分配する。２段目の光分配器４は、１段目の光分配器４から入力された光信号を２つの光通信装置２へ分配する。これにより、光通信装置２から送信された光信号は、２段目の光合成器３、１段目の光合成器３、光信号中継装置１、１段目の光分配器４、２段目の光分配器４を介して、光通信システム中の全ての光通信装置２にて受信される。よって、光信号の送信元の光通信装置２は、自らが送信した光信号を受信することができるため、光信号の信号値に変化が生じたか否かを判定することによって、ＣＡＮのプロトコルに応じたアービトレーションを行うことができる。
【００３３】
図２は、光通信装置２の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る光通信装置２は、車輌９９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２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＣＡＮコントローラ２２、接続部２３及び光送受信モジュール２４等を備えて構成されている。光通信装置２のＣＰＵ２１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ＣＰＵ２１は、これらの処理過程において他の光通信装置２との情報交換が必要と判断した場合には、ＣＡＮコントローラ２２へ通信指示を与えることによって、他の光通信装置２との通信を行うことができる。ＣＰＵ２１は、他の光通信装置２へデータを送信する場合、このデータをＣＡＮコントローラ２２へ与える。またＣＡＮコントローラ２２は、他の光通信装置２からのデータを受信した場合、このデータをＣＰＵ２１へ与える。
【００３４】
ＣＡＮコントローラ２２は、ＣＰＵ２１からデータが与えられた場合、このデータを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、光送受信モジュール２４の送信部２５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、ＣＰＵ２１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。
【００３５】
またＣＡＮコントローラ２２は、光送受信モジュール２４の受信部２６にて受信されたデータが与えられている。この受信データはＣＡＮプロトコルのデータ形式であるため、ＣＡＮコントローラ２２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ＣＰＵ２１へ与える。これによりＣＰＵ２１は、他の光通信装置２からの受信データに応じた処理を行うことができる。
【００３６】
光送受信モジュール２４は、送信部２５及び受信部２６を有しており、ＣＡＮコントローラ２２との間で授受する電気信号と、他の光通信装置２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。光送受信モジュール２４の送信部２５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コントローラ２２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、この光信号を送信用の光通信線へ出力する。
【００３７】
光送受信モジュール２４の受信部２６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、受信用の光通信線から出射される光を検出する。受信部２６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２が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮコントローラ２２へ与えることができる。
【００３８】
接続部２３は、一組の送信用の光通信線及び受信用の光通信線を、嵌合などの方法によって光通信装置２に接続するためのものである。接続部２３に光通信線が接続された場合、送信用の光通信線の端部が光送受信モジュール２４の送信部２５が有する発光素子に対向し、受信用の光通信線の端部が光送受信モジュール２４の受信部２６が有する受光素子に対向する。これにより光送受信モジュール２４は発光素子及び受光素子によって光信号の送受信を行うことができる。
【００３９】
なお本実施の形態においては、送信部２５の発光ダイオードが発光して光通信線内に光信号が導通している状態をＣＡＮプロトコルのドミナント（優性値）に対応付け、光通信線内に光信号が導通していない状態をレセシブ（劣性値）に対応付けて、各光通信装置２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うものとする。
【００４０】
図３は、光信号中継装置１の構成を示すブロック図である。光信号中継装置１は、４つの接続部１１と、４つの光送受信モジュール１２と、１つのＯＲ素子１５とを備えて構成されている。光信号中継装置１の各接続部１１は、光通信装置２の接続部２３と同様に、一組の送信用の光通信線及び受信用の光通信線を、嵌合などの方法によってそれぞれ接続するためのものである。本実施の形態の光信号中継装置１は、４つの接続部１１を備えているため、４組の光通信線を接続することができる。
【００４１】
光信号中継装置１の各光送受信モジュール１２は、光通信装置２の光送受信モジュール２４と同様に、送信部１３及び受信部１４をそれぞれ有し、光信号と電気信号との相互変換をそれぞれ行うものである。４つの光送受信モジュール１２は、４つの接続部１１にそれぞれ一対一に対応付けて設けられており、対応する接続部１１に接続された光通信線との間で光信号の送受信を行って、送受信に係る光信号と電気信号との相互変換を行う。
【００４２】
各光送受信モジュール１２は、電気信号の入出力を行うための入力端子１３ａ及び出力端子１４ａをそれぞれ有している。ただし光信号中継装置１では、光信号のドミナントと電気信号のハイレベルとが対応付けられており、光送受信モジュール１２の送信部１３は、入力端子１３ａにハイレベルの電気信号が入力された場合にドミナントの光信号を送信し、入力端子１３ａにローレベルの電気信号が入力された場合にレセシブの光信号を送信する。同様に光送受信モジュール１２の受信部１４は、ドミナントの光信号を受信した場合にハイレベルの電気信号を出力端子１４ａから出力し、レセシブの光信号を受信した場合にローレベルの電気信号を出力端子１４ａから出力する。
【００４３】
光信号中継装置１の４つの光送受信モジュール１２の出力端子１４ａは、４入力１出力のＯＲ素子１５の入力にそれぞれ接続されている。またＯＲ素子１５の出力は、４つの光送受信モジュール１２の入力端子１３ａに接続されている。ＯＲ素子１５は、４つの入力のいずれかにハイレベルの電気信号が入力された場合にハイレベルの電気信号を出力し、全ての入力にローレベルの電気信号が入力された場合にローレベルの電気信号を出力するロジックゲート回路である。よってＯＲ素子１５は、いずれかの受信部１４にてドミナントの光信号が受信されて出力端子１４ａからハイレベルの信号が出力された場合に、ドミナントの光信号に対応するハイレベルの電気信号を、全ての送信部１３へ与える。
【００４４】
これにより光信号中継装置１は、一の接続部１１に接続された光通信線を介して受信部１４が受信した光信号を、全ての接続部１１に接続された光通信線に対して送信部１３から送信することができる。また光信号中継装置１は、複数の受信部１４にて同時的に光信号を受信した場合に、ドミナントに対応する電気信号を優性としてＯＲ素子１５にて信号合成を行って、全ての送信部１３から送信することができる。
【００４５】
図４は、光合成器３及び光分配器４の構成を示す模式図であり、（Ａ）に光合成器３の構成を示し、（Ｂ）に光分配器４の構成を示してある。光合成器３及び光分配器４は、２本の光ファイバを結合した（又は、１本の光ファイバを２本に分岐させた）態様の光学部品であり、いわゆるパッシブ型の光カプラである。図示の光カプラは、一側に１つの入出力端が設けられ、他側に２つの入出力端が設けられた構成である。本実施の形態において、光合成器３及び光分配器４は、同じ構成の光カプラを用いて実現することができ、光信号の入出力の方向が異なるのみである。
【００４６】
光合成器３は、光カプラの他側の２つの入出力端をそれぞれ光信号の入力端３１とし、一側の１つの入出力端を光信号の出力端３２として用いたものである。この構成では、少なくともいずれか一方の入力端３１から光が入力された場合に出力端３２から光が出力されるため、光の有／無をドミナント／レセシブに対応づけた光信号を２つの入力端３１から入力する構成とすることにより、光合成器３は、２つの入力端３１から入力された光信号を合成して出力端３２から出力することができる。
【００４７】
光分配器４は、光カプラの一側の１つの入出力端を光信号の入力端４１とし、他側の２つの入出力端をそれぞれ光信号の出力端４２として用いたものである。この構成では、入力端４１から光が入力された場合、この光は２つの出力端４２から共に出力されるため、光分配器４は、入力端４１から入力された光信号を分配して２つの出力端４２から出力することができる。
【００４８】
以上の構成の光通信システムは、１つの信号中継装置１を根ノードとし、光合成器３及び光分配器４の各組をそれぞれ分岐ノードとし、各光通信装置２をそれぞれ葉ノードとした２分木構造のネットワーク接続である。図１に示した構成例では、１２組の光合成器３及び光分配器４を用いて信号中継装置１及び光通信装置２の間に２段の木構造を構成することによって、１６個の光通信装置２がＣＡＮプロトコルによる光通信を行うことができる。この構成では、光合成器３及び光分配器４の組を追加／削除することによって、ネットワークに接続する光通信装置２の数を容易に増減することができる。
【００４９】
例えば９個〜１５個の光通信装置２をネットワーク接続する場合、図１に示した構成例に対して、２段目の光合成器３及び光分配器４の組を適宜に削除し、１段目のいくつかの光合成器３及び光分配器４に光通信装置２を接続する構成とすればよい。また８個の光通信装置２をネットワーク接続する場合、１段目の光合成器３及び光分配器４のみを用いて接続を行えばよい。更に、７個以下の光通信装置２をネットワーク接続する場合には、いくつかの光通信装置２を直接的に光信号中継装置１へ接続する構成としてよい。また例えば、１７個以上の光通信装置２をネットワーク接続する場合、光合成器３及び光分配器４の組を適宜に追加して３段目を構成し、３段目の光合成器３及び光分配器４に光通信装置２を接続すればよい。
【００５０】
ただし、光信号中継装置１及び各光通信装置２の間に介在する光合成器３及び光分配器４の数が等しくなるように、光合成器３及び光分配器４による二分木構造を構成することが好ましい。図１に示した構成例では、光信号中継装置１及び各通信装置２の間にそれぞれ２つ（２組）の光合成器３及び光分配器４が介在している。また光通信装置２の数が１０個などのように、全ての光通信装置２について光合成器３及び光分配器４の介在数を等しくすることができない場合には、介在数の差が１以下となるように、光合成器３及び光分配器４の二分木構造を構成することが好ましい。
【００５１】
また２入力１出力の光合成器３及び１入力２出力の光分配器４（即ち、一側に１つの入出力端と他側に２つの入出力端とを有するパッシブ型の光カプラ）を用いることによって、この構成は最も簡易な構成であるため光合成器３及び光分配器４を低コストで実現できると共に、複数組の光合成器３及び光分配器４を二分木構造で接続できるため、光通信装置２を容易且つ効率よく接続することができる。
【００５２】
また本実施の形態に係る光通信システムは、パッシブ型の光カプラ（光合成器３及び光分配器４）のみでなく、アクティブ型の光信号中継装置１を介して複数の光通信装置２が光信号の送受信を行う構成である。この構成によって、パッシブ型の光カプラのみで構成された光ネットワークと比較して、多数の光合成器及び光分配器４を介して多数の光信号中継装置１を接続する場合であっても、光信号のパワーの低下を抑制できる。また、アクティブ型の光信号中継装置１を複数接続して光ネットワークを構成した場合と比較して、本実施の形態に係る光通信システムは、光信号中継装置１にて生じる電気的な信号の遅延を最小限に抑えることができる。よって、本実施の形態に係る光通信システムは、より多くの光通信装置２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うことができると共に、高品質な光通信を行うことができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、本発明の光通信システムを車輌９９に搭載されたＥＣＵなどの通信に適用する構成としたが、これに限るものではなく、車輌以外の通信システムに同様の構成を適用してもよい。特に本発明の光通信システムは、ＣＡＮプロトコルによる通信が行われる通信システムを光通信化する場合に好適である。
【００５４】
また、図１においては、光信号中継装置１と光合成器３及び光分配器４とを用いて１６個の光通信装置２を接続する構成としたが、これは一例であって、これに限るものではなく、１５個以下又は１７個以上の光通信装置２が光通信を行う構成であってよい。また、光信号中継装置１は、４つの接続部１１及び光送受信モジュール１２を備える構成としたが、これに限るものではなく、３つ以下又は５つ以上の接続部１１及び光送受信モジュール１２を備える構成としてもよい。また、２入力１出力の光合成器３及び１入力２出力の光分配器４を用いる構成としたが、これに限るものではなく、例えば３入力１出力の光合成器及び１入力３出力の光分配器、４入力１出力の光合成器及び１入力４出力の光分配器など、その他の構成の光合成器及び光分配器を用いてもよい。
【００５５】
また光信号中継装置１内においては、光信号のドミナントを電気信号のハイレベルに対応付ける構成としたが、これに限るものではなく、光信号のドミナントを電気信号のローレベルに対応付ける構成としてもよく、この場合には論理和演算を行うＯＲ素子１５に代えて論理積演算を行うＡＮＤ素子を用いればよい。
【００５６】
図５及び図６は、本発明の実施の形態１に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。図５に示す光通信システムは、１つのジャンクションボックス（接続装置）５に複数の光通信装置２を接続した構成である。ジャンクションボックス５には複数の外部接続部５１が設けられており、各光通信装置２は、一組の光通信線を介して、ジャンクションボックス５の外部接続部５１にそれぞれ接続されている。
【００５７】
ジャンクションボックス５は、１つの光信号中継装置１と、１２組の光合成器３及び光分配器４とを筐体内に収容したものである。ジャンクションボックス５の筐体には１６個の外部接続部５１が設けられており、各外部接続部５１には送信用及び受信用の一組の光通信線をそれぞれ接続することができ、一組の光通信線を介して光通信装置２又はその他の装置（例えば、他のジャンクションボックス５、光合成器３及び光分配器４、又は、ＧＷなどの装置）を接続することができる。
【００５８】
ジャンクションボックス５内の１つの光信号中継装置１、１２組の光合成器３及び光分配器４の接続は、図１に示したものと略同じである。光信号中継装置１の４つの接続部１１には１段目として４組の光合成器３及び光分配器４が接続されている。１段目の各組の光合成器３及び光分配器４には、それぞれ２組の他の光合成器３及び光分配器４が接続されている（即ち、１段目の４組の光合成器３及び光分配器４には、２段目の８組の光合成器３及び光分配器４が接続されている）。２段目の各組の光合成器３及び光分配器４は、それぞれ２個の外部接続部５１に接続されている（即ち、２段目の８組の光合成器３及び光分配器４は、１６個の外部接続部５１に接続されている）。
【００５９】
このように、１つの光信号中継装置１、１２組の光合成器３及び光分配器４を１つの筐体に収容してジャンクションボックス５とすることにより、車輌９９への搭載を容易化することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る光通信システムの構成を示す模式図である。実施の形態２に係る光通信システムは、光信号中継装置２０１が赤外線による無線通信の機能を有し、赤外線無線通信装置２０２との間で赤外線（図７において二点鎖線の矢印で示す）を介した通信を行うことができる。光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２は、光通信線などのケーブルを介して接続する必要はなく、赤外線信号が授受できる程度に障害物の少ない空間を隔てて車輌１内に配設される。このときに光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２は必ずしも対向して配設される必要はなく、障害物などで反射された赤外線を光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２が授受する構成であってもよく、光信号中継装置２０１及び赤外線無線通信装置２０２の間に鏡又はプリズム等の導光部材を配する構成であってもよい。
【００６１】
図８は、赤外線無線通信装置２０２の構成を示すブロック図である。赤外線無線通信装置２０２は、車輌９９に搭載されたＥＣＵなどの電子機器に赤外線を介した無線通信の機能を搭載したものである。赤外線無線通信装置２０２は、光通信装置２と同様のＣＰＵ２１及びＣＡＮコントローラ２２を備えると共に、光通信装置２の接続部２３及び光送受信モジュール２４に代えて赤外線送受信モジュール２２４を備えている。
【００６２】
赤外線送受信モジュール２２４は、送信部２２５及び受信部２２６を有しており、赤外線信号と、ＣＡＮコントローラ２２との間で授受する電気信号との相互変換を行うものである。赤外線送受信モジュール２２４の送信部２２５は、例えば赤外線を発する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コントローラ２２から電気信号として与えられた送信データを赤外線信号に変換し、この赤外線信号を出力する。
【００６３】
赤外線送受信モジュール２２４の受信部２２６は、例えば赤外線を検知するフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、赤外線の検出を行う。受信部２２６は、受光素子にて検出した赤外線に応じた電気信号を出力することができ、これにより赤外線無線通信装置２０２が送信した赤外線信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮコントローラ２２へ与えることができる。
【００６４】
なお本実施の形態においては、受信部２２６の受光素子が赤外線を検出している状態をＣＡＮプロトコルのドミナント（優性値）に対応付け、受光素子が赤外線を検出していない状態をレセシブ（劣性値）に対応付けて、赤外線無線通信装置２０２がＣＡＮプロトコルに従った光通信を行うものとする。
【００６５】
図９は、光信号中継装置２０１の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る光信号中継装置２０１は、３つの接続部１１と、３つの光送受信モジュール１２と、１つのＯＲ素子１５と、１つの赤外線送受信モジュール２１２とを備えて構成されている。即ち、実施の形態２に係る光信号中継装置２０１は、実施の形態１に係る光信号中継装置１の１つの接続部１１及び光送受信モジュール１２を、１つの赤外線送受信モジュール２１２に置き換えた構成である。
【００６６】
赤外線送受信モジュール２１２は、赤外線無線通信装置２０２の光送受信モジュール２２４と同様に、送信部２１３及び受信部２１４をそれぞれ有し、赤外線信号と電気信号との相互変換をそれぞれ行うものである。赤外線送受信モジュール２１２は、電気信号の入出力を行うための入力端子２１３ａ及び出力端子２１４ａをそれぞれ有している。ただし光信号中継装置２０１では、光信号のドミナントと電気信号のハイレベルとが対応付けられており、赤外線送受信モジュール２１２の送信部２１３は、入力端子２１３ａにハイレベルの電気信号が入力された場合にドミナントの赤外線信号を送信し、入力端子２１３ａにローレベルの電気信号が入力された場合にレセシブの赤外線信号を送信する。同様に赤外線送受信モジュール２１２の受信部２１４は、ドミナントの赤外線信号を受信した場合にハイレベルの電気信号を出力端子２１４ａから出力し、レセシブの赤外線信号を受信した場合にローレベルの電気信号を出力端子２１４ａから出力する。
【００６７】
光信号中継装置２０１の３つの光送受信モジュール１２の出力端子１４ａ及び赤外線送受信モジュール２１２の出力端子２１４ａは、４入力１出力のＯＲ素子１５の入力にそれぞれ接続されている。またＯＲ素子１５の出力は、３つの光送受信モジュール１２の入力端子１３ａ及び赤外線送受信モジュール２１２の入力端子２１３ａに接続されている。よってＯＲ素子１５は、受信部１４又は受信部２１４のいずれかにてドミナントの光信号が受信されて出力端子１４ａ又は出力端子２１４ａからハイレベルの信号が出力された場合に、ドミナントの光信号に対応するハイレベルの電気信号を、全ての送信部１３及び送信部２１３へ与える。
【００６８】
これにより光信号中継装置２０１は、接続部１１に接続された光通信線を介して受信した光信号のみでなく、赤外線送受信モジュール２１２にて受信した赤外線信号を、全ての接続部１１に接続された光通信線に対して送信すると共に、赤外線送受信モジュール２１２から赤外線無線通信装置２０２へ送信することができる。また光信号中継装置２０１は、光送受信モジュール１２及び赤外線送受信モジュール２１２の複数にて同時的に信号を受信した場合に、ドミナントに対応する電気信号を優性としてＯＲ素子１５にて信号合成を行って、全ての光送受信モジュール１２及び赤外線送受信モジュール２１２から送信することができる。
【００６９】
以上の構成の実施の形態２に係る光通信システムは、光信号中継装置２０１に赤外線送受信モジュール２１２による赤外線通信機能を搭載し、光信号中継装置２０１が光通信線を介して受信した光信号と赤外線にて受信した信号とを合成・分配する構成とすることによって、光通信線を介した光通信と赤外線を介した無線通信とが混在したシステムを実現することができる。これにより、例えば車輌９９内において光通信線の配設が困難な箇所については赤外線による無線通信を適用するなど、通信装置及び通信線等の配設の自由度を高めることができる。
【００７０】
なお本実施の形態においては、光信号中継装置２０１に１つの赤外線送受信モジュール２１２を設ける構成としたが、これに限るものではなく、２つ以上の赤外線送受信モジュール２１２を設ける構成としてもよい。
【００７１】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光通信システムの他の構成例を示す模式図である。図１０に示す光通信システムは、１つの光信号中継装置２０１と９組の光合成器３及び光分配器４を１つの筐体に収容してジャンクションボックス２０５とし、ジャンクションボックス２０５の１２個の外部接続部５１に１組の光通信線を介して光通信装置２などの装置をそれぞれ接続する構成である。
【００７２】
ジャンクションボックス２０５内の１つの光信号中継装置２０１、９組の光合成器３及び光分配器４の接続は、図７に示したものと略同じである。光信号中継装置２０１の３つの接続部１１には１段目として３組の光合成器３及び光分配器４が接続されている。また１段目の３組の光合成器３及び光分配器４には、２段目の６組の光合成器３及び光分配器４が接続され、２段目の６組の光合成器３及び光分配器４は１２個の外部接続部５１に接続されている。
【００７３】
またジャンクションボックス２０５の筐体には、赤外線を透過する透光窓２５２が設けてあり、光信号中継装置２０１の赤外線送受信モジュール２１２にて送受信する赤外線信号をジャンクションボックス２０５の透光窓２５２を通して外部の赤外線無線通信装置２０２との間で送受信することができる。
【００７４】
なお、実施の形態２に係る光通信システムのその他の構成は、実施の形態１に係る光通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００７５】
１ 光信号中継装置
２ 光通信装置
３ 光合成器
４ 光分配器
５ ジャンクションボックス（接続装置）
１１ 接続部
１２ 光送受信モジュール（送受信部）
１３ 送信部
１３ａ 入力端子
１４ 受信部
１４ａ 出力端子
１５ ＯＲ素子
２１ ＣＰＵ
２２ ＣＡＮコントローラ
２３ 接続部
２４ 光送受信モジュール（送受信部）
２５ 送信部
２６ 受信部
３１ 入力端（光入力部）
３２ 出力端（光出力部）
４１ 入力端（光入力部）
４２ 出力端（光出力部）
５１ 外部接続部
９９ 車輌
２０１ 光信号中継装置
２０２ 赤外線無線通信装置
２０５ ジャンクションボックス（接続装置）
２１２ 赤外線送受信モジュール（赤外線送受信部）
２１３ 送信部
２１３ａ 入力端子
２１４ 受信部
２１４ａ 出力端子
２２４ 赤外線送受信モジュール（赤外線送受信部）
２２５ 送信部
２２６ 受信部
２５２ 透光窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用及び受信用の一組の光通信線が接続される接続部、並びに、該接続部に接続された光通信線を介して、優性値及び劣性値の２値で表される光信号を送受信する送受信部をそれぞれ有する複数の光通信装置と、
一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、
複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、
少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器と
を備え、
前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記光通信装置の接続部にそれぞれ接続され、
前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記光通信装置の接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていること
を特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいこと
を特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、
各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
赤外線による無線信号を送受信する赤外線送受信部を有する赤外線無線通信装置を更に備え、
前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、
前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の光通信システム。
【請求項５】
送信用及び受信用の一組の光通信線を介して外部機器が接続される外部接続部を複数備える接続装置であって、
一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、
複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、
少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器と
を備え、
前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記外部接続部にそれぞれ接続され、
前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記外部接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていること
を特徴とする接続装置。
【請求項６】
前記光信号中継装置から各外部接続部までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいこと
を特徴とする請求項５に記載の接続装置。
【請求項７】
各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、
各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有すること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接続装置。
【請求項８】
前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、
前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあり、
外部機器との間で赤外線による無線信号を送受信するようにしてあること
を特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の接続装置。
【請求項１】
送信用及び受信用の一組の光通信線が接続される接続部、並びに、該接続部に接続された光通信線を介して、優性値及び劣性値の２値で表される光信号を送受信する送受信部をそれぞれ有する複数の光通信装置と、
一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、
複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、
少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器と
を備え、
前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記光通信装置の接続部にそれぞれ接続され、
前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記光通信装置の接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていること
を特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記光信号中継装置から各光通信装置までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいこと
を特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、
各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
赤外線による無線信号を送受信する赤外線送受信部を有する赤外線無線通信装置を更に備え、
前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、
前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の光通信システム。
【請求項５】
送信用及び受信用の一組の光通信線を介して外部機器が接続される外部接続部を複数備える接続装置であって、
一組の光通信線が接続される複数の接続部、該接続部毎に設けられ、該接続部に接続された光通信線を介した光信号の送受信を行い、受信した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を光信号に変換して送信する送受信部、並びに、光信号の優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部へ入力する信号分配部を有し、一の送受信部にて受信した光信号を複数の送受信部から送信する光信号中継装置と、
複数の光入力部及び少なくとも１つの光出力部を有し、複数の光入力部から入力された光信号を合成して光出力部から出力する複数の光合成器と、
少なくとも１つの光入力部及び複数の光出力部を有し、光入力部から入力された光信号を複数の光出力部へ分配して出力する複数の光分配器と
を備え、
前記光信号中継装置の各接続部は、一組の光通信線を介して、前記光合成器の光出力部及び前記光分配器の光入力部、又は、前記外部接続部にそれぞれ接続され、
前記光合成器の光入力部及び前記光分配器の光出力部は、一組の光通信線を介して、前記外部接続部、又は、他の前記光合成器の光出力部及び他の前記光分配器の光入力部に接続されていること
を特徴とする接続装置。
【請求項６】
前記光信号中継装置から各外部接続部までの間に介在する前記光合成器及び前記光分配器の数が等しいこと
を特徴とする請求項５に記載の接続装置。
【請求項７】
各光合成器は、２つの光入力部と１つの光出力部とをそれぞれ有し、
各光分配器は、１つの光入力部と２つの光出力部とをそれぞれ有すること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の接続装置。
【請求項８】
前記光信号中継装置は、赤外線による無線信号を送受信し、受信した赤外線による無線信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力された電気信号を赤外線による無線信号に変換して送信する赤外線送受信部を有し、
前記光信号中継装置の信号分配部は、優性値に対応する信号レベルの電気信号がいずれかの送受信部又は赤外線送受信部から出力された場合に、該電気信号を複数の送受信部及び赤外線送受信部へ入力するようにしてあり、
外部機器との間で赤外線による無線信号を送受信するようにしてあること
を特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の接続装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３１４０９（Ｐ２０１２−２３１４０９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９７９４（Ｐ２０１１−９９７９４）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]