傳送至網(wǎng)絡(luò)中的每個CAN控制器。
[0033]進(jìn)一步的，如圖4、圖5所示，所述光發(fā)送電路包括發(fā)送驅(qū)動電路及光纖發(fā)送器；所述光纖發(fā)送器的第三引腳與GND連接。
[0034]所述發(fā)送驅(qū)動電路包括一個三極管Q1、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3 ;發(fā)送驅(qū)動電路的輸入端與所述CAN控制器的發(fā)送端Tx連接，其還通過所得第一電阻Rl與電源VCC連接，同時，發(fā)送驅(qū)動電路的輸入端還通過第二電阻R2與三極管Ql的基極連接，所述三極管Ql的射極與GND連接，其集極同時與所述第三電阻R3的一端及光纖發(fā)送器U3的第二引腳、第六引腳、第七引腳連接，所述第三電阻R3的另一端同時與電源VCC及第一電容Cl的一端連接，所述第一電容Cl的另一端與GND連接；光纖發(fā)送器U3發(fā)送光波長為1310nm。當(dāng)CAN控制器的發(fā)送端Tx為低電平時，VCC通過第一電阻Rl，光纖發(fā)送器U3到GND形成通路，光纖發(fā)送器U3發(fā)光。反之，當(dāng)CAN控制器的發(fā)送端Tx為高電平時，VCC通過第一電阻Rl，光纖發(fā)送器U3，到GND形成通路一，同時VCC通過第一電阻Rl，三極管Q1，到GND形成通路二，通路一和通路二并聯(lián)，通路二的分流，使得U3不發(fā)光。
[0035]進(jìn)一步的，所述光接收電路包括接收驅(qū)動電路及光纖接收器U4;所述光纖接收器U4的第三引腳、第七引腳與GND連接。
[0036]所述接收驅(qū)動電路包括第四電阻R4和第二電容C2，所述第四電阻R4的一端同時與第二電容C2的一端、電源VCC及所述光纖接收器U4的第六引腳連接，所述第四電阻R4的另一端為所述接收驅(qū)動電路的輸出端，其同時與所述光纖接收器U4的第二引腳及所述CAN控制器的接收端Rx連接；所述第二電容C2的另一端與GND連接；光纖接收器U4能接收到的光波長也是1310nm。當(dāng)光纖接收器U4接收到光信號時，所示CAN控制器的接收端Rx接收到低電平，相反，Rx接收到高電平。
[0037]本實施例中，4個CAN控制器聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成4個節(jié)點的CAN網(wǎng)絡(luò)，任意一個CAN控制器的發(fā)送端Tx引腳為低電平時，對應(yīng)的光纖發(fā)送器發(fā)光，則有光進(jìn)入到第一光分路器U1，進(jìn)而有光進(jìn)入到U2，那么，所有光纖接收器均能接收到光信號，進(jìn)而所有CAN控制器Rx引腳為低電平。相反，當(dāng)所有CAN控制器Tx引腳均為高電平時，對應(yīng)的光纖發(fā)送器不發(fā)光，則Ul中無光，進(jìn)而U2中也無光，那么，所有光纖接收器均接收不到光信號，進(jìn)而所有CAN控制器Rx引腳為高電平；定義有光為顯性位，無光為隱性位，那么實現(xiàn)了多節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時信號的與功能，并且所有節(jié)點在任何時刻都能監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)中的信號。
[0038]本實施例中，Rl=IK,R2=1K，R3=50，R4=10K, Cl=10pF, C2=100pF，Ql 為 2N3904，VCC=3.3V0
[0039]設(shè)CAN總線波特率IMbit/s，每bit占Ius0光速0.3MKm/s，則Ius能傳輸300m，而光纖中光的傳播并不是直線，而是折線，所以限定光纖發(fā)送器U3、光纖接收器U4距離光分路器Ul、U2的距離為120m。光分路器Ul、U2工作波長1260~1610nm，插入損耗10.7dB、偏振相關(guān)損耗0.3dB、均勻性損耗ldB，因此光分路器Ul，U2總損耗24dB ;每個光纖跳線接頭損耗0.2dB，因此6個接頭(指光發(fā)送器處I個接頭、第一光分路器Ul接收端I個接頭、第一光分路器Ul輸出端I個接頭、第二光分路器Ul接收端I個接頭、第二光分路器Ul輸出端I個接頭，光接收器輸入端I個接頭)共計1.2dB ；1310nm的光纖損耗為0.35dB/Km，當(dāng)光纖傳輸120m時，由光發(fā)送器U3傳輸?shù)焦夥致菲鱑1、U2損耗0.05dB，由光分路器U1、U2傳輸?shù)焦饨邮掌鱑4損耗0.05dB,共計0.1dB,所有損耗和25.3dB。而光纖發(fā)送器Ul發(fā)光功率不小于-7dBm，光纖接收器U4能接收的光功率不小于_33dBm，即CAN網(wǎng)絡(luò)允許26dB的光信號衰減，所以，滿足損耗要求，如圖6為本發(fā)明光發(fā)送電路光波形與光接收電路光波形圖示例，其中方波I為光發(fā)送電路光波形，方波2為光接收電路光波形，由圖可見，光發(fā)送電路的光波可以完整的發(fā)送至光接收電路，且具有可控的衰減。
[0040]實施例2:如圖2所示，本實施例與實施例1的不同點在于，所述光發(fā)送電路與所述第一光分路器的輸入端之間還設(shè)置有光纖放大器。因為設(shè)置了光纖放大器，對光信號進(jìn)行了放大，此時，所述第一光分路器可以包含有64個輸入端，與此相對應(yīng)的，所述第二光分路器包含有64個輸出端。在一些常見情況下，所述第一光分路器包含有64個輸入端的同時只包含有I個輸出端，與此相對應(yīng)的，所述第二光分路器包含有64個輸出端的同時只包含有I個輸入端；即，本實施例提供的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)可同時包含有64個CAN控制器及其對應(yīng)的光發(fā)送電路和光接收電路，從而構(gòu)成有64個節(jié)點的CAN網(wǎng)絡(luò)。
實施例3:如圖3所示，本實施例與實施例2的不同點在于，在所述光發(fā)送電路與所述第一光分路器的輸入端之間還設(shè)置有光纖放大器同時，所述第一光分路器與所述第二光分路器之間同樣設(shè)置有光纖放大器，這就讓第一光分路器與第二光分路器之間具有更長的傳輸距離。
【主權(quán)項】
1.一種無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括第一光分路器、第二光分路器以及N個CAN控制器；所述第一光分路器具有至少N個輸入端和一個輸出端，所述第二光分路器具有一個輸入端及至少N個輸出端，N為I以上自然數(shù)； 所述N個CAN控制器的發(fā)送端分別通過對應(yīng)的光發(fā)送電路連接所述第一光分路器的不同輸入端，所述N個CAN控制器的發(fā)送端分別通過對應(yīng)的光接收電路連接所述第二光分路器的不同輸出端；所述第一光分路器的輸出端與所述第二光分路器的輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述光發(fā)送電路與所述第一光分路器的輸入端之間還設(shè)置有光纖放大器。
3.如權(quán)利要求2所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光分路器與所述第二光分路器之間還設(shè)置有光纖放大器。
4.如權(quán)利要求1所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述光發(fā)送電路包括發(fā)送驅(qū)動電路及光纖發(fā)送器；所述光纖發(fā)送器的第三引腳與GND連接； 所述發(fā)送驅(qū)動電路包括一個三極管、第一電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻；發(fā)送驅(qū)動電路的輸入端與所述CAN控制器的發(fā)送端連接，其還通過所述第一電阻與電源連接，同時，發(fā)送驅(qū)動電路的輸入端還通過所述第二電阻與所述三極管的基極連接，所述三極管的射極與GND連接，所述三極管的集極同時與所述第三電阻的一端及光纖發(fā)送器的第二引腳、第六引腳、第七引腳連接，所述第三電阻的另一端同時與電源及第一電容的一端連接，所述第一電容的另一端與GND連接。
5.如權(quán)利要求1所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述光接收電路包括接收驅(qū)動電路及光纖接收器；所述光纖接收器的第三引腳、第七引腳與GND連接； 所述接收驅(qū)動電路包括第四電阻和第二電容，所述第四電阻的一端同時與第二電容的一端、電源及所述光纖接收器的第六引腳連接，所述第四電阻的另一端為所述接收驅(qū)動電路的輸出端，其同時與所述光纖接收器的第二引腳及所述CAN控制器的接收端連接；所述第二電容的另一端與GND連接。
6.如權(quán)利要求1所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光分路器包含有4個或8個輸入端，與此相對應(yīng)的，所述第二光分路器包含有4個或8個輸出端。
7.如權(quán)利要求2或3任一項所述的無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光分路器包含有4個、8個、16個、32個或64個輸入端，與此相對應(yīng)的，所述第二光分路器包含有4個、8個、16個、32個或64個輸出端。
【專利摘要】本發(fā)明涉及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種無源星型光纖CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。包括第一光分路器、第二光分路器以及N個CAN控制器，每個CAN控制器對應(yīng)設(shè)置有光發(fā)送電路和光接收電路，所述N個CAN控制器的發(fā)送端分別通過對應(yīng)的光發(fā)送電路連接所述第一光分路器的不同輸入端，所述第一光分路器的輸出端與所述第二光分路器的輸入端連接，所述第二光分路器的N個輸出端分別通過所述光接收電路與所述N個CAN控制器連接。本發(fā)明提供的CAN網(wǎng)絡(luò)不需使用CAN收發(fā)器，同時以本質(zhì)上為無源器件的光分路器做為傳輸中介，并采用星型結(jié)構(gòu)，因此網(wǎng)絡(luò)本身具有信號延遲小，數(shù)據(jù)傳輸速率高，且單節(jié)點故障不影響其他節(jié)點正常工作的優(yōu)點。
【IPC分類】H04B10-272, H04B10-278
【公開號】CN104796198
【申請?zhí)枴緾N201510214587
【發(fā)明人】周新志, 唐臻宇, 周余, 趙瑞勇
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月30日