專利名稱：雙余度光纖can總線組網(wǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別涉及采用光纖波分復(fù)用雙向傳輸信號(hào)技術(shù)的 CAN總線集線器和以該集線器為核心的雙余度光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
CAN(ControIler Area Network)總線是一種采用非破壞逐位競爭機(jī)制實(shí)現(xiàn)串行 多主通信的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，目前所用的CAN總線都是基于金屬雙絞屏蔽線進(jìn)行信號(hào)傳輸 的，采用金屬雙絞屏蔽線的CAN總線網(wǎng)絡(luò)存在以下問題(1)總線節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，易造成總線 參數(shù)的失配；(2)節(jié)點(diǎn)電路的抗干擾保護(hù)措施也會(huì)造成總線參數(shù)的失配；(3)節(jié)點(diǎn)的地域分 布過大，電纜的分布參數(shù)造成總線參數(shù)失配；(4)節(jié)點(diǎn)間的共模電位差超出收發(fā)器規(guī)定特 性造成的總線參數(shù)失配以及(5)電線存在的電磁干擾等，這些問題將導(dǎo)致CAN總線網(wǎng)絡(luò)的 通信速率下降和可靠性降低。同時(shí)，為了解決諸如航空航天、軍用裝備等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域的組網(wǎng)問題，單余度一 般無法滿足要求，多采用多余度總線，至少采用雙余度，以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。即構(gòu)建兩套 完全相同的A、B總線，并在總線上傳輸完全相同的信息，A、B總線互為冗余備份。而光纖是一種單向傳輸光信號(hào)的介質(zhì)，并且具有免電磁干擾的特性。目前，光纖 通信一般是采用兩根光纖分別發(fā)送和接收信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的光發(fā)送模塊(LED)和光接收 模塊(PIN)是兩個(gè)獨(dú)立功能的器件；光纖模塊和光纖之間的連接一般采用光纖連接器來實(shí) 現(xiàn)。光纖連接器的類型很多，目前常用的類型有SC、FC和ST等。構(gòu)成雙余度的CAN總線 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須要有可靠的物理措施，來防止雙余度總線網(wǎng)絡(luò)光纖的插錯(cuò)。在CAN總線的標(biāo)準(zhǔn)中，并不限制網(wǎng)絡(luò)的物理層采用何種傳輸介質(zhì)，即可以采用普 通金屬線、金屬雙絞屏蔽線和光纖等任何介質(zhì)。但是，無論采用哪種介質(zhì)，都必須保證CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的通信機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)物理層之上完全符合CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的定義，這也是CAN總線 標(biāo)準(zhǔn)所具有的靈活性。目前，關(guān)于光纖CAN總線組網(wǎng)已提出了幾種實(shí)施方案，主要有環(huán)形光纖CAN總線 組網(wǎng)、光纖CAN總線自愈環(huán)網(wǎng)和一種基于雙光纖的CAN集線器組網(wǎng)方案等，但是這些方案中 存在著光-電、電-光轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多、延時(shí)長、總線速率低、節(jié)點(diǎn)少和組網(wǎng)不靈活等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的用光纖替代CAN網(wǎng)絡(luò)中的金屬雙絞線，并在現(xiàn)有的雙光纖CAN總線 集線器的基礎(chǔ)上提出一種基于波分復(fù)用雙向信號(hào)傳輸技術(shù)的新型單光纖CAN總線集線器， 以及采用兩臺(tái)這樣的集線器構(gòu)成具有防插錯(cuò)功能的雙余度CAN總線網(wǎng)絡(luò)和雙余度CAN總線 網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明在CAN總線網(wǎng)絡(luò)的物理層保留CAN網(wǎng)絡(luò)中的CAN控 制器，重新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)物理層，以收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN替代CAN收發(fā)器，以單光纖 替代金屬雙絞屏蔽線，以收/發(fā)不同波長的光波進(jìn)行信息傳輸，并保證網(wǎng)絡(luò)物理層之上完全符合CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的定義。并以此為基礎(chǔ)提出一種雙余度單根光纖CAN總線集線器的組網(wǎng)方法，將兩臺(tái)具有 η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口和一個(gè)級(jí)聯(lián)光口的光纖CAN總線集線器與η個(gè)雙余度光節(jié)點(diǎn)采用2η根單光 纖相連，構(gòu)成雙余度的A、B兩個(gè)完全相同的光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)。
所述光纖光纖CAN總線集線器內(nèi)置一個(gè)可編程器件CPLD，用于邏輯編程；n+1個(gè)收 /發(fā)一體化光模塊LED/PIN用于實(shí)現(xiàn)信息的光/電或電/光轉(zhuǎn)換；本集線器的非級(jí)聯(lián)光口與 級(jí)聯(lián)光口采用不同類型光纖連接器的組合(文中定義采用FC或SC型)，如光模塊 LED/PIN采用FC或SC型光纖連接器構(gòu)成η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口，則第η+1#個(gè)光模塊LED/PIN必 須采用不同的SC或FC型光纖連接器構(gòu)成級(jí)聯(lián)光口 ；n+1個(gè)光模塊中的光_電轉(zhuǎn)換PIN電 路的輸出接CPLD的輸入腳RX⑴…RX (n+1) ；n+1個(gè)光模塊中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路的輸入 接CPLD的輸出腳TX(I)…TX (n+1)；光纖CAN總線集線器可工作在主方式或從方式，級(jí)聯(lián)光 口端的集線器工作在從方式，非級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作在主方式。所述的η個(gè)具有A、B兩個(gè)通道的雙余度光節(jié)點(diǎn)，每個(gè)通道均包括1個(gè)CAN控制器 和1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN ；兩個(gè)通道的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN采用不同 類型的光纖連接器；且每個(gè)通道的收/發(fā)一體化光模塊與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)光纖CAN總線集線器端 的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN也采用不同類型的光纖連接器，如A通道采用SC/FC型光 纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN，B通道則采用FC/SC型光纖連接器的收/發(fā)一 體化的光模塊LED/PIN ；光模塊LED/PIN中的光-電轉(zhuǎn)換PIN電路的輸出接CAN控制器的 輸入腳RXD，光模塊LED/PIN中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路的輸入接CAN控制器的輸出腳TXD。所述任意兩種光纖連接器類型的收/發(fā)一體化光模塊均采用任意兩種波長的光 波收/發(fā)信息，如所有FC型光纖連接器收/發(fā)一體化光模塊中的電_光轉(zhuǎn)換LED電路均采 用Tx = 1310nm波長作為發(fā)送窗口，光-電轉(zhuǎn)換PIN電路采用Rx = 1550nm波長作為接收 窗口 ；所有的SC型光纖連接器收/發(fā)一體化光模塊則剛好相反，其中的電-光轉(zhuǎn)換LED電 路采用Tx = 1550nm波長作為發(fā)送窗口，光-電轉(zhuǎn)換PIN電路采用Rx = 1310nm波長作為 接收窗口?；诠饫wCAN總線集線器的雙余度單光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)，具有η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口和 一個(gè)級(jí)聯(lián)光口的A總線集線器和B總線集線器與η個(gè)具有C、D通道的雙余度光節(jié)點(diǎn)通過單 光纖連接；A總線集線器的η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口采用FC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊 LED/PIN，級(jí)聯(lián)光口則采用SC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN ；B總線集線 器則剛好相反，η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口都采用SC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN， 級(jí)聯(lián)光口則采用FC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN ；A、B總線集線器通過 2n根光纖與η個(gè)雙余度光節(jié)點(diǎn)的C通道和D通道分別相連。所述的2η根光纖如果一端為SC/FC型光纖連接器，則另一端必須為FC/SC型光纖 連接器，保證了 FC型光纖連接器的光口通過上述單根光纖只能與SC型光纖連接器的光口 相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的防插錯(cuò)功能。所述的雙余度單光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)可通過集線器的級(jí)聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)展，Α、Β光纖CAN集 線器對(duì)應(yīng)光口的光模塊LED/PIN必須采用不同類型的光纖連接器，從而確保級(jí)聯(lián)與非級(jí)聯(lián) 以及A網(wǎng)絡(luò)與B網(wǎng)絡(luò)之間的光口不會(huì)因?yàn)檫B接器的原因造成接；兩臺(tái)(從方式1#A總線集 線器和主方式2#A總線集線器)是具有n+1個(gè)光口的同類型A(或B)總線網(wǎng)絡(luò)的集線器，相對(duì)而言，級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作在從方式，非級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作在主方式；從方式1#A總線集線器的級(jí)聯(lián)光口通過單光纖與主方式2#A總線集線器的#1非級(jí)聯(lián)光口(可 任意接入其它的非級(jí)聯(lián)光口)連接；從而將兩個(gè)總線集線器的局域CAN網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)更 大的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展與此相同。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是1、采用基于波分復(fù)用雙向信息傳輸技術(shù)的收/發(fā)一體化光模塊和復(fù)雜可編程邏 輯器件CPLD實(shí)現(xiàn)“線與”邏輯的單光纖CAN總線集線器可將多個(gè)光CAN節(jié)點(diǎn)連接在一起， 實(shí)現(xiàn)完全符合CAN總線規(guī)范的CAN總線網(wǎng)絡(luò)；2、采用基于本方案光纖CAN總線集線器進(jìn)行組網(wǎng)的方法與其它組網(wǎng)方法相比，可 以實(shí)現(xiàn)本集線器的n+1個(gè)光口相當(dāng)于“并聯(lián)”，減少了光口“串聯(lián)”型網(wǎng)絡(luò)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn) 換和光纖傳輸過程中的延時(shí)，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)乃俣然蜇?fù)載能力(節(jié)點(diǎn)數(shù)量)；3、采用兩臺(tái)單光纖CAN總線集線器構(gòu)成雙余度單光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，針對(duì)集線 器所在網(wǎng)絡(luò)的不同，集線器上相同位置的光口選用了不同光纖連接器型號(hào)的光模塊，從物 理上保證了 A、B總線網(wǎng)絡(luò)的光纖不會(huì)插錯(cuò)，使系統(tǒng)具有了可靠的防插錯(cuò)功能；4、采用收/發(fā)一體化光模塊，在一根光纖中用2種波長的光波進(jìn)行信息傳輸，減少 了光纖和光模塊的數(shù)量，簡化了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型，便于總線網(wǎng)絡(luò)的安裝和維護(hù)；5、同類型的集線器級(jí)聯(lián)可實(shí)現(xiàn)雙余度光纖CAN總線的擴(kuò)展、擴(kuò)展后的光纖CAN總 線網(wǎng)絡(luò)仍然具有防插錯(cuò)功能，極大地提高了系統(tǒng)組網(wǎng)的靈活性、可靠性和安全性；6、采用光纖的CAN總線網(wǎng)絡(luò)具有免電磁干擾能力，極大地提高了 CAN總線網(wǎng)絡(luò)在 惡劣電磁環(huán)境中的生存力、安全性和可靠性，特別適合航空、航天和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用；7、采用光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸，消除了雙絞線傳輸?shù)墓逃腥毕荩岣吡丝偩€的負(fù)載能 力(節(jié)點(diǎn)數(shù)量)和通信速率。


圖1為本發(fā)明光纖CAN總線集線器框圖；圖2為本發(fā)明雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明單余度光纖CAN總線的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述上述光纖CAN總線集線器按圖1所示的原理框圖實(shí)現(xiàn)，光纖CAN總線集線器內(nèi)置 一個(gè)可編程器件CPLD，用于邏輯編程。n+1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN用于實(shí)現(xiàn)信息 的光-電或電-光轉(zhuǎn)換。本集線器的非級(jí)聯(lián)光口與級(jí)聯(lián)光口采用不同類型光纖連接器的組 合(文中定義采用FC或SC型)，如光模塊LED/PIN采用FC或SC型光纖連接器構(gòu) 成η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口，則第η+1#個(gè)光模塊LED/PIN必須采用不同的SC或FC型光纖連接器構(gòu) 成級(jí)聯(lián)光口 ；如果構(gòu)建余度光纖CAN總線集線器，則A、B光纖CAN集線器對(duì)應(yīng)光口的光模塊 LED/PIN必須采用不同類型的光纖連接器，從而確保級(jí)聯(lián)與非級(jí)聯(lián)以及A網(wǎng)絡(luò)與B網(wǎng)絡(luò)之間 的光口不會(huì)因?yàn)檫B接器的原因造成錯(cuò)接。n+1個(gè)光模塊中的光/電轉(zhuǎn)換PIN電路的輸出接 CPLD的輸入腳RX⑴…RX(n+1) ；n+1個(gè)光模塊中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路的輸入接CPLD的輸出腳TX⑴…TX (η+l)；光纖CAN總線集線器可工作在主方式或從方式，級(jí)聯(lián)光口端的集 線器工作在從方式，非級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作在主方式。所述的η個(gè)具有A、B兩個(gè)通道的雙余度光節(jié)點(diǎn)如圖1所示，每個(gè)通道均包括1個(gè) CAN控制器和1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN，節(jié)點(diǎn)處理器等其它部分省略未畫出。兩個(gè) 通道的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN采用不同類型的光纖連接器；且每個(gè)通道的收/發(fā)一 體化光模塊與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)光纖CAN總線集線器端的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN也采用不同 類型的光纖連接器，如C通道采用S C/FC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN， D通道則采用FC/SC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN ；光模塊LED/PIN中的 光_電轉(zhuǎn)換PIN電路的輸出接CAN控制器的輸入腳RXD，光模塊LED/PIN中的電-光轉(zhuǎn)換 LED電路的輸入接CAN控制器的輸出腳TXD。圖1所示的任意兩種光纖連接器類型的收/發(fā)一體化光模塊均采用任意兩種波長 的光波收/發(fā)信息。為便于描述，本文在圖2中定義所有FC型光纖連接器收/發(fā)一體化光 模塊中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路均采用Tx = 1310nm波長作為發(fā)送窗口，光-電轉(zhuǎn)換PIN電 路則采用Rx = 1550nm波長作為接收窗口 ；所有的SC型光纖連接器收/發(fā)一體化光模塊 則剛好相反，其中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路采用Tx = 1550nm波長作為發(fā)送窗口，光-電轉(zhuǎn)換 PIN電路采用Rx = 1310nm波長作為接收窗口?；诠饫wCAN總線集線器的雙余度單光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)詳見圖2，具有η個(gè)非級(jí) 聯(lián)光口和一個(gè)級(jí)聯(lián)光口的A總線集線器和B總線集線器與η個(gè)具有C、D通道的雙余度光節(jié) 點(diǎn)通過單光纖連接。本圖例中A總線集線器的η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口采用FC型光纖連接器的收 /發(fā)一體化的光模塊LED/PIN，級(jí)聯(lián)光口則采用SC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊 LED/PIN ；B總線集線器則剛好相反，η個(gè)非級(jí)聯(lián)光口都采用SC型光纖連接器的收/發(fā)一體 化的光模塊LED/PIN，級(jí)聯(lián)光口則采用FC型光纖連接器的收/發(fā)一體化的光模塊LED/PIN。 A、B總線集線器通過2η根光纖與η個(gè)雙余度光節(jié)點(diǎn)的C通道和D通道分別相連。所述的2η根光纖如果一端為SC/FC型光纖連接器，則另一端必須為FC/SC型光纖 連接器，如此設(shè)計(jì)保證了 FC型光纖連接器的光口通過上述單根光纖只能與SC型光纖連接 器的光口相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的防插錯(cuò)功能。所述的雙余度單光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)可通過集線器的級(jí)聯(lián)進(jìn)行擴(kuò)展，圖3給出了 A 總線網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展示意圖。兩臺(tái)(從方式1#A總線集線器和主方式2#A總線集線器)是 具有η+l個(gè)光口的同類型A (或B)總線網(wǎng)絡(luò)的集線器，相對(duì)而言，級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作 在從方式，非級(jí)聯(lián)光口端的集線器工作在主方式；本示意圖中從方式碰總線集線器的級(jí) 聯(lián)光口通過單光纖與主方式2#A總線集線器的#1非級(jí)聯(lián)光口(可任意接入其它的非級(jí)聯(lián) 光口)連接；從而將兩個(gè)總線集線器的局域CAN網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò) 擴(kuò)展與此相同。B總線網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)擴(kuò)展與A總線網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)方法相同，不再贅述。以下再對(duì)本發(fā)明工作原理作進(jìn)一步說明圖2所示的雙余度光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)CAN控制器發(fā)出和接收到的“隱性” 位和“顯性”位在TXD和RXD引腳上分別表現(xiàn)為高電平和低電平。光信號(hào)在光纖介質(zhì)中雙 向傳輸時(shí)，要設(shè)計(jì)成有某個(gè)窗口波長的光信號(hào)傳輸時(shí)對(duì)應(yīng)方向上傳輸?shù)氖恰帮@性”位，無某 個(gè)窗口波長的光信號(hào)傳輸時(shí)對(duì)應(yīng)方向上傳輸?shù)氖恰半[性”位。如此設(shè)計(jì)保證了光纖未接入 或因某種原因造成光纖意外斷開時(shí)，進(jìn)入集線器的信號(hào)總是“隱性”位，不會(huì)“阻塞”其它節(jié)點(diǎn)的正常通信。當(dāng)圖1所示的光纖CAN總線集線器工作在主方式時(shí)，其中的可編程邏輯器件CPLD 中的邏輯按如下n+1個(gè)方程式組設(shè)計(jì)TX (1)、TX (2)、…、TX (n)、TX (n+1)=RX(l)&RX(2)&...&RX(n)&RX(n+l) (1)其含義是將輸入到CPLD中的n+1個(gè)信號(hào)RX⑴，RX⑵…RX (η)，RX (n+1)的信號(hào)全 部相“與”后，再送回n+1個(gè)輸出TX⑴，TX⑵…TX(n)，TX(n+1) 0采用CPLD邏輯“與”替 代雙絞線的“線與”功能。當(dāng)集線器上第i個(gè)光口懸空未用時(shí)，對(duì)應(yīng)的PIN無光信號(hào)輸入， CPLDll的輸入RX(i) = 1，為“隱性”電平，故不會(huì)影響方程式組(1)的“與”效果。圖1所示的1#雙余度光節(jié)點(diǎn)的A通道CAN控制器發(fā)出“顯性”或“隱性”位信號(hào)時(shí)， TXD引腳的相應(yīng)輸出為“低”電平或“高”電平，收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN中的電-光轉(zhuǎn) 換LED電路“發(fā)出”或“不發(fā)出” Ynm的光信號(hào)，該光信號(hào)通過1#光纖傳輸?shù)竭_(dá)光纖CAN總 線集線器1#光口的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN，LED/PIN中的光-電轉(zhuǎn)換PIN電路根據(jù) 是否收到Y(jié)nm光信號(hào)，輸出“低”電平或“高”電平信號(hào)并從RX(I)腳送入CPLD中，該信號(hào)與 其它節(jié)點(diǎn)送來的信號(hào)“與”邏輯運(yùn)算后通過TX(I)腳輸出發(fā)給1#光口 LED/PIN中的電-光 轉(zhuǎn)換LED電路，并根據(jù)TX⑴為“低”電平或“高”電平“發(fā)出”或“不發(fā)出”Xnm的光信號(hào)， 該光信號(hào)通過1#光纖傳輸返回到1#雙余度光節(jié)點(diǎn)的C通道收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN 中的光_電轉(zhuǎn)換PIN電路，最后送入1#雙余度光節(jié)點(diǎn)的C通道CAN控制器的RXD輸入腳。由上述分析可知，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)光節(jié)點(diǎn)發(fā)出的“隱性”位或“顯性”位信號(hào)到達(dá)集線 器，在CPLD中進(jìn)行“與”邏輯運(yùn)算后，發(fā)回各個(gè)節(jié)點(diǎn)，符合CAN總線標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物理層信號(hào)傳輸 特性的要求，故可保證網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)CAN總線特有的多主非破壞逐位競爭方式的通
fn °在如圖3所示的級(jí)聯(lián)組網(wǎng)應(yīng)用場合，當(dāng)圖1所示的A總線集線器工作在從方式時(shí)， 其中的可編程邏輯器件CPLD中的邏輯按下列單個(gè)方程式(2)和η個(gè)方程式組(3)設(shè)計(jì)TX (n+1) = RX (1) &—&RX (η)(2)TX(I)，—, TX(η) = RX(n+1) (3)上述方程式的其含義是將輸入到從集線器中的η個(gè)信號(hào)RX(I) ···! (η)(不包括 RX(n+1))全部相“與”后，通過級(jí)聯(lián)光口的TX(n+1)送入主集線器中與主集線器中的所有其 它信號(hào)再次相“與”后，再從級(jí)聯(lián)光口的RX(n+1)回到從集線器中，然后從η個(gè)輸出ΤΧ(1)··· TX(η)發(fā)回各個(gè)節(jié)點(diǎn)。只要主、從集線器的邏輯按(1)、(2)和(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，集線器的級(jí)聯(lián)可以有很多 級(jí)，多級(jí)級(jí)聯(lián)時(shí)只能有一個(gè)集線器工作在主方式，其它集線器均工作在從方式。隨著級(jí)聯(lián)數(shù) 的增加，可接入的節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，但信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí)增加，故可實(shí)現(xiàn)的最高CAN總線速率隨之 下降。所述的光纖可采用單模或多模光纖。所述的兩種不同光纖連接器型號(hào)的收/發(fā)一體化光模塊可采用FC和SC型光纖連 接器，也可采用其它不同型號(hào)的組合。所述的FC型光纖連接器的收/發(fā)一體化光模塊可采用任何一款發(fā)送波長為 Xnm(文中定義為1310nm)，接收波長為Ynm(文中定義為1550nm)的傳輸速率為DC 1、2、3、5或IOMHz的基帶傳輸型光纖模塊。所述的SC型光纖連接器的收/發(fā)一體化光模塊可采用任何一款發(fā)送波長為Ynm(文中定義為1550nm)，接收波長為Xnm(文中定義為1310nm)的傳輸速率為DC 1、2、 3、5或IOMHz的基帶傳輸型光纖模塊。所述的可編程邏輯器件CPLD可采用任何一個(gè)公司生產(chǎn)的具有足夠邏輯資源的 CPLD或FPGA實(shí)現(xiàn)。所述的CAN總線控制器可采用任何一款符合CAN總線規(guī)范的芯片，如SJA1000。
權(quán)利要求
雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)方法，其特征在于將具有n個(gè)非級(jí)聯(lián)光口和一個(gè)級(jí)聯(lián)光口的兩臺(tái)A、B光纖CAN總線集線器，通過2n根單光纖與n個(gè)具有C、D兩個(gè)通道的雙余度CAN總線光節(jié)點(diǎn)相連，從而構(gòu)成雙余度的光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)方法，其特征在于所述光纖CAN總 線集線器由n+1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊和一片可編程邏輯器件CPLD構(gòu)成n個(gè)非級(jí)聯(lián)光口 和一個(gè)級(jí)聯(lián)光口 ；n+1個(gè)光模塊的光-電轉(zhuǎn)換電路PIN的輸出端接CPLD的輸入腳RX(1)… RX(n+l) ；CPLD的輸出腳TX(1)…TX(n+l)接各個(gè)光模塊中的電-光轉(zhuǎn)換電路LED的輸入端； 總線集線器可工作在主方式或從方式，采用CPLD的邏輯“與”功能替代雙絞線的“線與”功 能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光纖CAN總線集線器的組網(wǎng)方法，其特征在于所述具有 C、D兩個(gè)通道的CAN總線光節(jié)點(diǎn)，每個(gè)通道均由1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN和1片 CAN控制器構(gòu)成；兩個(gè)通道的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN采用不同類型的光纖連接器；且 每個(gè)通道的收/發(fā)一體化光模塊LED/PIN與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)光纖CAN總線集線器端的收/發(fā)一體 化光模塊LED/PIN也采用不同類型的光纖連接器；光模塊LED/PIN中的光-電轉(zhuǎn)換PIN電 路的輸出接CAN控制器的輸入腳RXD，光模塊LED/PIN中的電-光轉(zhuǎn)換LED電路的輸入接 CAN控制器的輸出腳TXD。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)方法，其特征在于所述A、B 光纖CAN總線集線器光模塊的光纖連接器采用不同類型的組合；兩種類型的光模塊LED/ PIN分別實(shí)現(xiàn)信息的光_電或電_光轉(zhuǎn)換，并采用不同波長的光波收/發(fā)信號(hào)；同一網(wǎng)絡(luò)光 纖CAN總線集線器的非級(jí)聯(lián)光口與級(jí)聯(lián)光口采用不同類型的光纖連接器；雙余度A、B光纖 CAN總線集線器上對(duì)應(yīng)光口的收/發(fā)一體化光模塊采用不同類型的光纖連接器。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)方法，其特征在于所述2n 根光纖兩端采取不同類型的光纖連接器，使得A (或B)光纖CAN總線集線器上的光口通過 這種光纖只能與雙余度光節(jié)點(diǎn)中的C(或D)通道的光口相連。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的光纖CAN總線集線器的組網(wǎng)方法，其特征在于所 述A (或B)光纖CAN總線集線器上的級(jí)聯(lián)光口，其功能是用于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，工作在從方式的 光纖CAN總線集線器通過級(jí)聯(lián)光口用一根單光纖接入另一臺(tái)工作于主方式的同類型的光 纖CAN總線集線器的任意一個(gè)非級(jí)聯(lián)光口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙余度光纖CAN總線組網(wǎng)方法，其特征在于將具有n個(gè)非級(jí)聯(lián)光口和一個(gè)級(jí)聯(lián)光口的兩臺(tái)A、B雙余度網(wǎng)絡(luò)的光纖CAN總線集線器，通過2n根單光纖與n個(gè)具有C、D兩個(gè)通道(每個(gè)通道由1個(gè)收/發(fā)一體化光模塊和1片CAN控制器構(gòu)成)的雙余度CAN總線光節(jié)點(diǎn)相連，從而構(gòu)成雙余度的光纖CAN總線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明提高了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)乃俣然蜇?fù)載能力，具有可靠的防插錯(cuò)功能，簡化了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型，便于總線網(wǎng)絡(luò)的安裝和維護(hù)，并提高了系統(tǒng)組網(wǎng)的靈活性、可靠性和安全性。
文檔編號(hào)H04J14/02GK101834674SQ20101013584
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者丁洪林, 尚利宏, 魏豐 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所;華中科技大學(xué);北京航空航天大學(xué)