(57)【要約】【課題】  光パワーを検出するための手段を提供する。【解決手段】  本発明は、入力データを受信するための制御装置１３用受信ユニット１に関する。入力データは、車両内の光バスシステム２において光信号の形態で送信される。受信ユニット１は、光バスシステム２に接続され、光信号を電気信号に変換するための手段３を備える。さらに、光受信パワーのための特性変数を測定する測定構造６が設けられる。本発明の目的は、光のレベルの動的制御を最適化する受信ユニット、及び制御装置を提供することである。測定構造６は、ディジタル回路の形態である。さらに、ディジタル化された測定データを伝えるための出力ポート７が設けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内の光バスシステム（２）において、光信号の形態で送信された入力データを受信するための制御装置（１３）用受信ユニットであって、前記受信ユニット（１）が、光バスシステム（２）に結合され得、光信号を電気信号に変換するための手段（３）を備え、前記受信ユニット及び／又は前記制御装置が、光受信パワーの特性変数を測定する測定構造（６）を有し、ディジタル化された測定データを伝えるための出力ポート（７）が設けられ、光受信パワーを判断するための手段（８）が設けられ、前記手段（８）が、測定された前記特性変数とそれに対応する光受信パワーとの間の関係を表す特性が格納されるメモリ手段を備え、光受信パワーを判断するための前記手段（８）が、測定された前記特性変数と前記特性とを比較し、これから判断された光受信パワーを前記出力ポート（７）に伝える評価ユニットを備えた受信ユニット。
【請求項２】
光受信パワーを判断するための前記手段（８）が、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である請求項１に記載の受信ユニット。
【請求項３】
光信号を電気信号に変換するための前記手段（３）が受信用フォトダイオード（３）であり、前記特性変数が、前記受信用フォトダイオード（３）内に誘導された電流、または前記受信用フォトダイオード（３）内に誘導された電圧である請求項１あるいは２に記載の受信ユニット。
【請求項４】
前記出力ポート（７）が、データ線により、さらなるユニットのバス接続に結合され得るバス接続であり、前記データが、バスプロトコルにより前記バス接続を介して前記受信ユニット（１）から前記さらなるユニットに送信され、測定データ及び／又は光受信パワーに関係するデータ、及び入力データが、１つの前記出力ポート（７）を介して送信される請求項１〜３のいずれか１項に記載の受信ユニット。
【請求項５】
送受信ユニット（１４、１）により、車両内の光バスシステム（２）に結合され得る制御装置であって、前記制御装置（１３）が、光信号の形態で前記光バスシステム（２）を介して前記送受信ユニット（１４、１）によりデータを交換し、前記制御装置（１３）が、入力データを受信するための受信ユニット（１）を備え、前記受信ユニット（１）が、光信号を電気信号に変換するための手段（３）を備え、かつ光受信パワーのための特性変数を測定する測定構造（６）を有し、前記送信ユニット（１４）が、前記光バスシステム（２）に光信号を送信するために、電気信号を光信号に変換するための手段（３）を備え、かつバスプロトコルに従ってデータを変換するための手段を備えた通信制御装置（１５）を備え、前記受信ユニット（１）及び前記送信ユニット（１４）が、各信号線を介して前記通信制御装置（１５）に接続され、かつ前記通信制御装置（１５）にデータを送受信するために、信号線を介して接続されたマイクロ制御装置（１６）を備え、前記受信ユニット（１）が、前記通信制御装置及び／又はマイクロ制御装置（１５、１６）にディジタル化された測定データを伝えるための出力ポート（７）を備え、前記制御装置（１３）が、光受信パワーを判断するための手段（８）を備え、前記手段（８）が、測定された前記特性変数とそれに対応する光受信パワーとの間の関係を表す特性が格納されるメモリ手段を備え、かつ測定された前記特性変数と前記特性とを比較し、これから判断された光受信パワーを前記出力ポート（７）に伝える評価ユニットを備えた制御装置。
【請求項６】
光信号を電気信号に変換するための前記手段（３）が受信用フォトダイオード（３）であり、前記特性変数が、前記受信用フォトダイオード（３）内に誘導された電流であるか、または前記受信用フォトダイオード（３）内に誘導された電圧である請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置（１３）が、前記送信ユニット（１４）を用いて、判断された光受信パワーと、前記受信用フォトダイオード（３）の理想的な動作点での受信パワーとの間の差異に応じて、前記光バスシステム（２）に、光パワーの送信機への光パワーを制御するための信号を送信する、前記受信用フォトダイオード（３）の受信光パワーを制御するための手段を備えた請求項５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記受信用フォトダイオード（３）の理想的な動作点のための光パワーが格納されるメモリ手段を備え、前記制御手段が、測定された光受信パワーと前記格納されている理想的な動作点とを比較するための評価ユニットを備えた請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
光受信パワーを判断するための前記手段（８）が、前記通信制御装置（１５）または前記マイクロ制御装置（１６）内に、かつ前記通信制御装置（１５）のまたは前記マイクロ制御装置（１６）の構造に対応する方法で取り付けられ、信号線を介して前記出力ポート（７）に接続された入力ポートを備え、光受信パワーを判断するための前記手段（８）が、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である請求項５〜８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
受信光パワーを制御するための前記手段が、前記通信制御装置（１５）内または前記マイクロ制御装置（１６）内に取り付けられ、受信パワーを制御するための前記手段が、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である請求項５〜９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記受信ユニット（１）の前記出力ポート（７）が、データ線により、前記通信制御装置またはマイクロ制御装置（１５、１６）のバス接続に結合され得るバス接続であり、前記データが、バスプロトコルにより、前記バス接続を介して前記受信ユニット（１）から前記通信制御装置またはマイクロ制御装置（１５、１６）に送信されるので、測定データ及び／又は光受信パワーに関係するデータ、及び入力データが、１つの前記出力ポート（７）を介して送信される請求項５〜１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
温度センサが、前記受信ユニット（１）の近くに置かれ、その温度測定データが、受信光パワーを制御するための前記手段に送信され、受信光パワーを制御するための前記手段が、前記温度測定データの関数として送信されるべき信号を決定する請求項５〜１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
理想的な動作点のための光パワーが、受信光パワーを制御するための手段用の前記メモリ手段内に前記受信用フォトダイオード（３）の温度の関数として格納され、前記評価ユニットが、前記比較プロセスにおいて、前記温度測定データと格納された温度依存光パワーとを含む請求項１２に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内の光バスシステムにおいて光信号の形態で送信される入力データを受信するための制御装置及び制御装置用受信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路が伝送路として用いられるので、少なくとも２０メガビット／秒〜１ギガビット／秒以上のデータ伝送速度を持つこと、及び電磁インターフェアランスに対する不感度により、光バスシステムが注目されている。これらの特性により、光バスシステムは、車内での使用に好適である。この利点は、特に遠隔通信アプリケーション及びオーディオシステムに関係する。
【０００３】
マルチメディアネットワーキング技術、ＭＯＳＴ(Media Oriented Systems Transport)は、車両内に光バスシステムを用いる一例である。この技術は、様々な自動車メーカー及びサプライヤーにより、車両用の娯楽情報分野で用いられるために特に設計された光バスシステムに基づいて開発されてきた。ＭＯＳＴの主題に関係したさらなる情報が、たとえば、非特許文献１及び非特許文献２に見出される。娯楽情報分野は、無線、電話、ナビゲーション、ビデオ、またはＤＶＤなどのアプリケーションのネットワーキングを扱う。自動車内で用いるためのさらなる光バスシステムは、たとえば、Ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ（非特許文献３）、ＴＴＰ(Time Triggered Protocol)及びＦｌｅｘＲａｙ（非特許文献４）がある。
【０００４】
車両内の光バスシステムは、一般に、リングトポロジーに基づいて設計される。リングトポロジーに基づくバスシステム、特に光バスシステムは、多数の個々のポイントツーポイント接続から構成され得る。リングセグメントまたは伝送路が、隣接する２点間に延在し、入力側では送信機により、出力側では受信機により境界付けられる。個々の伝送路のすべてが正しく動作し得る場合にのみ、バスシステム全体が正しく操作され得る。このことは、リングセグメントまたは伝送路が個々の連続した伝送路の拘束連鎖の形態である場合に、それらのすべての正しいオペレーションが絶対的に不可欠であるというリングシステムに、特定の方法で適用される。リングシステムにおける１つのリングセグメントの、つまり１つの伝送路の故障が、通信プロセス全体の故障となる（非特許文献５）。
【０００５】
特許文献１では、緊急機能を有する光ネットワークのためのネットワーク要素について開示している。ネットワーク要素は、この場合、リングデータバスに結合しており、受信ユニットと送信ユニットとが設けられている。データバスのグラスファイバケーブルが切れた場合には、ネットワーク要素の所定の機能を維持する緊急措置が提供される。
【０００６】
したがって、バスシステムが正しく動作しているかチェックすることが重要である。１つの構成部品が故障していたり、または構成部品が間違って動作していたり、または接続線が切れていると、リングシステム全体にわたってデータ通信が故障する。
【０００７】
光バスシステムでは、データは光信号により光導波路を介して伝送される。このため、送信時には電気信号が光信号に変換され、受信時には光信号が電気信号に変換される。これらは、光／電気トランスデューサまたはコンバータ、あるいはＦＯＴ（光ファイバトランシーバ）と、光電子または光ファイバの送受信ユニットによって行われる。
【０００８】
光受信ユニットは、光導波路内で光パワーレベルの全範囲を検出しなければならない。即ち、光受信ユニットは、その理想的な動作点からかなり離れていても、つまり特定の光パワーまたはエネルギレベルで動作しなければならないということである。こうすると、光バスシステムは、インターフェアの影響をより受けやすくなる。
【０００９】
様々なインターフェアランスの影響により、送信機から受信機まで送信される間に光パワーが変化する。このため、光受信ユニットで利用可能な光パワーの帯域幅に足りなかったり、またはそれを超過したりする。このことにより、受信ユニットが間違って動作することとなり、リングシステムの故障につながる。
【００１０】
主なインターフェアランスの影響として、プラグの接触、ファイバ端での塵の付着、曲げ半径及びファイバ長の違い、異なるケーブル長、及び大きな温度の変動がある。これらのインターフェアランスの影響により、一般にファイバ減衰が増加することに注意すべきである。減衰の増加のためのＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）の数値例として、温度上昇の場合には、０．０３ｄＢ／Ｋであり、異なるケーブル長の場合には、０．２ｄＢ／ｍである。伝送誤差を引き起こす、さらなるインターフェアランスの影響には、位相角の振動、いわゆるジッタ、及びパルス幅の変動がある。
【００１１】
特許文献２では、リングトポロジーに基づく光バスシステム内の温度を管理するための方法及び装置について開示している。このことは、制御装置の送受信ユニットの近くの温度を測定することによって行われる。制御装置の送受信ユニットの近傍の温度が、所定の臨界温度を超えるとすぐに、その送受信ユニットの電源が切られ、バスシステムに対する起動要求が阻止される。
【００１２】
特許文献３では、たとえば作業場で、光導波路を試験するための別個の試験装置について開示している。このため、試験装置は、所望通りに送信ユニットを作動／作動停止するために、かつ光データバスのためのダーク値及びライト値を評価するために、かつこれらの値を用いて、試験すべき光導波路のための減衰情報を判断するために、光導波路に作動的に接続される。
【００１３】
特許文献４では、インターフェアランスの影響を受けやすい、動作しているバスシステム、特に光バスシステムの性能を最適化する方法について開示している。この方法においては、送信機の送信パワー及び／又は受信機の感度が、現在判断されているレベルのマージンに応じて、伝送路上で制御される。このため、送信機での光送信パワーが調整できなければならず、及び／又は受信機に到着する光パワーが測定できなければならない。
【００１４】
このような光学レベルの動的制御は、バスシステム内の伝送誤りを避ける。制御プロセスで、理想的な受信機の動作点で安定した光レベルを設定する。追加減衰が識別され、調整される。
【００１５】
これまで、受信機に到着する光パワーを測定する唯一の方法は、アナログ回路によるものであった。アナログ回路は互いに合致していなければならない多数の個々のモジュールを具備しているので、これらの回路は、複雑であり、製造するための費用が高い。さらに、アナログ回路の形態の、これなどの測定構造によって占められる物理空間は、光受信ユニットによって占められる物理空間より何倍も大きい。さらに、特にアナログ回路は、ＥＭＣ（Electromagnetic compatibility）に非常に敏感であるという欠点を有する。
【００１６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０１３３７４９Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２３８８６９Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０１４４３３９Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１００５５１０３Ａ１号明細書
【非特許文献１】雑誌「エレクトロニクス」１４／２０００、５４ページ以下（ｍａｇａｚｉｎｅ  Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ［Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ］，１４／２０００，ｐａｇｅ  ５４  ｅｔ  ｓｅｑ．）
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｏｓｔｎｅｔ．ｄｅ．
【非特許文献３】ｗｗｗ．ｂｙｔｅｆｌｉｇｈｔ．ｃｏｍ
【非特許文献４】ｗｗｗ．ｆｌｅｘｒａｙ．ｃｏｍ
【非特許文献５】Ｇｒｕｎｄｌａｇｅｎ  ｄｅｓ  Ｎｅｔｚｗｅｒｋｂｅｔｒｉｅｂｓ  「ネットワークオペレーションの原理」第２版、マイクロソフトプレス、１９９７年、４４、４５、８０１、８０８ページ（［Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ］，２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｐｒｅｓｓ  １９９７，ｐａｇｅｓ  ４４，４５，８０１，８０８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、光レベルの動的制御を最適化する受信ユニット及び制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴によって達成される。この請求項によれば、この測定構造は、ディジタル回路の形態である。さらに、受信ユニットは、ディジタル化された測定データを伝えるための出力ポートを備える。
【００１９】
ディジタル回路が、アナログ回路より小さい物理空間を占めることが有利であることが分かっている。ディジタル回路は、さらに、製造するための費用がより廉価であるという利点を有する。さらに、ディジタル回路は、ＥＭＣ感度が低く、したがってインターフェアランスの影響を受けにくい。したがって、ディジタル回路の形態の測定構造は、より廉価であり、より小型であり、インターフェアランスにより敏感でない。
【００２０】
ディジタル回路は、特に半導体構成品の形態であり、ＩＣ（集積回路）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＭＣＭ（マルチチップモジュール）、又は「システムオンチップ」の一部、などである。
【００２１】
さらなる利点として、測定構造からの測定データが、受信ユニットの出力ポートでディジタル形式で使用できる。したがって、制御装置の一部である通信制御装置またはマイクロ制御装置などのさらなるユニットが、評価及び制御のために、このデータを使用し得る。
【００２２】
本発明による受信ユニットの１つの発展形態においては、受信ユニットは、光受信パワーを判断するための手段、即ち、測定された特性変数とそれに対応する光受信パワー（光強度）との間の関係を表す特性が格納されるメモリ手段を備える。さらに、この手段は、測定値から得られる特性変数とストアされた特性とを比較し、これから判断された光受信パワーを出力ポートに伝える評価ユニットを備える。光受信パワーを判断するための手段は、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である。
【００２３】
測定された特性変数とそれに対応する光受信パワーとの関係をあらかじめ特性値で格納することにより、そして、格納されている特性値と測定データとの比較による評価により、光受信パワーの判断が簡略化できるという利点を有する。特に、メモリ手段と評価ユニットとを分けることにより、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールとして実施することが容易となる。
【００２４】
メモリ手段は、不揮発性半導体メモリの形態であるので、受信ユニットの電源が切られた場合にも、その特性を再ロードする必要がない。
【００２５】
半導体回路のための不揮発性メモリ手段には、ＲＯＭ（読取専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル読取専用メモリ）、ＯＴＰ（一回書込ＰＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（プログラム消去可能ＲＯＭ）、またはフラッシュメモリなどの半導体メモリが含まれる。
【００２６】
測定された特性変数とそれに対応する光受信パワーとの間の関係のための特性は、実験データに基づく経験則によって判断され得る、つまりたとえば測定されるか、または光信号を変換するための手段のための適切なデータシートによって計算され得る。測定されるべき特性変数、及び特性変数と光受信パワーとの間の関係は、光信号を電気信号に変換するための手段によって判断される。
【００２７】
ディジタル回路の形態の、光受信パワーを判断するための手段は、より廉価であり、より小型であり、インターフェアランスにより敏感でないことが有利であることが分かっている。
【００２８】
光受信パワーを判断するための手段はまた、ソフトウェアモジュールの形態でもよく、これは、ディジタル回路より廉価であり、より柔軟性があるという利点を有する。このため、受信ユニットは、それに対応する計算手段、つまり一例として、入出力ユニット、メモリ、電源を有するマイクロプロセッサを備えなければならない。
【００２９】
光信号を電気信号に変換するための手段が受信用フォトダイオードの形態であり、かつ光受信パワーを判断するための特性変数が、受信用フォトダイオード内の誘導電流または誘導電圧であるので、受信ユニットは最適化される。受信用フォトダイオードは、現在、標準電子部品、特にディジタル回路に集積するための半導体構成品として市販されている。
【００３０】
受信用フォトダイオード内で受信された光によって誘導された電流または電圧は、たとえば通信制御装置に伝えられる前に、入力データをデータ処理するために既に使用されている回路などの、非常に単純な電流または電圧測定回路によって測定され得る。
【００３１】
さらなる利点として、受信ユニットの出力ポートは、データ線により、さらなるユニットのバス接続に結合され得るバス接続であり、そのデータは、バスプロトコルにより、バス接続を介して、受信ユニットからさらなるユニットに送信される。したがって、測定データ及び／又は光受信パワーに関係するデータ、及び入力データが、１つの出力ポートを介して送信され得る。このため、受信ユニット及びさらなるユニット、たとえば通信制御装置は、バス接続と、プロトコルに従ってデータ変換するための適切な手段とを備えなければならない。このことは、受信ユニットが、内部装置バスを介して、制御装置、たとえば通信制御装置及び／又はマイクロ制御装置のさらなるユニットに接続される場合に有利である。
【００３２】
本発明によれば、この目的も同様に、請求項５に記載の制御装置によって達成される。この請求項によれば、受信ユニットは、ディジタル化された測定データを通信制御装置及び／又はマイクロ制御装置に伝えるための出力ポートを備える。この測定構造は、ディジタル回路の形態である。
【００３３】
制御装置が、光受信パワーを判断するための手段、つまり測定された特性変数とそれに対応する光受信パワーとの間の関係を表す特性が格納されるメモリ手段を備え、測定された特性変数とその特性とを比較し、これから判断された光受信パワーを出力ポートに伝える評価ユニットを備えることが特徴である。光受信パワーの最初の判断により、制御装置の受信ユニット内で光受信パワーを制御できる。
【００３４】
制御装置の１つの有利な発展形態においては、光信号を電気信号に変換するための手段は、受信用フォトダイオードであり、その特性変数は、受信用フォトダイオード内に誘導される電流、または受信用フォトダイオード内に誘導される電圧である。受信用フォトダイオードを使用することにより、制御装置及び受信ユニットが単純化される。
【００３５】
１つの有利な発展形態においては、制御装置は、受信用フォトダイオードから受け取った受信光パワーを管理するための手段を備え、この手段は、送信ユニットを用いて、判断された光受信パワーと受信用フォトダイオードの理想的な動作点での受信パワーとの間の差異に応じて（又は、差異の関数として）、光パワーの送信機への光パワーを制御するための信号を光バスシステムに送信する。
【００３６】
受信用フォトダイオードが、受信用フォトダイオードの理想的な動作点で光パワーを受信するように、送信されるべき光パワーを制御する制御信号を受信する光信号を送信している送信ユニットにより、ジッタ、曲げ半径の違い、ファイバ長の違いなどの、インターフェアランスの影響を最小限に抑えることができる。このことにより、減衰設定を最小限に抑えるためには、送信されるべき光パワーを増加するための信号を使用し、利得レベルを最小限に抑えるためには、送信されるべき光パワーを低下させるための信号を使用することが可能となる。
【００３７】
制御手段は、受信用フォトダイオードの理想的な動作点に必要な光パワーが格納されるメモリ手段を備えることが好ましい。特に、このメモリ手段は不揮発性半導体メモリの形態であるので、制御装置の電源が切られた場合にも、データを再ロードする必要がない。
【００３８】
制御手段は、測定された光受信パワーと格納されている理想的な動作点とを比較するための評価ユニットを備え、したがって評価が単純化されることが好ましい。
【００３９】
１つの有利な発展形態においては、光受信パワーを判断するための手段は、通信制御装置内またはマイクロ制御装置内に取り付けられる。光受信パワーを判断するための手段のために選択した構造に対応して、通信制御装置またはマイクロ制御装置は、信号線を介して出力ポートに接続された入力ポートを備える。さらに、光受信パワーを判断するための手段は、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である。
【００４０】
受信光パワーを制御するための手段は、通信制御装置内またはマイクロ制御装置内に取り付けられることが好ましい。さらに、受信パワーを制御するための手段は、ディジタル回路またはソフトウェアモジュールの形態である。
【００４１】
通信制御装置及び／又はマイクロ制御装置内の、光受信パワーを判断するための手段及び／又は受信光パワーを制御するための手段の構造により、柔軟性のある制御装置の設計が可能となる。さらに、コストが最小限に抑えられる。
【００４２】
光受信パワーを判断するための手段及び受信光パワーを制御するための手段は、ソフトウェアモジュールとして、マイクロ制御装置内に取り付けられることが好ましい。このことは、既存の通信制御装置にもはや変更を加える必要がないという利点を有する。この場合、通信制御装置は集積回路構成品であること、及び集積回路構成部品そのものを変更することは、よりコスト及び時間がかかることに留意されたい。さらに、マイクロ制御装置は、ソフトウェアモジュールが動作し得る計算手段を備える。受信ユニットから測定データを受信するためのマイクロ制御装置の追加入力ポートは、最小のコストで設けられ得る。
【００４３】
１つの有利な発展形態においては、受信ユニットの出力ポートは、データ線により通信制御装置またはマイクロ制御装置のバス接続に結合され得るバス接続を備え、そのデータは、バスプロトコルにより、バス接続を介して受信ユニットから通信制御装置またはマイクロ制御装置に送信されるので、測定データ及び／又は光受信パワーに関係するデータは、入力データ同様１つの出力ポートを介して送信される。その制御装置が内部装置バスを有する場合には、このような受信ユニットの出力ポートが有利である。
【００４４】
受信用フォトダイオードの理想的な動作点は温度に依存するので、温度センサが受信ユニットの近くに置かれ、その温度測定データは、受信光パワーを制御するための手段に送信され、受信光パワーを制御するための手段は、温度測定データに応じて、送信されるべき信号を判断する。このことは、受信ユニット内の温度の変動によって生じる外乱の影響が最小限に抑えられるという利点を有する。
【００４５】
理想的な動作点のための光パワーは、受信光パワーを制御するための手段内のメモリ手段に、受信用フォトダイオードの温度に応じて都合よく格納される。さらに、評価ユニットは、温度測定データと、比較プロセスにおいて格納された温度依存光パワーとを含み、したがって、受信用フォトダイオードの理想的な動作点のための光パワーを、最適化された方法で判断することができる。
【００４６】
制御装置の１つの発展形態においては、通信制御装置は、受信ユニットの近くに置かれる。この対策により、受信ユニットと通信制御装置との間の電気信号線の長さが最小限に抑えられる。電磁環境適合性（ＥＭＣ）により生じる問題が、それに対応する方法で低減される。
【００４７】
本発明の教示を有利な方法で改良し、開発するための可能な様々な方法がある。このため、最初に従属請求項について言及し、第２に一例示的実施形態についての説明を以下に記述する。従属請求項の任意の所望の組み合わせから生じる有利な改良形態も、その中に包含されるものとする。図面は、本発明による装置の一実施形態を例示しており、図は、それぞれの場合を概略的に例示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１は、入力データを受信するための制御装置１３のための、本発明による受信ユニット１を示す図である。入力データは、車両内の光バスシステム２内で光信号の形態で送信される。受信ユニット１は、光バスシステム２に結合され、光信号を電気信号に変換するための手段３を備える。さらに、光受信パワーのための特性変数を測定する測定構造６が設けられる。この測定構造６は、ディジタル回路の形態である。さらに、ディジタル化された測定データを伝えるために、出力ポート７が設けられる。
【００４９】
本発明による受信ユニット１は、車両内の娯楽情報アプリケーションのための光リングバスシステム２の一部として、マルチメディアネットワーク技術ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）において使用される。光バスシステム２は、送信媒体としてポリマー光導波路を使用するが、これは、光バスシステム２に接続された制御装置１３間でデータを交換するために使用される。車両内の娯楽情報アプリケーションのための制御装置１３とは、マンマシンインターフェース、音声制御、進路誘導、インターネット、ＰＣインターフェース、音響再生システム、携帯電話、ヘッドセット、テレマティックアプリケーション、及びＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤなどのメディアドライブである。
【００５０】
受信ユニット１は、バスシステム２から到着する光信号を電気信号に変換するための受信用フォトダイオード３を有する。電気信号は、公知の方法を用いてディジタル化ユニット４内でディジタル化される。このため、受信用フォトダイオード３で取り出される電圧信号は、フィルタリングされ、増幅され、そして、たとえば、データスライシングまたはパルス幅補正によって補正される。ディジタル化ユニットは、このデータをディジタル信号に変換する。このディジタル化された入力データは、通信制御装置１５に送信するための出力ポート５で作成される。
【００５１】
受信ユニット１は、到着する光信号により、受信用フォトダイオード３内に誘導される電流を測定するための測定構造６を有する。受信用フォトダイオード３内に誘導される電流は、受信された光強度に比例する。測定された電流信号は、ろ過され、増幅される。その上、測定構造６はＡ／Ｄコンバータを備え、それにより、電流信号がディジタル化される。
【００５２】
その上、受信ユニット１は、ディジタル化された電流信号を最適な受信パワーに関連付ける光受信パワーを判断するための手段８を備える。このため、光受信パワーを判断するための手段８は、不揮発性半導体メモリを備え、誘導電流、及び受信用フォトダイオード３内で受信された光パワーに関する、受信用フォトダイオード３の特性が、そのメモリ内に格納される。その上、光受信パワーを判断するための手段８は比較器を備え、その比較器は、ソフトウェアを用いて、ディジタル化された電流値と格納されている特性とを比較し、かつ補間技術を用いて、受信用フォトダイオード３での光受信パワーのための値を作成する。この値は、送信するための出力ポート７で作成される。
【００５３】
受信ユニット１は、半導体集積回路の形態である。
【００５４】
通信制御装置１５にデータ送信するための受信ユニット１内の出力ポート５は、バス接続の形態であることも可能である。このようなバス接続の形態の出力ポート５は、内部装置バスに結合でき、たとえば、通信制御装置１５が、同様の方法でそのバスに連結できる。このような方法で構成されたこの出力ポート５は、バスプロトコルにより、内部装置バスを介して、入力データ及び測定データを送信するために使用され得る。
【００５５】
図２は、光バスシステム２に結合できる制御装置１３を示す図である。例示として既に上述しており、かつマイクロ制御装置１６内で実施される装置機能ユニットに加えて、制御装置１３は、通信制御装置１５と、光送信ユニット１４と光受信ユニット１を含む。
【００５６】
それらの装置機能を提供するために、マイクロ制御装置１６及び通信制御装置１５は、少なくとも１つの入力及び／又は出力ユニットと、１つのプロセッサと、それに対応するメモリと、電源とを備える。
【００５７】
バスシステム２上の制御装置間のデータ交換は、例示として、送信されるべきペイロードデータのまたはデータパケットの最大長、アドレス指定、フォーマット、伝送種別などを定義する、通信プロトコルＭＯＳＴ(Media
Oriented Systems Transport)を介して制御される。ペイロードデータは、制御装置１３内のマイクロ制御装置１６から送信されるべきデータに対応するが、このデータには伝送目的に必要なアドレス指定及びプロトコルデータは含まれない。
【００５８】
制御装置１３によって送信され、かつ制御装置１３から受信されるべきペイロードデータは、マイクロ制御装置１６から通信制御装置１５に、次いで送信ユニット１４に、または受信ユニット１から通信制御装置１５に、次いでマイクロ制御装置１６に送信される。
【００５９】
通信制御装置１５内で実施されるＭＯＳＴプロトコルにより、送信ユニット１４あるいは受信ユニット１を介して、データパケットまたはメッセージの形態で、データが送受信される。この場合、制御装置１３から送信されるペイロードデータは、定義されたメッセージフレーム内に、アドレス指定データ、及びデータ列の長さやメッセージの開始及び終了などの追加情報と共に送信され、メッセージフレーム内でデータパケットとして送信されるが、これは、受信機によって再び分解されなければならない。この場合、通信制御装置１５により、マイクロ制御装置１６からの及びそれへの、送信ユニット１４あるいは受信ユニット１からの及びそれへのビットストリームが、通信プロトコルに従って確実に、作成され、分解され、チェックされる。
【００６０】
送信ユニット１４同様受信ユニット１は、構成部品ＦＯＴ（光ファイバトランシーバ）１７の形態であり、送信ユニット１４及び受信ユニット１は電子的に分離されている。このような制御装置１３のそれぞれが、標準プラグを介して光バスシステム２に接続される。
【００６１】
送信ユニット１４は、電気信号を光信号に変換し、これらを光バスシステム２のための光導波路に送信する。
【００６２】
上述したように、受信ユニット１は、光信号を電気信号に変換し、出力ポート５を介して通信制御装置１５に、このディジタル化された入力データを送信する。
【００６３】
受信ユニット１は、到着する光信号により、受信用フォトダイオード３内に誘導された電流を測定するための測定構造６を有する。受信用フォトダイオード３内に誘導された電流は、受信された光強度に比例する。測定された電流信号は、フィルタリングされ、増幅される。その上、測定構造６はＡ／Ｄコンバータを備え、それにより、電流信号がディジタル化される。
【００６４】
マイクロ制御装置１６は、光受信パワーを判断するための手段と、受信光パワーを制御するための手段とを備える。両手段は、マイクロ制御装置内のソフトウェアの形態である。ディジタル化された測定データは、受信ユニット１の出力ポート７をマイクロ制御装置１６の入力ポート１９に接続する信号線１８を介して、光受信パワーを判断するための手段に送信される。
【００６５】
受信用フォトダイオードによって受信された光パワーを制御するための手段は、上述したように、マイクロ制御装置１６内にソフトウェアの形態で統合される。そして、その手段は、測定された光受信パワーと、受信用フォトダイオードの理想的な動作点での受信パワーとの差異に応じて、送信ユニット１４を介して、光バスシステム２に対する送信機の光パワーを制御するための信号を発する。
【００６６】
受信光パワーを制御するための手段は、受信用フォトダイオードの理想的な動作点のための光パワーが格納されるメモリを備える。さらに、この制御手段は、測定された光受信パワーと格納されている理想的な動作点とを比較するための比較器を備える。その比較が、受信光パワーが受信用フォトダイオードの理想的な動作点の領域内にあり、したがって受信用フォトダイオードが最適な形で動作していることを示している場合には、制御動作はとられない。受信光パワーが、受信用フォトダイオードの最適な動作点の領域から離れている場合には、この制御手段は、その送信ユニット１４を介して、受信信号の送信機に信号を送信する。最適な動作点からの差異により、制御手段からの信号は、送信機に対して、その光パワーを、たとえば数ｄＢだけ低下または増加するとの命令を含む。
【００６７】
あるいは、光受信パワーを判断するための手段は、通信制御装置１５内にも統合され得る。このような状況においては、通信制御装置１５は、受信ユニット１の出力ポート７を通信制御装置１５の入力ポート２１に接続する信号線２０を備え得る。
【００６８】
あるいは、受信光パワーを制御するための手段は、通信制御装置内にハードウェアまたはソフトウェアの形態でも統合され得る。
【００６９】
制御装置１３内のさらなる代替構造が、光受信パワーを判断するための手段を備えた受信ユニット１であるので、受信ユニット１は、送信するための出力ポート７または５でリアルタイムの光受信パワーを提供する。このような構造において、制御手段は、通信制御装置１５内またはマイクロ制御装置１６内に統合されても良い。受信光パワーを制御するための手段の構造により、信号線１８または２０が、それに対応する入力ポート１９または２１に接続されなければならない。
【００７０】
送受信ユニット１７、通信制御装置１５、及び／又はマイクロ制御装置１６が、内部バスを介して接続されている場合には、追加信号線１８、２０、及びそれに対応するポート７、１９、２１は不要となる。
【００７１】
さらなる代替実施形態として、送受信ユニット１７の近くに温度センサが置かれ、その温度測定データが、光バスシステム２を介してまたは追加信号線を介して、マイクロ制御装置１６に供給され、マイクロ制御装置１６によって処理される。制御手段のメモリ内に格納される、理想的な動作点を制御するための手段のメモリ内に格納される光パワーは、受信用フォトダイオード３の温度に応じて格納される。制御プロセスにおいて、つまり送信機の光パワーを上げるべきであるかまたは下げるべきであるか、何ｄＢ上げるまたは下げるかの決定を行う場合に、リアルタイムの温度測定値及び測定された光パワーが、比較器により、温度に依存する格納されている理想的な動作点と比較される。
【００７２】
本発明による制御装置の設計においては、マイクロ制御装置１６及び通信制御装置１５は、物理空間上の理由により、１枚のボード上に別個のユニットとして組み合わせられる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明による受信ユニットを示す図である。
【図２】本発明による制御装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  受信ユニット
２  光バスシステム
３  光信号を電気信号に変換するための手段
４  ディジタル化ユニット
５  出力ポート
６  測定構造
７  出力ポート
８  光受信パワーを判断するための手段
１３  制御装置
１４  送信ユニット
１４、１  光電子送受信ユニット
１５  通信制御装置
１６  マイクロ制御装置
１７  構成部品ＦＯＴ（光ファイバトランシーバ）
１８  信号線
１９  入力ポート
２０  信号線
２１  入力ポート
【図１】
2005020747.tif 000003
【図２】
2005020747.tif 000004
【外国語明細書】
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2005020747000002.pdf
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