(57)【要約】本発明は周囲のノイズの影響をより受けにくいコネクタ、情報処理装置、及び情報伝達システムを提供することにある。他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体１０３と、筐体１０３を貫通し、筐体１０３の外部にある自己の装置からデータ信号を入力するケーブル１０４と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、信号線１３から入力したデータ信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で変調し、変調された変調信号を接続部を介して他の装置または他のコネクタに出力する変調器とを有し、搬送波発生部及び変調器を筐体１０３の内部に設ける。【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体と、前記筐体を貫通し、前記筐体の外部にある自己の装置からデータ信号を入力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記信号線から入力したデータ信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で変調し、変調された変調信号を前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタに出力する変調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記筐体の内部に設けたコネクタ。
【請求項２】
他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体と、前記筐体を貫通し、前記筐体の外部にある自己の装置へデータ信号を出力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタから入力した変調信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で復調し、復調されたデータ信号を前記信号線に出力する復調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記復調器を前記筺体の内部に設けたコネクタ。
【請求項３】
他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する接続部筐体と、前記接続部筐体を貫通し、前記接続部筐体の外部かつ本体の内部にある情報処理部からデータ信号を入力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記信号線から入力したデータ信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で変調し、変調された変調信号を前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタに出力する変調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記接続部筐体の内部に設けた情報処理装置。
【請求項４】
他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する接続部筐体と、前記接続部筐体を貫通し、前記接続部筐体の外部かつ本体の内部にある情報処理部へデータ信号を出力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタから入力した変調信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で復調し、復調されたデータ信号を前記信号線に出力する復調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記復調器を前記接続部筐体の内部に設けた情報処理装置。
【請求項５】
データ出力コネクタを有する第１の情報処理装置と、データ入力コネクタを有する第２の情報処理装置と、前記データ出力コネクタに接続され、前記第１の情報処理装置からデータを入力する第１のコネクタと、前記第１のコネクタに入力されたデータを伝送するケーブルと、前記データ入力コネクタに接続され、前記ケーブルで伝送されたデータを前記第２の情報処理装置に出力する第２のコネクタと、を有する信号線と、を有する情報伝達システムであって、前記データ出力コネクタ及び前記第２のコネクタは、出力するデータ信号を搬送波信号で変調する変調器を当該コネクタの筐体内部に有し、前記データ入力コネクタ及び前記第１のコネクタは、入力した変調波信号を搬送波信号で復調する復調器を当該コネクタの筐体内部に有する情報伝達システム。
【請求項６】
少なくとも２つの入出力部を有し、前記２つの入出力部の間でデータが伝達されるコネクタであって、前記２つの入出力部に接続され当該データの信号周波数を変換する周波数変換器を有し、前記２つの入出力部の信号周波数が異なり、周波数の高い前記入出力部が相対する他のコネクタと接続されるコネクタ。
【請求項７】
請求項６記載のコネクタであって、前記２つの入出力部のうち、周波数の低い前記入出力部には電線が接続され、周波数の高い前記入出力部は他の装置と接続する接続部となっているコネクタ。
【請求項８】
請求項６記載のコネクタであって、周波数の高い前記入出力部と、相対する周波数の高い前記入出力部が非接触であるコネクタ。
【請求項９】
請求項８記載のコネクタであって、相対する周波数の高い前期入出力部との間に絶縁物を設けたコネクタ。
【請求項１０】
請求項８記載のコネクタであって、周波数の高い前記入出力部に相対する高周波の前記入出力部を固定する部材が設けられているコネクタ。
【請求項１１】
請求項６記載のコネクタであって、前記入出力部の少なくとも一つに情報を伝達するための信号の周波数成分より低い周波数を阻止する装置が設けられているコネクタ。
【請求項１２】
請求項６記載のコネクタであって、周波数変換器が変復調器であるコネクタ。
【請求項１３】
請求項６記載のコネクタであって、周波数が高い前記入出力部の信号の信号レベルが１０％に減衰する周波数の範囲内で、一方の接続装置と他方の接続装置間の伝達特性の変化量が１０％以下であるコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ノイズの影響を受けにくく情報の高速大容量伝送を精度良く行うことができる接続装置一般（以下「コネクタ」とする）に係り、またそのようなコネクタを用いた情報処理装置、及び情報伝達システム、例えば鉄道車両，自動車，パーソナルコンピュータ，家電機器他に関する。
【背景技術】  鉄道車両，自動車などに用いられるコネクタは、高温かつ外気にさらされ汚れやすい環境下で使用されている。さらに家電機器などに使用されるコネクタは、頻繁に取り外しが行われる。
このような劣悪な環境下で使用されるコネクタに関し、周囲のノイズの影響を受けにくくする技術として、搬送波をデータ信号（ベースバンド信号）で変調した変調波信号によってデータ通信を行う技術が国際公開ＷＯ０３／０２８２９９のパンフレットに記載されている。
しかし上記技術において変調された変調波信号は、高周波であるがゆえに減衰が大きく、変調波信号による信号伝送距離を大きく設けた場合、信号の減衰によりかえってデータ通信能力を阻害してしまうという問題があり、上記特許文献１は、その点について考慮していなかった。
コネクタは、他の装置や他のコネクタとの接続を固定・維持するための接続構造が必要であり、その固定構造，強度に応じて所定の大きさの筐体が必要である。もしその筐体外部に変調器または復調器を設けた場合、少なくともその筐体の長さまたは幅の分だけ、変調信号によるデータ伝送距離を取らなければならない。一方、このコネクタの用途が、周囲のノイズの周波数成分が高い設置場所における用途であった場合、当該ノイズよりもさらに高い周波数の変調信号によりデータ伝送を実現しなくてはならない。その場合、変調信号の周波数が高ければ高いほど、その減衰の程度は高くなるので、変調信号を伝達する接続部の距離を小さくする必要がある。しかし、そのために筐体の長さを短くすると、今度はコネクタの接続強度を損なう可能性がある。
【発明の開示】
本発明の目的は、周囲のノイズの影響をより受けにくいコネクタ，情報処理装置、及び情報伝達システムを提供することである。
本発明は、他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体と、前記筐体を貫通し、前記筐体の外部にある自己の装置からデータ信号を入力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記信号線から入力したデータ信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で変調し、変調された変調信号を前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタに出力する変調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記筐体の内部に設けるものである。
また本発明は、他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体と、前記筐体を貫通し、前記筐体の外部にある自己の装置へデータ信号を出力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタから入力した変調信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で復調し、復調されたデータ信号を前記信号線に出力する復調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記筐体の内部に設けるものである。
本発明のように変調器または復調器をコネクタの筐体内部に設けることにより、筐体の長さに限定されることなく、変調信号によるデータ伝達距離を、変調信号の周波数およびその減衰の程度に応じて設計することができる。
また本発明は、他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する筐体と、前記筐体を貫通し、前記筐体の外部にある自己の装置へデータ信号を出力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタから入力した変調信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で復調し、復調されたデータ信号を前記信号線に出力する復調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記筐体の内部に設けたコネクタである。
また本発明は、他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する接続部筐体と、前記接続部筐体を貫通し、前記接続部筐体の外部かつ本体の内部にある情報処理部からデータ信号を入力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記信号線から入力したデータ信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で変調し、変調された変調信号を前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタに出力する変調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記接続部筐体の内部に設けた情報処理装置である。
また本発明は、他の装置または他のコネクタに接続される接続部を有する接続部筐体と、前記接続部筐体を貫通し、前記接続部筐体の外部かつ本体の内部にある情報処理部へデータ信号を出力する信号線と、搬送波信号を発生する搬送波信号発生部と、前記接続部を介して前記他の装置または前記他のコネクタから入力した変調信号を前記搬送波発生部で発生した搬送波で復調し、復調されたデータ信号を前記信号線に出力する復調器と、を有し、前記搬送波発生部及び前記変調器を前記接続部筐体の内部に設けた情報処理装置である。
また本発明は、データ出力コネクタを有する第１の情報処理装置と、データ入力コネクタを有する第２の情報処理装置と、前記データ出力コネクタに接続され、前記第１の情報処理装置からデータを入力する第１のコネクタと、前記第１のコネクタに入力されたデータを伝送するケーブルと、前記データ入力コネクタに接続され、前記ケーブルで伝送されたデータを前記第２の情報処理装置に出力する第２のコネクタと、を有する信号線と、を有する情報伝達システムであって、前記データ出力コネクタ及び前記第２のコネクタは、出力するデータ信号を搬送波信号で変調する変調器を当該コネクタの筐体内部に有し、前記データ入力コネクタ及び前記第１のコネクタは、入力した変調波信号を搬送波信号で復調する復調器を当該コネクタの筐体内部に有する情報伝達システムである。
また本発明は、少なくとも２つの入出力部を有し、前記２つの入出力部の間でデータが伝達されるコネクタであって、前記２つの入出力部に接続され当該データの信号周波数を変換する周波数変換器を有し、前記２つの入出力部の信号周波数が異なり、周波数の高い前記入出力部が相対する他のコネクタと接続されるコネクタである。
好ましくは、前記２つの入出力部のうち、周波数の低い前記入出力部には電線が接続され、周波数の高い前記入出力部は他の装置と接続する接続部となっているコネクタである。
また好ましくは、周波数の高い前記入出力部と、相対する周波数の高い前記入出力部が非接触であるコネクタである。
また好ましくは、相対する周波数の高い前期入出力部との間に絶縁物を設けたコネクタである。
また好ましくは、周波数の高い前記入出力部に相対する高周波の前記入出力部を固定する部材が設けられているコネクタである。
また好ましくは、前記入出力部の少なくとも一つに情報を伝達するための信号の周波数成分より低い周波数を阻止する装置が設けられているコネクタである。
また好ましくは、周波数変換器が変復調器であるコネクタである。
また好ましくは、周波数が高い前記入出力部の信号の周波数が、一方の接続装置と他方の接続装置間の伝達特性の変化量が１０％以下であるコネクタである。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明の一実施形態をなすコネクタの構成図を示す。
第２図は第１図の変復調器１０１の詳細な接続構成を示す。
第３図は第１図及び第２図で示す変復調器１０１の詳細な構成を示す。
第４図は本発明の他の実施形態をなすコネクタの構成図を示す。
第５図は本発明の他の実施形態をなすコネクタの構成図を示す。
第６図は本発明の他の実施形態をなすコネクタの構成図を示す。
第７図は第１図，第２図，第４図，第５図，第６図に適用可能なコネクタの回路構成を示す。
第８図は本発明の一実施形態をなす周波数変換装置の具体的な動作を示す周波数スペクトルを示す。
第９図は第８図の好ましい出力周波数の選定方法を示す。
第１０図は本発明の一実施形態をなす鉄道車両のネットワーク構成図を示す。
第１１図は第１０図のコネクタ１４及びネットワーク制御装置１５の内部構成例を示す。
第１２図は第１０図のコネクタの構成例を示す。
第１３図は第１０図のコネクタ１４の種類を半減する搬送波信号の周波数割り当てを示す。
第１４図はコネクタ１４の一例を示す。
第１５図はコネクタ１４の他の例を示す。
第１６図はコネクタ１４の他の例を示す。
第１７図は本発明の一実施形態を採用した鉄道車両の具体的な構成を示す。
第１８図は本発明の一実施形態を採用した鉄道車両の具体的な構成を示す。
第１９図は本発明の一実施形態を採用した鉄道車両の具体的な構成を示す。
第２０図は本発明の一実施形態を採用した自動車の具体的な構成を示す。
【発明を実施するための最良の形態】  第１図は、本発明の一実施形態をなすコネクタの構成図を示す。
変復調器１０１は金属などの電磁シールド部材１０２で取り囲まれている。電磁シールド部材１０２はさらにこれを支持する部材である筐体１０３で取り囲まれている。変復調器１０１にはケーブル１０４と金属部材１０５が接続されている。本実施形態では、金属部材１０５の信号の周波数成分はケーブル１０４内の信号の周波数成分より高い。
電磁シールド部材１０２の一端には、他のコネクタと接続することを目的として接続部１０６が設けられている。金属部材１０５は他方のコネクタの金属部材１０７に接続され、シールド部材の接続部１０６も他方のコネクタのシールド部材の接続部１０８に接続される。
本実施形態では、一方の金属部材１０５内に他方の金属部材１０７が入り込む構成となっている。また、一方のシールド部材の接続部１０６は他方のシールド部材の接続部１０８の中に入る構成になっている。
尚、金属部材１０５と１０７、および接続部１０６と１０８は電気的に接続された構成が好ましいが、必ずしも接続されている必要はない。
また、出力部の金属部材１０５は配線を使用して変復調器１０１と接続されていてもよい。さらに、筐体１０３はプラスチックなどの絶縁部材が好ましいが、金属であっても良い。
第２図は第１図の変復調器１０１の詳細な接続構成を示している。入力部のケーブル１０４は内部に少なくとも２本の電線２０２からなり、それらが変復調器の基板２０１に接続されている。また、変復調器の基板２０１の他方の端部に出力部の金属部材１０５が配置されている。本図では、金属部材１０５が直接基板に接続された構成となっている。配線内の２本の電線２０２は交互するように巻かれた構造で、かつ差動信号で伝える構成の方が外来ノイズの影響を受けにくく好ましい。その場合、変復調基板は差動入出力とする。本図ではケーブル１０４内部の電線を２本としたが、これらのペアーが複数入っていてもよい。後に述べるように全二重通信する場合は、２つのペアー線、つまり４本の線が入っていることがよい。
第３図に第１図及び第２図で示す変復調器１０１の詳細な構成を示す。本図は全二重通信を実施する場合の構成である。ＵとＤは信号の流れを示している。初めにＵ側から説明する。電線２０２は差動アンプ３０１に接続されており、データ読み取り部３０２で電線２０２内を通ってきた信号の読み取りが行われる。さらに読み取られた信号は、変調回路３０３で高周波に周波数変換され、アンプ３０４で増幅された後、絶縁装置３０５を通して金属部材１０５に接続される。一方Ｄ側の信号は、絶縁装置３０６を通った後、Ｄ側のアンプ３０７に入力され増幅された後、復調回路３０８で復調が行われる。復調によって得られた信号は、差動アンプ３０９で差動信号に変換され配線を通してＵ側とは異なる電線で送信される。
尚、発信器３１０は、変調信号の搬送波を作り出す装置で、搬送波を読み取られたデータで変調する。また、復調側（Ｄ側）では、絶縁装置３０６を通して受信した信号から、搬送波を抽出して復調が行われる。このとき、変調側から変調に使用した搬送波を同時に送信し、復調側でその搬送波を利用して復調してもよい。
本実施形態では、コネクタ間の伝送は変調器で変調された高周波信号で行われる。そのため、コネクタの接続部で汚れなどによる接触不良が発生しても、高周波の放射性により伝送不良を防止できる。また、搬送波の周波数を変えることで自由な周波数に変換してコネクタ接続部の通信が行えるので、周辺機器が出すノイズの周波数成分と信号の周波数を分離できるので、ノイズによる伝送エラーを防止できる。
以上の実施形態では、信号を高周波に変換する装置を変調器、また低周波（ベースバンド信号）に変換する装置を復調器として説明してきた。本実施形態で重要なことは、コネクタ間を接続する信号が高周波であることで、これまで説明してきた変復調器は必ずしも、変復調器である必要はない。コネクタの場合、ケーブル１０４は、長距離配線できるほうが使いやすい。しかし高周波は減衰が大きいために、長距離配線すると信号が減衰してしまう。したがって、配線で伝送する信号の周波数は低いことが好ましい。一方で、コネクタの接続部は接触不良防止、あるいはノイズの影響防止上、高周波でかつ周波数が自由に選択できるほうがよい。このことからも明らかなように、本実施形態で説明してきた変復調器は、ケーブル１０４の信号をそれより高周波の自由な周波数に変換でき、またコネクタ接続部の信号をそれより周波数の低い周波数に変換できる周波数変換器であればよい。
第４図は他の実施形態である。第１図と第２図ではコネクタ接続部の金属部材１０５と１０７は電気的に接続される構造であった。先の説明から明らかなように、コネクタ間の接続を高周波で接続するため、高周波の放射性のために必ずしも接触している必要はない。第４図（ａ）は、金属部材４０１の先端に放射性に優れた構造の部材４０２が設置され、相対するコネクタの部材とは離れた構造になっている。通常、部材４０２は図に示すように、相対する部材と平面状に相対する構造とするほうが放射性の面から好ましい。第４図（ｂ）は、部材４０２間に絶縁性の部材４０３を配置した構造でのコネクタを示す。本実施形態ではコネクタ間の接続を高周波で行うために絶縁物を挟んだ構成であっても信号の伝送が可能である。また、金属などの導電性の部材４０２は腐食しやすく、絶縁物を用いて覆うことで腐食を防止でき、長期間に渡り安定な接続特性が得られる。
第５図は、コネクタの接続部にコネクタ同士を接続する部材５０１を設置したコネクタである。たとえば磁石などを使用すると引き合うために、コネクタ同士を接続することが可能である。尚、接続部材は、コネクタ同士をつなぎとめることが目的であり、差し込むタイプやつめで固定する方式であってもよい。尚、部材４０２の周辺は、信号が外部に漏洩すること、あるいは外部の信号によって通信信号が影響を受けることを防止する目的で、シールド部材の接続部１０６が覆う構造であることが好ましい。
第６図（ａ）は、コネクタの他方が装置内に設置された構成の例である。通常コネクタの他方は装置内にあり、一方のコネクタを装置に接続する構成が一般的である。第６図はこれを示し、コネクタの他方が装置内に設置されている。６０１は装置の壁面を示しており、他方のコネクタは壁面近傍に設置されている。尚、本図では、他方のコネクタには絶縁物とシールド材で覆われているが、これは第６図（ｂ）のように必ずしも必要なものではなく、必要に応じて設ければよい。また、他方のコネクタの変復調装置には配線が接続されているが、装置内の他の目的の回路基板の上に変復調回路が直接配置された構成でもよい。
第７図は、第１図，第２図，第４図，第５図，第６図に適用可能なコネクタの回路構成で、第３図で示した変復調器の詳細構成のＵ方向の構成である。コネクタは２つの機器間を接続するために使用するため、機器は離れており、かつ各機器は異なる電源で動作していることが普通である。そのために、２つの機器間には電位差が発生している。この間を電線で接続すると、機器間に電流が流れ、機器の故障原因になる。第１図と第２図に示す金属の接続端子でコネクタ間を接続する構成の場合は、機器間の電位差による電流の流れを防止する装置が必要である。絶縁装置はこのために設けられており、第７図（ａ）ではコネクタ接続部がコンデンサによって信号線とグランド線共に絶縁されている。第７図（ｂ）では配線側がトランスによって絶縁されている。尚ここで示した絶縁の方法は好ましい例を示したもので、必ずしも本構成である必要はなく、機器間の電位差によって流れる電流を防止できる構造であればよい。
また、コネクタ内に設置される変復調器（周波数変換器）を駆動するためには電源が必要である。コネクタが個別に電源を持ってもよいが配線が増え使いにくい。第７図（ａ）は配線側から電源を供給する例であり、また第７図（ｂ）は高周波側から供給する例である。第７図（ａ）の配線側から供給する例では、配線内に電源を供給する電線配線７０１を配置した構成としている。第７図（ｂ）ではコネクタの接続部側から電源を供給する例で、電源は高周波信号を伝送する接続配線で同時に供給される。電源はインダクタンス７０１で信号成分である高周波を抑制して電源である直流部分を取り出し変復調回路に供給する。一方、信号はコンデンサ７０３で電源成分である直流を抑制して信号成分だけが取り出される。尚、第７図（ｂ）で示した電源の取り出し方は、配線側の信号線で実施してもよい。この構成の場合、配線内に電源線を新たに追加することがなく、省配線化が可能となる。
コネクタは機器間を接続するために使用されるために、長距離伝送に対応可能することが望まれる。高周波を使用すると、コネクタの接続部での接触不良を防止できるが、一方で高周波の信号を電線で伝送すると減衰が大きく、長距離伝送には不向きである。そのため、電線部分は低周波信号で通信し、コネクタの接続部だけを高周波で伝送する方式とすることでこの問題を解決できる。この点に着目し、コネクタ内部に変復調器などの周波数変換器が内蔵されている。
第８図はこの基本原理を説明するための図で、縦軸が信号レベル、横軸は周波数を示している。第３図でも示したＵ側の信号の流れでは、周波数変換機で配線側信号８０１をそれより高周波のコネクタ接続側信号８０２に変換する。逆にＤ側の流れでは、高周波のコネクタ接続側信号８０２をそれより低周波の配線側信号８０１に変換する。これにより、長距離伝送と接触不良による通信不良の防止が両立でき、高速伝送が可能となる。周波数変換器としては、発信器で任意の周波数を発信し、これを配線側信号８０１と乗算器で掛算して高周波を作り出す方式や、配線側信号８０１を任意の周波数で変調して作り出す変調器などがあり、いずれの方法であってもよい。尚、Ｄ側の流れは、この逆の処理となる。
情報を伝送する場合、信号は任意の幅の周波数を必要とする。配線側信号８０１で示した周波数ｆｂ、およびコネクタ接続側信号８０２で示したｆｃ１とｆｃ２は、信号の成分が１０％に低下する周波数を示している。本発明では配線側信号８０１より、コネクタ接続側信号８０２の周波数を高くするが、これは配線側信号８０１のｆｂよりコネクタ接続側信号８０２のｆｃ１が高いことを意味する。尚、ｆｃはコネクタ接続側信号の中心周波数を示し、変調器の場合は搬送波の周波数に相当する。
コネクタ接続側信号８０２の周波数は、任意に設定するにとが可能であるが、より好ましい周波数の選び方を第９図に示す。第９図は、コネクタ接続側信号８０２とコネクタ接続部の接触不良時の伝達特性９０１である。コネクタ接続端子では接触不良が発生すると低周波側の信号が通りにくくなる。コネクタ接続側信号８０２は図に示したように周波数帯域を持つため、伝達特性が変化する（低下する）周波数に設定すると、信号が正確に伝送できず通信不良が発生する。したがって、コネクタ接続側信号８０２は、伝達特性の指標であるＳパラメータＳ２１が変化しない領域とすることがよい。領域の設定の仕方としては、信号のエネルギーが１０％に低下する周波数ｆｃ１とｆｃ２の周波数範囲で伝達特性の指標であるＳパラメータＳ２１の変化分Ａが１０ｄＢ程度であることがよい。
次に、第１０図〜第１２図を用いて本発明の一実施形態をなす鉄道車両システムを示す。
鉄道車両においては、運用の無駄を排除することを目的として、一列車当たりの車両数が乗客数に応じて調整される。そのため、車両の分離と連結は頻繁に行われる。また、車両の定期検査の時にも、一両単位に切り離して整備するために分離と連結が行われる。このような運用形態に対応するため、車両の前後には、機械的な連結装置以外に、各車両間の情報伝送のために接続装置（信号接続装置）や空気接続装置も設置されている。
一方、最近の鉄道車両や自動車は駆動装置，電源装置，空調設備などがインバータ化されて数Ｈｚから数十ＭＨｚのノイズを発生している。インバータ化されたノイズ発生源の機器は、通常、車両の床下に取付けられている。そのため、車両のデータ通信装置間を接続する配線にノイズが印加されて、通信エラーが発生する。
なお、鉄道車両において制御信号（保守信号を含む）やサービス信号（メディア信号）などのデータ通信をネットワークで行うことは、雑誌「鉄道車両と技術」ＮＯ．５８，第２頁〜第８頁に記載されている。
接続装置（信号接続装置）の接触不良を防止するには、１０Ｖを超える大きな電圧を印加して酸化膜を電気的に破壊することが知られている。具体的には、車両接続の初期に１０Ｖを超える高電圧を加え、その後は数Ｖの電圧で情報伝達したり、常時１０Ｖを超える電圧で情報伝達をしている。また、接続端子の表面を金などの柔らかくて化学変化しにくい導電材料でメッキすることで、接触不良を防止することも広く行われている。
接続初期だけ１０Ｖを超える高電圧を印加して、その後、数Ｖの低電圧で情報通信する方法は、初期の高電圧印加だけでは酸化膜の破壊が十分でなく、再び接触不良が発生する危険性がある。また、高電圧を発生する装置，低電圧の通信装置、およびこれらを切り替える装置が必要となり、構成が複雑になる。
一方、常時１０Ｖを超える高電圧で伝送する方法は、出力段の能動素子の電力損失が増大する。また、電圧の振幅を大きくするほど高速な出力段のトランジスタが必要となることから、最近のシリアル通信のように１０Ｍｂｐｓを超える高速大容量の伝送を実現するのは困難である。
接続装置の接触不良を防止するは、接続装置にアンテナを設け、車両間を無線通信することが考えられる。鉄道車両のデータ通信は高速大容量化され、高速ブロードバンドネットワークを用いることが検討されている。データ信号の周波数は１０〜１００ＭＨｚ程度であり、インバータ化されたノイズ発生源のノイズの影響を受けることになる。
そこで、搬送波をデータ信号（ベースバンド信号）で変調した変調波信号によってデータ通信を行うようにし、コネクタ内に変調器や復調器などの周波数変換装置を内蔵する。
第１０図は本実施形態の鉄道車両のネットワーク構成図である。第１０図において、１はそれぞれの車両を示し、ネットワーク制御装置１５から構成される。ネットワーク制御装置１５は制御信号（保守信号を含む）やサービス信号などのデータ伝送を制御するもので、ネットワークケーブル１８（ＩＥＥＥ１３９４，Ｅｔｈｅｒｎｅｔケーブルなど）を通してコネクタ１４と接続される。連結された隣接車両とのネットワーク接続はコネクタ１４を介して行われる。
ネットワーク制御装置１５とコネクタ１４との接続にはＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルなどを使用し、信号（データ）伝送にはベースバンド信号を使用する。車両間のコネクタ１４間の情報伝送には搬送波をベースバンド信号で変調した変調波信号を使用する。ベースバンド信号は、符号化方法にもよるが、０と１で情報を伝送する信号で、通常、直流から数百ＭＨｚの信号帯域成分を有する。一方、変調波信号は、搬送波信号をデータ信号で変調した変調波信号で、搬送波信号の周波数を選定することで、希望の周波数に変換できる。
鉄道車両では、車両を駆動する高電圧インバータ駆動装置や車両内の電源を供給する電源装置など、多くのインバータ装置が使用されているため、数１０ＭＨｚ以下の大きなノイズが存在する。そのため、ベースバンド伝送はこのノイズの影響を受け易くなる。そこで、車両間の伝送にはノイズ源よりも高い周波数にした変調波信号を使用する。
従来、車両間の伝送エラーを防止する目的で、１０Ｖ前後の電圧振幅で伝送することが行われていたが、この場合１０Ｍｂｐｓを超える高速伝送を実現することは実用上困難である。これに対し、車両間の伝送に変調波伝送を使用することで、１００Ｍｂｐｓを超える、高速な車両のネットワークが実現できる。
第１１図はコネクタ１４及びネットワーク制御装置１５の内部構成例を示し、ネットワーク制御装置１５は、ルータ，集線装置（ＨＵＢ），サーバなどで構成される。コネクタ１４のデータ伝送装置１９２はケーブル１８を介してネットワーク制御装置１５に接続されている。データ伝送装置１９２からのデータ信号は変調器１９３で変調され、周波数変換増幅器１９４で希望周波数に変換されると共に増幅される。
周波数変換増幅器１９４によって増幅された変調波信号は、バンドパスフィルタ１９５で不要な信号を取り除きサーキュレータ１９６へ送られる。サーキュレータ１９６は信号伝送に方向性を持ち、バンドパスフィルタ１９５を通過した変調波信号を受信側のコネクタ１４に送信する。受信側のコネクタ１４は、送信側コネクタから受信した変調波信号をバンドパスフィルタ１９５に伝送せず受信側のバンドパスフィルタ１９７に伝送する。
隣接車両から送信されてくる変調波信号は、サーキュレータ１９６を通り受信側のバンドパスフィルタ１９７へ送られ、通信に不要な信号が取り除かれる。バンドパスフィルタ１９７を通過した変調波信号は周波数変換増幅器１９８で復調しやすい周波数へ変換すると共に増幅され、復調器１１９で変調波信号からデータ信号が取り出される。
データ伝送装置１９２は、変調器１９３および復調器１９９とネットワーク制御装置１５とのデータ橋渡し処理を行う。具体的には、ネートワーク制御装置１５からのデータ信号がシリアル信号の場合はデータ抽出やクロックの再生を行い、変調器１９３へ送信する。同様に、復調器１９９からのデータ信号に対してもクロック再生などを実行し、ネットワーク処理装置１５の通信方式に合わせた後に送信する。
なお、データ伝送装置１９２は、メモリを持ちデータを蓄えて処理しても良いが、データが車両の制御信号の場合には、遅延時間を短縮することが望まれる。具体的には、１０μｓ以下にするのが望ましい。
サーキュレータ１９６は必ずしも必要でなく、混合器を使用することもできる。ただし、鉄道車両では、以下の理由によってサーキュレータ１９６を設けたほうが実用上から望ましい。
鉄道車両では、車両の分割，併合のために伝送路の接続部に電気接続装置が必要となる。分割併合を必要とする電気接続装置は伝送路を均一に作成することが難しく、インピーダンスの不整合が発生し、この部分で反射が発生する。反射した信号は送信側へと戻り、送信部の増幅回路の誤動作を発生させる。これを防止するために、サーキュレータ１９６が使用される。
なお、第１１図は送信と受信を１つのコネクタ１４で伝送する場合を示したが、送信と受信を別なコネクタで行うようにすることもできる。その場合には、送信部にアイソレータを使用し、送信信号が戻るのを防止する。
尚、本実施形態では送信側では変調後に周波数変換を実施し、復調側では周波数変換後に復調する構成となっているが、必ずしも本構成であることはなく、変調器と復調器で希望の周波数に一気に変換する方式でもよい。
次に、車両間の伝送に使用する周波数の設定について説明する。第１０図に示すように、一車両のコネクタＡは隣接する他の車両のコネクタＢに接続されるので、コネクタＡの出力信号（変調波信号）はコネクタＢで受信され、コネクタＢの出力信号（変調波信号）はコネクタＡで受信されることになる。
搬送波信号を使用した伝送では信号の干渉を防止する必要性から、コネクタ１４の送信と受信の搬送波周波数を分離し、受信側のバンドパスフィルタ１９７で自分が送信した信号を除去する必要がある。
また、車両を制御する制御信号（制御データ）を伝送する場合などは信頼性が要求されるので、ネットワークを２重系にするのが一般的である。２重系の場合、信号接続装置での信号の干渉を防止するため、１系と２系で異なる周波数を使用する必要がある。したがって、少なくとも４種類の周波数で伝送する必要があり、４種類のコネクタ１４が必要となる。コネクタ１４の種類を半減するために搬送波信号の周波数を次のように設定する。
第１３図はコネクタ１４の種類を半減する搬送波信号の周波数割り当ての一例である。この場合、コネクタＡからＢへの搬送波周波数を帯域１から選定し、１系をｆ１１、２系をｆ１２とする。また、コネクタＢからＡへの搬送波周波数は帯域２から選定し、１系をｆ２１、２系をｆ２２とする。
さらに、コネクタＡにおける送信側のバンドパスフィルタ１９５の通過帯域を周波数帯域１、受信側のバンドパスフィルタ１９７の通過帯域を周波数帯域２とし、また、コネクタＢにおける送信側のバンドパスフィルタ１９５の通過帯域は周波数帯域２、受信側のバンドパスフィルタ１９７のそれを周波数帯域１する。
このようにすれば、バンドパスフィルタの異なる２種のコネクタで、２重系のネットワークが構成できる。
第１２図は車両接続部の信号接続装置２の詳細な一例構成を示す。
ネットワーク制御装置１５にはネットワークケーブル１８を通してコネクタ１４の筐体１０３内部に設けた変復調器１０１と駆動装置１６が接続される。駆動装置１６は車両全体を駆動するために使用する。なお、ネットワーク制御装置１５と変復調器１０１との接続はＩＥＥＥ１３９４やＥｔｈｅｒｎｅｔが用いられ、ネットワーク制御装置１５と駆動装置１６との接続はＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＤｅｖｉｃｅ  Ｎｅｔなどのリアルタイム制御に適したネットワークが用いられる。
変復調器１０１には、伝送線路１７（前述の金属部材４０１）が接続され、また伝送線路１７にはアンテナ１１が接続される。さらに、アンテナ１１は他の車両のコネクタ１４のもう一つのアンテナ１１と面して配置される。他の車両のもう一つのアンテナ１１は伝変復調器１０１，ネットワークケーブル１８でネットワーク制御装置１５に接続されている。
コネクタ１４は電磁シールド構造に形成され、アンテナ１１は金属などの導電性の材料からなる電磁シールド部材１０２で電気的にシールドされる。アンテナ１１は電磁シールド部材１０２で囲われている。電磁シールド部材１０２とアンテナ１１の間には図示しない電磁波の吸収材が設けられていても良く、またアンテナ１１はポリエチレンや空気などの図示しない絶縁物で、電磁シールド部材１０２および図示しない電磁波の吸収材１９と絶縁されていても良い。
変復調器１０１は、高周波の搬送波（一般的には正弦波）をネットワーク制御装置１５から送信されるベースバンド信号（データ信号）で変調して、変調波信号を伝送線路１７へ送信する。変調方式としては、例えば符号の大小で搬送波の振幅を変化させるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調，搬送波の位相を変化させるＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）など多く方式があり、いずれの方式を用いることができる。
変復調器１０１から送信された変調波信号はアンテナ１１で放射され他方のアンテナ１１で受信される。他方のアンテナ１１で受信された変調波信号は他方の車両の変復調器１０１で復調されベースバンド信号が取り出され、ネットワーク制御装置１５に加えられる。
第１２図のコネクタ１４は、外気に晒される車両間の信号接続をアンテナ１１で構成し、アンテナ１１へ変調波信号を伝送することで通信している。そのため車両間のネットワークを電気的に接続する必要がなく、接触不良の問題を回避できる。
車両間のネットワークには駆動装置１６やブレーキなどの重要な情報（制御信号）が伝送される。このため、外部からの妨害電波などで通信が途絶えると、車両の運転停止など大きな問題となる。これを防止するために、アンテナ１１の周辺を金属などの電磁シールド部材１０２で囲う構造にしている。なお、隣接車両（前後車両）の電磁シールド部材１０２は機械的に接触して電気的に接続されていてもノイズの影響を防止できる。
電磁シールド部材１０２はアンテナ１１から放射された電波が外部へ放射されるのを阻止するが、電波を反射する。一方のアンテナ１１から放射された変調波は、直接に他方のアンテナ１１へ向う直接波と、電磁シールド部材１０２の表面で反射した反射波とが他方のアンテナ１１に受信される。他方のアンテナ１１は直接波と反射波を受信することになり、アンテナ表面で電波の干渉が発生し、受信性能が著しく低下する。
図示しない電磁波の吸収材はこれを防止するもので、アンテナ１１と電磁シールド部材１０２の間に設置される。アンテナ１１から電磁シールド部材１０２方向へ放射された電磁波は吸収剤で吸収されるため電磁シールド部材１０２で反射しなくなる。そのため、他方のアンテナ１１は直接波のみ受信することになり、直接波と反射波の干渉が無くなり受信性能の劣化を防止できる。
なお、電磁波の吸収材は必ず必要なものではなく、アンテナ１１，絶縁物、および電磁シールド部材１０２の幾何学的な構造を工夫し、両アンテナ１１間に導波管のような電磁波の伝送路を形成しても直接波と反射波の干渉を防止できる。
また、コネクタ１４に使用するアンテナ１１は小さい方が好ましく、アンテナ１１を螺旋状に加工することなどにより小型化できる。ただし、アンテナ１１の大きさは波長の１／１０程度が限界である。
さらに、搬送波は少なくとも被搬送波（ベースバンド信号）の１０倍程度であることが望ましい。現在、実用に供されているネットワークの転送速度は少なくとも、１０ＭＨｚ程度あり、１００ＭＨｚ以上の搬送波周波数を使用することがよい。これにより、アンテナ１１の大きさは少なくとも３０ｃｍ程度にできる。
また、一対のアンテナ１１で双方向通信する場合は、時分割して双方向（Ａ方向とＢ方向）の通信を実行する。Ａ方向通信の場合は、図示左側の無線伝送装置１４が送信装置、図示右側の無線伝送装置１４が受信装置となる。また、Ｂ方向の時は図示左側が受信装置、図示右側が送信装置となる。このように時分割して双方向通信する方式を半二重通信と称している。
一対のアンテナでも常時双方向通信を行うことも可能である。これを全二重通信と称する。この場合、一本の伝送線路１７にｆ１とｆ２の二つの周波数を多重することで実施する。例えば、周波数ｆ１をＡ方向伝送、周波数ｆ２をＢ方向通信に割り当てる。図示左側の変復調器１０１では搬送波ｆ１を変調して伝送線路１７へ送信すると共に、伝送線路１７からバンドパスフィルタ１９７で信号ｆ２を取り出し復調する。図示右側の変復調器１０１ではこの逆、つまり搬送波ｆ２を変調して送信し、バンドパスフィルタ１９７でｆ１を取り出し復調する。
第１４図にコネクタ１４の他の例を示す。
第１４図に示すコネクタ１４は複数のアンテナ１１を備えている。第１４図（ａ）は二対のアンテナ１１を備え、異なる周波数ｆ１，ｆ２で双方向通信する。例えば、周波数ｆ１で図示の左から右へ、周波数ｆ２で図示の右から左へ通信する。したがって、全二重通信が可能となる。
第１４図（ｂ）は多数のアンテナ１１をコネクタ１４が備えている例である。異なる周波数ｆ１〜ｆｎで通信することにより、高速な双方向通信が達成できる。一般に、コネクタ１４の通信速度は有線通信に比べ遅くなる。したがって、無線通信がネットワーク全体の性能を低下させることが多くなる。ネットワークケーブル１８を使用した有線通信の通信速度が半二重通信方式で１００Ｍｐｂｓ、無線通信のアンテナ一対当たりの通信速度が半二重通信方式で１０Ｍｂｐｓ等の場合には、アンテナ１１を１０組設けることによって無線通信による性能低下を防止できる。
第１５図はコネクタ１４の一例を示す構成図で、第１５図（ａ）は外観図、第１５図（ｂ）は接続部の断面図である。
一方のコネクタ１４Ａは次のように構成されている。アンテナ１１の周囲には絶縁物１３を介して金属などからなる電磁シールド部材１０２Ａが配置され、アンテナ１１から外界への電磁波の放射，外界電磁波の影響を防止する。なお、電磁シールド部材１０２Ａの内面には電磁波の吸収材１９を設けることもできる。
その外側には筺体１０３Ａおよび１０３Ｂが設けられており、当該１０３Ａ，１０３Ｂの内部に変復調器１０１が設けられている。
一方のコネクタ１４Ａを他方のコネクタ１４Ｂに挿着して電気的に接続するために、他方のコネクタ１４Ｂの電磁シールド部材１０２Ｂは、一方のコネクタ１４Ａの電磁シールド部材１０２Ａより直径が大きく構成されている。また、各コネクタ１４Ａ，１４Ｂのアンテナ１１は、相対して向かい合うように配置されている。アンテナ１１には伝送線路１７が接続されている。なお、伝送線路１７は変復調器１０１に接続されている。
第１５図のように複数のアンテナ１１を一個のコネクタ１４Ａ，コネクタ１４Ｂに形成することによって、複数の接続を同時に行うができる。
第１６図はコネクタ１４の他の例を示す構成図である。第１６図（ａ）は外観図、第１６図（ｂ）は接続部の断面図である。
第１６図は電気的接続をアンテナでなく、第１図に示したようにピンで構成したものである。第１６図は第１５図のアンテナ１１をピン型の接続端子２２と２３にしたものである。オス型の接続端子２２はメス型の接続端子２３の内部へ挿入されることで相互が電気的に接続される。各接続端子２２，２３は伝送線１７によって変復調器１０１に接続されている。この場合には、変復調器１０１は有線のコネクタが用いられる。
ピン型の接続端子２２，２３は相互を電気的に接続するために設けられている。鉄道車両は接続端子２２と２３を切り離して外気に長時間晒されると、ピン２２，２３の表面が酸化して接触不良を発生する。接触不良が発生した場合、両ピン２２，２３間の寄生容量を介して流れることになる。高周波を使用すると、寄生容量のインピーダンスが小さくなるため、接触不良部での信号の減衰が少なくなる。そのため、接触不良が発生しても通信できるようになる。
このようにして鉄道車両間のデータ通信を行うのであるが、搬送波をデータ周波数（ベースバンド信号）で変調した変調波信号によって車両間のデータ通信を行うようにしている。変調波信号はノイズ周波数に対して極めて高い周波数にできるので、車両間のデータ伝送をノイズの影響を受けることなく行える。また、高周波の搬送波を使用すると接触不良部での信号の減衰が少なくなるので通信が可能になる。したがって、鉄道車両間の情報伝送をノイズの影響を受けることなく高速大容量伝送が精度良く行えるようになる。
次に、鉄道車両に使用される駆動装置は、数ｋＶの電圧，数百Ａ以上で駆動するため、車両間に大きな電位差が発生する。そのため、第１６図に示すような電気的に接続されたコネクタ１４を用いると、各車両のコネクタ（変復調器１０１に相当する有線のコネクタ１４）間に電流（直流電流）が流れ、コネクタ１４の部品が破損する。それに対応するべく、第３図，第７図に示したように、絶縁装置３０５，３０６他を設け、直流分を遮断することが好ましい。絶縁装置としてはトランスあるいはコンデンサが用いられる。トランスの場合、高周波信号はトランスで相互に伝送されるが、直流はトランスで阻止される。また、コンデンサの場合は、信号とグランドに共にコンデンサを追加することで、高周波のみが相互伝送され、直流はコンデンサによって阻止される。
なお、周波数がＧＨｚを超えるような高周波伝送では、トランスやコンデンサは、ディスクリート部品でなく、パターン配線で基板上に作成したものが用いられる。
第１７図，第１８図に本実施形態を採用した鉄道車両のより具体的な構成を示す。
第１７図はコネクタ１４が一組の場合であり、第１８図はコネクタが二組の場合を示している。なお、コネクタ１４はアンテナが一対の例を記載しているが、第１４図のように複数のアンテナが配置されたコネクタ１４を用いることもできる。
第１７図において、アンテナ５１はブリッジ型無線伝送装置３３に接続され、ブリッジ型無線伝送装置３３はさらにネットワーク制御装置１５へ接続されている。ネットワーク制御装置１５は、無線伝送装置３０と受信装置３１からなるローカルネットワーク（ＬＡＮ）５８に接続されている。ＬＡＮ５８は、無線でネットワークが組まれている。なお、ＬＡＮ５８は画像情報やテキストデータの伝送が主目的に用いられるので情報ＬＡＮと呼ぶことにする。
ネットワーク制御装置１５は、駆動装置１６と運転制御装置３２が接続されている。また、ネットワーク制御装置１５はリピータ型無線伝送装置であるコネクタ１４に接続されている。ここで、駆動装置１６と運転制御装置３２が接続されたＬＡＮでは、車両機器の制御データが伝送されることから、制御ＬＡＮ５９と呼ぶことにする。
第１７図の図示左側を先行車両、右側を後続車両とする。後続車両のネットワーク構成は、先行車両と同じなので説明を省略する。また、実際の鉄道車両では、必要に応じ複数の車両が接続され、１６両を超えることもある。
まず、ブリッジ型無線伝送装置３３とリピータ型無線伝送装置（すなわちコネクタ１４）について説明する。
ブリッジ型無線伝送装置３３は、受信情報を解析して、送信する必要があるポートにだけデータを送信する機能を持っている。一方、リピータ型無線伝送装置は、受信したデータを中継する装置で、入力端子からの受信データは波形成形されただけでそのまま出力端子から送信される。
したがって、ブリッジ型無線伝送装置３３は、データをメモリに記録して解析する作業が必要となるため、入力したデータが出力されるまでには多くの時間がかかる。これに対してリピータ型無線伝送装置は入力信号を波形成形してそのまま送信するので、入力端子と出力端子間の遅延時間が短くなる。
情報を解析してデータ送信の有無を判定する装置としてルータがある。ブリッジ型無線伝送装置１４Ｂは各機器が接続されているポートを把握していて、データを送信すべき機器がつながっているポートにだけデータを送信する。これに対し、ルータはネットワークを把握していて、データを送信すべきネットワークにだけデータを送信する。
アンテナ５１は列車と外部との通信に使用される。例えば駅のホームに設置された通信装置と通信することで、地上の情報を車両側へ、車両内の情報を地上側へ伝送できる。伝送する情報は、情報ＬＡＮ５８で使用する情報と制御ＬＡＮ５９で使用する情報に分類できる。情報ＬＡＮ５８で使用する情報には、映画などの画像情報，ニュース，乗客情報などがある。また、制御ＬＡＮ５９で使用する情報には、制御装置の温度や故障情報などの機器のメンテナンス情報がある。
アンテナ５１を使用して地上と情報伝送することにより、車両内で画像情報やニュース情報を必要に応じて逐次切り替えることが可能となる。一方、地上側では、車両故障発生時などに車両の状況を受信することで、地上の専門家が状況を的確に把握することで、迅速な対策がとれるようになる。なお、地上側から伝送された画像情報などは、車両内に設置されたハードディスクなどに記録することも可能である。これにより車両と地上間の通信が常時できない環境でも、常時、乗客に画像情報サービスを提供することができる。
なお、第１７図の場合でも、アンテナ５１に接続される無線伝送装置は、必ずしもブリッジ型無線伝送装置３３でなく、伝送遅延が制御ＬＡＮ５９で必要な時間以内であるならばリピータ型無線伝送装置を用いることもできる。また、ブリッジ型無線伝送装置とネットワーク制御装置１５を一体にて構成したものを用いることもできる。
第１８図は、情報ＬＡＮ５８の情報を伝送するコネクタ１４０１と、制御ＬＡＮ５９の情報を伝送するコネクタ１４０２を分離した構成の例である。
アンテナ５１はブリッジ型無線伝送装置３３に接続される。ブリッジ型無線伝送装置３３には、情報ＬＡＮ５８側のネットワーク制御装置１５と、制御ＬＡＮ５９側のネットワーク制御装置１５がそれぞれ独立して接続される。情報ＬＡＮ５８はコネクタ１４０１で後続列車の情報ＬＡＮ５８に接続され、また、制御ＬＡＮ５９はコネクタ１４０２を通して後続列車の制御ＬＡＮ５９に接続されている。先行列車と後続列車の情報ＬＡＮ５８を結ぶ無線伝送装置にはブリッジ型無線伝送装置であるコネクタ１４０１が用いられ、制御ＬＡＮ５９を接続する無線伝送装置にはリピータ型無線伝送装置であるコネクタ１４０２が使用されている。
情報ＬＡＮ５９で通信される情報は、車両間で時間遅れが発生しても問題とならない。また、総ての情報を後続列車に伝送する必要の無いことも多い。そのため、伝送遅延が大きくなるがデータ送信の有無を判定する機能を持つブリッジ型無線伝送装置を用いることが望ましい。
制御ＬＡＮ５９は、複数の装置の協調を取る必要がある。具体的には、駆動装置１６やブレーキ装置（図示せず）が接続されており、例えば車両を停止させる場合、駆動装置１６とブレーキ装置で情報を相互に伝送して、駆動装置１６で足りない制動力をブレーキ装置が補うなどの協調制御を行う。したがって、制御ＬＡＮ５９ではデータの伝送遅延を極力短くする必要がある。具体的には、列車全体で１０ｍｓ以下にすることが望ましい。したがって、制御ＬＡＮ５９には伝送遅延が短いリピータ型無線伝送装置を使用することがよい。
第１９図は、情報ＬＡＮ５８の接続装置として開放型のアンテナ５２と５３を使用した例である。
先に説明したように情報ＬＡＮ５８では、データの伝送遅延が発生しても良い。開放型のアンテナの場合、外来電波の影響により通信不良が発生することがある。しかしこのような場合でも、データを再送することで喪失したデータを復活できる。
また、地上側装置と無線伝送するアンテナ５１は、車両の車内または外側のどちらにも設置することができる。第１７図，第１８図は車内に設置した例で、例えば運転席のフロントガラスの上部に設置される。ガラスは電磁波を通過させるので、地上との通信の障害となりにくい。第１９図のように車外に設置すると、ガラスなどの障害物が無くなるために通信距離を少しでも長くできるという効果がある。
また、自動車などの接続装置は高温かつ外気にさらされ汚れやすい劣悪な環境下で使用されている。さらに家電機器などに使用される接続装置は一般の人が頻繁な取り外しを実施する。
これらの信号接続装置は主にピンで接続するコネクタで接続するものが用いられているが、切り離し後に長時間外気に晒されるために接続端子表面が酸化して酸化膜が発生する。さらに塵や埃も付着するために、再び連結したときに接続端子間の電気的な接続が阻害され、接続不良が発生する。また、家電機器では一般人が取り外しを実施するために正確な接続が行われないことによる接続不良が発生する。このため、自動車ではエンジンを初めとした車上機器の異常動作、家電機器では機器が正常に動作しないといった問題が発生する。さらには上述した鉄道のような社会インフラ設備では、車両の運行遅延の原因となり運用上の大きな阻害原因となっている。
また、自動車機器や家電品でもコネクタを通した通信速度は高速化されてきており、１００Ｍｂｐｓを超える通信が行われるようになっており、高電圧で通信することは能動素子の電力損失に加え、通信線から放射されるノイズが増大し、周辺機器の誤動作の原因になる。
そこで、鉄道だけでなく、自動車やパーソナルコンピュータ，家電製品の接続部においても、搬送波をデータ信号（ベースバンド信号）で変調した変調波信号によってデータ通信を行うようにし、コネクタ内に変調器や復調器などの周波数変換装置を内蔵する。
第２０図に、自動車のコントロールユニットに適用した場合を示す。自動車のエンジン１００１に変速機１００２が接続され、その出力軸１００３はデファレンシャルギアを介してタイヤ１００４を駆動する。エンジン１００１には電子制御スロットル弁が設けられており要求信号でエンジン出力を制御することが出来る。演算ユニット１００５はＬＡＮ１００７を介してＩ／Ｏユニット１００６に接続されており、Ｉ／Ｏユニットはスロットル開度，吸入空気量などの各センサの検出信号を入力し、各コントロールユニットで扱うことができるデータに変換する。変換されたデータはＬＡＮ１００７を介して演算ユニット１００５に入力され、これらの検出データに基づく点火時期，燃料噴射時期，燃料噴射量，ＩＳＣバルブ弁などの制御量が演算される。当該演算結果はＬＡＮ１００７を介してＩ／Ｏユニット１００６に伝達され、インジェクタや点火プラグへの制御信号に変換され、これらの制御対象に出力される。
ここでどのような状況においても、ＬＡＮ１００７と演算ユニット１００５の接続部分、ＬＡＮ１００７とＩ／Ｏユニット間の接続部分に、第６図（ａ）または（ｂ）に示すような構造のコネクタを用いることによって、振動や汚れなどによる接触不良の発生時においても、高周波の放射性により信号がつながり通信不良が発生することがない。データ伝送の不良を回避することができる。また変調波信号はノイズ周波数に対して極めて高い周波数にできるので、装置間のデータ伝送をノイズの影響を受けることなく行える。
以上のように、本実施形態によれば、データ伝送をノイズの影響を受けることなく行え、また、高周波の搬送波をベースバンド信号で変調した高周波の変調波信号で伝送するので、高周波のもつ放射性により接続部での接触不良があっても信号が減衰しないので、通信可能になる。また、周波数変換器を内蔵したコネクタでは、配線側の信号を低周波、接続部の周波数を高周波として伝送するので、長距離伝送と接触不良の防止が両立でき、高信頼な通信が可能となる。したがって、自動車や鉄道車などの劣悪な環境化の製品，家電品などの一般人が使用する製品などで、ノイズや接続不良の影響を受けることなく、高速大容量伝送を精度良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、周囲のノイズの影響をより受けにくいコネクタ，情
報処理装置、及び情報伝達システムを得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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