[发明专利]一种无源星型光纤CAN网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络传输领域，特别涉及一种无源星型光纤CAN网络系统。

背景技术

CAN全称为“Controller Area Network”即控制器局域网，是一种采用无破坏性位竞争机制实现串行多主通信的现场总线，具有抗干扰能力强、报文短、实时性好和组网成本低、具有很好的网络安全性等优点，CAN总线被广泛地应用于环境恶劣、电磁辐射大、对可靠性要求高的工业自动化现场和汽车部件控制等领域。

CAN网络的传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤。目前双绞线的CAN总线得到广泛应用，双绞线CAN总线各项技术已经十分成熟。但是，基于双绞线的CAN网络在环境恶劣、电磁辐射强、振动大的工业环境中，电磁干扰经过双绞线进入电子设备，叠加在通讯信号上，使通讯的正常信号畸变，导致通讯失败。

光纤是一种理想的数字信号传输媒介，可分为单模光纤、多模光纤和塑料光纤，传输距离依次递减，单模光纤能数据数十公里，多模光纤能传输数公里，塑料光纤就目前的技术能传输百米至数百米。光纤与双绞线和同轴电缆相比，具有强大的抗电磁干扰能力。为了进一步提高CAN网络的性能，采用光纤作传输介质十分必要。

光纤通信具有体积小、重量轻、无电磁辐射、速率高、抗电磁干扰能力强等一系列优点，但目前国际上还没有制定出以光纤为传输介质的CAN总线物理层标准。因此，研究光纤CAN总线的组网方法，解决CAN总线大容量和远距离组网问题，对实际的工程应用和促进新标准的形成具有十分重要的意义。星型结构和环形结构是目前光纤通信网络经常使用的两种拓扑结构。环形结构是指所有通信节点共用一条光纤链路，并且光纤链路首尾相接形成一个封闭回路的网络结构。星型结构指所有通信节点都需要连接到一个中心节点上，并且各用户终端必须通过一个位于中心节点的星型耦合器进行信息交换。

公告号为CN1674514A，名称为《基于光纤介质通讯的控制器局域网总线通讯集线器》的专利，公开了一种基于光纤介质通讯的控制器局域网总线通讯集线器。光纤接收器将多模光纤从远距离传来的光信号转换成电信号，经过可编程逻辑器件连接到CAN总线收发器的发射口，通过差分信号传输到CAN总线上，而由CAN总线传入的信号出现在CAN收发器接收端并驱动光纤发送器发光，通过多模光纤传输到远距离设备上的光纤接收器上并实现光电信号转换，进入设备上CAN总线控制器的信号接收端。CAN总线收发器输出的差分信号采用导线以很短的距离连接到主控计算机的CAN总线上。此专利本质上是一种有源星型光纤CAN网络，当可编程逻辑器件掉电时，整个CAN总线系统会瘫痪，因此其可靠性不高，同时，该专利使用了CAN收发器，将给CAN网络带来较大的延时，使网络的性能变差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中由于采用了有源器件，导致其掉电时，整个网络系统会瘫痪的问题，提供一种运行更加稳定可靠的无源星型光纤CAN网络系统，包括第一光分路器、第二光分路器以及N个CAN控制器。

所述第一光分路器具有至少N个输入端及一个输出端，所述第二光分路器具有一个输入端及至少N个输出端，N为1以上自然数。

每个CAN控制器对应设置有光发送电路和光接收电路，所述光发送电路用于将CAN控制器发出的电信号转换为光信号，所述光接收电路用于将接收到的光信号转化为电信号。

所述N个CAN控制器的发送端分别通过对应的光发送电路连接所述第一光分路器的不同输入端，所述N个CAN控制器的发送端分别通过对应的光接收电路连接所述第二光分路器的不同输出端；所述第一光分路器的输出端与所述第二光分路器的输入端连接。

所述第一光分路器用于接收N个CAN控制器经所述光发送电路发出的光信号，并将其传送至第二光分路器，所述第二光分路器用于将接收到的光信号分别传送至N个CAN控制器。

进一步的，所述光发送电路与所述第一光分路器的输入端之间还设置有光纤放大器。

进一步的，所述第一光分路器与所述第二光分路器之间还设置有光纤放大器。

进一步的，所述光发送电路包括发送驱动电路及光纤发送器；所述光纤发送器的第三引脚与GND连接。