JP7066334B2

JP7066334B2 - 通信システム

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Publication number: JP7066334B2
Application number: JP2017102370A
Authority: JP
Inventors: 孝充相葉; 知敬若林; 賢治白須
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: EP3407501A1; US10236983B2; EP3407501B1; JP2018198383A; US20180343060A1

Description

本発明は、通信システムに関する。

従来、信号を送受信する通信システムがある。例えば、通信システムは、車両のルーフの上面に設けられたアンテナモジュールと、車両内に設けられた車載機器と、アンテナモジュールと車載機器とを電気的に接続する同軸ケーブルとを備えている（例えば、特許文献１）。従来の通信システムは、例えば、車両とは離れた場所の通信装置から無線で送信された信号をアンテナモジュールで受信し同軸ケーブルを介して車両内の車載機器に信号を伝送している。

特開２０１５－０４６７８９号公報

ところで、従来の通信システムは、例えば、ミリ波領域の高周波信号を同軸ケーブルで伝送した場合に高周波信号が減衰するおそれがあり、車両外の通信装置と車両内の車載機器との間で信号を送受信する点で更なる改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造物の室外の通信装置と構造物の室内の機器との間で信号を適正に送受信することができる通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、６ＧＨｚ～９０ＧＨｚの高周波で車両の室外の通信対象と電気信号を送受信するアンテナと、前記アンテナにより受信した前記電気信号を光信号に変換する受信側電光変換部、前記受信側電光変換部により変換された前記光信号を伝搬させる伝搬モードを複数有する受信側マルチモード光ファイバ、及び、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬した前記光信号を電気信号に変換し、転送対象に信号を転送する車載ルータに変換後の前記電気信号を出力する受信側光電変換部、を含んで構成される受信装置と、前記車載ルータから出力される電気信号を光信号に変換する送信側電光変換部、前記送信側電光変換部により変換された前記光信号を伝搬させる伝搬モードを複数有する送信側マルチモード光ファイバ、前記送信側マルチモード光ファイバを伝搬した前記光信号を電気信号に変換し、変換後の前記電気信号を前記アンテナに出力する送信側光電変換部を含んで構成される送信装置と、を備え、前記受信側光電変換部は、前記車載ルータに、変換後の前記電気信号を出力する第１受信側光電変換部と、前記車両の室内の通信対象と電気信号を送受信する室内アンテナに、変換後の前記電気信号を出力する第２受信側光電変換部とを含み、前記第１受信側光電変換部は、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬し光カプラで分岐された光信号を電気信号に変換し、前記車載ルータに変換後の前記電気信号を出力し、前記第２受信側光電変換部は、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬し前記光カプラで分岐された光信号を電気信号に変換し、前記室内アンテナに変換後の前記電気信号を出力することを特徴とする。

また、上記通信システムにおいて、前記送信側電光変換部は、前記室内アンテナから出力される電気信号を光信号に変換し、変換後の前記光信号を前記送信側マルチモード光ファイバに出力することが好ましい。

また、上記通信システムにおいて、前記受信側電光変換部及び前記送信側電光変換部は、Ａ／Ｄ変換せずに前記電気信号を前記光信号に変換することが好ましい。

本発明に係る通信システムは、室外のアンテナに接続される変換部と構造物の室内の機器との間を接続するマルチモード光ファイバを備えるので、構造物の室外の通信装置と構造物の室内の機器との間で信号を適正に送受信することができる。

図１は、実施形態に係る通信ネットワークシステムの構成例を示す概念図である。図２は、実施形態に係る通信システムの構成例を示す概念図である。図３は、実施形態に係るＲｏＦ受信装置の構成例を示すブロック図である。図４は、実施形態に係るＲｏＦ送信装置の構成例を示すブロック図である。図５は、実施形態に係る光軸ずれ量と損失との関係を示す図である。図６は、実施形態に係る曲げ半径の比較例を示す図である。図７は、変形例に係るＲｏＦ受信装置の構成例を示すブロック図である。図８は、変形例に係るＲｏＦ受信装置の構成例を示すブロック図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る通信ネットワークシステム１について説明する。通信ネットワークシステム１は、構造物としての車両２側の車載機器とクラウド側のサーバとが無線通信するシステムである。通信ネットワークシステム１は、図１に示すように、通信対象としてのクラウドシステム１０と、車両２に設けられた通信システム２０とを備えている。クラウドシステム１０は、例えば、モバイルネットワークとして大容量性、低遅延性、常時接続を可能とする第５世代移動通信システム（５Ｇ）であり、６ＧＨｚ程度～９０ＧＨｚ程度の高周波で無線通信する。クラウドシステム１０は、アクセスポイント１１と、基地局１２と、エッジサーバ１３と、クラウドサーバ１４とを備えている。アクセスポイント１１は、車両２に設けられた車載機器の接続の要否を判定するものである。アクセスポイント１１は、例えば、ネットワーク識別子及びパスワードを照合することにより車載機器との接続の要否を判定する。基地局１２は、電波を中継するものである。基地局１２は、アクセスポイント１１で接続が許可された車載機器の電波を中継したり、エッジサーバ１３から送信された電波を中継したりする。エッジサーバ１３は、クラウドサーバ１４よりも利用者側（車載機器側）に設けられたサーバであり、利用者との距離を短くすることで通信遅延を短縮している。エッジサーバ１１３は、例えば、人口知能による予測解析やハイスペックなＣＰＵにより高精度に処理を行う。エッジサーバ１１３は、例えば、道路や橋、トンネル等のインフラ監視、工事や路面状態等の路側・路面データ、高性能・高機能な車外処理系を使用した車両２の機能停止抑制に関する情報、エンターテイメント情報、自動運転に関する情報等を処理する。エッジサーバ１３は、基地局１２により中継された電波（以下、電気信号、受信信号又は送信信号ともいう。）を処理した結果を車載機器に送信したり、又は、クラウドサーバ１４に送信したりする。クラウドサーバ１４は、エッジサーバ１３から送信された処理結果を演算処理し、その結果をエッジサーバ１３等に送信する。

通信システム２０は、クラウドシステム１０から送信された電波（電気信号）を送受信するシステムである。ここで、クラウドシステム１０から送信される電波は、６ＧＨｚ程度～９０ＧＨｚ程度の高周波であるので指向性や遮蔽性が強く、車両２の室内に直接届き難い。そこで、通信システム２０は、高周波の電波を好適に車両２の室内に届ける機能を有している。通信システム２０は、図２に示すように、ＲｏＦ（光ファイバ無線；ＲａｄｉｏＯｖｅｒＦｉｂｅｒ）受信装置２１と、ＲｏＦ送信装置２２と、転送部としての車載ルータ２３と、複数のＣ／Ｂ（制御ボックス）２４と、統合安全支援ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）２５とを備えている。

ＲｏＦ受信装置２１は、車両２の室外からの電気信号を光信号に変換し当該光信号を車両２の室内に伝搬する装置である。ＲｏＦ受信装置２１は、図３に示すように、アンテナとしての車外アンテナ２１ａと、変換部としての電光変換部２１ｂと、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ；ＭｕｌｔｉＭｏｄｅＦｉｂｅｒ）２１ｃと、光電変換部２１ｄとを備えている。車外アンテナ２１ａは、車両２の室外の通信対象と電気信号を送受信するアンテナである。車外アンテナ２１ａは、車両２の室外（例えばルーフの外側）等の室外の通信対象と通信可能な位置に設けられ、クラウドシステム１０から送信される電波（電気信号）を受信する。ここで、車両２の室外とは、車両２のボディの外側の部分であり、車両２の室内とは、車両２のボディの内側の部分である。

電光変換部２１ｂは、電気信号を光信号に変換する回路である。電光変換部２１ｂは、車両２の室外に設けられ、車外アンテナ２１ａに接続されている。電光変換部２１ｂは、車外アンテナ２１ａにより受信した電気信号を光信号に変換する。電光変換部２１ｂは、信号パワー調整回路２１ｅと、バイアス・ティ２１ｆと、面発光レーザ２１ｇとを備えている。信号パワー調整回路２１ｅは、電気信号のパワーを調整する回路である。信号パワー調整回路２１ｅは、車外アンテナ２１ａに接続され、例えば、この車外アンテナ２１ａにより受信した電気信号を増幅する。信号パワー調整回路２１ｅは、増幅した電気信号をバイアス・ティ２１ｆに出力する。バイアス・ティ２１ｆは、ＤＣ（直流）成分を追加する回路である。バイアス・ティ２１ｆは、信号パワー調整回路２１ｅに接続され、信号パワー調整回路２１ｅにより増幅された交流の電気信号に直流成分を追加した電気信号を面発光レーザ２１ｇに出力する。面発光レーザ２１ｇは、電気信号を光信号に変換する半導体レーザである。面発光レーザ２１ｇは、例えば、ＶＣＳＥＬ（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬＡＳＥＲ）である。面発光レーザ２１ｇは、バイアス・ティ２１ｆに接続され、バイアス・ティ２１ｆから出力された電気信号を光信号に変換してマルチモード光ファイバ２１ｃに出力する。

マルチモード光ファイバ２１ｃは、光信号を伝送する光ファイバである。マルチモード光ファイバ２１ｃは、電光変換部２１ｂと車両２の室内の車載機器（光電変換部２１ｄ及び車載ルータ２３等）との間を接続している。マルチモード光ファイバ２１ｃは、一端が電光変換部２１ｂに接続され、他端が光電変換部２１ｄに接続されている。マルチモード光ファイバ２１ｃは、光軸調整部（図示せず）により光軸が調整されて電光変換部２１ｂ及び光電変換部２１ｄに接続されている。マルチモード光ファイバ２１ｃは、ガラス製又はプラスチック（樹脂）製であり、好適には、プラスチック（樹脂）製である。マルチモード光ファイバ２１ｃは、例えば、光信号が伝搬するコア層（図示せず）と、コア層の周囲を覆うクラッド層（図示せず）とを備えている。マルチモード光ファイバ２１ｃは、光信号がコア層とクラッド層との境界面において所定の角度で反射することにより光信号がコア層内を伝搬する。マルチモード光ファイバ２１ｃは、光信号が反射する角度を複数有することにより光信号を伝搬する伝搬モードを複数有する。マルチモード光ファイバ２１ｃには、複数の種類があり、例えば、ステップインデックス・マルチモード光ファイバや、グレーデッドインデックス・マルチモード光ファイバ等がある。ステップインデックス・マルチモード光ファイバは、コア層の屈折率が一定であり、各光信号が伝搬モード毎に異なる速さで伝搬する。グレーデッドインデックス・マルチモード光ファイバは、コア層の屈折率が滑らかに分布されており、各光信号が伝搬モード毎に同等の速さで伝搬する。

光電変換部２１ｄは、光信号を電気信号に変換する回路である。光電変換部２１ｄは、車両２の室内に設けられ、マルチモード光ファイバ２１ｃに接続されている。光電変換部２１ｄは、マルチモード光ファイバ２１ｃを伝搬した光信号を電気信号に変換する。光電変換部２１ｄは、受光素子２１ｈと、信号パワー調整回路２１ｉとを備えている。受光素子２１ｈは、例えば、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードである。受光素子２１ｈは、マルチモード光ファイバ２１ｃに接続され、マルチモード光ファイバ２１ｃを伝搬した光信号を電気信号に変換して当該電気信号を信号パワー調整回路２１ｉに出力する。信号パワー調整回路２１ｉは、電気信号のパワーを調整する回路である。信号パワー調整回路２１ｉは、受光素子２１ｈに接続され、例えば、受光素子２１ｈにより変換された電気信号を増幅する。信号パワー調整回路２１ｉは、増幅した電気信号（受信信号）を車載ルータ２３に出力する。ここで、受信信号には、例えば、交通事故、路上障害物、工事等を表す交通障害情報や、速度規制、車線規制、通行止め等を表す交通規制情報等が含まれている。

ＲｏＦ送信装置２２は、車載機器から出力される電気信号を光信号に変換し当該光信号を車両２の室外に伝搬する装置である。ＲｏＦ送信装置２２は、図４に示すように、変換部としての電光変換部２２ａと、マルチモード光ファイバ２２ｂと、光電変換部２２ｃと、アンテナとしての車外アンテナ２１ａとを備えている。なお、ＲｏＦ送信装置２２は、ＲｏＦ受信装置２１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

電光変換部２２ａは、車両２の室内に設けられ、車載ルータ２３に接続されている。電光変換部２２ａは、車載ルータ２３から出力された電気信号を光信号に変換する。電光変換部２２ａは、車載ルータ２３に接続される信号パワー調整回路２２ｄと、信号パワー調整回路２２ｄに接続されるバイアス・ティ２２ｅと、バイアス・ティ２２ｅに接続される面発光レーザ２２ｆとを備えている。マルチモード光ファイバ２２ｂは、車両２の室内の車載機器（電光変換部２２ａ及び車載ルータ２３等）と光電変換部２２ｃとの間を接続している。

光電変換部２２ｃは、車両２の室外に設けられ、マルチモード光ファイバ２２ｂ及び車外アンテナ２１ａに接続されている。光電変換部２２ｃは、マルチモード光ファイバ２２ｂを伝搬した光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を車外アンテナ２１ａに出力する。光電変換部２２ｃは、マルチモード光ファイバ２２ｂに接続される受光素子２２ｇと、受光素子２２ｇに接続される信号パワー調整回路２２ｈとを備えている。信号パワー調整回路２２ｈは、増幅した電気信号（送信信号）を車外アンテナ２１ａに出力する。車外アンテナ２１ａは、信号パワー調整回路２２ｈから出力された電気信号をクラウドシステム１０に送信する。

車載ルータ２３は、室内に設けられた転送対象との間で電気信号を中継（転送）する機器である。車載ルータ２３は、ＲｏＦ受信装置２１及びＣ／Ｂ２４に接続され、ＲｏＦ受信装置２１から出力された受信信号をＣ／Ｂ２４に転送する。また、車載ルータ２３は、ＲｏＦ送信装置２２に接続され、Ｃ／Ｂ２４から出力された送信信号をＲｏＦ送信装置２２に転送する。

Ｃ／Ｂ２４は、車両２に複数設けられている。各Ｃ／Ｂ２４は、車両２の組立構造に応じて区画された複数の車両２のエリア毎に設置される。各Ｃ／Ｂ２４には、各種センサ等（図示せず）が接続され、当該各種センサ等を制御する。各Ｃ／Ｂ２４は、各種センサ等との接続やＣ／Ｂ２４同士の接続において、例えば、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを含む伝送路により接続されている。なお、各種センサは、出力する電気信号を第５世代移動送受信システム（５Ｇ）の通信規格に合わせることにより、信号形式を変換する復調処理を不要とし、さらに汎用的な中間周波数（ＩＦ；ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）とすることで安価なデバイスとすることができる。

統合安全支援ＥＣＵ２５は、電子制御ユニットであり、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。統合安全支援ＥＣＵ２５は、車両２の安全を支援する装置であり、Ｃ／Ｂ２４に接続されている。統合安全支援ＥＣＵ２５は、例えば、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを含む伝送路によりＣ／Ｂ２４に接続されている。統合安全支援ＥＣＵ２５は、例えば、受信信号に基づいて交通障害情報や交通規制情報等を車両２のディスプレイに表示して報知する。

次に、通信ネットワークシステム１の動作例について説明する。通信ネットワークシステム１のエッジサーバ１３は、路側・路面データ等を含む電気信号を車両２の通信システム２０に送信する。通信システム２０のＲｏＦ受信装置２１は、エッジサーバ１３から送信された電気信号を車外アンテナ２１ａを介して受信する。ＲｏＦ受信装置２１は、車外アンテナ２１ａを介して受信した受信信号（電気信号）を電光変換部２１ｂにより光信号に変換し、変換した光信号をマルチモード光ファイバ２１ｃを介して光電変換部２１ｄに伝搬する。ＲｏＦ受信装置２１は、マルチモード光ファイバ２１ｃを介して伝搬した光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を車載ルータ２３に出力する。一方、ＲｏＦ送信装置２２は、車載ルータ２３を介して出力された電気信号を電光変換部２２ａにより光信号に変換し、変換された光信号をマルチモード光ファイバ２２ｂを介して光電変換部２２ｃに伝搬する。ＲｏＦ送信装置２２は、マルチモード光ファイバ２２ｂを伝搬した光信号を光電変換部２２ｃにより電気信号に変換し、変換した電気信号を車外アンテナ２１ａを介してクラウドシステム１０に送信する。

以上のように、実施形態に係る通信システム２０は、車外アンテナ２１ａと、ＲｏＦ受信装置２１の電光変換部２１ｂと、ＲｏＦ送信装置２２の光電変換部２２ｃと、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂとを備えている。車外アンテナ２１ａは、車両２の室外のクラウドシステム１０と電気信号を送受信する。ＲｏＦ受信装置２１の電光変換部２１ｂは、車外アンテナ２１ａに接続され、車外アンテナ２１ａにより受信した電気信号を光信号に変換する。ＲｏＦ送信装置２２の光電変換部２２ｃは、光信号を電気信号に変換し変換後の電気信号を車外アンテナ２１ａに出力する。マルチモード光ファイバ２１ｃは、光信号を伝搬する伝搬モードを複数有し、ＲｏＦ受信装置２１の電光変換部２１ｂと車両２の室内の車載機器（光電変換部２１ｄ及び車載ルータ２３等）との間を接続する。また、マルチモード光ファイバ２２ｂは、ＲｏＦ送信装置２２の光電変換部２２ｃと車両２の室内の車載機器（電光変換部２２ａ及び車載ルータ２３等）との間を接続する。

この構成により、通信システム２０は、例えば、クラウドシステム１０から受信した受信信号を光伝送することができるので、従来の同軸ケーブル等の電線による電気通信の場合と比較して信号の減衰を抑制することができる。特に、通信システム２０は、６ＧＨｚ程度～９０ＧＨｚ程度の高周波の信号の場合に減衰抑制の効果が顕著となる。また、通信システム２０は、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを伝送路として用いるので、シングルモード光ファイバと比較して光軸ずれによる損失を抑制でき、電光変換部２１ｂ、２２ａ及び光電変換部２１ｄ、２２ｃとの接続性を向上できる。マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、図５に示すように、シングルモード光ファイバと比較して光軸ずれ量に対する損失が少ない。例えば、シングルモード光ファイバは、光軸ずれ量２μｍ程度で損失が２ｄＢ程度である。これに対して、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、光軸ずれ量が２μｍ程度で損失が０．１ｄＢ程度である。このように、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、シングルモード光ファイバと比較して光軸ずれ量に対する損失を抑制できる。この例では、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂのコア層の径を５０μｍとし、伝搬モードが一つであるシングルモード光ファイバのコア層の径を９μｍとしている。通信システム２０は、減衰抑制及び接続性の向上を実現できるので、車両２の室外のエッジサーバ１３と車両２の室内の車載機器との間で信号を適正に送受信することができる。通信システム２０は、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを用いるので、ノイズ干渉を抑制することができ、広い帯域を確保することができ、軽量化を図ることができる。

また、通信システム２０において、車載機器は、室内に設けられた転送対象との間で電気信号を中継する車載ルータ２３を備える。そして、車載機器は、受信信号を受信する場合には、光電変換部２１ｄを有し、この光電変換部２１ｄは、マルチモード光ファイバ２１ｃ及び車載ルータ２３に接続され、マルチモード光ファイバ２１ｃを介して出力される光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を車載ルータ２３に出力する。また、車載機器は、送信信号を送信する場合には、電光変換部２２ａを有し、この電光変換部２２ａは、車載ルータ２３及びマルチモード光ファイバ２２ｂに接続され、車載ルータ２３により中継された電気信号を光信号に変換し、変換した光信号をマルチモード光ファイバ２２ｂに出力する。この構成により、通信システム２０は、車外アンテナ２１ａから車載ルータ２３までの間を好適に光通信することができる。

また、通信システム２０において、電光変換部２１ｂは、Ａ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ変換）せずに電気信号を光信号に変換する。この構成により、通信システム２０は、Ａ／Ｄ変換する変換時間を省略することができ、信号を伝送する遅延を抑制することができる。

また、通信システム２０は、車両２に適用されるので、第５世代移動通信システムにおいて、クラウドシステム１０と好適に通信することができる。

また、通信システム２０において、プラスチック製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを用いることにより配索性を向上できる。プラスチック製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、図６に示すように、ガラス製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂよりも曲げ耐性が強い。例えば、ガラス製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、曲げ半径が２．５ｍｍ程度で破断する。これに対し、プラスチック製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂは、曲げ半径が２．５ｍｍ程度の場合に破断せずに曲げによる損失もガラス製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂよりも抑制することができる。この比較により、車両２には、曲げ損失が少なく配索性がよいプラスチック製のマルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを使用することが好ましい。

〔変形例１〕
次に、実施形態の変形例１、２について説明する。なお、変形例１、２は、実施形態と同一の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。変形例１に係るＲｏＦ受信装置２１は、クラウドシステム１０から受信した受信信号を車両２内で放射する点で実施形態と異なる。ＲｏＦ受信装置２１は、図７に示すように、光電変換部２１ｄが室内アンテナとしての車内アンテナ２１ｊに接続されている。車内アンテナ２１ｊは、光電変換部２１ｄの信号パワー調整回路２１ｉから出力された電気信号を車内２に放射する。車内２に設けられた各種センサ等は、車内アンテナ２１ｊから放射された受信信号を受信する。

以上のように、通信システム２０において、変形例１に係る車載機器は、室内に設けられ電気信号を送受信する車内アンテナ２１ｊを備えている。車載機器は、受信信号を受信する場合には、光電変換部２１ｄを有し、この光電変換部２１ｄは、マルチモード光ファイバ２１ｃ及び車内アンテナ２１ｊに接続され、マルチモード光ファイバ２１ｃを介して出力される光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を車内アンテナ２１ｊに出力する。また、車載機器は、送信信号を送信する場合には、電光変換部２２ａを有し、この電光変換部２２ａは、車内アンテナ２２ｉ（図４参照）及びマルチモード光ファイバ２２ｂに接続され、車内アンテナ２２ｉにより受信した電気信号を光信号に変換し、変換した光信号をマルチモード光ファイバ２２ｂに出力する。この構成により、通信システム２０は、車両２の室内の各種センサ等に向けて車内アンテナ２１ｊから受信信号を再放射することができる。特に、通信システム２０は、クラウドシステム１０から高周波であるミリ波の受信信号を受信する場合、ミリ波は指向性や遮蔽性が強く車両２内に届き難いので、車内２に再放射することにより受信信号がミリ波であっても周波数が低く車両２内に届く電波と同様に車両２内に伝送することができる。また、通信システム２０は、車内アンテナ２２ｉから車両２の室内の各種センサ等に向けて無線で受信信号を送信するので省線化することができる。また、通信システム２０は、車両２の室内の各種センサ等から車内アンテナ２２ｉにより受信した信号を光電変換して光通信するので、送信時においても省線化することができる。

〔変形例２〕
次に、変形例２に係るＲｏＦ受信装置２１Ａについて説明する。変形例２に係るＲｏＦ受信装置２１Ａは、光電変換部２１ｄが受信信号を分岐させて複数のノードに受信信号を送信する点で実施形態と異なる。ＲｏＦ受信装置２１Ａは、図８に示すように、電光変換部２１ｂと、マルチモード光ファイバ２１ｃと、光カプラ２１ｋと、光電変換部２１ｄとを備えている。光電変換部２１ｄは、第１通信ノード２１ｍと、第２通信ノード２１ｎとを備えている。光カプラ２１ｋは、マルチモード光ファイバ２１ｃに接続され、マルチモード光ファイバ２１ｃを伝搬した光信号を第１通信ノード２１ｍと第２通信ノード２１ｎとに分岐させる。第１通信ノード２１ｍは、受光素子２１ｈと、信号パワー調整回路２１ｉとを備え、受光素子２１ｈにより光信号を電気信号に変換し、信号パワー調整回路２１ｉにより電気信号を増幅して車載ルータ２３に出力する。一方、第２通信ノード２１ｎは、受光素子２１ｈと、信号パワー調整回路２１ｉと、車内アンテナ２１ｊとを備え、受光素子２１ｈにより光信号を電気信号に変換し、信号パワー調整回路２１ｉにより電気信号を増幅し、車内アンテナ２１ｊにより電気信号を車両２の室内に再放射する。変形例２に係るＲｏＦ受信装置２１Ａは、光カプラ２１ｋにより第１通信ノード２１ｍ及び第２通信ノード２１ｎに受信信号を分岐させている。この構成により、通信システム２０は、複数の通信ノードに受信信号を伝送することができる。

なお、通信システム２０は、ＲｏＦ受信装置２１及びＲｏＦ送信装置２２を備える例について説明したが、ＲｏＦ受信装置２１又はＲｏＦ送信装置２２の少なくとも一方を備えていればよい。

また、各Ｃ／Ｂ２４は、車載ルータ２３との接続やＣ／Ｂ２４同士の接続において、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを含む伝送路により接続する例について説明したが、これに限定されない。各Ｃ／Ｂ２４は、Ｃ／Ｂ２４同士等の接続において、シングルモード光ファイバにより接続してもよいし、同軸ケーブル等の電線により接続してもよい。

また、統合安全支援ＥＣＵ２５は、マルチモード光ファイバ２１ｃ、２２ｂを含む伝送路によりＣ／Ｂ２４に接続する例について説明したが、これに限定されない。統合安全支援ＥＣＵ２５は、シングルモード光ファイバによりＣ／Ｂ２４に接続してもよいし、同軸ケーブル等の電線によりＣ／Ｂ２４に接続してもよい。

また、電光変換部２１ｂ及び光電変換部２１ｄは、周波数を下げる周波数変換部を備えてもよい。

また、ＲｏＦ受信装置２１は、構造物としてビルディングや家屋等の建物に適用してもよい。

また、通信ネットワークシステム１は、６ＧＨｚ程度～９０ＧＨｚ程度の高周波で無線通信する例について説明したが、これに限定されず、上記高周波以外の周波数で無線通信してもよい。

また、車外アンテナ２１ａと車載ルータ２３とを接続する伝送路以外の伝送路は、同軸ケーブル等の電線や光ファイバの他に、導波管や電波ホース等を含んで構成してもよい。

また、変形例２では、通信システム２０は、光カプラ２１ｋを用いてクラウドシステム１０から受信した受信信号を分岐させる例について説明した。一方、通信システム２０は、光カプラ（図示せず）を用いてクラウドシステム１０に送信する送信信号を分岐させる場合、複数の通信ノードからの送信信号が干渉してしまうため、通信ノード毎に波長を割り当て、波長多重通信を行うことで送信信号の干渉を抑制する。

１通信ネットワークシステム
２車両（構造物）
１０クラウドシステム（通信対象）
２０通信システム
２１ａ車外アンテナ（アンテナ）
２１ｂ電光変換部（変換部）
２１ｃ、２２ｂマルチモード光ファイバ
２１ｄ光電変換部（室内の機器）
２１ｊ、２２ｉ車内アンテナ（室内アンテナ）
２２ａ電光変換部（室内の機器）
２２ｃ光電変換部（変換部）
２３車載ルータ（転送部、室内の機器）

Claims

６ＧＨｚ～９０ＧＨｚの高周波で車両の室外の通信対象と電気信号を送受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信した前記電気信号を光信号に変換する受信側電光変換部、前記受信側電光変換部により変換された前記光信号を伝搬させる伝搬モードを複数有する受信側マルチモード光ファイバ、及び、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬した前記光信号を電気信号に変換し、転送対象に信号を転送する車載ルータに変換後の前記電気信号を出力する受信側光電変換部、を含んで構成される受信装置と、
前記車載ルータから出力される電気信号を光信号に変換する送信側電光変換部、前記送信側電光変換部により変換された前記光信号を伝搬させる伝搬モードを複数有する送信側マルチモード光ファイバ、前記送信側マルチモード光ファイバを伝搬した前記光信号を電気信号に変換し、変換後の前記電気信号を前記アンテナに出力する送信側光電変換部を含んで構成される送信装置と、を備え、
前記受信側光電変換部は、前記車載ルータに、変換後の前記電気信号を出力する第１受信側光電変換部と、前記車両の室内の通信対象と電気信号を送受信する室内アンテナに、変換後の前記電気信号を出力する第２受信側光電変換部とを含み、
前記第１受信側光電変換部は、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬し光カプラで分岐された光信号を電気信号に変換し、前記車載ルータに変換後の前記電気信号を出力し、
前記第２受信側光電変換部は、前記受信側マルチモード光ファイバを伝搬し前記光カプラで分岐された光信号を電気信号に変換し、前記室内アンテナに変換後の前記電気信号を出力することを特徴とする通信システム。
前記送信側電光変換部は、前記室内アンテナから出力される電気信号を光信号に変換し、変換後の前記光信号を前記送信側マルチモード光ファイバに出力する請求項１に記載の通信システム。
前記受信側電光変換部及び前記送信側電光変換部は、Ａ／Ｄ変換せずに前記電気信号を前記光信号に変換する請求項１又は２に記載の通信システム。