CAN总线目前广泛采用的通信介质是双绞线，除此之外，还可以采用同轴电缆和光纤。

□1 光纤作为通信介质的优点

光纤在多路传输系统应用方面的主要优点有以下一些：

△1 频带宽度较大（可达到1Mb/s）和多路、尺寸小、质量轻；

△2 通过效率大、信号功率损失小、与频率的关系减弱；

△3 超高绝缘、不存在短路和接地的问题；

△4 耐腐蚀、灵敏度高；

△5 能过双向传输信息、抗干扰性高（特别是对汽车车上电路的脉冲干扰）；

△6 光纤允许有较高的数据传输速率和较高的信噪比—带宽积，可适用于发动机实时控制、车辆状态监测和通/断负载的开关控制等要求。

在塑料和玻璃两种光纤中，塑料光纤较为便宜和便于使用，因此在汽车上应用较广泛。光纤多路传输系统目前的费用已经与电路系统不相上下，并可望更低。因此，光纤多路传输系统是汽车多路传输系统的发展方向，也是汽车线束的发展方向。

□2 光纤多路传输系统的构成

光纤多路传输系统主要由控制信号、光发射功能模块、光接收功能模块、三根总线（电源线、光纤信号、系统地线）、终端用电设备或执行器等组成，如下面的图—36中所示。

□3 光纤传送信息的方法

光纤传送信息的方法有3种方式如下：

△1 时分复用（OTDM）；

△2 波分复用（WDM）；

△3 频分复用（FDM）。

□4 光纤与CAN网络

尽管CAN协议本身也支持光纤介质通信，但由于CAN网是总线型，而光纤的信号传输是单向的，最适用的网络拓扑结构是环型。同时，CAN网MAC层的总线仲裁是优先级的非破坏性的CSMA，而常用的环网MAC层仲裁技术是令牌传递。这其中主要问题是选用何种光纤耦合器、光收发器和光源，确定以何种网络拓扑来构成CAN总线，以保证光路的畅通、灵敏，并完全利用CAN硬件便准的优点。网络拓扑有多种方案，总线型、环型和星型都各有利弊。一个好的方案，包括如何设计它的底层软、硬件，能够方便地构成总线光纤适配器，并充分实现CAN网的功能。在OSI七层模型中，“媒质层”还不算正式的一层；但对光纤区域网来说，它占有重要的地位，且包含着许多技术和设计问题。CAN网作为一种工业现场低层控制网，与区域网在拓扑结构上是相似的，要实现光纤媒介的CAN网，也要考虑其拓扑的结构。

光纤总线又可以分为无源和有源两类。

△1 无源光纤总线是由光纤和光纤耦合器构成的；

△2 有源光纤总线除了光纤和耦合器以外，还增加了光中继器或光放大器，以便增强光的信号，这在有些光路损耗较大的应用场合是必要的。

光纤耦合器是光纤总线网中最关键的元件，它用于将各节点的光收发器连接到光纤上，起着光纤抽头的作用。常用的光纤耦合器有如下几种：

△1 定向耦合器（又称为2X2耦合器）；

△2 Y形耦合器；

△3 T形耦合器；

△4 星形耦合器（又称为NXN耦合器）。

按照不同耦合器的使用方法，总线形光纤网又可细分为4种无源性总线。即：

△1 U形总线；

△2 S形总线；

△3 双向双线；

△4 双向单线。

其中：U形总线的发送站发出的信号到达本站接收端时延是随该站位置不同而异的。L站收发之间的时延最长，N站的时延最短。在采用CSMA/CR规程的场合下，不利于碰撞检测，会影响网的吞吐量和帧传输时延特性。而S形总线在光发送支路和光接收支路的中间，加上一段长度与两者相同的光纤，使任何工作站的发端到收端的传输时延都相等了，也降低了光接收机的动态范围。但S形总线的传输损耗比U形总线大，而且介质耗费也较大，限制了网径的大小。U形于S形两种总线都是单向传输的单光纤总线，都将光纤分成上游的发送支路和下游的接收支路，光纤要经过各站两次或三次，使传输损耗加大。如果将U形总线中的整根光纤分成两段，每一段都与各站的光收发端机相连，每一根光纤负责一个方向上的信号传输，以保证实现广播通信。每一个站有两套光收发端机和两套定向耦合器同时工作。这样构成的双向各站收发端之间的传输时延很小，而且都相等，这对于采用CSMA/CR规程是很有利的（如DQDB网），但所需光纤长度仍为网径的两倍，而且光收发元件的数量也增为节点数的两倍。考虑到这些，为实现完全类似电缆总线网的拓扑结构，减少光纤长度，以降低成本，可以引入能将光功率送往两个相反方向，并从两个方向接收光信号的光纤T形耦合器来实现在单根光纤上进行双向传输。光纤T形耦合器有两种：一种用两个定向耦合器构成组合T形耦合器；另一种是用专门设计制造的T形耦合器与Y形耦合器构成的。

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