JP2002529004A - System and method for integrating network nodes - Google Patents

System and method for integrating network nodes

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JP2002529004A
JP2002529004A JP2000578936A JP2000578936A JP2002529004A JP 2002529004 A JP2002529004 A JP 2002529004A JP 2000578936 A JP2000578936 A JP 2000578936A JP 2000578936 A JP2000578936 A JP 2000578936A JP 2002529004 A JP2002529004 A JP 2002529004A
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node
pointing
installation fixture
network
determining
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JP2000578936A
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Inventor
スコット エイチ ブルーム
ジェームズ イー ダン
Original Assignee
エア ファイバー インコーポレイテッド
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112Line-of-sight transmission over an extended range
    • H04B10/1123Bidirectional transmission
    • H04B10/1125Bidirectional transmission using a single common optical path

Abstract

(57)【要約】 ネットワーク内にノードを配置しかつ位置合わせを行うためのシステム及び方法は、ノードの位置を決定するように構成された位置決定装置と、ネットワーク内部におけるノードの配向を決定するディジタルコンパスとを含んでいる。これらの装置から取得される位置及びポインティング情報は、ネットワークノードにおける1つまたは複数のトランシーバのポインティング角度を計算して通信リンクを確立するために使用されることが可能である。ディジタルコンパスはまた、ロール及びピッチ情報を提供して、ノードのレベリングを促進する、もしくはノード内部のポインティングシステムにレベリングの誤差を補正させることができる。追加の通信チャンネルも供給されることが可能である。 SUMMARY A system and method for locating and aligning nodes in a network includes a position determining device configured to determine a position of the node, and determining an orientation of the node within the network. Digital compass. The position and pointing information obtained from these devices can be used to calculate the pointing angle of one or more transceivers at the network node to establish a communication link. The digital compass may also provide roll and pitch information to facilitate leveling of the node or to allow a pointing system within the node to correct for leveling errors. Additional communication channels can also be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (関連出願) 本出願は、同時係属米国特許出願の番号が指定される予定の整理番号236/
059、名称「無線通信ネットワーク」、および番号が指定される予定の整理番
号237/287、名称「ポインティング精度を改良するシステムと方法」に関
し、それらのいずれもが、共通の譲受人のものであり、かつ本出願と共に同時に
出願される。本出願は、「大形建物用の高帯域通信システム」という名称で19
98年3月5日に出願された米国特許出願第09/035,373号、および「
複合ピコセル通信システム」という名称で1998年3月5日に出願された米国
特許出願第09/035,370号にも関し、それらの同時係属出願のいずれも
が、全体としてここに参照として組み込まれる。
RELATED APPLICATIONS [0001] This application is related to co-pending U.S. Patent Application Serial No. 236 /
059, the name "wireless communication network", and the reference number 237/287, whose number is to be designated, and the name "system and method for improving pointing accuracy", all of which are of a common assignee. And at the same time as the present application. This application claims the name "High Bandwidth Communication System for Large Buildings".
U.S. Patent Application Serial No. 09 / 035,373, filed March 5, 98, and "
No. 09 / 035,370, filed March 5, 1998, entitled "Combined Picocell Communication System", both of which are hereby incorporated by reference in their entirety. .

【0002】 (発明の背景) (技術分野) 本発明は、一般には通信システムに関し、より詳しくは通信ネットワーク内の
通信ノードの少なくとも1つを統合するシステムと方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] The present invention relates generally to communication systems, and more particularly to systems and methods for integrating at least one of the communication nodes in a communication network.

【0003】 (背景技術) 過去数年にわたり、Regional Bell Operating Co
mpanies(RBOCs)、ケーブル通信業者、およびCompetiti
ve Local Exchange Carriers(CLECs)のよう
な電気通信業者による光ファイバー施設の配備において著しい進展があった。O
C−192およびDWDMのような技術の導入と共に、これらの施設の配備によ
り、ファイバー上の帯域の限界コストが大幅に低下した。
BACKGROUND OF THE INVENTION Over the past few years, Regional Bell Operating Co.
mpanies (RBOCs), cable carriers, and Competiti
Significant progress has been made in the deployment of fiber optic facilities by telecommunications carriers, such as ve Local Exchange Carriers (CLECs). O
With the introduction of technologies such as C-192 and DWDM, the deployment of these facilities has greatly reduced the marginal cost of bandwidth on fiber.

【0004】 かくしてこの開発の結果、通信業者のバックボーンネットワークにおいては広
範囲の帯域と通信の容量が存在する。しかしながら多くの家庭と事務所(オフィ
ス)は、これらのバックボーンネットワークとインターフェースをとる実用的な
解決策を有しない。この結果、潜在的な顧客のこれらのバックボーンネットワー
クへの直接的な接続は、依然としてコストが非常に高くつく。
Thus, as a result of this development, there is a wide range of bandwidths and communication capacities in the backbone network of telecommunications carriers. However, many homes and offices do not have a practical solution to interface with these backbone networks. As a result, the direct connection of potential customers to these backbone networks is still very costly.

【0005】 現在、顧客を光ファイバーネットワークのようなバックボーンネットワークへ
直接的に接続する2つの実用的方法がある。これらの方法は、埋設または架空(
高架)のファイバー相互接続、およびマイクロウエーブ接続である。しかしなが
らこれらの方法の両方は、収益があがる前にかなりの先行投資コストを要する。
埋設または架空のファイバーの場合、これらのコストは、ケーブル布線のための
通過権の取得、および埋設または吊り下げによるケーブルのインストレーション
(取り付け)に関連する。マイクロウエーブシステムの場合、これらの先行投資
コストは、マイクロウエーブ中継装置に付随するコストからだけでなく、マイク
ロウエーブの範囲の適切な部分の権利の取得に付随するコストからも生じる。し
たがってシステム開発業者と統合業者は、この「最後のマイル」の問題の適切な
解決策を見出すために、長い間、懸命にそれを捜し求めて来た。
Currently, there are two practical ways to connect customers directly to a backbone network, such as a fiber optic network. These methods are either buried or fictitious (
Elevated) fiber interconnects and microwave connections. However, both of these methods require significant up-front costs before they can be profitable.
In the case of buried or fictitious fibers, these costs relate to obtaining the right of passage for cabling and installing the cable by burying or hanging. In the case of microwave systems, these upfront costs arise not only from the costs associated with the microwave repeater, but also from the costs associated with acquiring rights in the appropriate portion of the microwave range. Therefore, system developers and integrators have long sought to find a suitable solution to this "last mile" problem.

【0006】 (発明の開示) 本発明は、1人以上の使用者(ユーザ)が1つ以上の使用者施設において通信
ネットワークと通信できる通信機能を実現するシステムと方法に向けられている
。例えばある実施態様において本発明により、これらの使用者は、共通の通信業
者またはサービス業者によりサポートされる1つ以上のバックボーンネットワー
クと通信できる。本発明の1つの態様によれば、複数の建物、家屋、複合建物ま
たは他の施設とサービス業者のバックボーンネットワークとの間のインターフェ
ースをとる多ノード通信ネットワークが提供される。1つの実施態様によれば、
ネットワークのノードには、光学式トランシーバを設けることができるので、ネ
ットワークリンクは光学式通信リンクとして実現できる。そのために、ネットワ
ークにより統合される幾つかの建物を、ケーブルを布設したり、または施設を物
理的に接続する必要なくそのネットワークに含むことができる。加えて光学式ト
ランシーバの使用により、帯域、干渉、FCC承認と制限事項のような無線RF
制約事項、および他のRF通信に典型的に付随する問題について考慮する必要性
を回避する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a system and method for implementing a communication function that allows one or more users (users) to communicate with a communication network at one or more user facilities. For example, in one embodiment, the present invention allows these users to communicate with one or more backbone networks supported by a common carrier or service provider. In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a multi-node communication network that interfaces between a plurality of buildings, houses, complex buildings or other facilities and a service provider's backbone network. According to one embodiment,
Since the nodes of the network can be provided with optical transceivers, the network links can be implemented as optical communication links. To that end, several buildings that are integrated by the network can be included in the network without having to lay cables or physically connect the facilities. In addition, the use of optical transceivers allows for wireless RF such as bandwidth, interference, FCC approvals and restrictions.
It avoids the need to consider restrictions and other issues typically associated with RF communications.

【0007】 本発明の他の態様によれば、ネットワークのノードは、ネットワーク内の他の
ノードへのトランシーバのポインティング(照準合わせ、方向合わせ、poin
ting)を容易にするために移動自在の取付け台に固定されるトランシーバを
含めることができる。例えばある実施態様において、トランシーバが、ネットワ
ーク内の他のトランシーバへ、ある程度の精度でポインティングできるアジマス
(方位角)とエレベーション(仰角)の取付け台が提供される。
[0007] According to another aspect of the invention, a node of the network includes a transceiver pointing to another node in the network.
A transceiver may be included that is secured to a movable mount to facilitate ting. For example, in one embodiment, an azimuth and elevation mount is provided that allows the transceiver to point with some accuracy to other transceivers in the network.

【0008】 加えて1つ以上の制御器(制御装置、コントローラ)には、トランシーバのポ
インティングを制御し、かつネットワーク内のノードを統合するのに有用な他の
制御機構または機能を提供する各ノードを設けることができる。加えて制御器は
、ネットワーク内のノードから他のノードへのデータの経路指定を実施でき、か
つネットワーク内でバックボーンネットワークとインターフェースをとるか、ま
たはネットワークと施設内の使用者との間のインターフェースをとる必要がある
通信フォーマットの変更も実施できる。
[0008] In addition, one or more controllers (controllers, controllers) include each node that controls the pointing of the transceiver and provides other control mechanisms or functions useful for integrating the nodes in the network. Can be provided. In addition, the controller can perform routing of data from nodes in the network to other nodes, and interface with the backbone network in the network or interface between the network and users in the facility. Changes in the communication format that need to be taken can also be implemented.

【0009】 本発明の他の態様によれば、ネットワーク内の1つ以上のノードのインストレ
ーション(取り付け)とアラインメントを容易にするように、インストレーショ
ンフィクスチャ(取り付け具)を設けることができる。そのようなインストレー
ションフィクスチャは、ポインティングとアラインメントがある程度重要である
実施態様において特に有用である。例えばネットワークの通信リンクが光学式リ
ンクである場合、そのようなリンクは、比較的狭いビーム幅と低電力レーザ送信
機を使用する傾向がある。そのためにこれらのデバイスの場合、割り当てられた
リンクマージン(budgeted link margins)内に入るよう
にアラインメントにおけるポインティングが重要である。
According to another aspect of the invention, an installation fixture can be provided to facilitate installation and alignment of one or more nodes in the network. Such an installation fixture is particularly useful in embodiments where pointing and alignment are of some importance. For example, if the communication links of the network are optical links, such links tend to use relatively narrow beam widths and low power laser transmitters. Therefore, for these devices, pointing in alignment is important so that it falls within the allocated link margins.

【0010】 本発明の1つの態様によれば、インストレーションフィクスチャは、ノード位
置およびノード配向(orientation)(例えばフィクスチャ上の点を
どの方向にポインティングするか)を決定する自動デバイスを含むことができる
。例えばある実施態様においてインストレーションフィクスチャは、位置情報を
求めるGPSレシーバーと、ノード配向を決定するデジタルコンパスとを含む。
加えてデジタルコンパスは、固定された配向に関してデバイスの横揺れ(ロール
、roll)、縦揺れ(ピッチ、pitch)および偏揺れ(ヨー、yaw)を
決定するのにも使用できる。かくして横揺れと縦揺れのパラメータで、インスト
レーションフィクスチャのレベルの表示も決定することができる。インストレー
ションフィクスチャがノードへ取付けられる場合、フィクスチャ用のパラメータ
が決まると、ノード用のパラメータも決められる。したがってインストレーショ
ンフィクスチャは、ノードへ取付けられると、ネットワーク内のノードの位置、
配向およびレベルを求めることができる。
According to one aspect of the present invention, the installation fixture includes an automatic device that determines a node position and a node orientation (eg, in which direction a point on the fixture is pointed). Can be. For example, in one embodiment, the installation fixture includes a GPS receiver for location information and a digital compass for determining node orientation.
In addition, the digital compass can also be used to determine device roll (roll, roll), pitch (pitch, pitch) and yaw (yaw, yaw) for a fixed orientation. Thus, the roll and pitch parameters can also determine the indication of the level of the installation fixture. When the installation fixture is attached to the node, once the parameters for the fixture are determined, the parameters for the node are also determined. Thus, when the installation fixture is attached to a node, the location of the node in the network,
The orientation and level can be determined.

【0011】 ネットワーク内のノードの位置と配向に関連するこれらのパラメータは、ノー
ドをネットワーク内の他のノードとの通信を可能にするためにポインティング角
度を計算するのに使用できる。ある実施態様においてインストレーションフィク
スチャを、単に、位置と配向の情報のようなノードパラメータを収集するデータ
収集デバイスとすることができる。この実施態様においてデータ収集デバイスは
、ノード内のトランシーバがネットワーク内の他のノードへ正確にポインティン
グできるように適切なポインティング角度を決めるために、これらのパラメータ
を他のプロセッサへ提供する。この計算は、例えばノード内のプロセッサにより
、もしくは中央局におけるプロセッサまたはプロセッサ利用システムによりなさ
れる。代わりに、対象ノードとネットワーク内の他のノードとの間のインターフ
ェースをとるのに必要なポインティング角度をインストレーションフィクスチャ
が決めることができるように、インストレーションフィクスチャ内に処理機能を
設けることができる。加えて処理責任を、システム内の種々のプロセッサ間で分
担することができる。
[0011] These parameters relating to the location and orientation of the node in the network can be used to calculate the pointing angle to allow the node to communicate with other nodes in the network. In one embodiment, the installation fixture may simply be a data collection device that collects node parameters such as position and orientation information. In this embodiment, the data collection device provides these parameters to other processors to determine the appropriate pointing angle so that transceivers in the nodes can accurately point to other nodes in the network. This calculation is made, for example, by a processor in the node or by a processor or processor-based system at the central office. Alternatively, processing can be provided in the installation fixture so that the installation fixture can determine the pointing angle required to interface between the target node and other nodes in the network. it can. In addition, processing responsibilities can be shared among the various processors in the system.

【0012】 ある実施態様において三次元位置情報が、ネットワーク内の各ノードについて
既知である。そのため、対象ノードとネットワーク内の他のノードとの間のイン
ターフェースをとるのに必要なポインティング角度を求めるために、比較的単純
な幾何学的な計算が使用できる。この位置情報は、地球に関してx、y、z座標
で表すことができる。例えば位置情報は、緯度、経度および高度(標高)で表す
ことができる。地球に関して、または他の固定位置に関して代わりの位置座標が
使用できる。好ましくは、ネットワーク内の各ノードは、ポインティング角度を
、追加の座標変換計算を実施する必要なく、求めることができるように同一の座
標基準を利用する。
In one embodiment, three-dimensional location information is known for each node in the network. Thus, relatively simple geometric calculations can be used to determine the pointing angles required to interface between the target node and other nodes in the network. This position information can be represented by x, y, z coordinates with respect to the earth. For example, the position information can be represented by latitude, longitude, and altitude (altitude). Alternate location coordinates can be used for the earth or for other fixed locations. Preferably, each node in the network utilizes the same coordinate reference so that the pointing angle can be determined without having to perform additional coordinate transformation calculations.

【0013】 本発明の他の態様によれば、トランシーバポインティングの微調整を実施でき
る。ある実施態様において空間検出器が、受信されたデータ信号の一部を受信す
る。ビームが空間検出器に当った位置が、ポインティング精度を表示する。この
情報は、送信機のポインティングを調整するように用いられ、それにより、例え
ば空間検出器にビームを集中できる。ある実施態様においてノイズ源の誤検出を
避けるために、伝送されたデータ信号は、それを識別できるように符号化される
。一例において伝送されたデータ信号は、比較的低い周波数の搬送波上に変調さ
れる。その検出器は、低周波数信号だけに基づいてそのポインティング分析を実
施する。他の信号は無視される。大部分のノイズ源がDC信号として現れるので
、この手法により、空間検出器は、有効に種々の信号を判別して適切な信号を選
択できる。
According to another aspect of the present invention, fine tuning of transceiver pointing can be performed. In one embodiment, a spatial detector receives a portion of the received data signal. The position where the beam hits the spatial detector indicates the pointing accuracy. This information is used to adjust the pointing of the transmitter so that, for example, the beam can be focused on a spatial detector. To avoid false detection of noise sources in one embodiment, the transmitted data signal is encoded so that it can be identified. In one example, the transmitted data signal is modulated onto a relatively low frequency carrier. The detector performs the pointing analysis based only on the low frequency signal. Other signals are ignored. Because most noise sources appear as DC signals, this approach allows the spatial detector to effectively discriminate between various signals and select the appropriate signal.

【0014】 本発明の他の態様によれば、データ信号を搬送するビームの有効電力を制御す
る手法が提供される。大気及び他の条件の範囲は受信される出力(電力)に大き
な範囲を与え得ることがあるので、受信されたビームが受信機の動的範囲(ダイ
ナミックレンジ)外にあることが考えられる。例えば送信機は、霧の条件または
他の悪天候の条件において適切な出力(出力パワー)を送るように調整される場
合、理想的天候条件においては出力が過大であり、これにより、検出器の飽和が
生じることがある。
According to another aspect of the present invention, there is provided a technique for controlling an active power of a beam that carries a data signal. It is possible that the received beam is outside the dynamic range of the receiver, because the range of the atmosphere and other conditions can give a large range to the received power (power). For example, if the transmitter is tuned to deliver an appropriate output (output power) in fog or other bad weather conditions, the output will be excessive in ideal weather conditions, which may result in detector saturation. May occur.

【0015】 したがってある実施態様において、受信された信号の信号強度が測定され、そ
の電力を調整する必要があるどうかが判断される。調整される必要があるならば
、送信機は、遠隔検出器に当たる有効出力(電力)が調整されるように、そのポ
インティングを調整するように指示される。例えば、出力が所定のしきい値レベ
ルを超える場合、送信機を、遠隔検出器に当たるビームの信号レベルを減少する
ために、中心のポインティング(on−center pointing)から
離すように指示できる。そのために有効出力は、受信機の動的範囲内である出力
までに減少される。ある実施態様においては、この指示は、リンク上の制御チャ
ンネルを経由して与えられ得る。
Thus, in one embodiment, the signal strength of the received signal is measured to determine whether its power needs to be adjusted. If it needs to be adjusted, the transmitter is instructed to adjust its pointing so that the effective output (power) on the remote detector is adjusted. For example, if the power exceeds a predetermined threshold level, the transmitter can be instructed to move away from on-center pointing to reduce the signal level of the beam striking the remote detector. To that end, the effective power is reduced to an output that is within the dynamic range of the receiver. In some embodiments, this indication may be provided via a control channel on the link.

【0016】 本発明の別の特徴と利点、および本発明の種々の実施態様の構造と作用は、添
付図面を参照して以下に詳細に説明される。
[0016] Other features and advantages of the present invention, as well as the structure and operation of various embodiments of the present invention, are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0017】 本発明は、添付図面を参照して説明される。図面において同様な参照数字は、
同一、または機能的に同様な構成部材(構成要素)を示す。加えて参照数字の最
も左の桁は、その参照数字が最初に現れる図面を特定する。
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings,
The same or functionally similar components (components) are shown. Additionally, the left-most digit (s) of a reference number identifies the drawing in which the reference number first appears.

【0018】 (発明の詳細な説明) 本発明は、通信ネットワーク用に改良された特徴を提供するシステムと方法に
向けられる。具体的には、本発明の1つの態様によれば、新規な通信ネットワー
クが提供される。その通信ネットワークは、高品質、高帯域の通信サービスを家
庭、事務所または他の施設へ提供するように実現される。好都合には、その通信
ネットワークは、種々の家庭、事務所または他の施設における多くの多様な通信
装置と銅またはファイバーのバックボーン通信業者ネットワークとの間にインタ
ーフェースを提供するように実現される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to systems and methods that provide improved features for communication networks. Specifically, according to one aspect of the present invention, a novel communication network is provided. The communication network is implemented to provide high quality, high bandwidth communication services to homes, offices or other facilities. Advantageously, the communication network is implemented to provide an interface between many diverse communication devices in various homes, offices or other facilities and a copper or fiber backbone carrier network.

【0019】 図1は、本発明のある実施態様に従う通信ネットワーク例100を示す線図で
ある。ここで図1を参照すると、図1に示される通信ネットワーク例100は、
通信リンク110により相互接続される複数のノード108を備えることができ
る。本発明のある実施態様によれば、ネットワークノード108は、施設104
上に配設される。図1に示される例においては、施設毎に1つのノードだけが設
けられるが、通信要求条件に応じて、また恐らく特定の施設に応じて1つ又は1
つ以上の施設104に複数のノード108を設けることができる。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example communication network 100 according to an embodiment of the present invention. Referring now to FIG. 1, the example communication network 100 shown in FIG.
A plurality of nodes 108 interconnected by a communication link 110 may be provided. According to one embodiment of the present invention, network node 108
Arranged above. In the example shown in FIG. 1, only one node is provided for each facility, but one or one depending on the communication requirements and possibly a particular facility.
More than one facility 104 can have multiple nodes 108.

【0020】 ある実施態様において施設104は、建物、塔、もしくは他の構造物、土地ま
たは場所でもよい。有利には、施設104は、例えば家屋(住宅)または事務所
たり得、1つ以上の共通の通信業者またはサービス業者の1つ以上のバックボー
ンネットワークとインターフェースをとることが望ましい。この実施態様におい
てネットワーク100は、施設とバックボーンネットワークとの間にインターフ
ェースを提供することができる。
In one embodiment, facility 104 may be a building, tower, or other structure, land, or place. Advantageously, the facility 104 may be, for example, a house (house) or office, and preferably interfaces with one or more backbone networks of one or more common carriers or service providers. In this embodiment, network 100 may provide an interface between the facility and the backbone network.

【0021】 好ましくは、ある実施態様によれば、ノード108は、光学式通信リンク11
0により互いに相互接続される。この光学式実施態様においてノード108は、
1つ以上の光学式送信機と受信機を含んでいて、複数のノード108間に通信リ
ンク110を含んでいる。ノード108は、通信リンク110がRF通信リンク
であるようにも実現できる。ノード108は相互に有線で結線(ハードワイヤー
ド)することもできるが、通信リンク110は、種々の施設の相互接続を一層容
易にするために、無線通信リンクであることが好ましい。
Preferably, according to an embodiment, the node 108 comprises the optical communication link 11
0 interconnects each other. In this optical embodiment, node 108 is
It includes one or more optical transmitters and receivers and includes a communication link 110 between the plurality of nodes. Node 108 may also be implemented such that communication link 110 is an RF communication link. Although the nodes 108 may be hard wired to each other, the communication link 110 is preferably a wireless communication link to further facilitate interconnection of various facilities.

【0022】 あるノード108に設けられる送信機と受信機の数は、そのノード108にお
いて望まれるファンアウト容量に応じて変えることができる。しかしながらある
実施態様においては、それぞれのノード108は、4つの送信機を有するので、
その関連する施設104を、4つの別の施設104における4つまでの別のノー
ド108と接続することができる。ノード108のそれぞれのファンアウトにつ
いて受信機と送信機の両方(すなわちトランシーバ)を設けることにより、ノー
ド108間で双方向通信ができる。
The number of transmitters and receivers provided at a node 108 can vary depending on the fan-out capacity desired at that node 108. However, in one embodiment, each node 108 has four transmitters,
The associated facility 104 can be connected to up to four other nodes 108 at four other facilities 104. Providing both a receiver and a transmitter (ie, a transceiver) for each fanout of node 108 allows two-way communication between nodes 108.

【0023】 光学式実施態様においてノード108におけるトランシーバは、例えば、光学
式送信機としてレーザまたは発光ダイオード(LED)、および受信機として電
荷結合素子(CCD)、光電子倍増管(PMT)、フォトダイオード検出器(P
DD)または他の光学式検出器を使用して実現できる。1つ以上の好ましい光学
式実施態様についての送信機と受信機の技術は、以下に詳細に説明される。
In an optical embodiment, the transceiver at node 108 may be, for example, a laser or light emitting diode (LED) as an optical transmitter, and a charge coupled device (CCD), a photomultiplier tube (PMT), a photodiode detector as a receiver. Container (P
DD) or other optical detectors. The transmitter and receiver techniques for one or more preferred optical embodiments are described in detail below.

【0024】 図1に示されるネットワーク100が、枝分かれネットワーク構造として図示
されるが、他のネットワークの構造または幾何学的配置も実現できる。
Although the network 100 shown in FIG. 1 is shown as a forked network structure, other network structures or geometries can be implemented.

【0025】 本発明の1つの態様によれば、ネットワーク100は、1つ以上の施設104
における複数の顧客を高容量通信ネットワーク116へ直接接続するように実現
および利用できる。例えばネットワーク100は、複数の顧客を銅または光ファ
イバーのバックボーンネットワークへ接続するのに使用できる。したがって、有
利には、ネットワークにより、顧客は、施設内の既存の接続能力に関係なく、顧
客の家庭、事務所または他の施設から高データレートで高帯域の通信ネットワー
クへアクセスできる。かくしてネットワーク100は、バックボーンネットワー
クをそれぞれの施設104へ「最後のマイル」を越えてケーブル接続する必要性
を避けるように実現できる。
According to one aspect of the invention, network 100 includes one or more facilities 104.
Can be implemented and utilized to connect directly to the high capacity communication network 116. For example, network 100 can be used to connect multiple customers to a copper or fiber optic backbone network. Thus, advantageously, the network allows a customer to access a high-bandwidth communication network at a high data rate from the customer's home, office, or other facility, regardless of the existing connection capabilities within the facility. Thus, the network 100 can be implemented to avoid the need to cable the backbone network to the respective facility 104 beyond the "last mile".

【0026】 この目的を達成するために、ノード108の少なくとも1つが、ルートノード
108Aとに選定される。ルートノード108Aは、通信ネットワーク100と
接続業者ネットワーク116との間に他の通信リンク112を経てインターフェ
ースをとる別の機能を備える。ある実施態様において接続業者ネットワーク11
6は、例えば、高帯域の銅またはファイバーのサービス接続業者または一般通信
業者のネットワーク116でもよい。
To this end, at least one of nodes 108 is elected as root node 108A. The root node 108A has another function of interfacing between the communication network 100 and the carrier network 116 via another communication link 112. In one embodiment, carrier network 11
6 may be, for example, a high bandwidth copper or fiber service provider or general carrier network 116.

【0027】 図2は、プロセスを示す作動流れ線図であって、これにより本発明のある実施
態様に従って通信ネットワークが作動する。ステップ204において通信ネット
ワーク100のルートノード108Aは、接続業者ネットワーク116から通信
を受信する。ステップ208においてルートノード108Aは、その通信を受入
れ、また必要または望ましいならば、その通信を、ノード108と通信リンク1
10のネットワークを通して移送できるフォーマットに再フォーマットする。例
えばネットワーク110がパケット交換ネットワークである実施態様において、
ルートノード108Aは、光学式通信リンク110を通して伝送するのに適切な
パケットに通信をフォーマットする。
FIG. 2 is an operational flow diagram illustrating the process by which a communication network operates according to an embodiment of the present invention. In step 204, the root node 108A of the communication network 100 receives the communication from the carrier network 116. In step 208, root node 108A accepts the communication and, if necessary or desirable, communicates the communication with node 108 on communication link 1
Reformat to a format that can be transported through ten networks. For example, in an embodiment where network 110 is a packet switched network,
Root node 108A formats the communication into packets suitable for transmission over optical communication link 110.

【0028】 ルートノード108Aは、データを、土地(敷地、ptremise nod
e)ノード108とも呼ばれる適切な行先ノード108へ送信できるように、経
路指定情報を決定することもできる。パケットデータを使用する実施態様におい
て、経路指定情報は、ネットワーク100を通して送信されているパケットのパ
ケットヘッダーに含めることができる。別のネットワークの幾何学的配置におい
て、行先ノード108の指定は、経路指定情報の代わりに、またはそれに加えて
使用できる。例えばリング状の幾何学的配置は、経路指定情報の代わりに、パケ
ット用アドレスとして行先情報を使用する。
The root node 108 A stores the data in the land (site, ptremise node)
e) Routing information can also be determined so that it can be sent to the appropriate destination node 108, also called node 108. In embodiments that use packet data, the routing information may be included in a packet header of a packet being transmitted over network 100. In another network geometry, the designation of the destination node 108 can be used instead of or in addition to routing information. For example, a ring-shaped geometric arrangement uses destination information as a packet address instead of routing information.

【0029】 ステップ212において、ルートノード108Aは、再フォーマットされたデ
ータをネットワーク100を通して指定された行先ノード108へ経路指定する
。その経路は、行先ノード108への直接的なものであるか、または1つ以上の
中間ノード108を経るものであり、その中間ノードは、この役割においては接
合ノード108と呼ばれる。パケットデータを使用する実施態様において、例え
ば接合ノード108は、受信されたパケットを次のノード108へ経路指定する
ためにパケットヘッダーを使用し得る。
At step 212, root node 108 A routes the reformatted data through network 100 to the designated destination node 108. The path may be direct to destination node 108 or through one or more intermediate nodes 108, which are referred to in this role as junction nodes 108. In embodiments using packet data, for example, junction node 108 may use the packet header to route the received packet to the next node 108.

【0030】 ステップ216において行先ノード108は、データを受信する。受信された
データは、その行先ノード108の施設において最終使用者(エンドユーザ)へ
送られる。これはステップ224により示される。好ましい実施態様においては
、データを最終使用者へ送る前に、データが再フォーマットされる。ある実施態
様においては、データは、例えばデータが接続業者ネットワーク116から受信
された当初のフォーマットのような電気通信フォーマットに再フォーマットされ
る。これはステップ220により示される。
In step 216, the destination node 108 receives the data. The received data is sent to an end user at the destination node 108 facility. This is indicated by step 224. In a preferred embodiment, the data is reformatted before sending the data to the end user. In some embodiments, the data is reformatted into a telecommunications format, such as the original format in which the data was received from the carrier network 116. This is indicated by step 220.

【0031】 この実施態様において、使用者が、リンク110とノード108のネットワー
クを経て接続業者ネットワーク116とインターフェースがとられたという事実
は、使用者には透過的であること(transparent)のが好ましい。使
用者から接続業者ネットワーク116への通信は、同様に行われるが順序が逆で
ある。かくしてネットワーク100は、1以上の施設104内の1以上の使用者
間で接続業者ネットワーク116と二方向に接続することをもたらし得る。図1
においては、1つだけの接続業者ネットワーク116が示されるが、別の実施態
様において、複数の接続業者ネットワーク116とインターフェースをとるため
に1つ以上のルートノード108Aが使用され得る。
In this embodiment, the fact that the user has been interfaced with the carrier network 116 via the network of links 110 and nodes 108 is preferably transparent to the user. . Communication from the user to the carrier network 116 occurs in a similar manner, but in reverse order. Thus, network 100 may provide a two-way connection with a carrier network 116 between one or more users in one or more facilities 104. FIG.
, Only one carrier network 116 is shown, but in other embodiments, one or more root nodes 108A may be used to interface with multiple carrier networks 116.

【0032】 かくして本発明の1つの態様によれば、サービス業者は、システムのルートノ
ード108Aへ信号を提供することにより、複数の施設104における使用者へ
サービスを提供できる。ある実施態様においてノード108は、データ移送機構
として非同期転送モード(ATM)を使用する。ノード108は他の移送機構を
使用できるが、この実施態様においては、サービス業者がデータをATMセルと
してルートノード108Aへ送信するのが好ましい。このようにすると、ノード
108Aは、フォーマット変換を実施する必要はない。別の実施態様においては
、フォーマット変換が、柔軟性をもたせるために提供され得る。
Thus, according to one aspect of the present invention, a service provider can provide services to users at multiple facilities 104 by providing a signal to the root node 108 A of the system. In one embodiment, node 108 uses Asynchronous Transfer Mode (ATM) as the data transport mechanism. Although node 108 may use other transport mechanisms, in this embodiment it is preferred that the service provider send the data as ATM cells to root node 108A. In this way, node 108A does not need to perform format conversion. In another embodiment, format conversion may be provided for flexibility.

【0033】 ATMセルを提供するためにサービス業者は、例えばSONET信号のような
事前細分化された連結信号(concatenated signal)を接続
業者ネットワーク116を経てルートノード108Aへ送信することができる。
図3は、サービス業者が、ルートノード108Aとインターフェースをとるため
にSONETリングを利用する実施態様を示すブロック図である。図4は、本発
明のある実施態様に従って最終使用者へ通信を提供するために図3に示されるア
ーキテクチャーを利用する方法を示す作動流れ線図である。
To provide the ATM cells, the service provider can send a pre-concatenated signal, such as a SONET signal, to the root node 108 A via the carrier network 116.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an embodiment where a service provider utilizes a SONET ring to interface with root node 108A. FIG. 4 is an operational flow diagram illustrating a method for utilizing the architecture shown in FIG. 3 to provide communication to an end user in accordance with one embodiment of the present invention.

【0034】 ここで図3と4を参照すると、その実施態様においてATMスイッチ304が
、サービス業者施設に設けられる。ステップ404においてATMスイッチ30
4は、例えばT1ライン302、イーサネットネットワーク316(登録商標)
などのような種々の入力源からの通信をバンドルする。ATMスイッチ304は
、これらの入力源からの通信をATMセルにバンドルする(束ねる)。ステップ
406においてATMセルを、例えばSONET信号のような連結信号のペイロ
ードに挿入できる。
Referring now to FIGS. 3 and 4, in an embodiment, an ATM switch 304 is provided at the service provider facility. At step 404, the ATM switch 30
4 is, for example, T1 line 302, Ethernet network 316 (registered trademark)
Bundle communications from various sources, such as The ATM switch 304 bundles (bundles) communications from these input sources into ATM cells. At step 406, the ATM cells can be inserted into the payload of the concatenated signal, for example, a SONET signal.

【0035】 ステップ408においてSONET信号は、高速SONETリングに挿入する
ために、アッド/ドロップマルチプレクサ(ADM)322へ送信される。ある
実施態様においてATMスイッチ304は、受信されたデータを、例えばOC−
3cフォーマットにフォーマットする。かくしてこの実施態様においてATMト
ラフィックを、SONETリング324に入力するために、ADM322へ送信
する前にOC−3cフォーマットにフレーム化できる。ある実施態様においてS
ONETリング324は、高速リング、例えばOC−192として実現できる。
In step 408, the SONET signal is sent to an add / drop multiplexer (ADM) 322 for insertion into a high speed SONET ring. In one embodiment, the ATM switch 304 converts the received data into, for example, an OC-
Format to 3c format. Thus, in this embodiment, ATM traffic can be framed in the OC-3c format prior to transmission to the ADM 322 for input to the SONET ring 324. In some embodiments, S
The ONET ring 324 can be implemented as a high speed ring, for example, OC-192.

【0036】 ステップ410において、ルートノード108Aに最も近いADM322は、
OC3−C信号をルートノード108A上にドロップする。ある実施態様におい
てルートノード108Aは、ADM322から4つまでのOC3−C信号を受入
れできる。ただしこの数量は拡大縮小可能である。ルートノード108AがAT
Mセルを抽出し、ATMセルは、通信ネットワーク100上を、1つ以上の接合
ノード108Bを経て指定された行先ノード108Cまで経路指定される。これ
は、ステップ412により示される。
In step 410, the ADM 322 closest to the root node 108A
Drop the OC3-C signal onto the root node 108A. In one embodiment, the root node 108A can accept up to four OC3-C signals from the ADM 322. However, this quantity is scalable. Root node 108A is AT
Extracting the M cells, the ATM cells are routed over the communication network 100 via one or more junction nodes 108B to the designated destination node 108C. This is indicated by step 412.

【0037】 行先ノード108CにおいてATMパケットは、ステップ414に示されるよ
うに、最終使用者により期待される電気通信フォーマットに再組立される。ある
実施態様においてその通信が、識別装置312へ送信され、識別装置312は、
パケットを規格電気通信フォーマットに再組立する。例えばある実施態様におい
ては、NTU312が、パケットをSONET、STMまたはATMのようなフ
ォーマットに再組立するために提供され得る。フォーマットされた電気通信信号
は、使用者のネットワーク318または他の通信リンク322へ提供され得る。
At destination node 108 C, the ATM packet is reassembled into the telecommunications format expected by the end user, as shown in step 414. In one embodiment, the communication is transmitted to the identification device 312,
Reassemble the packet into a standard telecommunications format. For example, in one embodiment, the NTU 312 may be provided to reassemble the packet into a format such as SONET, STM or ATM. The formatted telecommunications signal may be provided to a user's network 318 or other communication link 322.

【0038】 図5は、図3に示されるもののようなATM/SONET実行用のソフトウエ
アプロトコルアーキテクチャー例を示す線図である。ここで図5を参照すると、
ATMスイッチ304において、例えばイーサネット(登録商標)、T1、IP
、PRIのような電気通信信号は、OC−3cSONET信号に挿入されるAT
Mセルにバンドルされる。SONETネットワークが例えばOC−192のよう
な高速ネットワークである場合、ADM322は、ADM322入口においてO
C−3からOC−192への遷移を、また出口においてOC−3cへ戻る遷移を
提供する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example software protocol architecture for performing ATM / SONET, such as that shown in FIG. Referring now to FIG.
In the ATM switch 304, for example, Ethernet (registered trademark), T1, IP
, PRI, and AT are inserted into the OC-3c SONET signal.
Bundled with M cells. If the SONET network is a high-speed network such as, for example, OC-192, the ADM 322
It provides a transition from C-3 to OC-192 and at the exit back to OC-3c.

【0039】 図5に示される実施態様においてルートノード108Aは、4つまでのOC−
3cSONET信号を受信できる。ルートノード108Aは、SONET信号か
らATMセルを抽出し、ATMセルを1つ以上のリンク110を経て行先ノード
へ経路指定する。ある実施態様において通信リンク110は、622Mbpsで
作動する光学式リンクであり、またそれぞれのノードに位置するパケットスイッ
チを使用してノード108に切換えたりそれから切離すことができる。ノード1
08用のアーキテクチャ例が以下に詳細に説明される。行先ノード108Cにお
いてATMセルは、SONET信号に再挿入され、またNTU312は、パケッ
トを使用者が望む電気通信フォーマットに再組立する。
In the embodiment shown in FIG. 5, the root node 108 A has up to four OC-
3cSONET signal can be received. The root node 108A extracts ATM cells from the SONET signal and routes the ATM cells over one or more links 110 to a destination node. In one embodiment, communication link 110 is an optical link operating at 622 Mbps and can be switched to and disconnected from node 108 using a packet switch located at each node. Node 1
An example architecture for 08 is described in detail below. At the destination node 108C, the ATM cells are reinserted into the SONET signal, and the NTU 312 reassembles the packets into the telecommunications format desired by the user.

【0040】 図5に示される例においてルートノード108Aは、4つの信号を同時に受信
できる。この数量は、ルートノード108Aからの4つの通信リンク110のフ
ァンアウト容量に合致する。すなわち4つのファンアウト容量により、ルートノ
ード108Aは、データを4つの他のノード108へ同時に送信できる。同様に
ある実施態様では、行先ノード108Cにおいて、このノードは、4つの他のノ
ード108から4つまでの信号を同時に受信できる。上述のようにこれらの数量
は拡大縮小可能である。
In the example shown in FIG. 5, the root node 108 A can receive four signals simultaneously. This quantity matches the fan-out capacity of the four communication links 110 from the root node 108A. That is, with four fan-out capacities, root node 108A can transmit data to four other nodes 108 simultaneously. Similarly, in one embodiment, at destination node 108C, this node can receive up to four signals from four other nodes 108 simultaneously. As noted above, these quantities are scalable.

【0041】 図6は、本発明のある実施態様に従ってルートノード108Aに設けられる機
能を示す線図である。具体的には図6の線図は、ルートノード108Aとネット
ワーク116との間のインターフェースをとる具体例を図示する。上述の特定の
一例においてルートノード108Aは、SONETリング324のADM322
へのOC−3c通信リンク616を備える。ルートノード108Aにおけるヘッ
ドエンド608は、OC−3c信号からATMパケットを抽出し、それらを1つ
以上のトランシーバ602へ送信する。トランシーバ602の送信機部分は、A
TMパケットを1つ以上の通信リンク110を通して行先ノード108Cへ送信
する。
FIG. 6 is a diagram illustrating functions provided in the root node 108 A according to an embodiment of the present invention. Specifically, the diagram of FIG. 6 illustrates a specific example of interfacing between the root node 108A and the network 116. In the specific example described above, the root node 108A
An OC-3c communication link 616 is provided. The headend 608 at the root node 108A extracts ATM packets from the OC-3c signal and sends them to one or more transceivers 602. The transmitter portion of transceiver 602 has
The TM packet is transmitted over one or more communication links 110 to the destination node 108C.

【0042】 図7は、本発明のある実施態様に従ってノード108と施設104における使
用者装置との間のインターフェースをとるために、行先ノード108Cに設けら
れる機能を示す線図である。ここで図7を参照すると、行先ノード108Cも、
1つ以上のトランシーバ602を備える。トランシーバ602の受信機部分は、
ルートノード108Aの送信機部分から発信されるATMパケットを受信する。
この送信は、1つ以上の中間ノード108Bを経てなされる。ATMパケット6
04は、施設104におけるNTUへ送信される。ついでNTU624は、流れ
線616により示されるように、施設104における使用者または複数の使用者
用の適切なフォーマットまたは複数のフォーマットで通信を提供できる。
FIG. 7 is a diagram illustrating functions provided at destination node 108 C for interfacing between node 108 and user equipment at facility 104 in accordance with an embodiment of the present invention. Referring now to FIG. 7, the destination node 108C also
One or more transceivers 602 are provided. The receiver portion of transceiver 602 includes:
An ATM packet transmitted from the transmitter of the root node 108A is received.
This transmission is made via one or more intermediate nodes 108B. ATM packet 6
04 is transmitted to the NTU at the facility 104. NTU 624 may then provide communication in a format or formats appropriate for the user or users at facility 104, as indicated by flow line 616.

【0043】 図3乃至図7を参照してなされた上述の説明は、特定のプロトコルとデータフ
ォーマットを使用する通信ネットワークの具体例を記載したものである。この説
明を読めば、多くの他のフォーマット、構成および組合せが可能であること、な
らびに他のアーキテクチャおよび構成を、そのようなフォーマットとプロトコル
に対応するように実現可能であることが、当該技術に通常の技術者にとり明らか
になる。
The above description made with reference to FIGS. 3 to 7 describes specific examples of communication networks that use specific protocols and data formats. After reading this description, it will be understood that many other formats, configurations and combinations are possible, and that other architectures and configurations can be implemented to accommodate such formats and protocols. It becomes clear to ordinary engineers.

【0044】 ノード108を、ここで本発明の1つ以上の実施態様に従って詳細に説明する
。図8は、本発明のある実施態様に従うノード108の具体例を示す線図である
。図8に示されるノード108の具体例は、形状が一般に円筒形であり、4つの
ノードヘッド654と1つのノードベース656を備える。ノードヘッド654
それぞれは、ネットワーク100における1つ以上の他のノード108との通信
を容易にするために、トランシーバを備える。ある実施態様において、それぞれ
のノードヘッド654には単一のトランシーバがあり、またそれぞれのノードヘ
ッド654は、ある時点でネットワーク100における他のノード108との通
信リンク110を提供する。
The node 108 will now be described in detail according to one or more embodiments of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of a node 108 according to an embodiment of the present invention. 8 is generally cylindrical in shape, and includes four node heads 654 and one node base 656. Node head 654
Each includes a transceiver to facilitate communication with one or more other nodes 108 in the network 100. In one embodiment, each node head 654 has a single transceiver, and each node head 654 provides a communication link 110 with other nodes 108 in network 100 at some point.

【0045】 それぞれのトランシーバは、二方向通信ができるように受信機と送信機の両方
を有するのが好ましい。しかしながら別の実施態様においては、ノードヘッド6
54は、送信機だけ、または受信機だけを有し、それにより一方向通信を提供す
るであろう。加えて1つ以上のノードヘッド654が、複数のトランシーバ、も
しくは追加の受信機または送信機を備えて、能力を追加することが可能である。
上述のようにある実施態様においてトランシーバは光学式トランシーバであるが
、光波長以外の波長で作動する代わりの無線式トランシーバでも実現できる。
Each transceiver preferably has both a receiver and a transmitter to allow two-way communication. However, in another embodiment, the node head 6
54 will have only a transmitter or only a receiver, thereby providing one-way communication. In addition, one or more node heads 654 can include multiple transceivers or additional receivers or transmitters to add capacity.
As described above, in one embodiment, the transceiver is an optical transceiver, but alternative wireless transceivers operating at wavelengths other than the optical wavelength may be implemented.

【0046】 図8に示される実施態様は、4つのノードヘッド654を備える。かくして、
それぞれのノードヘッドが単一のトランシーバを有するこの実施態様において、
そのように構成されるノード108は、4つの離れた位置における4つまでの他
のノード108と通信できる。他の数のノードヘッド654を、ノード108に
とり望ましいファンアウト容量に応じて、備えることができる。しかしながらあ
る実施態様において、それぞれが二方向トランシーバを有する4つのノードヘッ
ド654は、好ましい構成である。
The embodiment shown in FIG. 8 includes four node heads 654. Thus,
In this embodiment where each node head has a single transceiver,
A node 108 so configured can communicate with up to four other nodes 108 at four separate locations. Other numbers of node heads 654 can be provided depending on the desired fan-out capacity for node 108. However, in one embodiment, four node heads 654, each having a two-way transceiver, are a preferred configuration.

【0047】 好ましくはある実施態様において、それぞれのノードヘッド654は、指定さ
れた他のノード108へ向くために回転できるようにポインティング機構を備え
る。ある実施態様において、そのようなポインティングは、アジマス(方位角調
整)とエレベーション(仰角調整)で実施できる。理想的には、それぞれのノー
ドヘッド654は、個別に指定されたノード108へ向けることができる。
Preferably, in one embodiment, each node head 654 is provided with a pointing mechanism so that it can rotate to face another designated node 108. In one embodiment, such pointing can be performed with azimuth (azimuth adjustment) and elevation (elevation adjustment). Ideally, each node head 654 can be directed to an individually designated node 108.

【0048】 さらに、図8に示される具体例は、形状がほぼ円筒形である。これにより、他
のノードへの360度の全円でのポインティングが容易になる。この形状の1つ
の利点は、光通信ビームが、ポインティングに関係なく、円筒形ハウジングに関
して常にほぼ直角であることである。これは、送信されたビーム出力(電力)を
最大にするのに役立つ。各ノードヘッド654は垂直方向における円筒形の一部
をまた形成し、ビームがエレベーション方向に向けられると、ハウジングを通っ
て同ビームが直角方向に通過できることに留意する。勿論、ハウジングの別の形
状も実現できる。
Furthermore, the specific example shown in FIG. 8 is substantially cylindrical in shape. This facilitates 360-degree full circle pointing to other nodes. One advantage of this shape is that the optical communication beam is always approximately perpendicular to the cylindrical housing, regardless of pointing. This helps to maximize the transmitted beam power (power). Note that each node head 654 also forms part of a cylinder in the vertical direction so that when the beam is directed in the elevation direction, the beam can pass orthogonally through the housing. Of course, other shapes of the housing can be realized.

【0049】 ある実施態様において1つ以上のノードヘッド654は、他のノード108以
外の装置と通信できる通信装置を有し得ることに留意する。この装置は、例えば
無線通信(RF通信)手法または他の通信手法を使用して実現できる。しかしな
がら好ましい実施態様においては、ノードヘッド654は、通信リンク110を
経てノード相互の通信に専用化されている。
It is noted that in one embodiment, one or more node heads 654 may include communication devices that can communicate with devices other than other nodes 108. The apparatus can be implemented using, for example, a wireless communication (RF communication) technique or another communication technique. However, in a preferred embodiment, node head 654 is dedicated to communication between nodes via communication link 110.

【0050】 ノードベース656は、例えばネットワーク116と1つ以上のノードヘッド
654との間に通信インターフェースを形成するために、電子機器と機構を備え
ることができる。プロトコルとフォーマットの変換を実施する通信インターフェ
ースは、ノードベース656、および1つ以上のノードヘッド654のポインテ
ィングを駆動する機構を備えることができる。
The node base 656 can include electronics and mechanisms, for example, to form a communication interface between the network 116 and one or more node heads 654. A communication interface that performs protocol and format conversions may comprise the node base 656 and a mechanism for driving the pointing of one or more node heads 654.

【0051】 ノードヘッド654およびノードベース656の詳細は、ここで本発明のある
実施態様に従って説明する。図9は、本発明のある実施態様に従ってノードヘッ
ド654の例に備えることができる構成部材の論理的内訳を示すブロック図であ
る。この論理的グループ分けは、説明目的だけのものであり、ノードヘッド65
4について特定の物理的アーキテクチャを必要としないものと解釈するものとす
る。図9に示される実施態様は光学式実施態様であり、そこにおいてノードヘッ
ド654が、光学式リンク110を経て他のノード108内の他のノードヘッド
654と通信する。
The details of node head 654 and node base 656 will now be described in accordance with one embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram illustrating a logical breakdown of components that can be included in an example node head 654 in accordance with one embodiment of the present invention. This logical grouping is for illustrative purposes only and is not
4 shall be interpreted as not requiring a specific physical architecture. The embodiment shown in FIG. 9 is an optical embodiment, in which node head 654 communicates with other node heads 654 in other nodes 108 via optical link 110.

【0052】 ここで図9を参照すると、ノードヘッド654の例は、構成部材の3つの論理
的グループ分け、すなわち光学素子670、機構680および電子機器690を
有することができる。トランシーバを有するノードヘッド654の場合に光学素
子は、送信光学素子674、受信光学素子672およびトラッキング光学素子6
76を備える。光学素子は、例えばレーザ送信機、CCD検出器などのような関
連する電気−光学素子も備えることができる。ある実施態様において送信機と検
出器は、双方向ポインティング精度が確立されかつ維持されるように、製造中に
互いにボアサイテッドされる(照準が合わせられる)。
Referring now to FIG. 9, an example of a node head 654 can have three logical groupings of components: optical element 670, mechanism 680, and electronics 690. In the case of a node head 654 having a transceiver, the optical elements include a transmitting optical element 674, a receiving optical element 672, and a tracking optical element 6
76 is provided. The optics can also include associated electro-optics such as, for example, laser transmitters, CCD detectors, and the like. In one embodiment, the transmitter and the detector are bored with each other during manufacturing so that bidirectional pointing accuracy is established and maintained.

【0053】 機構680は、ジンバルプラットフォーム(gimbal Platform
s)と、電子機器を構成部材から隔離するエンクロージャ(筐体)とを備えるこ
とができる。ある実施態様においてジンバルプラットフォームは、アジマスジン
バル682とエレベーションジンバル684である。このアジマス/エレベーシ
ョン構成は、それにより広範囲の方位でノード108へポインティングできる点
で好ましい。ある実施態様においてそれぞれのノードヘッド654は、他のノー
ド108へポインティングするために、アジマスにおいて370°およびエレベ
ーションにおいて±20°回転できる。ただし他の範囲であってもよい。
The mechanism 680 includes a gimbal platform (gimbal platform).
s), and an enclosure (casing) for isolating the electronic device from the constituent members. In one embodiment, the gimbal platforms are an azimuth gimbal 682 and an elevation gimbal 684. This azimuth / elevation configuration is preferred because it allows pointing to node 108 in a wide range of orientations. In one embodiment, each node head 654 can rotate 370 ° in azimuth and ± 20 ° in elevation to point to another node 108. However, other ranges may be used.

【0054】 例えばX−Y光学式取付け台を備えた他のプラットフォームを使用できること
に留意する。ジンバルを駆動するためにモータまたは他の駆動機構を使用できる
。ある実施態様においてモータは、ベルト駆動式のステッパモータであるが、直
接駆動式のモータまたはギヤ付きモータも使用できる。光学式エンコーダおよび
リミットストップ/スイッチを、正確なポインティングができるように備えるこ
とができる。
Note that other platforms with, for example, XY optical mounts can be used. A motor or other drive mechanism can be used to drive the gimbal. In one embodiment, the motor is a belt driven stepper motor, but a direct driven motor or a geared motor could be used. Optical encoders and limit stops / switches can be provided for accurate pointing.

【0055】 ある実施態様におけるハウジングは、通信リンク110の波長に透明な、アク
リル製のハウジングである。このハウジングは、通信リンク110の波長以外の
波長から好ましくないノイズを除くフィルタとしても機能できる。例えば、通信
波長が780ナノメートル(nm)である、ここで検討する実施態様において、
ハウジングは、780nm帯域フィルタを提供できる。ある実施態様においてそ
れぞれのハウジングは、高さが約4.5インチ、かつ径が約12インチである。
ただし他の寸法も可能である。外部寸法は、ノードヘッド654の構成部材のサ
イズと配置に基づいて可能な程度まで、最小にするのが好ましい。
In one embodiment, the housing is an acrylic housing that is transparent to the wavelength of communication link 110. The housing can also function as a filter to filter out unwanted noise from wavelengths other than the communication link 110. For example, in the embodiment considered here, where the communication wavelength is 780 nanometers (nm),
The housing can provide a 780 nm bandpass filter. In one embodiment, each housing is about 4.5 inches high and about 12 inches in diameter.
However, other dimensions are possible. The external dimensions are preferably minimized to the extent possible based on the size and placement of the components of the node head 654.

【0056】 例えば電子機器690は、送信機ドライバ692、受信機694、検出電子機
器696および通信電子機器698を備えることができる。ある実施態様におい
て送信機は、ほぼ20ミリワット(mW)平均出力(電力)で、ほぼ780ナノ
メートル(nm)波長で、オンオフキード(OOK、on−off keyed
)モードで変調された半導体レーザダイオードである。ビームの発散度は、好ま
しくは、1.5ミリラジアン(mrad)であり、また開口において目にとり安
全である。勿論、種々の波長、出力および発散度で作動する送信機による別の手
法も実施できる。実際、RF用途において作動の波長は、光学的スペクトル範囲
内にはない。
For example, the electronic device 690 can include a transmitter driver 692, a receiver 694, a detection electronic device 696, and a communication electronic device 698. In one embodiment, the transmitter has an on-off keyed (OOK) at approximately 780 nanometer (nm) wavelength, at approximately 20 milliwatts (mW) average power (power).
2) A semiconductor laser diode modulated in a mode. The divergence of the beam is preferably 1.5 milliradians (mrad) and is visually safe at the aperture. Of course, other approaches can be implemented with transmitters operating at various wavelengths, powers and divergence. In fact, in RF applications the wavelength of operation is not within the optical spectral range.

【0057】 受信機は、光学式実施態様において光学式検出器を使用して実現できる。例え
ばある実施態様において受信機は、受信される送信機電力の全量を検出するため
に、50mm開口を有するPINまたは電子なだれフォトダイオード検出器(A
PD)として実現できる。電子なだれフォトダイオードは、PINフォトダイオ
ードよりもほぼ10dBだけ感度が高いが、実現するには一般により複雑である
。そのためにPIN検出器は、リンクマージンが許容される場合の適用において
好ましい。他の検出器が、用途に応じて光学的波長または他の波長でのエネルギ
ーを検出するのに利用できる。
The receiver can be realized using an optical detector in an optical embodiment. For example, in one embodiment, the receiver detects a PIN or an avalanche photodiode detector (A) with a 50 mm aperture to detect the total amount of transmitter power received.
PD). Avalanche photodiodes are approximately 10 dB more sensitive than PIN photodiodes, but are generally more complex to implement. Therefore, PIN detectors are preferred in applications where link margins are allowed. Other detectors are available to detect energy at optical or other wavelengths depending on the application.

【0058】 検出電子機器は、ある実施態様において、2度の視界を有し、受信機の光路内
に位置決めされる四分円PIN検出器を備えることができる。好ましくは四分円
検出器(第1〜第4象限の象限を持つ検出器)は、受信機から4%ビームスプリ
ッタにより離される。受信された信号の4%の回折信号は、四分円検出器上に結
像され、それぞれの四分円における相対的信号強度に応じてエラー信号を生じる
。そのエラー信号は、ポインティングオフセットを決定するために処理される。
ポインティングオフセットは、ポインティングエラーを補正するためにアジマス
とエレベーションジンバル682、684を駆動するためにエラー信号(誤差信
号)を発生するのに使用される。ある実施態様においてプロセッサが、トラッキ
ングループを維持するのに使用される。そのプロセッサは、ノードヘッド564
用の他の制御と通信の機能を提供できる。
The detection electronics may, in one embodiment, include a quadrant PIN detector having two views and positioned in the optical path of the receiver. Preferably the quadrant detectors (detectors with quadrants 1 to 4) are separated from the receiver by a 4% beam splitter. A 4% diffracted signal of the received signal is imaged on a quadrant detector, producing an error signal depending on the relative signal strength in each quadrant. The error signal is processed to determine a pointing offset.
The pointing offset is used to generate an error signal (error signal) to drive the azimuth and elevation gimbal 682, 684 to correct for pointing errors. In one embodiment, a processor is used to maintain the tracking loop. The processor is the node head 564
Other control and communication functions can be provided.

【0059】 ある実施態様において光検出器は、80mm焦点距離で50mm径のダブレッ
トレンズ(doublet lens)の焦点に位置決めされる。20mm径で
780nmを中心としてで20nm(ナノメートル)帯域幅の帯域フィルタが、
径が600ミクロンである受信フォトダイオードの直前に配置される。受光レン
ズにより収集された光は、受信フォトダイオード上のスポットに結像される。
In one embodiment, the photodetector is positioned at the focal point of a 50 mm diameter doublet lens with an 80 mm focal length. A band filter having a 20 nm (nanometer) bandwidth centered at 780 nm with a diameter of 20 mm,
It is placed just before the receiving photodiode with a diameter of 600 microns. The light collected by the receiving lens is imaged on a spot on the receiving photodiode.

【0060】 通信電子機器698は、ノードヘッド654とノードベース656との間のイ
ンターフェースをとるのに使用される。ある実施態様においてバスは、複数のノ
ードヘッド654をノードベース656へ接続する。この実施態様においてマル
チプレクサを、共用されるバスを通して種々の構成部材間で通信できるように、
通信電子機器698の一部として設けることができる。
Communication electronics 698 is used to interface between node head 654 and node base 656. In some embodiments, a bus connects a plurality of node heads 654 to a node base 656. In this embodiment, the multiplexers can be communicated between various components over a shared bus.
It can be provided as a part of the communication electronic device 698.

【0061】 これらの構成部材のそれぞれを、ここに本発明のある実施態様に従って詳細に
説明する。上述のように、トランシーバ(ある実施態様においては光学式)は、
ポインティングを容易にするためにジンバル上に取付けられる。ある実施態様に
おいてトランシーバは、エレベーションジンバル上に取付けられ、ついでそのジ
バルがアジマスプラットフォーム上に取付けられる。エレベーションジンバルは
、ある実施態様において、±20度の移動領域を提供し、またアジマスプラット
フォームは、軸の回りに合計370度回転できる。かくしてノードヘッド654
の視線内に、かつエレベーションの±20度内に他のノード108が設けられれ
ば、2つのノード108を通信可能に接続できる。
Each of these components will now be described in detail according to an embodiment of the present invention. As mentioned above, the transceiver (optical in some embodiments)
Mounted on gimbal to facilitate pointing. In one embodiment, the transceiver is mounted on an elevation gimbal, and then the gimbal is mounted on an azimuth platform. The elevation gimbal provides, in one embodiment, a range of movement of ± 20 degrees, and the azimuth platform can rotate a total of 370 degrees about an axis. Thus, the node head 654
If another node 108 is provided within the line of sight and within ± 20 degrees of the elevation, the two nodes 108 can be communicably connected.

【0062】 ある実施態様においてジンバル軸は、ベルト駆動ステッパモータにより操作さ
れる。ステッパモータは、例えばノードベース656内のプロセッサにより提供
されるクロック信号と方向信号により制御されることができる。ステッパモータ
により、プラットフォームは、とびとびのステップでアジマスとエレベーション
において回転する。好ましくはプラットフォームは、送信レーザの分散度よりも
ほぼ10倍細かい解像度まで駆動され得る。かくして、送信レーザビームの分散
度が1.5mradsであるある実施態様において、ジンバルの解像度は、約1
50マイクロラヂアン(μrads)である。
In one embodiment, the gimbal axis is operated by a belt driven stepper motor. The stepper motor can be controlled by clock and direction signals provided by a processor in node base 656, for example. The stepper motor causes the platform to rotate in azimuth and elevation in discrete steps. Preferably, the platform can be driven to a resolution approximately ten times finer than the dispersion of the transmitting laser. Thus, in one embodiment where the degree of dispersion of the transmitted laser beam is 1.5 mrads, the gimbal resolution is about 1
50 microradians (μrads).

【0063】 好ましくはある実施態様においてステッパモータは、歯付きプーリを介してア
ジマスとエレベーションのジンバルへ接続される歯付きタイミングベルトを駆動
する。他の駆動機構を利用できるが、歯付きベルト機構は、精度が高くかつコス
トが低い。歯付きベルト機構は、ベルトの滑りを最小にする手段を提供する。そ
のモータは、ステップ解像度毎に約1.57mradと、適切なターンダウン比
とを有する。ある実施態様において、アジマスターンダウン比は9.28:1で
あり、またエレベーション比は12:1である。これは、アジマスについて16
9radsおよびエレベーションについて130radsの空間解像度を提供す
る。ある実施態様において各モータは、モータ電機子の動きを減少するために内
部ギヤ駆動列を有する。例えばある実施態様においてギヤ装置は、1000:1
の減速比を提供する。これによりモータは、その駆動コイルが励磁されないとき
でも、その位置を維持できる。
Preferably, in one embodiment, the stepper motor drives a toothed timing belt connected to the azimuth and elevation gimbals via a toothed pulley. Other drive mechanisms can be used, but the toothed belt mechanism is more accurate and less costly. The toothed belt mechanism provides a means to minimize belt slippage. The motor has about 1.57 mrad per step resolution and an appropriate turndown ratio. In one embodiment, the azimuth down ratio is 9.28: 1 and the elevation ratio is 12: 1. This is 16
Provides a spatial resolution of 130 rads for 9 rads and elevation. In some embodiments, each motor has an internal gear train to reduce movement of the motor armature. For example, in one embodiment, the gearing is 1000: 1.
To provide a reduction ratio. This allows the motor to maintain its position even when its drive coil is not excited.

【0064】 ある実施態様においてジンバルは、ポインティング決定用の基準を提供するた
めに絶対基準点まで回転される(インデックスされる)。この基準点は、いずれ
かの軸の動きの極限範囲に配置されたリミットスイッチにより提供され得る。か
くしてセットアップの時点または他の較正の時点においてジンバルは、その限界
位置まで移動するように指令され、その絶対位置を指示する信号をマイクロプロ
セッサへ送信する。マイクロプロセッサは、ジンバル位置エンコーダからの信号
を使用して、位置情報を維持し、かつジンバルを所要の位置へ駆動することがで
きる。
In one embodiment, the gimbal is rotated (indexed) to an absolute reference point to provide a reference for pointing determination. This reference point may be provided by a limit switch located in the extreme range of movement of either axis. Thus, at the time of set-up or other calibration, the gimbal is commanded to move to its limit position and sends a signal to the microprocessor indicating its absolute position. The microprocessor can use signals from the gimbal position encoder to maintain position information and drive the gimbal to the required position.

【0065】 上述のように上記光学式実施態様においてノードヘッド654のハウジングは
、780nm通信信号波長に対して透明であるアクリル製円筒形体である。ある
実施態様においてそのアクリルは、内部構成部材に対して熱保護を提供するよう
に濃い赤色にし得る。エンクロージャの上端と下端のキャップは、例えば機械加
工されたアルミニウムから製造できる。それらのキャップには、水分または他の
好ましくない成分を入れないためにシールが設けられる。ある実施態様において
シールはO−リング溝であり、その溝中にアクリル製円筒形体の上端と下端の縁
部が嵌められる。ゴム、ゴム状またはポリマーのO−リングを、良好なシールを
形成するように溝内に設けることができる。好ましい実施態様において単一のア
クリル製円筒形体は、ノードスタックにおいてノードヘッド654のそれぞれを
囲む。このスタックは、乾燥窒素でパージでき、かつ封止剤で封止できる。十分
な空気循環ができるように上端のノードヘッド654の上方に十分な空間がある
のが好ましい。厳密には必要ではないが、所要の平衡温度を維持するために熱電
式または他の方式の温度制御機器を設けることができる。ある実施態様において
周囲温度からほぼ12度高い平衡が好ましい。
As described above, in the optical embodiment described above, the housing of the node head 654 is an acrylic cylindrical body that is transparent to 780 nm communication signal wavelengths. In some embodiments, the acrylic may be dark red to provide thermal protection for the internal components. The caps on the top and bottom of the enclosure can be manufactured, for example, from machined aluminum. The caps are provided with seals to keep out moisture or other undesirable components. In one embodiment, the seal is an O-ring groove into which the top and bottom edges of the acrylic cylinder fit. Rubber, rubbery or polymeric O-rings can be provided in the grooves to form a good seal. In a preferred embodiment, a single acrylic cylinder surrounds each of the node heads 654 in the node stack. This stack can be purged with dry nitrogen and sealed with a sealant. Preferably, there is sufficient space above the upper node head 654 to allow sufficient air circulation. Although not strictly necessary, thermoelectric or other types of temperature control equipment can be provided to maintain the required equilibrium temperature. In some embodiments, equilibrium approximately 12 degrees above ambient temperature is preferred.

【0066】 図10は、本発明のある実施態様に従った通信受信機回路694の実施形態を
図解するブロック図である。受信機694の目的は、ネットワーク100の別の
ノード108から信号を受信することである。好ましくは、別のノード108か
ら転送されているデータは、受信された信号上に変調される。受信機694は、
受信された変調信号を、それが反復され又はネットワーク100の中の別のノー
ドに転送できるように処理する。代わりに、処理された信号は、施設104にい
る最終使用者またはネットワーク116のどちらかに送られ得る。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication receiver circuit 694 according to an embodiment of the present invention. The purpose of the receiver 694 is to receive a signal from another node 108 of the network 100. Preferably, data being transferred from another node 108 is modulated onto the received signal. Receiver 694 is
Process the received modulated signal so that it can be repeated or forwarded to another node in network 100. Alternatively, the processed signal may be sent to either the end user at facility 104 or to network 116.

【0067】 図10に示されている例の受信機は、オン−オフキー(OOK)データ変調済
み光学信号を受信するように構成された光学受信機である。該受信機は、さらに
、信号を電圧レベルに変換し、位相同期発振器(位相同期ループの)クロック回
復によりデータを増幅し、時を指定し直す(retime)するように構成され
ている。この例の受信機回路の動作が、ここで説明される。この説明を読んだ後
、本技術の通常の技術者には、受信機694を、他の受信機検出器、アーキテク
チャ、または構成により、あるいは光学波長以外の波長で変調された信号を受信
するために、どのようにして実現するのかが明らかになるだろう。
The example receiver shown in FIG. 10 is an optical receiver configured to receive an on-off key (OOK) data modulated optical signal. The receiver is further configured to convert the signal to a voltage level, amplify the data by a phase locked oscillator (of a phase locked loop) clock recovery, and retime. The operation of the receiver circuit of this example will now be described. After reading this description, it will be apparent to one of ordinary skill in the art that receiver 694 can receive signals modulated by other receiver detectors, architectures, or configurations, or at wavelengths other than optical wavelengths. It will be clear how this will be achieved.

【0068】 図10で示されている実施態様では、リンク110の通信からの光は光学検出
器704の上に集束される。ある実施態様においては、光学検出器704は、例
えばPINフォトダイオード検出器またはアバランシェ(電子なだれ)フォトダ
イオード検出器などの高速光学検出器である。前記に述べられたように、実施態
様においては、PINフォトダイオード検出器は、アバランシェフォトダイオー
ド検出器より好適である。しかしながら、図10に示されているのは、アバラン
シェフォトダイオード検出器を使用する実施態様についても含まれ得る構成部品
である。これらの追加構成部品は、図10において斜交平行線の陰影が付けられ
ている。これらの追加構成部品は、アバランシェフォトダイオードに供給される
高電圧バイアスの制御および温度補正を提供する。
In the embodiment shown in FIG. 10, light from the communication of link 110 is focused onto optical detector 704. In one embodiment, optical detector 704 is a high-speed optical detector, such as, for example, a PIN photodiode detector or an avalanche photodiode. As mentioned above, in embodiments, PIN photodiode detectors are preferred over avalanche photodiode detectors. However, shown in FIG. 10 are components that may also be included for embodiments that use avalanche photodiode detectors. These additional components are shaded with oblique parallel lines in FIG. These additional components provide control and temperature compensation of the high voltage bias supplied to the avalanche photodiode.

【0069】 PINフォトダイオード検出器の実施態様が、最初に説明される。PINフォ
トダイオード検出器の場合、バイアス電圧は、直列抵抗706を通してフォトダ
イオード検出器704の陰極に印加することができる。ある実施態様では、他の
バイアス電圧も選択できるけれども、バイアス電圧は12ボルトである。抵抗7
06での電圧の降下は、好ましくは(背景光を含む)光照度(強度)のDC成分
に比例し、例えば差動増幅器708などの増幅器によって検出され、増幅される
。差動増幅器708の出力は、受信された出力を表示する信号を提供する。
An embodiment of the PIN photodiode detector is described first. For a PIN photodiode detector, a bias voltage can be applied to the cathode of the photodiode detector 704 through a series resistor 706. In one embodiment, the bias voltage is 12 volts, although other bias voltages can be selected. Resistance 7
The voltage drop at 06 is preferably proportional to the DC component of light illuminance (intensity) (including background light) and is detected and amplified by an amplifier such as, for example, differential amplifier 708. The output of the differential amplifier 708 provides a signal indicative of the received output.

【0070】 データ信号からの光は、光検出器704の活性領域に集束される。光検出器7
04は、光検出器704の活性領域に衝突する光の照度に比例する光電流を発生
する。増幅器710は、該生成された光電流を電圧信号に変換する。ある実施態
様においては、増幅器710は、光電流を差動電圧信号に変換する、高速トラン
スインピーダンス(trans impedance)増幅器として実現される
。高速トランスインピーダンス増幅器の実施例は、カリフォルニア州、サニーベ
ール(Sunnyvale,CA)のマキシムインテグレーティッドプロダクツ
社(Maxim Integrated Products、Inc.)から入
手できるマキシムMAX3664トランスインピーダンス増幅器である。
Light from the data signal is focused on the active area of photodetector 704. Photodetector 7
04 generates a photocurrent proportional to the illuminance of light impinging on the active area of the photodetector 704. The amplifier 710 converts the generated photocurrent into a voltage signal. In one embodiment, amplifier 710 is implemented as a high speed transimpedance amplifier that converts the photocurrent to a differential voltage signal. An example of a high speed transimpedance amplifier is the Maxim MAX3664 transimpedance amplifier available from Maxim Integrated Products, Inc. of Sunnyvale, CA.

【0071】 そして、電圧信号は、更なる増幅の前に高周波雑音を削減するために低域フィ
ルタ712によって濾波され得る。ある実施態様においては、それ以外のフィル
タまたは帯域通過周波数も使用できるが、低域フィルタ712は、第3種500
MHz低域フィルタである。
The voltage signal can then be filtered by a low pass filter 712 to reduce high frequency noise before further amplification. In some embodiments, the low-pass filter 712 may be a third type 500, although other filters or bandpass frequencies may be used.
MHz low-pass filter.

【0072】 データ時間再指定(retiming)および制限増幅器714は、信号の追
加増幅を提供し、データを位相同期発振器(位相同期ループ)内蔵のクロックに
時間再指定し、その信号を出力コネクタ740に送るために含むことができる。
1つの実施態様においては、時間再指定および制限増幅器714は、毎秒622
Mbitという名目データ転送速度で位相同期発振器内蔵クロックに時間再指定
される、AC結合差動ECL出力を提供するマキシムMAX3675装置を使用
して実現される。その他の増幅器でも実現可能であり、代わりの出力レベルを含
み、代わりのクロックおよびデータ転送速度で動作することができる。
Data retiming and limiting amplifier 714 provides additional amplification of the signal, re-time the data to the clock within the phase locked oscillator (phase locked loop), and direct the signal to output connector 740. Can be included to send.
In one embodiment, the retiming and limiting amplifier 714 provides 622 signals per second.
Implemented using a Maxim MAX3675 device that provides an AC-coupled differential ECL output that is re-timed to the phase-locked oscillator clock at a nominal data rate of Mbit. Other amplifiers are feasible, include alternative output levels, and can operate at alternative clock and data rates.

【0073】 述べられたように、増幅器714の出力は、ある実施態様では、高速データ転
送速度スイッチをノードベース656で接続するためのSMA型コネクタである
出力コネクタ716に送られる。制限および時間再指定増幅器714は、受信信
号強度インジケータ(RSSI)、ロック信号の損失、および診断目的およびL
ED表示のために提供される電力信号の損失を提供する。後述されるように、R
SSIは、受信された信号が受信機の動的範囲内にあるかどうか、あるいは有効
送信出力(送信電力)を調整する必要があるかを決定するために使用できる。必
要とされる場合、電圧調整器716は、増幅器714に提供される供給電圧を調
整するために含むことができる。
As noted, the output of amplifier 714 is sent to output connector 716, which in one embodiment is an SMA type connector for connecting a high data rate switch at node base 656. The limiting and re-timer amplifier 714 includes a received signal strength indicator (RSSI), loss of lock signal, and diagnostic purposes and L
Provides a loss of power signal provided for ED indication. As described below, R
The SSI can be used to determine if the received signal is within the dynamic range of the receiver, or if the effective transmit power (transmit power) needs to be adjusted. If needed, a voltage regulator 716 can be included to regulate the supply voltage provided to the amplifier 714.

【0074】 1つの実施態様においては、温度センサ718も、光検出器回路の温度を示す
電流信号を生成するために設けられる。これは、受信機の動作がきわめて温度に
依存している場合に有効である。1つの実施態様においては、温度センサ718
は、差動増幅器722を通してケルビンあたり10ミリボルト(mv/ケルビン
)の信号を提供する。この信号は、診断目的で使用できる。図10に示されてい
る実施態様においては、差動増幅器722が、直列抵抗720で降下した電圧を
感知する。
In one embodiment, a temperature sensor 718 is also provided to generate a current signal indicative of the temperature of the photodetector circuit. This is useful if the operation of the receiver is very temperature dependent. In one embodiment, the temperature sensor 718
Provides a signal of 10 millivolts per kelvin (mv / kelvin) through differential amplifier 722. This signal can be used for diagnostic purposes. In the embodiment shown in FIG. 10, a differential amplifier 722 senses the voltage dropped across the series resistor 720.

【0075】 多様な信号は、コネクタ740を介して受信機694と接続できる。診断信号
は、受信機694からプロセッサまたはそれ以外のデバイスに提供され得る。こ
れらの診断信号は、例えば、温度、受信信号強度、およびDC(直流)の受信し
た光学的出力などの信号を含むことができる。コネクタ740は、通信受信機6
94内の構成部品の動作のために使用される電圧レベルを供給するためにも使用
できる。代替コネクタを使用することもできるが、パーツおよび組立て費用の削
減のために、1つの実施態様では、コネクタ740は、絶縁変位コネクタ(ID
C)およびリボンケーブルと互換性のある10ピン、100ミルの二重列ヘッダ
である。
Various signals can be connected to the receiver 694 via the connector 740. The diagnostic signal may be provided from receiver 694 to a processor or other device. These diagnostic signals may include, for example, signals such as temperature, received signal strength, and DC (direct current) received optical output. The connector 740 is connected to the communication receiver 6
It can also be used to supply the voltage levels used for operation of the components in 94. Alternative connectors may be used, but to reduce parts and assembly costs, in one embodiment, connector 740 is an insulated displacement connector (ID
10) 100 mil double row header compatible with C) and ribbon cables.

【0076】 前述されたように、フォトダイオード検出器704がアバランシェフォトダイ
オードである場合、斜交平行線の陰影が付けられて示されている構成部品を備え
ることができる。アバランシェフォトダイオード検出器704の高電圧バイアス
は、感知抵抗分圧器734および演算増幅器積分器736によって制御されてい
る高電圧分圧器732によって提供されている。1つの実施態様においては、印
加電圧は、制御電位差計738を使用して手動で調整できるか、電位差計738
を取り外し、高圧制御線を、アバランシェフォトダイオード704での所望の最
終電圧に比例した電圧に設定することによって外部で設定することができる。
As mentioned above, if the photodiode detector 704 is an avalanche photodiode, it can include components shown shaded with oblique parallel lines. The high voltage bias of the avalanche photodiode detector 704 is provided by a high voltage voltage divider 732 which is controlled by a sense resistor voltage divider 734 and an operational amplifier integrator 736. In one embodiment, the applied voltage can be adjusted manually using a control potentiometer 738 or the potentiometer 738
And the high voltage control line can be set externally by setting it to a voltage proportional to the desired final voltage at the avalanche photodiode 704.

【0077】 図11は、本発明の1つの実施態様に従った送信回路の実施例を図解するブロ
ック図である。特に、図11に示されている実施態様は、通信リンク110全体
で光信号を別のノード108に送信するように構成されているレーザ送信機の実
施態様である。この説明を読んだ後、代替送信機、アーキテクチャまたは構成を
含む、代替実施態様の送信機を実現する方法は、本技術の通常の技術者にとって
明らかになるだろう。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a transmitting circuit according to one embodiment of the present invention. In particular, the embodiment shown in FIG. 11 is an embodiment of a laser transmitter configured to transmit an optical signal to another node 108 over a communication link 110. After reading this description, it will become apparent to a person of ordinary skill in the art how to implement an alternative embodiment transmitter, including alternative transmitters, architectures or configurations.

【0078】 図11に示されている実施態様においては、送信されるデータは、データ入力
コネクタ742で受信され、レーザドライバ744に提供される。上述したよう
に、1つの実施態様においては、データは毎秒622Mbitで変調される。し
たがって、この実施態様においては、レーザドライバ744は、好ましくは高速
レーザドライバである。より具体的には、ある実施態様では、レーザドライバ7
44は、毎秒622Mbitでの動作のために設計されている電流ドライバであ
り、通信レーザダイオード746の陰極に直接的に接続するマキシムのMAX3
766レーザドライバとして実現されている。
In the embodiment shown in FIG. 11, transmitted data is received at data input connector 742 and provided to laser driver 744. As described above, in one embodiment, the data is modulated at 622 Mbits per second. Therefore, in this embodiment, laser driver 744 is preferably a high speed laser driver. More specifically, in one embodiment, the laser driver 7
Numeral 44 is a current driver designed for operation at 622 Mbits per second, which is connected to the MAX3 MAX3 directly connected to the cathode of the communication laser diode 746.
It is implemented as a 766 laser driver.

【0079】 ある実施態様では、通信レーザダイオード746は、信号の劣化およびEMI
エミッションを最小限に抑えるために、ドライバ744に近接して回路基板にじ
かに取り付けられる。レーザダイオード746の陽極は、Vccに接続される。
ある実施態様では、ノードベースプロセッサによって制御されるMAX3766
上のレーザイネーブル機能がある。光パワーセンサは、レーザダイオード746
の平均出力パワーを制御するために、レーザ出力制御回路750を有する帰還ル
ープ内で使用される。レーザ出力制御回路750は、コネクタ740を介して診
断レーザ出力信号も提供する。
In some embodiments, the communication laser diode 746 may provide signal degradation and EMI
It is mounted directly on the circuit board in proximity to the driver 744 to minimize emissions. The anode of laser diode 746 is connected to Vcc.
In some embodiments, MAX3766 controlled by a node-based processor
There is a laser enable function above. The optical power sensor is a laser diode 746.
Is used in a feedback loop having a laser power control circuit 750 to control the average output power of the Laser output control circuit 750 also provides a diagnostic laser output signal via connector 740.

【0080】 図11に示されている実施態様においては、温度制御回路も提供される。レー
ザダイオードは、その作動温度が摂氏約40°を上回るとき、非常に短い寿命と
なる傾向があるため、温度制御器を備えることが望ましい。このようにして、こ
の実施態様においては、温度センサ752が設けられる。ある実施態様では、温
度センサ752は、温度から電流に変換する集積回路であり、好ましくはレーザ
ダイオード746に近接して取り付けられている。この実施態様においては、温
度センサ752と直列の抵抗754での電圧降下が、差動増幅器756によって
検知される。差動増幅器756は、コネクタ740を介して制御プロセッサをに
温度診断信号を提供する。プロセッサは作動温度が高すぎると判断すると、それ
は補正処置を講じることができる。一例として、このような補正処置は、レーザ
ドライバ744の作動停止(ディスエーブル)を含むことがある。
In the embodiment shown in FIG. 11, a temperature control circuit is also provided. It is desirable to provide a temperature controller because laser diodes tend to have a very short life when their operating temperature is above about 40 degrees Celsius. Thus, in this embodiment, a temperature sensor 752 is provided. In one embodiment, temperature sensor 752 is an integrated circuit that converts temperature to current, and is preferably mounted in close proximity to laser diode 746. In this embodiment, a voltage drop across a resistor 754 in series with a temperature sensor 752 is detected by a differential amplifier 756. Differential amplifier 756 provides a temperature diagnostic signal to the control processor via connector 740. If the processor determines that the operating temperature is too high, it can take corrective action. As an example, such a corrective action may include deactivating laser driver 744.

【0081】 また、図11に示されている温度制御回路の一部は、直列抵抗754での電圧
降下を感知する温度制御装置758である。温度制御装置758は、レーザダイ
オード746を冷却しようとする、冷却器760を駆動するために使用され得る
。他の冷却器を使用することもできるが、ある実施態様においては、冷却器76
0は、やはりレーザダイオードパッケージに接触する幅広の銅の上部トレース(
awide copper top trace)に直接取り付けられている熱
電気ペルチエジャンクション冷却器として実現される。このようにして、ペルテ
ィエジャンクションは、レーザダイオード746へ熱伝導冷却を提供する。
A part of the temperature control circuit shown in FIG. 11 is a temperature control device 758 that senses a voltage drop at the series resistor 754. The temperature controller 758 can be used to drive a cooler 760 that attempts to cool the laser diode 746. Although other coolers can be used, in some embodiments cooler 76
0 is the wide copper top trace (also in contact with the laser diode package)
Implemented as a thermoelectric Peltier junction cooler that is attached directly to an average copper top trace. In this way, the Peltier junction provides heat conduction cooling to laser diode 746.

【0082】 前述されたように、1つの実施態様では、送信機は、約3ミクロンかける5ミ
クロンの出力開口のある、780nmで動作している単一モードレーザダイオー
ドである。出力開口は、120mmという焦点距離の直径50mmの二重レンズ
系(doublet lens)のレンズの焦点に位置され得る。ある実施態様
では、ホログラフィック拡散板を含み、これらの2つの要素の間に配置すること
ができる。ある実施態様では、拡散板は、1°という名目上の固有発散度を有す
る。拡散板をレーザダイオードと対物レンズの間の距離の約10分の1のところ
に位置決めすると、1.5mradの発散出力ビームが生じる。ある実施態様で
は、レンズの焦点距離は、送信開口からの平均出力が、目の安全性に関するAN
SI Z.136規格を満たしている1.5mW/cm未満であるように選ば
れる。1つの実施態様では、ビームプロファイルはレーザを出る非点収差用であ
り、半値全幅(FWM)が水平方向で約23°で、垂直方向では9°である。
As mentioned above, in one embodiment, the transmitter is a single mode laser diode operating at 780 nm with an output aperture of about 3 microns by 5 microns. The output aperture may be located at the focal point of a lens of a 50 mm diameter double lens with a focal length of 120 mm. Some embodiments include a holographic diffuser and can be located between these two elements. In some embodiments, the diffuser has a nominal intrinsic divergence of 1 °. Positioning the diffuser at about one-tenth of the distance between the laser diode and the objective produces a divergent output beam of 1.5 mrad. In some embodiments, the focal length of the lens is such that the average output from the transmit aperture is the AN
SI Z. It is chosen to be less than 1.5 mW / cm 2 meeting the 136 standard. In one embodiment, the beam profile is for astigmatism exiting the laser and has a full width at half maximum (FWM) of about 23 ° in the horizontal direction and 9 ° in the vertical direction.

【0083】 図12は、本発明の1つの実施態様に従ったビーコンレーザの実施例を示す図
である。該ビーコンレーザは、より幅広いビームで実現することができ、それに
よって、例えば位置情報に大きい不確実性の度合いがある場合に取得時間を短縮
する。図12に示されている実施態様では、ビーコンレーザは、安定タイマ76
2の中に、パルスタイマ764、高速ドライバ766、高電流FET768、お
よびビーコンレーザ770を含む。該ビーコンレーザは調整電位差系722およ
び電圧調整器774も含むことがある。運転中、安定タイマ762は、クロック
信号を提供する。ある実施態様においては、クロック信号は660Hzで提供さ
れる。このクロック信号の立ち上がり縁は、ある実施態様では、1マイクロ秒パ
ルスを生じさせる二重単安定パルスタイマであるパルスタイマ764をトリガす
る。このマイクロ秒のパルスが高速ドライバ766を駆動し、その出力は高速、
高電流およびチャネルFET(電界効果トランジスタ)のゲートに接続される。
FET768は、1マイクロ秒(秒)出力パルスを提供するためにビーコンレー
ザ770を駆動する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a beacon laser according to one embodiment of the present invention. The beacon laser can be implemented with a wider beam, thereby reducing acquisition time, for example, if there is a large degree of uncertainty in the location information. In the embodiment shown in FIG. 12, the beacon laser
Among them are a pulse timer 764, a high speed driver 766, a high current FET 768, and a beacon laser 770. The beacon laser may also include a regulated potentiometer 722 and a voltage regulator 774. During operation, the stability timer 762 provides a clock signal. In one embodiment, the clock signal is provided at 660 Hz. The rising edge of this clock signal triggers pulse timer 764, which in one embodiment is a double monostable pulse timer that produces a 1 microsecond pulse. This microsecond pulse drives a high speed driver 766, whose output is high speed,
Connected to the gate of a high current and channel FET (field effect transistor).
FET 768 drives beacon laser 770 to provide one microsecond (second) output pulse.

【0084】 ある実施態様では、出力は20ワットのピーク電力でである。好ましくは、ビ
ーコンレーザ770は、信号の劣化およびEMIエミッションを最小限に抑える
ためにFET768に近接して取り付けられる。ビーコンレーザ770は、回路
基板にじかに取り付けることもでき、ヒートシンクは熱電気冷却器760の冷た
い表面に接触する銅トレースに取り付けることができる。電圧調整機774は、
ドライバ766およびFET768にバイアス電圧を提供する。これは、電位差
計772を含むことによって手動で調整できる。
In one embodiment, the output is 20 watts peak power. Preferably, beacon laser 770 is mounted close to FET 768 to minimize signal degradation and EMI emissions. The beacon laser 770 can also be mounted directly on the circuit board, and the heat sink can be mounted on copper traces that contact the cold surface of the thermoelectric cooler 760. The voltage regulator 774 is
It provides a bias voltage to driver 766 and FET 768. This can be adjusted manually by including a potentiometer 772.

【0085】 ある実施態様でやはり通信パッケージの一部として含まれているのは、マルチ
プレクサボードである。ノードヘッド654およびノードベース656の間の信
号が、1つまたは複数の共用信号経路に沿って通信される場合、マルチプレクサ
ボードを使用することができる。マルチプレクサボードの主要な目的とは、通信
受信機回路、検出回路、送信回路、アジマスおよびエレベーション回路を、ノー
ドベース656に接続することである。好ましくは、ある実施態様においては、
それぞれのノードヘッド654は、ノードヘッドエンクロージャの内側に配置さ
れたマルチプレクサボードを含む。このようにして、この実施態様においては、
ノード108の中のノードヘッド654のそれぞれにマルチプレクサボードが必
要とされる。
[0085] Also included in one embodiment, as part of the communications package, is a multiplexer board. Where signals between the node head 654 and the node base 656 are communicated along one or more shared signal paths, a multiplexer board may be used. The primary purpose of the multiplexer board is to connect the communication receiver circuit, detection circuit, transmission circuit, azimuth and elevation circuit to the node base 656. Preferably, in one embodiment,
Each node head 654 includes a multiplexer board located inside the node head enclosure. Thus, in this embodiment,
A multiplexer board is required for each of the node heads 654 in the node 108.

【0086】 好ましくは、多数の追跡調査信号、診断信号および制御信号をノードヘッド6
54およびノードベース656の間で送信するために必要とされるだろう電気導
体の数を最小限に抑えるために、マルチプレックス方式がこのインタフェースと
して提供される。1つの実施態様では、マルチプレクサ、アドレス回線、および
単一同軸入出力回線が活用される。アドレス回線は、ノードヘッド654のそれ
ぞれにバス接続(bussed)されるが、1つまたは複数のノードヘッド10
8が、専用の同軸単一回線を備えることがある。これは、ワイヤカウント(wi
re−count)を最小数に削減するために使用できる。同軸ケーブル以外の
通信媒体だけではなく、それ以外のマルチプレックス構成も使用できる。同軸ケ
ーブルは、最小の雑音で高い帯域幅のデータを送信するその能力のために使用す
ることが好ましい。
Preferably, a number of tracking, diagnostic and control signals are transmitted to the node head 6.
A multiplex scheme is provided as this interface to minimize the number of electrical conductors that would be required to transmit between the 54 and the node base 656. In one embodiment, a multiplexer, an address line, and a single coaxial input / output line are utilized. An address line is bussed to each of the node heads 654, but one or more of the node heads 10
8 may have a dedicated coaxial single line. This is the wire count (wi
re-count) to a minimum number. In addition to communication media other than coaxial cable, other multiplex configurations can be used. Coaxial cable is preferably used for its ability to transmit high bandwidth data with minimal noise.

【0087】 好ましい実施態様では、マルチプレクサは、トラッキングエラー信号、診断信
号、およびリミットスイッチ信号を1つまたは複数のノードヘッド654からノ
ードベース656に中継するために使用される8チャネルアナログマルチプレク
サである。さらに、ノードベース656から信号インタフェースを介して多様な
ディジタルコマンド信号を受信するために、8チャネルディジタルマルチプレッ
クスラッチが使用できる。この説明を読んだ後、それ以外の回路、装置および技
法が、ノードヘッド654とノードベース656間の通信を提供するためにどの
ように使用できるのかは、同技術の通常の技術者にとって明らかとなるだろう。
例えば、ノードヘッド654に関する信号は、共用チャネルに多重化されること
は必要ではない。代わりに、直接信号経路が、ノードヘッド654とノードベー
ス656間の信号のために設けられる。マルチプレクサボードは、電力信号およ
び接地信号をノードヘッド654に提供するためにも使用できる。
In a preferred embodiment, the multiplexer is an 8-channel analog multiplexer used to relay tracking error signals, diagnostic signals, and limit switch signals from one or more node heads 654 to node base 656. In addition, an 8-channel digital multiplex latch can be used to receive various digital command signals from the node base 656 via the signal interface. After reading this description, it will become apparent to one of ordinary skill in the art how other circuits, devices, and techniques can be used to provide communication between node head 654 and node base 656. It will be.
For example, the signal for node head 654 need not be multiplexed on a shared channel. Instead, a direct signal path is provided for the signal between the node head 654 and the node base 656. The multiplexer board can also be used to provide power and ground signals to node head 654.

【0088】 1つまたは複数のノードベース656は、それ以外の機能の中で、ノード10
8の制御を提供するためおよびノード108を施設104またはネットワーク1
16に接続するためにノード108内に含むことができる。代わりに、これらの
機能は、1つまたは複数のノードヘッド654の間で代表させることができる。
図13は、本発明のある実施態様に従って、一例としてのノードベース656の
構成部品の論理内訳を示すブロック図である。この論理的な分類は、説明目的の
ためだけに提供され、ノードベース656の特定の物理アーキテクチャを必要と
すると解釈されてはならない。ここでは図13を参照すると、ノードベース65
6は、機械的な構成部品804および電子回路または電気構成部品810を含む
。ノードベース656の機械的な態様は、ノードベース656を施設104に取
り付けるためのマウント806、および電源808をノードベース656に接続
するために活用される構造を含む。電子回路810は、図解されている例では、
プロセッサ812、パケットスイッチ814、補助チャネル816、電力818
、温度制御820、および移送インタフェース822を含むことがある。これら
の論理構成部品のそれぞれが、ここに説明される。
The one or more node bases 656, among other functions,
8 and provide node 108 to facility 104 or network 1
16 can be included within node 108 to connect to the same. Alternatively, these functions can be represented among one or more node heads 654.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a logical breakdown of components of an exemplary node base 656, in accordance with one embodiment of the present invention. This logical classification is provided for illustrative purposes only and should not be construed as requiring a particular physical architecture of the node base 656. Here, referring to FIG.
6 includes a mechanical component 804 and an electronic circuit or electrical component 810. The mechanical aspects of the node base 656 include a mount 806 for attaching the node base 656 to the facility 104 and structures utilized to connect the power supply 808 to the node base 656. The electronic circuit 810, in the illustrated example,
Processor 812, packet switch 814, auxiliary channel 816, power 818
, A temperature control 820, and a transfer interface 822. Each of these logical components is described herein.

【0089】 ベースマウント806は、ノード108を施設104の敷地に取り付けること
ができるようにする物理的なマウントを提供する。好ましくは、ある実施態様に
おいては、ベースマウント806は、少なくとも2つの機能を提供する。ベース
マウント806が実行できる1つの機能とは、レベリング(水平化)の機能、ま
たはそれ以外の場合はノード108の位置または配向を調整する機能である。こ
の目的のため、ある実施態様では、ベースマウント806は、例えば、機械的な
ボールジョイント装置などのレベリング装置、あるいは装置のレベリングを可能
にするそれ以外の装置を含むことがある。
The base mount 806 provides a physical mount that allows the node 108 to be mounted on the premises of the facility 104. Preferably, in certain embodiments, base mount 806 provides at least two functions. One function that the base mount 806 can perform is a leveling (leveling) function or otherwise adjust the position or orientation of the node 108. To this end, in some embodiments, the base mount 806 may include a leveling device, such as, for example, a mechanical ball joint device, or other device that allows leveling of the device.

【0090】 さらに、ノード108は、ノード108が一定の度合いの精度までレベリング
できるように二次元用レベルインジケータを含むことがある。ある実施態様では
、ベースマウント806は、他の精度レベルを設けることもできるが、それぞれ
の軸で1度の約2分の1から3分の1という精度までのレベリングを可能にする
。ある実施態様では、後述されるように、ノード108の適切なレベリングによ
り、さらに正確なポインティングが可能になる。
Further, node 108 may include a two-dimensional level indicator so that node 108 can level to a certain degree of accuracy. In some embodiments, the base mount 806 allows for leveling to approximately one-half to one-third of an degree on each axis, although other levels of accuracy may be provided. In some embodiments, proper leveling of nodes 108 allows for more accurate pointing, as described below.

【0091】 ベースマウント806の第2機能とは、ノード108から熱を伝えるための経
路を提供することである。このようにして、ベースマウント806は、ノードベ
ース656を対流で冷却するのを補助するために、熱フィンまたはそれ以外の装
置を含むことがある。
A second function of base mount 806 is to provide a path for transferring heat from node 108. In this manner, base mount 806 may include thermal fins or other devices to help convectively cool node base 656.

【0092】 機械的なインタフェース808は、電力回線および信号回線および施設104
からノード108までのケーブルのためのインタフェースを提供するために含む
ことができる。好ましくは、機械的なインタフェースは、成分からのある程度の
保護を提供し、水分またはそれ以外の望ましくない成分がノード108へのアク
セスを得ることを制限する。
The mechanical interface 808 includes power and signal lines and the facility 104.
To provide an interface for the cable from to the node 108. Preferably, the mechanical interface provides some protection from the components and limits moisture or other unwanted components from gaining access to node 108.

【0093】 ある実施態様に従った電子回路要素810がここで説明される。ある実施態様
では、補助チャネル816は、ノード108と、通信リンク110およびネット
ワーク116とは別個の、または通信リンク110およびネットワーク116に
加えた別のエンティティの間での通信を提供するために含むことができる。この
ような補助チャネル816は、2つまたは3つ以上の目的の内の少なくとも1つ
のために設けることができる。1つの目的とは、新しいノード108のインスト
ール中に、そのノード108にまたはそれからデータを受け渡すことだろう。従
って、ノードが施設104またはネットワーク116に接続される前に、補助チ
ャネル816は、そのノード108が他のエンティティと通信し、インストール
を容易にしたり、それ以外の目的でデータを共用できるようにするために活用で
きる。
An electronic circuit component 810 according to one embodiment is now described. In some embodiments, auxiliary channel 816 may be included to provide communication between node 108 and another entity separate from or in addition to communication link 110 and network 116. Can be. Such an auxiliary channel 816 may be provided for at least one of two or more purposes. One purpose may be to pass data to or from a new node 108 during installation. Thus, before the node is connected to the facility 104 or the network 116, the auxiliary channel 816 allows the node 108 to communicate with other entities to facilitate installation or otherwise share data for other purposes. Can be used for

【0094】 さらに、補助チャネル816は、ノード108のフィールド耐用期間(fie
ldlife)中の通信のために、ノード108の補助チャンネルを提供するた
めに使用することができる。例えば、補助チャネル816は、ステータス信号ま
たはその他の信号を別のエンティティに提供するために、あるいは制御信号また
は更新を別のエンティティから受信するために使用することができる。1つの例
の実施態様では、この説明で言及されている他のエンティティは、例えば、中央
局またはそれを通してネットワーク100を制御、監視、または調整することが
できるその他の局である。補助チャネル816は、ノード108およびネットワ
ーク100へのインストール及び統合中、あるいはネットワーク100内でのノ
ード108の作動中に使用することができる。インストールプロセスおよび統合
プロセスと関連して提供できる機能および通信は、インストレーションフィクス
チャを記述する項の中でさらに詳細に後述される。
In addition, the auxiliary channel 816 provides a field lifetime (fie
It can be used to provide an auxiliary channel for node 108 for communication during ldlife). For example, the auxiliary channel 816 can be used to provide status or other signals to another entity, or to receive control signals or updates from another entity. In one example implementation, the other entities mentioned in this description are, for example, a central office or other office through which network 100 can be controlled, monitored, or coordinated. Auxiliary channel 816 may be used during installation and integration with node 108 and network 100, or during operation of node 108 within network 100. The functions and communications that can be provided in connection with the installation and integration processes are described in further detail below in the section describing the installation fixture.

【0095】 1つの実施態様では、補助チャネル816は、ノード108と中央局またはそ
の他のネットワーク管理アプリケーションの間でデータを受け渡すために、例え
ば、ReFlex25または50などの二方向ページングプロトコルを使用でき
る。それ以外のプロトコルまたはフォーマットを使用できるだろうが、ReFl
ex25または50は、モトローラの独占プロトコルである。二方向ページャは
、例えば、RS−232データリンクを使用して、ノードベース655のメイン
プロセッサに接続することができる。代替実施態様では、その他の通信フォーマ
ットまたはプロトコルが、補助チャネル816を提供するために使用できる。好
ましくは、補助チャネルは、サイト通信の回線が必要とされないように、無線R
F通信リンクとして提供される。
In one embodiment, auxiliary channel 816 may use a two-way paging protocol, such as, for example, ReFlex 25 or 50, for passing data between node 108 and the central office or other network management application. Other protocols or formats could be used, but ReFl
ex25 or 50 is Motorola's proprietary protocol. The two-way pager may be connected to the node-based 655 main processor using, for example, an RS-232 data link. In alternative embodiments, other communication formats or protocols can be used to provide the auxiliary channel 816. Preferably, the auxiliary channel is a radio R so that no line of site communication is required.
Provided as F communication link.

【0096】 補助チャネル816は、そのノード108が、ネットワークから「消えてしま
った」場合にノード108と通信するために使用してもよい。このようにして、
ノード108の他の移送チャネル(つまり、チャネル110)が機能していない
場合、補助チャネル816を使用できる。例えば、補助チャネル816は、それ
以外の場合には無能と(ディスエーブル)されているノード108に通信を送信
し、それから通信を受信するために使用できる。この用途では、補助チャネル8
16は、技術者にノード108に存在する可能性のある問題点の表示を与えるこ
とがある、ステータス情報を中央局に送信することができる。従って、技術者が
、ディスエーブルされているノード108を修理するために施設104に派遣さ
れる場合、その技術者は、局を離れる前にこの情報を得て、さらによく準備がで
きる。ある実施態様では、補助チャネル816は、ノード108内のどこか他の
場所での停電が発生した場合にも動作できるように、電池電力供給式であるか、
太陽熱で電力が供給される。
The auxiliary channel 816 may be used to communicate with the node 108 if the node 108 has “disappeared” from the network. In this way,
If other transport channels of node 108 (ie, channel 110) are not functioning, auxiliary channel 816 can be used. For example, the auxiliary channel 816 can be used to send communications to and receive communications from nodes 108 that are otherwise disabled. In this application, auxiliary channel 8
16 can send status information to the central office, which may give the technician an indication of any problems that may exist at node 108. Thus, if a technician is dispatched to the facility 104 to repair a disabled node 108, the technician will gain this information before leaving the station and be better prepared. In one embodiment, the auxiliary channel 816 is battery powered or capable of operating in the event of a power outage somewhere else in the node 108,
Power is supplied by solar heat.

【0097】 図14は、ReFlex25または50プロトコルを使用する本発明の実施態
様に従った補助チャネル816の実施の例を示す図である。この説明を読んだ後
、他のフォーマットまたはプロトコルを使用して補助チャネル816を実現する
方法は、普通の技術の熟練者には明らかになるであろう。プロセッサ840内で
発するノード108からのデータは、好ましくはRS−232インタフェースを
介して、ReFlexベースの遠隔ページャ842に送信される。ReFlex
遠隔ページャ842は、このデータを補助チャネル816上で、例えばReFl
ex 25 NPCS受信機846などの受信機846に送信する。受信機84
6は、これらの信号をRFディレクタ850に提供する。ReFlexフォーマ
ットに従って、これは、受信機846とRFディレクタ850間の衛星リンクを
介して実行される。ただし、代替のリンクも提供され得る。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example implementation of the auxiliary channel 816 according to an embodiment of the present invention using the ReFlex 25 or 50 protocol. After reading this description, it will become apparent to a person of ordinary skill in the art how to implement the auxiliary channel 816 using other formats or protocols. Data from node 108 originating within processor 840 is transmitted to a ReFlex-based remote pager 842, preferably via an RS-232 interface. ReFlex
The remote pager 842 transmits this data on the auxiliary channel 816, eg, ReFl
transmit to a receiver 846, such as an ex 25 NPCS receiver 846. Receiver 84
6 provides these signals to the RF director 850. According to the ReFlex format, this is performed via a satellite link between the receiver 846 and the RF director 850. However, alternative links may be provided.

【0098】 RFディレクタ850は、中央局858に、あるいはインターネット860ま
たはモデム862を介して中央局858にデータを提供するため、ページング端
末852およびReFlex送信機854のどちらかにデータを送信する。通信
路は、反対方向においても同様に動作する。中央局858は、ローカルReFl
ex受信機856へ通信を送信する。この受信機は、衛星リンクを介してRFデ
ィレクタ850にデータを提供し、同ディレクタ850はデータをReFlex
送信機854を介してノード108にダウンロードする。モデムおよび/または
インターネット通信がノードに対し提供できるだろうが、それらは示されている
実施態様では提供されていない。したがって、中央局858からノード108へ
の通信は、送信機854を介して実行される。図14に関して前記に提供された
記述は、ReFlex通信を詳細に説明しているが、それ以外の通信システム、
プロトコルまたはフォーマットが、ノード108と中央局858間の補助チャネ
ルを介してインタフェースを提供するために使用できる。
The RF director 850 sends data to either the paging terminal 852 and the ReFlex transmitter 854 to provide data to the central office 858 or to the central office 858 via the Internet 860 or modem 862. The communication path operates similarly in the opposite direction. The central office 858 has a local ReFl
The communication is transmitted to the ex receiver 856. The receiver provides data over a satellite link to an RF director 850, which transmits the data to a ReFlex
Download to node 108 via transmitter 854. Modems and / or Internet communications could be provided to the nodes, but they are not provided in the illustrated embodiment. Thus, communication from central office 858 to node 108 is performed via transmitter 854. The description provided above with respect to FIG. 14 describes the ReFlex communication in detail, but other communication systems,
A protocol or format may be used to provide an interface via an auxiliary channel between node 108 and central office 858.

【0099】 前述されたように、1つの実施態様では、データはATMパケットを使用して
ネットワーク100全体で移送される。従って、この実施態様では、パケットス
イッチ814はATMスイッチである。代替実施態様の場合、代替パケット交換
が設けられている。さらに、ノード108間の通信がパケット化されていない実
施態様の場合、通信リンク110用の代替インタフェースが設けられ得る。
As mentioned above, in one embodiment, data is transported across network 100 using ATM packets. Thus, in this embodiment, packet switch 814 is an ATM switch. In an alternative embodiment, an alternative packet switch is provided. Further, in embodiments where communication between nodes 108 is not packetized, an alternative interface for communication link 110 may be provided.

【0100】 また、前述されたように、ある実施態様では、ノード108は、4つの別個の
通信リンク110に接続する能力を含む。このようにして、この実施態様では、
ノード108は、入力端部で、カスタマからだけではなく、下流光学リンクから
のセルストリームも多重化することができる。また、ノードは、次の最も近い上
流ノード108への送達のために、1つまたは複数の出力セルストリームを多重
化することもできる。具体的には、ある実施態様では、ノード108は、最高4
つのセルストリームを多重化できる。つまり、下流光学リンク110から3つ、
およびカスタマから1つである。好ましくは、複数のストリームは、通信リンク
110を介して次の上流ノード108への送達のために単一ストリームの中に多
重化される。言うまでもなく、異なるネットワーク構成のために、これらの要因
は相応じて拡大縮小できる。さらに、ネットワーク100の拡大に備えるために
追加の機能を提供することができる。
Also, as described above, in one embodiment, node 108 includes the ability to connect to four separate communication links 110. Thus, in this embodiment,
Node 108 can multiplex cell streams from downstream optical links as well as from customers at the input end. A node may also multiplex one or more output cell streams for delivery to the next closest upstream node 108. Specifically, in one embodiment, nodes 108 may have up to four
One cell stream can be multiplexed. That is, three from the downstream optical link 110,
And one from the customer. Preferably, the multiple streams are multiplexed into a single stream for delivery to the next upstream node 108 via the communication link 110. Of course, due to different network configurations, these factors can be scaled accordingly. Further, additional features can be provided to prepare for expansion of the network 100.

【0101】 光学リンク110を介する1つまたは複数のノードへ、及び施設104内のカ
スタマへの通信のために、各ノード108は信号をセルストリームの中に逆多重
化(demultiplex)することができる。例えば、図1に示されている
実施態様などの例の実施態様では、6x6のATMスイッチで十分である。ある
実施態様では、データ転送速度は毎秒622Mbitであるため、ATMスイッ
チはOC−12データ転送速度で動作する。それ以外のデータ転送速度は、アプ
リケーションの要件に応じて選択することができる。
Each node 108 may demultiplex the signal into a cell stream for communication to one or more nodes via optical link 110 and to customers within facility 104. . For example, in an example embodiment, such as the embodiment shown in FIG. 1, a 6 × 6 ATM switch is sufficient. In one embodiment, the ATM switch operates at the OC-12 data rate because the data rate is 622 Mbits per second. Other data rates can be selected according to the requirements of the application.

【0102】 ある実施態様では、スイッチ814は、それが仮想経路を作成できるように、
ネットワーク管理コマンドを受け入れるために準備されている。言い替えると、
スイッチ814の経路指定テーブル(ルーティングテーブル)は、それらがソフ
トウェアによって発行されたコマンドに反応し、それらがそれぞれの着信セルの
仮想経路識別子を所定の経路指定(ルーティング)に変換できるようにするよう
に構成されている。さらに、スイッチ814が、中央局へのセル損失統計を報告
する能力を含む診断機能を含むことが好ましい。このような統計は、補助チャネ
ル816を通して通信網116を介し、あるいはそれ以外の場合、データストリ
ームに含むことができる。
[0102] In one embodiment, switch 814 is configured to enable it to create a virtual path.
Be prepared to accept network management commands. In other words,
The routing tables (routing tables) of the switches 814 allow them to respond to commands issued by the software and allow them to translate the virtual routing identifier of each incoming cell into a predetermined routing. It is configured. Further, switch 814 preferably includes diagnostic features including the ability to report cell loss statistics to the central office. Such statistics may be included over the communication network 116 via the auxiliary channel 816 or otherwise in the data stream.

【0103】 通常、ATMスイッチは技術で周知であり、したがってさらに詳細にここでは
説明されない。一般的には、ATMスイッチは着信セルを検出し、複数の入力回
線で着信するセルの境界を位置合わせし、セルの経路指定(ルーティング)を決
定するためにVPIを検査し、シリアルストリームをワード並列フォーマットに
変換し、ワードを共用バス上でタイムスロットに時間多重化する。経路指定制御
装置は、ルーティングテーブルに経路決定変換命令を提供するか、着信する仮想
経路識別子を回線インタフェースから受け入れ、正しい経路指定命令を提供する
。複数のルーティング要素は、出力ごとに提供できる。ルーティング要素は、共
用バス上に出現する各ワードに関連付けられたルーティング命令を検査し、その
対応する出力キューにその出力向けのそれらのセルセグメントだけを送達する。
In general, ATM switches are well known in the art and therefore will not be described in further detail here. In general, ATM switches detect incoming cells, align the boundaries of incoming cells on multiple input lines, inspect the VPI to determine cell routing, and write the serial stream to a word. Convert to parallel format and time multiplex words into time slots on a shared bus. The routing controller may provide a routing decision conversion command to the routing table or accept an incoming virtual route identifier from the line interface and provide a correct routing command. Multiple routing elements can be provided for each output. The routing element examines the routing instructions associated with each word appearing on the shared bus and delivers only those cell segments for its output to its corresponding output queue.

【0104】 ATM実施態様では、各出力キューが、着信するワードをATMセルに再アセ
ンブル(再組み立て)し、各ATMセルをシリアルフォーマットで対応する出力
ポートに送達する。
In an ATM implementation, each output queue reassembles (reassembles) incoming words into ATM cells and delivers each ATM cell in serial format to a corresponding output port.

【0105】 I/Oインタフェース820は、ノードベース656をノードヘッド654ま
たはそれ以外の外部装置に接続する能力を提供する。ある実施態様では、アクセ
スポートは、ノード108が施設104でインストールされた後にI/Oリンク
への容易なアクセスを提供するために上部ノードヘッド64の上部で提供するこ
とができる。
The I / O interface 820 provides the ability to connect the node base 656 to a node head 654 or other external device. In some embodiments, an access port may be provided on top of upper node head 64 to provide easy access to I / O links after node 108 is installed at facility 104.

【0106】 ある実施態様では、診断インタフェースが含まれ、ノードベース656からイ
ンストレーションフィクスチャまたは外部診断装置へ通信リンクを提供する。任
意の数のリンクタイプが提供できるが、ある実施態様では、それは、エンクロー
ジャの完全性を維持することができるために、光学リンクである。このようにし
て、診断I/O用のアクセスポートは、赤外線放射にトランスペアレントなウィ
ンドウである。ある実施態様では、診断I/OはIrDA(赤外線データ取得)
などの赤外線ベースのものである。
In one embodiment, a diagnostic interface is included to provide a communication link from the node base 656 to an installation fixture or external diagnostic device. Although any number of link types can be provided, in some embodiments it is an optical link because it can maintain the integrity of the enclosure. Thus, the access port for diagnostic I / O is a window that is transparent to infrared radiation. In one embodiment, the diagnostic I / O is IrDA (Infrared Data Acquisition)
It is infrared based.

【0107】 データ入出力セクションも、ノードベース656とノードヘッド654の間で
データを交換できるようにするために提供される。ノードヘッド654がアドレ
ス指定されるある実施態様では、データI/Oは、ある特定のノードヘッド65
4の選択を可能にする複数のアドレス回線を含む。このアドレス指定能力は、ノ
ードヘッド654とノードベース656の間の通信が多重化された通信である実
施態様で有効である。言うまでもなく、アドレス指定が必要ではない実施態様で
は、これらのアドレス回線は提供される必要はない。
A data input / output section is also provided to allow data to be exchanged between node base 656 and node head 654. In one embodiment, where node head 654 is addressed, data I / O is transmitted to a particular node head 65.
Includes multiple address lines that allow four choices. This addressing capability is useful in embodiments where the communication between node head 654 and node base 656 is a multiplexed communication. Of course, in embodiments where addressing is not required, these address lines need not be provided.

【0108】 ある実施態様では、アドレス回線は、例えばディジタル電位差計、レジスタ、
あるいはそれ以外の装置または構成部品などのノードヘッド654内の多様な構
成部品にデータを書き込むことができるようにするために、アドレス回線を提供
し、使用することもできる。データI/O814の別の機能は、アナログ形式で
ノードヘッド654から到来する信号をディジタル化し、それらのデータがノー
ドベース656内のプロセッサによって解釈できるようにすることである。アド
レス回線が使用される場合、回線数は、アドレス指定されている装置または構成
部品の数に基づいて決定され得る。
In one embodiment, the address line comprises, for example, a digital potentiometer, a register,
Alternatively, address lines may be provided and used to allow data to be written to various components within the node head 654, such as other devices or components. Another function of data I / O 814 is to digitize signals coming from node head 654 in analog form so that their data can be interpreted by a processor in node base 656. If address lines are used, the number of lines may be determined based on the number of devices or components being addressed.

【0109】 ノードベース656の電子回路も、制御器812を含むことがある。ある実施
態様では、制御器812は、プロセッサベースの制御器812である。ある実施
態様では、プロセッサベースの制御器は、ノードベース656の制御および動作
を提供するために、1台または複数台のマイクロプロセッサを使用して実現する
ことができる。さらに、制御器812は、1つまたは複数のノードヘッド654
の機能および動作を制御することができる。この例の実施態様のマイクロプロセ
ッサ制御器812は、メモリおよびパケットスイッチ814、補助チャネル81
6、およびI/O820へのインタフェースも含むことがある。
The electronics of the node base 656 may also include the controller 812. In one embodiment, controller 812 is a processor-based controller 812. In some implementations, the processor-based controller can be implemented using one or more microprocessors to provide node-based 656 control and operation. Further, controller 812 may include one or more node heads 654
Function and operation can be controlled. The microprocessor controller 812 of this example embodiment includes a memory and packet switch 814, an auxiliary channel 81
6, and an interface to the I / O 820.

【0110】 制御器812の1つの機能は、ネットワーク816から通信信号を受信し、こ
れらの信号をネットワーク上での経路指定(ルーティング)のために1つまたは
複数のノードヘッド654に提供することである。これらの機能は、ネットワー
ク116およびネットワーク100のために選ばれたデータフォーマットに関係
なく、制御装置812によって実行できる。しかしながら、プロセッサは、大部
分の実施態様が一般的にネットワーク116およびネットワーク100上で異な
る通信プロトコルを持つので、なんらかのレベルのプロトコル変換を実行するよ
うに要求されるだろう。
One function of controller 812 is to receive communication signals from network 816 and provide these signals to one or more node heads 654 for routing on the network. is there. These functions can be performed by controller 812 regardless of the data format selected for network 116 and network 100. However, the processor will be required to perform some level of protocol conversion, as most implementations generally have different communication protocols over network 116 and network 100.

【0111】 種々の異なる通信プロトコルはサポートされ得るが、前記で解説されている実
施態様の中で、ネットワーク116は、顧客からのOC3−C SONET信号
を利用している。移送ボード822が、この実施態様に関して記載されている。
この実施形態では連結されたSONET信号は、SONET構造にてATMセル
を有する顧客の中央局機器として普及してきた。従って、この実施態様の中で、
移送ボード822は、SONETのオーバーヘッドをはぎ取って、4個の155
メガビット/秒のATMのストリームを単独の622メガビット/秒のATMの
ストリームの上に重ねることができる。この単一ストリームは、それから、パケ
ット・スイッチ814に転送されて、1個あるいはそれ異常のノード・ヘッド6
54によりネットワーク100にわたる経路指定がなされる。この実施態様の中
で、この機能は、ネットワーク100のルートノード108Aが、通信ネットワ
ーク116と交信するように指定されているので、このルート・ノード108A
の中でのみ起こる。
While a variety of different communication protocols may be supported, in the embodiment described above, network 116 utilizes OC3-C SONET signals from customers. A transfer board 822 is described for this embodiment.
In this embodiment, the linked SONET signal has become widespread as a customer's central office equipment having ATM cells in a SONET structure. Thus, in this embodiment,
The transfer board 822 strips the SONET overhead and removes the four 155
A megabit / second ATM stream can be overlaid on a single 622 megabit / second ATM stream. This single stream is then forwarded to packet switch 814, where one or more abnormal node heads 6
54 routes the network 100. In this embodiment, this function is implemented because the root node 108A of the network 100 has been designated to communicate with the communication network 116, so that the root node 108A
Only happens within.

【0112】 プロセッサ812により達成できるもう一つの機能は、通信リンク110から
通信を受け取って、施設104の中の最終使用者により容認できる通信プロトコ
ルでこれらの通信を提供することである。ここでも、また、多数の通信フォーマ
ットとプロトコルがサポートされ得るが、制御装置812の機能が、前記で解説
された実施態様を引用して説明される。この実施態様のなかで、プロセッサ81
2は、スイッチ814からATMセルのストリームを622メガビット/秒で受
け入れることができる。このストリームはデマルチプレクサにより4個の155
メガビット/秒のATMセル・ストリームに逆多重化され、SONETでカプセ
ル化されてから、顧客のNTUに提供されて、施設104の中の最終使用者に届
けられる。この信号を、またスクランブルして、符号化するか、あるいは、例え
ば巡回冗長検査(CRC)のようなエラー・チェックを提供することができる。
Another function that can be accomplished by processor 812 is to receive communications from communication link 110 and provide these communications in a communications protocol that is acceptable to an end user within facility 104. Again, although a number of communication formats and protocols may be supported, the functionality of controller 812 will be described with reference to the embodiments described above. In this embodiment, the processor 81
2 can accept a stream of ATM cells from the switch 814 at 622 Mbit / s. This stream is demultiplexed by four 155
It is demultiplexed into a megabit / second ATM cell stream, encapsulated in SONET, then provided to the customer's NTU and delivered to the end user in the facility 104. This signal can also be scrambled and encoded or provide an error check such as, for example, a cyclic redundancy check (CRC).

【0113】 本発明のある実施態様において、市販のチップセットを使用することができる
。例えば、ルート・ノード108Aの所のOC3−C信号を、PMC Sier
ra Sonnet ATMマッピング(写像)用チップ、Lucent DE
TROIT 4方向リードATM/SONETチップセットあるは他のマッピン
グ・チップセットのようなチップセットに入力することができる。オーバーヘッ
ドプロセッサを使用してSONETオーバーヘッドを各々の信号からはぎ取って
、オーバーヘッド情報をマイクロプロセッサ880に渡すことができる。オーバ
ーヘッドプロセッサは、またプロセッサ880にポインタ(所在指示)逐次翻訳
情報を備えてSONET信号の中でどこにペイロードが駐在するかを決定するこ
とができる。ペイロードは、それからパケットスイッチ814に渡されて、線引
きして、信号が分かるように復元して、カプセルを開いて、CRCの検証を行う
。ある実施態様の中で、ATMセルは、UTOPIAインターフェースを経由し
てパケットスイッチを出て、4から1のマルチプレクサに入力されて、622メ
ガビット/秒ATMセルとして出力される。
In one embodiment of the present invention, a commercially available chipset can be used. For example, the OC3-C signal at the root node 108A is
ra Sonnet ATM mapping (mapping) chip, Lucent DE
The TROIT 4-way lead can be input to a chipset, such as an ATM / SONET chipset or another mapping chipset. The SONET overhead can be stripped from each signal using an overhead processor and the overhead information can be passed to the microprocessor 880. The overhead processor may also provide the processor 880 with pointer (location) sequential translation information to determine where the payload resides in the SONET signal. The payload is then passed to the packet switch 814 where it is delineated and reconstructed so that the signal is visible, opening the capsule and verifying the CRC. In one embodiment, the ATM cells exit the packet switch via the UTOPIA interface, are input to a 4-to-1 multiplexer, and are output as 622 Mbit / s ATM cells.

【0114】 行き先(着信地)ノード108Cに対して、ノードヘッド654の一つからの
622メガビット/秒ATMセルのストリームが、1から4のマルチプレクサに
供給され、前記のマルチプレクサの中で4個の155メガビット/秒ATMセル
ビットストリームに転換される。これ等のビットストリームは、それからLuc
ent DETROITチップセットのパケット/セルプロセッサ(あるいは市
販のチップセット)に供給され、カプセル化、スクランブル、とCRCの生成が
行われる。これ等のビットストリームを、それからSPEマッパーとそれからオ
ーバーヘッドプロセッサに送られ、その場所で、これ等のビットストリームは、
顧客のNTUに対する出力のための基準SONETフォーマットで現れる。
For the destination node 108 C, a stream of 622 Mbit / s ATM cells from one of the node heads 654 is provided to one to four multiplexers, among which four are located. Converted to a 155 Mbit / sec ATM cell bit stream. These bitstreams are then Luc
The packet is supplied to a packet / cell processor (or a commercially available chipset) of the ent DETROIT chipset, and is subjected to encapsulation, scrambling, and generation of a CRC. These bitstreams are then sent to an SPE mapper and then to an overhead processor, where they are
Appears in standard SONET format for output to the customer's NTU.

【0115】 前記で説明されている特定の実施態様に、特定の構成部品と通信フォーマット
が備えられているが、当業者であれば、代案としての通信フォーマットとプロト
コルでも取り扱うことができ、通信ネットワーク116及び、ネットワーク11
0と、施設104の所の最終使用者との間で、適切な転換を実施することができ
ることが分かるはずである。更に、説明されたプロトコルとフォーマットの範囲
内で、種々のビット速度とファンアウトの性能をもまた対応することができる。
Although the particular embodiments described above are provided with specific components and communication formats, those skilled in the art will be able to handle alternative communication formats and protocols as well, 116 and network 11
It should be appreciated that a suitable diversion can be performed between zero and the end user at facility 104. Further, within the described protocols and formats, various bit rates and fan-out performances can also be accommodated.

【0116】 プロセッサ880は、局部メモリー884を使用して、この機能を実施するの
に当たって支援することができる。メモリー884を、プロセッサをベースとす
るシステムに連動する従来のRAMとROM機能から成るものとすることができ
る。マイクロプロセッサ880が、単一のプロセッサとして図示されているが。
他の一個のプロセッサと関連して操作される1個あるいはそれ以上のマイクプロ
セッサで機能を実行することができる。
The processor 880 can use the local memory 884 to assist in performing this function. The memory 884 may consist of conventional RAM and ROM functions associated with a processor-based system. Although microprocessor 880 is illustrated as a single processor.
The functions may be performed by one or more microprocessors operating in conjunction with one other processor.

【0117】 前記で説明されているとおり、通信ネットワーク100の1個あるいはそれ以
上の実施態様を、通信ネットワークを構成する通信リンク110を提供する複数
のノード108から成るものとすることができる。更に前記で説明されていると
おり、複数のノード108を、ノードヘッド654として前記で引用されている
、ネットワーク100を横断して種々の通信リンク100を実施することができ
る1個あるいはそれ以上のエレメントから成るものとすることができる。具体的
には、前記で説明されているネットワーク100のある実施態様の中で、ノード
108の各々は、ネットワークの中の他のノード108をポインティングしてい
る1個あるいはそれ以上のトランシーバを有している。
As described above, one or more embodiments of communication network 100 may comprise a plurality of nodes 108 that provide communication links 110 that make up the communication network. As further described above, the plurality of nodes 108 may be one or more elements capable of implementing various communication links 100 across the network 100, referred to above as node heads 654. Consisting of Specifically, in certain embodiments of network 100 described above, each of nodes 108 includes one or more transceivers pointing to other nodes 108 in the network. ing.

【0118】 比較的狭い帯域幅の信号の場合、ノード108のトランシーバが、ある程度の
正確さで他のノードのトランシーバをポインティングすることが重要である。こ
のことは、通信リンク110が、光通信(光学的)リンクとして実施され、光信
号が比較的狭いビーム幅と少ない発散を有する所における応用に特に重要である
。更に正確なポインティングは、ある程度ネットワーク100内のノード108
の位置精度により左右される。
For relatively low bandwidth signals, it is important that the transceiver at node 108 point to the transceiver at another node with some accuracy. This is particularly important for applications where the communication link 110 is implemented as an optical communication (optical) link, where the optical signal has a relatively narrow beam width and low divergence. More accurate pointing is to a certain extent node 108 in network 100.
Depends on the positional accuracy of

【0119】 従って、インストレーションフィクスチを、前記で説明されている光通信ネッ
トワーク100のようなネットワークの範囲内で1個あるいはそれ以上のノード
108の設置及び統合を容易に組み込めるように備えることができる。このイン
ストレーションフィクスチャは、ここで、前記で説明されている光通信ネットワ
ーク100による作動のために適切な実施態様の立場から説明される。しかし、
この説明を読めば、当業者であれば、ポインティングあるは位置決定が一定のレ
ベルの精度で達成されることが望ましい他の応用のためにインストレーションフ
ィクスチャを実施することができるはずである。
Accordingly, an installation fixture may be provided to facilitate the installation and integration of one or more nodes 108 within a network such as the optical communication network 100 described above. it can. This installation fixture will now be described in terms of an embodiment suitable for operation with the optical communication network 100 described above. But,
After reading this description, those skilled in the art will be able to implement installation fixtures for pointing or other applications in which position determination is desired to be achieved with a certain level of accuracy.

【0120】 図15は、本発明に従った前記のインストレーションフィクスチャの実施態様
を示しているブロック線図である。ここで、図15を参照すると、インストレー
ションフィクスチャの実施態様は、全地球測位システム(以下GPS)受信機9
04、即ちデジタルコンパス908と、制御装置912と、オペレータ・インタ
ーフェース916と、補助チャンネル920と、局部記憶装置928と、トラン
シーバに対する通信インターフェース916と、ネットワーク・インターフェー
ス924から成る。インストレーションフィクスチャの中に含めることができる
これ等の構成部品の各々は、ここで説明される。
FIG. 15 is a block diagram illustrating an embodiment of the installation fixture according to the present invention. Referring now to FIG. 15, an embodiment of the installation fixture includes a global positioning system (GPS) receiver 9.
04, a digital compass 908, a controller 912, an operator interface 916, an auxiliary channel 920, a local storage 928, a communication interface 916 to the transceiver, and a network interface 924. Each of these components that can be included in the installation fixture is described herein.

【0121】 ある実施態様の中で、GPS受信機904は、GPSポインティング(位置決
定)情報を受信して、インストレーションフィクスチャの場所を決定する能力を
有するGPS受信機である。ある実施態様の中で、従来のGPS受信機より位置
の決定の精度を上げるために差動GPSが使用されている。差動GPSを使用す
る一部の実施態様の中で、位置決定を、メートルあるはメートル以下のレベルと
することができる。できれば、GPS受信機に、インストレーションフィクスチ
ャの場所が正確に決定できるように、大地基準に対するX,Y,とZ位置決定機
能が備えられていることが好ましい。
In one embodiment, GPS receiver 904 is a GPS receiver capable of receiving GPS pointing (location) information and determining the location of an installation fixture. In one embodiment, differential GPS is used to improve the accuracy of position determination over conventional GPS receivers. In some embodiments using differential GPS, position determination can be at the meter or sub-meter level. Preferably, the GPS receiver is provided with X, Y, and Z position determination functions with respect to the ground reference so that the location of the installation fixture can be accurately determined.

【0122】 ある実施態様の中で、FugroのOmnistar Serviceによる
差動GPS受信機904のサービスが備えられている。このサービスは、静止衛
星を利用して、約1メートルまで働くポインティング(位置決め)情報を提供す
る。例えば、従来の非差動GPS、あるいはポインティングサービスあるいはデ
バイスのような他のポインティングシステムを使用することができる。ノード1
08を、位置決定のための監視装置で手動で監視するものとすることができるが
、、例えば、GPS受信機904が使用されるような自動化デバイスとすること
が好ましい。前記のデバイスで、インストレーションフィクスチャの自動化され
またより迅速な位置決定を行うことができる。一旦決定されたら、通常座標位置
(即ち、X,Y,Z軸上の位置)の意味で表されるポインティング(位置)情報
が、制御装置912に提供される。
In one embodiment, the service of a differential GPS receiver 904 by Fugro's Omnistar Service is provided. This service uses geostationary satellites to provide pointing information that works up to about one meter. For example, a conventional non-differential GPS or other pointing system such as a pointing service or device can be used. Node 1
08 may be manually monitored by a monitoring device for position determination, but is preferably an automated device such as a GPS receiver 904 is used. With such a device, an automated and faster positioning of the installation fixture can be performed. Once determined, pointing (position) information, typically represented in the sense of a coordinate position (ie, a position on the X, Y, and Z axes), is provided to controller 912.

【0123】 前記で説明されているネットワーク100の意味で、本発明に基づくインスト
レーションフィクスチャを、ノード108に搭載することができる。この様にし
て、インストレーションフィクスチャを、例としてのネットワーク100の中に
使用して、ネットワークの内にノート108を統合する(組み込む)ことができ
る。具体的には、インストレーションフィクスチャを使用して、ネットワーク1
00の範囲内のノード108の場所と、またノードの配行のようなノードのパラ
メータを決定することができる。この情報を、ノード108の中の種々のノード
ヘッド654のポインティングを容易にするように使用することができる。
In the sense of the network 100 described above, an installation fixture according to the invention can be mounted on the node 108. In this manner, the installation fixture can be used in the example network 100 to integrate (embed) the note 108 within the network. Specifically, the network 1 is installed using the installation fixture.
The location of the node 108 within the range of 00 and also the parameters of the node, such as the placement of the node, can be determined. This information can be used to facilitate pointing of various node heads 654 within node 108.

【0124】 デジタルコンパス908を備えて、インストレーションフィクスチャの配行を
決定することができる。ある実施態様の中で、インストレーションフィクスチャ
が、インストレーションフィクスチャの配行が、ノード108の配行と整合され
るようにノード108に搭載されている。この実施態様の中で、割り出しマーク
、溝、スロット、チャンネル、キー、べろと溝タイプのフィクスチャあるいは他
の構造物を備えて、技術者が、インストレーションフィクスチャをノード108
に取り付けて、これ等の2個の構成部品を互いに正しく整合させるようにするこ
とができる。これ等の構造で、更に設置工程(インストレーションプロセス)で
整合が狂わないようにすることができる。
A digital compass 908 can be provided to determine the placement of the installation fixture. In one embodiment, the installation fixture is mounted on the node 108 such that the arrangement of the installation fixture is matched with the arrangement of the node 108. In this embodiment, the technician can install the installation fixture at node 108 with index marks, grooves, slots, channels, keys, bellows and groove type fixtures or other structures.
To ensure that these two components are correctly aligned with each other. With these structures, the alignment can be prevented from being deviated in the installation process.

【0125】 このようにして、インストレーションフィクスチャの配行あるいいは“ポイン
ティング方向”の決定は、インストレーションフィクスチャに取り付けられるノ
ード108の方位の決定を提供する。この情報から、ノード108の中の1個あ
るいはそれ以上のトランシーバのポインティングを、決定することができる。あ
る実施態様においては、例えば、前記で説明されたストップ、リミットスイッチ
と位置符号化器のような特徴を利用してこの決定を行うことができる。
In this way, the determination of the placement or “pointing direction” of the installation fixture provides a determination of the orientation of the node 108 attached to the installation fixture. From this information, the pointing of one or more transceivers in node 108 can be determined. In some embodiments, this determination can be made using features such as, for example, the stops, limit switches, and position encoders described above.

【0126】 ある実施態様の中で、デジタルコンパス908は、磁気北に対する方位を提供
する。この実施態様の中で、方位は、0度を磁気北と180度を磁気南とする角
度の意味で提供される。更にデジタルコンパス908に、必要に応じて磁気北に
対する角度から実際の北の角度に修正することを実施させることができる。比較
的狭い地理的面積をカバーするネットワーク100の応用で、実際の北と磁気北
との間の誤差は、ネットワーク100を通じてほぼ均一である。従って、好まし
い実施態様の中で、この修正が必要でないか、あるいは実施されない。しかし、
前記の修正は、デジタルコンパス908あるは制御装置912により実施され得
、一般的にノード108が駐在する地理的領域を基礎としている。下記で説明さ
れているとおり、好ましくは、デジタルコンパス908は、下記に述べるように
、トランシーバが所望のノード108に最初に向くことができるのに十分な精度
である1/3°〜1/2°の方位が備えられる。ノード108間の距離と、送信
ビームの発散と、受信機の開口とに依存して、他の精度範囲を使用することがで
きる。
In one embodiment, digital compass 908 provides an orientation for magnetic north. In this embodiment, azimuth is provided in terms of angles with magnetic north being 0 degrees and magnetic south being 180 degrees. In addition, the digital compass 908 can be implemented to modify the angle from magnetic north to the actual north angle as needed. In an application of the network 100 that covers a relatively small geographic area, the error between actual north and magnetic north is nearly uniform throughout the network 100. Therefore, in a preferred embodiment, this modification is not necessary or not implemented. But,
Such modifications may be implemented by digital compass 908 or controller 912, and are generally based on the geographic area in which node 108 resides. As described below, preferably, the digital compass 908 is 1 / -〜, which is sufficiently accurate that the transceiver can initially point to the desired node 108, as described below. ° orientation is provided. Other accuracy ranges may be used, depending on the distance between nodes 108, the divergence of the transmit beam, and the aperture of the receiver.

【0127】 更に、ある実施態様の中で、デジタルコンパス908には、インストレーショ
ンフィクスチャに対するロール角と、ピッチ角と偏ゆれ角の情報を提供すること
ができる。従って、この実施態様の中で、デジタルコンパス908に、インスト
レーションフィクスチャのレベリングにとって、従ってインストレーションフィ
クスチャが取り付けられるノード108のレベリングにとって重要な情報を提供
することができる。例えば、ロール角とピッチ角の情報は、インストレーション
フィクスチャが(従ってノード108が)水平であるかどうか、あるいはインス
トレーションフィクスチャがどのくらい水平から乖離しているかを判定するのに
使用できる。このレベリ情報を、ノードをレベリングさせるのに役立てるか、あ
るいはポインティングシステムに与えて、ノードのロール角とピッチ角のずれを
、他のノードに対するポインティング角度を決定するのに当たって勘案させるよ
うにすることができる。
Further, in one embodiment, the digital compass 908 can be provided with roll angle, pitch and yaw information for the installation fixture. Thus, in this embodiment, the digital compass 908 can be provided with information that is important for the leveling of the installation fixture, and thus for the level of the node 108 to which the installation fixture is attached. For example, the roll angle and pitch angle information can be used to determine whether the installation fixture is horizontal (and therefore node 108), or how far the installation fixture is from horizontal. This leveling information may be used to level the node or provided to a pointing system so that the deviation between the roll angle and the pitch angle of the node is taken into account in determining the pointing angle with respect to other nodes. it can.

【0128】 図15の中に示されている実施態様の中で、デジタルコンパス908は、その
情報(即ち方位)を制御装置(制御器)912に提供する。ある実施態様の中で
、デジタルコンパス908を、LeicaあるいはKVH社のような所から入手
可能なデジタルコンパスを使用して実施させることができる。前記のコンパスは
、デバイスのポインティングを示すデジタルのワードを提供する。
In the embodiment shown in FIG. 15, digital compass 908 provides that information (ie, bearing) to controller 912. In some embodiments, the digital compass 908 can be implemented using a digital compass available from places such as Leica or KVH. The compass provides digital words that indicate the pointing of the device.

【0129】 必ずしも必要ではないが、差動GPS904とデジタルコンパス908に、更
に技術者が物理的に位置方位と、備えられる場合は、ロール角、ピッチ角とまた
偏揺れ角情報を前記のデバイスから読むことができる目視ディスプレーを備える
ことができる。この様な機能を備えることで、技術者にとって設置工程を容易に
することに役立つ。例えば、設置技術者は、ノード108を水平にするのに当た
ってロール角とピッチ角情報を利用することができる。この表示を、GPS90
4とデジタルコンパス908の上に備えられているディスプレーを経由するか、
インストレーションフィクスチャの上に備えられている独立したディスプレーを
経由して行うことができる。
Although not necessarily required, the differential GPS 904 and the digital compass 908 may further provide a technician with a physical position and orientation, and if provided, a roll angle, a pitch angle, and yaw angle information from the device. A readable visual display can be provided. Providing such a function helps the technician to facilitate the installation process. For example, an installation technician can use roll angle and pitch angle information to level node 108. This display is displayed as GPS90
4 and the display provided on the digital compass 908, or
This can be done via a separate display provided on the installation fixture.

【0130】 ネットワーク100の中の他のノード108の位置情報と連結された対象とな
るノード108の位置と方位情報で、ノート108に対するポインティング情報
を決定することができる。対象となるノード108の中の1個あるいはそれ以上
のトランシーバに対するポインティング角度は、単純な三角計算の中の情報を利
用してかなりの精度で決定される。言い換えれば、ネットワーク100の中の関
連する適切なノード108の位置が既知である場合、単純な幾何計算で、トラン
シーバがネットワーク100の中の希望する他のノード108に整合するように
、ノード108内の対象の所定のトランシーバをどこに向けるかを決定すること
ができる。
The pointing information for the note 108 can be determined based on the position and orientation information of the target node 108 connected to the position information of another node 108 in the network 100. The pointing angles for one or more transceivers in the node of interest 108 are determined with considerable accuracy using information in a simple triangulation. In other words, if the location of the relevant pertinent node 108 in the network 100 is known, simple geometric calculations can be performed within the node 108 such that the transceiver matches the desired other node 108 in the network 100. Can be determined where to direct a given transceiver of interest.

【0131】 この決定を、制御装置912がネットワーク100の中の適切なノード108
の位置情報を入手できるものと仮定すれば、例えば、制御装置912により決定
できる。対象となるノード108に関する情報と関連するノード(即ち対象とな
るノードが直接インターフェースをとる(対面する)ノード)を、局部保存装置
928の中に保存することができる。局所保存装置928を、また他の情報と、
制御装置912が望ましい機能を実行することができるようにするプログラム命
令を保存するのに利用することができる。
The controller 912 makes this determination by the appropriate node 108 in the network 100.
Assuming that the position information can be obtained, for example, it can be determined by the control device 912. Nodes associated with information about the target node 108 (i.e., nodes with which the target node directly interfaces (facing)) may be stored in the local store 928. Local storage 928, and also other information,
It can be used to store program instructions that allow the controller 912 to perform desired functions.

【0132】 また図15の中に例示されるアーキテクチュアの中に、オペレータ・インター
フェース916が含まれている。オペレーターインターフェース916を、簡単
で分かりやすいインターフェースとして、技術者がインストレーションフィクス
チャを制御して、また必要に応じてデータを入力することができるようにするこ
とができる。従って、オペレータ・インターフェース916を、簡単なキーパッ
ドあるは他のデータ入力デバイスとまたディスプレーから成るものとすることが
できるが、しかし、比較的分かりやすい実施態様の中で、オペレータ・インター
フェース916は、設置技術者が、インストレーションフィクスチャの機能を始
動さることができるようにするために使用することができるスタートスイッチあ
るいは電源スイッチのみしか有さない。言うまでもなく、インストレーションフ
ィクスチャの始動過程を自動化できる場合でも、オペレータ・インターフェース
916を必要としない。前記の自動化された制御を、下記に説明されている
An operator interface 916 is included in the architecture exemplified in FIG. The operator interface 916 can be a simple and straightforward interface that allows a technician to control the installation fixture and enter data as needed. Thus, the operator interface 916 may consist of a simple keypad or other data entry device and also a display, but in a relatively straightforward implementation, the operator interface 916 comprises: There is only a start switch or power switch that can be used to allow the installation technician to activate the function of the installation fixture. Of course, the operator interface 916 is not required even if the installation fixture startup process can be automated. The above automated control is described below

【0133】 図15の中に示されている実施態様は、またオプションとしての補助チャンネ
ル920から成る。補助チャンネル920を、前記で説明された補助チャンネル
816と同様に実現させることができる。補助チャンネル920で、インストレ
ーションフィクスチャが、例えば、中央局のような、他のエンティティと、ネッ
トワーク100と無関係に交信することができる。従って、無線通信チャンネル
であることが好ましい補助チャンネル920で、インストレーションフィクスチ
ャが、中央局からの命令と他のデータを受信したり、またデータとまた多分状態
情報を中央局に提供することができる。
The embodiment shown in FIG. 15 also comprises an optional auxiliary channel 920. Auxiliary channel 920 can be implemented similarly to auxiliary channel 816 described above. The auxiliary fixture 920 allows the installation fixture to communicate with other entities, such as a central office, independent of the network 100. Thus, on the auxiliary channel 920, which is preferably a wireless communication channel, the installation fixture may receive commands and other data from the central office and may provide data and possibly status information to the central office. it can.

【0134】 従って、ある実施態様の中で、制御装置912は、位置と方位情報を中央局に
送信して、前記の中央局が、それからノード108の中の1個あるいはそれ以上
のトランシーバに適切なポインティング情報を決定することができる。このポイ
ンティング情報を、それから、補助チャンネル920を経由して制御装置に逆中
継して、インストレーションフィクスチャが、トランシーバを適切な座標位置へ
の方向に向けることができる。更に、対象とするノード108とインターフェー
スをとるべき1個あるいはそれ以上のノード108に対する位置情報を、補助チ
ャンネル920を経由して、中央局からインストレーションフィクスチャに提供
され得ることができる。従って、この実施態様の中で、制御装置912を、ポイ
ンティング情報を計算するのに使用できる。
Thus, in one embodiment, the controller 912 sends the location and heading information to a central office, which then communicates with one or more of the transceivers in the node 108. Pointing information can be determined. This pointing information can then be relayed back to the controller via the auxiliary channel 920 so that the installation fixture can direct the transceiver to the appropriate coordinate location. Further, location information for one or more nodes 108 to interface with the node of interest 108 can be provided to the installation fixture from the central office via the auxiliary channel 920. Thus, in this embodiment, the controller 912 can be used to calculate pointing information.

【0135】 正しいポインティング情報を決定するためにこれ等のシナリオとまた、他のシ
ナリオにおいて、インストレーションフィクスチャは、このポインティング情報
を使用し、対象とするノード108の中の種々のトランシーバが適切な座標位置
に向けさせ、他のノード108との通信リンクを設定する。従って、インストレ
ーションフィクスチャは、通信インターフェース916から成る。ある実施態様
の中で、この通信インターフェースが、直接あるいはノードベース65を経由し
て、ノードヘッド654の中のポインティング機構とインターフェースできるよ
うになっている。従って、インストレーションフィクスチャにより決定されたポ
インティング情報を、トランシーバのポインティングを制御するのに使用するこ
とができる。前記で説明された実施態様の意味で、インストレーションフィクス
チャは、ノードヘッド654の中の方位角と仰角ジンバルとインターフェースし
て、トランシーバを適切な座標位置に向ける。代案として、このインターフェー
スが、ベースノード656が、次にノードヘッド654のポインティングを制御
することができるように、ベースノード656に情報を提供するようにすること
ができる。
In these and also other scenarios to determine the correct pointing information, the installation fixture uses this pointing information and the various transceivers in the targeted node A communication link with another node 108 is set to the coordinate position. Accordingly, the installation fixture comprises the communication interface 916. In some embodiments, the communication interface can interface with a pointing mechanism in node head 654, either directly or via node base 65. Thus, the pointing information determined by the installation fixture can be used to control the pointing of the transceiver. In the sense of the embodiments described above, the installation fixture interfaces with the azimuth and elevation gimbal in the node head 654 to direct the transceiver to the appropriate coordinate position. Alternatively, the interface can provide information to base node 656 so that base node 656 can then control the pointing of node head 654.

【0136】 インストレーションフィクスチャは、またネットワークインターフェース92
4から成る。この実施態様の中で、インストレーションフィクスチャが、ネット
ワーク116を経由して他のノード108、中央局あるは他のエンティティを含
む他のエンティティと通信できるようにするためにネットワークインターフェー
ス924を使用することができる。ある実施態様の中で、ネットワークインター
フェース924を、ノードベース656を経由するか、あるいは対象となるノー
ド108がルートノード108Aでない場合は、臨時の通信リンク110ホップ
を経由して、インターフェースとして設けることができる。言うまでもなく、対
象となるノード108が、ネットワーク100の中に設定されていない場合は、
後者のシナリオは実行不能である。
The installation fixture is also installed on the network interface 92.
Consists of four. In this embodiment, the installation fixture uses the network interface 924 to allow the installation fixture to communicate with other nodes 108 via the network 116, including other entities including a central office or other entity. be able to. In some embodiments, the network interface 924 may be provided as an interface via the node base 656 or, if the node of interest 108 is not the root node 108A, via a temporary communication link 110 hops. it can. Needless to say, if the target node 108 is not set in the network 100,
The latter scenario is not feasible.

【0137】 インストレーションフィクスチャが、図15の中に示されているアーキテクチ
ュアの例で説明されたが、この説明を読んだ当業者であれば、代案としての複数
のアーキテクチュアで、インストレーションフィクスチャを実施することができ
、また図15の中に示されているアーキテクチャに限られないものであることが
分かるはずである。
Although the installation fixture has been described in the example of the architecture shown in FIG. 15, those skilled in the art reading this description will appreciate that the installation fixture may be implemented in alternative architectures. Can be implemented and is not limited to the architecture shown in FIG.

【0138】 図16は、本発明の実施態様に従って、インストレーションフィクスチャを使
用して、ノードのポインティングあるはノードの構成部品を決定するためのプロ
セスを示す操作フローチャートである。ここで、図16を引用して、段階932
の中で、インストール担当者はノード108を施設104に固定する。この段階
を、例えば、ノード108をボルトで、施設の中の塔あるは他の構造物に取り付
ける方法で実施することができる。一旦ノードが固定されたら、データドロップ
を、施設104の通信インフラへのインターフェースノード108に取り付ける
ことができる。これは、段階934として示されている。
FIG. 16 is an operational flowchart illustrating a process for determining node pointing or node components using an installation fixture, according to an embodiment of the present invention. Referring now to FIG.
In, the installer fixes node 108 to facility 104. This step can be performed, for example, by attaching the node 108 to a tower or other structure in the facility by bolts. Once the node is secured, the data drop can be attached to the interface node 108 to the facility 104 communication infrastructure. This is shown as step 934.

【0139】 段階936の中で、ノードを作動させることができるようにするために、電力
がノードに印加される。段階938の中で、インストール担当者は、水泡タイプ
レベルのような機械的水準器を使用してノードを水平にすることができる。ノー
ド108の表面にもたれさせる別個の水準器またはノードに統合される水準器の
いずれでもよい。代案として、レベルをインストレーションフィクスチャに備え
て、インストレーションフィクスチャがノード108に固定された後で水平化を
実施することができる。場合によっては、ノード108に固定された取付け具に
対する水平化がなされることが望ましい水平化後の取付け具の取り付けがノード
108の水平状態をオフセットさせないようにすることが好ましい。
[0139] In step 936, power is applied to the node to enable the node to operate. During step 938, the installer can level the node using a mechanical level, such as a blister type level. The level may be a separate level leaning against the surface of node 108 or a level integrated with the node. Alternatively, levels can be provided for the installation fixture, and leveling can be performed after the installation fixture is fixed to the node 108. In some cases, it is preferred that leveling be performed on a fixture fixed to node 108, so that the mounting of the fixture after leveling does not offset the level of node 108.

【0140】 ある実施態様の中で、インストール担当者は、また携帯コンパスを使用してノ
ード108の大体の配向を設けることができる。これは、線あるいはマークを付
けて、インストール担当者が、ノード108を目視で大体整合できるようにする
ことで達成できる。前記で説明されているとおり、インストレーションフィクス
チャが、配向を正確に決定するための手段から成っているので、この手による整
合段階は、必ずしも不可欠ではない。代案として、実施次第で、設置に当たって
、大体のノードの配向を提供することが好ましいことがある。
In one embodiment, the installer can also use a mobile compass to provide an approximate orientation of node 108. This can be accomplished by adding a line or mark so that the installer can visually match the node 108. As explained above, this manual alignment step is not essential, since the installation fixture consists of means for accurately determining the orientation. Alternatively, depending on the implementation, it may be preferable to provide an approximate node orientation upon installation.

【0141】 ノードが、一旦施設104に固定されたら、インストレーションフィクスチャ
を、ノードに取り付けることができる。種々の構造構成部品を提供して、インス
トレーションフィクスチャのノード108への取付を容易にすることができる。
できれば、割り出しマークあるは他の構造を備えて、インストレーションフィク
スチャを、ノード108に対して特定の配向で取り付けることができる。この設
置が、比較的頑丈にして、インストレーションフィクスチャが、ノード108に
対して容易にあるいあ実質的に運動しないようにすることがまた好ましい。従っ
て、前記で説明されたインストレーションフィクスチャの特徴を利用して決定す
ることができる位置と方位情報を、不正確な取付が原因でもたらされるエラーを
懸念することなく、ノード108に比較的正確に応用することができる。
[0141] Once the node is secured to the facility 104, the installation fixture can be attached to the node. Various structural components can be provided to facilitate the attachment of the installation fixture to the node 108.
Preferably, the installation fixture can be mounted in a particular orientation with respect to the node 108, with index marks or other structures. It is also preferred that this installation be relatively rugged so that the installation fixture does not easily or substantially move relative to node 108. Thus, the position and orientation information, which can be determined utilizing the characteristics of the installation fixture described above, is relatively accurate to the node 108 without concern for errors caused by incorrect mounting. It can be applied to

【0142】 ある実施態様の中で、インストレーションフィクスチャのノード108の対す
る取付容量は、最初に設置が完了した後で、インストレーションフィクスチャを
ノード108からよういに取り外すことができるように設けられる。できれば、
位置と配向がインストレーションフィクスチャの取外の影響を受けるかあるは、
それが原因で移動するとすることを懸念することなく、取外しを実施できるよう
にすることが好ましい。インストレーションフィクスチャとノード108との間
との取外しと可能な取付と、ノード108の施設104に対する固定と安定した
取付でこれを容易にすることができる。ある実施態様の中で、インストレーショ
ンフィクスチャを、単にノード108の上に据えて、摩擦と自重を利用して固定
された取付を維持させることができる。更に、溝、ピンあるいは他の構造物ある
いはデバイスを使用して、インストレーションフィクスチャのノードへの取付配
向を固定することができる。
In one embodiment, the mounting capacity of the installation fixture for the node 108 is provided such that the installation fixture can be removed from the node 108 after the initial installation is completed. Can be if you can,
Whether the position and orientation are affected by the removal of the installation fixture,
It is preferable to be able to carry out the removal without having to worry about moving due to it. This can be facilitated by the removable attachment between the installation fixture and the node 108 and the fixed and stable attachment of the node 108 to the facility 104. In some embodiments, the installation fixture may simply be placed on the node 108 to maintain a fixed attachment using friction and dead weight. In addition, grooves, pins or other structures or devices can be used to secure the mounting orientation of the installation fixture to the node.

【0143】 段階942の中で、インストール担当者は、設置プロセスを開始する。これは
ある実施態様の中で、インストール担当者は、インストレーションフィクスチャ
を実施することができる。これは、例えばインストール担当者がオンにするかイ
ンストレーションフィクスチャを作動化することができるオペレータインターフ
ェース916を経由して達成することができる。前記で説明されているとおり、
これは、一旦電源が印加されたら、インストレーションフィクスチャを始動させ
るボタンあるいはスイッチだけで実施することができる。
[0143] In step 942, the installer initiates the installation process. This, in one embodiment, allows an installer to perform an installation fixture. This can be accomplished, for example, via an operator interface 916 that can be turned on by an installer or activate the installation fixture. As explained above,
This can be done with just a button or switch that activates the installation fixture once power is applied.

【0144】 代案として、オペレーターインターフェース916で、例えば、データあるい
いは命令をデバイスに入力することができるキーパッド、キーボード、ポインテ
ィングデバイスあるは他のデータ入力デバイスを提供することで、この弾力性を
与えることができるオペレータによりより複雑な入力を提供することができる。
もうある実施態様の中で、電力が一旦印加されると、補助通信チャンネル920
を経由してインストレーションフィクスチャプロセスを開始することができる。
従って、この実施態様の中で、インストール担当者は、物理的にノード108と
インストレーションフィクスチャを設置して、装置に電力を供給して道具立てを
開始することができる。この後は、いつでも中央局が、遠隔からの設置手続きを
開始することができる。従ってインストール担当者は、設置手続きの間現場に残
る必要がない。この実施態様の中で、インストール担当者は、後日現場に戻って
インストレーションフィクスチャを検索することができる。
Alternatively, the operator interface 916 may provide this resilience by providing, for example, a keypad, keyboard, pointing device, or other data entry device through which data or instructions can be entered into the device. More complex inputs can be provided by operators who can provide.
In another embodiment, the auxiliary communication channel 920 once power is applied.
The installation fixture process can be started via.
Thus, in this embodiment, the installer can physically install node 108 and the installation fixture to power the device and begin tooling. After this, the central office may at any time initiate the remote installation procedure. Thus, the installer does not need to remain on site during the installation procedure. In this embodiment, the installer can return to the site at a later date to search for an installation fixture.

【0145】 しかし、インストレーションフィクスチャ・プロセスを短期間に完了させるこ
とができるので、この代案としての実施態様を使用する必要はない。既に言及し
ているとおり、一旦インストレーションフィクスチャ・プロセスが完了したら、
インストレーションフィクスチャを、取り外すことができる。代案としての実施
態様の中で、インストレーションフィクスチャをノード108に恒久的に固定さ
れたままとすることができる。しかし、ノード108が、取り外すことができる
ように施設104に取り付けられているので、インストレーションフィクスチャ
をノード108に固定されたままとする必要はない。即ち、好ましい実施態様の
中で、一旦位置とポインティングが得られたら、インストレーションフィクスチ
ャを現場から取り除くことができる。
However, it is not necessary to use this alternative embodiment because the installation fixture process can be completed in a short time. As already mentioned, once the installation fixture process is completed,
The installation fixture can be removed. In an alternative embodiment, the installation fixture may remain permanently fixed to the node 108. However, since the node 108 is removably attached to the facility 104, the installation fixture does not need to remain fixed to the node 108. That is, in a preferred embodiment, once the location and pointing are obtained, the installation fixture can be removed from the scene.

【0146】 ある実施態様の中で、位置と方位の情報がGPS604とコンパス908から
決定されたら、直ちにインストレーションフィクスチャを取り除くことができる
。この実施態様の中で、情報をノードベース656に提供することができ、また
ノードベース656ページング・チャンネル816を使用して、中央局とインタ
ーフェースさせて、ノードヘッド654に対するポインティングと整合手続きを
完了させることができる。代案として、インストレーションフィクスチャの中で
、このページング・チャンネルあるいは補助チャンネル920を使用して、中央
局と交信して、ノードヘッドに正しい当初のポインティングを命令する。
In one embodiment, once the position and orientation information is determined from GPS 604 and compass 908, the installation fixture can be removed immediately. In this embodiment, information can be provided to the node base 656 and the node base 656 paging channel 816 can be used to interface with the central office to complete the pointing and alignment procedure for the node head 654. be able to. Alternatively, this paging channel or auxiliary channel 920 is used in the installation fixture to communicate with the central office and instruct the node head for the correct initial pointing.

【0147】 もう一つの実施態様の中で、各々のノード108を、受信機904とデジタル
コンパス908から成るものとして、ノードベース656の制御装置が、初期の
ポインティング操作を実施させることができる。しかし、この代案としての実施
態様が、CPS受信機904とデジタルコンパス908のコストを、これ等の構
成部品を有するノード108に対して招くので、好ましくない可能性がある。従
って、インストレーションフィクスチャを通じて、これ等の構成部品を、取外し
ができるように設けることが好ましい。
In another embodiment, each node 108 comprises a receiver 904 and a digital compass 908 so that the controller of the node base 656 can perform an initial pointing operation. However, this alternative embodiment may be undesirable because it incurs the cost of CPS receiver 904 and digital compass 908 for node 108 having these components. Therefore, it is preferable to provide these components so that they can be removed through the installation fixture.

【0148】 図17は、本発明の実施態様に従って、インストレーションフィクスチャを使
用してノード108を始動させるプロセスの例を示す操作フローチャートである
。ここで、図17を引用して、段階944の中で、インストレーションフィクス
チャは、位置受信機を使用して場所座標を決定する。前記で説明されているとお
り、この段階の中で、例えば、GPS受信機を使用して、インストレーションフ
ィクスチャのX,YとZ位置を決定することができる。インストレーションフィ
クスチャが、ノード108に取り付けられているので、これは、ノード108の
座標位置を提供する。ある実施態様の中で、地面に固定されている基準フレーム
に対する場所的位置が提供されている。代案として、位置情報を、ネットワーク
100に対する基準フレームに対して決定することができる。しかし、GPSと
他の市販の決定構成部品が、何時でも入手できるので、好ましい実施態様は、そ
のような市販の在庫がある機器を使用している。
FIG. 17 is an operational flowchart illustrating an example of a process for starting a node 108 using an installation fixture in accordance with an embodiment of the present invention. Referring now to FIG. 17, in step 944, the installation fixture determines location coordinates using a location receiver. As described above, during this stage the X, Y and Z positions of the installation fixture can be determined, for example, using a GPS receiver. This provides the coordinate position of node 108 since the installation fixture is attached to node 108. In one embodiment, a location is provided relative to a reference frame that is fixed to the ground. Alternatively, location information can be determined for a reference frame for network 100. However, since GPS and other commercially available decision components are available at all times, the preferred embodiment uses such commercially available equipment.

【0149】 段階946の中で、インストレーションフィクスチャにより、デジタルコンパ
ス908が使用されて、ノード108の方位を決定する。インストレーションフ
ィクスチャが、固定されてノード108に固定されているので、インストレーシ
ョンフィクスチャの上のデジタルコンパスの方位の決定を、ノード108の方位
を決定するのに使用できる。前記で説明されているとおり、適切なマーキングあ
るいは適切な取付構造を設けて、確実にインストレーションフィクスチャと対象
となるノード108を、適切に、また固定して互いに整合させることができる。
During step 946, the installation fixture uses the digital compass 908 to determine the orientation of the node. Since the installation fixture is fixed and fixed to the node 108, determining the orientation of the digital compass on the installation fixture can be used to determine the orientation of the node 108. As described above, appropriate markings or appropriate mounting structures can be provided to ensure that the installation fixture and the target node 108 are properly and securely aligned with each other.

【0150】 段階948の中でノードのパラメータ(例えば位置と方位)が、一旦決定され
たら、それ等のパラメータは、中央局に送信される。前記で解説されているとお
り、ある実施態様の中で、これ等のパラメータは、補助チャンネル920を経由
して中央局に送信される。前記で述べられているとおり、補助チャンネル920
を、例えばページングチャンネルあるいは他の無線通信チャンネルとして使用で
きる。ハードワイヤーで配線されたチャンネルを実施することもできるが、この
実施は、大部分の応用で実行不能である。従って、補助チャンネル920に対し
て無線通信が好ましい。
Once the parameters of the node (eg, location and orientation) have been determined during step 948, those parameters are transmitted to the central office. As described above, in one embodiment, these parameters are transmitted to the central office via the auxiliary channel 920. As described above, the auxiliary channel 920
Can be used, for example, as a paging channel or other wireless communication channel. Although hardwired channels can be implemented, this implementation is not feasible in most applications. Therefore, wireless communication for the auxiliary channel 920 is preferable.

【0151】 段階950の中で、中央局は、ノード108を有するネットワーク100の構
造を決定する。即ち、中央局は、ネットワーク100の中のどの他のノード10
8に、通信チャンネル110を経由して対象となるノードがリンクされるかを決
定する。ある実施態様の中で、この決定を、中央局の中のサーバ、ワークステー
ションあるいはコンピュータ上で実行されるネットワーク管理アプリケーション
のようなアプリケーションで実施することができる。更に、オペレータも、また
ネットワーク構成を決定できる。
In step 950, the central office determines the structure of the network 100 having the node. That is, the central office can determine which other node 10 in the network 100
8, it is determined whether the target node is linked via the communication channel 110. In certain embodiments, this determination may be performed by an application such as a network management application running on a server, workstation or computer in the central office. Further, the operator can also determine the network configuration.

【0152】 一旦ネットワーク構成が決定されたら、ノード108の中の1個あるいはそれ
以上のトランシーバに対する適正なポインティング角度を決定することができる
。これ等の角度は、対象となるノード108の中のトランシーバの座標位置をネ
ットワーク100の中の他のノード108に向けて、チャンネル110通信を設
定するために使用される。前記で解説されているとおり、ある実施態様の中で、
ネットワークは、方位角と仰角ジンバルを使用している。従って、これ等の角度
を、方位角と仰角座標の意味で決定して、ノードヘッド654に提供して、この
ノードヘッドのトランシーバを適切なノード108に座標位置で向けることがで
きる。
Once the network configuration has been determined, the appropriate pointing angles for one or more transceivers in node 108 can be determined. These angles are used to set up channel 110 communication, pointing the coordinate position of the transceiver in the node of interest 108 to other nodes 108 in the network 100. As described above, in certain embodiments,
The network uses azimuth and elevation gimbal. Accordingly, these angles can be determined in terms of azimuth and elevation coordinates and provided to a node head 654 to direct the transceiver of the node head to the appropriate node 108 at a coordinate location.

【0153】 前記に述べられているとおり、この角度決定を、インストレーションフィクス
チャの中あるいはノードベース656により、中央局で行うことができる。自動
化された決定を行うことができる使用されるパラメータを、対象となるノードと
、また所定のトランシーバがインターフェースされるノードの場所情報と、また
から成るものとすることができる。
As mentioned above, this angle determination can be made at the central office in the installation fixture or by the node base 656. The parameters used that can make an automated decision can consist of the node of interest, and also the location information of the node to which a given transceiver is interfaced.

【0154】 段階954の中で、ノード108は、リンク取り込みを実施する。これは、前
記で説明されている実施態様であって、ノードヘッド654上のトランシーバは
、段階952の中で決定されたポインティング角度を使用して適切な目標とする
ノード108に座標位置で向けられる。ある実施態様の中で、インストレーショ
ンフィクスチャを使用して決定されたとおりのこのポインティングの精度は、ネ
ットワーク100のなかの操作のためにノード108を構成するのに適している
。送信器電力、受信機の作動範囲、送信ビーム発散、受信機のアパーチャのよう
なパラメータと、通信リンク110を実行するために使用される通信機器のタイ
プで左右される他のパラメータ次第で、このポインティング精度の度合で充分で
あるが、しかし、代案としての実施態様あるいは応用の中で、より高いポインテ
ィング精度が求められる可能性がある。これに関するポインティングの精度を向
上させる技術は、詳しく下記に説明される。
[0154] In step 954, the node 108 performs a link acquisition. This is the embodiment described above where the transceiver on node head 654 is coordinately directed to the appropriate target node 108 using the pointing angle determined during step 952. . In one embodiment, this pointing accuracy as determined using the installation fixture is suitable for configuring node 108 for operation in network 100. Depending on parameters such as transmitter power, receiver operating range, transmit beam divergence, receiver aperture, and other parameters that depend on the type of communication equipment used to implement communication link 110, this A degree of pointing accuracy is sufficient, but higher pointing accuracy may be required in alternative embodiments or applications. Techniques for improving the pointing accuracy in this regard are described in detail below.

【0155】 一部の光通信をベースとするシステムの中で、第2送信器と受信機の一対が通
信リンクの何れかの端部に設けて、何れかの端部で光学的構成部品の整合を容易
にしている。図18は、光通信の例を示している図である。ここで、図18を引
用して、通信システムは、通信送信器1002と通信受信機1004から成る。
このシステムの性能を最適化するために、通信送信器1002は、比較的狭いビ
ームウエストと比較的少ない発散を有している。
In some optical communication-based systems, a second transmitter and receiver pair may be provided at either end of the communication link, with the optical component at either end. Easy alignment. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of optical communication. Here, referring to FIG. 18, the communication system includes a communication transmitter 1002 and a communication receiver 1004.
To optimize the performance of this system, communication transmitter 1002 has a relatively narrow beam waist and relatively little divergence.

【0156】 例えば、レーザー通信システムが、受信機1004の所で、1.5ミリラジア
ン(mrads)のビーム発散と、3度の視野を有するかどうかは、予見不可能
である。受信側で、少ない度合の発散が、非常に狭いビームウエストを生ずるの
で、このようなシステムは、不可能でないとしても、手動で整合させることが困
難である。従って、ある実施態様の中で、第2送信機1008と第2受信機10
10を、通信リンクに追加することができる。第2送信機1008が、通信送信
機1002と異なる波長で操作され、またより広いビーム発散を有していること
が好ましい。一部の例の中で、リンク上での送信に要する電力がどのくらい入手
可能出でり、またリンクの他方の端部でインストール担当者が受信機を如何に迅
速に取り込むことを求めるか次第で、第2送信機1008の発散を、通信送信機
1002より10から20倍大きい係数とすることができる。
For example, it is unpredictable whether the laser communication system will have a beam divergence of 1.5 milliradians (mrads) and a field of view of 3 degrees at the receiver 1004. At the receiving end, such a system is difficult, if not impossible, to manually align, since a small degree of divergence results in a very narrow beam waist. Thus, in one embodiment, the second transmitter 1008 and the second receiver 10
10 can be added to the communication link. Preferably, the second transmitter 1008 is operated at a different wavelength than the communication transmitter 1002 and has a wider beam divergence. In some cases, it depends on how much power is required to transmit on the link and how quickly the installer at the other end of the link wants to pick up the receiver. , The divergence of the second transmitter 1008 can be a factor 10 to 20 times greater than the communication transmitter 1002.

【0157】 しばしば、第2受信機1010は、受信された信号に関する空間情報を提供す
る電荷結合素子(CCD)直交検出器あるは他の検出器のような空間受信機であ
る。従って、第2ソース1008からの送信された整合ビームが、どこで受信機
1010に当たるかの情報を決定することができる。空間検出器からの情報を使
用して、送信機あるいは受信機を、送信されたビームが、空間検出器の希望する
場所に打ち当たるように調整することができる。
[0157] Often, the second receiver 1010 is a spatial receiver, such as a charge-coupled device (CCD) quadrature detector or other detector that provides spatial information about the received signal. Thus, information can be determined where the transmitted matched beam from the second source 1008 hits the receiver 1010. Using the information from the spatial detector, the transmitter or receiver can be adjusted so that the transmitted beam strikes the desired location of the spatial detector.

【0158】 一般的に、これは、出力ロールオフレベルにより定義されるビームの中心を見
ることで行われる。従って、ビームの中心を、例えば、空間検出器1010の上
でセンタリングして選択することができる。しかし、このシステムの欠点は、追
加の構成部品、即ち第2送信機と第2受信機1010を、各々のトランシーバの
所に設けて、適切な整合を容易にすることが必要であることである。
In general, this is done by looking at the center of the beam defined by the output roll-off level. Thus, the center of the beam can be selected, for example, centered on the spatial detector 1010. However, a disadvantage of this system is that additional components, namely a second transmitter and a second receiver 1010, need to be provided at each transceiver to facilitate proper alignment. .

【0159】 ある実施態様の中で、ネットワーク100の中の新しいノード108が、それ
が接続されるものと考えられる現存するノードの各々の所でその受信機を凝視し
いている。多数の応用に対して、不確実性円錐が、受信機の視野より小さいので
、受信機は、起こる取り込みの走査を行う必要が無い。従って、現存するノード
の固定された受信機、送信機を走査して、ビームをセンタリングするかあるはポ
インティングの精度を向上させることができる。この一つの利点は、各々の新し
いノード上でできるだで少数のモーターを運転させるので、必要な電力を削減で
きる。
In one embodiment, a new node 108 in the network 100 is staring at its receiver at each of the existing nodes to which it is thought to be connected. For many applications, the receiver does not need to perform a scan of the resulting acquisition because the uncertainty cone is smaller than the field of view of the receiver. Thus, the fixed receivers and transmitters of the existing nodes can be scanned to center the beam or improve the accuracy of the pointing. One advantage of this is that it runs fewer motors on each new node, so less power is required.

【0160】 インストレーションフィクスチャにより提供される利点で、初期の整合を、第
2送信機1008と第2受信機1010を必要としない程正確なものとすること
ができる。例えば、1.5mradsのビームの発散の送信と、3度の視野の受
信と、またノードからノードの空間を15メートル等で、差動GPS904とデ
ジタルコンパス908により提供される精度レベルで、充分な精度で決定される
べきポインティング角度を、通信送信機1002からの送信されたビームが、走
査されて、通信受信機1004の3度の視野の範囲内に入るようにすることがで
きる。
With the advantages provided by the installation fixture, the initial match can be made so accurate that the second transmitter 1008 and the second receiver 1010 are not required. For example, transmitting the divergence of a 1.5 mrads beam, receiving a 3 degree field of view, and having a node-to-node spacing of 15 meters, etc., with the accuracy levels provided by the differential GPS 904 and the digital compass 908, are sufficient The pointing angle to be determined with accuracy can be such that the transmitted beam from the communication transmitter 1002 is scanned and within the 3 degree field of view of the communication receiver 1004.

【0161】 従って、リンクの取り込みを、第2送信機1008と第2受信機1010を必
要としないで通信構成部品で行うことができる。しかし、ポインティング精度が
、初期の取り込みで得られた精度以上に改善されることがしばしば好ましい。前
記のインストレーションフィクスチャの構成部品の精度のレベルと受信/送信パ
ラメータが15メートル離れていたとしても、約10度の不確実性円錐がある。
これは1.5mrads送信ビームを受信された検出器に打ち当てることができ
る約400スポットと等しい。
[0161] Therefore, link acquisition can be performed by communication components without the need for the second transmitter 1008 and the second receiver 1010. However, it is often preferred that the pointing accuracy be improved over that obtained in the initial capture. Even if the level of accuracy and the receive / transmit parameters of the components of the installation fixture are 15 meters apart, there is an uncertainty cone of about 10 degrees.
This equates to about 400 spots where a 1.5 mrads transmit beam can be struck on the received detector.

【0162】 前記で述べられているとおり、1つあるいはそれ以上の実施態様の中で、空間
検出器を設けて、通信リンクの中でトランシーバの整合を決定して、この整合を
調整できるような情報を提供できる。空間検出器は、光学と無線検出用の双方の
ものを入手することができ、また多くの面で、機能は非常に似ている。前記で述
べられているとおり、光学的実施態様の中で、電荷結合素子装置(CCD)、光
学的直交セル検出器あるいは他の空間検出装置のような空間検出器を実施できる
As noted above, in one or more embodiments, a spatial detector may be provided to determine the transceiver's match in the communication link and adjust this match. Can provide information. Spatial detectors are available for both optical and wireless detection, and in many aspects are very similar in function. As mentioned above, spatial detectors such as charge coupled device (CCD), optical quadrature cell detectors or other spatial detectors can be implemented in optical embodiments.

【0163】 光学的直交セル検出器をここで説明する。しかし、この光学的直交セル検出器
の説明を読んだ後で、当業者にとって、他の光学的あるいは無線検出器を使用し
て、空間検出器を実行する方法が明かとなる。直交セル検出器と関連回路は、検
出器に当たった光を光学電流に転換し、それは次に電圧に転換される。この電圧
は、増幅されて、背景の光源から区別される。従って、直交セル検出器と関連回
路は、ポインティングエラーの受信された力、方位角と仰角に比例する電圧を生
成する。下記に説明される1個あるいはそれ以上の実施態様の中で、変調を、整
合信号に加えて、整合信号を、例えば背景の光あるいは無関係の光源のような他
のノイズ信号から区別することができる。
An optical orthogonal cell detector will now be described. However, after reading the description of this optical quadrature cell detector, it will become apparent to one skilled in the art how to implement a spatial detector using other optical or wireless detectors. The quadrature cell detector and associated circuitry converts the light striking the detector to an optical current, which is then converted to a voltage. This voltage is amplified and distinguished from the background light source. Thus, the quadrature cell detector and associated circuitry generates a voltage proportional to the received force, azimuth and elevation of the pointing error. In one or more embodiments described below, modulation may be added to the matching signal to distinguish the matching signal from other noise signals, such as background light or extraneous light sources. it can.

【0164】 直交セル検出器の例は、19図の中に示されている。この例示として直交セル
検出器は、4個のセグメントに分けられており、そのセグメントは同じサイズで
あることが好ましい。ある実施態様の中で、全サイズの有効面積は、他のサイズ
も可能であるが、5x5ミリである。検出器の表面に当たる光が、照度に比例す
る光電流を生成するので、直交の各々からの電流を検出して、直交検出器102
2に打ち当たるビームの空間場所を決定することができる。検出回路の中で、差
増幅器を使用して、4個のセグメントの各々から生成される光電流を基礎とする
相対信号力を決定することができる。この情報を、プロセッサに提供して、方位
角と仰角のエラーと、またピークの合計を決定し、エラー値の正常化と故障診断
に使用することができる。
An example of an orthogonal cell detector is shown in FIG. In this example, the orthogonal cell detector is divided into four segments, which are preferably the same size. In one embodiment, the effective area of all sizes is 5x5 mm, although other sizes are possible. Light impinging on the surface of the detector generates a photocurrent that is proportional to the illuminance, and thus detects the current from each of the orthogonal
The spatial location of the beam striking 2 can be determined. Within the detection circuit, a difference amplifier can be used to determine the relative signal strength based on the photocurrent generated from each of the four segments. This information can be provided to the processor to determine azimuth and elevation errors, as well as the sum of the peaks, which can be used for error value normalization and fault diagnosis.

【0165】 従って、ある実施態様の中で、ビーム・スプリッタ(分割器)を、受光通路に
設けて、受信された通信ビームの部分を“キックオフ”して、このビームを空間
検出器に提供する。ある実施態様の中で、4パーセントのビーム・スプリッタが
、受信された信号力の4パーセントを利用して、これを通信受信機1004に提
供するために使用される。ある実施態様の中で、ビーム・スプリッタの直径を、
ビーム・スプリッタが置かれている所の受信機アパーチュアの直径より大きくし
て、ポインティングの精度と無関係に、送信ビームが、受信されたアパーチュア
の中にある限り、空間検出器により信号を検出することができるようになってい
る。
Thus, in one embodiment, a beam splitter is provided in the light receiving path to “kick-off” a portion of the received communication beam and provide this beam to the spatial detector. . In one embodiment, a four percent beam splitter is used to utilize four percent of the received signal power and provide it to communication receiver 1004. In one embodiment, the diameter of the beam splitter is
Detecting a signal with a spatial detector as long as the transmitted beam is within the received aperture, regardless of pointing accuracy, larger than the diameter of the receiver aperture where the beam splitter is located Is available.

【0166】 ある実施態様の中で、例えば、複数の“ピクセル”を有するCCDあるいは直
交検出器あるは他の空間検出器を使用して、空間検出器を実施することができる
。このシステムを、ノードが取り込まれたときに、送信ビームがノードを打ち、
充分長い間駐在してビームを空間検出器の上に集中させるように実施させること
ができる。空間検出器からの情報を、ノードベース656の中の制御装置のよう
なプロセッサで処理して、受信された空間検出器の上に当たっているビームが中
心からどのくらい外れているかを基礎としてポインティング・エラーを決定する
ことができる。ある実施態様の中で、この情報は、送信機のためのポインティン
グデバイスにフィードバックされて、送信機のポインティングを空間検出器の上
のビームの中心に調整できるようにすることができる。同様の空間検出器に送信
機の所にある受信機を設けて、ポインティングを両方の方向から調整できるよう
にすることができる。
In one embodiment, the spatial detector can be implemented using, for example, a CCD having multiple “pixels” or a quadrature detector or other spatial detector. In this system, when the node is taken in, the transmit beam hits the node,
It can be implemented to reside long enough to focus the beam on the spatial detector. The information from the spatial detector is processed by a processor, such as a controller in the node base 656, to detect pointing errors based on how far the beam impinging on the received spatial detector is off-center. Can be determined. In certain embodiments, this information can be fed back to a pointing device for the transmitter so that the pointing of the transmitter can be adjusted to the center of the beam above the spatial detector. A similar spatial detector can be provided with a receiver at the transmitter so that pointing can be adjusted from both directions.

【0167】 図20は、主対物レンズの後ろにある空間検出器から反射されたビーム・スプ
リット光線を示している図である。ここで図20を引用して、送信機からの光ビ
ーム1022は、対物レンズ1034の上に打ち当たる。対物レンズからの光は
、空間検出器1036の上に集光される。この明細書の中で説明されているとお
り、空間検出器1040を、それからポインティングエラーがシステムの中にあ
るかどうかを決定するのに使用できる。
FIG. 20 shows a beam split beam reflected from a spatial detector behind the main objective. Referring now to FIG. 20, a light beam 1022 from the transmitter strikes an objective lens 1034. Light from the objective lens is collected on the spatial detector 1036. As described herein, the spatial detector 1040 can then be used to determine if a pointing error is in the system.

【0168】 空間検出器を使用しても、ノイズをシステムに導入する可能性があるノイズあ
るいは好ましくない光源のために、ポインティングエラーが導入される可能性が
ある。例えば、夜間、受信機1004の視野の中の街路灯が、空間検出器、上に
受信された通信信号と結合して、ポインティングエラーがあると考えるようにシ
ステムを誤らせる可能性がある。図21は、好ましくない光源が、ポインティン
グエラーを引き起こす可能性がある現象を示す図である。図20の中に示されて
いる例は直交検出器1022と共に示されている。しかし、この説明を読んだ後
で、当業者であれば、このシナリオがCDDでも他の空間検出器でも起こる可能
性があることが分かるはずである。
Even with the use of spatial detectors, pointing errors can be introduced due to noise or unwanted light sources that can introduce noise into the system. For example, at night, a street light in the field of view of the receiver 1004 may combine with the communication signal received on the spatial detector, causing the system to erroneously assume that there is a pointing error. FIG. 21 is a diagram illustrating a phenomenon in which an undesired light source may cause a pointing error. The example shown in FIG. 20 is shown with quadrature detector 1022. However, after reading this description, those skilled in the art will appreciate that this scenario can occur with CDD and other spatial detectors.

【0169】 ここで、図21を引用して、直交検出器1022が、4個の四分円A,B,C
とDに分けられる。送信ビーム1024は、以前の整合の結果四分円検出器10
22の上に集中される。しかし、追加の光源は、無関係の光源1026として、
四分円検出器1022によりピックアップされる。無関係の光源1026を、例
えば、街路灯、夕焼け、対向してくる車のヘッドライト、あるいは他の好ましく
ない光源とすることができる。この光源の照度次第で、受光路に設けられている
フィルターでは、この好ましくない光源1026の信号力を減らすのに充分でな
い可能性がある。
Here, referring to FIG. 21, the quadrature detector 1022 includes four quadrants A, B, and C.
And D. Transmit beam 1024 is output from quadrant detector 10 as a result of previous matching.
Focused on 22. However, additional light sources, as extraneous light sources 1026,
Picked up by quadrant detector 1022. The extraneous light source 1026 may be, for example, a street light, sunset, headlights of an oncoming car, or other undesirable light source. Depending on the illuminance of the light source, the filter provided in the light receiving path may not be sufficient to reduce the signal power of this unwanted light source 1026.

【0170】 従って、好ましくない光源1026を、ある程度、四分円検出器から処理され
た信号の結果で、曲げることができる。具体的には、図20の中に示されている
例の中で、無関係の光源1026は、システムが、送信機がより四分円Bに向け
てポインティングしていると考えさせる。従って、通信ビーム1024が、たと
え正確に集中されていたとしても、ポインティングを調整できる。その結果、通
信ビーム1024と無関係な光源1026からの全力が、四分円検出器1022
の上に有効に“集中”される一方で、通信ビーム1024は、センターから離れ
る。
Thus, the undesired light source 1026 can be bent to some extent as a result of the signal processed from the quadrant detector. Specifically, in the example shown in FIG. 20, an extraneous light source 1026 causes the system to think that the transmitter is pointing more toward quadrant B. Thus, the pointing can be adjusted even if the communication beam 1024 is accurately concentrated. As a result, the full power from the light source 1026, unrelated to the communication beam 1024,
The communication beam 1024 is effectively off-center, while the communication beam 1024 is away from the center.

【0171】 この問題を解決する一つの方法は、空間検出器あるいは他の整合検出器とその
関連電子装置に対して、通信信号1024と無関係信号1026との間を区別す
る方法を提供することである。整合を目的として、これ等の2個の信号を区別し
て、好ましくない無関係の信号1026を有効に無視させることができる。通信
信号が、信号の上で変調されているデータを有しているので、一つの技術は、こ
の変調を利用して2個の信号を区別することである。しかし、直交セルとCCD
のような空間検出器は、一般的に、低周波のレスポンスを有している。大部分の
通信信号が、比較的早い速度で変調されているので、この変調は、空間検出器に
より検出されない。
One way to solve this problem is to provide a method for the spatial detector or other matched detector and its associated electronics to distinguish between the communication signal 1024 and the extraneous signal 1026. is there. For purposes of matching, these two signals can be distinguished so that unwanted unrelated signals 1026 are effectively ignored. Since a communication signal has data that is modulated on the signal, one technique is to use this modulation to distinguish between the two signals. However, orthogonal cells and CCD
Such a spatial detector generally has a low-frequency response. Because most communication signals are modulated at a relatively high rate, this modulation is not detected by the spatial detector.

【0172】 例えば、前記に説明されているある実施態様の中で、データは、通信リンク1
10の上で、622MBPSの速度で変調されている。これは、空間検出器の比
較的低い周波数のレスポンスのカットオフ周波数より充分に高い。事実多くの現
行の空間検出器は、100kHzあるいはそれ以下の周波数レスポンスを示して
いる。従って。例えば622MBPSのような通信信号が、この低い周波数のレ
スポンスより充分に高いので、この信号は、空間検出器に対するDCバイアスの
ようである。従って、本発明のある実施態様の中で、低周波トーンが空間検出器
によって検出できるように、低周波トーンが通信信号に変調されている。
For example, in one embodiment described above, data is transmitted over communication link 1
10 at a rate of 622 MBPS. This is well above the cutoff frequency of the relatively low frequency response of the spatial detector. In fact, many current spatial detectors exhibit a frequency response of 100 kHz or less. Therefore. Since a communication signal, such as 622 MBPS, is sufficiently higher than this low frequency response, this signal is like a DC bias to the spatial detector. Thus, in one embodiment of the invention, the low frequency tone is modulated into the communication signal so that the low frequency tone can be detected by the spatial detector.

【0173】 ある実施態様の中で、トーンを、マイクロプロセッサで生成させることができ
るが、不必要にプロセッサを酷使しないために、「例えば、電界プログラム可能
なゲート・アレー(FPGA)を使用してハードウエアで生成される。
In some embodiments, the tones can be generated by a microprocessor, but to avoid unnecessary use of the processor, use “for example, using an electric field programmable gate array (FPGA). Generated in hardware.

【0174】 図22は、受信機により受信できるデータ信号の例を示している表である。信
号が、ある実施態様が毎秒622メガビットである、デジタル信号であるために
、信号は、1と0のシリーズで受信機に現れる。従って、図22は、例としての
1と0のデータストリームである。このデータストリームが、低周波の搬送波信
号に変調されたとき、結果は、図213の中に示された例と同様である。図23
の中で示されているとおり、デジタル・データストリーム1144は、低周波搬
送波1148に変調される。解説されているとおり、ある実施態様の中で、この
低周波搬送波は、約10kilohertzの周波数である。従って、この周波
数は、空間検出器の周波数レスポンスの周波数の範囲内である。従って、空間検
出器の処理回路は、この信号とDCれべる信号として一般的に現れるノイズソー
スとの間を区別できる。
FIG. 22 is a table showing an example of a data signal that can be received by the receiver. Because the signal is a digital signal, one embodiment is 622 megabits per second, the signal appears at the receiver in a series of ones and zeros. Thus, FIG. 22 is an example 1 and 0 data stream. When this data stream is modulated to a low frequency carrier signal, the result is similar to the example shown in FIG. FIG.
, A digital data stream 1144 is modulated onto a low frequency carrier 1148. As described, in one embodiment, the low frequency carrier is at a frequency of about 10 kilohertz. Therefore, this frequency is within the frequency range of the frequency response of the spatial detector. Thus, the processing circuitry of the spatial detector can distinguish between this signal and a noise source that typically appears as a DC level signal.

【0175】 ある実施態様では、送信ビームが、つねに、目の安全性要件を満たしているこ
とを確認することが重要である。したがって、ある実施態様では、ディジタルデ
ータの搬送波信号への変調により、送信機電力の実質的な増加が生じる。それ自
体、このような増加は、目に安全な範囲を超えた送信機電力の上昇を引き起こす
ことがある。例えば、ある用途では、ディジタルデータのキロヘルツ搬送波への
変調により、2という係数の出力電力の実際の上昇が生じる。したがって、送信
機電力は、この上昇を補償するために3dB、削減される必要があるだろう。こ
の現象は、潜在的にディジタルデータを検出する能力に影響を及ぼす可能性があ
るため、このような送信機電力の減少は望まれていない。したがって、ある実施
態様では、データのDC搬送波への変調は定期的に実行されるだけである。これ
は、ポインティング調整を高周波で行うことができることが必要ではないために
可能である。事実上、トラッキングアルゴリズムは、データ信号と比較して典型
的には相対的にゆっくりと実行する。したがって、トラッキングアルゴリズムは
デューティーサイクルで実行され、補正は相対的に頻繁にではなく実行される。
例えば、ある実施態様では、トラッキングアルゴリズムは、10キロヘルツ信号
の10個のサイクルで実行される。したがって、データは、5秒から10秒の間
隔で低周波信号の上に変調されるにすぎない。例えば、デューティーサイクルが
1%、0.10%または0.01%である場合、短い時間期間だけ、余分な電力
が送信機に加えられる。したがって、レーザ電力は、総電力の小さな部分、下げ
られさえすればよい。例えば、0.01%というデューティーサイクルでは、レ
ーザ電力は、0.01%という係数分、下げられさえすればよい。これは、目の
安全性範囲が、瞬間的に決定されるのとは対照的に時間期間を経る信号に対して
決定されるため可能である。
[0175] In certain embodiments, it is important to ensure that the transmit beam always meets eye safety requirements. Thus, in some embodiments, modulation of digital data onto a carrier signal results in a substantial increase in transmitter power. As such, such an increase may cause the transmitter power to rise beyond eye safe ranges. For example, in some applications, modulation of digital data onto a kilohertz carrier causes a real increase in output power by a factor of two. Therefore, the transmitter power will need to be reduced by 3 dB to compensate for this rise. Such a reduction in transmitter power is not desired because this phenomenon can potentially affect the ability to detect digital data. Thus, in one embodiment, the modulation of the data onto the DC carrier is only performed periodically. This is possible because it is not necessary that pointing adjustments can be made at high frequencies. In effect, tracking algorithms typically run relatively slowly compared to the data signal. Thus, the tracking algorithm is performed with a duty cycle and the correction is performed relatively infrequently.
For example, in one embodiment, the tracking algorithm is executed on ten cycles of a 10 kilohertz signal. Thus, the data is only modulated onto the low frequency signal at intervals of 5 to 10 seconds. For example, if the duty cycle is 1%, 0.10%, or 0.01%, extra power is added to the transmitter for only a short period of time. Therefore, the laser power only needs to be reduced, a small part of the total power. For example, at a duty cycle of 0.01%, the laser power need only be reduced by a factor of 0.01%. This is possible because the eye safety range is determined for signals passing through a time period as opposed to being determined instantaneously.

【0176】 ある実施態様では、ノード108は、厳しい天候状態で良好な性能のために3
5dBから45dBのリンクマージンを有すると設計されている。このマージン
を厳しい天候条件で提供するために、検出器は、晴れた天気でのその動的範囲を
上回り、それを超える光を受信してよい。このようにして、検出器の動的範囲内
にある光のレベルを維持するために、1つまたは複数の追加特徴を含むことがで
きる。
[0176] In one embodiment, the node 108 has three nodes for good performance in severe weather conditions.
It is designed to have a link margin of 5 dB to 45 dB. To provide this margin in harsh weather conditions, the detector may receive light above and beyond its dynamic range in sunny weather. In this way, one or more additional features can be included to maintain light levels that are within the dynamic range of the detector.

【0177】 ある実施態様では、送信されたビームは、検出器に到達する電力が、中立密度
(ND)フィルタなどの追加の光学素子を使用しなくても減衰できるように、偏
心化される。この実施態様は、送信されたビームがガウスプロファイルを有する
シナリオで、特に有効である。このような用途では、最高の電力部分を含む信号
の一部は、信号のさらに低い部分が検出器上に留まる間に受信機から離れて向け
ることができる。それ自体、信号は、受信機の動的範囲内で後退するために制御
でいる。送信されたビームのこの「偏心化された」ポインティングを達成するた
めに使用できる複数の技法がある
In some embodiments, the transmitted beam is decentered such that the power reaching the detector can be attenuated without using additional optical elements such as neutral density (ND) filters. This embodiment is particularly useful in scenarios where the transmitted beam has a Gaussian profile. In such an application, a portion of the signal, including the highest power portion, may be directed away from the receiver while a lower portion of the signal remains on the detector. As such, the signal is in control to retreat within the dynamic range of the receiver. There are several techniques that can be used to achieve this "eccentric" pointing of the transmitted beam

【0178】 図24は、本発明のある実施態様に従って過剰な送信機電力を保証するために
送信機を偏心するためのプロセスを図解する操作フロー図である。段階1102
では、受信機が送信機から信号を受信する。
FIG. 24 is an operational flow diagram illustrating a process for eccentricizing a transmitter to guarantee excessive transmitter power according to an embodiment of the present invention. Step 1102
Then, the receiver receives the signal from the transmitter.

【0179】 受信された送信電力は、段階1104で信号強度測定値によって決定される。
受信信号強度は、送信機が、電流リンク運転状態を考えると、電力レベルが高す
ぎるまたは低すぎるように、任意の電力レベルで動作しているかどうかを決定す
るために使用することができる。例えば、信号強度決定は、受信機が、送信電力
が高すぎるために飽和していることを示すことができる。それ自体、送信電力レ
ベルを下げることが望まれている。代わりに、受信機は、受信電力レベルが低す
ぎて、送信されたデータの正確な検出を可能にできないと判断する場合がある。
これは、例えば、天候状態が、送信機から受信機への信号の伝送に影響を及ぼす
のに十分なほど実質的に劣化した場合に発生する可能性がある。それ自体、受信
機は、有効送信電力の増加を希望する可能性がある。
[0179] The received transmit power is determined in step 1104 by the signal strength measurements.
Received signal strength can be used to determine whether the transmitter is operating at any power level such that the power level is too high or too low given current link operating conditions. For example, a signal strength determination may indicate that the receiver is saturated because the transmit power is too high. As such, it is desired to reduce the transmission power level. Alternatively, the receiver may determine that the received power level is too low to allow for accurate detection of the transmitted data.
This can occur, for example, if the weather conditions have been substantially degraded enough to affect the transmission of the signal from the transmitter to the receiver. As such, the receiver may want to increase the effective transmit power.

【0180】 ある実施態様では、レーザ電力および受信機動的範囲は、名目出力電力でのo
n−centerポインティングを用いて、受信機が最悪のケースで予想される
天候条件でも送信信号を受信できるように選択される。それ自体、天候が晴れ始
めると、受信信号強度は、飽和点に向かって上昇を開始するだろう。段階110
6では、受信機が、電力レベルが高すぎて、下げる必要がある旨を遠隔送信機に
知らせる。ある実施態様では、前述されたように、電力レベルは、受信機の中心
から離して送信機をポインティングすることによって実質的に下げられる。この
ようにして、送信ビームの一部は受信機の開口の外であり、受信機が、実際に送
信された電力のパーセンテージだけを受信する結果となる。それ自体、信号は、
受信機の動的範囲内で下がるように調整することができる。電力減衰のレベルは
、送信機システムに導入されるポインティングエラーの規模の関数である。
In one embodiment, the laser power and the receiver dynamic range are equal to o at nominal output power.
Using n-center pointing, the receiver is selected to be able to receive the transmitted signal even in the worst case expected weather conditions. As such, as the weather begins to clear, the received signal strength will begin to rise toward the saturation point. Stage 110
At 6, the receiver informs the remote transmitter that the power level is too high and needs to be reduced. In certain embodiments, as described above, the power level is substantially reduced by pointing the transmitter away from the center of the receiver. In this way, a portion of the transmitted beam is outside the aperture of the receiver, resulting in the receiver receiving only a percentage of the power actually transmitted. As such, the signal is
It can be adjusted to fall within the dynamic range of the receiver. The level of power decay is a function of the magnitude of pointing errors introduced into the transmitter system.

【0181】 ある実施態様では、初期レーザ電力設定値が、粗取得を実行するために使用さ
れた初期逆反射体信号から決定できる。経路は対称であるため、この決定は通信
リンク110に関連する両方のトランシーバに適用することがある。
In some embodiments, the initial laser power setting can be determined from the initial retroreflector signal used to perform the coarse acquisition. Because the path is symmetric, this decision may apply to both transceivers associated with communication link 110.

【0182】 ポインティングを偏心するために情報が送信機に伝達される方法は、多くのさ
まざまな実施態様に従って実現できる。通信リンク110がノード108間でパ
ケット化したデータを伝送するために実現される実施態様では、追加ステータス
パケットが、パケットストリームの中に挿入できる。この追加ステータスパケッ
トは、おそらく、追加のまたは代替ステータスあるいは付帯演算情報だけではな
く、この電力レベル測定表示も提供するために使用できる。したがって、この実
施態様を使用して、受信機は、送信電力を実際に調整する必要があることを、通
信リンク110を介して送信機に直ちに通知するために、インバンド信号方式を
使用することができる。
[0182] The manner in which information is communicated to the transmitter to decenter pointing can be implemented according to many different embodiments. In embodiments where communication link 110 is implemented to transmit packetized data between nodes 108, additional status packets can be inserted into the packet stream. This additional status packet could possibly be used to provide this power level measurement indication as well as additional or alternative status or collateral computation information. Thus, using this embodiment, the receiver may use in-band signaling to immediately notify the transmitter over communication link 110 that the transmit power actually needs to be adjusted. Can be.

【0183】 さらに、代替実施態様においては、ページングチャネルまたはその他の通信チ
ャネルは、この情報を送信機に戻すために使用できるだろう。しかしながら、こ
の実施態様は、それが受信機と送信機の間で追加通信を必要とするので好ましく
ない。子おステータスパケットを伝送に追加することにより、既存の通信リンク
110で追加帯域幅を活用することが好まれている。
Further, in an alternative embodiment, a paging channel or other communication channel could be used to return this information to the transmitter. However, this embodiment is not preferred because it requires additional communication between the receiver and the transmitter. It is preferred that existing communication links 110 take advantage of the additional bandwidth by adding child status packets to the transmission.

【0184】 電力を調整する必要がある旨を示すステータス情報の受信は、ノードヘッドが
そのアジマスまたはエレベーションジンバルを調整できるように、ノードヘッド
654に直接的に提供することができる。ノードベース656内の制御装置が誤
差の量を求め、適切なジンバルを導入し、適切なジンバルを相応じて駆動できる
ように、ノードベース658には、代わりに信号が提供される。これらの実施態
様は、ノードヘッド654およびノードベース656の間の多重データ通信を使
用して実現することができる。それらはノードヘッド654およびノードベース
656の間で他の通信方式を使用してシステムで実現することができる。
The receipt of status information indicating that power needs to be adjusted can be provided directly to node head 654 so that the node head can adjust its azimuth or elevation gimbal. The signal is provided to the node base 658 instead so that the controller in the node base 656 can determine the amount of error, introduce the appropriate gimbal, and drive the appropriate gimbal accordingly. These embodiments can be implemented using multiple data communications between the node head 654 and the node base 656. They can be implemented in the system using other communication schemes between the node head 654 and the node base 656.

【0185】 ある実施態様では、システムは、送信機にポインティングエラーをシステムに
導入することを要求する前に、受信機が飽和モードであるまで待機するために実
現できる。代わりに、システムは先を見越して行動し、受信機が飽和するかどう
かを予測するために、および実際の飽和が発生する前に、先を見るようにプログ
ラムすることができる。このようにして受信信号の電力の上方傾向は、飽和を予
測するために事前に補外されてよく、送信機はそれに応じて調整した。代わりに
、多様なスレッショルド範囲は、受信機動的範囲内で設定でき、送信機は、受信
信号の電力が落下する範囲に応じて増分で調整した。
In one embodiment, the system can be implemented to wait until the receiver is in saturation mode before requesting the transmitter to introduce a pointing error into the system. Alternatively, the system can be proactive and programmed to look ahead to predict if the receiver will saturate and before actual saturation occurs. In this way, the upward trend in the power of the received signal may be extrapolated in advance to predict saturation, and the transmitter adjusted accordingly. Alternatively, various threshold ranges can be set within the receiver dynamic range, and the transmitter has incrementally adjusted according to the range over which the power of the received signal falls.

【0186】 例えば、受信機の動的範囲の最低スレッショルド範囲では、送信機は、gal
cian信号のピークが空間検出器に中心を置くように精度の最高度にポインテ
ィングされる。受信信号の電力レベルが次のスレッショルド範囲に遷移すると、
送信機は、有効受信信号強度を削減するために指定された量、中心から外れてポ
インティングすることができる。これは、送信機のスキュー量が、受信信号ので
力の規模に基づいて実行される場合に続行できる。
For example, in the lowest threshold range of the dynamic range of the receiver, the transmitter
It is pointed to the highest degree of accuracy so that the peak of the cian signal is centered on the spatial detector. When the power level of the received signal transitions to the next threshold range,
The transmitter can point off-center by a specified amount to reduce the effective received signal strength. This can continue if the amount of skew at the transmitter is performed based on the magnitude of the force in the received signal.

【0187】 代替実施態様においては、受信機または送信機、あるいは両方が、例えば、中
立密度(ND)フィルタなどのフィルタを伝送経路に挿入させることがある。し
かしながら、この実施態様は、信号経路の中に、および信号経路の中からフィル
アを駆動するための機構だけではなく、追加材料を活用する。さらに、減衰の変
化する度合いのため、複数のフィルタが、実際には、必要とされることがある。
それ自体、この代替実施態様は、追加ハードウェアを必要するため、システムに
追加費用および複雑度を生じさせる。他方、ポインティングエラーをシステムに
追加するのは、ノードヘッド654内で提供される既存のポインティング機構を
使用して実行することができる。したがって、この実施態様が好まれる。
In an alternative embodiment, the receiver or the transmitter, or both, may have a filter inserted into the transmission path, for example, a neutral density (ND) filter. However, this embodiment makes use of additional materials, as well as mechanisms for driving the filler in and out of the signal path. Further, due to the varying degree of attenuation, multiple filters may actually be needed.
As such, this alternative implementation requires additional hardware, which adds additional cost and complexity to the system. On the other hand, adding pointing errors to the system can be performed using existing pointing mechanisms provided within node head 654. Therefore, this embodiment is preferred.

【0188】 しかも別の代替では、電子的に制御されている変化する減衰の程度を有するN
Dフィルタを使用することができる。しかしながら、この実施態様は、通信路の
中に追加される追加材料も活用する。
Yet another alternative is to use an electronically controlled N with varying degrees of attenuation.
A D filter can be used. However, this embodiment also takes advantage of additional material added into the channel.

【0189】 レーザを偏心するためのこの技法に加えて、受信機からの信号が、送信機のバ
イアスレベルを調整するために送信機に送り返され、それによってその送信電力
を削減する。再び、この技法は、データまたはデータパケットを、受信機ノード
108と送信機ノード108の間の通信リンクに挿入できるインバンド信号方式
技法、あるいは別のインバンド信号技法を使用することができる。代わりに、補
助チャネルなどの別の通信チャネルを使用することができる。
In addition to this technique for decentering the laser, the signal from the receiver is sent back to the transmitter to adjust the transmitter's bias level, thereby reducing its transmit power. Again, this technique may use an in-band signaling technique that allows data or data packets to be inserted into the communication link between the receiver node 108 and the transmitter node 108, or another in-band signaling technique. Alternatively, another communication channel, such as an auxiliary channel, can be used.

【0190】 好ましくは、ルックオフ(look off)が実現される実施態様では、有
効な電力を必要時に再び増強できるように、不必要な検索または生成アルゴリズ
ムを実行しなくても、中心に置かれるポインティング値を記憶するための技法が
ある。
Preferably, in implementations where a look-off is implemented, centered pointing without performing unnecessary search or generation algorithms so that useful power can be increased again when needed. There are techniques for storing values.

【0191】 前述されたように、ある実施態様では、空間検出器が、受信機に関して送信機
のポインティング精度を決定するために使用できる。空間検出器からのデータは
、ポインティング精度を高める、あるいはそれ以外の場合に改善できるように、
ポインティングに関するフィードバックを提供するために使用される。空間検出
器の使用を回避する代替実施態様は、ポインティング精度を決定するために実現
できる。送信ビームが空間特徴をしエス場合、これらの空間特徴に関する情報を
入手し、ポインティング精度を決定するのに役立てるためにこの情報を使用する
ことができる。この情報は、システムのポインティング精度を改善するために使
用することができる。
As described above, in one embodiment, a spatial detector can be used to determine the pointing accuracy of the transmitter with respect to the receiver. The data from the spatial detector can be used to improve pointing accuracy or otherwise improve it.
Used to provide feedback on pointing. An alternative embodiment that avoids the use of spatial detectors can be implemented to determine pointing accuracy. If the transmit beam has spatial features, this information can be used to obtain information about these spatial features and to help determine pointing accuracy. This information can be used to improve the pointing accuracy of the system.

【0192】 例えば、ガウスプロファイルを有する送信ビームは、理想的には、ビームの中
心にピークエネルギーレベルを有する。このエネルギーレ得るは、最初は徐々に
、それからさらに劇的に、最小信号レベルに近づくまで中心点から外れる。これ
らの空間特徴のため、受信信号の相対エネルギーレベルに基づき、ポインティン
グ精度を決定することができる。一般的には、送信ビームは、検出器全体で向き
を変えられ(slewed)、相対信号強度はこのプロセスの間に測定される。
For example, a transmit beam having a Gaussian profile ideally has a peak energy level at the center of the beam. This energy gain gradually deviates from the center point initially, and then more dramatically, until it approaches the minimum signal level. Because of these spatial features, pointing accuracy can be determined based on the relative energy level of the received signal. Generally, the transmitted beam is slewed across the detector and the relative signal strength is measured during this process.

【0193】 単純に述べられると、送信機の向きが変えられるにつれて、受信機は、送信機
に対し、信号強度が増大しているのか、あるいは減少しているのか、したがって
送信機が中心により近づくのか、あるいはさらに中心から離れていくのかを示す
。受信機は、最高信号強度を生じさせるポインティング角度を探す。この角度は
、送信機にとって正確なポインティングに関連する角度であると見なされる。あ
る実施態様では、これは、例えば、補助チャネルを含む、それ以外の通信チャネ
ルを使用して達成することができる。
Simply stated, as the transmitter is turned, the receiver will tell the transmitter whether the signal strength is increasing or decreasing, and thus the transmitter will be closer to the center. Or even further away from the center. The receiver looks for the pointing angle that produces the highest signal strength. This angle is considered to be the angle associated with accurate pointing for the transmitter. In some embodiments, this can be achieved using other communication channels, including, for example, auxiliary channels.

【0194】 図25は、本発明のある実施態様に従ってポインティング精度を求めるために
ビームプロファイルを活用するあめのプロセスを示す操作フロー図である。ここ
で図25を参照すると、段階1204では、ビームが第1ノード108にある送
信機から、第2ノード108にある指定された受信機に送信される。ある実施態
様では、送信ビームは、ノード108間の通信リンク110を確立するために使
用される通信ビームである場合がある。受信ノードにある指定された受信機10
8は、受信機での受信信号強度を測定する。
FIG. 25 is an operational flow diagram illustrating a process for utilizing a beam profile to determine pointing accuracy according to an embodiment of the present invention. Referring now to FIG. 25, in step 1204, a beam is transmitted from a transmitter at a first node 108 to a designated receiver at a second node 108. In some embodiments, the transmit beam may be a communication beam used to establish a communication link 110 between nodes 108. The designated receiver 10 at the receiving node
8 measures the received signal strength at the receiver.

【0195】 段階1208では、送信機は、送信ビームのポインティングが変更されるよう
に向きを変えられる。受信機は、向きを変えることが送信機のポインティングを
改善するのか、それとも劣化させたのかを決定できるように、信号強度を測定し
直す。ある実施態様では、向きを変えることは、各ステップの最後で行われる測
定で段階的に実行できる。代替実施態様では、向きを変えることは連続的であり
、測定は、向き変えが発生するにつれて行われる。段階的であるのか、連続的で
あるのかに関係なく、向き変えの速度は、信号強度を測定できる速度、および送
信ビームを制御するために使用される帰還ループに基づいて選ぶことができる。
動作は、段階的な実施態様に関して記述される。この説明を読んだ後、連続向き
変え実施態様を使用して、このプロセスを実現する方法は、普通の技術の熟練者
に明らかになるだろう。
At step 1208, the transmitter is turned so that the pointing of the transmit beam is changed. The receiver re-measures the signal strength so that it can determine if the reorientation improved or degraded the pointing of the transmitter. In some embodiments, the turning can be performed in steps with measurements taken at the end of each step. In an alternative embodiment, the turning is continuous and the measurement is taken as the turning occurs. Whether step-wise or continuous, the speed of the turning can be chosen based on the speed at which the signal strength can be measured and the feedback loop used to control the transmit beam.
Operation is described in terms of a step-wise implementation. After reading this description, it will become apparent to a person of ordinary skill in the art how to implement this process using a continuous turning embodiment.

【0196】 段階1210では、信号強度が、過去の測定値より低いのか、あるいは高いの
かが決定される。言い替えると、信号強度が、向き変え動作の結果として増大し
たのか、あるいは減少したのかが決定される。ある実施態様では、この決定は、
現在の受信信号強度が、相対的な変化を決定するために、過去に受信された信号
強度に比較される受信機で下される。この実施態様では、受信機は、この変化ま
たは受信信号強度のデルタを示す帰還信号を送信機に提供することができる。代
替実施態様では、実際の測定は送信機に中継して戻され、送信ノード108は、
現在の信号強度測定値が過去の信号強度測定値より低いのか、あるいは高いのか
を決定することができる。
In step 1210, it is determined whether the signal strength is lower or higher than a past measurement. In other words, it is determined whether the signal strength has increased or decreased as a result of the turning operation. In one embodiment, the determination is
The current received signal strength is made at the receiver to be compared to previously received signal strengths to determine relative changes. In this embodiment, the receiver can provide a feedback signal to the transmitter indicating this change or a delta in received signal strength. In an alternative embodiment, the actual measurement is relayed back to the transmitter and the transmitting node 108
It can be determined whether the current signal strength measurement is lower or higher than the previous signal strength measurement.

【0197】 ある実施態様では、インバンド信号方式は、送信ノード108に情報を提供す
るために使用される。インバンド信号方式を使用すると、受信信号強度(実際ま
たはデルタ)を示すデータが、ノード間の通信リンクに挿入される。ある実施態
様では、追加パケットが、影響を受けたノード108の間の通信チャネルの中に
挿入されるか、あるいは追加データはノード108間で送信された既存のパケッ
トの中に挿入される。代わりに、ノード108の間の補助チャネルまたはその他
の通信路は、この情報を中継するために使用できる。
In one embodiment, in-band signaling is used to provide information to transmitting node. Using in-band signaling, data indicating the received signal strength (actual or delta) is inserted into the communication link between the nodes. In some embodiments, additional packets are inserted into the communication channel between affected nodes 108, or additional data is inserted into existing packets transmitted between nodes 108. Alternatively, an auxiliary channel or other communication path between nodes 108 can be used to relay this information.

【0198】 段階1210では、受信信号強度がさらに高いと判断される場合、これは、送
信機がさらに正確な中心揃えを提供するために正しい方向で向きを変えているこ
とのしるしである。それ自体、段階1222では、送信機はさらに向きを変えら
れる。段階1210では、信号強度は、信号強度がさらに増大したのか、あるい
は代わりに減少したのかを決定するために測定し直される。信号強度がさらに増
大した場合、段階1210と1222の間のこのループは、受信信号強度の劣化
が検出されるまで続行する。前述されたように、1つの実施態様では、これは、
送信機が固定量向きを変えられ、測定が行われ、決定が下され、最大値に達する
まで追加段階的な向き変えとなるように、段階的に実行できる。
In step 1210, if the received signal strength is determined to be higher, this is an indication that the transmitter is turning in the correct direction to provide more accurate centering. As such, in step 1222, the transmitter is further turned. At step 1210, the signal strength is re-measured to determine whether the signal strength has increased further or has instead decreased. If the signal strength further increases, this loop between steps 1210 and 1222 continues until a deterioration in the received signal strength is detected. As mentioned above, in one embodiment, this is
The transmitter can be steered by a fixed amount, measurements can be taken, decisions can be made, and steps can be taken to provide additional stepwise turns until a maximum is reached.

【0199】 他方、段階1210では、受信機での新しい信号強度が過去の信号強度より低
いと判断されると、これは、送信機が誤った方向で向きを変えられていることの
しるしである。このようにして、段階1218では、送信機は、向き変えの方向
を逆転し、他の方向で向きを戻すように命令される。過去のコマンドも送信機に
向き変え方向を逆転するように命令していた場合、これは、送信機がほぼ中心揃
えされているしるしである。それ自体、追加の向き変えが発生する必要はなく、
送信機はその過去のポインティング角度に戻すことができる。
On the other hand, if it is determined in step 1210 that the new signal strength at the receiver is lower than the past signal strength, this is an indication that the transmitter is being turned in the wrong direction. . Thus, at step 1218, the transmitter is commanded to reverse the direction of the turn and turn back in the other direction. If a past command also instructed the transmitter to reverse direction, this is a sign that the transmitter is approximately centered. As such, no additional turning needs to occur,
The transmitter can return to its past pointing angle.

【0200】 ある実施態様では、この手順は、送信機が、ジンバル位置決定機構の段階サイ
ズに基づき可能な精度の度合いに合わせて中心揃えされるように、アジマス軸と
エレベーション軸の両方に関して繰り返すことができる。アジマス軸とエレベー
ション軸両方の向きを変えた結果、2つのほぼ水貯置くな方向での向き変えが生
じるため、これは、ジンバル位置決定システムによって可能な精度の度合いまで
ビームを中心揃えするのに十分である。
In one embodiment, the procedure is repeated for both the azimuth and elevation axes so that the transmitter is centered to the degree of accuracy possible based on the step size of the gimbal locator. be able to. Since the reorientation of both the azimuth and elevation axes results in a reversal in two nearly water-reserving directions, this is to center the beam to the degree of accuracy possible with the gimbal positioning system. Is enough.

【0201】 空間検出器でのように、このプロファイルポインティング技法は、ネットワー
ク100ないのノード108の初期統合時に、あるいはノード108の態様期間
中にそれ以外の場合発生する可能性のあるポインティングエラーに関して補正す
るために、実行することができる。このようなエラーは、例えば、温度変化のた
めの膨張および収縮の結果として発生することがあり、ハードウェア機構での不
正確さの結果として経時的に取りこまれるエラーは、例えば、地震、ノード10
8がその上に取り付けられる建物または塔の定着、またはノード108の別のノ
ード18を基準にした変位を生じさせるそれ以外の現象の結果として別のノード
に関してあるノードの相対位置を変更する。
As with the spatial detector, this profile pointing technique corrects for pointing errors that might otherwise occur during the initial integration of nodes 108 in the network 100 or during aspects of the nodes 108. To be able to run. Such errors may occur, for example, as a result of expansion and contraction due to temperature changes, and errors introduced over time as a result of inaccuracies in hardware mechanisms may include, for example, earthquakes, nodes 10
8 changes the relative position of one node with respect to another node as a result of anchoring of a building or tower mounted thereon, or other phenomena that cause displacement of node 108 relative to another node 18.

【0202】 ある実施態様では、送信ジンバルにより制御される向き変えの段階サイズは、
例えば、150ミクロラジアン(μrads)である場合がある。これは、1.
5mrad発散ビームの発散の10分の1である。各段階での滞在時間の量は、
トラッキングバンド幅に依存する。ある実施態様では、送信機は、1秒の2分の
1の中での5つの段階ほど急速に移動することができる。このようにして、ほん
の数秒の間に、本発明に従って、送信機は±150μradsまで中心揃えする
ことができる。
In one embodiment, the redirection step size controlled by the transmitting gimbal is:
For example, it may be 150 microradians (μrads). This is 1.
One tenth of the divergence of the 5 mrad divergent beam. The amount of time spent at each stage is
Depends on tracking bandwidth. In some embodiments, the transmitter can move as fast as five steps in a half second. In this way, within just a few seconds, according to the invention, the transmitter can be centered to ± 150 μrads.

【0203】 このプロファイルポインティング機構の結果、通信リンク110の受信端部で
空間検出器を含む必要性はなくなった。このようにして、この空間検出器を実現
するために必要とされるハードウェアは、その関連する空間制約および費用とと
もに、回避することができる。
As a result of this profile pointing mechanism, the need to include a spatial detector at the receiving end of communication link 110 has been eliminated. In this way, the hardware required to implement this spatial detector, along with its associated space constraints and costs, can be avoided.

【0204】 さらに、ポインティング検出用の受信ビームの一部を抽出するためにビームス
プリッタを含む必要性もない。
Further, there is no need to include a beam splitter to extract a part of the reception beam for pointing detection.

【0205】 一定のシナリオでは、前述されたもののようにインストレーションフィクスチ
ャを使用して最初に得られる、あるいは手動手段により最初に得られるポインテ
ィング精度が、ノードの初期の取得を可能にするほど十分ではない場合がある可
能性がある。これは、ポインティングの不確実性が、ノード間の範囲によって分
割されるあらゆる位置決定の不確実性に関係するためである。したがって、範囲
が減少するに従って、ポインティングの不確実性は高まる。
In certain scenarios, the pointing accuracy initially obtained using the installation fixture as described above, or initially obtained by manual means, is sufficient to allow for an initial acquisition of the node. May not be. This is because the pointing uncertainty relates to any location uncertainty divided by the range between nodes. Thus, the pointing uncertainty increases as the range decreases.

【0206】 例えば、受信機視界が約70メートルより大きい距離で3°である前述された
例のインプリメンテーションでは、初期のポインティング決定が、送信機を受信
機の視界の範囲内にもたらさない可能性がある。それ自体、逆反射体を使用する
代替取得技法は、後述されるように利用することができる。
For example, in the implementation of the previous example, where the receiver field of view is 3 ° at a distance greater than about 70 meters, the initial pointing decision may not bring the transmitter within the range of the field of view of the receiver. There is. As such, alternative acquisition techniques using retroreflectors can be utilized as described below.

【0207】 ある実施態様では、1つまたは複数の逆反射体または角立方体(corner
cube)をノードで含むことができる。代わりに、逆反射体または角立方体の
列の特性に類似した特性を有する反射体テープも使用できる。光学技術の信号に
当業者にとって既知であるように、逆反射体の概念とは、送信ビームをそのソー
スに戻すまたは反射し返すことである。逆反射体は、典型的には、相対的に高い
受入れ角度(10度から20度、あるいはそれ以上)を有し、このようにして、
ポインティング精度が3°という視界を有する受信機を照明するのには十分では
ないだろう状況で、光学ビームを受け入れ、戻すだろう。いったん逆反射体が取
得されると、送信ビームは逆反射体の上で中心揃えしてから、適切なオフセット
角度により、受信ノード108内のノードヘッド654の内の1つにある指定さ
れた受信機に向けることができる。
In certain embodiments, one or more retroreflectors or corner cubes
cube) at the node. Alternatively, a reflector tape having properties similar to those of a row of retroreflectors or square cubes can be used. As is known to those skilled in the art of optical technology signals, the concept of a retroreflector is to return or reflect a transmitted beam back to its source. Retroreflectors typically have relatively high acceptance angles (10 to 20 degrees or more), and thus:
In situations where the pointing accuracy would not be sufficient to illuminate a receiver with a 3 ° field of view, the optical beam would be accepted and returned. Once the retroreflector is acquired, the transmit beam is centered on the retroreflector and then, with an appropriate offset angle, the designated receive at one of the node heads 654 in the receive node 108 You can turn to the machine.

【0208】 逆反射体は、受注製作または在庫製品として取得することができる。逆反射体
は、単純な反射体テープタイプの製品から正確に製作された高光学品質の逆反射
対まで、変化する品質のレベルで使用可能である。
[0208] The retroreflector can be obtained as a bespoke or off-the-shelf product. Retroreflectors can be used at varying levels of quality, from simple reflector tape type products to accurately fabricated high optical quality retroreflective pairs.

【0209】 図26は、本発明のある実施態様に従ってノード108を取得するために逆反
射体を使用するための1つのプロセスを示す操作フロー図である。段階1252
では、何らかの形式の粗ポインティングが、送信機のビームを受信機のノード1
08にほぼポインティングするために、実行される。この大まかなポインティン
グは、前述された実施態様のインストレーションフィクスチャを使用すること、
手動ポインティング、あるいはそれ以外の粗ポインティング技法を含む多くの方
法で達成できる。双眼鏡、観察器械、またはそれ以外の視覚表示補助器具は、手
動ポインティングを容易にするためにノードの上、またはインストレーションフ
ィクスチャの上に取り付けることができる。これらの技法は、一定の幾何学形状
での受信機を照明するには十分である可能性があるが、これらの相対的に粗い技
法が、ノード受信機を初期に取得するには十分ではないそ例外の幾何学形状があ
る。
FIG. 26 is an operational flow diagram illustrating one process for using a retroreflector to acquire a node 108 according to an embodiment of the present invention. Step 1252
Then some form of coarse pointing will cause the transmitter beam to
Executed to almost point to 08. This rough pointing uses the installation fixture of the previously described embodiment,
It can be accomplished in a number of ways, including manual pointing or other coarse pointing techniques. Binoculars, viewing instruments, or other visual display aids can be mounted on the node or on the installation fixture to facilitate manual pointing. Although these techniques may be sufficient to illuminate the receiver with certain geometries, these relatively coarse techniques are not enough to acquire a node receiver early There are exceptional geometries.

【0210】 いくつかの実施態様では、この粗ポインティングは、逆反射体を適切にしゅと
こうするのにさえ十分ではない可能性がある。したがって、段階1256では、
送信ビームは、逆反射体を検索するために走査される。いったん走査ビームが逆
反射体からの独自の信号の上に固定すると、段階1258で、送信機が取得され
た角立方体に中心を置く。ある実施態様では、これは、送信ビームが、最大信号
強度が送信機位置にある受信機に戻される点を探すために角立方体全体で走査さ
れる前述されるプロファイル技法に類似して達成することができる。
In some embodiments, this coarse pointing may not be enough to make the retroreflector suitable. Thus, in step 1256,
The transmit beam is scanned to search for retroreflectors. Once the scanning beam is fixed on the unique signal from the retroreflector, at step 1258, the transmitter is centered on the acquired cube. In one embodiment, this is achieved similar to the profiling technique described above, in which the transmitted beam is scanned over an angular cube to find a point where the maximum signal strength is returned to the receiver at the transmitter location. Can be.

【0211】 ここで、送信機は、ノード108の指定されたトランシーバに関して受信機を
実際に照明するために別の方向で走査を開始する。これは、段階1260によっ
て示される。ある実施態様では、この走査は、最悪でも10x10度の不確実性
フィールドにあり、十分に1分以内に実行できる。いったん検出器が取得される
と、送信ビームは、段階1264で検出器に中心揃えすることができる。中心揃
え技法は、前述された空間検出器技法およびビームプロファイル技法を含むこと
ができる。このようにして、この技法に従って、角立方体またはその他の類似す
る反射対が、粗取得を実行するために向けることができ、微調整が発生すること
ができる。ある実施態様では、インストレーションフィクスチャを使用して得ら
れる精度の程度は、受信機を照明するのに十分ではない場合も逆反射体を照明す
るのに十分である。このようにして、この実施態様では、手動または粗いポイン
ティングは、必要とされていない。
Here, the transmitter starts scanning in another direction to actually illuminate the receiver with respect to the designated transceiver at node 108. This is indicated by step 1260. In one embodiment, this scan is in a worst case 10x10 degree uncertainty field and can be performed well within one minute. Once the detector is acquired, the transmit beam can be centered on the detector at step 1264. Centering techniques may include the spatial detector and beam profile techniques described above. In this way, according to this technique, a corner cube or other similar reflection pair can be directed to perform a coarse acquisition and fine tuning can occur. In one embodiment, the degree of accuracy obtained using the installation fixture is sufficient to illuminate the retroreflector, if not enough to illuminate the receiver. Thus, in this embodiment, no manual or coarse pointing is required.

【0212】 ある実施態様では、逆反射体は、ノードの上に、インストレーションフィクス
チャの上に、あるいはこの場所と実際の受信機の間のポインティング差異が既知
である他のなんらかの場所に取り付けることができる。それ自体、いったん逆反
射体が取得されると、ビームは受信機に向けることができる。
In one embodiment, the retroreflector is mounted on a node, on an installation fixture, or some other location where the pointing difference between this location and the actual receiver is known. Can be. As such, once the retroreflector has been acquired, the beam can be directed to the receiver.

【0213】 逆反射体と受信機の間のオフセットは、異なる範囲での異なる送信機角度オフ
セットを必要とするため、ノード108間の範囲は、正しい送信機角度オフセッ
トを毛低で切るように基地である。ある実施態様では、モータ駆動システムは、
それが、受信機で送信ビームを正確にポインティングできるように、送信機ビー
ム幅解像度の10分の1の機能がある。再び、いったん受信機が信号を拾い上げ
ると、移相チャネル100を介して2つのノードの間に通信リンクが確率できる
。それから、それ自体、ポインティング角度の最適化が開始できる。
Since the offset between the retroreflector and the receiver requires different transmitter angle offsets in different ranges, the range between nodes 108 should be such that the correct transmitter angle offset is cut off by hair. It is. In one embodiment, the motor drive system comprises:
There is a function of one tenth of the transmitter beam width resolution so that it can accurately point the transmit beam at the receiver. Again, once the receiver picks up the signal, a communication link can be established between the two nodes via the phase shift channel 100. The pointing angle optimization itself can then begin.

【0214】 本発明の多様な実施態様が、前記に示され、説明されてきたが、それらが例だ
けによって提示されており、制限ではないことが理解されるべきである。それ以
外の多くの実施態様が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能であ
ることは、普通の技術の熟練者にとって明らかとなるはずである。このようにし
て、本発明の幅および範囲は、前述された例示的な実施態様のいずれによっても
制限されてはならず、クレームおよびその同等物に従ってのみ定義されるべきで
ある。
While various embodiments of the present invention have been shown and described above, it should be understood that they have been presented by way of example only, and not limitation. It should be apparent to those skilled in the art that many other embodiments are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, the breadth and scope of the present invention should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明のある実施態様に従う通信ネットワーク例を示す線図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example communication network according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図2は、本発明のある実施態様に従って通信ネットワークが作動するプロセス
を示す作動流れ線図である。
FIG. 2 is an operational flow diagram illustrating a process in which a communication network operates according to an embodiment of the present invention.

【図3】 図3は、実施態様を示すブロック図であり、そこにおいてサービス業者が、本
発明のある実施態様に従ってルートノードとインターフェースをとるためにSO
NETリングを利用する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an embodiment in which a service provider may use a SO in order to interface with a root node in accordance with an embodiment of the present invention.
Use the NET ring.

【図4】 図4は、本発明のある実施態様に従って最終使用者へ通信を提供するために図
3に示されるアーキテクチャーを利用する方法を示す作動流れ線図である。
FIG. 4 is an operational flow diagram illustrating a method for utilizing the architecture shown in FIG. 3 to provide communication to an end user in accordance with one embodiment of the present invention.

【図5】 図5は、図3に示されるもののようなATM/SONET実行用のソフトウエ
アプロトコルアーキテクチャー例を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example software protocol architecture for performing ATM / SONET, such as that shown in FIG.

【図6】 図6は、本発明のある実施態様に従ってルートノードに設けられる機能性を示
す線図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating functionality provided at a root node according to an embodiment of the present invention.

【図7】 図7は、本発明のある実施態様に従ってノードと施設における使用者装置との
間のインターフェースをとるために、行先ノードに設けられる機能性を示す線図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating functionality provided at a destination node for interfacing between the node and user equipment at a facility in accordance with an embodiment of the present invention.

【図8】 図8は、本発明のある実施態様に従うノードの具体例を示す線図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of a node according to an embodiment of the present invention.

【図9】 図9は、本発明のある実施態様に従ってノードヘッド例に備えることができる
構成部材の論理的内訳を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a logical breakdown of components that can be included in an example node head according to an embodiment of the present invention.

【図10】 図10は、本発明のある実施態様に従う通信受信機回路の具体例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a specific example of a communication receiver circuit according to an embodiment of the present invention.

【図11】 図11は、本発明のある実施態様に従う送信回路の具体例を示すブロック図で
ある。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a specific example of a transmission circuit according to an embodiment of the present invention.

【図12】 図12は、本発明のある実施態様に従うビーコンレーザの具体例を示す線図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating a specific example of a beacon laser according to an embodiment of the present invention.

【図13】 図13は、本発明のある実施態様に従ってノードベース例の構成部材の論理的
内訳を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a logical breakdown of components of a node-based example in accordance with one embodiment of the present invention.

【図14】 図14は、ReFlex25または50プロトコルを使用する本発明のある実
施態様に従う補助チャンネルの具体例を示す線図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an auxiliary channel using the ReFlex 25 or 50 protocol according to an embodiment of the present invention.

【図15】 図15は、本発明のある実施態様に従うインストレーションフィクスチャの具
体例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a specific example of an installation fixture according to an embodiment of the present invention.

【図16】 図16は、本発明のある実施態様に従うノードまたはその構成部材のポインテ
ィングを決めるためにインストレーションフィクスチャを使用する作動流れ線図
である。
FIG. 16 is an operational flow diagram that uses an installation fixture to determine the pointing of a node or its components according to an embodiment of the present invention.

【図17】 図17は、本発明のある実施態様に従ってインストレーションフィクスチャを
使用してノードを開始できるプロセス例を示す作動流れ線図である。
FIG. 17 is an operational flow diagram illustrating an example process by which a node can be started using an installation fixture in accordance with an embodiment of the present invention.

【図18】 図18は、光学式構成部材を位置合わせするために第2の送信機/受信機の対
を使用する光学式通信システム例を示す線図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example optical communication system that uses a second transmitter / receiver pair to align optical components.

【図19】 図19は、本発明のある実施態様に従う四分円検出器例を示す線図である。FIG. 19 is a diagram illustrating an example quadrant detector in accordance with an embodiment of the present invention.

【図20】 図20は、主対物レンズの背後にある空間検出器へ戻り反射されるビーム分光
を示す線図である。
FIG. 20 is a diagram showing a beam spectrum reflected back to a spatial detector behind a main objective lens.

【図21】 図21は、好ましくない光源が潜在的にポインティングエラーを生じることが
ある現象を示す線図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a phenomenon where an undesired light source can potentially cause a pointing error.

【図22】 図22は、受信機により受信できるデータ信号例を示す線図である。FIG. 22 is a diagram showing an example of a data signal that can be received by a receiver.

【図23】 図23は、本発明のある実施態様に従って低周波数搬送波へのデータ信号例の
変調を示す線図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating the modulation of an example data signal onto a low frequency carrier in accordance with an embodiment of the present invention.

【図24】 図24は、本発明のある実施態様に従って過大な送信機電力を補償するために
送信機の中心合わせを解除するプロセスを示す作動流れ線図である。
FIG. 24 is an operational flow diagram illustrating a process of de-centering a transmitter to compensate for excessive transmitter power according to an embodiment of the present invention.

【図25】 図25は、本発明のある実施態様に従ってポインティング精度を決めるために
ビーム輪郭を利用するプロセスを示す作動流れ線図である。
FIG. 25 is an operational flow diagram illustrating a process for utilizing a beam profile to determine pointing accuracy according to an embodiment of the present invention.

【図26】 図26は、本発明のある実施態様に従ってノードを捕捉するために逆反射器を
利用するプロセスを示す作動流れ線図である。
FIG. 26 is an operational flow diagram illustrating a process for utilizing a retroreflector to acquire a node according to an embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD ,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL, PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 5K002 DA09 FA03 FA04 5K033 DA06 DA20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID , IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference 5K002 DA09 FA03 FA04 5K033 DA06 DA20

Claims (48)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ネットワーク内にノードを配置しかつ位置合わせを行うため
のインストレーションフィクスチャであって、 インストレーションフィクスチャの位置を決定するように構成された位置決定
装置と、 ネットワーク内部におけるインストレーションフィクスチャの配向を決定する
ように構成されたディジタルコンパスと、 上記位置及び配向情報をプロセッサに供給し、上記位置及び配向情報を基礎と
してノード内の1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決定するよう
に構成された通信インターフェースとを備えるインストレーションフィクスチャ
An installation fixture for arranging and aligning nodes in a network, comprising: a position determining device configured to determine a position of the installation fixture; A digital compass configured to determine the orientation of the ration fixture; and providing the location and orientation information to a processor to determine a pointing of one or more transceivers in the node based on the location and orientation information. Fixture comprising a communication interface configured as described above.
【請求項2】 上記位置決定装置はGPS受信機である請求項1記載のイン
ストレーションフィクスチャ。
2. The installation fixture according to claim 1, wherein said positioning device is a GPS receiver.
【請求項3】 上記位置決定装置は差動GPS受信機である請求項1記載の
インストレーションフィクスチャ。
3. The installation fixture according to claim 1, wherein said positioning device is a differential GPS receiver.
【請求項4】 上記ディジタルコンパスはさらに、インストレーションフィ
クスチャのロール角及びピッチ角を決定するように構成される請求項1記載のイ
ンストレーションフィクスチャ。
4. The installation fixture of claim 1, wherein the digital compass is further configured to determine a roll angle and a pitch angle of the installation fixture.
【請求項5】 インストレーションフィクスチャとネットワークノードとの
位置合わせを容易にするアラインメント構造をさらに備える請求項1記載のイン
ストレーションフィクスチャ。
5. The installation fixture according to claim 1, further comprising an alignment structure for facilitating alignment between the installation fixture and a network node.
【請求項6】 オペレータインターフェースをさらに備える請求項1記載の
インストレーションフィクスチャ。
6. The installation fixture according to claim 1, further comprising an operator interface.
【請求項7】 上記オペレータインターフェースはデータ入力装置を備える
請求項1記載のインストレーションフィクスチャ。
7. The installation fixture according to claim 1, wherein said operator interface comprises a data input device.
【請求項8】 上記オペレータインターフェースは表示装置をさらに備える
請求項1記載のインストレーションフィクスチャ。
8. The installation fixture according to claim 1, wherein said operator interface further comprises a display device.
【請求項9】 1つまたは複数のノードトランシーバを適正な方向に向けさ
せるためにネットワークノードにおけるポインティング機構とインターフェース
で連結されるように構成された通信インターフェースをさらに備える請求項1記
載のインストレーションフィクスチャ。
9. The installation fix of claim 1, further comprising a communication interface configured to interface with a pointing mechanism at a network node to direct one or more node transceivers in a proper direction. Cha.
【請求項10】 ネットワークインタフェースをさらに備える請求項1記載
のインストレーションフィクスチャ。
10. The installation fixture according to claim 1, further comprising a network interface.
【請求項11】 上記通信インターフェースは内部通信路であり、上記プロ
セッサは上記インストレーションフィクスチャのプロセッサである請求項1記載
のインストレーションフィクスチャ。
11. The installation fixture according to claim 1, wherein said communication interface is an internal communication path, and said processor is a processor of said installation fixture.
【請求項12】 上記通信インターフェースは外部通信路であり、上記プロ
セッサは上記インストレーションフィクスチャより遠隔に位置づけられている請
求項1記載のインストレーションフィクスチャ。
12. The installation fixture according to claim 1, wherein said communication interface is an external communication path, and said processor is located remotely from said installation fixture.
【請求項13】 上記プロセッサは中央局に位置づけられた処理システムの
一部である請求項12記載のインストレーションフィクスチャ。
13. The installation fixture of claim 12, wherein said processor is part of a processing system located at a central office.
【請求項14】 上記通信インターフェースは、少なくともページングチャ
ンネル、無線通信チャンネル及びハードワイヤード通信チャンネルのうちの1つ
である請求項12記載のインストレーションフィクスチャ。
14. The installation fixture of claim 12, wherein the communication interface is at least one of a paging channel, a wireless communication channel, and a hardwired communication channel.
【請求項15】 ネットワーク内にノードを配置しかつ位置合わせを行うた
めのシステムであって、 ネットワーク内部にノードの位置を決定するための手段と、 ネットワーク内部にノードの配向を決定するための手段と、 上記位置及び配向情報を基礎としてノードにおける1つまたは複数のトランシ
ーバのポインティングを決定するための手段とを備えるシステム。
15. A system for locating and aligning nodes in a network, comprising: means for locating nodes within the network; and means for determining node orientation within the network. And means for determining pointing of one or more transceivers at the node based on the position and orientation information.
【請求項16】 上記1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決
定するための手段は、上記位置を決定するための手段からポインティング情報が
決定される遠隔位置へと位置情報を送信するためと、上記遠隔位置から上記ポイ
ンティング情報を受信するための通信手段を備える請求項15記載のシステム。
16. The means for determining pointing of the one or more transceivers comprises: transmitting location information from the means for determining location to a remote location from which pointing information is determined; The system of claim 15, comprising communication means for receiving the pointing information from a remote location.
【請求項17】 上記1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決
定するための手段は、ネットワーク内部のインストレーションフィクスチャの位
置を基礎としてノードにおける少なくとも1つのトランシーバのポインティング
を決定するためのインストレーションフィクスチャにおける処理手段を備える請
求項15記載のシステム。
17. The means for determining the pointing of one or more transceivers comprises the step of determining the pointing of at least one transceiver at a node based on the location of the installation fixture within the network. 16. The system of claim 15, comprising processing means in the tea.
【請求項18】 位置を決定するための手段はGPS受信機である請求項1
5記載のシステム。
18. The method according to claim 1, wherein the means for determining a position is a GPS receiver.
5. The system according to 5.
【請求項19】 ノードのロール角及びピッチ角を決定するための手段をさ
らに備える請求項15記載のシステム。
19. The system of claim 15, further comprising means for determining a roll angle and a pitch angle of the node.
【請求項20】 上記システムはネットワーク内部のノードに実装されるよ
うに構成されたインストレーションフィクスチャである請求項15記載のシステ
ム。
20. The system of claim 15, wherein said system is an installation fixture configured to be implemented on a node inside a network.
【請求項21】 上記インストレーションフィクスチャはインストレーショ
ンフィクスチャと上記ノードとを固定的に位置合わせするための手段を備える請
求項20記載のシステム。
21. The system of claim 20, wherein said installation fixture comprises means for fixedly aligning the installation fixture with said node.
【請求項22】 オペレータによるインストレーションフィクスチャの操作
を可能にするためのインターフェース手段をさらに備える請求項15記載のシス
テム。
22. The system of claim 15, further comprising interface means for allowing an operator to operate the installation fixture.
【請求項23】 1つまたは複数のノードトランシーバを適正方向に向ける
ように、ネットワークノードにおけるポインティング機構にポインティングデー
タを供給するための通信手段をさらに備える請求項15記載のシステム。
23. The system of claim 15, further comprising communication means for providing pointing data to a pointing mechanism at a network node to direct one or more node transceivers.
【請求項24】 ネットワークノードを位置合わせするための方法であって
、 ネットワークノードにインストールされるインストレーションフィクスチャの
位置を決定することと、 上記インストレーションフィクスチャの配向を決定することと、 上記位置及び配向情報を基礎としてノードにおける1つまたは複数のトランシ
ーバのポインティングを決定することを含む方法。
24. A method for aligning a network node, comprising: determining a location of an installation fixture installed on a network node; determining an orientation of the installation fixture; A method comprising determining a pointing of one or more transceivers at a node based on position and orientation information.
【請求項25】 上記ノードに上記インストレーションフィクスチャをイン
ストールすることをさらに含む請求項24記載の方法。
25. The method of claim 24, further comprising installing the installation fixture on the node.
【請求項26】 上記ポインティングを決定することは、 上記インストレーションフィクスチャの位置を中央局に送信することを含み、
上記中央局はノードのためのポインティング情報を決定し、 上記中央局から上記ポインティング情報を受信することを含む請求項24記載
の方法。
26. Determining the pointing comprises transmitting the location of the installation fixture to a central office,
26. The method of claim 24, wherein the central office determines pointing information for a node, and comprises receiving the pointing information from the central office.
【請求項27】 上記ポインティング情報に従ってノードのトランシーバに
ポイントするように指示することをさらに含む請求項24記載の方法。
27. The method of claim 24, further comprising instructing a transceiver of a node to point according to the pointing information.
【請求項28】 上記ノードにおける1つまたは複数のトランシーバのポイ
ンティングを決定することは、 インストレーションフィクスチャの位置を基礎としてネットワークにおけるノ
ードの他のノードに対する位置を決定することと、 当該ノードの他のノードに対する位置を基礎としてネットワークにおける所与
のトランシーバの他のノードに対するポインティング角度を決定することを含む
請求項24記載の方法。
28. Determining the pointing of one or more transceivers at the node comprises determining a location of the node relative to other nodes in the network based on a location of the installation fixture; 25. The method of claim 24, comprising determining a pointing angle of a given transceiver in the network with respect to other nodes based on its position with respect to the node.
【請求項29】 上記ポインティング角度は当該ノードのインストレーショ
ンフィクスチャに対する配向を基礎として決定される請求項28記載の方法。
29. The method of claim 28, wherein the pointing angle is determined based on an orientation of the node with respect to an installation fixture.
【請求項30】 ネットワークノードを位置合わせするための方法段階を実
行する1つまたは複数のマシンによる実行が可能な命令のプログラムを明白に包
含する、1つまたは複数のマシンによる読取りが可能なプログラム記憶装置であ
って、上記方法段階は、 ネットワークノードにインストールされるインストレーションフィクスチャの
位置を決定する段階と、 上記インストレーションフィクスチャの配向を決定する段階と、 上記位置及び配向情報を基礎としてノードにおける1つまたは複数のトランシ
ーバのポインティングを決定する段階とを含むプログラム記憶装置。
30. A program readable by one or more machines that explicitly includes a program of instructions executable by one or more machines for performing the method steps for aligning a network node. A storage device, the method comprising: determining a location of an installation fixture installed on a network node; determining an orientation of the installation fixture; and based on the location and orientation information. Determining the pointing of one or more transceivers at the node.
【請求項31】 上記方法段階は、上記ノードに上記インストレーションフ
ィクスチャをインストールする段階をさらに含む請求項30記載のプログラム記
憶装置。
31. The program storage device of claim 30, wherein the method steps further comprise installing the installation fixture on the node.
【請求項32】 上記ポインティングを決定する段階は、 上記インストレーションフィクスチャの位置を中央局に送信する段階を含み、
上記中央局はノードのためのポインティング情報を決定し、 上記中央局から上記ポインティング情報を受信する段階を含む請求項30記載
のプログラム記憶装置。
32. The step of determining the pointing includes transmitting the location of the installation fixture to a central office.
31. The program storage device of claim 30, wherein the central office determines pointing information for a node, and receiving the pointing information from the central office.
【請求項33】 上記方法段階は、上記ポインティング情報に従ってノード
のトランシーバにポイントするように指示する段階をさらに含む請求項30記載
のプログラム記憶装置。
33. The program storage device of claim 30, wherein the method steps further comprise: instructing a transceiver of a node to point according to the pointing information.
【請求項34】 上記ノードにおける1つまたは複数のトランシーバのポイ
ンティングを決定する段階は、 インストレーションフィクスチャの位置を基礎としてネットワークにおけるノ
ードの他のノードに対する位置を決定する段階と、 当該ノードの他のノードに対する位置を基礎としてネットワークにおける所与
のトランシーバの他のノードに対するポインティング角度を決定する段階とを含
む請求項30記載のプログラム記憶装置。
34. Determining the pointing of one or more transceivers at the node comprises determining a location of the node relative to other nodes in the network based on a location of the installation fixture; Determining a pointing angle of a given transceiver in the network relative to other nodes based on its location relative to the node.
【請求項35】 上記ポインティング角度は当該ノードのインストレーショ
ンフィクスチャに対する配向を基礎として決定される請求項34記載のプログラ
ム記憶装置。
35. The program storage device according to claim 34, wherein the pointing angle is determined based on an orientation of the node with respect to the installation fixture.
【請求項36】 コンピュータシステムと共用するためのコンピュータプロ
グラムプロダクトであって、 コンピュータシステムにネットワークノードのアラインメントを促進させるた
めに媒体内に組み込まれたコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード
手段を有する、コンピュータによる使用が可能な上記媒体を備え、上記コンピュ
ータによる読取りが可能なプログラムコード手段は、 インストレーションフィクスチャの位置を決定するためのコンピュータによ
る読取りが可能なプログラムコード手段と、 ネットワーク内部におけるインストレーションフィクスチャの配向を決定す
るためのコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード手段と、 上記位置及び配向情報を基礎としてノードにおける1つまたは複数のトラン
シーバのポインティングを決定するためのコンピュータによる読取りが可能なプ
ログラムコード手段とを備えるコンピュータプログラムプロダクト。
36. A computer program product for use with a computer system, the computer program product having computer readable program code means embedded within a medium to facilitate alignment of the network node to the computer system. Said computer readable program code means comprising said medium readable by said computer, said computer readable program code means for determining the location of an installation fixture, and said installation fix within a network. Computer readable program code means for determining the orientation of the channel, and one or more transactions at the node based on the location and orientation information. A computer program product comprising a read program code means according to a computer for determining the pointing over server.
【請求項37】 上記1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決
定するためのコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード手段は、上記
位置を決定するための手段からポインティング情報が決定される遠隔位置へと位
置情報を送信するためと、上記遠隔位置から上記ポインティング情報を受信する
ための手段を備える請求項36記載のコンピュータプログラムプロダクト。
37. Computer readable program code means for determining the pointing of the one or more transceivers comprises means for determining a location from the means for determining a location to a remote location from which pointing information is determined. 37. The computer program product of claim 36, comprising means for transmitting information and receiving said pointing information from said remote location.
【請求項38】 上記1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決
定するためのコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード手段は、ネッ
トワーク内部のインストレーションフィクスチャの位置を基礎としてノードにお
ける少なくとも1つのトランシーバのポインティングを決定するための、インス
トレーションフィクスチャにおけるコンピュータによる読取りが可能なプログラ
ムコード手段を備える請求項36記載のコンピュータプログラムプロダクト。
38. The computer readable program code means for determining pointing of one or more transceivers comprises pointing to at least one transceiver at a node based on a location of an installation fixture within a network. 37. The computer program product of claim 36, comprising computer readable program code means in the installation fixture for determining
【請求項39】 インストレーションフィクスチャのロール角及びピッチ角
を決定するためのコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード手段をさ
らに備える請求項36記載のコンピュータプログラムプロダクト。
39. The computer program product of claim 36, further comprising computer readable program code means for determining a roll angle and a pitch angle of the installation fixture.
【請求項40】 1つまたは複数のノードトランシーバを適正方向に向ける
ように、ネットワークノードにおけるポインティング機構にポインティングデー
タを供給するためのコンピュータによる読取りが可能なプログラムコード手段を
さらに備える請求項36記載のコンピュータプログラムプロダクト。
40. The computer readable medium of claim 36, further comprising computer readable program code means for providing pointing data to a pointing mechanism at a network node to orient the one or more node transceivers. Computer program product.
【請求項41】 ネットワーク内にノードを配置しかつ位置合わせを行うた
めのシステムであって、上記フィクスチャ(システム?:訳者注)は、 ノードの位置を決定するように構成された位置決定装置と、 ネットワーク内部におけるノードの配向を決定するように構成されたディジタ
ルコンパスと、 上記位置及び配向情報をプロセッサに供給し、上記位置及び配向情報を基礎と
してノード内の1つまたは複数のトランシーバのポインティングを決定するよう
に構成された通信インターフェースとを備えるシステム。
41. A system for arranging and aligning nodes in a network, wherein the fixture comprises a position determining device configured to determine the position of the node. A digital compass configured to determine the orientation of the node within the network; and providing the location and orientation information to a processor, and pointing to one or more transceivers within the node based on the location and orientation information. A communication interface configured to determine the system.
【請求項42】 上記位置決定装置は少なくとも1つのGPS受信機または
作動GPS受信機である請求項41記載のシステム。
42. The system according to claim 41, wherein said position determining device is at least one GPS receiver or an active GPS receiver.
【請求項43】 上記ディジタルコンパスはさらに、ノードのロール角及び
ピッチ角を決定するように構成される請求項41記載のシステム。
43. The system of claim 41, wherein said digital compass is further configured to determine a roll angle and a pitch angle of a node.
【請求項44】 ノードとネットワークノードとの位置合わせを容易にする
アラインメント構造をさらに備える請求項41記載のシステム。
44. The system of claim 41, further comprising an alignment structure that facilitates alignment of a node with a network node.
【請求項45】 オペレータインターフェースをさらに備える請求項41記
載のシステム。
45. The system of claim 41, further comprising an operator interface.
【請求項46】 1つまたは複数のノードトランシーバを適正な方向に向け
させるためにネットワークノードにおけるポインティング機構とインターフェー
スで連結されるように構成された通信インターフェースをさらに備える請求項1
(41?:訳者注)記載のシステム。
46. The system of claim 1, further comprising a communication interface configured to interface with a pointing mechanism at the network node to direct the one or more node transceivers in the proper orientation.
(41 ?: translator's note)
【請求項47】 上記通信インターフェースは内部通信路であり、上記プロ
セッサは上記ノードのプロセッサである請求項41記載のシステム。
47. The system of claim 41, wherein said communication interface is an internal communication path and said processor is a processor of said node.
【請求項48】 上記通信インターフェースは外部通信路であり、上記プロ
セッサは上記ノードより遠隔に位置づけられている請求項41記載のシステム。
48. The system of claim 41, wherein said communication interface is an external communication path and said processor is located remotely from said node.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533239A (en) * 2004-04-13 2007-11-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Device for improving reception in optical networks
JP2015139151A (en) * 2014-01-23 2015-07-30 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 Network system for information processor
JP2018503282A (en) * 2014-11-06 2018-02-01 フェイスブック,インク. Association in line-of-sight communication networks

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7274928B2 (en) 1998-10-02 2007-09-25 Telespree Communications Portable cellular phone system having automatic initialization
WO2001089116A2 (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Airfiber, Inc. Optical transceiver design and mechanical features
FR2814242B1 (en) 2000-09-19 2002-12-20 France Telecom DEVICE FOR PUNCTUAL MEASUREMENT OF A MAGNETIC FIELD RADIOFREQUENCY OF CONSTANT AMPLITUDE AND FREQUENCY
DE102007014229C5 (en) * 2007-03-24 2018-12-13 Leuze Electronic Gmbh & Co. Kg Device for optical data transmission
US10039103B2 (en) * 2016-05-17 2018-07-31 X Development Llc Acquisition and tracking apparatus for free space optical communications
GB202016889D0 (en) * 2020-10-23 2020-12-09 Univ York Secure communication

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5546445A (en) * 1991-12-26 1996-08-13 Dennison; Everett Cellular telephone system that uses position of a mobile unit to make call management decisions
US5801866A (en) * 1992-08-27 1998-09-01 Trex Communications Corporation Laser communication device
US5898680A (en) * 1996-11-05 1999-04-27 Worldspace, Inc. System for providing location-specific data to a user

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007533239A (en) * 2004-04-13 2007-11-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Device for improving reception in optical networks
JP2015139151A (en) * 2014-01-23 2015-07-30 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 Network system for information processor
JP2018503282A (en) * 2014-11-06 2018-02-01 フェイスブック,インク. Association in line-of-sight communication networks

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