JP2003264566A - 光無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光無線により双方向通信のネットワークを構
成するシステム、特に移動体に設置された光ノードと有
線系ネットワークの複数の光中継機とを介して情報フレ
ームのやり取りを行う光無線通信システムにおいて、転
送フレームの数が増えることなく、転送パフォーマンス
の低下を防止することができるようにする。 【解決手段】 情報フレームの切替え機能を有した複数
の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２を天井などに配置し、該光中
継機ＡＰ１、ＡＰ２と双方向通信を行う光ノードを台車
などの移動体に載置し、上記光ノードに接続された情報
処理装置から定期的に自局アドレスを含む情報フレーム
を光無線により光中継機ＡＰ１、ＡＰ２へ送信するとと
もに、該光中継機ＡＰ１、ＡＰ２から幹線ネットワーク
３への情報フレームに対して連続して流れるようにしか
つ同一内容のものは一つだけ有効とするフィルター機能
を持った中継装置５を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光無線により双方
向通信のネットワークを構成するシステム、特に移動体
に設置された光ノードと有線系ネットワークの複数の光
中継機とを介して情報フレームのやり取りを行う光無線
通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、赤外線を利用した光無線ネットワ
ーク（ＬＡＮ）が提唱され、既に実用化されてきてい
る。図６はこのような赤外線を利用した光無線ネットワ
ークの概略のシステム構成を示す図である。

【０００３】図６のシステムにおいて、建物の天井ある
いは壁上部にアクセスポイントとなる複数の光中継機Ａ
Ｐが配置されている。この光中継機ＡＰは、スイッチン
グハブ（ＨＵＢ）と呼ばれる中継装置１を介して不図示
の幹線ネットワークへ接続されており、建物内に配置さ
れた光ノードＲＮとの間で光無線による双方向通信を行
う。また、各光ノードＲＮには、情報処理装置としてパ
ソコン等のコンピュータＰＣが接続されている。

【０００４】上記光中継機ＡＰと光ノードＲＮはそれぞ
れ受光部及び発光部を備えており、互いに双方向で光無
線通信を行うが、光中継機ＡＰは複数の光ノードＲＮと
通信することで単独でも機能するが、通常有線系（固定
系）のネットワークに接続されて、大規模な通信システ
ム（幹線システム）の一部を構成する。そして、物理的
にも、ネットワーク構成的にも、光ノードＲＮの自由な
移動を可能とする極めて柔軟な通信サービスを提供す
る。

【０００５】また、光ノードＲＮは、通常１台のコンピ
ュータＰＣ等が接続されているが、このコンピュータＰ
Ｃ等との間のインターフェースは、汎用有線ＬＡＮの形
式が用いられることが多い。このため、コンピュータＰ
Ｃ等を有線接続と同じ通信条件で容易に移設できる便宜
（モバイル環境）を得ることができる。このとき、光ノ
ードＲＮに接続されるコンピュータＰＣ等は複数の場合
もあり、またコンピュータＰＣ等内に光送受信のインタ
ーフェースを内蔵し、システム構成の簡略化を図ること
もできる。

【０００６】図７は上述の光中継機ＡＰと光ノードＲＮ
の受光及び発光の配光サービスエリア（通信エリア）を
示す図である。なお、以下の説明では便宜上、光中継機
ＡＰが発光した信号光を光ノードＲＮが受光する通信方
向を「下り」、逆の通信方向を「上り」とする。

【０００７】図７に示すように、光中継機ＡＰは受光、
発光とも広指向角を持たせることで設置の自由度を向上
させているのが通常である。光ノードＲＮ側では受光、
発光ともレンズなどを用いて狭い指向角にすることで、
受光においては感度を、発光においてはそのパワーを向
上させ、投入電力に対する到達距離比の向上を図ってい
る。

【０００８】何れにしても、上りと下りの配光（通信可
能エリア）は一致していることが望ましい。これは、双
方向ネットワーク（ＬＡＮ）である以上、相手に情報を
送れても受け取れなければ意味をなさず、また無駄な情
報が届くことは全体の情報輻輳が助長されることにな
り、パフォーマンスが低下することから有害である。ま
た、電力効率の面からも受発光のエリア一致が望まし
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の光無線通信システムにあっては、光ノードに接
続されるコンピュータが移動可能とはいえ、ある動かな
い場所で使用されることを前提にして成り立っている。
したがって、移動しながらも通信する必要がある場合、
例えばコンピュータが搬送車及びロボットなどの移動体
に搭載された場合、光ノードの指向角が狭いことが問題
となる。その対処としては、以下の二つが考えられる。 （１）光ノードの受光部に例えば分割フォトダイードな
どを用い、光中継機を常にその受発光の正面にくるよう
に自動サーボ機構を付ける。 （２）光ノードの受光、発光とも広指向角とする。

【００１０】上記（１）の場合は、自動制御のために非
常に複雑な機構部と制御回路系が必要になり、容積、重
量、消責電力が増大し、移動体用途としては大きな問題
となる。更に、コスト的にも問題となる。

【００１１】また、致命的なのは複数の光中継機を使っ
て広い可動エリアを実現しようとすると、光ノードにお
いて現在通信している光中継機とは別の光中継機の位置
を確実に認識する検知系を更に具備しなければ光中継機
の切替え（ハンドオーバー）ができない。すなわち、複
数の光中継機によるシステム拡張が実現できないという
問題がある。

【００１２】そこで、上記（２）の光ノード側の受発光
の配光を光中継機のように広くする方法が有効と考えら
れる。図８の（ａ）、（ｂ）にその具体例、つまり移動
体用に拡張した光配光例を示す。同図中、ＡＰ１、ＡＰ
２は光中継機、ＲＮ１はコンピュータＰＣ１に接続され
た光ノードで、自律歩行型ロボットとして構成された移
動体２に載置されている。ＰＣ２は幹線ネットワーク側
のコンピュータである。

【００１３】空間を伝播する光は拡散して伝達されるの
で、そのエネルギーは距離により指数的に減衰してゆ
く。したがって、広いサービスエリアを実現しようとす
れば、複数の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２を配置し、そのエ
リアを広げることが有効と考えられる。

【００１４】ここで図示した配光は便宜上のもので、実
際には次のことが前提となる。ａ）明確な通信エリア境
界線はなく、例えば通信エラーレートがある値以下のエ
リアという基準で定義される。すなわち、通信できるか
どうかが不確かな領域が存在するが、わかりやすくする
ため明確な境界線があるものとして説明する。ｂ）双方
向通信であるので、上り伝送と下り伝送があり、それぞ
れ送り側の送信パワーと受け側の受光感度で通信エリア
（距離）が定まり、現実的には「上り通信エリア」と
「下り通信エリア」は同一にはならない（図９参照）。

【００１５】以上のことで通信上の問題が発生するが、
以下このことについて、図９と表１を用いて説明する。
図９は配光の詳細を示す図、表１はその配光のエリア区
分別の内容を示したものである。図９中、３は幹線ネッ
トワークを示している。

【００１６】

【表１】 図９において、光ノード側はすでに受発光の広指向角化
がなされており、光中継機ＡＰ１、ＡＰ２と光ノードＲ
Ｎ１の双方の性能の結果として、図示のエリア特性が得
られたものとする。

【００１７】複数の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２を用いて広
い通信エリアを得るためには、できるだけ光中継機ＡＰ
１とＡＰ２の設置間隔を広くかつ、途中に通信できない
エリアがないようにオーバーラップさせることが必要と
なる。ここで、そのオーバーラップさせたエリア（図９
のｃ、ｄ、ｅ）に光ノードＲＮ１がある場合を考える。

【００１８】上り伝送に関しては、光ノードＲＮ１より
発光された信号光は光中継機ＡＰ１あるいはＡＰ２のど
ちらかで受光され、幹線ネットワーク３に伝送される。
複数の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２からの信号が同時に幹線
ネットワーク３に流れると、そこでデータの衝突が発生
し、破壊するおそれがある。このため、幹線ネットワー
ク３への接続は、記憶バッファを備えた中継装置１を介
して伝送することが有効である。

【００１９】中継装置１には、どの方向からいつフレー
ム（データ）が届いても破壊されることなく受信し、か
つ、そのフレームの送り元、届け先のアドレスを管理す
る機能があり、受け手の存在するポートのみにフレーム
を送信することができる。したがって、上り伝送に関し
ては複数の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２のエリアが重なって
いることによる致命的な障害は発生しない。

【００２０】ところが、下り伝送に関しては、幹線ネッ
トワーク３から流れてきたフレームは中継装置１の機能
により受け手の存在する光中継機ＡＰ１あるいはＡＰ２
に対して伝送することになるが、受け手が移動体２にあ
る場合、過去に上りフレームがあった光中継機ＡＰ１あ
るいはＡＰ２に対して伝送しても、受取るべき光ノード
ＲＮ１がすでに移動していてそのエリア内に存在しない
可能性があるという問題が発生する。

【００２１】更に、ここで上りと下りのエリア不一致が
問題となる。

【００２２】すなわち、図９に示すエリア区分（ａ）と
（ｇ）は片方向しか伝送できないので、ＬＡＮとしては
サービスエリア外である。エリア区分（ｂ）と（ｆ）は
一つの光中継機ＡＰ１あるいはＡＰ２とのみ双方向で伝
送可能であり、正常なサービスエリアとして問題ない。

【００２３】エリア区分（ｄ）は両方の光中継機ＡＰ
１、ＡＰ２と双方向で伝送可能であり、中継装置１がど
ちらの光中継機ＡＰ１あるいはＡＰ２を選択して送信し
ても受信可能であり、送信（発光）したフレームは必ず
幹線ネットワーク３に届く。

【００２４】エリア区分（ｅ）は送信（発光）したフレ
ームは光中継機ＡＰ２にしか届かず、中継装置３の機能
で下りは光中継機ＡＰ２が選択される。したがって、光
中継機ＡＰ２と双方向通信可能である。

【００２５】最も問題となるのがエリア区分（ｃ）であ
る。ここでは送信（発光）したフレームは光中継機ＡＰ
１、ＡＰ２の両方に届く。そうすると、中継装置１の機
能で光ノードＲＮ１を有する移動体２がどちらのエリア
内にあるかが管理テーブル上不定になる（どちらか遅れ
て認識した方に下りフレームを送信することになる）。

【００２６】ところが、光中継機ＡＰ２の下りエリアの
外であるので、フレームが光中継機ＡＰ２から送信（発
光）された場合、フレームは光ノードＲＮ１には届かな
い。すなわち、二つの光中継機ＡＰ１、ＡＰ２のオーバ
ーラップしたエリアであるにも関わらず、通信に障害が
発生するという問題がある。

【００２７】次に、ネットワーク通信の状態について考
える。図１０に前述のシステムにおけるネットワーク通
信の一例を示す。

【００２８】ＬＡＮにおいて、すべての情報のやり取り
はデータをフレーム単位に分割して行われる。いま、シ
ンプルなやり取りとして、コンピュータＰＣ１からコン
ピュータＰＣ２に対しＱという問い合わせフレームがあ
り、それに対し、コンピュータＰＣ２がコンピュータＰ
Ｃ１にＡという返答フレームを送信した場合を考える。

【００２９】コンピュータＰＣ１から送信されたフレー
ムＡは光ノードＲＮ１により光のフレームに変換され、
空間に放出される。このとき、光ノードＲＮ１の発光配
光は広指向角に設定してあり、コンピュータＡＰ１でも
コンピュータＡＰ２でも受信できたとする。各光中継機
ＡＰ１、ＡＰ２は、その光フレームを有線上を流れる電
気信号フレームに変換し、中継装置１に送信する。すな
わち、ここで受信できた光中継機の数だけフレームの数
が倍加することになる。

【００３０】また、そのときコンピュータＡＰ１から出
力されるフレームとコンピュータＡＰ２から出力される
フレームのタイミングは、それぞれの光中継機ＡＰ１、
ＡＰ２の内部で決定され、時間差がでることも同時のこ
ともある。

【００３１】中継装置１では、それぞれの光中継機ＡＰ
１、ＡＰ２から届いたフレーム両方の受信が可能であ
り、それぞれに含まれる受け手アドレスを基に判断し
て、両方のフレームをコンピュータＰＣ２の存在するポ
ートに送信する。このとき、中継装置１は二つのフレー
ムを同時に同じポートに送信できないので、受取った順
番と内部処理のタイミングで決まるどちらかのフレーム
を先に送信する。そして、後から送信したフレームの送
り元アドレスでテーブルのメンテナンスを行う。

【００３２】すなわち、図１０の例では、コンピュータ
ＰＣ２へのフレーム送信は光中継機ＡＰ２を経由して届
いたフレームを後から送信しているので、中継装置１の
内部テーブルではコンピュータＰＣ１は光中継機ＡＰ２
の方向（ポート）に接続されていると認証する。

【００３３】次に、コンピュータＰＣ２では二つに増え
た問い合わせフレームＱ１とＱ２のそれぞれにフレーム
Ａ１、Ａ２の一返答を返すことになるが、このとき使用
しているプロトコルがフレーム番号管理をするプロトコ
ル（例えばＴＣＰ／ＩＰ）であった場合には、コンピュ
ータＰＣ２のプロトコルスタックが混乱を起こし、転送
パフォーマンスが著しく低下する。また、フレーム番号
の管理をしないプロトコルであっても、図１０に示すよ
うにネットワーク上に不要なフレームが流れることによ
り、パフォーマンスが低下する。

【００３４】つまり、同じフレームが複数の光中継機Ａ
Ｐ１、ＡＰ２により幹線に流れることで、全体のパフォ
ーマンスが低下するという問題がある。

【００３５】また、図１１に前述の従来例における中継
装置（スイッチングハブ）１の機能構成を示す。この中
継装置１は、基本的には通常の（１０ＢＡＳＥ‐Ｔとか
１００ＢＡＳＥ‐Ｔとか呼ばれる）有線ＬＡＮで使用さ
れるスイッチングハブと若干機能が異なるものであり、
アドレス管理テーブル１ａ及びフレーム仕分け処理部１
ｂを有している。

【００３６】図１１の構成において、イーサネット
（Ｒ）４に接続された「幹線ポート」と光中継機「ＡＰ
１→〜「ＡＰ４」は光無線ＬＡＮに適用した場合に異な
る機能をサポートする必要がある。以下、その機能につ
いて説明する。

【００３７】まず、初期状態においては、アドレス管理
テーブル１ａにはなにもデータが登録されてない。そし
て、この中継装置１の何れかのポートがネットワークに
接続されると、イーサネット（Ｒ）４のフレームが流れ
てくる。このとき、前述のようにイーサネット（Ｒ）４
において、データは有限長のフレームに分割されてい
る。

【００３８】また、すべてのフレームには受け手と送り
元の装置固有のアドレスが付加されており、フレームが
流れてくるとその受け手のアドレスを管理テーブル１ａ
でチェックし、テーブル内に登録されたアドレスであれ
ば、そのアドレスが存在するポートのみにフレームを転
送する。受け手アドレスがテーブル１ａにない場合は、
すべてのポートにフレームを転送する。このことで、受
取るべき装置がないポートにはフレームが流れないの
で、ネットワークの混雑が低減され、全体のパフォーマ
ンスの向上が図れる。

【００３９】また、この中継装置１を通過するすべての
フレームの送り元もテーブル１ａと照らし合わされ、未
登録であればそのポート番号とともに登録される。その
アドレスが過去に登録したポートと異なっている場合
は、ネットワークの構成が変更されたものとして、過去
の登録を消去し、新規に新しいポートに登録する。更
に、登録したときの時間情報（タイムスタンプ）も記憶
し、一定以上過去の登録データは抹消される仕組みが組
み込まれることもある。

【００４０】また、特別なフレームとして、「マルチキ
ャスト」、「ブロードキャスト」と呼ばれるフレームが
ある。これは、受け手のアドレスを特定しないフレーム
であり、中継装置１ａがこのフレームを受取った場合
は、すべてのポートに対して転送が行われる。

【００４１】ここまでの機能は光無線も有線も同じであ
るが、光無線固有の機能として、光中継機が接続されて
いるポートについては、入力フレームを同一のポートヘ
も転送する機能をサポートする必要があり得る。これ
は、複数の光ノードが同一の光中継機のエリア内にあっ
た場合、それらの複数の光ノード間の転送を行う必要が
あるためである。

【００４２】有線の場合は、ある光ノードが送信を行っ
たとき、そこに接続されているすべての光ノードが受信
していることが前提になっている。光無線の場合は、各
光ノードは光中継機の発光は必ず受信（認識）するが、
他の光ノードの発光に関してはその位置関係によって受
信できたりできなかったりする。そのため、光中継機に
おいて折り返し送信を行う必要がある場合がある。また
有線の場合は、送り元も受け手も同じポートであると
き、折り返し転送は必要がなく、あると邪魔になる（フ
レームの輻輳が発生する）。

【００４３】また、無線であるが故に、端末が煩雑に移
動する可能性が高い。よって、アドレス管理テーブル１
ａの更新は、その処理速度に高いものが求められる。

【００４４】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、転送フレームの数が増えることなく、転
送パフォーマンスの低下を防止することができる光無線
通信システムを提供することを目的としている。

【００４５】また、光中継機と光ノードの受光、発光と
も広指向角にした場合でも、光ノードの移動に伴うアド
レステーブルからの消失を防止でき、移動体とのネット
ワークを有線と同等に維持できるようになり、更に複数
の光中継機の通信エリアが重なった場合でも正常なネッ
トワークを稼動することができる光無線通信システムを
提供することを目的としている。

【００４６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光無線通信
システムは、光無線により双方向通信のネットワークを
構成するシステムであって、情報フレームの切替え機能
を有した複数の光中継機と、該光中継機と双方向通信を
行う移動可能な光ノードとを有し、前記光ノードに接続
された情報処理装置から定期的に自局アドレスを含む情
報フレームを光無線により光中継機へ送信するととも
に、前記光中継機から幹線ネットワークへの情報フレー
ムに対して連続して流れるようにしかつ同一内容のもの
は一つだけ有効とするフィルター機能を持たせたもので
ある。

【００４７】また、上記光中継機から光ノードへの通信
エリア範囲を該光ノードから光中継機への通信エリア範
囲より外側に広くなるように設定し、更に、光中継機
は、所定エリア内で他の光中継機と互いの通信エリア範
囲が一部重なるように配置したものである。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面につ
いて説明する。本実施例では、前述のように光中継機も
光ノードも受光、発光とも広指向角にし、かつ光中継機
を複数オーバーラップさせながら隣接させて設置した場
合においても、次の条件を満足するようにしている。 ａ）光ノードの移動に伴うアドレステーブルからの消失
を防止し、移動体とのネットワークを有線と同等に維持
できるようにする。 ｂ）オーバーラップ部で発生する前述の不具合を解消
し、複数の光中継機のサービスエリアが重なった場合で
も正常にネットワークが稼動するようにする。 ｃ）不要なフレームの複製を防止し、ネットワークパフ
ォーマンスの低下を防止する。

【００４９】このため、本実施例では次のような構成を
とっている。 １）下りエリアは必ず上りエリアより外側に広くなるよ
うに配光を設定する。すなわち、上りで通信できるエリ
アは下りは確実に通信できるように改定する。 ２）移動体の光ノードからは最大移動速度に見合う間隔
で定期的にフレームを発光（送信）する。その定期的な
送信の間隔は、移動体の最大速度とエリアのオーバーラ
ップ量より適宜選択する。あるいは、逆に最大速度とサ
ービスエリアの大きさによりオーバーラップ量を設定す
る。 ３）光無線の媒体から有線のネットワークへ送信される
上りフレームに関して、連続した同一内容のフレームが
流れないようにフィルター機能を具備する。

【００５０】図１は本発明の実施例の構成を示す図であ
り、光中継機ＡＰ１、ＡＰ２の配光の詳細を示してい
る。図に示すように、光中継機ＡＰ１、ＡＰ２の上り
（受光）の通信エリアは必ず下り（発光）の通信エリア
より狭く改定している。こうすることで、上り信号の伝
達が可能なエリアでは必ず下り信号の伝達が可能である
ことが保証される。

【００５１】具体的には、光中継機ＡＰ１、ＡＰ２の発
光素子の数、発光パワーを上げ、指向特性を広げる。逆
に、光ノード側の発光指向特性を狭くする（光パワーを
弱くする）。あるいは、光中継機ＡＰ１、ＡＰ２の受光
部にフィールドストップ（絞り）を設置するようにして
も良く、何れの方法でも、また組み合わせても良い。こ
うすることで、表２に示すように、オーバーラップ部に
おける障害を排除することができる。

【００５２】

【表２】 なお、隣り合う光中継機ＡＰの通信エリアの輻輳範囲
は、移動体２の移動速度や光中継機ＡＰの設置間隔、光
中継機ＡＰの設置高さと光ノードとの距離、システムの
無線強度に応じて適宜設定される。

【００５３】また本実施例では、上述のように、光ノー
ドに接続されたコンピュータ等の情報処理装置から定期
的に自局アドレスを含む情報フレームを光無線により光
中継機ＡＰ１、ＡＰ２へ送信するようにしている。そし
て、スイッチングハブである中継装置５は、光中継機Ａ
Ｐ１、ＡＰ２から幹線ネットワーク３に流れる上りフレ
ームに関しては、連続して流れるようにしかつ同一内容
のフレームは一つだけを有効とするフィルター機能を備
えている。

【００５４】図２は光ノードが移動する場合の例を示す
図である。情報処理装置であるコンピュータＰＣ１に接
続された光ノードＲＮ１は、台車などの移動体２に載置
されている。また、情報フレームの切替え機能を有した
光中継機ＡＰ１、ＡＰ２は、建物の天井や壁などに配置
されている。なお、その他の構成は従来例と同様である
ので、説明は省略する。

【００５５】ここで、光ノードＲＮ１からの定期発光
（送信）について説明する。通常、ＬＡＮ（コンピュー
タどうしのネットワーク通信）において、すべての情報
伝達はフレームと呼ばれる情報のかたまりを単位として
行われる。一つのフレームには必ず送り手と受け手のそ
れぞれの固有のアドレスが付加されている。したがっ
て、光ノードＲＮ１に接続されたコンピュータＰＣ１上
のソフトで定期的に自局アドレスを含む情報フレームを
送信すれば、スイッチングハブである中継装置５にて、
常に光ノードＲＮ１の所在を管理することが可能にな
る。

【００５６】例えば、図２に示すように、移動体２が光
中継機ＡＰ２からＡＰ１の方向に進行していて、エリア
区分（ｃ）と（ｄ）の境界に存在するとする。仮に、下
りの最小エリアと上りの最大エリアの距離の最小値が５
０ｃｍで、移動体２の最大移動速度が２５ｃｍ／ｓであ
るとすれば、光中継機ＡＰ２の下り伝送が届かなくなる
までに最低２秒時間の余裕がある。その間は中継装置５
が光中継機ＡＰ２に向かって送信すれば、フレームは光
ノードＲＮ１に届く。

【００５７】そこで、光ノードＲＮ１から１秒間に１回
上りフレームを発光することにすれば、上記エリア内で
は発光信号は光中継機ＡＰ２には届かず、かつ光中継機
ＡＰｌには必ず届くので、中継装置５におけるテーブル
の書き換えが確実に行われることになる。

【００５８】次に、上述のフィルター機能について説明
する。図３は本実施例のネットワーク通信例を示す図で
あり、従来例の図１０に比べて、中継装置５がフィルタ
ー付きスイッチングハブとなっている。このフィルター
機能としては、以下の仕様を持たせるものとする。

【００５９】すなわち、各光中継機ＡＰ１、ＡＰ２から
幹線へ向かう「上り」フレームに関して、連続した同一
内容のフレームが複数きたときは、その内一つのみを通
過させ、他は破棄する。また、アドレス管理テーブルは
その通過させたルートのみの情報で更新する。

【００６０】具体的に述べると、通常ＬＡＮとして最も
よく用いられるイーサネット（Ｒ）では、すべてのフレ
ームに対して３２ビットのＦＣＳ（あるいはＣＲＣ）と
呼ばれるエラーチェックのシーケンスがフレームの末尾
に付与される。このＦＣＳの値はそれまでのデータを基
に演算されるもので、それまでの内容に差異があり、Ｆ
ＣＳが一致する可能性は極めて低くなるように考えられ
ている。

【００６１】また、ＴＣＰ／ＩＰを始め通常使用される
プロトコルはフレーム番号で管理されており、送信する
たびにその番号は更新されてゆく。つまり、同一コンピ
ュータから例え同じ内容のフレームが連続して送信され
ることがあっても、フレーム番号が異なるので、結果と
してＦＣＳが同じ値で連続して送信される可能性は極め
て低いものとなる。

【００６２】そこで、上記のＦＣＳをチェックし、前回
「上り」で通過したＦＣＳと連続したフレームでかつＦ
ＣＳの一致したフレームは抹消することで、フレームの
不要な重複を防止することができる。このとき、管理テ
ーブルも抹消したフレームによっては更新されないよう
に設定する。

【００６３】また、他のエリア区分については従来例と
同様であり、問題なく双方向通信を行うことができる。

【００６４】図４は上述の本実施例のスイッチングハブ
である中継装置５の機能構成を示す図である。この中継
装置５は、図１１に示す従来のものに比べて、アドレス
管理テーブル５ａ及びフレーム仕分け処理部５ｂの他
に、フィルタリング処理部５ｃを備えている。

【００６５】図５はフィルタリング処理の一例を示すフ
ローチャートである。本実施例の中継装置５での内部処
理は実際にはマイクロプロセッサにより行われており、
複数の光中継機ＡＰから全く同時にフレームを受信した
としても内部では順次処理しかできず、どちらかが先に
処理される。

【００６６】いま、移動体上の光ノードＲＮ１からの上
りのフレームが光中継機ＡＰ１とＡＰ２の両方で受信さ
れ、光中継機ＡＰ１からのフレームが先の処理になった
とする。このとき、光中継機ＡＰ１からの受信ポートで
フレームありを確認すると（Ｓ１）、まずそのフレーム
のＣＲＣデータの抽出を行い（Ｓ２）、その値を他のポ
ート（ここではポート２，３，４）に対して、受信を拒
否すべきフレームとしてセットする（Ｓ３）。これによ
り、光中継機ＡＰ２から届いたフレームは抹消されるこ
とになり、幹線を含む他のポートからは出て行かないよ
うにすることができる。

【００６７】次に、自ポート内の受信拒否ＣＲＣと今回
の受信フレームのＣＲＣが一致しているかどうかを判断
し（Ｓ４）、一致していなければフレーム仕分け処理に
入る（Ｓ５）。ＣＲＣが一致していれば自ポートの受信
拒否ＣＲＣをクリアし（Ｓ６）、その後受信拒否の処理
（今回のフレーム抹消）を行う（Ｓ７）。

【００６８】なお、上記の実施例においては、中継装置
５は複数の光中継機ＡＰ１、ＡＰ２を統括する機能を有
する一つのネットワーク装置として横成した例で説明し
たが、それぞれの光中継機ＡＰ１、ＡＰ２の有線側ポー
トにスイッチングハブ（ＨＵＢ）の機能を内蔵し、分散
構成とすることも可能である。

【００６９】そのときは、例えば光中継機どうしで自局
のエリア内に存在するコンピュータもしくは光ノードの
情報テーブルを光中継機どうしでダイナミックに交換
し、他の光中継機のエリア内に存在すると判断されたコ
ンピュータあるいは光ノードからでた「上り」フレーム
は削除するなどの処理をすれば良い。

【００７０】このように、本実施例では、転送フレーム
の数が増えることなく、転送パフォーマンスの低下を防
止することができる。また、光中継機と光ノードの受
光、発光とも広指向角にした場合でも、光ノードの移動
に伴うアドレステーブルからの消失を防止でき、移動体
とのネットワークを有線と同等に維持できるようにな
り、更に複数の光中継機の通信エリアが重なった場合で
も正常なネットワークを稼動することができる。

【００７１】なお、光ノードＲＮが搭載される移動体２
は、図２及び図８に示すような自律歩行型ロボットに限
られず、車や飛行機など光無線通信を行う他の移動体に
も本発明は適用できる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転送フレームの数が増えることなく、転送パフォーマン
スの低下を防止することができる。また、光中継機と光
ノードの受光、発光とも広指向角にした場合でも、光ノ
ードの移動に伴うアドレステーブルからの消失を防止で
き、移動体とのネットワークを有線と同等に維持できる
ようになり、更に複数の光中継機の通信エリアが重なっ
た場合でも正常なネットワークを稼動することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の構成を示す図

【図２】 実施例の光ノードが移動する場合の例を示す
説明図

【図３】 実施例のネットワーク通信例を示す説明図

【図４】 実施例のスイッチングハブの機能構成を示す
ブロック図

【図５】 実施例のフィルタリング処理例を示すフロー
チャート

【図６】 光無線ネットワークのシステム構成を示す図

【図７】 光中継機と光ノードの配光エリアを示す説明
図

【図８】 移動体用に拡張した配光例を示す図

【図９】 従来の配光の詳細を示す説明図

【図１０】 従来のネットワーク通信例を示す説明図

【図１１】 従来のスイッチングハブの機能構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

２ 移動体 ３ 幹線ネットワーク ４ イーサネット（Ｒ） ５ 中継装置（スイッチングハブ） ５ａ アドレス管理テーブル ５ｂ フレーム仕分け処理部 ５ｃ フィルタリング処理部 ＡＰ１ 光中継機 ＡＰ２ 光中継機 ＲＮ１ 光ノード ＰＣ１ コンピュータ（情報処理装置） ＰＣ２ コンピュータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月９日（２００２．４．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 芳毅 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 横山 浩樹 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 岡 弘幸 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 内田 大祐 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 広沢 一憲 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 日比谷 一親 東京都目黒区中目黒２丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA05 AA06 DA04 DA05 DA91 FA03 5K033 BA06 DA01 DA17 DA20 DB16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光無線により双方向通信のネットワーク
   を構成するシステムであって、情報フレームの切替え機
   能を有した複数の光中継機と、該光中継機と双方向通信
   を行う移動可能な光ノードとを有し、前記光ノードに接
   続された情報処理装置から定期的に自局アドレスを含む
   情報フレームを光無線により光中継機へ送信するととも
   に、前記光中継機から幹線ネットワークへの情報フレー
   ムに対して連続して流れるようにしかつ同一内容のもの
   は一つだけ有効とするフィルター機能を持たせたことを
   特徴とする光無線通信システム。
2. 【請求項２】 光中継機から光ノードへの通信エリア範
   囲を該光ノードから光中継機への通信エリア範囲より外
   側に広くなるように設定したことを特徴とする請求項１
   記載の光無線通信システム。
3. 【請求項３】 光中継機は、所定エリア内で他の光中継
   機と互いの通信エリア範囲が一部重なるように配置した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の光無線通信シ
   ステム。