JP2004032475A - Half duplex optical communication slave unit device - Google Patents

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Hidetoshi Naruki
成木 秀敏
Katsuo Okuaki
奥秋 克夫
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the communication performance of a system by reducing the number of times of suppressing by efficiently suppressing to a terminal in an optical communication system. <P>SOLUTION: If there is a data transmission from a terminal when a temporary storage means for temporarily storing is fully occupied until transmission data from the terminal 4 is transmitted to a master unit 1, a slave unit 3 suppresses the data transmission of the terminal by a continued suppressing signal during a period until the temporary storage means becomes free. If the slave unit is occupied in the temporary storage means, the data transmission of the terminal is suppressed by the continued suppressing signal irrespective of the presence or absence of the data transmission from the terminal. When the data optically transmitted by itself is returned to the other slave unit by the master unit or the data transmission exists from the terminal, the data transmission of the terminal is suppressed by the continued suppressing signal irrespective of the presence or absence of the data transmission from the terminal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端末が個々に接続される複数の半二重光通信子機装置と1つの半二重光通信親機装置との間で半二重光通信を行うシステムにおける前記半二重光通信子機装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、複数のパーソナルコンピュータなどの情報処理機器を相互に接続してLAN(Local Area Network)を構築する場合、それら情報処理機器は、例えば同軸ケーブルや光ケーブルなどの有線によって接続されることが多い。有線による接続は、機器的に確実な接続が可能なので、外来雑音によるデータ誤りが少ないなどの点では有利であるが、配線工事が煩雑であり、レイアウト変更毎に工事が必要であるなどの問題がある。
【0003】
また、近年は、ラップトップ型、ブック型、パームトップ型などのパーソナルコンピュータや電子手帳などの携帯型情報処理機器を相互に接続してデータ伝送を行う要求も高まっている。一方で、これらの携帯型情報処理機器は、元々携帯移動して使用することを目的とした機器であり,有線接続した状態のままで携帯移動するようなことは極めてまれである。このため、これらの携帯型情報処理機器を相互に接続してデータ伝送を行う場合には、その移動毎にコネクタの抜き差しが行われることになり、そのような接続作業は非常に面倒である。また、コネクタの抜き差しを繰り返すと、コネクタなどの接続部の機械的破損が発生するおそれもある。これらのことから、据置型、携帯型に限らず、各種の情報処理機器間でデータの送受信を行う場合には、伝送路の全部又は一部を無線化して、有線による接続を減らしたいという要求がある。
【0004】
ここで、無線伝送の手法としては、電波を伝送媒体としたものと、光を伝送媒体としたものがある。これら電波、光のいずれの伝送媒体を使用しても高速データ伝送を実現可能であるが、電波の場合は法的な規制があることや機密性の確保の問題などから法的規制が無く機密性を確保し易い光を伝送媒体とした無線伝送が有利である。また、有線LANで最も普及率の高いイーサネット(登録商標)LANは、例えば10Mbpsの伝送速度を有しているので、無線伝送路においても最低10Mbpsの伝送速度を持つことが望ましい。
【0005】
このようなことから、本出願人は特開平8−56198号公報において伝送媒体として光を用い、10Mbpsの伝送速度を実現する「光無線通信の戻り光打ち消し方法及びその装置」を開示している。この公報記載の技術は、天井に取り付けた親機と部屋内に設置された子機との間で光無線による全二重通信を実現するものであって、特に親機については受信信号から送信信号を減算することで反射光による悪影響の除去を可能とする方式が採用されている。すなわち、光無線伝送では、自由空間へ光を送出し、かつ自由空間からの光を受信するようになされているため、例えば相手方の装置近傍に位置する物体によって、自己の送出した送信信号光が反射されるなどして受光部に入力してしまい、相手方からの通信信号を正確に取り出すことができなくなるという問題があるが、同公報記載の技術では、送信信号の一部を分岐して、この信号のレベル及び位相を調節して受信信号に加えることにより、戻り光による信号をキャンセルするようにしている。
【0006】
一方で、近年では伝送速度の高速化が望まれており、上述のような光無線通信方式においても、伝送速度の更なる高速化が要求されている。ところが、伝送速度が、例えば100Mbpsとなる光無線通信を考えると、その信号は4B/5B変換などの必要性から125Mbpsの伝送信号となり、この信号を位相の面で考えると1ビット長は8nsで光が1m進む時間は3.3nsである。このことから、反射経路が1m異なると(反射物までの距離にして50cmの差)、360*3.3/8=148.5度も異なる。つまり、このような反射物までの距離によって大きく位相がずれてしまう反射光を打ち消すには、振幅の調整だけでなく大幅に変化する位相についても逐次合わせ込む必要があり、極めて複雑な回路が必要となる。さらに、これらの方法を駆使してもその打ち消しは限られた範囲内での精度向上しか望めない。したがって、100Mbpsのような高速伝送で1:Nの光無線通信装置を実現するには全二重通信方式ではなく半二重通信方式による実現が賢明である。
【0007】
これらのことから、本出願人は、特開2002−51053号公報において100Mbpsの伝送を実現する「光無線通信装置及び光無線通信システム」を実現した。この方式は、図1に示すように親機1が光回線の使用状況を光回線空き報知信号として配下の子機3(3a、3b、3c)に通知し、この信号を子機3が検知して子機3はフレーム送信毎に親機1との間で送信許可の申請処理(ID交換など)を行い、親機1からの送信許可を得てから子機3が親機1に送信を開始するという、いわゆる半二重通信によって上述した反射光の問題を回避するものである。
【0008】
つまり、図2に示すように、親機1は光回線が空いているときにはそのことを配下の子機3に報知するための光回線空き報知信号EP(IDLEバースト)を複数の子機3に対して送信する。例えば端末4aが接続された子機3aは、この親機1から送られてくる報知信号をキャリアセンス回路を用いて検出し、このとき、端末4aから送られてきたフレームF1があれば、光回線空き信号EPの受信後、親機1に対して送信申請信号RQを送信し、親機1からの許可信号AKを受信した後に端末4aから受信していたフレームF1を親機1に対して送信する。また、親機1は幹線2からフレームF2を受信したら、子機3への光回線空報知信号EPの送信を停止し、幹線2より受信したフレームF2を子機3に対して光送信する。
【0009】
また、同様に図3に示すように同じ無線ゾーン内の子機3aから子機3bへフレームF1が送信されるときには、親機1が子機3aから送られるフレームF1を受信し終わったら、そのフレームF1を光回線側に折り返して送信する。
【0010】
さらに従来例では図4、図5に示すように、子機3aは端末4aからのフレームF1を光回線に送出中や、自身の折り返しフレームF1を受光しているときに、端末4aから次のフレームF2が送られてきた場合、端末4a側に送信データの受け取りを抑制するための抑圧信号(DMY信号)を送信して、端末4aの送信を抑圧し、端末4aへ送信停止及び再送処理に入ることを促す。このような手法によって1:N(親機:子機)の光半二重通信システムを実現している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方式では、子機3が親機1へフレームを送信する際に交わす半二重送信処理(送信申請、送信許可)や受信同期を取るための光プリアンブルなどを必要とするため、通信でのオーバーヘッドがあり、その通信性能をいかに発揮させるかが重要である。また、このようなシステムでは、先(図4、図5)に述べたように、子機3aが端末4aから送られる次のフレームF2を受け取れない(光送信できない)場合、端末4a側を抑圧し、端末4aにデータの再送を促すことになる。もちろん、子機3が十分な一時記憶装置(メモリ)を搭載できれば、そのようなケースの発生も少なくすることができるが、回路規模(スペース・消費電力)やコスト面を考えると、いかに小容量のメモリで実現するかが重要なことになる。そこで、必要最小限のメモリでシステムを実現するとなると、前述した子機3が端末4を抑圧するケースが多くなり、通信性能に悪影響を及ぼすことになる。
【0012】
これは、本システムが適用される代表的な例としてEthernet(R)を考えると、その規格上、衝突再送時間の制御は衝突回数が重なれば次の再送までの時間が飛躍的に大きくなって行く傾向にあることからも、一度に何回もの衝突が発生することは通信性能上、避けたほうが良いことは想像できる。さらに、Ethernet(R)の規格では連続して起こる衝突は16回までとされており、それ以上の衝突があった場合にはそのフレームは消滅し、ネットワークプロトコル上のさらに上位層(アプリケーションレベル)で再送することになり、このような状況が発生すると、大幅な性能のロスと成ってしまう。
【0013】
本発明は、端末への抑圧を効率に行ってその抑圧回数を減らし、システムの通信性能を改善することができる半二重光通信子機装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、連続した抑圧信号(送信データの受け取りを抑制するための信号)により端末のデータ送信を抑圧するようにしたものである。
【0015】
すなわち本発明によれば、データのやり取りを行う端末が接続されており、半二重光通信によって半二重光通信親機装置との間で前記データの送受信を行う半二重光通信子機装置であって、
前記半二重光通信親機装置に送信するための送信データを前記端末から受け取り一時記憶する一時記憶手段と、
前記一時記憶手段に前記送信データを記憶するための空き領域が存在しないときに、前記一時記憶手段に前記送信データを記憶するための空き領域が確保されるまで前記端末からの送信データの受け取りを抑制する抑制手段とを、
備えたことを特徴とする半二重光通信子機装置が提供される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1には、本発明の一実施の形態としての光無線通信子機装置である子機3を含む光無線通信システムの主要部の概略構成を示す。本実施の形態の光無線システムは、フレーム(パケット)送信によってデータを送受信するイーサネット(登録商標)(Ethernet(R))などの幹線系ネットワーク(単に幹線ともいう)2に接続されるシステムであり、図1に示すように、幹線2と端末(例えばパーソナルコンピュータ)4(4a、4b、4c)との間を、親機としての光無線通信装置1(以下、親機1とする)及び子機としての光無線通信装置3(3a、3b、3c)(以下、子機3とする)による半二重光通信を使用して接続するものである。なお、端末4には、パーソナルコンピュータなどの他に、ネットワークインターフェースカード(Network Interface Card:NIC)やハブ(HUB)などの中継機も含まれる。
【0017】
図2は、図1で示すような幹線2につながる親機1と、端末4aに接続された子機3aの間での基本的通信タイミングを示したものである。この図では、端末4aが発生したフレームF1を子機3aから親機1に送信する場合、及び幹線2から親機1に対して送られてきたフレームF2を子機3aへ送信する基本的タイミングを示している。まず、この図において、親機1は光回線が空いていることを知らせる光回線空き信号EPを全ての子機3に対して送信している(図中▲1▼で示す回線空き区間)。全ての子機3は、この親機1からの光回線空き信号を検出する。
【0018】
例えば子機3aは、端末4aからT2のタイミングで送られるフレームF1を受信したら、T1で検出していた親機1からの光回線空き信号EPの受信が終了したら、親機1に対して図中T3のように、光回線の使用を求める光回線送信申請信号RQに光プリアンブル(光P)を付加して光送信する。この光回線送信申請信号RQを受け取った親機1は、光回線の使用が可能であるとき、子機3aに対して図中T4のように、光回線の使用を許可するための光回線送信許可信号AKに光プリアンブル(光P)を付加して光送信し、子機3aからフレームF1が送られてくるのを待つ。
【0019】
子機3aは親機1から光回線送信許可信号AKを受け取った場合に、端末4aから受け取ったフレームF1を図中T5のように光プリアンブル(光P)を付加してフレームF1を親機1に対して光送信する。このとき、端末4aからのフレームF1は子機3aによって一時的にFIFOなどの記憶装置に確保され、送信申請処理を終えるまで遅延させられる。子機3aからフレームF1を受信した親機1は、これを幹線2へ送信する(図中▲2▼で示す区間)。
【0020】
次に、幹線2からT9のタイミングでフレームF2を受信した親機1は、光プリアンブルを付加してT10のタイミングで子機3aへフレームF2を送信する。このフレームF2を受信した子機3aはT11のタイミングにおいてフレームF2を端末4aへ送信する(図中▲3▼で示す区間)。
【0021】
また、ここでは説明を簡略化するために、親機1が幹線2へフレームF1を送信する場合(T7)、及び子機3aが端末4aへフレームF2を送信する場合(T11)において親機1−幹線2間及び子機3a−端末4a間での衝突がない場合について記載しているが、当然衝突が生じた場合には親機1及び子機3aは再送処理を行う(再送処理機能を持たない場合には物理層レベルではフレームロスになる)。つまり当然そのための記憶装置を親機1、子機3共に備えるものであり、再送能力(可能回数)はその記憶装置の容量に依存するものである。
【0022】
また、子機3aが端末4aからフレームF1を受け取り、親機1へ送信申請が認められない(できない)場合などには端末4aへ抑圧信号を送出して端末4aからの送信を停止させる。これは、端末4からのフレームを子機3が記憶するための十分の記憶装置を備えていない場合であり、子機3が十分な記憶装置を備えている場合は、その記憶装置の容量が許す限り端末4を抑圧する必要はないことは言うまでも無いことである。
【0023】
また、このシステムは、一つの親機1が複数の子機3間での通信を中継する役割も持つものであり、そのような場合にはある子機3から送信されたフレームが親機1によって光回線側へ折り返して送信されることになる。この様子を図3を用いて説明する。この図3は、端末4aが発生したフレームF1を子機3aから親機1に送信し、親機1がそのフレームF1を幹線2及び光回線側の子機3bへ折り返して送信する場合の基本的タイミングを示している。
【0024】
まず、この図において、親機1は光回線が空いていることを知らせる光回線空き信号EPを全ての子機3に対して送信している(図中▲1▼で示す区間)。全ての子機3は、この親機からの光回線空き信号を検出する。子機3aは端末4aからT2のタイミングで送られるフレームF1を受信すると、Tlで検出していた親機1からの光回線空き信号EPの受信が終了したら、親機1に対して図中T3のように、光回線の使用を求める光回線送信申請信号RQに光プリアンブル(光P)を付加して光送信する。この光回線送信申請信号RQを受け取った親機1は、光回線の使用が可能であるとき、子機3aに対して図中T4のように、光回線の使用を許可するための光回線送信許可信号AKに光プリアンブル(光P)を付加して光送信し、子機3aからフレームF1が送られてくるのを待つ。
【0025】
子機3aは親機1から光回線送信許可信号AKを受け取った場合に、端末4aから受け取ったフレームF1を図中T5のように光プリアンブル(光P)を付加してフレームF1を親機1に対して光送信する。このとき端末4aからのフレームF1は子機3aによって一時的にFIFOなどの記憶装置に確保され、送信申請処理を追えるまで遅延させられる。子機3aからフレームF1を受信した親機1は、これを幹線2へ送信する(図中▲2▼で示す区間)。
【0026】
親機1は、このフレームF1を幹線2へ送信する際、親機1はそのフレームF1のアドレス情報などからこのフレームF1が光回線側へも送信する必要があると判断した場合には、子機3aからのフレームF1の受信終了後、このフレームF1をT8のタイミングにて折り返して光回線側へ送信する(当然、親機1には、この折り返し送信を行うためのメモリが必要である)。親機1によって折り返し送信されたフレームF1は、その配下の子機3a及び子機3bによって受光される。このとき、子機3aでは、このフレームF1が廃棄され、子機3bにおいてはT9のタイミングでフレームF1を端末4bへ送信する(図中▲3▼で示す区間)。
【0027】
本システムでは、上述したような基本手順で子機3−親機1間及び親機1を中継機とした子機3間の通信が実現されているが、このようなシステムでは、子機3から親機1への送信申請などの手順を必要としているため、子機3が親機1にフレームを送信するまでには大きな遅延が発生する。このため、子機3の一時記憶装置に余裕が無い場合では、端末4からの次フレームが受け取ることができない場合が発生し、子機3が端末4側を抑圧して、端末4からの送信を適時制御する必要がある。また、このシステムは半二重通信を必要としているため、親機1が子機3からのフレームを折り返して光回線へ送信する場合などには、端末4からの次フレームを送信することができないため、回線が空くまで子機3は端末4を抑圧しなくてはならない。
【0028】
以上のことを図4及び図5を用いて説明する。図4は、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信されている場合に、端末4aから次のフレームF2が送信されてきた場合の子機3aから端末4aに対する抑圧タイミングを示している。この図のように、子機3aがT6のタイミングで端末4aからのフレームF1を光送信しているとき、端末4aから次フレームF2−1が送信されてくると、子機3aはT8のタイミングで端末側へ抑圧信号DMYを送信する。
【0029】
これによって、端末4aは送信中のフレームF2−1の送信を停止し、ある時間T−f−gap1の間隔をあけて、もう一度フレームをフレームF2−2として再送する。この図では、この再送フレームF2−2が端末4aから送信されてきたときもまだ子機3aが前のフレームF1を光送信し終わっていないため、再度、子機3aはT9のタイミングで抑圧信号DMYを端末4a側に送信し、端末4aへ再送を促す。
【0030】
子機3aによって再送を促された端末4aは、ある時間T−f−gap2の間隔を空けて再びフレームをフレームF2−3として送信する。ここで、ようやく子機3aが前のフレームF1の送信が終了していると同時に、親機1からの回線空き信号EPが確認でき、フレームF2−3は子機3aから親機1との送信手続きを踏んで光回線へ送信されることになる。
【0031】
一方、図5は、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信され、親機1によってそのフレームF1が光回線へT8のタイミングで折り返し送信されている場合に、端末4aから次のフレームF2が送信されてきた場合の子機3aから端末4aに対する抑圧タイミングを示している。この図のように、子機3aが送信したフレームF1が親機1によって折り返し送信されているとき、端末4aから次フレームF2−1が送信されてくると、子機3aはT8のタイミングで端末4a側へ抑圧信号DMYを送信する。これによって、端末4aは送信中のフレームF2−1の送信を停止し、ある時間T−f−gap1の間隔を開けてもう一度フレームをフレームF2−2として再送される。
【0032】
この図では、この再送フレームF2が端末4aから送信されてきたときは、まだ子機3aが折り返しフレームF1を受光し終わっていないため、再度、子機3aはT9のタイミングで抑圧信号DMYを端末4a側に送信し、端末4aへ再送を促す。子機3aによって再送を促された端末4は、ある時間T−f−gap2の間隔を空けて再びフレームをフレームF2−3として送信する。ここで、ようやく子機3aが折り返しフレームF1の受光が終了していると同時に、親機1からの回線空き信号EPが確認できたことにより、フレームF2−3は子機3aから親機1との送信手続きを踏んで光回線へ送信されることになる。
【0033】
このように、子機3が端末4からの送信フレームを受け取れない場合には子機3が端末4へ抑圧信号DMYを送信し、送信中のフレーム停止とその再送を促すことで、送信フレームの喪失を防いでいる。しかしながら、図4及び図5で示したように、子機3からの抑圧信号DMYを受けた端末4は、フレーム停止後、抑圧信号DMYが途切れたらすぐにフレームを再送しようとする場合が高い。特に最初の抑圧を受けた後の再送は、最小フレーム間ギャップT−f−gap1をおいて送られてくる。しかし、図4や図5で示すような場合では、このタイミングで再送フレームが端末から送信されてきてもまだ受け取ることができない場合のほうが多く、再び抑圧することになる。
【0034】
ところが、Ethernet(R)の規格上、再送は回数を重ねるごとにその間隔が広くなると言う傾向にあり、何度も同じフレームを抑圧すると再送までのフレーム間ギャップT−f−gapnが極端に広くなってしまう。これは、このような状態が頻繁に起こると通信性能に不要な負荷をかけてしまうことが容易に予想できる。さらに、Ethernet(R)では再送の回数の上限が16回となっており、それ以上が必要の際にいったん、物理層レベルではフレームが喪失されることになり、上位層による再送などでその通信を補っている(もちろん上位層に再送機能がある場合のみである)。このため、必要以上に抑圧を行うとこの16回の再送回数を越えてしまうケースが生じる。これによって、物理層レベルでのフレーム喪失が生じ、極端に通信性能の低下を招くことになる。
【0035】
そこで、本発明は、このような子機3から端末4を抑圧する必要が生じたときに、必要以上に不要な抑圧をすることなく、適切に回線を制御することを実現している。以下、図6から図10を用いてその実行例のタイミングを説明する。
【0036】
図6では図4に示したケースに対する改善(本発明)を示すものである。 この図6のように、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信されている場合に、端末4aから次のフレームF2が送信されてきた場合の子機3aから端末4aに対しての抑圧タイミングを示している。
【0037】
この図のように、子機3aがT6のタイミングで端末4aからのフレームF1を光送信しているとき、端末4aから次のフレームF2−1が送信されてくると、子機3aはT8のタイミングで端末4a側へ抑圧信号DMYを送信する。これによって、端末4aに送信中のフレームF2−1の送信を停止させる。さらに子機3aは、自身が先に受けったフレームF1を光送信している間(又は次の回線空き信号EPを検出するまでの間)、この端末4aへの抑圧信号DMYを連続して端末4a側へ送信し続ける。これにより、端末4aはフレームF2を子機3aからの抑圧信号の終了(フレームF1送信終了)後、T−f−gap1を確保して再送フレームF2−2として子機3aへ送信することになる。
【0038】
図7は図6と同様に図4に示したケースに対する改善(本発明)の一例を示すものである。これは、子機3は端末4からフレームを受け、光回線へ送信を行っているとき、端末4からのフレームの受信が終わったら、いったん端末4へ抑圧信号を送信し、光回線側へ送信中のフレームが終わるまでの間、端末4を抑圧し続けるものである。
【0039】
つまり、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信されている場合、子機3aは端末4aからのフレームの有無に関わらずフレームF1の光送信が終わるまで(又は次の回線空き信号EPを検出するまで)の間、子機3aはT8のタイミングで端末4aへ抑圧信号DMYを送信し続け、端末4aからの不用意な送信を防止する。これにより、端末4aはフレームF2を子機3aからの抑圧信号の終了(フレームF1送信終了)後、T−f−gap1を確保して再送フレームF2−1として子機3aへ送信することになる。
【0040】
次に、図8には図5に示したケースに対する改善(本発明)を示す。この図8は、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信され、親機1によってそのフレームF1がタイミングT8で光回線へ折り返し送信されている場合に、端末4aから次のフレームF2が送信されてきた場合の子機3aから端末4aに対しての抑圧タイミングを示している。
【0041】
この図のように、親機1がT8のタイミングで子機3aからのフレームF1を光回線へ折り返し送信しているとき、端末4aから次のフレームF2−1が送信されてくると、子機3aはT9のタイミングで端末4a側へ抑圧信号DMYを送信する。これによって、端末4aに送信中のフレームF2−1の送信を停止させる。さらに子機3aは、自身が先に親機1へ送ったフレームF1が親機1から折り返し送信されてきている間(又は次の回線空き信号EPを検出するまでの間)、この端末4aへの抑圧信号を連続して送信し続ける。これにより、端末4aはフレームF2を子機3aからの抑圧信号の終了(折り返しフレームF1受光終了)後、T−f−gap1を確保して再送フレームF2−2として子機3aへ送信することになる。
【0042】
図9は図8と同様に図5に示したケースに対する改善(本発明)の一例を示すものである。これは、子機3は端末4からフレームを受け、光回線へ送信を行った後、そのフレームが親機1によって折り返して光送信されてきた場合、子機3は端末4へ抑圧信号を送信し、折り返しフレームの受信が終わるまでの間、端末4を抑圧し続けるものである。
【0043】
つまり、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信され、親機1からタイミングT8でそのフレームF1を折り返し光送信される場合、子機3aは端末4aからのフレームの有無に関わらず折り返しフレームF1の光受信をしている(又は次の回線空き信号EPを検出するまで)の間、子機3aはT9のタイミングで端末4a側へ抑圧信号DMYを送信し、端末4aからの不用意な送信を防止する。これにより、端末4aは次のフレームF2を子機3aからの抑圧信号の終了(折り返しフレームF1の受光終了)後、T−f−gap1を確保して再送フレームF2−1として子機3aへ送信することになる。
【0044】
さらに、図10は図7及びは図9の手法をあわせた改善法(本発明)の一例を示すものである。これは、子機3は端末4からフレームを受け、光回線へ送信を行っているとき、端末4からのフレームの受信が終わったら、いったん端末4へ抑圧信号を送信し、光回線側へ送信中のフレームが終わるまでの間、端末4を抑圧し続ける。さらにその後、親機1からフレームが折り返されてきたなら端末4への抑圧信号を引き続き折り返しフレームの受光が終わるまで送信し続けるものである。
【0045】
つまり、端末4aが発生したフレームF1に対して、子機3a−親機1間でT1〜T4で示した回線空き信号EP、送信申請RQ、送信許可AKの手順を踏み、子機3aから親機1にT6のタイミングでフレームF1が送信されている場合、子機3aは端末4aからの次のフレームの有無に関わらず、フレームF1の光送信が終わるまでの間、T8のタイミングで端末4a側へ抑圧信号DMYを送信し、さらに、フレームF1の送信が終了後、親機1から折り返しフレームF1が送信されてきた場合には、端末4aへの抑圧信号DMYをそのまま折り返しフレームF1の受光が終了するまで送信し続けるものであり、端末4aからの不用意な送信を防止する。これにより、端末4aは次のフレームF2を子機3aからの抑圧信号DMYの終了(フレームF1送信終了)後、T−f−gap1を確保して再送フレームF2−1として子機3aへ送信することになる。
【0046】
次に、上述したような子機3−親機1間での半二重通信を実現する光無線通信システムの親機1、子機3の具体的構成の一例をそれぞれ図11、図12に示す。図11に示す親機1において,制御手段(以下、「手段」を「部」と称す)13は親機1の全体の動作を制御するとともに、幹線2との間の通信制御、子機3との間の半二重光通信制御を行うものであり、幹線1及び光回線側から受信したフレームの送信先などもこの部分で管理する。また、親機1は子機3との間で光による無線通信を行うための構成として、広範囲に光を出力し、各信号を光信号として送信するための光回線送信部19と、広範囲からの光を受光して光信号を電気的デジタル信号として受信する光回線受信部11を有する。
【0047】
光回線受信部11で受けられた光信号は、電気的デジタル信号として光回線フレーム受信部8、光回線フレーム検出部9、光回線送信申請信号検出部10へ入力される。光回線フレーム受信部8では、光回線受信部11から入力された信号を光回線フレーム検出部9の検出結果に従い、幹線2へ送信するフレームを幹線2への送信タイミングまで確保し、制御部13の制御に従い出力信号切替部6へ出力する。
【0048】
光回線フレーム検出部9は光回線受信部11からの入力信号からフレームを検出し、光回線フレーム受信部8に受信フレームを指示する。光回線送信申請信号検出部10は光回線受信部11から入力された信号から配下の任意の子機3から送られた光回線送信申請信号を検出し、そのことを制御部13へ送信し、検出した送信申請信号の情報(どの子機3からの申請かなどを示すIDなど)を光回線送信許可信号発生部37へ伝送する。光回線送信許可信号発生部37は光回線送信申請信号検出部10によって検出され抽出された申請情報(IDなど)を用いて送信申請信号を送ってきた子機3へ光回線送信許可信号を制御部13の指示に従って光送信信号切替部18へ送信する。
【0049】
有線回線側の抑圧擬似信号発生部7は、制御部13の指示に従い、幹線2からの信号を抑圧する必要が生じた際に抑圧擬似信号を発生し、有線出力信号側の切替部6へ抑圧擬似信号を送信する。有線出力信号切替部6は光回線フレーム受信部8からのフレームと有線回線の抑圧擬似信号発生部7からの抑圧擬似信号を受け、制御部13の指示に従い各信号を随時適切に切り替えて有線回線送信部5へ送信する。有線回線送信部5は有線出力信号切替部6からの信号を幹線出力信号として幹線2へ出力する。
【0050】
有線回線受信部14は、幹線2からのデータを受信し、受信したデータを有線回線フレーム検出部15及び光回線送信タイミング遅延部16へ送信する。有線回線フレーム検出部15は有線回線受信部14より送られてきた受信データからフレームを検出して制御部13へ検出結果を送信すると同時に、光回線送信タイミング遅延部16に対してもフレーム検出の結果を送信する。光回線送信タイミング遅延部16は有線回線受信部14から送られた信号から有線回線フレーム検出部15のフレーム検出結果を元にフレームをFIFOなどの一時記憶装置に待機させ、制御部13の指示によって光回線送信タイミングにおいて待機させていたフレームを光回線出力切替部18へ送信する。
【0051】
光プリアンブル発生部17は制御部13の指示に従い、フレームの光送信時にフレームの前に同期信号として付加するプリアンブル信号を生成し、光回線出力切替部18に送信する。光回線空き報知信号発生部12は制御部13の指示に従い光回線が空いている際に配下の子機3へ光回線が空いていることを知らせるための光回線空き報知信号を発生し、光回線出力信号側の切替部18へ送信する。光回線出力信号切替部18は光回線送信許可信号発生部37からの光回線送信許可信号、光回線空き報知信号発生部12からの光回線空き報知信号、光プリアンブル発生部17からの光プリアンブルそして光回線送信タイミング遅延部16からのフレームの各データを制御部13の適切な指示に随時従い、光回線送信部19へ切り替えて送信する。光回線送信部19は光回線出力信号切替部18によって適切に切り替え出力されたデータを光信号として光回線へ送信する。
【0052】
次に図12を参照して子機3の具体的構成の一例を説明する。図12に示す子機3において,制御部27は子機3の全体の動作を制御するとともに、当該端末4との間の通信制御、親機1との間の半二重光通信制御を行うものである。また、ここでは自身の受信記憶装置の空き容量などを管理し、当該端末4からの送信フレームを受信できるかを判断し、その判断に応じて当該端末4側への抑圧動作も制御している。
【0053】
また、子機3は親機1との間で光による無線通信を行うための構成として、狭い範囲に光を出力し、各信号を光信号として送信するための光回線送信部20と、親機1からの光を受光して光信号を電気的デジタル信号として受信する光回線受信部28を有する。有線回線受信部26は当該端末4からの信号を受信し、光回線送信タイミング遅延部24、有線回線フレーム検出部25及び有線回線無信号時間計測部36へ受信データを送信する。
【0054】
有線回線無信号時間計測部36は、有線回線受信部26で受信され、有線回線フレーム検出部25で検出されたフレームをし終えてから有線回線からの信号が無信号(フレームが来ない)状態になっている間を計測し、その計測結果を制御部27へ送る。有線回線フレーム検出部25は有線回線受信部26によって受信された当該端末4からの信号から光回線へ送出するフレームを検出し、その検出結果を制御部27へ送り、同様に検出結果を光回線送信タイミング遅延手段24へ送る。光回線送信タイミング遅延部24は有線回線受信部26で受信された信号から有線回線フレーム検出部25の検出結果に従いフレームをFIFOなどの一時記憶装置に待機させ、制御部27の指示に従って、待機させていたフレームを光回線出力信号切替部21へ送信する。
【0055】
光回線送信申請信号発生部23は制御部27の指示に従い、当該端末4からフレームが送信されてきて親機1から光回線への送信許可を必要とする場合に光回線送信申請信号を発生し、光回線出力信号切替部21へ光回線送信申請信号を送信する。光プリアンブル発生部22は制御部27の指示により、フレームの光送信の前に親機1の受信時の同期信号としてのプリアンブルを発生し、光回線出力信号切替部21へ光プリアンブルを送信する。
【0056】
光回線出力信号切替部21は、光回線送信タイミング遅延部24からのフレーム、光回線送信申請信号発生部23からの光回線送信申請信号及び光プリアンブル発生部22からの光プリアンブルの各信号を制御部27の適切な指示に随時従い、各々の信号を切り替えて光回線送信部20へ送信する。光回線送信部20は光送信のための発光部を備え、光回線出力信号切替部21から送られる各信号を親機1へ光信号として送信するものであり、また、制御部27の制御によって発光及び発光停止を制御できる。
【0057】
光回線受信部28は、親機1から送られて来る光信号を受信し、電気的信号としてキャリアセンス手段38、光回線空き報知信号判断手段30、光回線送信許可信号検出部31、光回線フレーム検出部29、有線回線送信タイミング遅延部32へ受信信号を送信する。キャリアセンス手段38は、光回線受光部28から親機1からの送信信号を電気信号として受け、その信号から親機1からの送信キャリアを検出し、光回線空き報知信号判断手段30によって光回線空き報知信号の検出及び選別を行い、その結果を制御部27へ送る。
【0058】
光回線送信許可信号検出部31は、光回線受信部28から送られてきた受信信号から親機1が自己の子機3に対して光回線へのフレーム送信を許可する光回線送信許可信号を検出し、その結果を制御部27へ送る。光回線フレーム検出部29は、光回線受信部28から送られる受信信号から親機が送信した光送信フレームを検出し、その結果を制御部27へ送ると同時に、有線回線送信タイミング遅延部32へ送り、フレームの一時待機を指示する。有線回線送信タイミング遅延部32は、光回線受信部28から送られた受信信号から、光回線フレーム検出部29のフレーム検出結果に従い、検出したフレームをFIFOなどの一時記憶装置にいったん待機させ、制御部27の当該端末4への送信指示に従って有線出力信号切替部34へ待機させていたフレームを送信する。
【0059】
有線回線側の抑圧擬似信号発生部33は、制御部27の適切な指示に従って、有線接続された当該端末4からの送信の抑圧を必要とした場合に抑圧擬似信号を発生して有線出力信号切替部34へ送る。有線出力信号切替部34は、有線回線送信タイミング遅延部32からのフレーム信号及び有線回線抑圧擬似信号発生部からの抑圧擬似信号とを受け、制御部27の適切な指示に随時従いこれらのフレーム信号と抑圧信号を随時切り替え、有線回線送信部35へ送信する。有線回線送信部35は、有線出力信号切替部34より送られる信号を端末4側の有線回線へ送信する。
【0060】
次に、上述した図11の構成の親機1及び図12の構成の子機3において、前記図6,図8の送受信タイミングイメージで説明したような通信手順を実現する場合の処理の流れを説明する。まず、図13には幹線2を介して送られてきたフレームを親機1が受信し、このフレームを配下の子機3に送信するまでの親機1における処理の流れ(主に制御部13の制御動作の流れ)を示す。
【0061】
この図13において、まず、親機1の制御部13は、ステップS1の処理として、子機3との間で光通信が行われているか否かを監視し、光回線が使われていないときに光回線空き報知信号を配下の子機3に向けて光送信する。次に、ステップS2で幹線2からの信号を監視し、幹線2からフレームが送られてこなければ、光送信制御状態としては幹線2からのフレーム待ちとなり、幹線2からフレームを受信した場合には次のステップ46においてそのフレームを光回線側へ送信する必要があるかを判断する。
【0062】
この判定で光側へ送信する必要があれば次ステップS3へ移り、幹線2から受け取ったフレームを光回線へ出力できるか否かを光回線の状態によりチェックする。もし、光回線が子機3などによって利用されている場合にはステップS8へ進んで幹線2へ抑圧信号を送信し、続くステップS9で幹線2からのフレーム送信の停止を確認し、ステップS10で抑圧信号を停止し、改めてステップS2において幹線2からのフレームが受信されるまで待機する。
【0063】
もし、ステップS3において光回線が空いていればステップS4に進み、幹線2からのフレームをFIFOなどの一時記憶装置へ光回線送信タイミングまで待機させておき、次のステップS5で子機3へ送出していた光回線空き報知信号を停止し、次のステップS6でフレーム送信の前に子機3が受信時に同期を取るための光プリアンブルを送信し、これに続いてステップS5で一時待機させていたフレームをステップS7で光送信する。フレームを送信し終えたら、ステップS45で子機3へ光回線が空いたことを知らせるために光回線空き報知信号を送出し、再びステップS2で幹線2からのフレーム受信まで待機する。
【0064】
次に、図14には配下の子機3から光送信申請があり、それを親機1が許可して子機3から光送信され送られてきたフレームを親機1が受信し、このフレームを幹線2へ送信するまでの、親機1における処理の流れ(主に制御部13の制御動作の流れ)を示す。図14において、ステップS11の処理として、子機3からの光回線送信申請信号があるか否かを光回線送信申請信号検出部10の検出結果を基に監視し、もし、子機3からの送信申請信号があれば、ステップS12へ進んで光回線空き報知信号を停止し、次いでステップS13へ進み、子機3から受け取った送信信号の子機識別情報(IDなど)を組み込んだ光回線送信許可信号を光プリアンブルを付加して光回線へ送信する。
【0065】
送信許可信号を送出したら、ステップS14において子機3からのフレーム光送信を待ち、ある一定時間内にフレームが来ない場合にはステップS16においてタイムアウトし、次いでステップS17で幹線2からのフレームが送られてきていないのを確認して、再び光回線を配下の子機3へ開放するためステップS18で光回線空き報知信号を送出する。もし、ステップS17で幹線2からフレームが来ている場合には、ステップS19で光プリアンブルを付加して光送信する。ここでは、幹線2からのフレームの光送信をステップS17及びステップS19で簡単に表現しているが、この幹線2からのフレームの光送信フローは先に説明した図13のフローによって動作する。
【0066】
さて、ステップS14において子機3からフレームを光受信できた場合には、ステップS47において光受信したフレームを一時記憶装置にいったん確保し、次いでステップS15においてこの受信フレームをタイミングを見計らって幹線2へ送信する。次に、ステップS48においてこの受信されたフレームが、光回線への折り返し送信が必要かどうかを判断し、必要なければ再びステップS14において次フレームを待機する。もし、ステップS48において折り返し送信が必要と判断された場合には、次のステップS49において子機からの送信フレームの受信が終了されたかを判断(待機)し、受信終了後、ステップS50によって子機3からのフレームを折り返し送信する。
【0067】
次に、図6及び図8の送信タイミングイメージで説明したような通信を実現するための子機3の動作について説明する。まず、図15には親機1から送られてきたフレームを子機3が受信し、このフレームを有線回線で接続された端末4へ送信するまでの子機3における処理の流れ(主に制御部27の制御動作の流れ)を示す。図15では、まず、ステップS20において親機1からフレームが送出されてきていないか否かを監視し、もし親機1からの光送信フレームがあれば次のステップS51において自身の送信したフレームの折り返しフレームかどうかを判断する。
【0068】
もし、折り返しフレームでなければ、ステップS21においていったんFIFOの一時記憶装置に光受信したフレームを確保しておき、次にステップS22において有線回線に端末4からのフレームが来ていないかを確認し、もし端末4からフレームが送られてきていればステップS52からステップS25に移り、いったん、端末4からのフレーム送信を抑圧するために抑圧擬似信号を有線側に送出する。その後、ステップS22に戻り有線回線が空いたなら、ステップS23でもしこのとき抑圧擬似信号を送出中ならこのステップ23でそれを停止し、次のステップS24において、ステップS21において待機させておいたフレームを有線回線へ送出し端末4への送信を行う。
【0069】
ステップS51で親機1からの受信フレームが折り返しフレームと判定された場合には、ステップS22に移って有線回線側を監視し、端末4からフレームが送信されてきていたなら、ステップS52からステップS53に行き、端末4へ抑圧信号を送信し始める。その後、ステップS54で受信中の折り返りフレームが終わるのを待って、ステップS55で端末4へ送信していた抑圧信号を停止し、ステップS20へ戻る。また、この場合には抑圧信号を折り返しフレームのスタートビットやアドレスフィールドを破壊(別データに置換)したデータを用いることで回路の簡素化を実現することができる。
【0070】
図16には、子機3において、端末4から送られてきたフレームを子機3が光回線を通して親機1へ送信するまでの、子機3における処理の流れ(主に制御部27の制御動作の流れ)を示す。この図では、ステップS26において端末4からのフレームの送信があるかを監視・待機し、もしフレームが送信されてきていればステップS56において自身が前フレームを送信中(メモリーが空いている)かを判断し、前フレームの送信中であればステップS57によって子機3は端末4へ抑圧信号を送信し始める。そして、ステップS58で光送信中のフレーム送信が送信するまで待機し、光送信終了でステップS59によって端末4側への抑圧信号を停止し、再びステップS26で端末4からのフレーム送信まで待機する。
【0071】
ステップS56で子機3が前フレームを送信中で無ければステップS27において一時記録装置へ保存する。端末4からフレームを受け取った子機3は、ステップS28において光回線の空きを親機1からの光回線空き報知信号で判断する。子機3は端末4からフレームを受け取ってから一定の時間内に光回線空き報知信号を検出できない場合にはステップS35でタイムアウトし、次いでステップS37において子機3は端末4側へ抑圧信号を送信し、次いでステップS38で端末4から送信されていたフレームの停止を確認して、ステップS39において端末への抑圧信号を停止する。
【0072】
一方、ステップS28で規定の期間内に光回線の空きを検出できたなら、ステップS29で子機3は親機1に対して光回線への送信申請信号を送信し、次いでステップS30で親機1からの送信許可信号を待つ。ここで、もし、親機1からの許可信号が一定時間内に得られない場合には、ステップS36でタイムアウトしてステップS37、S38、S39によって端末4へ抑圧信号を送信する。ステップS30において、無事、親機1から送信許可が得られた場合には、ステップS31で同期用の光プリアンブルを送信し、これに続いてステップS32で一時待機させていたフレームを光回線へ送信し、次いでステップS26に戻って端末6側からのフレームを監視する。
【0073】
【発明の効果】
以上述べたように、親機が子機との間での送信手順を必要とし、親機が複数の子機との間でデータ通信し、子機がそれに接続される端末などからの送信を抑圧して回線を制御する必要のある半二重光送信システムにおいて、子機が端末からの送信を受け取れないと判明している場合には、その期間中に連続して抑圧するので、子機と端末間での不用意な抑圧(衝突)回数を削減できるとともに、端末からの再送時間を効率的にすることができる。これによって、効率的な送信が実現され、より高性能な1:N型光無線通信システムが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半二重光通信システムを概略的に示すブロック図である。
【図2】図1の半二重光通信システムの基本通信タイミングを示す説明図である。
【図3】図1の半二重光通信システムの折り返しフレームありの場合の基本通信タイミングを示す説明図である。
【図4】従来の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(送信中の抑圧の場合)を示す説明図である。
【図5】従来の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(折り返しフレーム受信中の抑圧の場合)を示す説明図である。
【図6】本発明の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(送信中の抑圧の場合)の一例を示す説明図である。
【図7】本発明の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(送信中の抑圧の場合)の他の例を示す説明図である。
【図8】本発明の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(折り返しフレーム受信中の抑圧の場合)の一例を示す説明図である。
【図9】本発明の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(折り返しフレーム受信中の抑圧の場合)の他の例を示す説明図である。
【図10】本発明の半二重光通信子機装置の有線側抑圧の基本通信タイミング(送信中及び折り返しフレーム受信中の抑圧の場合)を示す説明図である。
【図11】本発明の半二重光通信親機装置を示すブロック図である。
【図12】本発明の半二重光通信子機装置を示すブロック図である。
【図13】本発明の半二重光通信親機装置の光回線フレーム送信及び光回線空き報知信号送信の処理を説明するためのフローチャートである。
【図14】本発明の半二重光通信親機装置の光回線フレーム受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図15】本発明の半二重光通信子機装置の光回線フレーム受信及び有線送信の処理を説明するためのフローチャートである。
【図16】本発明の半二重光通信子機装置の光回線フレーム送信処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
3 子機
4 端末
24 光回線送信タイミング遅延部
27 制御手段
33 抑圧擬似信号発生手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a half-duplex optical communication slave device in a system for performing half-duplex optical communication between a plurality of half-duplex optical communication slave devices to which terminals are individually connected and one half-duplex optical communication master device. About.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when a LAN (Local Area Network) is constructed by mutually connecting a plurality of information processing devices such as personal computers, the information processing devices are often connected by a wire such as a coaxial cable or an optical cable. . Wired connection is advantageous in that there are few data errors due to external noise because the equipment can be securely connected, but the wiring work is complicated and requires work for each layout change. There is.
[0003]
In recent years, there has been an increasing demand for data transmission by interconnecting personal computers such as laptops, books and palmtops and portable information processing devices such as electronic notebooks. On the other hand, these portable information processing devices are originally intended to be moved and used, and it is extremely rare that the portable information processing device is moved while being wired. Therefore, when data transmission is performed by connecting these portable information processing devices to each other, a connector must be connected and disconnected every time the portable information processing device is moved, and such connection work is very troublesome. In addition, if the connector is repeatedly inserted and removed, there is a possibility that mechanical damage to a connection portion such as the connector may occur. For these reasons, when transmitting and receiving data between various types of information processing equipment, not limited to the stationary type and the portable type, there is a demand to reduce the number of wired connections by making all or part of the transmission path wireless. There is.
[0004]
Here, as a method of wireless transmission, there are a method using radio waves as a transmission medium and a method using light as a transmission medium. High-speed data transmission can be achieved using any of these radio wave and optical transmission media.However, in the case of radio waves, there are no legal restrictions due to legal restrictions and issues of confidentiality. It is advantageous to use wireless transmission using light that easily ensures the transmission property as a transmission medium. Also, since Ethernet (registered trademark) LAN, which is the most widely used wired LAN, has a transmission speed of, for example, 10 Mbps, it is desirable that the transmission speed of the wireless transmission path be at least 10 Mbps.
[0005]
For this reason, the present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56198 "a method and an apparatus for canceling the return light of optical wireless communication" which realizes a transmission speed of 10 Mbps by using light as a transmission medium. . The technology described in this publication realizes full-duplex communication by optical wireless between a base unit mounted on a ceiling and a slave unit installed in a room. A method is adopted in which a signal can be subtracted to remove an adverse effect due to reflected light. That is, in optical wireless transmission, light is transmitted to free space and light from free space is received.For example, the transmission signal light transmitted by itself is transmitted by an object located near the other device. There is a problem in that the signal is reflected and input to the light receiving unit, and a communication signal from the other party cannot be accurately taken out. However, in the technology described in the publication, a part of the transmission signal is branched, By adjusting the level and phase of this signal and adding it to the received signal, the signal due to the return light is canceled.
[0006]
On the other hand, in recent years, higher transmission speeds have been desired, and further higher transmission speeds have been demanded in the optical wireless communication system as described above. However, considering optical wireless communication having a transmission speed of, for example, 100 Mbps, the signal becomes a 125 Mbps transmission signal due to the necessity of 4B / 5B conversion or the like. When this signal is considered in terms of phase, the 1-bit length is 8 ns. The time for the light to travel 1 m is 3.3 ns. From this, if the reflection path is different by 1 m (a difference of 50 cm in distance to the reflection object), 360 * 3.3 / 8 = 148.5 degrees is also different. In other words, in order to cancel the reflected light whose phase is greatly shifted by the distance to such a reflection object, it is necessary to adjust not only the amplitude but also the phase that changes greatly, so that an extremely complicated circuit is required. It becomes. Further, even if these methods are used, the cancellation can only be improved within a limited range. Therefore, it is advisable to use a half-duplex communication system instead of a full-duplex communication system to realize a 1: N optical wireless communication device with high-speed transmission such as 100 Mbps.
[0007]
From these facts, the present applicant has realized “optical wireless communication device and optical wireless communication system” that realizes 100 Mbps transmission in JP-A-2002-51053. In this method, as shown in FIG. 1, the base unit 1 notifies the subordinate units 3 (3a, 3b, 3c) of the use status of the optical line as an optical line availability notification signal, and the sub unit 3 detects this signal. The child device 3 performs a transmission permission application process (such as ID exchange) with the parent device 1 every time a frame is transmitted, and after obtaining the transmission permission from the parent device 1, the child device 3 transmits to the parent device 1. Is started, that is, the problem of reflected light described above is avoided by so-called half-duplex communication.
[0008]
That is, as shown in FIG. 2, when the optical line is vacant, the master unit 1 sends an optical line idle notification signal EP (IDLE burst) for notifying the slave unit 3 under its control to the plurality of slave units 3. Send to. For example, the slave 3a to which the terminal 4a is connected detects the broadcast signal sent from the master 1 using a carrier sense circuit, and if there is a frame F1 sent from the terminal 4a, After receiving the line vacancy signal EP, the transmission request signal RQ is transmitted to the base unit 1, and the frame F1 received from the terminal 4a after receiving the permission signal AK from the base unit 1 is transmitted to the base unit 1. Send. Further, upon receiving the frame F2 from the trunk 2, the master 1 stops transmitting the optical line empty notification signal EP to the slave 3, and optically transmits the frame F2 received from the trunk 2 to the slave 3.
[0009]
Similarly, when the frame F1 is transmitted from the slave 3a to the slave 3b in the same wireless zone as shown in FIG. 3, when the master 1 finishes receiving the frame F1 sent from the slave 3a, The frame F1 is transmitted back to the optical line side.
[0010]
Further, in the conventional example, as shown in FIGS. 4 and 5, the slave unit 3a transmits the frame F1 from the terminal 4a to the optical line or receives the return frame F1 from the terminal 4a. When the frame F2 is transmitted, a suppression signal (DMY signal) for suppressing reception of transmission data is transmitted to the terminal 4a, the transmission of the terminal 4a is suppressed, and transmission stop and retransmission processing to the terminal 4a are performed. Prompt to enter. By such a method, a 1: N (master unit: slave unit) optical half-duplex communication system is realized.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a method requires a half-duplex transmission process (transmission application, transmission permission) exchanged when the slave 3 transmits a frame to the master 1, an optical preamble for synchronizing reception, and the like. However, there is an overhead in communication, and it is important how the communication performance is exhibited. Further, in such a system, as described above (FIGS. 4 and 5), when the slave 3a cannot receive the next frame F2 sent from the terminal 4a (cannot perform optical transmission), the terminal 4a is suppressed. Then, the terminal 4a is prompted to retransmit the data. Of course, if the slave unit 3 can be equipped with a sufficient temporary storage device (memory), the occurrence of such a case can be reduced. However, considering the circuit scale (space and power consumption) and cost, how small the capacity is It is important to realize this with a memory. Therefore, if the system is realized with the minimum necessary memory, the case where the above-mentioned slave unit 3 suppresses the terminal 4 increases in many cases, which adversely affects the communication performance.
[0012]
This is because, considering Ethernet (R) as a typical example to which the present system is applied, the control of the collision retransmission time greatly increases the time until the next retransmission if the number of collisions is overlapped. It can be imagined that it is better to avoid the occurrence of many collisions at once in terms of communication performance. Further, according to the standard of the Ethernet (R), the number of consecutive collisions is limited to 16 times, and when there is more collision, the frame disappears, and a higher layer (application level) on the network protocol. In such a situation, a significant loss of performance occurs.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a half-duplex optical communication device capable of efficiently suppressing a terminal, reducing the number of times of suppression, and improving the communication performance of the system.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention suppresses data transmission of a terminal by a continuous suppression signal (signal for suppressing reception of transmission data).
[0015]
That is, according to the present invention, a terminal for exchanging data is connected, and a half-duplex optical communication slave device that transmits and receives the data to and from the half-duplex optical communication master device by half-duplex optical communication. hand,
Temporary storage means for receiving transmission data for transmission to the half-duplex optical communication master device from the terminal and temporarily storing the transmission data,
When there is no free area for storing the transmission data in the temporary storage means, reception of transmission data from the terminal is continued until a free area for storing the transmission data is secured in the temporary storage means. Suppression means,
A half-duplex optical communication device is provided.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of an optical wireless communication system including a handset 3 which is an optical wireless communication handset device according to an embodiment of the present invention. The optical wireless system according to the present embodiment is a system connected to a trunk network (simply called trunk) 2 such as Ethernet (registered trademark) (Ethernet (R)) for transmitting and receiving data by frame (packet) transmission. As shown in FIG. 1, an optical wireless communication device 1 (hereinafter, referred to as a parent device 1) as a parent device and a child are connected between a main line 2 and a terminal (for example, a personal computer) 4 (4a, 4b, 4c). The connection is made using half-duplex optical communication by an optical wireless communication device 3 (3a, 3b, 3c) (hereinafter referred to as a slave device 3) as a device. The terminal 4 includes a relay device such as a network interface card (NIC) or a hub (HUB), in addition to a personal computer or the like.
[0017]
FIG. 2 shows the basic communication timing between the base unit 1 connected to the trunk line 2 as shown in FIG. 1 and the slave unit 3a connected to the terminal 4a. In this figure, basic timing for transmitting frame F1 generated by terminal 4a from slave unit 3a to master unit 1 and for sending frame F2 sent from trunk line 2 to master unit 1 to slave unit 3a Is shown. First, in this figure, the master unit 1 transmits an optical line idle signal EP for notifying that the optical line is idle to all the slave units 3 (line idle section indicated by (1) in the figure). All the slaves 3 detect the optical line idle signal from the master 1.
[0018]
For example, when the slave 3a receives the frame F1 sent from the terminal 4a at the timing of T2, when the reception of the optical line free signal EP from the master 1 detected at T1 ends, the slave 3a As in the middle T3, an optical preamble (optical P) is added to the optical line transmission application signal RQ requesting the use of the optical line, and optical transmission is performed. The master unit 1 that has received the optical line transmission application signal RQ transmits an optical line for permitting use of the optical line to the slave unit 3a as indicated by T4 in the figure when the optical line is available. The optical transmission is performed by adding the optical preamble (optical P) to the permission signal AK, and waits for the transmission of the frame F1 from the slave unit 3a.
[0019]
When receiving the optical line transmission permission signal AK from the base unit 1, the slave unit 3a adds an optical preamble (light P) to the frame F1 received from the terminal 4a as indicated by T5 in FIG. To transmit light. At this time, the frame F1 from the terminal 4a is temporarily secured in a storage device such as a FIFO by the slave unit 3a, and is delayed until the transmission application processing is completed. Master device 1 that has received frame F1 from slave device 3a transmits the frame F1 to trunk line 2 (section indicated by (2) in the figure).
[0020]
Next, the master unit 1 that has received the frame F2 from the trunk line 2 at the timing of T9 adds the optical preamble and transmits the frame F2 to the slave unit 3a at the timing of T10. The slave 3a that has received the frame F2 transmits the frame F2 to the terminal 4a at the timing of T11 (section indicated by (3) in the figure).
[0021]
Further, for simplicity of description, here, base unit 1 transmits frame F1 to trunk line 2 (T7) and base unit 1 transmits frame F2 to terminal 4a (T11). -The case where there is no collision between the trunk line 2 and between the slave unit 3a and the terminal 4a is described. However, when a collision occurs, the master unit 1 and the slave unit 3a perform retransmission processing (retransmission processing function is performed). Otherwise, frame loss occurs at the physical layer level.) That is, both the master unit 1 and the slave unit 3 are provided with a storage device for that purpose, and the retransmission capability (possible number of times) depends on the capacity of the storage device.
[0022]
Further, when the slave unit 3a receives the frame F1 from the terminal 4a and the transmission request is not accepted (cannot be made) to the master unit 1, the suppression signal is transmitted to the terminal 4a to stop the transmission from the terminal 4a. This is a case where the slave unit 3 does not have a sufficient storage device for storing the frame from the terminal 4. If the slave unit 3 has a sufficient storage device, the capacity of the storage device is reduced. Needless to say, it is not necessary to suppress the terminal 4 as long as it is allowed.
[0023]
In this system, one master unit 1 also has a role of relaying communication between a plurality of slave units 3, and in such a case, a frame transmitted from a certain slave unit 3 Is transmitted to the optical line side. This will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a basic case in which a frame F1 generated by terminal 4a is transmitted from slave unit 3a to master unit 1, and master unit 1 transmits the frame F1 by returning it to trunk line 2 and slave unit 3b on the optical line side. This shows the target timing.
[0024]
First, in this figure, the base unit 1 transmits an optical line empty signal EP indicating that the optical line is free to all the slave units 3 (section indicated by (1) in the figure). All the slaves 3 detect an optical line free signal from the master. The slave 3a receives the frame F1 sent from the terminal 4a at the timing of T2, and when the reception of the optical line free signal EP from the master 1 detected at Tl ends, the slave 3a transmits the frame T3 to the master 1 in FIG. As described above, an optical preamble (optical P) is added to an optical line transmission application signal RQ requesting the use of an optical line, and optical transmission is performed. The master unit 1 that has received the optical line transmission application signal RQ transmits an optical line for permitting use of the optical line to the slave unit 3a as indicated by T4 in the figure when the optical line is available. The optical transmission is performed by adding the optical preamble (optical P) to the permission signal AK, and waits for the transmission of the frame F1 from the slave unit 3a.
[0025]
When receiving the optical line transmission permission signal AK from the base unit 1, the slave unit 3a adds an optical preamble (light P) to the frame F1 received from the terminal 4a as indicated by T5 in FIG. To transmit light. At this time, the frame F1 from the terminal 4a is temporarily secured in a storage device such as a FIFO by the slave unit 3a, and is delayed until the transmission application process can be followed. Master device 1 that has received frame F1 from slave device 3a transmits the frame F1 to trunk line 2 (section indicated by (2) in the figure).
[0026]
When transmitting the frame F1 to the trunk line 2, when the base unit 1 determines from the address information of the frame F1 that the frame F1 needs to be transmitted also to the optical line side, the base unit 1 After the reception of the frame F1 from the device 3a, the frame F1 is looped back at the timing of T8 and transmitted to the optical line side (of course, the master device 1 needs a memory for performing the looping transmission). . The frame F1 transmitted back by the master unit 1 is received by the slave units 3a and 3b under its control. At this time, the slave unit 3a discards the frame F1, and the slave unit 3b transmits the frame F1 to the terminal 4b at the timing of T9 (section indicated by (3) in the figure).
[0027]
In the present system, communication between the slave unit 3 and the master unit 1 and between the slave unit 3 using the master unit 1 as a relay unit are realized by the basic procedure as described above. , A procedure such as an application for transmission to the base unit 1 is required, so that a large delay occurs before the handset 3 transmits a frame to the base unit 1. For this reason, if there is not enough room in the temporary storage device of the child device 3, a case may occur in which the next frame from the terminal 4 cannot be received, and the child device 3 suppresses the terminal 4 side and transmits the signal from the terminal 4. Need to be controlled in a timely manner. Further, since this system requires half-duplex communication, the terminal 4 cannot transmit the next frame when the base unit 1 loops back the frame from the slave unit 3 and transmits the frame to the optical line. Therefore, the slave unit 3 has to suppress the terminal 4 until the line is free.
[0028]
The above will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the procedure for the line free signal EP, transmission application RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the slave unit 3a and the master unit 1 for the frame F1 generated by the terminal 4a. 5 shows the suppression timing from the slave unit 3a to the terminal 4a when the terminal 4a transmits the next frame F2 when the frame F1 is transmitted to the master unit 1 at the timing of T6. As shown in this figure, when the slave 3a is optically transmitting the frame F1 from the terminal 4a at the timing of T6 and the next frame F2-1 is transmitted from the terminal 4a, the slave 3a is set at the timing of T8. Transmits the suppression signal DMY to the terminal side.
[0029]
As a result, the terminal 4a stops the transmission of the frame F2-1 being transmitted, and retransmits the frame again as the frame F2-2 with a certain time interval Tf-gap1. In this figure, even when this retransmission frame F2-2 is transmitted from the terminal 4a, since the child device 3a has not yet optically transmitted the previous frame F1, the child device 3a again transmits the suppression signal at the timing of T9. DMY is transmitted to the terminal 4a side to urge the terminal 4a to retransmit.
[0030]
The terminal 4a urged to retransmit by the slave 3a transmits a frame again as a frame F2-3 at a certain time interval Tf-gap2. Here, at the same time that the slave 3a has finished transmitting the previous frame F1, the line free signal EP from the master 1 can be confirmed, and the frame F2-3 is transmitted from the slave 3a to the master 1 at the same time. It will be transmitted to the optical line following the procedure.
[0031]
On the other hand, FIG. 5 shows the procedure of the line free signal EP, transmission application RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the child device 3a and the parent device 1 for the frame F1 generated by the terminal 4a. When the frame F1 is transmitted from the device 3a to the master device 1 at the timing of T6, and the frame F1 is transmitted back to the optical line at the timing of T8 by the master device 1, the next frame F2 is transmitted from the terminal 4a. 4 shows the suppression timing from the slave unit 3a to the terminal 4a in the case where it comes. As shown in the figure, when the next frame F2-1 is transmitted from the terminal 4a while the frame F1 transmitted by the child device 3a is being transmitted back by the parent device 1, the child device 3a starts the terminal at the timing of T8. The suppression signal DMY is transmitted to the 4a side. As a result, the terminal 4a stops transmitting the frame F2-1 being transmitted, and retransmits the frame again as the frame F2-2 with a certain time interval of Tf-gap1.
[0032]
In this figure, when the retransmission frame F2 is transmitted from the terminal 4a, since the slave 3a has not yet received the return frame F1, the slave 3a transmits the suppression signal DMY again at the timing of T9. 4a, and prompts the terminal 4a to retransmit. The terminal 4 urged by the slave 3a to retransmit transmits a frame again as a frame F2-3 at a certain time interval Tf-gap2. Here, at the same time that the slave unit 3a has finally completed the reception of the return frame F1 and at the same time has confirmed the line free signal EP from the master unit 1, the frame F2-3 is transmitted from the slave unit 3a to the master unit 1 Is transmitted to the optical line by following the transmission procedure described above.
[0033]
As described above, when the handset 3 cannot receive the transmission frame from the terminal 4, the handset 3 transmits the suppression signal DMY to the terminal 4, and urges the stop of the frame being transmitted and the retransmission thereof to thereby reduce the transmission frame. Preventing loss. However, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the terminal 4 that has received the suppression signal DMY from the slave 3 often tries to retransmit the frame immediately after the stop of the frame and the suppression signal DMY is interrupted. In particular, retransmission after receiving the first suppression is transmitted with a minimum inter-frame gap Tf-gap1. However, in the cases shown in FIGS. 4 and 5, even if a retransmission frame is transmitted from the terminal at this timing, it cannot be received yet, and the suppression is performed again.
[0034]
However, according to the Ethernet (R) standard, there is a tendency that the interval of retransmission increases as the number of retransmissions increases, and if the same frame is suppressed many times, the inter-frame gap Tf-gap until retransmission is extremely wide. turn into. This can easily be expected that if such a state occurs frequently, an unnecessary load is imposed on the communication performance. Further, in Ethernet (R), the upper limit of the number of retransmissions is 16 times, and when the number of retransmissions is more than 16, frames are lost once at the physical layer level. (Of course, only when the upper layer has a retransmission function). For this reason, if suppression is performed more than necessary, a case may occur in which the number of retransmissions exceeds 16 times. As a result, frame loss occurs at the physical layer level, resulting in extremely lower communication performance.
[0035]
Therefore, the present invention realizes appropriate control of the line without unnecessary unnecessary suppression when the terminal 4 needs to be suppressed from the slave unit 3. Hereinafter, the timing of the execution example will be described with reference to FIGS.
[0036]
FIG. 6 shows an improvement (the present invention) for the case shown in FIG. As shown in FIG. 6, for the frame F1 generated by the terminal 4a, the procedure of the line free signal EP, transmission application RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 is performed between the slave 3a and the master 1, In the case where the frame F1 is transmitted from the child device 3a to the parent device 1 at the timing of T6, the suppression timing from the child device 3a to the terminal 4a when the next frame F2 is transmitted from the terminal 4a is shown. ing.
[0037]
As shown in this figure, when the slave 3a is optically transmitting the frame F1 from the terminal 4a at the timing of T6, when the next frame F2-1 is transmitted from the terminal 4a, the slave 3a The suppression signal DMY is transmitted to the terminal 4a at the timing. This causes the terminal 4a to stop transmitting the frame F2-1 being transmitted. Further, the slave unit 3a continuously transmits the suppression signal DMY to the terminal 4a while optically transmitting the frame F1 received earlier (or until detecting the next line free signal EP). The transmission is continued to the terminal 4a side. As a result, the terminal 4a secures Tf-gap1 and transmits the frame F2 to the slave unit 3a as the retransmission frame F2-2 after the termination of the suppression signal from the slave unit 3a (end of transmission of the frame F1). .
[0038]
FIG. 7 shows an example of the improvement (the present invention) to the case shown in FIG. 4 as in FIG. This is because the slave unit 3 receives a frame from the terminal 4 and transmits the frame to the optical line, and once the reception of the frame from the terminal 4 is completed, once transmits the suppression signal to the terminal 4 and transmits it to the optical line side. Until the middle frame ends, the terminal 4 is kept suppressed.
[0039]
That is, with respect to the frame F1 generated by the terminal 4a, the child device 3a takes steps of the line free signal EP, transmission request RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the child device 3a and the When the frame F1 is transmitted to the device 1 at the timing of T6, the slave device 3a waits until the optical transmission of the frame F1 ends (or until the next line free signal EP is detected, regardless of the presence or absence of the frame from the terminal 4a). ), The slave unit 3a keeps transmitting the suppression signal DMY to the terminal 4a at the timing of T8 to prevent careless transmission from the terminal 4a. As a result, the terminal 4a secures Tf-gap1 and transmits the frame F2 to the slave unit 3a as the retransmission frame F2-1 after the termination of the suppression signal from the slave unit 3a (end of transmission of the frame F1). .
[0040]
Next, FIG. 8 shows an improvement (the present invention) with respect to the case shown in FIG. FIG. 8 shows the procedure of the line free signal EP, transmission application RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the slave unit 3a and the master unit 1 for the frame F1 generated by the terminal 4a. When the frame F1 is transmitted from the terminal 3a to the master unit 1 at the timing of T6, and the frame F1 is transmitted back to the optical line at the timing T8 by the master unit 1, the next frame F2 is transmitted from the terminal 4a. In this case, the suppression timing from the slave unit 3a to the terminal 4a is shown.
[0041]
As shown in this figure, when the base unit 1 is transmitting the frame F1 from the slave unit 3a back to the optical line at the timing of T8, when the next frame F2-1 is transmitted from the terminal 4a, the slave unit 3a transmits the suppression signal DMY to the terminal 4a at the timing of T9. This causes the terminal 4a to stop transmitting the frame F2-1 being transmitted. Further, the slave unit 3a sends this terminal 4a to the terminal 4a while the frame F1 previously sent to the master unit 1 is transmitted back from the master unit 1 (or until the next line free signal EP is detected). Continuously transmitted. As a result, the terminal 4a secures Tf-gap1 and transmits the frame F2 to the slave unit 3a as the retransmission frame F2-2 after the termination of the suppression signal from the slave unit 3a (end of the reception of the return frame F1). Become.
[0042]
FIG. 9 shows an example of the improvement (the present invention) to the case shown in FIG. 5 as in FIG. This is because, when the slave 3 receives a frame from the terminal 4 and transmits the frame to the optical line, and the frame is returned by the master 1 and optically transmitted, the slave 3 transmits a suppression signal to the terminal 4. Then, the terminal 4 is kept suppressed until the reception of the return frame is completed.
[0043]
That is, with respect to the frame F1 generated by the terminal 4a, the child device 3a takes steps of the line free signal EP, transmission request RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the child device 3a and the When the frame F1 is transmitted to the device 1 at the timing of T6 and the frame F1 is optically transmitted by the master device 1 at the timing T8, the slave device 3a transmits the optical signal of the folded frame F1 regardless of the presence or absence of the frame from the terminal 4a. During reception (or until the detection of the next free line signal EP), the slave unit 3a transmits the suppression signal DMY to the terminal 4a at the timing of T9 to prevent inadvertent transmission from the terminal 4a. I do. As a result, the terminal 4a secures Tf-gap1 and transmits the next frame F2 to the slave unit 3a as the retransmission frame F2-1 after the termination of the suppression signal from the slave unit 3a (end of reception of the folded frame F1). Will be.
[0044]
FIG. 10 shows an example of an improvement method (the present invention) obtained by combining the methods shown in FIGS. 7 and 9 with each other. This is because the slave unit 3 receives a frame from the terminal 4 and transmits the frame to the optical line, and once the reception of the frame from the terminal 4 is completed, once transmits the suppression signal to the terminal 4 and transmits it to the optical line side. Until the middle frame ends, the terminal 4 is kept suppressed. After that, when the frame is looped back from the base unit 1, the suppression signal to the terminal 4 is continuously transmitted until the reception of the loop-back frame is completed.
[0045]
That is, with respect to the frame F1 generated by the terminal 4a, the child device 3a takes steps of the line free signal EP, transmission request RQ, and transmission permission AK indicated by T1 to T4 between the child device 3a and the When the frame F1 is transmitted to the device 1 at the timing of T6, the slave 3a transmits the terminal 4a at the timing of T8 until the optical transmission of the frame F1 ends, regardless of the presence or absence of the next frame from the terminal 4a. If the suppression signal DMY is transmitted to the terminal 4a, and after the transmission of the frame F1 is completed, the return frame F1 is transmitted from the master unit 1, the suppression signal DMY to the terminal 4a is directly received and the reception of the return frame F1 is performed. The transmission is continued until the processing is completed, thereby preventing careless transmission from the terminal 4a. As a result, the terminal 4a secures Tf-gap1 and transmits the next frame F2 to the slave unit 3a as the retransmission frame F2-1 after the termination of the suppression signal DMY from the slave unit 3a (end of transmission of the frame F1). Will be.
[0046]
Next, FIGS. 11 and 12 show examples of specific configurations of the master unit 1 and the slave unit 3 of the optical wireless communication system for realizing half-duplex communication between the slave unit 3 and the master unit 1 as described above. Show. In master unit 1 shown in FIG. 11, control means (hereinafter, "means" is referred to as "unit") 13 controls the entire operation of master unit 1, controls communication with main line 2, and sets slave unit 3. And half-duplex optical communication control between them, and the transmission destination of frames received from the trunk line 1 and the optical line side is also managed in this portion. In addition, the base unit 1 outputs light over a wide range and transmits each signal as an optical signal as a configuration for performing wireless wireless communication with the slave unit 3 using light. And an optical line receiving unit 11 for receiving the light and receiving the optical signal as an electric digital signal.
[0047]
The optical signal received by the optical line receiving unit 11 is input as an electrical digital signal to the optical line frame receiving unit 8, the optical line frame detecting unit 9, and the optical line transmission application signal detecting unit 10. The optical line frame receiving unit 8 secures a frame to be transmitted to the trunk line 2 until the transmission timing to the trunk line 2 according to the detection result of the optical line frame detecting unit 9 for the signal input from the optical line receiving unit 11, and Is output to the output signal switching unit 6 according to the control of.
[0048]
The optical line frame detecting section 9 detects a frame from the input signal from the optical line receiving section 11 and instructs the optical line frame receiving section 8 on the received frame. The optical line transmission application signal detection unit 10 detects an optical line transmission application signal sent from any slave unit 3 under the control from the signal input from the optical line reception unit 11, and transmits the detection to the control unit 13, The information of the detected transmission application signal (such as an ID indicating from which slave unit 3 the application is applied) is transmitted to the optical line transmission permission signal generator 37. The optical line transmission permission signal generation unit 37 controls the optical line transmission permission signal to the slave unit 3 which has transmitted the transmission application signal using the application information (ID or the like) detected and extracted by the optical line transmission application signal detection unit 10. The signal is transmitted to the optical transmission signal switching unit 18 according to the instruction of the unit 13.
[0049]
The suppression pseudo signal generation unit 7 on the wire line side generates a suppression pseudo signal when it becomes necessary to suppress the signal from the trunk line 2 according to the instruction of the control unit 13 and suppresses the suppression pseudo signal on the switching unit 6 on the wire output signal side. Transmit a pseudo signal. The wired output signal switching unit 6 receives the frame from the optical line frame receiving unit 8 and the suppression pseudo signal from the suppression pseudo signal generation unit 7 for the wired line, and appropriately switches each signal at any time according to the instruction of the control unit 13 to change the wired line. Transmit to transmitting section 5. The wired line transmitting unit 5 outputs the signal from the wired output signal switching unit 6 to the trunk 2 as a trunk output signal.
[0050]
The wired line receiving unit 14 receives data from the trunk line 2 and transmits the received data to the wired line frame detecting unit 15 and the optical line transmission timing delay unit 16. The wired line frame detecting unit 15 detects a frame from the received data sent from the wired line receiving unit 14 and transmits the detection result to the control unit 13, and also sends a detection result to the optical line transmission timing delay unit 16. Submit the result. The optical line transmission timing delay unit 16 causes the frame to wait in a temporary storage device such as a FIFO or the like based on the frame detection result of the wired line frame detecting unit 15 from the signal sent from the wired line receiving unit 14, and receives an instruction from the control unit 13. The frame that has been waiting at the optical line transmission timing is transmitted to the optical line output switching unit 18.
[0051]
The optical preamble generator 17 generates a preamble signal to be added as a synchronization signal before the frame at the time of optical transmission of the frame according to the instruction of the controller 13 and transmits the preamble signal to the optical line output switching unit 18. The optical line vacancy notification signal generation unit 12 generates an optical line vacancy notification signal for notifying the subordinate unit 3 that is under control that the optical line is vacant when the optical line is vacant according to the instruction of the control unit 13. The signal is transmitted to the switching unit 18 on the line output signal side. The optical line output signal switching unit 18 includes an optical line transmission permission signal from the optical line transmission permission signal generating unit 37, an optical line idle notification signal from the optical line idle notification signal generating unit 12, an optical preamble from the optical preamble generating unit 17, and The data of the frame from the optical line transmission timing delay unit 16 is switched to the optical line transmitting unit 19 and transmitted according to an appropriate instruction from the control unit 13 as needed. The optical line transmitting unit 19 transmits the data appropriately switched and output by the optical line output signal switching unit 18 to the optical line as an optical signal.
[0052]
Next, an example of a specific configuration of the slave unit 3 will be described with reference to FIG. In the slave unit 3 shown in FIG. 12, the control unit 27 controls the entire operation of the slave unit 3, controls communication with the terminal 4, and controls half-duplex optical communication with the master unit 1. It is. Further, here, it manages the free space of its own reception storage device, determines whether a transmission frame from the terminal 4 can be received, and controls the suppression operation to the terminal 4 according to the determination. .
[0053]
The slave unit 3 has a configuration for performing wireless wireless communication with the master unit 1 by light, and includes an optical line transmitting unit 20 for outputting light to a narrow range and transmitting each signal as an optical signal. It has an optical line receiving unit 28 that receives light from the device 1 and receives optical signals as electrical digital signals. The wired line receiving unit 26 receives the signal from the terminal 4 and transmits the received data to the optical line transmission timing delay unit 24, the wired line frame detecting unit 25, and the wired line non-signal time measuring unit 36.
[0054]
The wired line no-signal time measuring unit 36 is in a state where a signal from the wired line is no signal (no frame comes) after the frame received by the wired line receiving unit 26 and detected by the wired line frame detecting unit 25 is finished. Is measured, and the measurement result is sent to the control unit 27. The wired line frame detecting unit 25 detects a frame to be transmitted to the optical line from the signal from the terminal 4 received by the wired line receiving unit 26, sends the detection result to the control unit 27, and similarly transmits the detection result to the optical line. It is sent to the transmission timing delay means 24. The optical line transmission timing delay unit 24 causes the frame to wait in a temporary storage device such as a FIFO according to the detection result of the wired line frame detecting unit 25 from the signal received by the wired line receiving unit 26, and according to the instruction of the control unit 27. The transmitted frame is transmitted to the optical line output signal switching unit 21.
[0055]
The optical line transmission application signal generating unit 23 generates an optical line transmission application signal when a frame is transmitted from the terminal 4 and transmission from the master unit 1 to the optical line is required in accordance with an instruction from the control unit 27. Then, an optical line transmission application signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 21. The optical preamble generating unit 22 generates a preamble as a synchronization signal at the time of reception of the master unit 1 before transmitting the frame optically, and transmits the optical preamble to the optical line output signal switching unit 21 according to the instruction of the control unit 27.
[0056]
The optical line output signal switching unit 21 controls the frame from the optical line transmission timing delay unit 24, the optical line transmission application signal from the optical line transmission application signal generation unit 23, and the optical preamble signal from the optical preamble generation unit 22. Each signal is switched and transmitted to the optical line transmitting unit 20 according to an appropriate instruction from the unit 27 as needed. The optical line transmitting unit 20 includes a light emitting unit for optical transmission, and transmits each signal sent from the optical line output signal switching unit 21 to the master unit 1 as an optical signal. Light emission and light emission stop can be controlled.
[0057]
The optical line receiving unit 28 receives the optical signal sent from the base unit 1 and, as an electrical signal, a carrier sense unit 38, an optical line empty notification signal determining unit 30, an optical line transmission permission signal detecting unit 31, an optical line The frame detection unit 29 transmits the received signal to the wired line transmission timing delay unit 32. The carrier sense means 38 receives the transmission signal from the master unit 1 as an electric signal from the optical line light receiving unit 28, detects the transmission carrier from the master unit 1 from the signal, and uses the optical line vacancy notification signal determination means 30 to The vacancy notification signal is detected and sorted, and the result is sent to the control unit 27.
[0058]
The optical line transmission permission signal detecting unit 31 converts the received signal sent from the optical line reception unit 28 into an optical line transmission permission signal for permitting the base unit 1 to transmit its own slave unit 3 to transmit a frame to the optical line. The detection is sent to the control unit 27. The optical line frame detecting unit 29 detects an optical transmission frame transmitted by the master unit from the received signal transmitted from the optical line receiving unit 28, and transmits the result to the control unit 27, and simultaneously transmits the result to the wired line transmission timing delay unit 32. Send and instruct frame temporary waiting. The wired line transmission timing delay unit 32 temporarily suspends the detected frame from a received signal sent from the optical line receiving unit 28 in a temporary storage device such as a FIFO according to the frame detection result of the optical line frame detecting unit 29, and controls In accordance with a transmission instruction to the terminal 4 from the unit 27, the wired output signal switching unit 34 transmits the waiting frame.
[0059]
The suppression pseudo signal generation unit 33 on the wire line side generates a suppression pseudo signal when it is necessary to suppress transmission from the terminal 4 connected by wire according to an appropriate instruction from the control unit 27, and switches the wire output signal. Send to section 34. The wire output signal switching unit 34 receives the frame signal from the wire line transmission timing delay unit 32 and the suppression pseudo signal from the wire line suppression pseudo signal generation unit, and follows these frame signals as needed according to an appropriate instruction from the control unit 27. And the suppression signal are switched as needed, and transmitted to the wired line transmission unit 35. The wired line transmitting unit 35 transmits the signal transmitted from the wired output signal switching unit 34 to the wired line on the terminal 4 side.
[0060]
Next, the flow of processing when the above-described master unit 1 having the configuration of FIG. 11 and the slave unit 3 having the configuration of FIG. explain. First, in FIG. 13, the flow of processing in the base unit 1 from when the base unit 1 receives a frame transmitted through the trunk line 2 to when this frame is transmitted to the subordinate unit 3 (mainly the control unit 13 Is shown.
[0061]
In FIG. 13, first, the control unit 13 of the base unit 1 monitors whether or not optical communication is performed with the slave unit 3 as a process of step S1, and when the optical line is not used. Then, the optical line free notification signal is optically transmitted to the slave unit 3 under the control. Next, in step S2, a signal from the trunk line 2 is monitored, and if no frame is transmitted from the trunk line 2, the optical transmission control state is a frame waiting from the trunk line 2, and if a frame is received from the trunk line 2, In the next step 46, it is determined whether or not the frame needs to be transmitted to the optical line side.
[0062]
If it is determined that transmission to the optical side is necessary, the process proceeds to the next step S3, and it is checked whether or not the frame received from the trunk line 2 can be output to the optical line based on the state of the optical line. If the optical line is used by the slave unit 3 or the like, the process proceeds to step S8, where a suppression signal is transmitted to the trunk line 2. In the following step S9, it is confirmed that the frame transmission from the trunk line 2 has stopped, and in step S10, The suppression signal is stopped, and the process waits again in step S2 until a frame from the trunk line 2 is received.
[0063]
If the optical line is vacant in step S3, the process proceeds to step S4, where the frame from the trunk line 2 is kept in a temporary storage device such as a FIFO until the optical line transmission timing, and transmitted to the slave unit 3 in the next step S5. The optical line availability notification signal, which has been performed, is stopped, and in the next step S6, the slave unit 3 transmits an optical preamble for synchronizing at the time of reception before transmitting a frame, and then temporarily suspends in step S5. The transmitted frame is optically transmitted in step S7. When the transmission of the frame is completed, an optical line empty notification signal is sent to the slave unit 3 in step S45 to notify that the optical line has become idle, and the process waits until a frame is received from the trunk line 2 again in step S2.
[0064]
Next, in FIG. 14, there is an optical transmission application from the slave unit 3 under the control, the master unit 1 permits the request, and the master unit 1 receives the frame optically transmitted from the slave unit 3 and transmitted. 2 shows a flow of processing (mainly a flow of a control operation of the control unit 13) in the base unit 1 until the transmission to the trunk line 2. In FIG. 14, as a process of step S11, it is monitored whether or not there is an optical line transmission application signal from the slave unit 3 based on the detection result of the optical line transmission application signal detection unit 10, and If there is a transmission application signal, the process proceeds to step S12 to stop the optical line empty notification signal, and then proceeds to step S13 to transmit the optical line transmission incorporating the slave unit identification information (ID or the like) of the transmission signal received from the slave unit 3. The permission signal is transmitted to the optical line with an optical preamble added.
[0065]
When the transmission permission signal is transmitted, in step S14, a frame light transmission from the slave unit 3 is waited. If no frame arrives within a certain period of time, a timeout occurs in step S16, and then a frame from the trunk line 2 is transmitted in step S17. After confirming that it has not been received, an optical line empty notification signal is transmitted in step S18 to release the optical line to the slave unit 3 under the control again. If a frame has come from the trunk line 2 in step S17, an optical preamble is added and optical transmission is performed in step S19. Here, the optical transmission of the frame from the trunk line 2 is simply expressed in steps S17 and S19, but the optical transmission flow of the frame from the trunk line 2 operates according to the above-described flow of FIG.
[0066]
If the frame can be optically received from the slave unit 3 in step S14, the optically received frame is temporarily stored in the temporary storage device in step S47. Then, in step S15, the received frame is transmitted to the trunk line 2 in consideration of timing. Send. Next, in step S48, it is determined whether or not the received frame needs to be looped back to the optical line. If not, the process waits for the next frame again in step S14. If it is determined in step S48 that return transmission is necessary, it is determined (standby) whether or not reception of a transmission frame from the child device has been completed in the next step S49. 3 is transmitted back.
[0067]
Next, an operation of the slave unit 3 for realizing communication as described in the transmission timing images of FIGS. 6 and 8 will be described. First, in FIG. 15, the slave unit 3 receives a frame transmitted from the master unit 1 and transmits the frame to the terminal 4 connected via a wired line. 2 shows the flow of the control operation of the unit 27. In FIG. 15, first, in step S20, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the base unit 1, and if there is an optical transmission frame from the base unit 1, in step S51, the frame transmitted by itself is transmitted. Determine whether the frame is a folded frame.
[0068]
If the frame is not a loopback frame, the optically received frame is temporarily secured in the temporary storage device of the FIFO in step S21, and then, in step S22, it is checked whether a frame from the terminal 4 has come to the wired line. If a frame has been sent from the terminal 4, the process moves from step S52 to step S25, and once a suppression pseudo signal is sent to the wired side in order to suppress frame transmission from the terminal 4. Thereafter, returning to step S22, if the wired line is free, if the suppression pseudo signal is being transmitted at this time in step S23, it is stopped in this step 23, and in the next step S24, the frame held in step S21 is put on standby. Is transmitted to the wire line and transmitted to the terminal 4.
[0069]
If it is determined in step S51 that the received frame from the base unit 1 is a loopback frame, the process proceeds to step S22 to monitor the wired line side. If a frame has been transmitted from the terminal 4, the process proceeds from step S52 to step S53. To start transmitting the suppression signal to the terminal 4. After that, in step S54, after waiting for the return frame being received, the suppression signal transmitted to the terminal 4 is stopped in step S55, and the process returns to step S20. Further, in this case, the simplification of the circuit can be realized by using the data obtained by returning the suppression signal to the start bit of the frame or destroying the address field (replacement with another data).
[0070]
FIG. 16 shows a processing flow (mainly performed by the control unit 27) of the slave 3 until the slave 3 transmits the frame transmitted from the terminal 4 to the master 1 via the optical line. Operation flow) is shown. In this figure, it monitors and waits for the transmission of a frame from the terminal 4 in step S26, and if a frame has been transmitted, determines in step S56 whether or not it itself is transmitting the previous frame (memory is free). Is determined, and if the previous frame is being transmitted, the child device 3 starts transmitting a suppression signal to the terminal 4 in step S57. Then, in step S58, the process stands by until the frame transmission during the optical transmission is transmitted. When the optical transmission is completed, the suppression signal to the terminal 4 is stopped in step S59, and the process again waits for the frame transmission from the terminal 4 in step S26.
[0071]
If the handset 3 is not transmitting the previous frame in step S56, it is stored in the temporary recording device in step S27. The child device 3 that has received the frame from the terminal 4 determines the availability of the optical line based on the optical line availability notification signal from the master device 1 in step S28. If the slave unit 3 cannot detect the optical line empty notification signal within a predetermined time after receiving the frame from the terminal 4, the slave unit 3 times out in step S35, and then in step S37, the slave unit 3 transmits a suppression signal to the terminal 4 side. Then, the stop of the frame transmitted from the terminal 4 is confirmed in step S38, and the suppression signal to the terminal is stopped in step S39.
[0072]
On the other hand, if a free optical line is detected within the prescribed period in step S28, the slave unit 3 transmits a transmission application signal to the optical line to the master unit 1 in step S29, and then in step S30 the master unit It waits for a transmission permission signal from 1. Here, if the permission signal from the base unit 1 is not obtained within a predetermined time, the timeout is performed in step S36, and the suppression signal is transmitted to the terminal 4 in steps S37, S38, and S39. If the transmission permission is successfully obtained from the base unit 1 in step S30, an optical preamble for synchronization is transmitted in step S31, and subsequently, the frame temporarily suspended in step S32 is transmitted to the optical line. Then, the process returns to step S26 to monitor the frame from the terminal 6 side.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, the master unit requires a transmission procedure with the slave unit, the master unit performs data communication with a plurality of slave units, and the slave unit transmits data from a terminal or the like connected thereto. In a half-duplex optical transmission system in which it is necessary to suppress and control the line, if it is known that the slave unit cannot receive the transmission from the terminal, the slave unit is continuously suppressed during that period. The number of inadvertent suppressions (collisions) between terminals can be reduced, and the retransmission time from the terminals can be made more efficient. As a result, efficient transmission is realized, and a higher-performance 1: N optical wireless communication system can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a half-duplex optical communication system according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing basic communication timing of the half-duplex optical communication system of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing basic communication timing in the case of a half-duplex optical communication system of FIG. 1 with a loopback frame;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a basic communication timing of suppression on the wire side of the conventional half-duplex optical communication slave device (in the case of suppression during transmission).
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the basic communication timing of wire side suppression of the conventional half-duplex optical communication handset device (in the case of suppression during reception of a loopback frame).
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of basic communication timing (in the case of suppression during transmission) of suppression on the wire side of the half-duplex optical communication device of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of the basic communication timing (in the case of suppression during transmission) of suppression on the wire side of the half-duplex optical communication slave device of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of basic communication timing of suppression on the wire side of the half-duplex optical communication device of the present invention (in the case of suppression during reception of a loopback frame).
FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of the basic communication timing of suppression on the wire side of the half-duplex optical communication device of the present invention (in the case of suppression during reception of a loopback frame).
FIG. 10 is an explanatory diagram showing basic communication timing of suppression on the wire side of the half-duplex optical communication device of the present invention (in the case of suppression during transmission and return frame reception).
FIG. 11 is a block diagram showing a half-duplex optical communication master device of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a half-duplex optical communication slave device of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a process of transmitting an optical line frame and transmitting an optical line empty notification signal by the half-duplex optical communication master device of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart for explaining an optical line frame receiving process of the half-duplex optical communication master device of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart for explaining processing of optical line frame reception and wired transmission of the half-duplex optical communication slave device of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart for explaining an optical line frame transmission process of the half-duplex optical communication slave device of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 cordless handset
4 terminal
24 Optical line transmission timing delay unit
27 control means
33 Suppression pseudo signal generation means

Claims (1)

データのやり取りを行う端末が接続されており、半二重光通信によって半二重光通信親機装置との間で前記データの送受信を行う半二重光通信子機装置であって、
前記半二重光通信親機装置に送信するための送信データを前記端末から受け取り一時記憶する一時記憶手段と、
前記一時記憶手段に前記送信データを記憶するための空き領域が存在しないときに、前記一時記憶手段に前記送信データを記憶するための空き領域が確保されるまで前記端末からの送信データの受け取りを抑制する抑制手段とを、
備えたことを特徴とする半二重光通信子機装置。
A terminal for exchanging data is connected, a half-duplex optical communication slave device that transmits and receives the data to and from the half-duplex optical communication master device by half-duplex optical communication,
Temporary storage means for receiving transmission data for transmission to the half-duplex optical communication master device from the terminal and temporarily storing the transmission data,
When there is no free area for storing the transmission data in the temporary storage means, reception of transmission data from the terminal is continued until a free area for storing the transmission data is secured in the temporary storage means. Suppression means,
A half-duplex optical communication handset device, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011019174A (en) * 2009-07-10 2011-01-27 Nakagawa Kenkyusho:Kk Optical radio lan system and slave device for the same

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