JP2004179984A - Semi-duplex optical wireless communication system and master and slave machines used in system - Google Patents

Semi-duplex optical wireless communication system and master and slave machines used in system Download PDF

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Hidetoshi Naruki
秀敏 成木
Katsuo Okuaki
克夫 奥秋
Takeo Tsubooka
健男 坪岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a specific slave transceiver significantly disturbs the communication performed by other slave transceivers, by exclusive use of a circuit by continuously performing framing in a semi-duplex optical wireless communication system in which a transmission permission is needed for conducting semi-duplex optical wireless communication. <P>SOLUTION: In the semi-duplex optical wireless communication system, each slave transceiver 3 appropriately decides the number of continuously transmitted frames (continuous transmission time) to a master transceiver 1, based on the number of slave transceivers 3 using identical master transceiver 1 as their repeater so that the slave transceiver 3 may smoothly make transmission to the master transceiver 1. By using the master transceiver 1 as their repeaters by monitoring the transmission applying signals, sent from the slave transceivers 3 to the master transceiver 1 or transmission permitting signals sent from the master transceiver 1 to the slave transceivers 3, the master transceiver 1 or the slave transceiver 3 have the function of detecting the number of the slave transceivers 3 as needed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線により信号を広範囲に伝送する拡散型の半二重光無線通信親機と、その半二重光無線通信親機との間で光無線により情報を送受信する半二重光無線通信子機とから成る半二重光無線通信システム、半二重光無線通信システムにおける親機及び子機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、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Local Area Network(以下LANと称す)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。前記有線により各機器を接続する場合、煩雑な配線工事が必要であり、レイアウト変更毎に同工事を再度実施する必要があるなどの問題がある。また、近年は、ノートブック型や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簡単に相互接続してデータ伝送を行う要求が高まってきている。その際、前記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前記有線と同じ通信速度、例えば、有線LANで最も普及率の高いイーサネット(登録商標)LANと同等の10Mbpsまたは100Mbps、更にはそれ以上の高速レート(例えば、1Gbps)で、イーサネットLANを無線化したいという要求が高まってきている。
【0003】
このようなことから、本出願人は以下に示す特許文献1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。この公報に記載の技術は、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、光無線通信では、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、例えば通信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自己の受光部に入力してしまい、通信相手方からの送信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。そこで、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。
【0004】
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。更に、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光無線通信方式を採用するのが賢明である。
【0005】
また更に、本出願人は、以下に示す特許文献2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」を開示した。この方式は、いわゆる半二重光無線通信によって上述の反射光問題を回避するものであり、図1に示すように、先ずは、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、この信号を検知した子機3が、フレーム(情報伝送の一単位)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、親機1に送信を開始する、というものである。
【0006】
以下に、このような子機3から親機1への送信における送信手続きを、フレーム毎に行う半二重光無線通信システムでのフレーム送受信タイミングを説明する。なお、このシステムでは、図1に示すように親機1はネットワーク幹線2(単に幹線2と称す)を介して他のシステムと有線接続され、子機3は、例えばパーソナルコンピュータなどの通信端末4と有線接続されているとする。また、親機1はネットワーク幹線2へ信号を送信する幹線側送信手段と、ネットワーク幹線2からの信号を受信する幹線側受信手段と、子機3へ光信号を送信する発光部と、子機3からの光信号を受光する受光部とを有し、子機3は親機1からの光信号を受信する受光部と、親機1へ光信号を送信する発光部と、通信端末4へ信号を送信する通信端末側送信手段と、通信端末4からの信号を受信する通信端末側受信手段とを有しているものとする。
【0007】
図15は従来例として、子機3から送信したフレーム単位の信号が、親機1によって幹線2側へのみ送信される(子機3側へ折り返されない)場合における子機3から親機1へのフレーム信号送信タイミングを示す。なお、100Mbpsの伝送速度による光無線通信システムで、半二重光無線通信を使用すること自体の実例は少ないが、図15は半二重光無線通信を行う場合に採用される可能性が高いと考えられる信号の送受信タイミングイメージを示すものである。ここでは子機3や親機1が必要最小限のメモリを有する場合でのタイミングであり、当然大量のメモリを搭載した場合のタイミングは異なるものであり、基本的な子機3、親機1間で交わされる送信許可申請手続き処理などはその類推の範疇であり、説明の煩雑さを避けるため、ここでは省略する。
【0008】
まず、図15において、通信端末4が発生し、子機3が受信したフレームF1を子機3から親機1に送信する場合、親機1からは光回線の空きを示す光回線空き信号EPが図中T1として光送信される。この光送信された光回線空き信号EPを検出(受光)した子機3は、自分が光回線を使用したい場合に親機1に対して、図中T2のように、光回線の使用要求をするための送信申請信号(RQ)に同期用光プリアンブル信号(光P)を付加して光送信する。この送信申請信号(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3に対して図中のT3のように、光回線の使用を許可する送信許可信号(AK)に同期用光プリアンブル(光P)を付加して光送信する。親機1から送信許可信号(AK)を受け取った子機3は、親機1に対して、通信端末4から受信したフレームF1を図中T4のように同期用光プリアンブル信号(光P)及びフレームF1として光送信する。親機1は子機3から送られてきたフレームF1をネットワーク幹線2に有線送信する。次のフレームF2、F3の場合の動作もフレームF1の動作と同様である。
【0009】
なお、図15では、通信端末4から受け取ったフレームF1乃至F3を子機3から親機1に送り、更に親機1からネットワーク幹線2に送る例について述べたが、その逆、すなわち、ネットワーク幹線2から受け取ったフレームを親機1から子機3に送り、子機3から通信端末4へ送る場合には、ここで示した送信申請及び許可信号の送信手続きを取ることなく、光回線が空いていればネットワーク幹線2から送られてきたフレームに、光プリアンブルを付加して子機3側に送出し、子機3はこれを受信して通信端末4へ送信する。
【0010】
以上、図15を用いて説明したように、この半二重光無線通信によれば、子機3が通信端末4から受け取ったフレームF1乃至F3を親機1へ光送信する際に、子機3は親機1からの光回線空き信号EPを検出し、親機1に対して光回線送信申請信号RQを送り、親機1からそれに対する光回線送信許可信号AKを受けた後に、通信端末4から受け取ったフレームF1乃至F3を親機1に送信するような手法になると考える。
【0011】
【特許文献1】
特開平8−56198号公報
【特許文献2】
特開2002−51053号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した半二重光無線通信の例では、子機3から親機1への送信において、子機3が親機1に送信許可を得る光送信手続をフレーム毎に毎回行うことになり、送信申請信号(RQ)、送信許可信号(AK)、そしてこれら各信号に付加する同期用光プリアンブル(光P)及びフレームF1乃至F3へ付加する同期用光プリアンブル(光P)に要する時間の合計、すなわち、一つのフレーム送信に要する送信時のオーバーヘッドが大きいので、通信端末4からこのオーバーヘッド時間より短いフレーム間隔で複数のフレームが送られてきた場合には、効率的な送信が難しく、充分な性能を得ることが困難になる。
【0013】
更に又、上述の如く子機3から親機1への送信における親機1からの光回線空き信号の検出および送信許可申請処理には、親機1からの光回線空き信号長と子機3からの送信申請信号長と親機1から返信される送信許可信号長とを加算した送信手続き時間が必要であり、更にフレームを親機1で受信可能とするためには、同期用光プリアンブル(光P)信号を付加する必要がある。従って、子機3はフレームを光回線に送出するのに、少なくとも、この送信手続き時間と送信フレームに付加する同期用光プリアンブル(光P)分との時間だけ、フレームの送信を遅延させなければならない。
【0014】
一方で、子機3に有線接続されている通信端末4などから子機3に送信されて来るフレームのフレーム間隔は、100Mbpsイーサネットではその規定上、0.96μsが最短である。子機3と親機1間で交わされる前記送信手続き及び同期用光プリアンブル(光P)の付加がこの最短フレーム間隔より短い時間内で完了するのであれば、フレーム毎にこの送信手続きを交わしても、実質上の通信の遅れは発生しない。
【0015】
しかし、実際に125Mbpsの伝送における1ビットあたりの時間幅は0.04μsであり、この最小フレーム間隔(0.96μs)は、0.96μs/0.04μs=24ビット分に相当する。子機3及び親機1のPLL性能を考えると、送信申請信号(RQ)、送信許可信号(AK)、更にフレーム信号に付加する各同期用光プリアンブル(光P)だけでも、これを24ビットで実現することは難しく、これに加えて各信号の識別ビットを考慮に入れると、0.96μs以内で送信手続きを完了させることは困難である。従って、実質上の送信の遅れが生じることは避けられない。
【0016】
また、このような問題を回避するために、一度の送信手続きで複数のフレームを送信するといった手法も考えられるが、本願で取り上げるような一台の親機1(中継機)が複数の子機3と通信を行うようなシステムではその通信を円滑かつ効率的に制御することが難しい。つまり、ある子機3に一度の送信手続きで複数のフレームを許すと言うことは、他の子機3へ送信を控えさせることになり、子機の数が多い場合などではシステム全体としての円滑な通信に支障をきたしてしまう可能性がある。
【0017】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、幹線に接続可能な半二重光無線通信親機と通信端末に接続可能な半二重光無線通信子機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに使用される親機と子機において、前記送信手続き時間に同期用光プリアンブルの時間を加えた合計時間より短い間隔で通信端末から子機に複数のフレームが送られてきた場合、子機による送信手続き遅延の累積による通信効率の低下を防止でき、さらに、複数の子機が円滑に光回線を利用できるようにする半二重光無線通信システム、半二重光無線通信システムにおける親機及び子機を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明に係る半二重光無線通信システムは、複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムであり、
前記複数の子機における一の子機から前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信すると共に、前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を、前記親機の通信エリア内に存在する子機の数に応じて変化させるようにしたことを特徴とするものである。
【0019】
また、前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を、所定時間内に前記親機と通信を行った子機の数に応じて変化させたことを特徴とする請求項1記載の半二重光無線通信システム。
【0020】
また、本発明に係る半二重光無線通信システムにおける子機は、複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける子機であり、
前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信する送信手段と、
前記親機が前記親機の通信エリア内に存在する他の子機に送信する送信許可信号を監視することで、前記親機の通信エリア内に存在する他の子機の数を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段における検出結果に応じて、前記送信手段が前記所定の送信許可手続なしに前記親機に連続して送信できる前記フレームの上限数を変化させるようにしたことを特徴とするものである。
【0021】
また、本発明に係る半二重光無線通信システムにおける親機は、複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける親機であり、
前記複数の子機における一の子機から、複数のフレームからなる情報信号を受信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の受信を行う受信手段と、
前記複数の子機から送信される送信申請信号を監視することで、自機の通信エリア内に存在する子機の数を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段における検出結果又はこの検出結果に基づき決定される前記所定の送信許可手続なしに前記一の子機が連続して送信できる前記フレームの上限数に係る情報を前記一の子機に送信するようにしたことを特徴とするものである。
【0022】
また、本発明に係る半二重光無線通信システムにおける子機は、複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける子機であり、
前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信する送信手段を備え、
前記親機が検出した前記親機の通信エリア内に存在する子機の数又はこの数に基づき決定される前記所定の送信許可手続なしに前記親機に対して連続して送信できる前記フレームの上限数に係る情報を前記親機から受信し、この受信情報に基づき前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を変化させるようにしたことを特徴とするものである。
【0023】
【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各図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光無線通信装置の主要部の概略構成を示す。本実施の形態の半二重光無線通信システム用親機1及び子機3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に接続される装置であり、図1に示すように、ネットワーク幹線2と通信端末4(4a、4b、4c、例えば、パーソナルコンピュータ)との間を、光無線通信装置(以下、親機1とする)及び光無線通信装置(3a、3b、3c;以下、子機3とする)による半二重光無線通信を使用して接続するものである。なお、通信端末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。
【0024】
図2には、図1の光無線通信装置において、通信端末4が発生したフレームF1を子機3から親機1に送信し、更にネットワーク幹線2に送出する場合の基本的な信号送受信タイミングを示す。この図2において、通信端末4が発生したフレームF1を子機3から親機1に送信する場合、まず最初に、親機1から図中T10のように光回線の空きを示す光回線空き報知信号EPが光送信され、この光送信された光回線空き報知信号EPを検出した子機3が、図中T9のように通信端末4から送られてきたフレームF1を親機1へ光送信するために、親機1に対して図中T11のように、光回線の使用を求める送信申請信号(RQ)に同期用光プリアンブル(光P)を付加して光送信する。
【0025】
この送信申請信号(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3に対して図中T12のように、光回線の使用を許可するための送信許可信号(AK)に同期用光プリアンブル(光P)を付加して光送信し、子機3からフレームF1が送信されて来るのを待つ。子機3は親機1へ送信申請信号(RQ)を送信後に、親機1から送信許可信号(AK)を受け取った場合、通信端末4から受け取ったフレームF1に、同期用光プリアンブル(光P)を付加して図中T13のように親機1に対して光送信する。
【0026】
そして、子機3は、フレームF1の親機1への送信中に通信端末4からの次のフレームF2を検出したら、フレームF2を一旦メモリへ待機させ、前の送信フレームF1の送信終了を待ち、このフレームF1に連続してIDLE信号を最小フレーム間長(100MbpsのEthernetの場合には0.96μs)だけ送信する。このIDLE信号の送信に続いて、子機3は一旦待機させていたフレームF2を図中T17のように親機1へ送信する。
【0027】
同様に、フレームF2の親機1への送信中に通信端末4からの次フレームF3が送られてきたなら、図中T21に示すようにフレームF1の送信後にIDLE信号を挟んでフレームF3を親機1へ送信する。ここで、次フレームF4が図中T26に示すようにフレームF3の送信終了後に通信端末4より送られてきた場合には、親機1からの回線空き報知信号(EP)を待ち、図中T25、T27、T28に示すように親機1との間で送信申請、送信許可の手続を行い、図中T29で示すように親機1へ同期用光プリアンブル(光P)を付加してフレームF4を送信する。
【0028】
一方、親機1は図中T12で子機3に対してフレームF1の送信許可を与えたら子機3からのフレーム送信を待ち、次いで一定時間内に図中T14のように子機3からフレームF1を受け取ることができたら、これを図中T15で幹線2側へ送信する。また、子機3に送信許可を与えてフレームF1を受け取った親機1は、その子機3からの送信信号(キャリア)が途絶えるまで子機3から送られてくるフレームF2、F3を図中T18、T22で示すように連続して受け取り、図中T19、T23のように幹線2へ送信する。
【0029】
ここで、親機1は子機3からフレームF3を受信した後、子機3の送信信号の受信キャリアが途絶えたことにより、子機3からの連続送信が途切れたとの判断をし、図中T24、T25のように光回線空き報知信号(EP)を送信して他の機器(ここでは他の子機3)へも回線を開放する。光回線空き報知信号(EP)を送信以降、同様に子機3からの送信申請があればそれに応じて回線制御を行う。この図2では、再び子機3からの送信申請が合った場合を図中T26、T27、T28、T29で示している。
【0030】
ここで、図2で説明した手法では、子機3は通信端末4から短いフレーム間隔で送られてくるフレーム群に対して連続して親機1へフレームを送信できることを示しているが、ここで説明した手法のみでは、子機3から親機1への連続送信は通信端末4からのフレーム間隔が短い期間行うことになり、一つの子機3からの連続送信が不用意に長く続いてしまうこともあり得る。もちろん、この図2の例においても、実際のネットワーク環境で永遠に高レートデータを送信しつづける事は考えにくいので十分使用は可能であるが、冒頭で説明しているように、本発明の利用が想定される主なシステムでは、一台の親機1が複数の子機3からの通信を中継するものであるため、親機1はできる限り効率的に回線を制御し、各々の子機3に円滑に通信させることが望ましく、特定の子機3が回線を長時間独占することは基本的に避けねばならない。
【0031】
そこで、本発明では上記のような特定子機3が回線の独占を防止するために、子機3が一度の送信許可手続きで連続して送信できるフレームの数に上限を持たせることを行っている。加えて、この連続して送信できるフレームの数の上限を、同じ親機1を中継機とする子機3の台数によって可変することで、より効率的な回線の利用を実現している。つまり、子機3の台数が少ないときには連続送信できる数を多くし、子機3の台数が多いときには連続送信できる数を少なくすることで、回線使用の平等性および使用効率を高めるものである。この説明を次の図3の実施例で説明する。
【0032】
図3において、通信端末4が発生したフレームF1を子機3から親機1に送信する場合、まず最初に親機1から図中T10のように光回線の空きを示す光回線空き報知信号(EP)が光送信され、この光送信された光回線空き報知信号(EP)を検出した子機3は、図中T9のように通信端末4から送られてきたフレームF1を親機1へ光送信するために、親機1に対して図中T11のように光回線の使用を求める光回線送信申請信号(RQ)に同期用光プリアンブル(光P)を付加して光送信する。
【0033】
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3に対して図中T12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)に同期用光プリアンブル(光P)を付加して光送信し、子機3からのフレームF1が送られてくるのを一定時間待つ。
【0034】
子機3は一定時間内に親機1から光回線送信許可信号(AK)を受取った場合に、通信端末4から受取ったフレームF1に同期用光プリアンブル(光P)を付加して図中T13ように親機1に対して光送信する。そして、子機3は、フレームF1の親機1への送信中に通信端末4から次のフレームF2を検出したら、フレームF2を一旦メモリへ待機させてフレームF1の送信終了後を待ち、フレームF1の送信直後にIDLE信号を最小フレーム間長(100MbpsのEthernetの場合には0.96μs)だけ送信する。このIDLE信号の送信に続いて、子機3は一旦待機させていたフレームF2を図中T17のように親機1へ送信する。
【0035】
同様に、現フレームの送信中に次のフレームを受信している限り、図中T20に示したフラームFNまでのフレームを連続して親機1へ送信する。ここで、図示の如く、フレームFNの親機1へ送信中に次フレームF(N+1)が送られてきているが、この子機3の連続送信フレーム数の上限をNとした場合には、子機3は図中T24で示すように通信端末4へ抑圧信号(DMY)を送信して、通信端末4からの送信を停止させ通信端末4からの再送を待つ。
【0036】
次に、図中T26に示すように、通信端末4から再送されてきたフレームF(N+1)’は、親機1からの回線空き報知信号(EP)を待ち、図中T25、T27、T28に示すように親機1との間で送信申請、送信許可の手続を行った後に、図中T29で示すように親機1へ光プリアンブル(光P)と共に送信される。
【0037】
このように、本実施の形態では上記している子機3の連続送信フレーム数の上限Nを同一親機1の通信エリア内にある子機3の台数に応じて設定するものとし、子機3の台数が多いときには連続送信フレーム数の上限Nを小さくし、子機3の台数が少ないときにはNを大きくしている。なお、同一親機を中継としている子機3の台数を検出するためには、親機1または子機3において通信中の子機3からの送信申請信号または送信許可信号を検出すれば良い。
【0038】
一方、親機1は図中T12で示すように子機3に対してフレームF1の送信許可を与えたら子機3からのフレーム送信を待ち、図中T14のように一定時間内に子機3からフレームF1を受け取ることができたら、これを図中T15で示すように幹線側へ送信する。また、子機3に送信許可を与えフレームを受け取った親機1はその子機3からの送信信号(キャリア)が途絶えるまで子機3から送られてくるフレームを図中T18、T22で示すように連続して受け取り、図中T19、T23のように幹線へ送信する。
【0039】
ここで親機1は子機3からフレームFNを受信した後、子機送信信号の受信キャリアが途絶えた時に、子機3からの連続送信が途切れたとの判断をし、図中T30、T25のように光回線空き報知信号(EP)を送信して他の機器(ここでは他の子機3)へも回線を開放する。光回線空き報知信号(EP)を送信以降、同様に子機3からの送信申請があればそれに応じて回線制御を行う。この図3では、再び子機3からの送信申請があった場合を図中T26、T27、T28、T29で示している。つまり、ここで示した実施の形態では、一つの子機3が親機1への送信にあたり無手続でフレームを送信できる数を制限することで、一つの子機3が長時間光回線を占有し続ける危険性を排除している。
【0040】
次に、図2及び図3で示した子機3及び親機1の実施例について説明する。第1の実施例は、親機1が他の子機3に送出する送信許可信号を子機3が監視することで他の子機3の数を検出し、これに基づいて一回の送信申請許可手続で送れる連続フレーム数の上限値を設定するものであり、図4及び図5を用いて説明する。
【0041】
一方、第2の実施例は、子機3から送信される送信申請信号を親機1が監視することで子機3の数を検出し、これに基づいて一回の送信申請許可手続で送れる連続フレーム数の上限値を設定し、この結果を送信許可信号に付加して子機3へ送るものであり、図6及び図7を用いて説明する。
【0042】
以下、図4を用いて第1の実施例における親機1について説明する。図4に示す親機1において,制御部13は、当該親機1の全体の動作を制御するとともに、ネットワーク幹線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出力する光回線受信部11と光信号を電気信号にして受信キャリアの検出を行うキャリア検出部39を有する。
【0043】
光回線受信部11で受けた光信号は、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の検出結果に従い受信し、幹線へ送信するフレームを幹線への送信タイミングまで保持し、制御部13の制御に従い有線出力信号切替部6へ出力する。
【0044】
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にフレーム受信を指示する。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における任意の子機3から送られた光回線送信申請信号を検出し、この光回線送信申請信号を検出したことを制御部13へ送信し、検出した送信申請信号の内容(どの子機3からの申請か等を示すIDなど)を光回線送信許可発生信号部38へ伝送する。
【0045】
光回線送信許可信号発生部38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、光回線送信許可信号を発生し、送信申請信号を送ってきた子機3にこの光回線送信許可信号が送信されるよう、制御部13の指示に従ってこれを光回線出力信号切替部18に送信する。
【0046】
有線回線抑圧擬似信号発生部7は、幹線からの信号を抑圧する必要が生じた際に、制御部13の指示に従い抑圧擬似信号を発生し、有線出力信号切替部6へこの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。
【0047】
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およ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、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。
【0048】
光回線送信タイミング遅延部16は、有線回線受信部14から送られた信号を受信し、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保持し、保持していたフレームを制御部13の指示によって光回線送信タイミングで光回線出力信号切替部18へ送信する。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光プリアンブル信号を生成し、光回線出力信号切替部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光回線空き報知信号を発生し、光回線出力信号切替部18へ送信する。
【0049】
光回線出力信号切替部18は光回線送信許可信号発生部38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信号、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切り替え、光回線送信部19へ送信する。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。
【0050】
なお、制御部13は子機3からの送信フレームの受信を開始した後、子機3からの送信キャリアが一定時間内に停止しない場合には、連続してフレームが送信されていると判断し、各受信部を引き続きフレーム受信状態に制御する。但し、一定時間受信状態で待機しても子機3からフレームが送られてこない場合には、他の機器へ回線を開放するよう光回線空き報知信号発生手段12を制御して回線を開放する。つまり、この制御手段部13では、回線を制御するために子機3から送られてくるフレーム待ち時間などの時間検出なども同時に行っている。
【0051】
次に、図5を用いて第1の実施例における子機3について説明する。図5に示す子機3において、制御部27は、当該子機3の全体の動作を制御すると共に、通信端末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、当該子機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出力する光回線受信部28を有する。
【0052】
有線回線受信部26は通信端末4からの信号を受信し、光回線送信タイミング遅延部24および有線回線フレーム検出部25へ受信データを送信する。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通信端末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。
【0053】
光回線送信タイミング遅延部24は、有線回線受信部26で受信した信号を受信し、有線回線フレーム検出部25の検出結果を元にフレームをFIFOなどの一時記憶装置に保持し、保持していたフレームを制御部27の指示に従って光回線出力切替部21を介して光回線送信部20へ送る。また、光回線送信申請信号発生部23は、通信端末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、制御部27の指示に従い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。
【0054】
光プリアンブル発生部22は、制御部27の指示により、親機1が受信時に同期信号として利用するプリアンブル(IDLE信号)と複数のフレーム間を埋める信号(IDLE信号)とをそれぞれ適切な長さで発生し、光回線出力信号切替部21へ送信する。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およ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切り替え、各々の信号を光回線送信部20へ送信する。光回線送信部20は、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。
【0055】
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、電気的デジタル信号として光回線空き報知信号検出部30、光回線送信許可信号検出部31、他子機送信許可信号検出部36、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。光回線空き報知信号検出部30は、光回線受信部28から送られた受信信号から親機1が光回線の空きを知らせるために放出している光回線空き報知信号を検出し、その結果を制御部27へ送る。
【0056】
光回線送信許可信号検出部31は、親機1が当該子機に対して出力したフレーム送信を許可する光回線送信許可信号を受信信号から検出し、その結果を制御部27へ送るものであり、一方、他子機送信許可信号検出部36は、同一親機1を中継機としている他の子機に対して親機1が発した送信許可信号を検出し、他子機通信台数記憶部37へ結果を送る。他子機通信台数記憶部37では他子機通信許可信号検出部36が検出した結果から現在(ある一定時間内に)同一親機1を中継機として稼動している他の子機3の台数を特定して記憶する。
【0057】
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1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へ送る。そして、有線回線送信タイミング遅延部32は、光回線受信部28が出力するフレームを光回線フレーム検出部29のフレーム検出結果に従いFIFOなどの一時記憶装置に一旦保持させ、制御部27からの指示に従って保持していたフレームを有線回線出力信号切替部34へ送信する。
【0058】
有線回線抑圧擬似信号発生部33は、有線接続された通信端末4からの送信の抑圧が必要となった場合に抑圧擬似信号を発生し、有線回線出力信号切替部34へ抑圧擬似信号を送る。有線回線出力信号切替部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および有線回線抑圧擬似信号発生部からの抑圧擬似信号を受け、制御部27の適切な指示に従いこれらのフレーム信号と抑圧信号を切り替えて有線回線送信部35へ送信する。有線回線送信部35は、有線回線出力信号切替部34より送られる信号を端末側有線回線へ送信する。
【0059】
なお、この子機3の全体の動作を制御する制御部27では、通信端末4からのフレーム間隔を計測することで、一度の送信申請・送信許可手続による複数フレームの連続送信を行うか否か決定し、他子機通信台数記憶部37の結果から現在稼動状態にある他の子機の3の台数を知ることで、その台数に応じて上記したような親機1への連続フレーム送信時における連続フレーム上限数を定め、これに従った送信を実施する。さらに、親機1への送信が現在連続送信中であるか否かを判別することで、通信端末4からのフレームを親機1へ送信するための制御を行っている。
【0060】
次に、第1の実施例に係る親機1の動作を図8及び図9を用いてより詳細に説明する。ここで、図8は、ネットワーク幹線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(主に制御手段13の制御動作の流れ)を示している。
【0061】
図8において、親機1の制御手段13(図4)は、ステップS1の処理として、子機3との間で光無線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ければ、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で幹線からの信号を監視し、幹線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からのフレーム待ちとなり、幹線からフレームを受信した場合には、次のステップS3へ移る。
【0062】
ステップS3では、光回線の状態を確認することにより、幹線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判定する。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S9へ進み、幹線へ抑圧疑似信号を送信する。その後、ステップS10で幹線からのフレーム送信の停止を確認し、ステップS11で抑圧疑似信号を停止し、改めてステップS2において幹線からのフレームが受信されるまで待機する。
【0063】
一方、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する。そして、ステップS6で子機3が受信時に同期を取るための光プリアンブルをフレーム送信の前に送信し、これに続いてステップS7で一時待機させていたフレームを光送信する。フレームを送信し終えたら、ステップS8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で幹線からのフレームを受信するまで待機する。
【0064】
次に、配下の子機3から光送信申請があり、これを親機1が許可して子機3から光送信されてきたフレームを親機1が受信し、このフレームをネットワーク幹線2へ送信するまでの、親機1における処理の流れ(主に制御手段13の制御動作の流れ)を図9に示す。
【0065】
図9において、先ず、親機1の制御手段13は、ステップS12の処理として、光回線送信申請信号検出手段10の検出結果を元に子機3からの光回線送信申請信号があるか否かを判定し、子機3からの送信申請信号があればステップS13へ進んで光回線空き報知信号を停止し、更にステップS14へ進んで子機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に光プリアンブルを付加して光回線へ送信する。
【0066】
そして、送信許可信号を送出したらステップS15で子機3からの発光があるか否かを調べ、一定時間内に子機3からの発光が無い場合にはステップS21でタイムアウトしてステップS23へ移る。一方、ステップS15で子機3からの発光が有った場合には、ステップS16で子機3からのフレームの検出を行う。ここで、一定時間内にフレームが検出されない場合には、ステップS22でタイムアウトしてステップS23へ移る。
【0067】
ステップS16において子機3からのフレームが検出された場合には、ステップS17でフレームを一旦FIFOなどの一時記憶装置へ退避させ、幹線2への送信タイミングまでフレームを遅延させて、幹線2への送信タイミングを調整して適時幹線への送信を開始する。また、ステップS18で子機3からのフレームの受信状態を確認しながら受信フレームをステップS17で幹線2への送信まで一時記憶装置に待機させる。
【0068】
ステップS18で受信していたフレームが終了したら、ステップS19で子機3からの発光(キャリア)が停止したかを確認し、停止していない場合にはステップS16へ戻り、次のフレームを待機する。一方、ステップS19で子機3が送信するキャリアの停止が確認されたならステップS20へ進み、光回線の空きを知らせる光回線空き報知信号の送信を開始してステップS12へ戻る。
【0069】
上記した流れの中で、ステップS21およびステップS22でタイムアウトした場合には、ステップS23へ移り幹線2からのフレームがあるか否かを検出する。ここで、幹線2からのフレームが検出されない場合には、ステップ23からステップS20へ進み、光回線が空いていることを知らせる光回線空き報知信号の送信を開始する。
【0070】
ステップS23で幹線2からのフレームが検出された場合には、ステップS24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S23およびステップS24により簡単に示しているが、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8のフローによって動作する。
【0071】
次に、第1の実施例に係る子機3の動作を図10及び図11を用いてより詳細に説明する。ここで、図10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通信端末4へ送信するまでの、子機3における処理の流れ(主に制御手段27の制御動作の流れ)を示している。
【0072】
図10では、先ず、ステップS25において親機1からの送信が有るか否かを監視し、親機1からの送信があればステップS26において、その親機1からの送信がフレームかどうかを判断する。この判断で親機1からの送信がフレームでない場合にはステップS27へ進み、この親機1から送られてきているデータが他の子機3に対する送信許可信号であるか否かを判定する。
【0073】
ここで、他の子機3に対する送信許可信号でない場合にはステップS25へ戻り、再び親機1からの送信を監視する。一方、ステップS27で親機1からの送信が他の子機3に対する送信許可信号であると判定できた場合には、ステップS28においてこの他の子機3への送信許可信号が既に一定時間内に検知している子機3に対する送信許可信号か否かを判断する。既に検知済みの子機3に対する送信許可信号であればステップS25へ戻る。一方、この親機1から他の子機3への送信許可信号が一定時間内に初めて検知したと判定したものである場合には、ステップS29において自身と同じ親機1を中継機とする他の子機3の台数を記憶する子機台数カウンタの値を1つカウントアップして、ステップS25へ戻る。
【0074】
ステップS26で親機1からの送信がフレームと判定された場合には、ステップS30において、このフレームを一旦FIFO等の一時記憶装置に記憶させ、有線回線側への送信タイミングまでこのフレームを待機させる。ここで、ステップS31において有線回線への送信が可能か否かを判断するために、通信端末4からフレームが来ているか否かを確認し、通信端末4からフレームが送られて来ていればステップS32において、一旦、通信端末4からのフレーム送信を抑圧するために抑圧疑似信号を有線側に送出する。一方、ステップS31で有線回線の空きが確認されたらステップS33に移行し、この時に抑圧疑似信号を送出中であれば、このステップS33で前記信号の送出を停止する。その後、次のステップS34で待機させておいたフレームを有線回線へ送出し、通信端末4への送信を行う。
【0075】
次に、子機3の通信端末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(主に制御手段27の制御動作の流れ)について図11を用いて説明する。
【0076】
図11では、先ず、ステップS35において通信端末4からのフレームの送信があるか否かを監視し、フレームが送信されて来ていればステップS36で前の送信フレームとの間隔を検知し(この例では前の光送信フレームが送信中であるか否かを判断することでそのフレーム間隔を判断し)、一定の間隔より短い場合にはステップS46において子機3の親機1への連続送信の許可数を示す連続送信カウンタのカウント値を確認する。ここで、この連続送信カウンタの初期値は、後述の如く、先の図10のステップS29で記憶している他の子機台数カウンタの値により設定され、子機3が親機1へ連続してフレームを送信するごとにカウントダウンされる。
【0077】
ステップS46においてこの連続送信カウンタが0でない状態であれば、ステップS35で受信しているフレームを現在送信中の前フレームの送信終了後に連続して親機1へ送信するために、ステップS47で一旦FIFO等の一時記憶装置にフレームを記憶させ、送信タイミングまで待機させる。その後、前フレームの送信が終了したらそれに続けてステップS48でIDLE信号を必要最小限の長さで送信する。
【0078】
例えば、100Mbps Ethernetの場合なら、その定める最小フレーム間隔(0.96μs)に相当するIDLEを送信する。これにより、後段での処理に負担を掛けず、滑らかな処理の流れを形成できる。もちろん、IDLE信号の送信時間は、これより短くても何ら問題は無いが、その場合には後段で定める規定の間隔をフレーム間に確保する処理が必要となる。ステップS48で必要最低限のIDLE信号を送信したら、ステップS42で待機させていたフレームをIDLE信号に続いて親機1へ送信する。フレームを送信したらステップS43で連続送信カウンタの値を1つカウントダウンしてステップS35へ戻る。
【0079】
一方、ステップS46で連続送信カウンタが0である状態であれば、子機3は親機1へのフレームの連続送信を一旦終了し、改めて親機1への送信申請を行うために、ステップS49において通信端末4への抑圧信号の送信を開始する。そして、ステップS50で通信端末4からのフレームが停止することを確認し、通信端末4からのフレームが停止したらステップS51で抑圧信号を止める。更に、ステップS52で他の子機台数カウンタの値に基づき連続送信カウンタの初期値をセットし、ステップS35へ戻って通信端末4からのフレームを待つ。
【0080】
なお、ステップS36で通信端末4から送られてきたフレームと前のフレームとの間隔が一定時間以上であった場合には(ここの例では前フレームの送信が完了していれば)ステップS37において、一旦FIFO等の一時記憶装置にフレームを記憶させ、送信タイミングまで待機させる。そして、ステップS38において光回線を監視し、親機1からの光回線空き報知信号を検出する。その際、一定時間内に光回線空き報知信号が検出できなかった場合にはステップS44でタイムアウトとなり、ステップS49以降の処理によって通信端末4を抑圧し、ステップS35へ戻って再び通信端末4からの送信を監視する。
【0081】
一方、ステップS38で光回線空き報知信号が検出できた場合には、ステップS39において親機1へ送信申請信号を送り、ステップS40において親機1からの送信許可信号の返信を待つ。そして、一定時間内に親機1からの送信許可信号が返ってこなかった場合には、ステップS45でタイムアウトとなり、ステップS49以降の処理によって通信端末4を抑圧し、ステップS35へ戻って再び通信端末4からの送信を監視する。
【0082】
ステップS40で親機1からの送信許可信号が検出できた場合には、ステップS41で同期信号としての光プリアンブルを送信し、これに続けてステップS42で待機させていたフレームを親機1へ光送信し、ステップS43で連続送信カウンタの値を1つカウントダウンしてステップS35へ戻る。
【0083】
次に、図6を用いて第2の実施例における親機1について説明する。この図6に示す親機1において,制御部52は、当該親機1の全体の動作を制御するとともに、ネットワーク幹線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58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出力する光回線受信部49と光信号を電気信号にして受信キャリアの検出を行うキャリア検出部48を有する。
【0084】
光回線受信部49で受けた光信号は、電気的デジタル信号として光回線フレーム受信部43、光回線フレーム検出部44、光回線送信申請信号検出部45へ入力される。光回線フレーム受信部43では、光回線フレーム検出部44の検出結果に従い、光回線受信部49から入力された信号を幹線への送信タイミングまで保持し、制御部52の制御に従い、有線出力信号切替部41へ出力する。
【0085】
光回線フレーム検出部44は光回線受信部49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44にフレーム受信を指示する。光回線送信申請信号検出部45は光回線受信部49から入力された信号における任意の子機3から送られた光回線送信申請信号を検出し、この光回線送信申請信号を検出したことを制御部52へ送信し、検出した送信申請信号の内容(どの子機3からの申請か等を示すIDなど)を光回線送信許可発生信号部50、子機ID記録部46および子機台数判定部47へ伝送する。
【0086】
子機ID記録部46は光回線送信申請信号検出部45が検出した子機3からの送信申請信号から子機固有のID情報を記録する。このとき、子機ID記録部46は制御部52の指示によって一定期間内に通信のあった子機3のIDを記録する。これによって子機台数判定部47において現在(稼動中)の子機3のおおよその台数を判定し、この子機3の判定台数をもとに連続送信回数算出部59において、親機1自身の通信エリアにある子機3から親機1への連続送信フレーム数の上限を決定し、この情報を光回線送信許可信号発生部50へ送る。光回線送信許可信号発生部50は光回線送信申請信号検出部45によって検出され抽出された申請情報(IDなど)と連続送信回数算出部59で決定された連続送信フレーム数の上限情報を組込んだ光回線送信許可信号を制御部52の指示に従って光回線出力信号切替部57へ送信する。
【0087】
また、有線回線抑圧擬似信号発生部42は、制御部52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、有線出力信号切替部41へ抑圧擬似信号を送信する。有線出力信号切替部41は光回線フレーム受信部43からのフレームと、有線回線抑圧擬似信号発生部42からの抑圧擬似信号を受け、制御部52の指示に従い各信号を適切に切り替えて有線回線送信部40へ送信する。有線回線送信部40は有線出力信号切替部41からの信号を幹線出力信号として幹線2へ出力する。
【0088】
有線回線受信部53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54および光回線送信タイミング遅延部55へ送信する。有線回線フレーム検出部54は有線回線受信部53より送られてきた受信データからフレームを検出し、制御部52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55に対してもフレーム検出の結果を送信する。
【0089】
光回線送信タイミング遅延部55は有線回線受信部53から送られた信号を受信し、有線回線フレーム検出部54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保持し、保持していたフレームを制御部52の指示によって光回線送信タイミングで光回線出力信号切替部57へ送信する。光プリアンブル発生部56は制御部52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光プリアンブル信号を生成し、光回線出力信号切替部57に送信する。光回線空き報知信号発生部51は制御部52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光回線空き報知信号を発生し、光回線出力信号切替部57へ送信する。
【0090】
光回線出力信号切替部57は光回線送信許可信号発生部50からの光回線送信許可信号、光回線空き報知信号発生部51からの光回線空き報知信号、光プリアンブル発生部56からの光プリアンブル信号、そして光回線送信タイミング遅延部55からのフレームの各データを制御部52の適切な指示に随時従い切り替え、光回線送信部58へ送信する。光回線送信部58は光回線出力信号切替部57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。
【0091】
なお、制御部52は子機3からの送信フレームの受信を開始した後、子機3からの送信キャリアが一定時間内に停止しない場合には、連続してフレームが送信されてくると判断し、各受信部を引き続きフレーム受信状態に制御する。但し、一定時間受信状態で待機しても子機3からフレームが送られてこない場合には、他の機器へ回線を開放するよう光回線空き報知信号発生手段51を制御して回線を開放する。つまり、この制御手段部52では、回線を制御するために子機3から送られてくるフレーム待ち時間などの時間検出なども同時に行っている。
【0092】
次に、図7を用いて第2の実施例における子機3について説明する。図7に示す子機3において、制御部67は、当該子機3の全体の動作を制御すると共に、通信端末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、当該子機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60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出力する光回線受信部68を有する。
【0093】
有線回線受信部66は通信端末4からの信号を受信し、光回線送信タイミング遅延部64および有線回線フレーム検出部65へ受信データを送信する。有線回線フレーム検出部65は有線回線受信部66によって受信された通信端末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67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64へ送る。
【0094】
光回線送信タイミング遅延部64は、有線回線受信部66で受信した信号を受信し、有線回線フレーム検出部65の検出結果を元に従いフレームをFIFOなどの一時記憶装置に保持し、保持していたフレームを制御部67の指示に従って光回線出力信号切替部61を介して光回線送信部60へ送る。また、光回線送信申請信号発生部63は、通信端末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、制御部67の指示に従い光回線送信申請信号を発生し、光回線出力信号切替部61へ光回線送信申請信号を送信する。
【0095】
光プリアンブル発生部62は制御部67の指示により、親機1が受信時に同期信号として利用するプリアンブル(IDLE信号)と複数のフレーム間を埋める信号(IDLE信号)とをそれぞれ適切な長さで発生し、光回線出力信号切替部61へ送信する。光回線出力信号切替部61は、光回線送信タイミング遅延部64からのフレーム、光回線送信申請信号発生部63からの光回線送信申請信号および光プリアンブル発生部62からの光プリアンブルの各信号を制御部67の適切な指示に随時従い切り替え、各々の信号を光回線送信部60へ送信する。光回線送信部60は、光回線出力切替部61から送られる各信号を親機1へ光信号として送信する。
【0096】
光回線受信部68は、親機1から送られて来る光信号を受信し、電気的デジタル信号として光回線空き報知信号検出部69、光回線送信許可信号検出部70、光回線フレーム検出部72、有線回線送信タイミング遅延部73へ受信信号を送信する。光回線空き報知信号検出部69は、光回線受信部68から送られた受信信号から親機1が光回線の空きを知らせるために放出している光回線空き報知信号を検出し、その結果を制御部67へ送る。
【0097】
光回線送信許可信号検出部70は、親機1が当該子機に対して出力した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受信信号から検出し、その結果を制御部67へ送ものであり、一方で、この送信許可信号を連続送信許可回数検出部71へ引き渡す。光回線送信許可信号検出部70より許可信号を渡された連続送信許可回数検出部71は、引き渡された親機1からの許可信号の中から親機1が許可している連続送信回数情報を検出し、制御部67へ検出結果を送る。制御部67ではこの情報をもとに親機1へのフレーム送信の際の連続フレーム数の上限を設定し、これに従って親機1への送信を制御する。
【0098】
光回線フレーム検出部72は、光回線受信部68から送られる受信信号から親機1が送信した光送信フレームを検出し、その結果を制御部67へ送ると同時に、有線回線送信タイミング遅延部73へ送る。そして、有線回線送信タイミング遅延部73は、光回線受信部68が出力するフレームを光回線フレーム検出部72からのフレーム検出結果に従い、FIFOなどの一時記憶装置に保持させ、制御部67からの指示に従って保持していたフレームを有線回線出力信号切替部74へ送信する。
【0099】
有線回線抑圧擬似信号発生部75は、有線接続された通信端末4からの送信の抑圧が必要となった場合に抑圧擬似信号を発生し、有線回線出力信号切替部74へ抑圧擬似信号を送る。有線回線出力信号切替部74は、有線回線送信タイミング遅延部73からのフレーム信号および有線回線抑圧擬似信号発生部からの抑圧擬似信号を受け、制御部67の適切な指示に従いこれらのフレーム信号と抑圧信号を切り替えて有線回線送信部76へ送信する。有線回線送信部76は、有線回線出力信号切替部74より送られる信号を端末側有線回線へ送信する。
【0100】
なお、この子機3の全体の動作を制御する制御部67では、通信端末4からのフレーム間隔を計測することで、一度の送信申請・送信許可手続きによる複数フレームの連続送信を行うか否かを判定する。また、親機1から許可信号として送られる親機1が許可する連続フレーム送信数を連続送信許可回数検出部71で検出する。これにより、自身の連続フレーム送信数が無制限に多くなることを制限し、自身と同一親機1を中継機とする他の子機とが回線を独占することなく円滑かつ効率的に通信を行うように制御している。
【0101】
次に、第2の実施例に係る親機1の動作を詳細に説明するが、ネットワーク幹線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(主に制御手段52の制御動作の流れ)は、図8で示した第1の実施例における動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0102】
以下、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から光送信されてきたフレームを親機1が受信し、このフレームをネットワーク幹線2へ送信するまでの、親機1における処理の流れ(主に制御手段52の制御動作の流れ)を図12を用いて説明する。
【0103】
この図12において、先ず、親機1の制御部52は、ステップS53の処理として、光回線送信申請信号検出手段45の検出結果を元に子機3からの光回線送信申請信号があるか否かを判定し、子機3からの送信申請信号があれば、この送信申請信号が一定時間内に既に検出している子機3のものであるかを判定する。この判定の結果、一定時間内に新しく検出した子機3からの送信申請信号があった場合は、ステップS55において子機台数カウンタのカウント値を1つカウントアップする。
【0104】
この子機台数カウンタとは、この親機1を中継機としている配下の稼動中の子機3の台数を数えるものであり、一定時間内に検出した子機3の送信申請信号によってその台数を判定している。従って、この図12では示していないが、一度検出した子機3からの申請が一定時間以上送信されてこなかった場合には、このカウンタのカウント値を1つカウントダウンする。
【0105】
ここで、ステップ55で子機台数カウンタをセットした場合、もしくはステップS54で子機3からの送信申請信号が既に検出済みの子機3からのものと判定した場合には、ステップS56へ進み光回線空き報知信号を停止し、更に、ステップS57で子機3から受け取った送信信号の子機識別情報(IDなど)と連続送信許可回数の情報とを組み込んだ光回線送信許可信号に光プリアンブルを付加して光回線へ送信する。
【0106】
送信許可信号を送出したらステップS58で子機3からの発光があるか否かを調べ、一定時間内に子機3からの発光が無い場合にはステップS64でタイムアウトとなりステップS66へ移る。一方、ステップS58で子機3からの発光が有った場合には、ステップS59で子機3からのフレームの検出を行う。また、一定時間内にフレームが検出されない場合には、ステップS65でタイムアウトしてステップS66へ移る。
【0107】
ステップS59において子機3からのフレームが検出された場合には、このフレームをステップS60で一旦FIFOなどの一時記憶装置へ退避させ、幹線2への送信タイミングを調整して適時幹線へ送信する。また、ステップS61で子機3からのフレームの受信状態を確認しながら受信フレームをステップS60で幹線2への送信まで一時記憶装置に待機させる。ステップS61で受信していたフレームが終了したら、ステップS62で子機3からの発光(キャリア)が停止したかを確認し、停止していない場合にはステップS59へ戻り、次のフレームを待機する。一方、ステップS62で子機3が送信するキャリアの停止が確認されたならステップS63へ進み、光回線の空きを知らせる光回線空き報知信号の送信を開始してステップS53へ戻る。
【0108】
上記した流れの中で、ステップS64およびステップS65でタイムアウトした場合には、ステップS66へ移り幹線2からのフレームがあるか否か検出する。ここで、幹線2からのフレームが検出されない場合には、ステップ66からステップS63へ進み、光回線が空いていることを知らせる光回線空き報知信号の送信を開始する。ステップS66で幹線2からのフレームが検出された場合には、ステップS67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S66およびステップS67により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8のフローによって動作する。
【0109】
次に、第2の実施例に係る子機3の動作を図13及び図14を用いてより詳細に説明する。ここで、図13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通信端末4へ送信するまでの、子機3における処理の流れ(主に制御手段67の制御動作の流れ)を示している。
【0110】
図13では、先ず、ステップS68において親機1からの送信が有るか否かを監視し、親機1からの送信があればステップS69において、光受信したフレームを一旦FIFO等の一時記憶装置に記憶し、有線回線側への送信タイミングまでこのフレームを待機させる。ここで、ステップS70において、通信端末4からフレームが来ているか否かを確認することで、有線回線への送信が可能か否かを判定し、通信端末4からフレームが送られて来ていればステップS73において、通信端末4からのフレーム送信を抑圧するために抑圧疑似信号を有線側に送出する。ステップS70で有線回線の空きが確認されたら、ステップS71に移行し、この時に抑圧疑似信号を送出中であれば、このステップS71で前記信号の送出を停止し、次のステップS72で待機させておいたフレームを有線回線へ送出し、通信端末4への送信を行う。
【0111】
次に、子機3の通信端末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(主に制御手段67の制御動作の流れ)について、図14を用いて説明する。
【0112】
図14では、先ず、ステップS78において通信端末4からのフレームの送信があるか否かを監視し、フレームが送信されて来ていればステップS79で前の送信フレームとの間隔を検知し(この例では前の光送信フレームが送信中であるか否かを判断することでそのフレーム間隔を判断し)、一定の間隔より短い場合にはステップS90において子機3の親機1への連続送信の許可数を示す連続送信カウンタのカウント値を確認する。ここで、この連続送信カウンタの初期値は、親機1からの光回線送信許可信号により設定されるものであり、子機3が親機1へ連続してフレームを送信するごとにカウントダウンされる。
【0113】
ステップS90においてこの連続送信カウンタが0でない状態であれば、ステップS79で受信しているフレームを現在送信中の前フレームの送信終了後に連続して親機1へ送信するために、ステップS91で一旦FIFO等の一時記憶装置にフレームを記憶させ、送信タイミングまで待機させる。その後、前フレームの送信が終了したらそれに続けてステップS92でIDLE信号を必要最小限の長さで送信する。
【0114】
例えば、100Mbps Ethernetの場合なら、その定める最小フレーム間隔(0.96μs)に相当するIDLEを送信する。これにより、後段での処理に負担を掛けず、滑らかな処理の流れを形成できる。もちろんIDLE信号の送信時間は、これより短くても何ら問題は無いが、その場合には後段で定める規定の間隔をフレーム間に確保する処理が必要となる。ステップS90で必要最低限のIDLE信号を送信したら、ステップS86で待機させていたフレームをIDLE信号に続いて親機1へ送信する。フレームを送信したらステップS87で連続送信カウンタのカウント値を1つカウントダウンしてステップS78へ戻る。
【0115】
一方、ステップS90で連続送信カウンタが0である状態であれば、子機3は親機1へのフレームの連続送信を一旦終了し、改めて親機1への送信申請を行うために、ステップS93において通信端末4への抑圧信号の送信を開始する。そして、ステップS94で通信端末4からのフレームが停止することを確認し、通信端末4からのフレームが停止したらステップS95で抑圧信号を止める。更に、ステップS96で他の子機台数カウンタの値に基づき連続送信カウンタの初期値をセットし、ステップS78へ戻って通信端末4からのフレームを待つ。
【0116】
なお、ステップS79で通信端末4から送られてきたフレームと前のフレームとの間隔が一定時間以上であった場合には(ここの例では前フレームの送信が完了していれば)ステップS80において、一旦FIFO等の一時記憶装置にフレームを記憶させ、送信タイミングまで待機させる。そして、ステップS81において光回線を監視し、親機1からの光回線空き報知信号を検出する。その際、一定時間内に光回線空き報知信号が検出できなかった場合にはステップS88でタイムアウトとなり、ステップS93以降の処理によって通信端末4を抑圧し、ステップS78へ戻って再び通信端末4からの送信を監視する。
【0117】
一方、ステップS81で光回線空き報知信号が検出できた場合には、ステップS82において親機1へ送信申請信号を送り、ステップS83において親機1からの送信許可信号の返信を待つ。そして、一定時間内に親機1からの送信許可信号が返ってこなかった場合には、ステップS89でタイムアウトとなり、ステップS93以降の処理によって通信端末4を抑圧し、ステップS78へ戻って再び通信端末4からの送信を監視する。
【0118】
一方、ステップS83で親機1からの送信許可信号を検出できた場合には、ステップ84においてこの親機1から返信された送信許可信号内に含まれる連続送信許可回数情報を取り出し、連続送信カウンタの初期値にセットする。次に、ステップS85で同期信号としての光プリアンブルを送信し、これに続けてステップS86で待機させていたフレームを親機1へ光送信し、ステップS87で連続送信カウンタの値を1つカウントダウンしてステップS35へ戻る。なお、本発明は、100Mbpsに限らず、これよりも高速なレートでの伝送にも適用可能である。
【0119】
【発明の効果】
本発明によれば、1回の送信許可手続により子機から親機に複数のフレームを連続して送信することができるため、フレーム送信を効率的に行えるばかりでなく、1回の送信許可手続により連続して送信できるフレーム数に制限を設けたため、1つの子機が回線を独占的に使用してしまう事態を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半二重光無線通信システムの全体図である。
【図2】子機3が親機1にフレームを連続送信するタイミングの一例と、抑圧疑似信号を発生するタイミングの一例を示す説明図である。
【図3】子機3が親機1にフレームを連続送信するタイミングの他の例を示す説明図である。
【図4】第1の実施例における親機1の構成を示すブロック図である。
【図5】第1の実施例における子機3の構成を示すブロック図である。
【図6】第2の実施例における親機1の構成を示すブロック図である。
【図7】第2の実施例における子機3の構成を示すブロック図である。
【図8】第1の実施例における親機1の動作の詳細を示す流れ図である。
【図9】第1の実施例における親機1の他の動作の詳細を示す流れ図である。
【図10】第1の実施例における子機3の動作の詳細を示す流れ図である。
【図11】第1の実施例における子機3の他の動作の詳細を示す流れ図である。
【図12】第2の実施例における親機1の動作の詳細を示す流れ図である。
【図13】第2の実施例における子機3の動作の詳細を示す流れ図である。
【図14】第2の実施例における子機3の他の動作の詳細を示す流れ図である。
【図15】従来の半二重光無線通信システムにおけるフレームタイミングを示す説明図である。
【符号の説明】
1…親機
3、3a、3b、3c…子機
4、4a、4b、4c…通信端末
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a diffusion type half-duplex optical wireless communication base unit that transmits a signal over a wide range by optical wireless, and a half-duplex optical wireless communication unit that transmits and receives information by optical wireless between the half-duplex optical wireless communication base unit. The present invention relates to a half-duplex optical wireless communication system including a main unit and a master unit and a child unit in the half-duplex optical wireless communication system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when a local area network (hereinafter, referred to as a LAN) is constructed by mutually connecting a plurality of information processing devices such as personal computers, the information processing devices are connected by a wire such as a coaxial cable or an optical cable. There are many. When the respective devices are connected by wire, there is a problem that complicated wiring work is required, and the work needs to be performed again every time the layout is changed. In recent years, there has been an increasing demand for easily interconnecting portable information processing devices such as notebook type and palm top type personal computers and electronic notebooks for data transmission. At this time, when transmitting and receiving data between the various information processing devices, all or a part of the transmission path is set to the same communication speed as that of the wired line, for example, Ethernet (registered trademark), which is the most widely used wired LAN. There is an increasing demand for making an Ethernet LAN wireless at a high rate (for example, 1 Gbps) of 10 Mbps or 100 Mbps, which is equivalent to that of a LAN, and even higher.
[0003]
For this reason, the applicant of the present application has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 10-163873 described below a “method and apparatus for canceling the return light of optical wireless communication” that uses light as a transmission medium and realizes a transmission rate of 10 Mbps. The technology described in this publication realizes full-duplex communication by optical wireless between a master unit mounted on a ceiling and a slave unit installed in a room. A method is adopted in which a transmission signal is subtracted to remove an adverse effect due to reflected light. That is, in optical wireless communication, light is transmitted to free space and light from free space is received. For example, a transmission signal light transmitted by itself is transmitted by an object located near a communication partner device. Is reflected and the like, and is input to its own light receiving unit, so that transmission from the communication partner cannot be accurately extracted. Therefore, according to the technology described in the publication, a part of a transmission signal is branched, and the level and phase of the signal are adjusted and added to a reception signal, thereby canceling a signal due to return light.
[0004]
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. For this reason, 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 in a limited range. Therefore, it is advisable to use a half-duplex optical wireless communication system instead of a full-duplex communication system in order to realize a 1: N optical wireless communication device with high-speed transmission such as 100 Mbps.
[0005]
Furthermore, the present applicant has disclosed "optical wireless communication device and optical wireless communication system" that realizes transmission at 100 Mbps in Patent Document 2 shown below. This method avoids the above-described problem of reflected light by so-called half-duplex optical wireless communication. As shown in FIG. 1, first, the base unit 1 reports the usage status of the optical line as an optical line empty notification signal. The slave 3 (3a, 3b, 3c) notifies the slave 3 (3a, 3b, 3c) of this signal and detects the signal. Exchange, etc.), and after transmission permission from the base unit 1 is obtained, transmission to the base unit 1 is started.
[0006]
Hereinafter, frame transmission / reception timing in the half-duplex optical wireless communication system in which the transmission procedure in the transmission from the child device 3 to the parent device 1 is performed for each frame will be described. In this system, as shown in FIG. 1, the master unit 1 is connected to another system by a wire via a network trunk 2 (simply called trunk 2), and the slave 3 is connected to a communication terminal 4 such as a personal computer, for example. It is assumed that the connection is made by wire. The main unit 1 includes a main line transmitting unit that transmits a signal to the network main line 2, a main line receiving unit that receives a signal from the network main line 2, a light emitting unit that transmits an optical signal to the sub unit 3, The slave unit 3 has a light receiving unit that receives an optical signal from the master unit 1, a light emitting unit that transmits an optical signal to the master unit 1, and a communication unit 4. It is assumed that the communication terminal includes a communication terminal-side transmission unit that transmits a signal and a communication terminal-side reception unit that receives a signal from the communication terminal 4.
[0007]
FIG. 15 shows a conventional example in which a signal in a frame unit transmitted from the child device 3 is transmitted only to the trunk line 2 side by the parent device 1 (not folded back to the child device 3 side). 5 shows the timing of transmitting a frame signal to the host. It should be noted that although there are few actual examples of using half-duplex optical wireless communication in an optical wireless communication system with a transmission rate of 100 Mbps, FIG. 15 considers that there is a high possibility of being adopted when performing half-duplex optical wireless communication. 3 shows a transmission / reception timing image of a signal to be transmitted. Here, the timing is for the case where the slave unit 3 and the master unit 1 have the minimum required memory. Naturally, the timing for the case where a large amount of memory is mounted is different, and the basic slave unit 3 and the master unit 1 are different. The transmission permission application procedure and the like exchanged between them are categories of analogy, and are omitted here to avoid complication of description.
[0008]
First, in FIG. 15, when the communication terminal 4 is generated and the slave unit 3 transmits the frame F1 received from the slave unit 3 to the master unit 1, the master unit 1 sends an optical line idle signal EP indicating an idle optical line. Is optically transmitted as T1 in the figure. The slave unit 3 that has detected (received) the optically transmitted optical line free signal EP transmits a request to use the optical line to the master unit 1 as shown at T2 in FIG. An optical preamble signal (optical P) for synchronization is added to a transmission application signal (RQ) to perform optical transmission. When receiving the transmission request signal (RQ), the master unit 1 allows the slave unit 3 to use the optical line as shown at T3 in the figure when the optical line is available. AK) and an optical preamble for synchronization (optical P) is added and optical transmission is performed. The slave 3 that has received the transmission permission signal (AK) from the master 1 transmits the frame F1 received from the communication terminal 4 to the master 1 as shown in T4 in FIG. Optical transmission is performed as a frame F1. The main unit 1 transmits the frame F1 sent from the sub unit 3 to the network trunk 2 by wire. The operation in the next frames F2 and F3 is the same as the operation in the frame F1.
[0009]
In FIG. 15, an example has been described in which the frames F1 to F3 received from the communication terminal 4 are transmitted from the child device 3 to the parent device 1 and further transmitted from the parent device 1 to the network trunk 2. When sending the frame received from the base unit 1 to the slave unit 3 and sending the frame from the slave unit 3 to the communication terminal 4, the optical line is free without performing the transmission application and permission signal transmission procedure described here. If so, an optical preamble is added to the frame sent from the network trunk 2 and the frame is sent to the slave unit 3, and the slave unit 3 receives this and sends it to the communication terminal 4.
[0010]
As described above with reference to FIG. 15, according to the half-duplex optical wireless communication, when the slave unit 3 optically transmits the frames F1 to F3 received from the communication terminal 4 to the master unit 1, the slave unit 3 Detects the optical line free signal EP from the base unit 1, sends an optical line transmission application signal RQ to the base unit 1, receives the optical line transmission permission signal AK from the base unit 1, It is considered that a method of transmitting the frames F1 to F3 received from the base unit 1 to the base unit 1 will be adopted.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-8-56198
[Patent Document 2]
JP-A-2002-51053
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described example of the half-duplex optical wireless communication, in the transmission from the slave unit 3 to the master unit 1, the slave unit 3 performs the optical transmission procedure for obtaining the transmission permission to the master unit 1 every frame, The sum of the time required for the transmission application signal (RQ), the transmission permission signal (AK), and the synchronization optical preamble (light P) added to each of these signals and the synchronization light preamble (light P) added to the frames F1 to F3. In other words, since the transmission overhead required for one frame transmission is large, when a plurality of frames are transmitted from the communication terminal 4 at a frame interval shorter than the overhead time, efficient transmission is difficult and sufficient. It becomes difficult to obtain performance.
[0013]
Furthermore, as described above, in the transmission from the slave unit 3 to the master unit 1, the detection of the optical line idle signal from the master unit 1 and the transmission permission application process include the optical line idle signal length from the master unit 1 and the slave unit 3. Requires a transmission procedure time that is the sum of the transmission application signal length from the base station 1 and the transmission permission signal length returned from the base unit 1, and furthermore, in order to allow the base unit 1 to receive a frame, the synchronization optical preamble ( It is necessary to add a light P) signal. Therefore, in order to transmit the frame to the optical line, the slave unit 3 must delay the transmission of the frame by at least the time of the transmission procedure time and the synchronization optical preamble (light P) added to the transmission frame. No.
[0014]
On the other hand, the minimum frame interval of a frame transmitted from the communication terminal 4 or the like connected to the slave 3 to the slave 3 is 0.96 μs in the 100 Mbps Ethernet by definition. If the transmission procedure and the addition of the synchronization optical preamble (optical P) between the slave unit 3 and the master unit 1 are completed within a time shorter than the shortest frame interval, the transmission procedure is exchanged for each frame. However, no substantial communication delay occurs.
[0015]
However, the actual time width per bit in 125 Mbps transmission is 0.04 μs, and this minimum frame interval (0.96 μs) corresponds to 0.96 μs / 0.04 μs = 24 bits. Considering the PLL performance of the slave unit 3 and the master unit 1, only the transmission application signal (RQ), the transmission permission signal (AK), and the synchronization optical preamble (optical P) to be added to the frame signal can be converted into 24 bits. It is difficult to realize the transmission procedure within 0.96 μs in consideration of the identification bit of each signal. Therefore, it is inevitable that a substantial transmission delay occurs.
[0016]
Further, in order to avoid such a problem, a method of transmitting a plurality of frames by a single transmission procedure is conceivable. However, one master unit 1 (repeater) as described in the present application includes a plurality of slave units. It is difficult to control the communication smoothly and efficiently in a system that communicates with the third party. In other words, to allow a plurality of frames to be transmitted to a certain child device 3 in one transmission procedure means to refrain from transmitting data to another child device 3, and when there are a large number of child devices, the whole system can be smoothly performed. Communication may be hindered.
[0017]
The present invention has been made in view of the above points, and a half-duplex optical wireless communication between a half-duplex optical wireless communication master unit connectable to a main line and a half-duplex optical wireless communication slave unit connectable to a communication terminal. In the master unit and the slave unit used in the half-duplex optical wireless communication system, a plurality of frames are transmitted from the communication terminal to the slave unit at intervals shorter than the total time obtained by adding the time of the synchronization optical preamble to the transmission procedure time. In such a case, a half-duplex optical wireless communication system and a half-duplex optical wireless system that can prevent a decrease in communication efficiency due to the accumulation of transmission procedure delays by the slave units and further enable a plurality of slave units to smoothly use an optical line. An object is to provide a master unit and a slave unit in a communication system.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a half-duplex optical wireless communication system according to the present invention is a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit,
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames from one of the plurality of slave units to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, the transmission of the information signal in frame units is performed. Starting, during the transmission of each of the frames, while transmitting an idle signal for a second period shorter than the first period required for the predetermined transmission permission procedure, and continuously without the predetermined transmission permission procedure. The upper limit number of the frames that can be transmitted by the main unit is changed according to the number of slave units existing in the communication area of the master unit.
[0019]
Further, an upper limit number of the frames that can be continuously transmitted without the predetermined transmission permission procedure is changed according to the number of slaves that have communicated with the master within a predetermined time. Item 2. A half-duplex optical wireless communication system according to item 1.
[0020]
Further, the slave unit in the half-duplex optical wireless communication system according to the present invention is a slave unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit.
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, start transmission of the information signal in frame units, and during transmission of each frame. Transmitting means for transmitting an idle signal during a second period shorter than the first period required for the predetermined transmission permission procedure;
By detecting a transmission permission signal transmitted by the master unit to another slave unit existing in the communication area of the master unit, detecting the number of other slave units existing in the communication area of the master unit. Means,
According to a detection result of the detection unit, the transmission unit changes an upper limit number of the frames that can be continuously transmitted to the master device without the predetermined transmission permission procedure. .
[0021]
The master unit in the half-duplex optical wireless communication system according to the present invention is a master unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit,
From one of the plurality of slave units, when receiving an information signal composed of a plurality of frames, after performing a predetermined transmission permission procedure, receiving means for receiving the information signal of the frame unit,
By monitoring the transmission application signal transmitted from the plurality of slaves, comprising a detecting means for detecting the number of slaves present in the communication area of the own device,
Transmits, to the one slave, information on the upper limit number of frames that can be continuously transmitted by the one slave without the detection result of the detection means or the predetermined transmission permission procedure determined based on the detection result. It is characterized by doing so.
[0022]
Further, the slave unit in the half-duplex optical wireless communication system according to the present invention is a slave unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit.
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, start transmission of the information signal in frame units, and during transmission of each frame. Comprises transmission means for transmitting an idle signal during a second period shorter than a first period required for the predetermined transmission permission procedure,
The number of slave units present in the communication area of the master unit detected by the master unit or the number of the slave units that can be continuously transmitted to the master unit without the predetermined transmission permission procedure determined based on this number. Information relating to an upper limit number is received from the master unit, and the upper limit number of the frames that can be continuously transmitted without the predetermined transmission permission procedure is changed based on the received information. .
[0023]
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 apparatus as an embodiment of the present invention. The master unit 1 and the slave unit 3 for the half-duplex optical wireless communication system according to the present embodiment are connected to a trunk network such as Ethernet (registered trademark) that transmits and receives data by frame (packet) transmission. As shown in FIG. 1, an optical wireless communication device (hereinafter, referred to as a master device 1) and a communication device between a network trunk 2 and a communication terminal 4 (4a, 4b, 4c, for example, a personal computer). The connection is made using half-duplex optical wireless communication by an optical wireless communication device (3a, 3b, 3c; hereinafter, referred to as a slave unit 3). The communication 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.
[0024]
FIG. 2 shows the basic signal transmission / reception timing when the frame F1 generated by the communication terminal 4 is transmitted from the slave unit 3 to the master unit 1 and further transmitted to the network trunk 2 in the optical wireless communication apparatus of FIG. Show. In FIG. 2, when transmitting the frame F1 generated by the communication terminal 4 from the slave unit 3 to the master unit 1, first, the master unit 1 reports an optical line vacancy indicating a vacant optical line as indicated by T10 in the figure. The signal EP is optically transmitted, and the slave unit 3 that detects the optically transmitted optical line empty notification signal EP optically transmits the frame F1 sent from the communication terminal 4 to the master unit 1 as indicated by T9 in the figure. To this end, as shown at T11 in the figure, a synchronization application preamble (light P) is added to a transmission application signal (RQ) requesting use of an optical line to the base unit 1, and optical transmission is performed.
[0025]
When receiving the transmission application signal (RQ), the master unit 1 transmits a transmission permission signal for permitting use of the optical line to the slave unit 3 as indicated by T12 in FIG. (AK) is added with a synchronization optical preamble (light P) for optical transmission, and waits for the transmission of the frame F1 from the slave unit 3. The slave 3, when transmitting the transmission request signal (RQ) to the master 1, receives the transmission permission signal (AK) from the master 1, and adds the synchronization optical preamble (optical P) to the frame F1 received from the communication terminal 4. ) Is added and optical transmission is performed to the master unit 1 as indicated by T13 in the figure.
[0026]
When detecting the next frame F2 from the communication terminal 4 during the transmission of the frame F1 to the master unit 1, the slave unit 3 temporarily suspends the frame F2 in the memory and waits for the end of the transmission of the previous transmission frame F1. Then, the IDLE signal is transmitted for a minimum inter-frame length (0.96 μs in the case of 100 Mbps Ethernet) continuously to the frame F1. Subsequent to the transmission of the IDLE signal, the slave unit 3 transmits the frame F2 once suspended to the master unit 1 as indicated by T17 in the drawing.
[0027]
Similarly, if the next frame F3 is transmitted from the communication terminal 4 while the frame F2 is being transmitted to the base unit 1, the frame F3 is transmitted after the transmission of the frame F1 with the IDLE signal interposed therebetween as shown at T21 in the figure. To the machine 1. Here, when the next frame F4 is transmitted from the communication terminal 4 after the transmission of the frame F3 is completed as indicated by T26 in the figure, a line vacancy notification signal (EP) from the master unit 1 is waited, and T25 in the figure is used. , T27 and T28, a transmission application and transmission permission procedure are performed with the base unit 1, and a synchronization optical preamble (optical P) is added to the base unit 1 as indicated by T29 in the frame F4. Send
[0028]
On the other hand, the master unit 1 waits for the transmission of the frame from the slave unit 3 after giving the transmission permission of the frame F1 to the slave unit 3 at T12 in the figure, and then the frame from the slave unit 3 within a certain time as shown in T14 in the figure. When F1 is received, it is transmitted to the trunk line 2 at T15 in the figure. In addition, the base unit 1 that has given the transmission permission to the slave unit 3 and received the frame F1 transmits the frames F2 and F3 transmitted from the slave unit 3 until the transmission signal (carrier) from the slave unit 3 is stopped at T18 in the figure. , And T22, and transmit to the trunk line 2 at T19 and T23 in the figure.
[0029]
Here, after receiving frame F3 from slave unit 3, master unit 1 determines that continuous transmission from slave unit 3 has been interrupted due to the interruption of the reception carrier of the transmission signal of slave unit 3, and FIG. As in T24 and T25, an optical line availability notification signal (EP) is transmitted to release the line to another device (here, another child device 3). After the transmission of the optical line availability notification signal (EP), similarly, if there is a transmission application from the slave unit 3, the line control is performed accordingly. In FIG. 2, the case where the transmission application from the slave unit 3 is matched again is indicated by T26, T27, T28 and T29 in the figure.
[0030]
Here, the method described with reference to FIG. 2 shows that the slave unit 3 can continuously transmit frames to the master unit 1 for a group of frames transmitted from the communication terminal 4 at short frame intervals. With only the method described in the above, continuous transmission from the slave 3 to the master 1 is performed during a short frame interval from the communication terminal 4, and continuous transmission from one slave 3 is inadvertently continued for a long time. It can happen. Of course, in the example of FIG. 2 as well, it is unlikely that transmission of high-rate data will continue forever in an actual network environment, so that it can be used sufficiently. In a main system in which is assumed that one base unit 1 relays communication from a plurality of slave units 3, the master unit 1 controls a line as efficiently as possible, and It is desirable that the communication be performed smoothly by the communication device 3, and it is basically necessary to prevent the specific slave device 3 from monopolizing the line for a long time.
[0031]
Therefore, in the present invention, in order to prevent the above-mentioned specific slave unit 3 from monopolizing the line, the slave unit 3 has an upper limit on the number of frames that can be continuously transmitted by one transmission permission procedure. I have. In addition, by changing the upper limit of the number of frames that can be continuously transmitted by the number of slaves 3 having the same master 1 as a relay, more efficient use of the line is realized. That is, when the number of slaves 3 is small, the number that can be continuously transmitted is increased, and when the number of slaves 3 is large, the number that can be continuously transmitted is reduced, thereby improving the equality of line use and the efficiency of use. This will be described with reference to the embodiment shown in FIG.
[0032]
In FIG. 3, when transmitting a frame F1 generated by the communication terminal 4 from the slave unit 3 to the master unit 1, first, the master unit 1 transmits an optical line availability notification signal (T10 in FIG. 3) indicating an optical line availability. EP) is optically transmitted, and the slave unit 3 that detects the optically transmitted optical line empty notification signal (EP) transmits the frame F1 sent from the communication terminal 4 to the master unit 1 as indicated by T9 in the figure. For transmission, a synchronization optical preamble (optical P) is added to an optical line transmission application signal (RQ) requesting use of an optical line to the base unit 1 as indicated by T11 in the figure, and optical transmission is performed.
[0033]
When receiving the optical line transmission application signal (RQ), the master unit 1 permits the slave unit 3 to use the optical line as shown at T12 in FIG. Optical transmission is performed by adding a synchronization optical preamble (optical P) to the line transmission permission signal (AK), and a predetermined period of time is waited for the transmission of the frame F1 from the slave unit 3.
[0034]
The slave unit 3 adds a synchronization optical preamble (light P) to the frame F1 received from the communication terminal 4 when receiving the optical line transmission permission signal (AK) from the master unit 1 within a predetermined time, and T13 in the figure. Optical transmission to the base unit 1 as described above. Then, when detecting the next frame F2 from the communication terminal 4 during the transmission of the frame F1 to the parent device 1, the slave 3 temporarily suspends the frame F2 in the memory and waits after the transmission of the frame F1 is completed. Immediately after the transmission, the IDLE signal is transmitted for the minimum inter-frame length (0.96 μs in the case of 100 Mbps Ethernet). Subsequent to the transmission of the IDLE signal, the slave unit 3 transmits the frame F2 once suspended to the master unit 1 as indicated by T17 in the drawing.
[0035]
Similarly, as long as the next frame is received during the transmission of the current frame, the frames up to the frame FN shown at T20 in the figure are continuously transmitted to the base unit 1. Here, as shown in the figure, while the next frame F (N + 1) is being transmitted while the frame FN is being transmitted to the parent device 1, if the upper limit of the number of continuous transmission frames of the child device 3 is N, The slave 3 transmits a suppression signal (DMY) to the communication terminal 4 as indicated by T24 in the figure, stops transmission from the communication terminal 4, and waits for retransmission from the communication terminal 4.
[0036]
Next, as shown at T26 in the figure, the frame F (N + 1) 'retransmitted from the communication terminal 4 waits for a line vacancy notification signal (EP) from the base unit 1, and then returns to T25, T27, and T28 in the figure. After performing a transmission application and transmission permission procedure with the base unit 1 as shown in the figure, the transmission is performed together with the optical preamble (optical P) to the base unit 1 as indicated by T29 in the figure.
[0037]
As described above, in the present embodiment, the upper limit N of the number of continuous transmission frames of the child device 3 is set according to the number of the child devices 3 in the communication area of the same parent device 1. When the number of slaves 3 is large, the upper limit N of the number of continuous transmission frames is reduced, and when the number of slaves 3 is small, N is increased. In order to detect the number of slaves 3 relaying the same master, the master 1 or the slave 3 may detect a transmission application signal or a transmission permission signal from the slave 3 in communication.
[0038]
On the other hand, the master unit 1 waits for a frame transmission from the slave unit 3 after giving the transmission permission of the frame F1 to the slave unit 3 as shown by T12 in the figure, and waits for the frame transmission from the slave unit When the frame F1 can be received from, it is transmitted to the main line as shown by T15 in the figure. Also, the base unit 1 which has given the transmission permission to the slave unit 3 and received the frame, transmits the frame transmitted from the slave unit 3 until the transmission signal (carrier) from the slave unit 3 is interrupted as indicated by T18 and T22 in the figure. It is continuously received and transmitted to the trunk line as indicated by T19 and T23 in the figure.
[0039]
Here, after receiving frame FN from slave unit 3, master unit 1 determines that continuous transmission from slave unit 3 has been interrupted when the reception carrier of the slave unit transmission signal is interrupted, and T30 and T25 in FIG. As described above, the optical line availability notification signal (EP) is transmitted to open the line to another device (here, another child device 3). After the transmission of the optical line availability notification signal (EP), similarly, if there is a transmission application from the slave unit 3, the line control is performed accordingly. In FIG. 3, the case where there is a transmission application from the slave unit 3 again is indicated by T26, T27, T28 and T29 in the figure. That is, in the embodiment shown here, one slave unit 3 occupies the optical line for a long time by limiting the number of frames that can be transmitted by one slave unit 3 to the master unit 1 without any procedure. It eliminates the danger of continuing.
[0040]
Next, an embodiment of the slave unit 3 and the master unit 1 shown in FIGS. 2 and 3 will be described. In the first embodiment, the number of the other slaves 3 is detected by the slave 3 monitoring the transmission permission signal transmitted from the master 1 to the other slaves 3, and one transmission is performed based on this. The upper limit of the number of consecutive frames that can be sent in the application permission procedure is set, and will be described with reference to FIGS.
[0041]
On the other hand, in the second embodiment, the base unit 1 monitors the transmission application signal transmitted from the child device 3 to detect the number of the child devices 3 and, based on this, can send the transmission application signal in one transmission application permission procedure. The upper limit of the number of continuous frames is set, and the result is added to the transmission permission signal and sent to the slave unit 3. This will be described with reference to FIGS.
[0042]
Hereinafter, the parent device 1 in the first embodiment will be described with reference to FIG. In the base unit 1 shown in FIG. 4, the control unit 13 controls the entire operation of the base unit 1 and controls communication with the network trunk 2 and half-duplex optical communication with the slave unit 3. Is what you do. The base unit 1 has a configuration for performing wireless wireless communication with the slave unit 3 by light, and includes an optical line transmitting unit 19 for outputting light over a wide range and transmitting each signal as an optical signal. An optical line receiving unit 11 that receives light from the optical line and outputs an optical signal as an electric digital signal and a carrier detecting unit 39 that converts the optical signal into an electric signal to detect a received carrier.
[0043]
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 receives the signal input from the optical line receiving unit 11 in accordance with the detection result of the optical line frame detecting unit 9, holds the frame to be transmitted to the trunk line until the transmission timing to the trunk line, and controls the control unit 13. Is output to the wired output signal switching unit 6 in accordance with the control of.
[0044]
The optical line frame detector 9 detects a frame from the input signal from the optical line receiver 11 and instructs the optical line frame receiver 8 to receive the frame. The optical line transmission application signal detecting unit 10 detects an optical line transmission application signal sent from an arbitrary slave unit 3 in a signal input from the optical line receiving unit 11, and controls the detection of the optical line transmission application signal. Then, the content 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 generation signal unit 38.
[0045]
The optical line transmission permission signal generation unit 38 generates an optical line transmission permission signal using the application information (ID or the like) detected and extracted by the optical line transmission application signal detection unit 10, and has transmitted the transmission application signal. According to an instruction from the control unit 13, the optical line transmission permission signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 18 so that the optical line transmission permission signal is transmitted to the slave unit 3.
[0046]
When it becomes necessary to suppress the signal from the trunk line, the wire line suppression pseudo signal generation unit 7 generates a suppression pseudo signal according to the instruction of the control unit 13 and transmits the suppression pseudo signal to the wire output signal switching unit 6. I do. 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 wired line suppression pseudo signal generation unit 7, 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.
[0047]
The wired line receiving unit 14 receives the 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 detection 15 detects a frame from the received data sent from the wired line receiving unit 14, transmits the detection result to the control unit 13, and simultaneously transmits the detection result to the optical line transmission timing delay unit 16. Send
[0048]
The optical line transmission timing delay unit 16 receives the signal sent from the wired line receiving unit 14, holds the frame in a temporary storage device such as a FIFO based on the frame detection result of the wired line frame detecting unit 15, and holds the frame. The transmitted frame is transmitted to the optical line output signal switching unit 18 at the optical line transmission timing according to the instruction of the control unit 13. The optical preamble generating unit 17 generates an optical 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 control unit 13, and transmits the signal to the optical line output signal switching unit 18. The optical line vacancy notification signal generating unit 12 generates an optical line vacancy notification signal to notify the subordinate unit 3 that the optical line is vacant when the optical line is vacant, in accordance with the instruction of the control unit 13. The signal is transmitted to the output signal switching unit 18.
[0049]
The optical line output signal switching unit 18 includes an optical line transmission permission signal from the optical line transmission permission signal generating unit 38, an optical line idle notification signal from the optical line idle notification signal generating unit 12, and an optical preamble signal from the optical preamble generating unit 17. Then, each data of the frame from the optical line transmission timing delay unit 16 is switched as needed in accordance with an appropriate instruction from the control unit 13 and transmitted to the optical line transmission unit 19. 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.
[0050]
In addition, after starting the reception of the transmission frame from the slave unit 3, if the transmission carrier from the slave unit 3 does not stop within a predetermined time, the control unit 13 determines that the frames are continuously transmitted. Then, each receiving unit is continuously controlled to the frame receiving state. However, if no frame is sent from the slave unit 3 even after waiting in the reception state for a certain period of time, the optical line availability notification signal generating means 12 is controlled to open the line to another device to open the line. . In other words, the control unit 13 simultaneously detects time such as a frame waiting time sent from the slave unit 3 to control the line.
[0051]
Next, the slave unit 3 in the first embodiment will be described with reference to FIG. In the slave 3 shown in FIG. 5, the control unit 27 controls the entire operation of the slave 3 and controls communication with the communication terminal 4 and half-duplex optical communication with the master 1. Is what you do. Further, the slave unit 3 has a configuration for performing wireless wireless communication with the master unit 1 by light, and includes an optical line transmission unit 20 for outputting light to a narrow range and transmitting each signal as an optical signal. And an optical line receiving unit 28 that receives light from the base unit 1 and outputs an optical signal as an electrical digital signal.
[0052]
The wired line receiving unit 26 receives a signal from the communication terminal 4 and transmits received data to the optical line transmission timing delay unit 24 and the wired line frame detecting unit 25. The wired line frame detecting unit 25 detects a frame to be transmitted to the optical line from the signal from the communication 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.
[0053]
The optical line transmission timing delay unit 24 receives the signal received by the wired line receiving unit 26, holds the frame in a temporary storage device such as a FIFO based on the detection result of the wired line frame detecting unit 25, and holds the frame. The frame is sent to the optical line transmitting unit 20 via the optical line output switching unit 21 according to the instruction of the control unit 27. When a frame is transmitted from the communication terminal 4 and transmission permission from the master unit 1 to the optical line is required, the optical line transmission application signal generating unit 23 transmits the optical line transmission application signal in accordance with the instruction of the control unit 27. Is generated, and an optical line transmission application signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 21.
[0054]
The optical preamble generation unit 22 transmits, with an appropriate length, a preamble (IDLE signal) used as a synchronization signal by the base unit 1 and a signal (IDLE signal) for filling in a plurality of frames, according to an instruction from the control unit 27. It is generated and transmitted to the optical line output signal switching unit 21. 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. Switching is performed at any time according to an appropriate instruction from the unit 27, and each signal is transmitted to the optical line transmitting unit 20. Optical line transmitting section 20 transmits each signal sent from optical line output signal switching section 21 to base unit 1 as an optical signal.
[0055]
The optical line receiving unit 28 receives the optical signal sent from the master unit 1, and as an electric digital signal, an optical line empty notification signal detection unit 30, an optical line transmission permission signal detection unit 31, and another slave unit transmission permission signal. The reception signal is transmitted to the detection unit 36, the optical line frame detection unit 29, and the wired line transmission timing delay unit 32. The optical line availability notification signal detection unit 30 detects an optical line availability notification signal emitted from the base unit 1 to notify the availability of the optical line from the received signal sent from the optical line reception unit 28, and outputs the result. Send to control unit 27.
[0056]
The optical line transmission permission signal detecting unit 31 detects an optical line transmission permission signal for permitting frame transmission output from the base unit 1 to the slave unit from the received signal, and sends the result to the control unit 27. On the other hand, the other child device transmission permission signal detection unit 36 detects a transmission permission signal issued by the parent device 1 to another child device using the same parent device 1 as a relay device, and stores the other child device communication number storage unit. Send the result to 37. In the other slave unit communication number storage unit 37, the number of other slave units 3 currently operating (within a certain period of time) using the same master unit 1 as a relay unit based on the result detected by the other slave unit communication permission signal detecting unit 36. Is specified and stored.
[0057]
The optical line frame detecting unit 29 detects the optical transmission frame transmitted by the base unit 1 from the received signal transmitted from the optical line receiving unit 28 and sends the result to the control unit 27, and at the same time, transmits the result to the wired line transmission timing delay unit 32 Send to Then, the wired line transmission timing delay unit 32 causes the frame output from the optical line receiving unit 28 to be temporarily stored in a temporary storage device such as a FIFO according to the frame detection result of the optical line frame detecting unit 29, and according to the instruction from the control unit 27. The held frame is transmitted to the wired line output signal switching unit 34.
[0058]
The wire line suppression pseudo signal generation unit 33 generates a suppression pseudo signal when it is necessary to suppress transmission from the wired communication terminal 4, and sends the suppression pseudo signal to the wire line output signal switching unit 34. The wire line 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 receives these frame signals and the suppression in accordance with an appropriate instruction from the control unit 27. The signal is switched and transmitted to the wired line transmitting unit 35. The wired line transmitting unit 35 transmits the signal sent from the wired line output signal switching unit 34 to the terminal side wired line.
[0059]
The control unit 27 that controls the entire operation of the slave unit 3 measures the frame interval from the communication terminal 4 to determine whether or not to perform continuous transmission of a plurality of frames by a single transmission application / transmission permission procedure. Once the number of the other slave units 3 that are currently in operation is determined from the result of the other slave unit communication number storage unit 37, the number of other slave units that are currently in operation is determined. Is determined, and transmission is performed in accordance with the upper limit. Further, by determining whether or not transmission to the base unit 1 is currently being continuously performed, control for transmitting a frame from the communication terminal 4 to the base unit 1 is performed.
[0060]
Next, the operation of the master unit 1 according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. Here, FIG. 8 shows the flow of processing (mainly in the main unit 1) from when the main unit 1 receives a frame transmitted via the network trunk 2 to when the frame is transmitted to the subordinate unit 3 under its control. 2 shows a flow of a control operation of the control means 13).
[0061]
8, the control means 13 (FIG. 4) of the base unit 1 monitors whether or not optical wireless communication is being performed with the slave unit 3 as the process of step S1, and the optical line is used. If not, an optical line empty notification signal is optically transmitted to the slave unit 3 under its control. Next, in step S2, a signal from the main line is monitored. If no frame is transmitted from the main line, the optical transmission control state waits for a frame from the main line. If a frame is received from the main line, the next step is performed. Move to S3.
[0062]
In step S3, by checking the state of the optical line, it is determined whether or not the frame received from the trunk line can be output to the optical line. If the optical line is being used by the slave unit 3 or the like, the process proceeds to step S9, and the suppression pseudo signal is transmitted to the trunk line. Thereafter, in step S10, it is confirmed that the transmission of the frame from the main line has been stopped. In step S11, the suppression pseudo signal is stopped. In step S2, the process waits until a frame from the main line is received.
[0063]
On the other hand, if the optical line is free in step S3, the process proceeds to step S4, where the frame from the trunk line 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. Stop the optical line availability notification signal. Then, in step S6, the slave unit 3 transmits an optical preamble for synchronizing at the time of reception before transmitting the frame, and subsequently, in step S7, optically transmits the frame which has been temporarily put on standby. When the transmission of the frame is completed, an optical line empty notification signal is sent to the slave unit 3 to notify that the optical line is free in step S8, and the process waits again in step S2 until a frame from the trunk line is received.
[0064]
Next, there is a request for optical transmission from the slave unit 3 under the control, the master unit 1 permits this, and the master unit 1 receives a frame optically transmitted from the slave unit 3 and transmits this frame to the network trunk line 2. FIG. 9 shows a flow of processing (mainly a flow of the control operation of the control means 13) in the master unit 1 until the processing is performed.
[0065]
In FIG. 9, first, the control unit 13 of the base unit 1 determines 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 in step S12. If there is a transmission application signal from the handset 3, the process proceeds to step S13 to stop the optical line empty notification signal, and further proceeds to step S14 to check the handset identification information (ID) of the transmission signal received from the handset 3. Etc.), an optical preamble is added to the optical line transmission permission signal, and the signal is transmitted to the optical line.
[0066]
Then, when the transmission permission signal is transmitted, it is checked in step S15 whether or not there is light emission from the slave unit 3. If there is no light emission from the slave unit 3 within a predetermined time, a timeout occurs in step S21 and the process proceeds to step S23. . On the other hand, if there is light emission from the handset 3 in step S15, a frame is detected from the handset 3 in step S16. Here, if a frame is not detected within a predetermined time, a timeout occurs in step S22, and the process proceeds to step S23.
[0067]
If a frame from the slave unit 3 is detected in step S16, the frame is temporarily evacuated to a temporary storage device such as a FIFO in step S17, the frame is delayed until the transmission timing to the trunk line 2, and the frame is transmitted to the trunk line 2. The transmission timing is adjusted and transmission to the main line is started at appropriate times. Further, while confirming the reception state of the frame from the slave unit 3 in step S18, the temporary storage device waits for the received frame to be transmitted to the trunk line 2 in step S17.
[0068]
When the frame received in step S18 ends, it is confirmed in step S19 whether light emission (carrier) from the slave unit 3 has stopped. If not stopped, the process returns to step S16 to wait for the next frame. . On the other hand, if the stop of the carrier transmitted by the slave unit 3 is confirmed in step S19, the process proceeds to step S20, where the transmission of the optical line availability notification signal for notifying the availability of the optical line is started, and the process returns to step S12.
[0069]
In the above-described flow, if a timeout occurs in steps S21 and S22, the process proceeds to step S23 to detect whether there is a frame from the trunk line 2. If a frame from the trunk line 2 is not detected, the process proceeds from step 23 to step S20, and transmission of an optical line empty notification signal for notifying that an optical line is idle is started.
[0070]
If a frame from the trunk line 2 is detected in step S23, an optical preamble is added and optical transmission is performed in step S24. Here, the optical transmission of the frame from the trunk line 2 is simply shown by steps S23 and S24, but the optical transmission flow of the frame from the trunk line 2 operates according to the above-described flow of FIG.
[0071]
Next, the operation of the slave unit 3 according to the first embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. Here, FIG. 10 shows the flow of processing in slave unit 3 from reception of frame sent from master unit 1 to transmission of this frame to communication terminal 4 connected by a wired line ( 2 mainly shows the flow of the control operation of the control means 27).
[0072]
In FIG. 10, first, at step S25, it is monitored whether or not there is a transmission from the base unit 1, and if there is a transmission from the base unit 1, it is determined at step S26 whether or not the transmission from the base unit 1 is a frame. I do. If it is determined that the transmission from the base unit 1 is not a frame, the process proceeds to step S27, and it is determined whether or not the data transmitted from the base unit 1 is a transmission permission signal for another child unit 3.
[0073]
Here, if the signal is not a transmission permission signal to another child device 3, the process returns to step S25, and transmission from the parent device 1 is monitored again. On the other hand, if it is determined in step S27 that the transmission from the base unit 1 is a transmission permission signal to the other handset 3, the transmission permission signal to the other handset 3 is already set within the predetermined time in step S28. It is determined whether or not the signal is a transmission permission signal for the slave unit 3 which has been detected. If it is a transmission permission signal to the slave 3 already detected, the process returns to step S25. On the other hand, if it is determined that the transmission permission signal from the master unit 1 to the other slave unit 3 is detected for the first time within a predetermined time, in step S29, the same master unit 1 as the relay unit is used as the relay unit. The number of the slave unit number counter that stores the number of slave units 3 is incremented by one, and the process returns to step S25.
[0074]
If it is determined in step S26 that the transmission from the master unit 1 is a frame, in step S30, the frame is temporarily stored in a temporary storage device such as a FIFO, and the frame is made to wait until transmission timing to the wired line side. . Here, in step S31, in order to determine whether or not transmission to the wired line is possible, it is checked whether or not a frame is coming from the communication terminal 4, and if a frame is being sent from the communication terminal 4, In step S32, a suppression pseudo signal is temporarily sent to the wired side to suppress frame transmission from the communication terminal 4. On the other hand, if it is confirmed in step S31 that the wire line is free, the process proceeds to step S33. If the suppression pseudo signal is being transmitted at this time, the transmission of the signal is stopped in step S33. Thereafter, the frame held in the next step S34 is transmitted to the wired line and transmitted to the communication terminal 4.
[0075]
Next, the flow of processing in the handset 3 until the handset 3 transmits the frame transmitted from the communication terminal 4 of the handset 3 to the base unit 1 through the optical line (mainly the control operation of the control means 27). The flow will be described with reference to FIG.
[0076]
In FIG. 11, first, in step S35, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the communication terminal 4, and if a frame has been transmitted, the interval from the previous transmission frame is detected in step S36 (this In the example, the frame interval is determined by determining whether or not the previous optical transmission frame is being transmitted. If it is shorter than the predetermined interval, the continuous transmission of the child device 3 to the parent device 1 is performed in step S46. Check the count value of the continuous transmission counter indicating the permitted number of. Here, the initial value of the continuous transmission counter is set by the value of the other child device number counter stored in step S29 of FIG. Each time a frame is transmitted, it is counted down.
[0077]
If the continuous transmission counter is not 0 in step S46, once in step S47, in order to continuously transmit the frame received in step S35 to the master unit 1 after the transmission of the previous frame currently being transmitted is completed, in step S47. The frame is stored in a temporary storage device such as a FIFO and waits until the transmission timing. After that, when the transmission of the previous frame is completed, the IDLE signal is transmitted with a minimum necessary length in step S48 after that.
[0078]
For example, in the case of 100 Mbps Ethernet, an IDLE corresponding to the determined minimum frame interval (0.96 μs) is transmitted. Thus, a smooth processing flow can be formed without imposing a load on the processing in the subsequent stage. Of course, there is no problem if the transmission time of the IDLE signal is shorter than this, but in that case, a process for securing a prescribed interval determined between the frames is required. When the minimum required IDLE signal is transmitted in step S48, the frame held in step S42 is transmitted to the base unit 1 following the IDLE signal. When the frame is transmitted, the value of the continuous transmission counter is counted down by one in step S43, and the process returns to step S35.
[0079]
On the other hand, if the continuous transmission counter is 0 in step S46, the slave 3 temporarily terminates the continuous transmission of the frame to the master 1, and performs a transmission application to the master 1 again in step S49. , The transmission of the suppression signal to the communication terminal 4 is started. Then, it is confirmed in step S50 that the frame from the communication terminal 4 stops, and when the frame from the communication terminal 4 stops, the suppression signal is stopped in step S51. Further, in step S52, the initial value of the continuous transmission counter is set based on the value of the other handset number counter, and the process returns to step S35 to wait for a frame from the communication terminal 4.
[0080]
If the interval between the frame transmitted from the communication terminal 4 and the previous frame is equal to or longer than a predetermined time in step S36 (if the transmission of the previous frame has been completed in this example), the process proceeds to step S37. First, the frame is temporarily stored in a temporary storage device such as a FIFO and the like, and waits until the transmission timing. Then, in step S38, the optical line is monitored, and an optical line empty notification signal from the master unit 1 is detected. At this time, if the optical line empty notification signal cannot be detected within a predetermined time, a timeout occurs in step S44, the communication terminal 4 is suppressed by the processing after step S49, and the process returns to step S35 and returns from the communication terminal 4 again. Monitor transmissions.
[0081]
On the other hand, if the optical line vacancy notification signal can be detected in step S38, a transmission application signal is sent to the base unit 1 in step S39, and a reply of the transmission permission signal from the base unit 1 is waited in step S40. If the transmission permission signal is not returned from the base unit 1 within a predetermined time, a timeout occurs in step S45, the communication terminal 4 is suppressed by the processing in step S49 and the subsequent steps, and the processing returns to step S35 to return to the communication terminal again. 4 is monitored for transmission.
[0082]
If the transmission permission signal from the base unit 1 is detected in step S40, an optical preamble as a synchronization signal is transmitted in step S41, and subsequently, the frame held in standby in step S42 is transmitted to the base unit 1 Then, in step S43, the value of the continuous transmission counter is counted down by one, and the process returns to step S35.
[0083]
Next, a master device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the master unit 1 shown in FIG. 6, the control unit 52 controls the entire operation of the master unit 1, controls communication with the network trunk 2, and controls half-duplex optical communication with the slave unit 3. Is what you do. The base unit 1 has a configuration for performing wireless wireless communication with the slave unit 3 by light, and includes an optical line transmitting unit 58 for outputting light over a wide range and transmitting each signal as an optical signal. An optical line receiving unit 49 for receiving light from the optical line and outputting an optical signal as an electrical digital signal, and a carrier detecting unit 48 for converting the optical signal into an electric signal to detect a received carrier.
[0084]
The optical signal received by the optical line receiving unit 49 is input as an electrical digital signal to the optical line frame receiving unit 43, the optical line frame detecting unit 44, and the optical line transmission application signal detecting unit 45. The optical line frame receiving unit 43 holds the signal input from the optical line receiving unit 49 until the transmission timing to the main line according to the detection result of the optical line frame detecting unit 44, and switches the wired output signal according to the control of the control unit 52. Output to the unit 41.
[0085]
The optical line frame detector 44 detects a frame from the input signal from the optical line receiver 49 and instructs the optical line frame receiver 44 to receive the frame. The optical line transmission application signal detection unit 45 detects an optical line transmission application signal sent from an arbitrary slave unit 3 in the signal input from the optical line reception unit 49, and controls the detection of the optical line transmission application signal. The content of the detected transmission application signal (such as an ID indicating from which slave unit 3 the application is applied) is transmitted to the unit 52, and the optical line transmission permission generation signal unit 50, the slave unit ID recording unit 46, and the number of slave units determining unit 47.
[0086]
The slave unit ID recording unit 46 records ID information unique to the slave unit from the transmission application signal from the slave unit 3 detected by the optical line transmission application signal detection unit 45. At this time, the child device ID recording unit 46 records the ID of the child device 3 that has communicated within a certain period according to an instruction from the control unit 52. Thus, the approximate number of the slaves 3 currently in operation (operating) is determined by the slave unit number determining unit 47, and the continuous transmission count calculating unit 59 determines the number of the slaves 3 based on the determined number of slaves 3. The upper limit of the number of continuous transmission frames from slave unit 3 to master unit 1 in the communication area is determined, and this information is sent to optical line transmission permission signal generation unit 50. The optical line transmission permission signal generation unit 50 incorporates the application information (ID and the like) detected and extracted by the optical line transmission application signal detection unit 45 and the upper limit information of the number of continuous transmission frames determined by the continuous transmission count calculation unit 59. The optical line transmission permission signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 57 according to the instruction of the control unit 52.
[0087]
Further, the wire line suppression pseudo signal generation unit 42 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 52, and sends the suppression pseudo signal to the wire output signal switching unit 41. Send The wired output signal switching unit 41 receives the frame from the optical line frame receiving unit 43 and the suppression pseudo signal from the wired line suppression pseudo signal generation unit 42, and appropriately switches each signal according to the instruction of the control unit 52 to transmit the wired line. Transmit to the unit 40. The wired line transmission unit 40 outputs the signal from the wired output signal switching unit 41 to the trunk line 2 as a trunk line output signal.
[0088]
The wired line receiving unit 53 receives the data from the trunk line 2 and transmits the received data to the wired line frame detecting unit 54 and the optical line transmission timing delay unit 55. The wired line frame detecting unit 54 detects a frame from the received data sent from the wired line receiving unit 53, transmits the detection result to the control unit 52, and simultaneously transmits a detection result to the optical line transmission timing delay unit 55. Submit the result.
[0089]
The optical line transmission timing delay unit 55 receives the signal sent from the wired line receiving unit 53, holds the frame in a temporary storage device such as a FIFO based on the frame detection result of the wired line frame detecting unit 54, and holds the frame. The transmitted frame is transmitted to the optical line output signal switching unit 57 at the optical line transmission timing according to the instruction of the control unit 52. The optical preamble generation unit 56 generates an optical preamble signal to be added as a synchronization signal before the frame when transmitting the frame light according to the instruction of the control unit 52, and transmits the signal to the optical line output signal switching unit 57. The optical line vacancy notification signal generation unit 51 generates an optical line vacancy notification signal to notify 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 52. The signal is transmitted to the output signal switching unit 57.
[0090]
The optical line output signal switching unit 57 includes an optical line transmission permission signal from the optical line transmission permission signal generation unit 50, an optical line vacancy notification signal from the optical line vacancy notification signal generation unit 51, and an optical preamble signal from the optical preamble generation unit 56. Then, each data of the frame from the optical line transmission timing delay unit 55 is switched as needed in accordance with an appropriate instruction from the control unit 52 and transmitted to the optical line transmission unit 58. The optical line transmission unit 58 transmits the data appropriately switched and output by the optical line output signal switching unit 57 to the optical line as an optical signal.
[0091]
In addition, after starting the reception of the transmission frame from the slave unit 3, if the transmission carrier from the slave unit 3 does not stop within a predetermined time, the control unit 52 determines that the frame is continuously transmitted. Then, each receiving unit is continuously controlled to the frame receiving state. However, if no frame is sent from the slave unit 3 even after waiting in the reception state for a certain period of time, the line is released by controlling the optical line empty notification signal generating means 51 so as to release the line to another device. . That is, the control unit 52 simultaneously detects time such as a frame waiting time transmitted from the slave unit 3 to control the line.
[0092]
Next, a slave unit 3 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the slave 3 shown in FIG. 7, the control unit 67 controls the entire operation of the slave 3, and controls communication with the communication terminal 4 and half-duplex optical communication with the master 1. Is what you do. In addition, 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 60 for outputting light to a narrow range and transmitting each signal as an optical signal. And an optical line receiving unit 68 that receives light from the base unit 1 and outputs an optical signal as an electrical digital signal.
[0093]
The wired line receiving unit 66 receives a signal from the communication terminal 4 and transmits received data to the optical line transmission timing delay unit 64 and the wired line frame detecting unit 65. The wired line frame detecting unit 65 detects a frame to be transmitted to the optical line from the signal from the communication terminal 4 received by the wired line receiving unit 66, sends the detection result to the control unit 67, and similarly transmits the detection result to the optical line. It is sent to the transmission timing delay means 64.
[0094]
The optical line transmission timing delay unit 64 receives the signal received by the wired line receiving unit 66, holds the frame in a temporary storage device such as a FIFO according to the detection result of the wired line frame detecting unit 65, and holds the frame. The frame is sent to the optical line transmitting unit 60 via the optical line output signal switching unit 61 according to the instruction of the control unit 67. In addition, when a frame is transmitted from the communication terminal 4 and transmission permission from the master unit 1 to the optical line is required, the optical line transmission application signal generation unit 63 Is generated, and an optical line transmission application signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 61.
[0095]
The optical preamble generating section 62 generates a preamble (IDLE signal) used by the base unit 1 as a synchronization signal at the time of reception and a signal (IDLE signal) for filling in a plurality of frames with an appropriate length according to an instruction from the control section 67. Then, the signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 61. The optical line output signal switching unit 61 controls each frame signal from the optical line transmission timing delay unit 64, the optical line transmission application signal from the optical line transmission application signal generation unit 63, and the optical preamble signal from the optical preamble generation unit 62. Switching is performed as needed in accordance with an appropriate instruction from the unit 67, and each signal is transmitted to the optical line transmitting unit 60. Optical line transmitting section 60 transmits each signal sent from optical line output switching section 61 to base unit 1 as an optical signal.
[0096]
The optical line receiving section 68 receives the optical signal sent from the base unit 1 and converts it into an electrical digital signal as an optical line empty notification signal detecting section 69, an optical line transmission permission signal detecting section 70, and an optical line frame detecting section 72. , And transmits the received signal to the wired line transmission timing delay unit 73. Optical line vacancy notification signal detection section 69 detects an optical line vacancy notification signal emitted from base unit 1 to notify the vacancy of the optical line from the reception signal sent from optical line reception section 68, and outputs the result. Send to control unit 67.
[0097]
The optical line transmission permission signal detecting unit 70 detects an optical line transmission permission signal from the received signal, which permits the frame transmission to the optical line, output from the base unit 1 to the slave unit, and transmits the result to the control unit 67. On the other hand, the transmission permission signal is delivered to the continuous transmission permission number detecting unit 71. The continuous transmission permission number detecting section 71 to which the permission signal has been passed from the optical line transmission permission signal detecting section 70 outputs the continuous transmission number information permitted by the base unit 1 from the passed permission signals from the base unit 1. Detect and send the detection result to the control unit 67. The control unit 67 sets the upper limit of the number of continuous frames when transmitting frames to the base unit 1 based on this information, and controls transmission to the base unit 1 in accordance with the upper limit.
[0098]
The optical line frame detecting section 72 detects an optical transmission frame transmitted by the base unit 1 from the received signal transmitted from the optical line receiving section 68 and sends the result to the control section 67, and at the same time, transmits the result to the wired line transmission timing delay section 73. Send to Then, the wired line transmission timing delay unit 73 causes the frame output from the optical line receiving unit 68 to be stored in a temporary storage device such as a FIFO according to the frame detection result from the optical line frame detecting unit 72, and receives an instruction from the control unit 67. Is transmitted to the wired line output signal switching unit 74.
[0099]
The wire line suppression pseudo signal generation unit 75 generates a suppression pseudo signal when it is necessary to suppress transmission from the wired communication terminal 4, and sends the suppression pseudo signal to the wire line output signal switching unit 74. The wire line output signal switching unit 74 receives the frame signal from the wire line transmission timing delay unit 73 and the suppression pseudo signal from the wire line suppression pseudo signal generation unit, and receives the frame signal and the suppression signal according to an appropriate instruction from the control unit 67. The signal is switched and transmitted to the wired line transmitting unit 76. The wired line transmitting unit 76 transmits the signal sent from the wired line output signal switching unit 74 to the terminal side wired line.
[0100]
The control unit 67, which controls the entire operation of the slave unit 3, measures the frame interval from the communication terminal 4 to determine whether or not to perform continuous transmission of a plurality of frames by a single transmission application / transmission permission procedure. Is determined. In addition, the number of continuous transmissions permitted by the base unit 1 transmitted from the base unit 1 as a permission signal and permitted by the base unit 1 is detected by the continuous transmission permitted number detection unit 71. As a result, the number of continuous frame transmissions of the own device is prevented from increasing without limit, and communication with other slave devices using the same master device 1 as a relay device is smooth and efficient without monopolizing the line. Is controlled as follows.
[0101]
Next, the operation of the base unit 1 according to the second embodiment will be described in detail. The base unit 1 receives a frame transmitted via the network trunk 2, and sends the frame to the subordinate unit 3 under its control. Since the flow of processing in the base unit 1 (mainly the flow of the control operation of the control means 52) up to the transmission is the same as the operation in the first embodiment shown in FIG. 8, the description is omitted here. .
[0102]
Hereinafter, there is an application for optical transmission from the subordinate device 3, and the parent device 1 permits the optical transmission application, receives the frame optically transmitted from the child device 3, and transmits this frame to the network trunk 2. Up to this point, the flow of processing in the base unit 1 (mainly the flow of the control operation of the control means 52) will be described with reference to FIG.
[0103]
In FIG. 12, first, the control unit 52 of the base unit 1 determines 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 45 in step S53. If there is a transmission application signal from the child device 3, it is determined whether or not the transmission application signal is for the child device 3 that has already been detected within a predetermined time. As a result of this determination, if there is a transmission application signal newly detected from the child device 3 within a certain time, the count value of the child device number counter is incremented by one in step S55.
[0104]
The slave unit number counter counts the number of operating slave units 3 under the control of the master unit 1 as a relay unit. The number of slave units is counted by a transmission application signal of the slave unit 3 detected within a predetermined time. Has been determined. Therefore, although not shown in FIG. 12, when the application once detected from the slave unit 3 has not been transmitted for a certain period of time, the count value of this counter is decremented by one.
[0105]
Here, if the slave unit number counter is set in step 55, or if it is determined in step S54 that the transmission application signal from the slave unit 3 is from a slave unit 3 which has already been detected, the process proceeds to step S56. The line free notification signal is stopped, and an optical preamble is further added to the optical line transmission permission signal incorporating the child unit identification information (ID and the like) and the information on the number of continuous transmissions permitted in the transmission signal received from the child device 3 in step S57. Add and send to optical line.
[0106]
When the transmission permission signal is transmitted, it is checked in step S58 whether or not there is light emission from the handset 3, and if there is no light emission from the handset 3 within a predetermined time, a timeout occurs in step S64, and the process proceeds to step S66. On the other hand, if there is light emission from the handset 3 in step S58, a frame is detected from the handset 3 in step S59. If no frame is detected within the predetermined time, a timeout occurs in step S65 and the process proceeds to step S66.
[0107]
If a frame from the slave unit 3 is detected in step S59, this frame is temporarily saved in a temporary storage device such as a FIFO in step S60, the transmission timing to the trunk 2 is adjusted, and the frame is transmitted to the trunk in a timely manner. Further, while confirming the reception state of the frame from the slave unit 3 in step S61, the received frame is made to wait in the temporary storage device until transmission to the trunk line 2 in step S60. When the frame received in step S61 ends, it is checked in step S62 whether light emission (carrier) from the slave unit 3 has stopped. If not stopped, the process returns to step S59 to wait for the next frame. . On the other hand, if the stop of the carrier transmitted by the handset 3 is confirmed in step S62, the process proceeds to step S63, where the transmission of the optical line availability notification signal for notifying the availability of the optical line is started, and the process returns to step S53.
[0108]
If a timeout occurs in steps S64 and S65 in the flow described above, the process proceeds to step S66 to detect whether or not there is a frame from the trunk line 2. If a frame from the trunk line 2 is not detected, the process proceeds from step 66 to step S63, and transmission of an optical line empty notification signal for notifying that an optical line is idle is started. If a frame from the trunk line 2 is detected in step S66, an optical preamble is added and optical transmission is performed in step S67. Here, the optical transmission of the frame from the trunk line 2 is simply represented by steps S66 and S67, but the optical transmission flow of the frame from the trunk line 2 operates according to the previously described flow of FIG.
[0109]
Next, the operation of the slave unit 3 according to the second embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. Here, FIG. 13 shows the flow of processing in slave unit 3 from reception of frame sent from master unit 1 to transmission of this frame to communication terminal 4 connected by a wired line ( 2 mainly shows the flow of the control operation of the control means 67).
[0110]
In FIG. 13, first, in step S68, it is monitored whether or not there is a transmission from the master 1, and if there is a transmission from the master 1, in step S69, the optically received frame is temporarily stored in a temporary storage device such as a FIFO. This frame is stored, and this frame is made to wait until transmission timing to the wire line side. Here, in step S70, by confirming whether or not a frame has come from the communication terminal 4, it is determined whether or not transmission to the wired line is possible. For example, in step S73, a suppression pseudo signal is sent to the wired side in order to suppress frame transmission from the communication terminal 4. If it is confirmed in step S70 that the wire line is free, the process proceeds to step S71. If the suppression pseudo signal is being transmitted at this time, the transmission of the signal is stopped in step S71, and the process waits in step S72. The transmitted frame is transmitted to a wired line and transmitted to the communication terminal 4.
[0111]
Next, the flow of processing in the handset 3 until the handset 3 transmits the frame transmitted from the communication terminal 4 of the handset 3 to the base unit 1 through the optical line (mainly the control operation of the control means 67). The flow will be described with reference to FIG.
[0112]
In FIG. 14, first, in step S78, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the communication terminal 4, and if a frame has been transmitted, the interval from the previous transmission frame is detected in step S79 (this In the example, the frame interval is determined by determining whether the previous optical transmission frame is being transmitted or not). If the frame interval is shorter than the predetermined interval, continuous transmission of the child device 3 to the parent device 1 is performed in step S90. Check the count value of the continuous transmission counter indicating the permitted number of. Here, the initial value of the continuous transmission counter is set by the optical line transmission permission signal from the base unit 1, and is counted down every time the slave unit 3 continuously transmits frames to the base unit 1. .
[0113]
If the continuous transmission counter is not in the state of 0 in step S90, in order to transmit the frame received in step S79 to the master unit 1 continuously after the transmission of the previous frame currently being transmitted is completed, once in step S91, The frame is stored in a temporary storage device such as a FIFO and waits until the transmission timing. After that, when the transmission of the previous frame is completed, an IDLE signal is transmitted with a minimum necessary length in step S92 after that.
[0114]
For example, in the case of 100 Mbps Ethernet, an IDLE corresponding to the determined minimum frame interval (0.96 μs) is transmitted. Thus, a smooth processing flow can be formed without imposing a load on the processing in the subsequent stage. Of course, there is no problem if the transmission time of the IDLE signal is shorter than this, but in that case, a process for securing a prescribed interval defined between the frames is required. When the minimum required IDLE signal is transmitted in step S90, the waiting frame is transmitted to the base unit 1 following the IDLE signal in step S86. After transmitting the frame, the count value of the continuous transmission counter is decremented by one in step S87, and the process returns to step S78.
[0115]
On the other hand, if the continuous transmission counter is 0 in step S90, the child device 3 temporarily terminates the continuous transmission of the frame to the parent device 1 and performs a transmission application to the parent device 1 again in step S93. , The transmission of the suppression signal to the communication terminal 4 is started. Then, it is confirmed in step S94 that the frame from the communication terminal 4 stops, and when the frame from the communication terminal 4 stops, the suppression signal is stopped in step S95. Further, in step S96, the initial value of the continuous transmission counter is set based on the value of the other child device number counter, and the process returns to step S78 to wait for a frame from the communication terminal 4.
[0116]
If the interval between the frame transmitted from the communication terminal 4 and the previous frame is equal to or longer than a predetermined time in step S79 (if the transmission of the previous frame has been completed in this example), the process proceeds to step S80. First, the frame is temporarily stored in a temporary storage device such as a FIFO and the like, and waits until the transmission timing. Then, in step S81, the optical line is monitored, and an optical line empty notification signal from the master unit 1 is detected. At this time, if an optical line free notification signal cannot be detected within a predetermined time, a timeout occurs in step S88, and the communication terminal 4 is suppressed by the processing after step S93, and the process returns to step S78 and returns from the communication terminal 4 again. Monitor transmissions.
[0117]
On the other hand, if the optical line vacancy notification signal is detected in step S81, a transmission application signal is sent to the base unit 1 in step S82, and a reply of the transmission permission signal from the base unit 1 is waited in step S83. If the transmission permission signal is not returned from the base unit 1 within a predetermined time, the timeout occurs in step S89, the communication terminal 4 is suppressed by the processing in step S93 and the subsequent steps, and the process returns to step S78 to return to the communication terminal again. 4 is monitored for transmission.
[0118]
On the other hand, if the transmission permission signal from the base unit 1 can be detected in step S83, the continuous transmission permission number information included in the transmission permission signal returned from the base unit 1 is extracted in step 84, and the continuous transmission counter Set to the initial value of. Next, in step S85, an optical preamble as a synchronization signal is transmitted, and subsequently, in step S86, the frame that has been on standby is optically transmitted to the base unit 1, and in step S87, the value of the continuous transmission counter is decremented by one. And returns to step S35. Note that the present invention is not limited to 100 Mbps, but can be applied to transmission at a higher rate.
[0119]
【The invention's effect】
According to the present invention, a plurality of frames can be continuously transmitted from a slave unit to a master unit by a single transmission permission procedure, so that frame transmission can be performed efficiently and a single transmission permission procedure can be performed. Thus, since the number of frames that can be transmitted continuously is limited, it is possible to prevent a situation in which one slave unit exclusively uses the line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a half-duplex optical wireless communication system according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a timing at which a slave 3 continuously transmits frames to a master 1, and an example of a timing at which a suppression pseudo signal is generated.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of the timing at which the slave unit 3 continuously transmits frames to the master unit 1.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a base unit 1 according to the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a slave unit 3 according to the first embodiment.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a base unit 1 according to a second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a slave unit 3 according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing details of the operation of the master unit 1 in the first embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing details of another operation of the base unit 1 in the first embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing details of the operation of the slave unit 3 in the first embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing details of another operation of the slave unit 3 in the first embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing details of the operation of a master unit 1 in the second embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing details of the operation of the slave unit 3 in the second embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing details of another operation of the slave unit 3 in the second embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing frame timing in a conventional half-duplex optical wireless communication system.
[Explanation of symbols]
1: Master unit
3, 3a, 3b, 3c ... slave unit
4, 4a, 4b, 4c ... communication terminal

Claims (5)

複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムであり、
前記複数の子機における一の子機から前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信すると共に、前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を、前記親機の通信エリア内に存在する子機の数に応じて変化させるようにしたことを特徴とする半二重光無線通信システム。
A half-duplex optical wireless communication system for performing half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit,
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames from one of the plurality of slave units to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, the transmission of the information signal in frame units is performed. Starting, during the transmission of each of the frames, while transmitting an idle signal for a second period shorter than the first period required for the predetermined transmission permission procedure, and continuously without the predetermined transmission permission procedure. A half-duplex optical wireless communication system, wherein the upper limit number of the frames that can be transmitted by the mobile station is changed according to the number of slave units existing in the communication area of the master unit.
前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を、所定時間内に前記親機と通信を行った子機の数に応じて変化させたことを特徴とする請求項1記載の半二重光無線通信システム。2. The apparatus according to claim 1, wherein an upper limit number of the frames that can be continuously transmitted without the predetermined transmission permission procedure is changed according to the number of slaves that have communicated with the master within a predetermined time. A half-duplex optical wireless communication system as described. 複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける子機であり、
前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信する送信手段と、
前記親機が前記親機の通信エリア内に存在する他の子機に送信する送信許可信号を監視することで、前記親機の通信エリア内に存在する他の子機の数を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段における検出結果に応じて、前記送信手段が前記所定の送信許可手続なしに前記親機に連続して送信できる前記フレームの上限数を変化させるようにしたことを特徴とする半二重光無線通信システムにおける子機。
A slave unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit;
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, start transmission of the information signal in frame units, and during transmission of each frame. Transmitting means for transmitting an idle signal during a second period shorter than the first period required for the predetermined transmission permission procedure;
By detecting a transmission permission signal transmitted by the master unit to another slave unit existing in the communication area of the master unit, detecting the number of other slave units existing in the communication area of the master unit. Means,
The half-duplex light, wherein the transmission means changes an upper limit number of the frames that can be continuously transmitted to the parent device without the predetermined transmission permission procedure, according to a detection result by the detection means. A slave unit in a wireless communication system.
複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける親機であり、
前記複数の子機における一の子機から、複数のフレームからなる情報信号を受信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の受信を行う受信手段と、
前記複数の子機から送信される送信申請信号を監視することで、自機の通信エリア内に存在する子機の数を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段における検出結果又はこの検出結果に基づき決定される前記所定の送信許可手続なしに前記一の子機が連続して送信できる前記フレームの上限数に係る情報を前記一の子機に送信するようにしたことを特徴とする半二重光無線通信システムにおける親機。
A master unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit;
From one of the plurality of slave units, when receiving an information signal composed of a plurality of frames, after performing a predetermined transmission permission procedure, receiving means for receiving the information signal of the frame unit,
By monitoring the transmission application signal transmitted from the plurality of slaves, comprising a detecting means for detecting the number of slaves present in the communication area of the own device,
Transmits, to the one slave, information on the upper limit number of frames that can be continuously transmitted by the one slave without the detection result of the detection means or the predetermined transmission permission procedure determined based on the detection result. A master unit in a half-duplex optical wireless communication system, characterized in that:
複数の子機と1つの親機との間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムにおける子機であり、
前記親機に対して、複数のフレームからなる情報信号を送信するに際して、所定の送信許可手続を行ったうえで、前記フレーム単位の情報信号の送信を開始し、前記各フレームの送信の間には、前記所定の送信許可手続に要する第1の期間よりも短い第2の期間、アイドル信号を送信する送信手段を備え、
前記親機が検出した前記親機の通信エリア内に存在する子機の数又はこの数に基づき決定される前記所定の送信許可手続なしに前記親機に対して連続して送信できる前記フレームの上限数に係る情報を前記親機から受信し、この受信情報に基づき前記所定の送信許可手続なしに連続して送信できる前記フレームの上限数を変化させるようにしたことを特徴とする半二重光無線通信システムにおける子機。
A slave unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between a plurality of slave units and one master unit;
When transmitting an information signal composed of a plurality of frames to the master unit, after performing a predetermined transmission permission procedure, start transmission of the information signal in frame units, and during transmission of each frame. Comprises transmission means for transmitting an idle signal during a second period shorter than a first period required for the predetermined transmission permission procedure,
The number of slave units present in the communication area of the master unit detected by the master unit or the number of the slave units that can be continuously transmitted to the master unit without the predetermined transmission permission procedure determined based on this number. A half-duplex light, wherein information on an upper limit number is received from the master unit, and the upper limit number of the frames that can be continuously transmitted without the predetermined transmission permission procedure is changed based on the received information. A slave unit in a wireless communication system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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