JP2004179984A - Semi-duplex optical wireless communication system and master and slave machines used in system - Google Patents
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Abstract
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
[0006]
Hereinafter, frame transmission / reception timing in the half-duplex optical wireless communication system in which the transmission procedure in the transmission from the
[0007]
FIG. 15 shows a conventional example in which a signal in a frame unit transmitted from the
[0008]
First, in FIG. 15, when the
[0009]
In FIG. 15, an example has been described in which the frames F1 to F3 received from the
[0010]
As described above with reference to FIG. 15, according to the half-duplex optical wireless communication, when the
[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
[0013]
Furthermore, as described above, in the transmission from the
[0014]
On the other hand, the minimum frame interval of a frame transmitted from the
[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
[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
[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
[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
[0024]
FIG. 2 shows the basic signal transmission / reception timing when the frame F1 generated by the
[0025]
When receiving the transmission application signal (RQ), the
[0026]
When detecting the next frame F2 from the
[0027]
Similarly, if the next frame F3 is transmitted from the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
Here, after receiving frame F3 from
[0030]
Here, the method described with reference to FIG. 2 shows that the
[0031]
Therefore, in the present invention, in order to prevent the above-mentioned
[0032]
In FIG. 3, when transmitting a frame F1 generated by the
[0033]
When receiving the optical line transmission application signal (RQ), the
[0034]
The
[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
[0036]
Next, as shown at T26 in the figure, the frame F (N + 1) 'retransmitted from the
[0037]
As described above, in the present embodiment, the upper limit N of the number of continuous transmission frames of the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
Here, after receiving frame FN from
[0040]
Next, an embodiment of the
[0041]
On the other hand, in the second embodiment, the
[0042]
Hereinafter, the
[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
[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
[0045]
The optical line transmission permission
[0046]
When it becomes necessary to suppress the signal from the trunk line, the wire line suppression pseudo
[0047]
The wired line receiving unit 14 receives the data from the trunk line 2 and transmits the received data to the wired line
[0048]
The optical line transmission
[0049]
The optical line output
[0050]
In addition, after starting the reception of the transmission frame from the
[0051]
Next, the
[0052]
The wired
[0053]
The optical line transmission
[0054]
The optical
[0055]
The optical
[0056]
The optical line transmission permission
[0057]
The optical line
[0058]
The wire line suppression pseudo
[0059]
The
[0060]
Next, the operation of the
[0061]
8, the control means 13 (FIG. 4) of the
[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
[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
[0064]
Next, there is a request for optical transmission from the
[0065]
In FIG. 9, first, the
[0066]
Then, when the transmission permission signal is transmitted, it is checked in step S15 whether or not there is light emission from the
[0067]
If a frame from the
[0068]
When the frame received in step S18 ends, it is confirmed in step S19 whether light emission (carrier) from the
[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
[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
[0072]
In FIG. 10, first, at step S25, it is monitored whether or not there is a transmission from the
[0073]
Here, if the signal is not a transmission permission signal to another
[0074]
If it is determined in step S26 that the transmission from the
[0075]
Next, the flow of processing in the
[0076]
In FIG. 11, first, in step S35, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the
[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
[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
[0079]
On the other hand, if the continuous transmission counter is 0 in step S46, the
[0080]
If the interval between the frame transmitted from the
[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
[0082]
If the transmission permission signal from the
[0083]
Next, a
[0084]
The optical signal received by the optical
[0085]
The optical
[0086]
The slave unit
[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
[0088]
The wired
[0089]
The optical line transmission timing delay unit 55 receives the signal sent from the wired
[0090]
The optical line output signal switching unit 57 includes an optical line transmission permission signal from the optical line transmission permission
[0091]
In addition, after starting the reception of the transmission frame from the
[0092]
Next, a
[0093]
The wired
[0094]
The optical line transmission
[0095]
The optical
[0096]
The optical line receiving section 68 receives the optical signal sent from the
[0097]
The optical line transmission permission
[0098]
The optical line
[0099]
The wire line suppression pseudo
[0100]
The
[0101]
Next, the operation of the
[0102]
Hereinafter, there is an application for optical transmission from the
[0103]
In FIG. 12, first, the
[0104]
The slave unit number counter counts the number of operating
[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
[0106]
When the transmission permission signal is transmitted, it is checked in step S58 whether or not there is light emission from the
[0107]
If a frame from the
[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
[0109]
Next, the operation of the
[0110]
In FIG. 13, first, in step S68, it is monitored whether or not there is a transmission from the
[0111]
Next, the flow of processing in the
[0112]
In FIG. 14, first, in step S78, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the
[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
[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
[0115]
On the other hand, if the continuous transmission counter is 0 in step S90, the
[0116]
If the interval between the frame transmitted from the
[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
[0118]
On the other hand, if the transmission permission signal from the
[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
FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of the timing at which the
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 8 is a flowchart showing details of the operation of the
FIG. 9 is a flowchart showing details of another operation of the
FIG. 10 is a flowchart showing details of the operation of the
FIG. 11 is a flowchart showing details of another operation of the
FIG. 12 is a flowchart showing details of the operation of a
FIG. 13 is a flowchart showing details of the operation of the
FIG. 14 is a flowchart showing details of another operation of the
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)
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.
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:
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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JP2002344107A JP2004179984A (en) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | Semi-duplex optical wireless communication system and master and slave machines used in system |
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JP2008172642A (en) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Sharp Corp | Radio communication device |
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- 2002-11-27 JP JP2002344107A patent/JP2004179984A/en active Pending
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