JP2005184830A - 高速無線ｌａｎシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】 保安特性が優秀で、１００Ｍｂｐｓ以上の高速伝送速度を備える高速無線ＬＡＮシステムを提供する。
【解決手段】 高速無線ＬＡＮシステムにおいて、送受信データを暗号化してＵＷＢ通信方式でアクセスポイントと通信して、暗号化キーをＩＲ通信方式でアクセスポイントと通信する移動機器と、所定のサービス領域に設置されサービス領域に位置した移動機器と送受信データ及び暗号化キーをＵＷＢ及びＩＲ通信方式で通信して送受信データ及び暗号化キーを遠隔地のゲートウェイと光通信方式で送受信して移動機器とゲートウェイとの間を中継するアクセスポイントと、内部網と外部網との間の光インターフェースを提供してアクセスポイントと光通信方式で通信して送受信データ及び暗号化キーを送受信するゲートウェイサブモジュールを備え外部網から送信される加入者サービスをアクセスポイントに送るゲートウェイとを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮシステムに関し、特に、超広帯域(ＵＷＢ:Ultra Wide-band)通信方式及び赤外線(ＩＲ:Infra-Red)通信方式を利用した高速無線ＬＡＮシステムに関する。
現在、無線ＬＡＮシステムは、有線ＬＡＮシステムに比べて移動性に優れ、ケーブル接続が不必要であるという長所により、一般の使用者に広く普及している。現在、実用化している無線ＬＡＮシステムの通信方式は、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯域の高周波(Radio Frequency:ＲＦ)を搬送波として利用して、この搬送波にデータを載せて通信する方式が一般的である。このような無線ＬＡＮシステムは、現在２．４ＧＨｚ帯域で最大２２Ｍｂｐｓの伝送速度を提供し、５ＧＨｚ帯域で最大５４Ｍｂｐｓの伝送速度を提供している。
ところが、このような伝送速度のもとでは、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)によって提供される大容量、高速のサービスを既存の無線ＬＡＮシステムを通じて提供する場合には、家または事務室の中でのボトルネック現象が生じ、十分なサービスを提供することが難しい。
このような問題点を解決するために、最近では、既存の無線ＬＡＮシステムで使用する送信媒体として、ＲＦの代わりにＵＷＢ(Ultra Wide Broad band)を使用する方式が提案されている。ＵＷＢ信号を送信媒体として使用する高速無線ＬＡＮシステムにおいては、伝送速度を１００Ｍｂｐｓ以上とする高速送信が可能である。
ＵＷＢ基盤無線ＬＡＮシステムは、高速大容量サービスが可能であるという長所があるが、一方で、サービス可能領域が１０ｍ以内に制限される。したがって、ＵＷＢ基盤無線ＬＡＮシステムは、無線ＬＡＮサービス領域を拡大するために、一つのゲートウェイ(gateway)と、家または事務室内に適切に配置された複数のＤＡＰ(Dummy Access Point)とを有し、ゲートウェイとＤＡＰは、光ファイバによって互いに接続する構造を有する。
図１は、ＵＷＢ基盤高速光無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図である。図１には、ゲートウェイサブモジュール１３０と、複数のアクセスポイント(ＡＰ)１２０と、ノートブック型パーソナルコンピュータのような複数の移動機器(ＳＴＡ)１１０とを有するシステムが開示されている。なお、本システムの構成を、'ＵＷＢ over fiber'通信方式と呼ぶこととする。
また、図１では説明の便宜のために、ＡＰ１２０及び移動機器１１０をそれぞれ一つずつ示している。
図１を参照すると、まず、移動機器１１０は、送信データをＵＷＢ通信方式によるフォーマットに変調すると共に、ＵＷＢフォーマットのデータをもとのデータに復調し、ＵＷＢ信号をＡＰ１２０との間で無線送受信するＵＷＢモジュール１１２を備える。ＡＰ１２０は、移動機器１１０との間でＵＷＢ信号を無線送受信するＵＷＢアンテナ１２３と、光ファイバを通じてゲートウェイサブモジュール１３０との間でＵＷＢ信号を送受信するＵＷＢ光送受信機１２４とを備える。ゲートウェイサブモジュール１３０は、ＡＰ１２０と光ファイバを通じてＵＷＢ信号を送受信するＵＷＢ光送受信機１３４を備え、光送受信機１３４を通じて送信するデータをＵＷＢフォーマットに変調し、ＵＷＢフォーマットのデータをもとのデータに復調するＵＷＢモジュール１３２を備える。ＦＴＴＨによって大容量加入者サービスが提供され、ゲートウェイサブモジュール１３０は、ＦＴＴＨによって提供されたマルチメディア、ＶＯＤ(Video on Demand)、ＥＯＤ(Education on Demand)、ＡＯＤ(Audio on Demand)など、さまざまなサービスを各ＡＰ(ＤＡＰ)１２０または端末機、すなわち、移動機器１１０ごとにサービスの衝突なしに提供する。
図１に示してはいないが、ゲートウェイサブモジュール１３０の制御により、ＵＷＢ信号は、光ファイバ１５０を通じて適所に配置された複数のＡＰ１２０に伝達するようにすることも可能である。このとき、ＵＷＢ信号を光ファイバを通じて送信するために、ＵＷＢ信号を直接変調して送る方式を使用するが、この方式を'ＵＷＢ over fiber'方式という。'ＵＷＢ over fiber'方式技術を使用することで、適所に複数配置されたＡＰ１２０を使用して、ＵＷＢ信号の限られたサービス領域を、拡大することができる。
上記のようなＵＷＢ基盤高速無線ＬＡＮシステムは、ＲＦ信号の代わりにＵＷＢ信号を使用することで、１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ送信を実現することができる。
しかしながら、ＵＷＢ信号はＲＦ信号と同様に、媒体の特性上、障害物を容易に通過するため、潜在的に盗聴の危険性を内在しており、保安特性が脆弱であるという短所が指摘されている。保安特性を向上するために、ＷＥＰ(Wired Equivalent Privacy)または、ＡＥＳ(Advanced Encryption Standard)、そしてＷＰＡ(WI-FI Protected Access)のような暗号化技法及び認証方式を適用することも可能である。ところが、このような暗号化技法と認証方式の適用は、ＵＷＢシステムを構成する費用を増加させる一因となっている。
一方、物理的に保安特性に優れた信号送信技術としては、ＩＲ（赤外線）信号を使用する方式が提案されている。ＩＲ信号を利用した無線ＬＡＮシステムは、媒体の特性上、障害物を通過することができず、セキュリティを確実に確保できるという特徴がある。
図２は、ＩＲを利用した保安特性が優秀な無線ＬＡＮシステムの概念を示す図である。図２に示すように、ＩＲ無線ＬＡＮシステムは、ゲートウェイサブモジュール２３０と、ＡＰ２２０と、移動機器２１０とで構成される。移動機器２１０は、ＩＲ信号送受信のためのＩＲモジュール２１６とを備える。ＡＰ２２０は、移動機器２１０とＩＲ信号を送受信すると共に、ゲートウェイモジュール２３０と光ファイバ２４０、２５０を通じてＩＲ信号を送受信するＩＲ光送受信機２２４を備える。ゲートウェイサブモジュール２３０は、ＡＰ２２０と光ファイバ２４０、２５０を通じてＩＲ信号を送受信するＩＲ光送受信機２３４を備えたＩＲモジュール２３６を備える。
また、上述した構成で、ゲートウェイサブモジュール２３０と移動機器２１０は、ＡＰ２２０を経由せず、直接通信することもできる。
ゲートウェイサブモジュール２３０は、外部網から入力した信号をＩＲ信号に変調して、ＩＲ光送受信機２３４を通じてＡＰ２２０に送信する。ＡＰ２２０は、ゲートウェイサブモジュール２３０が送信したＩＲ信号を、ＩＲ光送受信機２２４で受信して、大気中に光アンテナ２２１を通じてＩＲ信号を再送信する。光アンテナ２２１は、大気中に可能な広い方向に信号を送る。大気中に送信されたＩＲ信号は、移動機器２１０のＩＲモジュール２１６を通じて受信されて、元の信号に復調することで、システム全体として通信がなされる。
このような構成で、ＡＰ２２０と移動機器２１０との間のＩＲ通信をする場合において、誰かが盗聴をしようとＩＲ信号を遮断した場合には、ＩＲ信号は、両者間で遮断され、送信することができなくなり、このような通信状態を把握することで盗聴の有無を確認することができる。
このように、ＩＲ信号を利用することで保安特性に優れた無線ＬＡＮシステムを実現することができる。
しかしながら、上述したＩＲ信号は、視力保護規定(eye-safety regulation)によって出力が制限されている。例えば、波長６５０ｎｍの赤外線の場合は、出力電力が０．２ｍｗ以内に制限される。このような出力電力の制限は、伝送速度を数Ｍｂｐｓ以内に制限することとなり、ＩＲ信号を利用して高速無線ＬＡＮシステムを実現するためには、さらなる研究が必要な状態である。
上述したように、無線ＬＡＮシステムの移動性と利便性にもかかわらず、大部分の企業ではセキュリティ上の理由で、一部の部署または一部の社員のみに無線ＬＡＮの使用を許可しているのが実情である。セキュリティが確保されない無線ＬＡＮシステムは、企業の大規模な導入の大きな障害となっており、セキュリティが確保された無線ＬＡＮシステムが切実に望まれている。
上記背景に鑑みて、本発明は、保安特性が優秀で、１００Ｍｂｐｓ以上の高速伝送速度を備える高速無線ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。
また、本発明では、より低コストで保安特性が優秀な高速無線ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。
本発明で提案する高速無線ＬＡＮシステムはセキュリティを確保するために、ＵＷＢ通信方式により所定の暗号化方式によって、もとのデータを暗号化して送信し、暗号化キーは、セキュリティが確保されるＩＲ通信方式により送信することを特徴とする。これにより、ＩＲ通信方式により暗号化キーを送信すると同時に、ＵＷＢ通信方式により高速無線データ通信がなされる。
このように、本発明による高速無線ＬＡＮシステムは保安用暗号化キー信号を、保安特性が優秀なＩＲ信号により送信し、１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ信号をＵＷＢ通信方式により送信することで、セキュリティが確保された高速無線ＬＡＮシステムを構成することが可能となる。
本発明の高速無線ＬＡＮシステムは、低コストで保安特性が優秀で、１００Ｍｂｐｓ以上の高速の伝送速度を備えることができる。本発明の高速無線ＬＡＮシステムを利用してセキュリティが必要な国家機関、研究所、金融機関などで超高速無線ＬＡＮシステムの構築を促進することができ、併せて、一般家庭に光システムの導入をすることが可能となる。
以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通に使用するものとする。
図３は、本発明の第１実施形態の高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図である。図３を参照すると、本発明の第１実施形態の高速無線ＬＡＮシステムは大きく、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合アクセスポイント(ＡＰ)３２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器（ＳＴＡ）３１０で構成される。
ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合アクセスポイント(ＡＰ)３２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器（ＳＴＡ）３１０とは、保安用暗号化キーを、保安特性が優秀なＩＲ通信方式により送受信する機能部であるＩＲモジュール３１６、３３６及び、ＩＲ光送受信機３２４ｂ、３３４ｂを備え、１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ信号をＵＷＢ信号により送受信するＵＷＢモジュール３１２、３３２及び、ＵＷＢ光送受信機３２４a、３３４aを備える。本実施形態において、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０とＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０との間は、光ファイバ３４０、３５０を通じて互いに接続し、'ＵＷＢ over fiber'方式を使用して、ＵＷＢ信号をＵＷＢ光送受信機３２４ａ、３３４ａを通じて変復調して、光信号として光ファイバを通じて送信する。
ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０とＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０との間で高速データ送信用として使用される'ＵＷＢ over fiber'方式の信号と、保安暗号化キーとして使用されるＩＲ信号は、互いに異なる別個の光ファイバを通じて送ることもでき、同一の光ファイバを通じて送ることもできる。図３においては、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０との間には、送信用と受信用光ファイバを別個に用意して、送信用及び受信用光ファイバにＵＷＢ信号とＩＲ信号をともに送受信する。ＵＷＢ光送受信機３２４ａ、３３４ａ及び、ＩＲ光送受信機３２４ｂ、３３４ｂに入出力するＵＷＢ信号とＩＲ信号は、光信号結合/分配機３２６ａ〜３２６ｄにより結合及び分配される。以下、各機能部の構成及び動作をより詳しく説明する。
ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０は、内部網と外部網との間の光インターフェースを提供する役割を遂行する。また、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０は、ＵＷＢ光送受信機３３４ａと、ＵＷＢモジュール３３２と、ＩＲ光送受信機３３４ｂと、ＩＲモジュール３３６を備える。ＵＷＢ光送受信機３３４ａは、ＵＷＢモジュール３３２のＰＨＹ階層部（物理階層部）から送信された１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ信号（送受信データ信号）を、光ファイバを通じて送受信する光送受信機である。ＩＲ光送受信機３３４ｂは、保安用暗号化キー信号をＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０を経由して、移動機器３１０に送受信する保安用送受信機である。このとき、ＵＷＢモジュール３３２のＭＡＣ(Media Access Control)階層部は、高速データ用信号をＵＷＢ ＰＨＹ階層部を通じて送受信し、保安用暗号化信号をＩＲ光送受信機３３４ｂと送受信して、不図示の上位階層で、高速データ信号と保安用暗号化キー信号とをインターフェースする役割を担当する。なお、上位階層とは、例えば、ＴＣＰ／ＩＰの５層（layer）において、Data link layer（MAC）上位のＬ３（Network layer）からＬ５(Application layer)までのことをいう。また、ここでいう「インターフェースする」とは、例えば、上位階層において、暗号化された送受信データを暗号化キーを用いて復号化する処理を実行することなどをいう。
ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０は、ＵＷＢアンテナ３２３を備えるＵＷＢ光送受信機３２４ａと、ＩＲ光アンテナ３２１を備えるＩＲ光送受信機３２４ｂとを備える。このとき、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０の、ＵＷＢ光送受信機３２４aとＵＷＢアンテナ３２３とは、無線により、高速データ信号を移動機器３１０に送信し、移動機器３１０から受信したＵＷＢ信号を、光ファイバ３４０を介して、ＵＷＢ併合ゲートウェイサブモジュール３３０に送信する。
また、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０のＩＲ光送受信機３２４ｂとＩＲ光アンテナ３２１とは、移動機器３１０とＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０との間の保安用暗号化キー信号を送受信する。
このとき、ＩＲ光アンテナ３２１は、ＩＲ信号を送受信するのに十分な収容角(acceptance angle)を有するように設計されている。そして、使用されるＩＲ信号は、視力保護規定(eye-safety regulation)を満足する十分に低い電力で通信可能に設計されている。
ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０は、ＵＷＢアンテナ３１３を備えるＵＷＢモジュール３１２と、ＩＲ光アンテナ３１１を備えるＩＲモジュール３１６を備える。ＵＷＢアンテナ３１３を備えるＵＷＢモジュール３１２は、高速データ信号をＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０との間の送受信を行うために使用される。ＩＲ光アンテナ３１１を備えるＩＲモジュール３１６は、保安用暗号化キー信号を、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０との間で送受信を行うために使用される。ＵＷＢモジュール３１２のＵＷＢ・ＰＨＹ階層部は、ＵＷＢアンテナ３１３を通じて送受信される高速データ信号を、ＵＷＢ・ＭＡＣ階層部に伝達する役割を遂行する。
このとき、ＩＲ光アンテナ３１１を通じて送受信される保安用暗号化キー信号は、ＩＲモジュール３１６からＵＷＢ・ＭＡＣ階層部に送受信され、逆の場合も同様である。また、ＵＷＢモジュール３１２のＭＡＣ階層部は、高速データ用信号をＵＷＢ・ＰＨＹ階層部を通じてＵＷＢアンテナ３１３により送受信して、保安用暗号化信号をＩＲモジュール３１６で送受信して、暗号化信号をカプセル化(encapsulation)または、逆カプセル化(decapsulation)することにより、上位階層で暗号化信号と高速データ信号とをインターフェースする。
図４は、本発明の第２実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図である。図４に示す高速無線ＬＡＮシステムを、図３に示す高速無線ＬＡＮシステムと比較した場合では、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０とＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０との間に存在する光ファイバが一つである点で差異がある。すなわち、図４に示す高速無線ＬＡＮシステムでは、高速データ送信用ＵＷＢ信号と保安用暗号化キー送信用のＩＲ信号が、ＣＷＤＭ(Coarse Wavelength Division Multiplexing：低密度ＷＤＭ)となり、一つの光ファイバ４４０を通じて送信される。
図４に示す高速無線ＬＡＮシステムの構成をより詳しく見ると、図４に示す高速無線ＬＡＮシステムは、図３に示すシステムのように、大きくＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とで構成されている。ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とは、保安用暗号化キー信号を、保安特性が優秀であるＩＲ信号により送受信する機能部であるＩＲモジュール３１６、４３６及び、ＩＲ光送受信機４２４ｂ、４３４ｂを各々備える。そして、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とは、１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ信号をＵＷＢ信号により送受信するＵＷＢモジュール３１２、４３２及び、ＵＷＢ光送受信機４２４ａ、４３４ａを備える。
このとき、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０の構成及び動作は、図３のシステムの構成及び動作と同様であるが、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０とＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０は、一つの光ファイバ４４０にＵＷＢ信号とＩＲ信号を多重化して送受信するためのＣＷＤＭ４２８、４３８をそれぞれ備えている。ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール４３０が備えるＣＷＤＭ４３８は、ＵＷＢ光送受信機４３４ａで送信する信号とＩＲ光送受信機４３４ｂで送信する信号とを多重化して、一つの光ファイバ４４０を通じて、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０のＣＷＤＭ４２８に送信し、また、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０のＣＷＤＭ４２８から送信される多重化された光信号を逆多重化して、ＵＷＢ光送受信機４３４ａとＩＲ光送受信機４３４ｂとに送信する。同様に、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ４２０のＣＷＤＭ４２８は、ＵＷＢ光送受信機４２４ａとＩＲ光送受信機４２４ｂとの送受信信号を多重化/逆多重化する。
一方、図３及び図４に示す高速無線ＬＡＮシステムでは、保安用暗号化キー信号と高速データＵＷＢ信号を、それぞれＩＲ信号と'ＵＷＢ over fiber'方式で送信するために、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０、４３０及びＡＰ３２０、４２０に、それぞれＩＲ送信用の光送受信機とＵＷＢ送信用の光送受信機を備えている。ところが、このようなＩＲ及びＵＷＢ送信用の光送受信機を、各ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール及びＡＰに設けることは、システム構築において相当な費用の負担となる。したがって、このような費用負担を減らすために、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール及びＡＰに、ＩＲ及びＵＷＢ送信用の光送受信機を備える構成の以外に、他の構成を採るとことも可能である。
図５は、本発明の第３実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図である。図５に示す高速無線ＬＡＮシステムは、図３及び図４に示すシステムと同様に、大きくＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０と、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０とで構成されている。ＩＲ信号により保安用暗号化キー信号を送受信するとともに、ＵＷＢ信号により高速でデータを送受信するために、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０は、互いに異なる中心波長を有する２チャンネルアレイ(array)光送受信モジュール５３５を使用する。
このような２チャンネルアレイ光送受信モジュール５３５としては、２チャンネルＢＩ−ＤＩ(Bi-Directional)モジュールを使用することが可能である。ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０のＣＷＤＭ５３８は、２チャンネルアレイ光送受信モジュール５３５から出力するＵＷＢ信号及びＩＲ信号を多重化して、一つの光ファイバ５４０を通じて、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０のＣＷＤＭ５２８に送信して、同様に、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０のＣＷＤＭ５２８から送信される多重化された光信号を逆多重化して、２チャンネルアレイ光送受信モジュール５３５にそれぞれ提供する。
ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０には、図３、４に示すＵＷＢ、ＩＲ光送受信機の代りに、一つのＳＯＡ(Semiconductor Optical Amplifier)５２５を使用する。ＳＯＡ５２５は、ＣＷＤＭ５２８とＵＷＢアンテナ５２３との間に設けられ、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０から送信され、ＣＷＤＭ５２８を通じて受信したＵＷＢ信号に該当する光信号を、電流に変換して、ＵＷＢアンテナ５２３により無線送信し、一方で、ＩＲ信号を直接ＩＲアンテナ５２１に送信する。
同様に、ＳＯＡ５２５は、ＵＷＢアンテナ５２３を通じて受信したＵＷＢ信号に従って利得を増幅した光信号を出力して、ＣＷＤＭ５２８に送信し、また、ＩＲ光アンテナ５２１を通じて入力したＩＲ信号は、ＣＷＤＭ５２８に送信されて、ＣＷＤＭ５２８は、ＳＯＡ５２３及びＩＲ光アンテナ５２１から出力するＵＷＢ信号及びＩＲ信号を多重化して、一つの光ファイバ５４０を通じて、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０のＣＷＤＭ５３８に送信して、逆に、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０のＣＷＤＭ５２８から送信された多重化された光信号を逆多重化して、ＳＯＡ５２５及びＩＲアンテナ５２１に送信する。
上述したＳＯＡ５２５の動作は、ＳＯＡ５２５への注入電流(injection current)を調節する電流制御部(Ctrl current)５２６によって設定される。これをより詳しく説明すれば、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０からＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０にデータを送信する下り通信がなされる場合には、電流制御部５２６は、ＳＯＡ５２５のスレッシュホールド電流(threshold current)未満の電流を印加して、ＳＯＡ５２５が光検出器として動作するようにする。そして、ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０からＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０にデータを送信する上がり通信である場合には、電流制御部５２６は、ＳＯＡ５２５にスレッシュホールド電流以上の電流を印加することで、該当通信データがＳＯＡ５２５によって利得を得るようにする。
図５に示すシステムで、ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０は単に、ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール５３０とＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０との間の信号伝達の役割のみを遂行するように構成される。
本実施形態のＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ５２０では、図３及び図４に示す保安用として使用されるＩＲ光送受信機を使用しないので、送信特性が良い１３００ｎｍ帯域または１５００ｎｍ帯域の光源を使用するようにすることにより、ＩＲ光送受信機を備える場合と比べて生じうる信号損失を補うことが可能である。
図６は、本発明の第４実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの概略的ブロック構成図である。図６に示す高速無線ＬＡＮシステムは、家庭及び会社、一つの建物及び複数の隣接する建物などに設置することができるものであり、複数のＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０-１〜３３０-ｎを含むゲートウェイ６２０と、ゲートウェイ６２０の各ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０-１〜３３０-ｎとそれぞれ接続するＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０-１〜３２０-ｎで構成される。ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０-１〜３２０-ｎは、各々サービスが可能な領域に対してサブネットワーク６１０-１〜６１０-ｎを形成する。それぞれのサブネットワーク６１０-１〜６１０-ｎには、対応するＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０−１〜３２０−ｎと通信する複数のＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０−１〜３１０−ｎを備える。
各ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器３１０−１〜３１０−ｎは、それぞれ接続するＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０−１〜３２０−ｎと、暗号化キーを、ＩＲ信号を通じて送受信して、また高速データ信号をＵＷＢ信号により送信して、各ＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０−１〜３２０−ｎは、それぞれ光ファイバを通じて、対応するＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０−１〜３３０−ｎとＵＷＢ信号及びＩＲ信号を送受信する。ゲートウェイ６２０は、ＮＩ(Network Interface)モジュール３４０を利用してＦＴＴＨを通じて提供されるマルチメディア、ＶＯＤ、ＥＯＤ、ＡＯＤなど、さまざまなサービスを対応するＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール３３０−１〜３３０−ｎで分配して、これをＵＷＢ/ＩＲ併合ＡＰ３２０−１〜３２０−ｎ、または、移動機器３１０−１〜３１０−ｎでサービスの衝突なしに提供する。
なお、上記各実施形態において、通信に使用する光は、主に赤外線（ＩＲ）としたが、可視光等の赤外線以外の光を通信に使用することも当然に可能である。
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
従来の超広帯域(ＵＷＢ:Ultra Wide-band)通信方式の高速光無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図。 従来の赤外線通信方式の無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図。 本発明の第１実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図。 本発明の第２実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図。 本発明の第３実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの主要部のブロック図。 本発明の第４実施形態による高速無線ＬＡＮシステムの概略ブロック構成図。
符号の説明
３１０：ＵＷＢ/ＩＲ併合移動機器
３１１：ＩＲ光アンテナ
３１２：ＵＷＢモジュール
３１３：ＵＷＢアンテナ
３１６：ＩＲモジュール
３２０：ＵＷＢ/ＩＲ併合アクセスポイント
３２１：ＩＲ光アンテナ
３２３：ＵＷＢアンテナ
３２４ａ：ＵＷＢ光送受信機
３２４ｂ：ＩＲ光送受信機
３２６：光信号結合/分配機
３３０：ＵＷＢ/ＩＲ併合ゲートウェイサブモジュール
３３２：ＵＷＢモジュール
３３４ａ：ＵＷＢ光送受信機
３３４ｂ：ＩＲ光送受信機
３３６：ＩＲモジュール
３４０、３５０：光ファイバ

Claims (8)

  1. 送受信データ信号を所定の暗号化方式で暗号化し、ＵＷＢ(Ultra Wide-band)通信方式で通信すると共に、暗号化キー信号をＩＲ(Infra-Red)通信方式で通信する移動機器と、
    複数のサービス領域にそれぞれ設置され、該サービス領域に位置する前記移動機器と前記暗号化された送受信データ信号を前記ＵＷＢ通信方式で受信すると共に、前記暗号化キー信号を前記ＩＲ通信方式で受信し、前記移動機器からの前記送受信データ信号及び前記暗号化キー信号を光ファイバ通信方式で中継する複数のアクセスポイントと、
    内部網と外部網との間の光インターフェースを備え、前記複数のアクセスポイントと、それぞれ前記光ファイバ通信方式で通信し、前記送受信データ信号及び前記暗号化キー信号を送受信する複数のゲートウェイサブモジュールを備え、前記外部網から送信される加入者サービスを、前記各アクセスポイントに送信するゲートウェイと、
    を備えることを特徴とする高速無線ＬＡＮシステム。
  2. 前記移動機器は、
    前記暗号化キー信号を前記ＩＲ通信方式で前記アクセスポイントと送受信するＩＲモジュールと、
    ＵＷＢアンテナを通じて前記送受信データ信号を前記アクセスポイントと前記ＵＷＢ通信方式で送受信し、ＵＷＢ・ＰＨＹ階層では、前記ＵＷＢアンテナを通じて送受信された前記送受信データ信号をＵＷＢ・ＭＡＣ(Media Access Control)階層に伝達し、前記ＵＷＢ・ＭＡＣ階層では、前記ＵＷＢ・ＰＨＹ階層を通じて前記送受信データ信号をやり取りすると共に、前記暗号化キー信号を前記ＩＲモジュールとやり取りをし、上位階層で、前記送受信データ信号及び前記暗号化キー信号とをインターフェースするＵＷＢモジュールと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  3. 前記ゲートウェイサブモジュールは、
    前記送受信データ信号を、第１の光ファイバと第２の光ファイバを通じて、対応する前記アクセスポイントと送受信するＵＷＢ光送受信機と、
    前記暗号化キー信号を、第１の光ファイバと第２の光ファイバを通じて、対応する前記アクセスポイントと送受信するＩＲ光送受信機と、
    ＵＷＢ・ＰＨＹ階層では、前記送受信データ信号を前記ＵＷＢ光送受信機と送受信し、
    ＵＷＢ・ＭＡＣ(Media Access Control)階層では、前記送受信データ信号を前記ＵＷＢ・ＰＨＹ階層を通じてやり取りすると共に、前記暗号化キー信号を前記ＩＲ光送受信機とやり取りをし、上位階層で、前記送受信データ信号及び前記暗号化キー信号とをインターフェースするＵＷＢモジュールと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  4. 前記アクセスポイントは、
    前記ゲートウェイサブモジュールから前記第１の光ファイバを通じて送信された前記送受信データ信号を、前記移動機器へＵＷＢアンテナを通じて前記ＵＷＢ(Ultra Wide-band)通信方式で無線送信し、前記ＵＷＢアンテナが受信した前記移動機器からの前記送受信データ信号を、前記ゲートウェイサブモジュールに前記第２の光ファイバを通じて送信するＵＷＢ光送受信機と、
    前記ゲートウェイサブモジュールから、前記第１の光ファイバを通じて送信された前記暗号化キー信号を、前記移動機器へＩＲアンテナを通じて送信し、前記移動機器から前記ＩＲアンテナが受信した前記暗号化キー信号を、前記ゲートウェイサブモジュールに前記第２の光ファイバを通じて送信するＩＲ光送受信機と、
    を備えることを特徴とする請求項３に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  5. 前記ゲートウェイサブモジュールは、
    対応する前記アクセスポイントと一つの光ファイバを通じて送受信する前記送受信データ信号と前記暗号化キー信号を、多重化及び逆多重化するＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexer)モジュールと、
    前記送受信データ信号を、前記ＷＤＭモジュールを通じて、前記アクセスポイントと送受信するＵＷＢ光送受信機と、
    前記暗号化キー信号を、前記ＷＤＭモジュールを通じて、前記アクセスポイントと送受信するＩＲ光送受信機と、
    ＵＷＢ・ＰＨＹ階層では、前記送受信データ信号を前記ＵＷＢ光送受信機と送受信して、ＵＷＢ・ＭＡＣ(Media Access Control)階層では、前記送受信データ信号を、前記ＵＷＢ ＰＨＹ階層を通じてやり取りをすると共に、前記暗号化キー信号を前記ＩＲ光送受信機とやり取りをし、上位階層で、前記送受信データ信号及び前記暗号化キー信号とをインターフェースするＵＷＢモジュールと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  6. 前記アクセスポイントは、
    前記ゲートウェイサブモジュールと前記一つの光ファイバを通じて送受信する前記送受信データ信号と前記暗号化キー信号とを、多重化及び逆多重化するＷＤＭユニットと、
    前記ＷＤＭユニットを通じて送信された前記送受信データ信号を、前記移動機器にＵＷＢアンテナを通じて前記ＵＷＢ通信方式で無線送信し、前記移動機器からの前記ＵＷＢアンテナによって受信された送受信データ信号を、前記ゲートウェイサブモジュールに前記一つの光ファイバを通じて送信するＵＷＢ光送受信機と、
    前記ＷＤＭユニットを通じて受信した暗号化キー信号を、ＩＲアンテナを通じて送信し、前記移動機器から前記ＩＲアンテナを通じて受信した暗号化キー信号を、前記一つの光ファイバを通じて前記ゲートウェイサブモジュールに送信するＩＲ光送受信機と、
    を備えることを特徴とする請求項５に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  7. 前記ゲートウェイサブモジュールは、
    互いに異なる中心波長を有するチャンネル別にそれぞれ前記ＩＲ通信方式による暗号化キー信号及び前記ＵＷＢ信号方式による送受信データ信号とを送受信する２チャンネルアレイ光送受信モジュールと、
    前記２チャンネルアレイ光送受信モジュールの前記ＩＲ通信方式による暗号化キー信号及び前記ＵＷＢ通信方式による送受信データ信号とを多重化及び逆多重化して、一つの光ファイバを通じて前記アクセスポイントと送受信するＷＤＭモジュールと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
  8. 前記アクセスポイントは、
    前記ゲートウェイサブモジュールと前記一つの光ファイバを通じて送受信する前記送受信データ信号と前記暗号化キー信号とを、多重化及び逆多重化するＷＤＭユニットと、
    前記ゲートウェイサブモジュールから送信され前記ＷＤＭユニットを通じて受信した前記送受信データ信号に該当する光信号を電流に変換して、ＵＷＢアンテナを通じて無線送信し、前記ＵＷＢアンテナを通じて受信した前記送受信データ信号に従って利得が増幅された光信号を出力して前記ＷＤＭユニットを通じて前記ゲートウェイサブモジュールに送信するＳＯＡ(Semiconductor Optical Amplifier)と、
    前記ＷＤＭユニットを通じて受信した暗号化キー信号を、前記移動機器に前記ＩＲ通信方式で送信し、前記ＷＤＭユニットを通じて前記ゲートウェイサブモジュールに送信するために前記移動機器から送信された暗号化キー信号を受信するＩＲ光アンテナと、
    を備えることを特徴とする請求項７に記載の高速無線ＬＡＮシステム。
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