JP3107966B2 - 構内情報通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光発信手段及び光受信
手段を少なくとも備えた親機と、光発信手段及び光受信
手段を少なくとも備えた複数の子機との間で光を伝送媒
体として空間に発信された光情報信号を相互に（双方向
に）無線交信する際、複数の子機同士が衝突することな
く親機と無線交信できるよう構成した構内情報通信シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、構内情報通信システムはＬＡ
Ｎ（ローカル・エリア・ネットワーク）とも呼称されて
おり、例えば同一建物内，同一敷地内，学校のキャンパ
ス内など比較的狭い範囲内で、パソコン(Personal Comp
uter），プリンタなどのＯＡ(Office Automation）用の
端末機器を複数台用意して各端末機器間を、有線及び／
又は無線を介して情報信号の授受を行うことができるシ
ステムである。

【０００３】ところで、複数の端末機器間で情報信号の
授受を行う方法の一例として、光を伝送媒体とした光無
線データ伝送システムが特開平５−３３６１１５号公報
に開示されている。

【０００４】図９は従来例の光無線データ伝送システム
を説明するための構成図、図１０は従来例の光無線デー
タ伝送システムにおいて、親機と複数の子機との間で無
線交信する際に生じる複数の子機同士の衝突現象を説明
するためのタイミングチャートである。

【０００５】図９に示した従来例の光無線データ伝送シ
ステム１００は、特開平５−３３６１１５号公報に開示
されており、ここで従来例の光無線データ伝送システム
１００について簡略に説明すると、光発信手段及び光受
信手段を少なくとも備えた親機１０１には端末機器１０
２が有線で接続されている。また、親機１０１と従属し
て同一空間（同一無線交信エリア）内に分離して設置さ
れ、且つ、光発信手段及び光受信手段を少なくとも備え
た複数の子機１０３（１０３Ａ〜１０３Ｄ）にも端末機
器１０４（１０４Ａ〜１０４Ｄ）が有線で夫々接続され
ている。この際、親機１０１及び子機１０３内の光発信
手段は、図示を省略するものの、変調した電気的な情報
信号を発光素子を用いて光情報信号に変換してこの光情
報信号を発光素子から空間に発信する機能を備えてい
る。一方、親機１０１及び子機１０３内の光受信手段
は、図示を省略するものの、空間に発信された光情報信
号を受光素子を用いて光電変換した後に元の電気的な情
報信号に復調する機能を備えている。

【０００６】そして、親機１０１と複数の子機１０３
（１０３Ａ〜１０３Ｄ）との間で親機１０１と接続した
端末機器１０２の情報信号又は子機１０３と接続した端
末機器１０４（１０４Ａ〜１０４Ｄ）の情報信号を光を
伝送媒体とした光情報信号により相互に光無線で交信し
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成に
よる従来例の光無線データ伝送システム１００では、親
機１０１と複数の子機１０３（１０３Ａ〜１０３Ｄ）と
が同一空間（同一無線交信エリア）内に分離して設置さ
れ、且つ、複数の子機１０３（１０３Ａ〜１０３Ｄ）同
士はお互いに交信状態を認識し合っているわけではない
ので、例えば一つの子機１０３Ａが親機１０１と光情報
信号を交信している時に、他の隠れた子機１０３Ｂ〜１
０３Ｄも親機１０１と交信しようと光情報信号を発信し
てしまい、これにより図１０に示したような複数の子機
１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）同士の衝突現象が生じて
しまう。

【０００８】即ち、親機１０１と子機１０３Ａとは通信
可能だが、子機１０３Ｂとは通信不可能と言う状態が存
在することになる。この場合、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に
そのタイミングチャートを示すが、子機１０３Ａが図１
０（Ａ）に示したような子機送信信号１０３ａを親機１
０１に送信している時、子機１０３Ｂは子機１０３Ａの
子機送信信号１０３ａを認識することができないので、
子機１０３Ｂは図１０（Ｂ）に示したような子機送信信
号１０３ｂを親機１０１に送信してしまい、親機１０１
の受信信号は図１０（Ｃ）に示したように両子機送信信
号１０３ａ，１０３ｂを受信した際に重なりあって衝突
現象を起こし、両子機送信信号１０３ａ，１０３ｂを途
中で壊す可能性があるなどの問題が生じている。

【０００９】そこで、従来例の光無線データ伝送システ
ム１００を応用して、各種の端末機器間の情報信号を光
を伝送媒体として相互に光無線で交信するための構内情
報通信システムを構築する際、親機と従属する複数の子
機を同一空間（同一無線交信エリア）内に分離して設置
しても、複数の子機同士の衝突現象を生じさせることな
く、親機と子機との間で光情報信号を良好に無線交信で
きる構内情報通信システムが望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、第１の発明は、イーサネット環
境下で電気的な情報信号を伝送するＬＡＮケーブルと必
要に応じて接続され、且つ、変調した電気的な情報信号
を発光素子を用いて光情報信号に変換してこの光情報信
号を該発光素子から空間に発信する光発信手段と、前記
空間に発信された光情報信号を受光素子を用いて光電変
換した後に元の電気的な情報信号に復調する光受信手段
とを備えた親機と、前記親機と前記空間内で従属して設
けられ、且つ、変調した電気的な情報信号を発光素子を
用いて光情報信号に変換してこの光情報信号を該発光素
子から前記空間に発信する光発信手段と、前記空間に発
信された光情報信号を受光素子を用いて光電変換した後
に元の電気的な情報信号に復調する光受信手段とを備え
た複数の子機と、前記子機と接続され、且つ、該子機と
の間で情報信号を相互に授受する端末機器と、前記親機
と前記子機との間に必要に応じて設置され、且つ、該親
機と該子機との無線交信を中継する中継機とを備えて、
前記親機と前記子機側との間で前記ＬＡＮケーブル側の
情報信号又は前記端末機器側の情報信号を相互に光無線
で交信する構内情報通信システムであって、前記親機側
には、前記子機内の光発信手段から発信された光情報信
号のキャリアの有無を検出するキャリア検出部と、前記
キャリア検出部により前記キャリアが無い時に前記子機
からの送信を許可するためのタイミング信号を間欠的に
発生させるタイミング信号発生部と、前記親機内の光発
信手段から前記タイミング信号を発信させる制御部とを
備える一方、前記子機側には、該子機内の光受信手段を
介して前記親機からの前記タイミング信号の有無を検出
するタイミング信号検出部と、前記親機への送信を希望
した時に乱数を発生させる乱数発生部と、前記タイミン
グ信号の有りを検出し、且つ、このタイミング信号を検
出した後の該タイミング信号の数と前記乱数とが合致し
た時にのみ前記子機内の光発信手段から光情報信号を発
信させる制御部とを具備したことを特徴とする構内情報
通信システムである。

【００１１】また、第２の発明は、第１の発明の構内情
報通信システムにおいて、前記タイミング信号の数と前
記乱数とが合致した後に、前記子機から前記親機に向け
て光情報信号の一形態となるリンク要求信号を送信し、
このリンク要求信号を受けた前記親機から前記子機に向
けて自局宛のリンク了解信号を送信するよう構成したこ
とを特徴とする構内情報通信システムである。

【００１２】

【実施例】以下に本発明に係わる構内情報通信システム
の一実施例を図１乃至図８を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明に係わる構内情報通信システ
ムを説明するための概略構成図、図２は同構内情報通信
システムにおける情報信号のパケット形態を説明するた
めの図、図３は同構内情報通信システムにおいて、親機
の構成を示すブロック図、図４は図３に示した親機内の
タイミング信号発生部の動作を示すフローチャート、図
５は親機内のタイミング信号発生部から出力されるタイ
ミング信号を説明するためのタイミングチャート、図６
は同構内情報通信システムにおいて、子機の構成を示す
ブロック図、図７は同構内情報通信システムにおいて、
子機内の動作を示すフローチャート、図８は同構内情報
通信システムにおいて、親機と複数の子機との間で光情
報信号を無線交信する動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【００１４】図１に示した本発明に係わる構内情報通信
システム１は、周知のイーサネット環境下となるＩＥＥ
Ｅ（アメリカ電気電子技術者協会）８０２．３規格に準
拠したＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access ）:
（搬送波感知多重アクセス）方式を採用して、各種の端
末機器間の情報信号をイーサネット環境下で互換性をも
って有線及び光無線により相互に（双方向に）授受でき
るよう構成されている。尚、上記したイーサネット（Et
hernet）とは、１９８０年にアメリカのゼロックス社，
ＤＥＣ社，インテル社が共同開発したネットワークであ
り、ＬＡＮに利用され、ネットワークの構造はバス型で
ある。また、ネットワーク上のデータの伝送速度は１０
Ｍｂｐｓ（Mega bit per second ）である。

【００１５】即ち、図１において、複数室（例えばＡ
室，Ｂ室）は隣り合う室から光が入り込まないように不
透明な壁（光遮蔽材）Ｋなどを用いて周囲を間切りして
形成されている。また、各室（Ａ室，Ｂ室）には、イー
サネット環境下で電気的な情報信号を伝送するＬＡＮケ
ーブル２が同軸ケーブル，ツイストペア線，光ファイバ
ケーブルなどを用いて配線されている。

【００１６】また、ＬＡＮケーブル２から各室（Ａ室，
Ｂ室）ごとに変換コネクタ３（３Ａ，３Ｂ）により分岐
して、複数の親機１０（１０Ａ，１０Ｂ）まで有線で夫
々接続されている。上記変換コネクタ３は、詳細な図示
を省略するものの、情報信号をシリアルに授受するため
のＢＮＣコネクタ又は電話モジュラコネクタがＬＡＮケ
ーブル２側に設置され、一方、情報信号を機能別にパラ
レル−シリアルに授受するための１５ピンＤＳＵＢコネ
クタが親機１０側に設置されている。

【００１７】また、各室（Ａ室，Ｂ室）内には、親機１
０（１０Ａ，１０Ｂ）と光情報信号を相互に（双方向
に）光無線で交信する複数の子機３０（３０Ａ_１〜３０
Ａ_５，３０Ｂ_１〜３０Ｂ_２）が設置されている。更に、
これら複数の子機３０（３０Ａ_１〜３０Ａ_５，３０Ｂ_１
〜３０Ｂ_２）には、パソコン(Personal Computer），プ
リンタなどのＯＡ(Office Automation）用の端末機器５
０（５０Ａ_１〜５０Ａ_５，５０Ｂ_１〜５０Ｂ_２）が有線
で夫々接続されており、両者３０，５０間で電気的な情
報信号を相互に授受できるようになっている。

【００１８】また、親機１０と複数の子機３０との間で
光情報信号を相互に光無線で交信する際、必要に応じて
中継機６０が設置されている。この中継機６０は、親機
１０からの光情報信号を子機３０に光無線で単に中継し
たり、あるいは子機３０からの光情報信号を親機１０に
光無線で単に中継する機能を備えている。この際、必要
に応じて中継機６０を設置する理由は、親機１０と子
機３０との間に複数の光伝送路を形成してシステムの信
頼性を高めたり、あるいは光が直進しても例えばＡ室
内で親機１０Ａから比較的遠い位置に設置したため光無
線が届かない子機３０Ａ_３がある場合とか、もしくは
不透明な仕切り板Ｓに遮られて光無線が届かない子機３
０Ａ_４，３０Ａ_５などがある場合などにより中継機６０
を適宜な場所に設置すれば良いものである。

【００１９】尚、複数の親機１０（１０Ａ，１０Ｂ）を
ＬＡＮケーブル２と接続しないでシステムを構築する場
合もあり、この場合には同室内の親機１０と複数の子機
３０との間で光無線で交信ができるものである。従っ
て、ＬＡＮケーブル２は必要に応じて複数の親機１０
（１０Ａ，１０Ｂ）と結線されるものである。

【００２０】また、上記親機１０及び上記子機３０は、
変調した電気的な情報信号を発光素子を用いて光情報信
号に変換してこの光情報信号を発光素子から空間に発信
する光発信手段と、空間に発信された光情報信号を受光
素子を用いて光電変換した後に元の電気的な情報信号に
復調する光受信手段とを少なくとも備えているが、これ
らの光発信手段，光受信手段については後述する。

【００２１】従って、上記から、例えばＡ室内に構成し
た一つの構内情報通信システム１Ａは、空間を同じくし
たＡ室内だけが無線交信エリアとなっており、同様にＢ
室内に構成した他の構内情報通信システム１Ｂは、空間
を同じくしたＢ室内だけが無線交信エリアとなってい
る。この際、Ａ室内に構成した一つの構内情報通信シス
テム１Ａにおいては、親機１０Ａに対して子機３０Ａ_１
〜３０Ａ_３，中継機６０が従属して設置されており、且
つ、親機１０Ａと比較的近い距離に配設した子機３０Ａ
_１，３０Ａ_２は親機１０Ａと直接無線交信する一方、親
機１０Ａから比較的遠い距離に配設した子機３０Ａ_３及
び仕切り板Ｓを介した子機３０Ａ_４，３０Ａ_５は中継機
６０を介して親機１０Ａと無線交信するようになってい
る。一方、Ｂ室内に構成した他の構内情報通信システム
１Ｂにおいては、親機１０Ｂに対して子機３０Ｂ_１，３
０Ｂ_２が従属して設置されているものとして、以下説明
する。

【００２２】そして、本発明に係わる構内情報通信シス
テム１における光情報信号のパケット形態としては、図
２（Ａ）に示したように子機３０から親機１０にリンク
要求するためのリンク要求信号（ＥＮＱ信号，ENQUIRY
信号）とか、あるいは図２（Ｂ）に示したように親機１
０から子機３０にリンク了解するためのリンク了解信号
（ＡＣＫ信号，ACNOWLEDGE信号）とか、もしくは図２
（Ｃ）に示したようにＬＡＮケーブル（親機）側及び端
末機器（子機）側のデータ信号とかがある。この際“パ
ケット(packet)”とは、パケット交換方式で通信を行う
際に単位となるものであり、送信するデータの部分と、
宛先や送信元などを示す符号で構成されている。即ち、
ＬＡＮケーブル２と接続した複数の親機１０及び複数の
子機３０と接続した複数の端末機器５０には、夫々固有
のアドレス（送信元アドレス，宛先アドレス）として、
図２（Ｃ）に示したようにイーサネット環境下における
イーサネット・アドレスが１６進で６ＢＴ（バイト）の
形態で夫々付与されており、更に、同一室内の親機１
０，複数の子機３０，複数の端末機器５０には室内固有
のＩＤ番号が１６進で１ＢＴ（バイト）の形態で夫々付
与されている。また、一つの親機１０に従属するイーサ
ネット・アドレス，ＩＤ番号は一つの親機１０内の図示
しないアドレス・メモリテーブルのもとで管理されてお
り、異なる室間ではイーサネット・アドレスが参照さ
れ、同室内ではＩＤ番号が参照されている。従って、と
くに、同一室内の親機１０，複数の子機３０，複数の端
末機器５０同士で情報信号を授受する場合には、短いア
ドレスのＩＤ番号を参照しているので、アドレス判断を
迅速に行うことができる。

【００２３】更に、ＬＡＮケーブル２と親機１０との間
では第１伝送速度で電気的な情報信号が有線で授受され
るように設定されており、一方、親機１０と子機３０と
の間では第１伝送速度より遅い第２伝送速度で光情報信
号が交信できるように設定されている。この際、第１伝
送速度としては、イーサネット環境下の伝送速度１０Ｍ
ｂｐｓ（Mega bit per second ）に設定され、一方、第
２伝送速度としては、第１伝送速度より遅く、且つ、無
線交信を確実に行うことができるよう例えば伝送速度１
２５Ｋｂｐｓ（Kilo bit per second ）に設定されてい
る。

【００２４】また、ここでは親機１０から複数の子機３
０，中継機６０に送る光情報信号（親機送信信号１０
ａ）はキャリア周波数ｆ_１で周波数変調（ＦＭ変調）さ
れたものであり、一方、複数の子機３０から親機１０，
中継機６０に送る光情報信号（子機送信信号３０ａ）は
親機１０とは異なるキャリア周波数ｆ_２で周波数変調
（ＦＭ変調）されたものであり、更に、中継機６０から
親機１０，複数の子機３０に送る光情報信号（中継機送
信信号６０ａ）も親機１０とは異なるキャリア周波数ｆ
_２で周波数変調（ＦＭ変調）されたものである。

【００２５】この際、必要に応じて設置された中継機６
０は、詳細な図示を省略するものの、光受信部及び光発
信部を備えると共に、親機１０からのキャリア周波数ｆ
_１に周波数変調された親機送信信号１０ａを受信してキ
ャリア周波数ｆ_２に周波数変調して子機３０に向けて光
無線で発信したり、子機３０からのキャリア周波数ｆ_２
に周波数変調された子機送信信号３０ａを受信してその
まま光発信部から親機１０に向けて光無線で発信する機
能を備え、単なる無線中継をしている。尚、中継機６０
を必要としない場合には、複数の子機３０のキャリア周
波数を親機１０と同一のキャリア周波数ｆ_１に設定して
も良く、更に、中継機６０を用いた場合でも、複数の子
機３０のキャリア周波数を親機１０と同一のキャリア周
波数ｆ_１に設定し、且つ、中継機６０のキャリア周波数
を親機１０とは異なるキャリア周波数ｆ_２に設定する方
法もある。勿論、親機３０からの親機送信信号１０ａ，
子機３０からの子機送信信号３０ａ，中継機６０からの
中継機送信信号６０ａを受信する側の各受信信号は、親
機受信信号（３０ａ，６０ａ）となり、子機受信信号
（１０ａ，６０ａ）となり、中継機受信信（１０ａ，３
０ａ）となることは図示から明白である。

【００２６】ここで本発明の要部を構成する親機１０の
構成について先に用いた図１及び図３を併用して説明す
る。

【００２７】図３において、親機１０内には、ＬＡＮイ
ンターフェース（以下、ＬＡＮ Ｉ／Ｆと記す）１１
と、親機１０の送受信動作を制御すると共に、リンク了
解信号などの情報信号を発生する制御部１２と、転送速
度の異なる情報信号をバッファするバッファメモリ１３
と、光発信手段を構成するエンコーダ１４，変調部１
５，光発信部１７と、光受信手段を構成する光受信部１
８，復調部１９，デコーダ２０と、子機３０又は子機３
０を中継した中継機６０からのキャリアを検出するキャ
リア検出部２１と、子機３０からのキャリアがない時に
タイミング信号を発生するタイミング信号発生部１６と
が設けられている。

【００２８】即ち、親機１０内のＬＡＮ Ｉ／Ｆ１１
は、ＬＡＮケーブル２から分岐した変換コネクタ３を介
して直接有線で接続されている。ここで、ＬＡＮケーブ
ル２と親機１０との間では電気的な情報信号を有線で相
互に且つ常に授受できる状態に設定されている。この
際、ＬＡＮケーブル２と親機１０との間での情報信号
は、無線交信エリアの異なる各室（Ａ室，Ｂ室）の子機
３０（３０Ａ_１〜３０Ａ_５，３０Ｂ_１〜３０Ｂ_２）に接
続した端末機器５０（５０Ａ_１〜５０Ａ_５，５０Ｂ_１〜
５０Ｂ_２）と相互に授受できる信号である。

【００２９】また、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１１は、ＬＡＮケー
ブル２側から第１伝送速度（１０Ｍｂｐｓ）の電気的な
情報信号と、子機３０側からの第２伝送速度（１２５Ｋ
ｂｐｓ）の光情報信号を光電変換した後の電気的な情報
信号とを相互に変換して授受するための機能を備えてい
る。更に、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１１は、マイクロコンピュー
タなどを搭載した制御部１２と接続され、更に制御部１
２にはバッファメモリ１３が接続されている。

【００３０】上記制御部１２は、ＬＡＮケーブル２と親
機１０との間で有線による情報信号と、親機１０と子機
３０との間で光無線による光情報信号を光電変換した後
の電気的な情報信号とを適宜処理すると共に、親機１０
内の送受信動作を制御している。また、制御部１２は、
親機１０から子機３０へ送信するリンク了解信号などの
情報信号を発生している。

【００３１】また、上記バッファメモリ１３は、ＬＡＮ
ケーブル２と親機１０との間で有線による第１伝送速度
（１０Ｍｂｐｓ）の情報信号と、親機１０と子機３０と
の間で光無線による第２伝送速度（１２５Ｋｂｐｓ）の
光情報信号を光電変換した後の電気的な情報信号とを一
時的に蓄えて、ここで蓄えた情報信号を必要に応じてタ
イミング良く制御部１２を介してＬＡＮケーブル２側又
は子機３０側に出力できるように設置されている。従っ
て、親機１０内に簡単な構成によるバッファメモリ１３
を備えたことで、本発明に係わる構内情報通信システム
１を安価に構成することができる。更に、ＬＡＮケーブ
ル２と親機１０との間では情報信号を有線で相互に且つ
常に授受できる状態に設定できると共に、伝送速度が異
なる第１伝送速度の情報信号と第２伝送速度の情報信号
とは、ＬＡＮケーブル２側及び子機３０側の情報信号授
受タイミングに作用されることがなくなるので、構内情
報通信システム１おける単位時間当たりに処理できる仕
事量，即ち，スループット（throughput）を向上するこ
とができる。

【００３２】次に、親機１０内の光発信手段を説明する
と、ＬＡＮケーブル２側から送られた情報信号又は制御
部１２で発生したリンク了解信号などの情報信号は、制
御部１２と接続されたエンコーダ（符号化部）１４で適
宜処理された後、変調部１５に送られる。この変調部１
５内では、エンコーダ１４で適宜処理された情報信号を
キャリア周波数ｆ_１で周波数変調（ＦＭ変調）したり、
あるいは後述するタイミング信号発生部１６によりタイ
ミング信号が間欠的に発生した時に制御部１２の指令に
よりタイミング信号を周波数変調して、周波数変調した
情報信号又は周波数変調したタイミング信号を光発信部
１７から光情報信号（親機送信信号１０ａ）として光無
線で複数の子機３０，中継機６０に向けて発信してい
る。

【００３３】また、上記光発信部１７は、発光ダイオー
ドなどの発光素子１７ａを用いて親機１０内の電気的な
情報信号を赤外光（例えば900nm 付近の近赤外線）に変
換して、この赤外光を全方位に発光して無線交信エリア
内に発信しており、この親機１０から発信される光情報
信号，タイミング信号は最優先で複数の子機３０及び中
継機６０に向けて親機送信信号１０ａとして発信される
ようになっている。

【００３４】次に、親機１０内の光受信手段を説明する
と、複数の子機３０から光無線で送信された子機送信信
号３０ａと、子機送信信号３０ａを中継した中継機６０
から光無線で送信された中継機送信信号６０ａとは、光
受信部１８で受信される。この光受信部１８には、無線
交信エリア内を経由した赤外光（例えば900nm 付近の近
赤外線）を受光して電気的な情報信号に光電変換するｐ
ｉｎフォトダイオードなどの受光素子１８ａを用いて全
方位から受光している。

【００３５】また、光受信部１８で受信した子機送信信
号３０ａ又は子機送信信号３０ａを中継した中継機送信
信号６０ａは復調部１９と後述のキャリア検出部２１と
に送られ、復調部１９内で先に説明したようにキャリア
周波数ｆ_２に周波数変調された子機送信信号３０ａ又は
中継機送信信号６０ａとが復調されて、その後、デコー
ダ（復合化部）２０で元の情報信号に戻されて、制御部
１２に送られている。そして元の情報信号に戻された後
の情報信号は、ＬＡＮケーブル２側に有線で送信した
り、親機１０から再び複数の子機３０及び中継機６０に
向けて光無線で送信している。

【００３６】更に、光受信部１８で受信した子機３０，
中継機６０からの光情報信号（子機送信信号３０ａ，中
継機送信信号６０ａ）は、復調部１９と同時にキャリア
検出部２１に送られて、ここで同一室内の子機送信信号
３０ａのキャリア周波数ｆ_２，又は子機送信信号３０ａ
を中継した中継機送信信号６０ａのキャリア周波数ｆ_２
の有無が夫々検出されて制御部１２に知らされる。ここ
で、キャリア検出部２１内で子機送信信号３０ａ又は子
機送信信号３０ａを中継した中継機送信信号６０ａのキ
ャリアが無いと検出して制御部１２に知らせると、制御
部１２はキャリア無しの情報をタイミング信号発生部１
６に送るので、タイミング信号発生部１６からタイミン
グ信号が間欠的に発生される。この際、タイミング信号
発生部１６により間欠的に発生されたタイミング信号
は、親機１０と同室（同一無線交信エリア）内に設置し
た複数の子機３０から子機送信信号３０ａを送信するこ
とを許可する機能を備えており、言い換えると、親機１
０がタイミング信号を発生している時には親機１０は複
数の子機３０からの子機送信信号３０ａを受信待ちにな
っている。また、このタイミング信号は、複数の子機３
０が略同時に親機１０に向けて送信した際に生じる複数
の子機３０同士の衝突現象を防止する機能を備えている
が、これについては後述する。

【００３７】更に、親機１０内のタイミング信号発生部
１６の動作について図１，図３乃至図５を併用して説明
する。

【００３８】図１に示すように同一無線交信エリア内の
例えばＡ室内において親機１０に子機３０Ａ_１，３０Ａ
_２及び中継機６０を従属させた場合、図４に示した如
く、親機１０Ａのタイミング信号発生部１６内でのルー
チンが開始されると、ステップＳ０にてタイミング信号
発生部１６内のタイマー（図示せず）がスタートと時間
計測を行う。

【００３９】次に、ステップＳ１で子機３０Ａ_１のキャ
リアの有無が判断され、子機３０Ａ_１のキャリアが無い
と判断されると、次のステップＳ２で子機３０Ａ_２のキ
ャリアの有無が判断され、ここでも子機３０Ａ_２のキャ
リアが無いと判断されると、更にステップＳ３で中継機
６０のキャリアの有無が判断され、中継機６０のキャリ
アが無いと判断されると、即ち、ステップＳ１〜ステッ
プＳ３で夫々キャリアが共に存在しない時にステップＳ
４でタイマーの経過時間が所定の時間Ｔ_１以上となった
か否かの判断を行うことにより時間待ちを行い、所定の
時間Ｔ_１になるとその後ステップＳ５で所定の時間Ｔ_１
より短い時間Ｔ_２に形成されたタイミング信号が発生さ
れる。この動作の繰り返しにより、子機３０Ａ_１，３０
Ａ_２及び中継機６０からのキャリアがない時にタイミン
グ信号発生部１６からタイミング信号が図５に示したよ
うな間隔で間欠的に発生される。

【００４０】従って、タイミング信号は、親機１０Ａが
子機３０Ａ_１，３０Ａ_２及び中継機６０からのキャリア
無しを検出して発生するものであり、且つ、ＬＡＮケー
ブル２側とＡ室の親機１０Ａとの間での情報信号の授受
に関係なく発生され、このタイミング信号が発生した後
の状態では、Ａ室内の親機１０Ａは複数の子機３０
Ａ _１，３０Ａ_２及び中継機６０からのリンク要求信号
（ＥＮＱ信号，ENQUIRY 信号）待ち状態となる。そし
て、タイミング信号発生部１６により発生された間欠的
なタイミング信号は、前述したように光発信部１８から
同室内の複数の子機３０及び中継機６０に向けて光無線
で発信される。

【００４１】次に、本発明の要部を構成する子機３０の
構成について先に用いた図１及び図６を併用して説明す
る。

【００４２】図６にておいて、子機３０内には、光受信
手段を構成する光受信部３１，遅延部３３，ゲート部３
４，復調部３５，デコーダ３６と、光発信手段を構成す
るエンコーダ３９，変調部４０，光発信部４１と、親機
１０からのタイミング信号を検出するタイミング信号検
出部３２と、子機３０の送受信動作を制御すると共に、
リンク要求信号などの情報信号を発生する制御部３７
と、インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと記す）３８と、
複数の子機３０同士の衝突現象を防止するために乱数を
発生する乱数発生部４２とが設けられている。

【００４３】まず、子機３０内の光受信手段を説明する
と、親機１０からの親機送信信号１０ａと、親機送信信
号１０ａを中継した中継機６０からの中継機送信信号６
０ａとは光受信部３１内の受光素子３１ａで受信された
後、タイミング信号検出部３２と遅延部３３に与えられ
る。上記タイミング信号検出部３２は、親機１０から送
信されるタイミング信号の有り無しを検出して、タイミ
ング信号の有無識別結果をマイクロコンピュータなどを
搭載した制御部３７に知らせると共に、タイミング信号
が有ることを検出した後には制御部３７が後述する乱数
と、タイミング信号を検出した後のタイミング信号の数
との合致を計数するようになっている。

【００４４】一方、遅延部３３に送られた親機１０から
の親機送信信号１０ａと、親機送信信号１０ａを中継し
た中継機１０からの中継機送信信号６０ａとはゲート部
３４に送られる。このゲート部３４内において、親機１
０で付加されたタイミング信号が通常のパケットを形成
した情報信号とは異なるため、ゲーティングして除去さ
れる。勿論、ゲート部３４内に入力される信号は、親機
１０からのタイミング信号だけの場合とか、リンク了解
信号などの情報信号を含んだパケット形態とかであり、
且つ、親機１０から中継機６０を経由したパケット形態
とかを含んでおり、タイミング信号だけがゲーティング
されている。

【００４５】この後、ゲート部３４を通過した信号は通
常のパケットを形成した情報信号のみとなるので、この
情報信号，即ち，先に説明したようにキャリア周波数ｆ
_１に周波数変調された親機送信信号１０ａ，又は親機送
信信号１０ａを中継してキャリア周波数ｆ_２に周波数変
調された中継機送信信号６０ａとが復調部３５で復調さ
れてデコーダ（復合化部）３６で元の情報信号に戻され
て、制御部３７に送られる。この際、復調部３５内には
図示しないパンドパスフィルタによりキャリア周波数ｆ
_１，ｆ_２を分別している。そして元の情報信号に戻され
た後の情報信号は、インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと
記す）３８と有線で接続された端末機器５０に送られ、
端末機器５０で所定の仕事が行われる。

【００４６】一方、子機３０内の光発信手段を説明する
と、端末機器５０からの情報信号は、Ｉ／Ｆ３８，制御
部３７を介して制御部３７と接続されたエンコーダ（符
号化部）３９で適宜処理された後、変調部４０に送られ
る。勿論、制御部３７で発生したリンク要求信号などの
情報信号もエンコーダ３９で適宜処理された後、変調部
４０に送られる。この変調部４０内では、エンコーダ３
９で適宜処理された情報信号をキャリア周波数ｆ_２で周
波数変調（ＦＭ変調）して光発信部４１内の発光素子４
１ａから光情報信号（子機送信信号３０ａ）を親機１
０，中継機６０に向けて光無線で発信している。

【００４７】更に、制御部３７には、本発明の要部の一
部となる乱数発生部４２が接続されている。上記乱数発
生部４２は、子機３０と接続した端末機器５０から情報
信号を転送したいと要求があり、これにより子機３０か
ら親機１０に向けて光情報信号を送信したいと望んだ時
に、制御部３７からの指令により乱数ｎを発生させてい
る。また、制御部３７内では乱数発生部４２から発生さ
れた乱数ｎと、子機３０内で親機１０からのタイミング
信号を検出した後のタイミング信号の数とを比較及び計
数して両数が合致した時点で、子機３０から親機１０に
向けてリンク要求信号（ＥＮＱ信号，ENQUIRY 信号），
端末機器５０からのデータ信号を送信することが許可さ
れるようになっている。この一連の動作は後述するよう
に、親機１０と同室（同一無線交信エリア）内に複数の
子機３０を設置した場合、複数の子機３０が略同時に親
機１０に向けて送信した際に生じる複数の子機３０同士
の衝突現象を防止して、構内情報通信システム１の品質
及び信頼性の向上を図るためである。

【００４８】ここで、子機３０の動作について図１，図
２，図６及び図７を併用して説明する。

【００４９】図７に示すように、子機３０内のルーチン
が開始されると、まずステップＳ２０にて子機３０と有
線で接続した端末機器５０から情報信号を転送したいと
要求がある時に、ステップＳ２１にて制御部３７の指令
により乱数発生部４２は１回目（＃１）の乱数ｎを発生
させ、ステップＳ２２でこの乱数ｎの値を制御部３７内
のメモリ（図示せず）に一時的に記憶させる。

【００５０】次にステップＳ２３にて子機３０が親機１
０から送信されたタイミング信号をタイミング信号検出
部３２内で検知した後、制御部３７にタイミング信号が
有ると知らせると、ステップＳ２４で制御部３７内の演
算回路（図示せず）によりメモリに一時的に記憶した乱
数ｎの値が零“０”に至ったか否かを比較し、ここで乱
数ｎの値がまだ零“０”に至っていないならばステップ
Ｓ２５でメモリに記憶した乱数ｎの値から“１”を引い
て再びステップＳ２３に戻り、メモリ内の乱数ｎの値が
零“０”に至るまで繰り返す。この繰り返し動作によ
り、乱数ｎを発生した時の値と、タイミング信号が有る
と検出した後のタイミング信号の数とが合致する。

【００５１】次にステップＳ２６にて、乱数ｎの値とタ
イミング信号の数とが合致すると、子機３０内の制御部
３７からはＲＥＤＹ信号として図２（Ａ）に示したパケ
ット形態のリンク要求信号（ＥＮＱ信号，ENQUIRY 信
号）が発生される。このリンク要求信号は光情報信号の
一形態となるものでもあり、リンク要求信号を変調部４
０によりキャリア周波数ｆ_２で周波数変調（ＦＭ変調）
して、光発信部４１から親機１０，中継機６０に向けて
光無線で送信する。

【００５２】次にステップＳ２７にて、制御部３７内の
タイマー（図示せず）をスタートさせて親機１０からの
リンク了解信号を待つ。ここで、親機１０はタイミング
信号を発信した後なのでリンク要求信号待ち状態となっ
ているから、子機３０，中継機６０を介した子機３０か
らのリンク要求信号が届きしだい、親機１０は光情報信
号の一形態となるリンク了解信号（ＡＣＫ信号，ACNOWL
EDGE信号）を図２（Ｂ）に示したパケット形態で子機３
０，中継機６０に向けて光無線で送信する。

【００５３】次にステップＳ２８にて、子機３０内の制
御部３７では親機１０からのリンク了解信号を受信した
か否かを判断し、リンク了解信号を受信したと判断した
場合にはステップＳ２９でリンク了解信号が自局宛許可
であるか否かを確認し、リンク了解信号が自局宛許可で
あればステップＳ３０で図２（Ｃ）に示したデータのパ
ケット形態で子機３０から親機１０，中継機６０に向け
て光無線で送信する。そして、データの送信が終了した
らステップＳ３１で乱数発生部４２から２回目（＃２）
の乱数ｎを発生させて、ステップＳ３２で子機３０から
の送信を終了させる。

【００５４】一方、ステップＳ２８にて親機１０からの
リンク了解信号が未受信ならば、ステップＳ３３で所定
の待ち時間に対してタイムアップしたか否かを判断し、
リンク了解信号が届かない場合にステップＳ３４で乱数
発生部４２から２回目（＃２）の乱数ｎを発生させて、
ステップＳ２２まで戻る。

【００５５】また、一方、ステップＳ２９にて、親機１
０からのリンク了解信号が自局宛許可でない場合にもス
テップＳ３５で乱数発生部４２から２回目（＃２）の乱
数ｎを発生させて、ステップＳ２２まで戻る。

【００５６】更に、ステップＳ２３において、親機１０
から送信されたタイミング信号をタイミング信号検出部
３２内で検知できない場合がある。この場合には、子機
１０が１回目（＃１）の乱数ｎを発生させたものの、略
同時に乱数を発生させた他の子機１０の乱数の値の方が
小さく、他の子機１０と親機１０との無線交信が先に成
立している場合などであり、このようにタイミング信号
を受信できない場合には、ステップＳ３６で制御部３７
内のタイマー（図示せず）をスタートさせて、ステップ
Ｓ３７で所定の待ち時間に対してタイムアップしたか否
かを判断し、タイムアップしていない場合にはステップ
Ｓ３８を処理した後、ステップＳ３９で乱数発生部４２
から２回目（＃２）の乱数ｎを発生させて、ステップＳ
２２まで戻る一方、タイムアップしてしまった場合には
ステップＳ４０で子機１０から親機１０への送信を放棄
して終了する。

【００５７】次に、同一無線交信エリア内の例えばＡ室
内において、親機１０Ａに従属した複数の子機３０
Ａ_１，３０Ａ_２との間で相互に光無線で交信する動作に
ついて、図１，図２及び図８に示したタイムチャートを
参照して説明する。尚、ここでは説明をわかりやすくす
るために、中継機６０を介した子機３０Ａ_３〜３０Ａ_５
の場合についての説明を省略する。

【００５８】図８（Ａ）は親機１０Ａの送信状態を示
し、（Ｂ）は親機１０Ａの受信状態を示し、（Ｃ）は子
機３０Ａ_１の送信状態を示し、（Ｄ）は子機３０Ａ_１の
受信状態を示し、（Ｅ）は子機３０Ａ_２の送信状態を示
し、（Ｆ）は子機３０Ａ_２の受信状態を示している。ま
た、以下の説明では、子機３０Ａ_１と子機３０Ａ_２とは
略同時に乱数を発生させ、且つ、子機３０Ａ_１内の乱数
ｎの値は“３”に設定され、一方、子機３０Ａ_２内の乱
数ｎの値は“７”に設定されているものとして説明す
る。

【００５９】まず、図８（Ａ）に示した如く、親機１０
Ａの送信状態において、時間ｔ_１と時間ｔ_２との間で
は、子機３０Ａ_１，３０Ａ_２からの子機送信信号３０ａ
がないため、親機１０Ａは子機３０Ａ_１，３０Ａ_２に向
けてタイミング信号を間欠的に発生している。

【００６０】次に、時間ｔ_２と時間ｔ_３との間では、親
機１０Ａがいずれか一方又は両方の子機３０Ａ_１，３０
Ａ_２に最優先でＬＡＮケーブル２からの情報信号を図８
（Ａ）及び図２（Ｃ）に示したデータパケット形態で送
っている。

【００６１】次に、時間ｔ_３で親機１０Ａの子機３０Ａ
_１，３０Ａ_２への転送が終了すると、親機１０Ａからタ
イミング信号が再び間欠的に発生され、時間ｔ_４で子機
３０Ａ_２が親機１０Ａに転送したいと希望し、ここで子
機３０Ａ_２は乱数ｎの値＝７に設定されたものとし、一
方、時間ｔ_４よりタイミング信号が１パルス分だけ遅れ
た時間ｔ_５で子機３０Ａ_１が親機１０Ａに転送したいと
希望し、ここで子機３０Ａ_１は乱数ｎの値＝３に設定さ
れたものとする。

【００６２】次に、時間ｔ_５から数えてタイミング信号
が３パルス経過した後の時間ｔ_６においては、先に説明
したように、子機３０Ａ_１内において乱数３の値と、タ
イミング信号が有ると検出した後のタイミング信号の数
３とが合致したので、子機３０Ａ_１は親機１０Ａに向け
て図８（Ｃ）及び図２（Ａ）に示したパケット形態のリ
ンク要求信号（ＥＮＱ信号）を発生する。このリンク要
求信号を受け取った親機１０Ａは、親機１０Ａ内で子機
３０Ａ_１からのキャリアが有ることを検知するのでタイ
ミング信号の発信を停止すると共に、時間ｔ_７において
直ちにリンク了解信号（ＡＣＫ信号）を図８（Ａ）及び
図２（Ｂ）に示したパケット形態で指定された子機３０
Ａ_１に向けて送信する。

【００６３】次に、自分宛のリンク了解信号を受け取っ
た子機３０Ａ_１は、時間ｔ_８から時間ｔ_９までの間に端
末機器５０Ａ_１からの情報信号を図８（Ｃ）及び図２
（Ｃ）に示したデータパケット形態で親機１０Ａに向け
て送信する。

【００６４】一方、図８（Ｆ）に示した如く、時間ｔ_４
で乱数ｎの値＝７を発生した子機３０Ａ_２は、親機１０
Ａからのタイミング信号を４パルス目までは受信できる
ものの、その後は親機１０Ａと子機３０Ａ_１との交信に
よりタイミング信号の発生が停止されているためタイミ
ング信号を７パルス目までは受信でき得ず、これにより
図８（Ｅ）に示したように子機３０Ａ_２と親機１０Ａと
の間での無線交信はこの時点で成立せず、これにより子
機３０Ａ_１，３０Ａ_２同士での送信時に生じる衝突現象
が防止されるので、構内情報通信システム１の品質及び
信頼性の向上に大いに寄与できる。従って、この後は子
機３０Ａ_２は乱数ｎを再度設定し直して時間ｔ_９以降に
親機１０Ａとの交信を許可されるまで待機するか、ある
いは親機１０Ａとの交信を放棄するなどの動作がなされ
ている。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述した本発明に係わる構内情報通
信システムにおいて、請求項１記載によると、親機と複
数の子機との間で光情報信号を相互に無線交信する際、
親機は子機からの光情報信号のキャリアが無い時に子機
からの送信を許可するためのタイミング信号を間欠的に
発生させ、このタイミング信号を子機に向けて発信する
一方、子機は親機からのタイミング信号の有り検出し、
且つ、親機への送信を希望した時に乱数を発生させ、タ
イミング信号を検出した後のタイミング信号の数と乱数
とが合致した時にのみ子機から光情報信号を発信させる
ように構成したので、この結果、親機と同室（同一無線
交信エリア）内に複数の子機を設置した場合、複数の子
機が略同時に親機に向けて送信した際に生じる複数の子
機同士の衝突現象を防止することができ、本発明に係わ
る構内情報通信システムの品質及び信頼性の向上に大い
に寄与できる。勿論、本発明に係わる構内情報通信シス
テムによれば、例えばイーサネット環境下で電気的な情
報信号を伝送するＬＡＮケーブルに親機を複数台接続し
て、且つ、複数の親機を複数室にわけて夫々設置したよ
うな場合には、複数室内の各端末機器と情報信号の授受
ができ、且つ、秘守性の向上やレイアウトの独立性が図
れる。また、ＬＡＮケーブル側と有線で接続された親機
に対して、とくに親機と無線交信する子機側は移動が自
由となり、従って子機側のレイアウト変更を容易に行う
ことができることは明白である。

【００６６】また、請求項２記載によると、上記請求項
１記載の構内情報通信システムでタイミング信号の数と
乱数とが合致した後に、親機と子機との間でリンクを成
立させるよう互いに交信し会っているので、本発明に係
わる構内情報通信システムの品質及び信頼性がより一層
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる構内情報通信システムを説明す
るための概略構成図である。

【図２】本発明に係わる構内情報通信システムにおける
情報信号のパケット形態を説明するための図である。

【図３】本発明に係わる構内情報通信システムにおい
て、親機の構成を示すブロック図である。

【図４】図３に示した親機内のタイミング信号発生部の
動作を示すフローチャートである。

【図５】親機内のタイミング信号発生部から出力される
タイミング信号を説明するためのタイミングチャートで
ある。

【図６】本発明に係わる構内情報通信システムにおい
て、子機の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明に係わる構内情報通信システムにおい
て、子機内の動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明に係わる構内情報通信システムにおい
て、親機と複数の子機との間で光情報信号を無線交信す
る動作を説明するためのタイミングチャートである。

【図９】従来例の構内情報通信システムを説明するため
の構成図である。

【図１０】従来例の構内情報通信システムにおいて、親
機と複数の子機との間で無線交信する際に生じる複数の
子機同士の衝突現象を説明するためのタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１（１Ａ，１Ｂ）…構内情報通信システム、２…ＬＡＮ
ケーブル、 １０（１０Ａ，１０Ｂ）…親機、 １２…制御部、１４…エンコーダ、１５…変調部、 １６…タイミング信号発生部、 １７…親機の光発信部、１７ａ…発光素子、 １８…親機の光受信部、１８ａ…受光素子、１９…復調
部、 ２０…デコーダ、２１…キャリア検出部、 １４，１５，１７…親機１０内の光発信手段、 １８，１９，２０…親機１０内の光受信手段、 ３０（３０Ａ_１〜３０Ａ_５’３０Ｂ_１〜３０Ｂ_２）…子
機、 ３１…子機の光受信部、３１ａ…受光素子、３２…タイ
ミング信号検出部、 ３３…遅延部、３４…ゲート部、３５…復調部、３６…
デコーダ、 ３７…制御部、３９…エンコーダ、４０…変調部、 ４１…子機の光発信部、４１ａ…発光素子、４２…乱数
発生部、 ３１，３３，３４，３５，３６…子機３０内の光受信手
段、 ３９，４０，４１…子機３０内の光発信手段、 ５０（５０Ａ_１〜５０Ａ_５’５０Ｂ_１〜５０Ｂ_２）…端
末機器、 ６０…中継機。

フロントページの続き (72)発明者 山下 直樹 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12 番地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 永島 基恭 東京都江東区豊洲３丁目３番３号 エ ヌ・ティ・ティ・データ通信株式会社内 (72)発明者 西村 弘二 東京都江東区豊洲３丁目３番３号 エ ヌ・ティ・ティ・データ通信株式会社内 (72)発明者 谷中 一勝 東京都江東区豊洲３丁目３番３号 エ ヌ・ティ・ティ・データ通信株式会社内 審査官 萩原 義則

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イーサネット環境下で電気的な情報信号を
   伝送するＬＡＮケーブルと必要に応じて接続され、且
   つ、変調した電気的な情報信号を発光素子を用いて光情
   報信号に変換してこの光情報信号を該発光素子から空間
   に発信する光発信手段と、前記空間に発信された光情報
   信号を受光素子を用いて光電変換した後に元の電気的な
   情報信号に復調する光受信手段とを備えた親機と、 前記親機と前記空間内で従属して設けられ、且つ、変調
   した電気的な情報信号を発光素子を用いて光情報信号に
   変換してこの光情報信号を該発光素子から前記空間に発
   信する光発信手段と、前記空間に発信された光情報信号
   を受光素子を用いて光電変換した後に元の電気的な情報
   信号に復調する光受信手段とを備えた複数の子機と、 前記子機と接続され、且つ、該子機との間で情報信号を
   相互に授受する端末機器と、 前記親機と前記子機との間に必要に応じて設置され、且
   つ、該親機と該子機との無線交信を中継する中継機とを
   備えて、前記親機と前記子機側との間で前記ＬＡＮケー
   ブル側の情報信号又は前記端末機器側の情報信号を相互
   に光無線で交信する構内情報通信システムであって、 前記親機側には、前記子機内の光発信手段から発信され
   た光情報信号のキャリアの有無を検出するキャリア検出
   部と、前記キャリア検出部により前記キャリアが無い時
   に前記子機からの送信を許可するためのタイミング信号
   を間欠的に発生させるタイミング信号発生部と、前記親
   機内の光発信手段から前記タイミング信号を発信させる
   制御部とを備える一方、 前記子機側には、該子機内の光受信手段を介して前記親
   機からの前記タイミング信号の有無を検出するタイミン
   グ信号検出部と、前記親機への送信を希望した時に乱数
   を発生させる乱数発生部と、前記タイミング信号の有り
   を検出し、且つ、このタイミング信号を検出した後の該
   タイミング信号の数と前記乱数とが合致した時にのみ前
   記子機内の光発信手段から光情報信号を発信させる制御
   部とを具備したことを特徴とする構内情報通信システ
   ム。
2. 【請求項２】請求項１記載の構内情報通信システムにお
   いて、 前記タイミング信号の数と前記乱数とが合致した後に、
   前記子機から前記親機に向けて光情報信号の一形態とな
   るリンク要求信号を送信し、このリンク要求信号を受け
   た前記親機から前記子機に向けて自局宛のリンク了解信
   号を送信するよう構成したことを特徴とする構内情報通
   信システム。