JP3722358B2 - 半二重光無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線集配装置と複数の光無線端末装置との間でスター型トポロジを構成して半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は半二重光無線通信システムの構成を示し、集配装置Ｃは天井などに設置され、複数の端末装置Ａ、Ｂはそれぞれ幹線１Ａ、１Ｂを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピュータ２Ａ、２Ｂに接続される。集配装置Ｃはまた、集配装置側幹線１Ｃを介して他の集配装置Ｃに接続される。このシステムでは、集配装置Ｃと１つの端末装置Ａ、Ｂの間で排他的に半二重光無線通信を行い、集配装置Ｃは端末装置Ａ、Ｂからの光送信がない場合にはバースト状にクロック信号を送信し、端末装置Ａ、Ｂは図４（ａ）に示すようにバースト信号により受信クロックを再生して受信信号を再生クロックに同期して受信するとともに、バースト無信号区間では送信権を得て集配装置Ｃに送信することができる。集配装置Ｃも同様に端末装置Ａ、Ｂから受信した信号により受信クロックを再生して受信信号を再生クロックに同期して受信する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、端末装置Ａ、Ｂ側では、集配装置Ｃへの送信中やバースト無信号区間では、図４（ｂ）に示すように光受信部への入力信号がないので再生クロックの周波数及び位相が変化する。また、集配装置Ｃ側でも光受信部への入力信号がない場合には同じ現象が発生する。このように再生クロックの周波数及び位相の変化量が大きくなると再同期には長い信号の入力が必要になる。そこで、光空間上のパケットにはクロック同期を回復させるためのプリアンブルを付加するが、受信に用いるクロックの周波数や位相が大きく変化してしまった場合、このプリアンブルを非常に長くする必要が生じ、プリアンブルが長くなると通信効率が悪化する。
【０００４】
また、この半二重光無線通信システムでは、端末装置Ａ、Ｂが幹線１Ａ、１Ｂ側からきているパケットを集配装置Ｃに送信する場合、端末装置Ａ、Ｂは通信許可要求を送信して集配装置Ｃからの通信許可を待ち、許可が下りない場合には幹線１Ａ、１Ｂ側に対してＪＡＭ信号を送信し、故意に衝突を発生させる。この場合、100BASE-Xの規定では、このＪＡＭ信号は送信元へ５．１２μｓ以内に到着する必要があるが、通信許可要求や通信許可にはそれぞれ、クロックの同期を確立するためのプリアンブルが付加されているため、プリアンブルが一定以上の長さになると、５．１２μｓ以内にＪＡＭ信号を送信することができないという問題も生じる。
【０００５】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、光無線回線上のパケットに付加するプリアンブルを長くすることなく、再生クロックの周波数及び位相が変化することを防止することができる半二重光無線通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、半二重の受信信号がない場合に、受信信号の代わりに内部クロック又は内部クロックに同期したクロック信号に基づいて生成された信号や半二重の送信信号に基づいて受信クロックを再生するようにしたものである。
【０００９】
すなわち本発明によれば、光無線集配装置に半二重光無線通信伝送路を介して光無線端末装置が接続して相互に送受信を行い、前記光無線集配装置と前記光無線端末装置の内の受信側は、送信側から送信された送信信号の同期受信に用いる受信クロック信号を前記送信信号中に含まれるクロック信号を用いて生成して前記送信信号の同期受信を行う半二重光無線通信システムにおいて、
前記受信側は、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ自己の送信手段が前記送信側に対して信号を送信しているときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記自己の送信手段が送信する前記信号中に含まれるクロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成し、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ前記自己の送信手段が前記送信側に対して前記信号を送信していないときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記受信側の内部で生成した内部クロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成することにより、前記送信側からの前記送信信号を受信した場合の同期受信開始までの立ち上がり時間を短縮する受信手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システムが提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る半二重光無線通信システムの端末装置の一実施形態を示すブロック図、図２は本発明に係る半二重光無線通信システムの集配装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１１】
図１は有線側（ＰＣ側）がl00BASE-TX、光空間側（光無線集配装置２００側：図２参照）が100BASE-FXとした場合の光無線端末装置１００のブロック図を示し、図２は有線側（幹線側）が100BASE-TX、光空間側（端末装置側１００）が100BASE-FXとした場合の光無線集配装置２００のブロック図を示す。図１、図２において、光無線端末装置１００、光無線集配装置２００はそれぞれ、100BASE-TX PHYチップ１０１、２０１と、通信制御部１０２、２０２と、100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３と、信号折り返しスイッチ１０４と、バースト信号及びプリアンブル付加用スイッチ１０５、２０５と、送信部／発光素子駆動回路１０６、２０６と、発光素子１０７、２０７と、受光素子１０８、２０８と、受信部／受光回路１０９、２０９とキャリアセンス回路１１０、２１０とを備えている。
【００１２】
発光素子１０７、２０７は発光ダイオードやレーザーダイオードなどであり、受光素子１０８、２０８はフォトダイオードなどである。キャリアセンス回路１１０、２１０は、光空間のキャリア信号の有無をチェックする回路であり、キャリア信号がある場合はキャリア検出信号＝Ｈ、無い場合にはキャリア検出信号＝Ｌを通信制御部１０２、２０２にそれぞれ出力する。100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３はIEEE802.3に定義されたEthernet（イーサネット）物理層を実装するチップであり、送信信号については１００Ｍbpsの信号を４Ｂ／５Ｂ変換して１２５Ｍbpsの信号として送信する。ここで、100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３は常に６２.５ＭＨｚのアイドルクロックを出力している。
【００１３】
光無線端末装置１００、光無線集配装置２００では、送信信号は内部クロックに同期している。これに対し、受信クロックは受信部／受光回路１０９、２０９により通信相手から受信したパケットや６２．５ＭＨｚのアイドルクロックから再生され、このため、送信に用いられるクロックとは位相が異なり、一般に周波数も数１００ｐｐｍ程度の誤差がある。
【００１４】
バースト信号及びプリアンブル付加用スイッチ１０５、２０５は、相手先へのバースト状のクロックの出力を制御し、光無線集配装置２００及び送信端末のパケット送信において、パケット出力より早めにアイドルクロックを出力することによって、パケット前のアイドルクロックを同期のためのプリアンブルとして送信することに使用される。信号折り返しスイッチ１０４は、半二重の受信信号がない場合に半二重の送信信号又は内部クロックを受信部／受光回路１０９へ送るためのスイッチであり、通信制御部１０２で制御される。
【００１５】
光無線端末装置１００において、信号の入力があるのは、
１）光無線集配装置２００からパケットが送信されている状態
２）光無線集配装置２００から通信許可信号が送信されている状態
３）光無線集配装置２００からバースト状のクロックが送信されている状態
である。以上の状態はキャリア検出信号がＨの状態である。
【００１６】
これ以外の状態では、信号の入力が無いため、受信部／受光回路１０９の再生クロックの変化を抑えるため、通信制御部１０２は送信信号又は内部クロックを信号折り返しスイッチ１０４を制御して受信部／受光回路１０９へ入力する。この場合、パケットを送信している場合はパケットを受信部／受光回路１０９へ折り返し、パケットを送信していない場合は100BASE-FX PHYチップ１０３から出ている６２．５ＭＨｚのアイドルクロックを受信部／受光回路１０９へ折り返すことによって、受信部／受光回路１０９の再生クロックの周波数が大きく変化することを防止することができる。この際、受信部／受光回路１０９の再生クロックの位相は変化し、再生クロックの周波数も微妙に変化するが、再び光無線集配装置２００から受信信号が入力されると、すばやく同期することが可能となる。このような構成によって、光無線集配装置２００から送られてくるパケットに短いプリアンブル区間で同期し、正しく受信することができる。
【００１７】
また、光無線集配装置２００において、信号の入力があるのは、
１）光無線端末装置１００からパケットが送信されている状態
２）光無線端末装置１００から通信要求信号が送信されている状態
である。以上の状態はキャリア検出信号がＨの状態である。
【００１８】
これ以外の状態では、信号の入力が無いため、受信部／受光回路２０９の再生クロックの変化を抑えるため、通信制御部２０２は送信信号又は内部クロックを信号折り返しスイッチ２０４を制御して受信部／受光回路２０９へ入力する。パケットを送信している場合はパケットを折り返し、パケットを送信していない場合は、100BASE-FX PHYチップ２０３から出ている６２．５ＭＨｚのアイドルクロックを折り返すことによって、受信部／受光回路２０９の再生クロックの周波数が大きく変化することを防ぐことができる。この際、受信部／受光回路２０９の再生クロックの位相は変化し、再生クロックの周波数も微妙に変化するが、再び光無線端末装置１００から受信信号が入力されると、すばやく同期することが可能となる。このような構成によって、光無線端末装置１００から送られてくるパケットに短いプリアンブル区間で同期し、正しく受信することができる。
【００１９】
ここで、以上のような高周波を扱う装置では、パケット送信時に不要な輻射によってキャリア検出信号がＨになってしまうこともある。このような場合には送信時にキャリア検出信号をマスクすることにより、上記動作を正常に行うことが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、半二重の受信信号がない場合に、受信信号の代わりに内部クロック又は内部クロックに同期したクロック信号に基づいて生成された信号や送信信号に基づいて受信クロックを再生するようにしたので、光無線回線上のパケットに付加するプリアンブルを長くすることなく、再生クロックの周波数及び位相が変化することを防止することができる。
【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端末装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る半二重光無線通信システムの集配装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る半二重光無線通信システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図４】受信再生クロックを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０２、２０２ 通信制御部
１０３、２０３ 100BASE-FX PHYチップ
１０４、２０４ 信号折り返しスイッチ
１０９、２０９ 受信部／受光回路
１１０、２１０ キャリアセンス回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線集配装置と複数の光無線端末装置との間でスター型トポロジを構成して半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は半二重光無線通信システムの構成を示し、集配装置Ｃは天井などに設置され、複数の端末装置Ａ、Ｂはそれぞれ幹線１Ａ、１Ｂを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピュータ２Ａ、２Ｂに接続される。集配装置Ｃはまた、集配装置側幹線１Ｃを介して他の集配装置Ｃに接続される。このシステムでは、集配装置Ｃと１つの端末装置Ａ、Ｂの間で排他的に半二重光無線通信を行い、集配装置Ｃは端末装置Ａ、Ｂからの光送信がない場合にはバースト状にクロック信号を送信し、端末装置Ａ、Ｂは図４（ａ）に示すようにバースト信号により受信クロックを再生して受信信号を再生クロックに同期して受信するとともに、バースト無信号区間では送信権を得て集配装置Ｃに送信することができる。集配装置Ｃも同様に端末装置Ａ、Ｂから受信した信号により受信クロックを再生して受信信号を再生クロックに同期して受信する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、端末装置Ａ、Ｂ側では、集配装置Ｃへの送信中やバースト無信号区間では、図４（ｂ）に示すように光受信部への入力信号がないので再生クロックの周波数及び位相が変化する。また、集配装置Ｃ側でも光受信部への入力信号がない場合には同じ現象が発生する。このように再生クロックの周波数及び位相の変化量が大きくなると再同期には長い信号の入力が必要になる。そこで、光空間上のパケットにはクロック同期を回復させるためのプリアンブルを付加するが、受信に用いるクロックの周波数や位相が大きく変化してしまった場合、このプリアンブルを非常に長くする必要が生じ、プリアンブルが長くなると通信効率が悪化する。
【０００４】
また、この半二重光無線通信システムでは、端末装置Ａ、Ｂが幹線１Ａ、１Ｂ側からきているパケットを集配装置Ｃに送信する場合、端末装置Ａ、Ｂは通信許可要求を送信して集配装置Ｃからの通信許可を待ち、許可が下りない場合には幹線１Ａ、１Ｂ側に対してＪＡＭ信号を送信し、故意に衝突を発生させる。この場合、100BASE-Xの規定では、このＪＡＭ信号は送信元へ５．１２μｓ以内に到着する必要があるが、通信許可要求や通信許可にはそれぞれ、クロックの同期を確立するためのプリアンブルが付加されているため、プリアンブルが一定以上の長さになると、５．１２μｓ以内にＪＡＭ信号を送信することができないという問題も生じる。
【０００５】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、光無線回線上のパケットに付加するプリアンブルを長くすることなく、再生クロックの周波数及び位相が変化することを防止することができる半二重光無線通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、半二重の受信信号がない場合に、受信信号の代わりに内部クロック又は内部クロックに同期したクロック信号に基づいて生成された信号や半二重の送信信号に基づいて受信クロックを再生するようにしたものである。
【０００９】
すなわち本発明によれば、光無線集配装置に半二重光無線通信伝送路を介して光無線端末装置が接続して相互に送受信を行い、前記光無線集配装置と前記光無線端末装置の内の受信側は、送信側から送信された送信信号の同期受信に用いる受信クロック信号を前記送信信号中に含まれるクロック信号を用いて生成して前記送信信号の同期受信を行う半二重光無線通信システムにおいて、
前記受信側は、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ自己の送信手段が前記送信側に対して信号を送信しているときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記自己の送信手段が送信する前記信号中に含まれるクロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成し、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ前記自己の送信手段が前記送信側に対して前記信号を送信していないときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記受信側の内部で生成した内部クロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成することにより、前記送信側からの前記送信信号を受信した場合の同期受信開始までの立ち上がり時間を短縮する受信手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システムが提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る半二重光無線通信システムの端末装置の一実施形態を示すブロック図、図２は本発明に係る半二重光無線通信システムの集配装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１１】
図１は有線側（ＰＣ側）がl00BASE-TX、光空間側（光無線集配装置２００側：図２参照）が100BASE-FXとした場合の光無線端末装置１００のブロック図を示し、図２は有線側（幹線側）が100BASE-TX、光空間側（端末装置側１００）が100BASE-FXとした場合の光無線集配装置２００のブロック図を示す。図１、図２において、光無線端末装置１００、光無線集配装置２００はそれぞれ、100BASE-TX PHYチップ１０１、２０１と、通信制御部１０２、２０２と、100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３と、信号折り返しスイッチ１０４と、バースト信号及びプリアンブル付加用スイッチ１０５、２０５と、送信部／発光素子駆動回路１０６、２０６と、発光素子１０７、２０７と、受光素子１０８、２０８と、受信部／受光回路１０９、２０９とキャリアセンス回路１１０、２１０とを備えている。
【００１２】
発光素子１０７、２０７は発光ダイオードやレーザーダイオードなどであり、受光素子１０８、２０８はフォトダイオードなどである。キャリアセンス回路１１０、２１０は、光空間のキャリア信号の有無をチェックする回路であり、キャリア信号がある場合はキャリア検出信号＝Ｈ、無い場合にはキャリア検出信号＝Ｌを通信制御部１０２、２０２にそれぞれ出力する。100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３はIEEE802.3に定義されたEthernet（イーサネット）物理層を実装するチップであり、送信信号については１００Ｍbpsの信号を４Ｂ／５Ｂ変換して１２５Ｍbpsの信号として送信する。ここで、100BASE-FX PHYチップ１０３、２０３は常に６２.５ＭＨｚのアイドルクロックを出力している。
【００１３】
光無線端末装置１００、光無線集配装置２００では、送信信号は内部クロックに同期している。これに対し、受信クロックは受信部／受光回路１０９、２０９により通信相手から受信したパケットや６２．５ＭＨｚのアイドルクロックから再生され、このため、送信に用いられるクロックとは位相が異なり、一般に周波数も数１００ｐｐｍ程度の誤差がある。
【００１４】
バースト信号及びプリアンブル付加用スイッチ１０５、２０５は、相手先へのバースト状のクロックの出力を制御し、光無線集配装置２００及び送信端末のパケット送信において、パケット出力より早めにアイドルクロックを出力することによって、パケット前のアイドルクロックを同期のためのプリアンブルとして送信することに使用される。信号折り返しスイッチ１０４は、半二重の受信信号がない場合に半二重の送信信号又は内部クロックを受信部／受光回路１０９へ送るためのスイッチであり、通信制御部１０２で制御される。
【００１５】
光無線端末装置１００において、信号の入力があるのは、
１）光無線集配装置２００からパケットが送信されている状態
２）光無線集配装置２００から通信許可信号が送信されている状態
３）光無線集配装置２００からバースト状のクロックが送信されている状態
である。以上の状態はキャリア検出信号がＨの状態である。
【００１６】
これ以外の状態では、信号の入力が無いため、受信部／受光回路１０９の再生クロックの変化を抑えるため、通信制御部１０２は送信信号又は内部クロックを信号折り返しスイッチ１０４を制御して受信部／受光回路１０９へ入力する。この場合、パケットを送信している場合はパケットを受信部／受光回路１０９へ折り返し、パケットを送信していない場合は100BASE-FX PHYチップ１０３から出ている６２．５ＭＨｚのアイドルクロックを受信部／受光回路１０９へ折り返すことによって、受信部／受光回路１０９の再生クロックの周波数が大きく変化することを防止することができる。この際、受信部／受光回路１０９の再生クロックの位相は変化し、再生クロックの周波数も微妙に変化するが、再び光無線集配装置２００から受信信号が入力されると、すばやく同期することが可能となる。このような構成によって、光無線集配装置２００から送られてくるパケットに短いプリアンブル区間で同期し、正しく受信することができる。
【００１７】
また、光無線集配装置２００において、信号の入力があるのは、
１）光無線端末装置１００からパケットが送信されている状態
２）光無線端末装置１００から通信要求信号が送信されている状態
である。以上の状態はキャリア検出信号がＨの状態である。
【００１８】
これ以外の状態では、信号の入力が無いため、受信部／受光回路２０９の再生クロックの変化を抑えるため、通信制御部２０２は送信信号又は内部クロックを信号折り返しスイッチ２０４を制御して受信部／受光回路２０９へ入力する。パケットを送信している場合はパケットを折り返し、パケットを送信していない場合は、100BASE-FX PHYチップ２０３から出ている６２．５ＭＨｚのアイドルクロックを折り返すことによって、受信部／受光回路２０９の再生クロックの周波数が大きく変化することを防ぐことができる。この際、受信部／受光回路２０９の再生クロックの位相は変化し、再生クロックの周波数も微妙に変化するが、再び光無線端末装置１００から受信信号が入力されると、すばやく同期することが可能となる。このような構成によって、光無線端末装置１００から送られてくるパケットに短いプリアンブル区間で同期し、正しく受信することができる。
【００１９】
ここで、以上のような高周波を扱う装置では、パケット送信時に不要な輻射によってキャリア検出信号がＨになってしまうこともある。このような場合には送信時にキャリア検出信号をマスクすることにより、上記動作を正常に行うことが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、半二重の受信信号がない場合に、受信信号の代わりに内部クロック又は内部クロックに同期したクロック信号に基づいて生成された信号や送信信号に基づいて受信クロックを再生するようにしたので、光無線回線上のパケットに付加するプリアンブルを長くすることなく、再生クロックの周波数及び位相が変化することを防止することができる。
【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端末装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る半二重光無線通信システムの集配装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る半二重光無線通信システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図４】受信再生クロックを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０２、２０２ 通信制御部
１０３、２０３ 100BASE-FX PHYチップ
１０４、２０４ 信号折り返しスイッチ
１０９、２０９ 受信部／受光回路
１１０、２１０ キャリアセンス回路
Claims (1)
- 光無線集配装置に半二重光無線通信伝送路を介して光無線端末装置が接続して相互に送受信を行い、前記光無線集配装置と前記光無線端末装置の内の受信側は、送信側から送信された送信信号の同期受信に用いる受信クロック信号を前記送信信号中に含まれるクロック信号を用いて生成して前記送信信号の同期受信を行う半二重光無線通信システムにおいて、
前記受信側は、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ自己の送信手段が前記送信側に対して信号を送信しているときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記自己の送信手段が送信する前記信号中に含まれるクロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成し、
前記送信側から前記送信信号が到達せず、かつ前記自己の送信手段が前記送信側に対して前記信号を送信していないときに、前記送信側からの前記送信信号に代えて前記受信側の内部で生成した内部クロック信号を用いてあらかじめ前記受信クロック信号を生成することにより、前記送信側からの前記送信信号を受信した場合の同期受信開始までの立ち上がり時間を短縮する受信手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197997A JP3722358B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 半二重光無線通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197997A JP3722358B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 半二重光無線通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018103A JP2003018103A (ja) | 2003-01-17 |
| JP3722358B2 true JP3722358B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=19035511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197997A Expired - Lifetime JP3722358B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 半二重光無線通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3722358B2 (ja) |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001197997A patent/JP3722358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003018103A (ja) | 2003-01-17 |
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Legal Events
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