JP3932114B2 - Optical wireless slave device used in optical double optical wireless communication system - Google Patents

Optical wireless slave device used in optical double optical wireless communication system Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線親機装置と複数の光無線子機装置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の前記光無線子機装置に関し、特に光無線親機装置に対して送信する信号がない場合にバースト発光振幅の中点レベルでＤＣ発光する光無線子機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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ＬＡＮ（Local Area Network）を構築する場合、それらの情報処理機器は、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。有線による接続は、機器的に確実な接続が可能なので、外来雑音によるデータ誤りが少ないなどの点では有利であるが、配線工事が煩雑であり、レイアウト変更毎に工事が必要であるなどの問題がある。
【０００３】
また、近年は、ラップトップ型、ブック型、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相互に接続してデータ伝送を行う要求も高まっている。一方で、これらの携帯型の情報処理機器は、元々携帯移動して使用することを目的とした機器であり、有線で接続した状態のままで携帯移動するようなことは極めて希である。このため、これらの携帯型の情報処理機器を相互に接続してデータ伝送を行う場合には、その移動毎にコネクタの抜き差しが行われることになり、そのような接続作業は非常に面倒である。また、コネクタの抜き差しを繰り返す上、コネクタなどの接続部の機械的破損が発生するおそれもある。
【０００４】
これらのことから、据置型、携帯型に限らず、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無線化して、有線による接続を減らしたいという要求がある。ここで、無線伝送の手法としては、電波を伝送媒体としたものと、光を伝送媒体としたものがある。これら電波、光のいずれの伝送媒体を使用しても高速データ伝送が実現可能であるが、電波の場合には法的な規制があり、また、機密性の確保の問題などから、法的規制が無く機密性を確保し易い光を伝送媒体とした無線伝送が有利である。
【０００５】
また、有線ＬＡＮでもっとも普及率の高いイーサネット（登録商標）ＬＡＮは、例えば１０Ｍbpsの伝送速度を有しているので、無線伝送路においても最低１０Ｍbpsの伝送速度を持つことが望ましい。このようなことから、本件出願人は、特開平８−５６１９８号公報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。
【０００６】
すなわち、光無線伝送では、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っているため、例えば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受光部に入力してしまい、相手方からの通信信号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ので、上記の公報に記載の技術では、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。
【０００７】
一方、近年では伝送速度の高速化が望まれており、上述のような光無線通信方式においても、伝送速度の更なる高速化が要求されている。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、その光信号は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。さらに、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通信方式が賢明である。
【０００８】
そこで、本出願人は、公知ではないが、特願２０００−２３７２８６号において１００Ｍbpsの伝送速度を実現する半二重通信方式の光無線通信システムを提 案している。この方式は、親機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に通知し、この信号を子機が検知してフレーム送信毎に親機との間で送信許可の申請処理（ＩＤ交換など）を行い、親機からの送信許可を得てから子機が親機に送信を開始することにより、いわゆる半二重通信によって上述した反射光の問題を回避するものである。
【０００９】
しかしながら、この方式では、子機がフレームや上記したように光送信のために親機上の間でやり取りされる送信申請信号などの各種データをそのデータ単位で送信（バースト発光）することになる。このとき、もし子機のバースト発光が、図９に示すように子機がフレームや送信申請信号を送出しないときには発光しない、直流成分を含むバーストであると、この信号を受信する親機では、その受信回路に備えているハイパスフィルタ（ＨＰＦ）などの影響によって、その受信信号は図１０のようにうねりを持ってしまい、安定した信号の受信が困難となる。そこで、このようなことを避けるために、上述するような半二重光無線装置では、図１１のような直流成分を排除した形で、つまり、子機はフレームや送信申請信号を送出しないときにはバースト中点レベル＝Ｖ１／２でＤＣ発光することが望ましい。
【００１０】
図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、以下に、このような子機から親機への送信に対して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における子機及び親機間でのフレーム送受信タイミングイメージを説明する。なお、以下に説明する光無線通信システムにおいて、親機はネットワーク幹線を介して他のシステムと有線で接続され、子機は、例えばパーソナルコンピュータなどの端末と有線で接続されているとする。また、親機は、ネットワーク幹線へ信号を送信する幹線側送信部と、ネットワーク幹線からの信号を受信する幹線側受信部と、子機へ光信号を送信する発光部と、子機からの光信号を受光する受光部とを有し、子機は、親機からの光信号を受信する受光部と、親機へ光信号を送信する発光部と、端末へ信号を送信する端末側送信部と、端末からの信号を受信する端末側受信部とを有しているとする。
【００１１】
図１２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、子機から送信したフレーム単位の信号が親機によって幹線側へのみ送信される（光側へ折り返されない）場合における子機から親機へのフレーム信号送信タイミングと、その際に子機が発光送信する光バースト信号を示している。なお、１００Ｍbpsの伝送速度による光無線通信システムでは、半二重光通信を使用すること自体の実例はあまり無いが、図１２は半二重光通信を行う場合に採用されるであろうと予想される信号の送受信タイミングを示すものであり、ここでは子機や親機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、大容量のメモリを搭載すればそのタイミングは異なるものであるが、基本的な子機−親機間で交わされる送信許可申請手続き処理などはその範疇であり、説明の煩雑さを避けるためここでは省略する。
【００１２】
まず、図１２（Ａ）に示す送受信タイミングにおいて、端末が発生したフレームＦ１を子機から親機に送信する場合、その前に図中Ｔｌとして親機からは光回線の空きを示す光回線空き信号ＥＰが光送信されると、この光送信された光回線空き信号ＥＰを検出（受光）した子機は、自分が光回線を使用したい場合に、親機に対して、図中Ｔ２のように光回線の使用要求をするための光回線送信申請信号ＲＱに光プリアンブル信号（光Ｐ）を付加して光送信する。この光回線送信申請信号ＲＱを受け取った親機は、光回線の使用が可能であるとき、子機に対して図中のＴ３のように、光回線の使用を許可する光回線送信許可信号ＡＫに光プリアンブル（光Ｐ）を付加して光送信する。
【００１３】
親機から光回線送信許可信号ＡＫを受け取った子機は、端末から受信したフレームＦ１を親機に対して図中Ｔ４のように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。親機は、子機から送られてきたフレームＦ１をネットワーク幹線に有線送信する。フレームＦ２の場合の動作もフレームＦ１の動作と同様である。
【００１４】
なお、図１２では、端末から受け取ったフレームを子機から親機に送り、さらに親機からネットワーク幹線に送る例を述べたが、その逆、すなわち、ネットワーク幹線から受け取ったフレームを親機から子機に送り、子機から端末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側に送出し、子機はこれを受信して端末へ送り出す。
【００１５】
ここで、上述した図１２（Ａ）のような送信を子機が実現した場合、図１２（Ｂ）に示すような光バースト信号となり、このバースト信号は直流成分を含まないようにするため送信データが無い場合には、バースト中点レベル（基準ＤＣレベル）＝Ｖ１／２でＤＣ発光し、データ送信する際にこのＤＣ発光レベル＝Ｖ１／２を中心に上下に発光レベル＝０〜Ｖ１を振幅させることでデータ伝送を実現している。
【００１６】
以上、図１２を用いて説明したように、半二重光通信によれば、端末から受け取ったフレームを子機が親機へ光送信する際に、子機は、親機からの光回線空き信号を検出し、親機に対して光回線送信申請信号を送り、親機からそれに対する光回線送信許可信号を受けた後に、端末から受け取ったフレームを親機に送信するような手順を取り、その発光は直流成分を排除した中点バースト信号を用いる手法となると考えられる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した半二重光通信の例では、複数の子機が親機と光回線によって接続されるシステムであるので、子機の数が多くなると、子機の無信号時でのＤＣ発光が累積され、親機の受信レベルが飽和してしまい、子機から送信されるデータを正しく受信できなくなってしまう問題がある（課題１）。
また、各子機に関しては、端末が殆ど通信を行わないときにも中点バースト信号を送信するために発光素子に駆動電流を継続して印加すると、発光素子の寿命と消費電力の問題が発生する（課題２）。
【００１８】
本発明は、上述の課題１に鑑みてなされたものであり、より多くの子機を親機の配下に配置することができる半二重光無線通信システムの光無線子機装置を提供することを第１の目的とする。
本発明はまた、上述の課題２に鑑みてなされたものであり、より多くの子機を親機の配下に配置することができるとともに、発光素子の寿命を長くして消費電力を低減することができる半二重光無線通信システムの光無線子機装置を提供することを第２の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記第１の目的を達成するために、第１の受信手段でのフレームデータの受信が所定時間なく、かつ第２の受信手段で光回線空き報知信号を受信したときに、送信手段から送信される光送信信号を停止させ、また、第１の受信手段でフレームデータが受信されて記憶手段に記憶され、かつ第２の受信手段で光回線空き報知信号を受信したときに、送信手段からのＤＣ発光の送信を開始させ、開始の時点からＤＣ発光を受信した光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過したときから、送信手段から記憶手段に記憶されたフレームデータを送信させるように制御するものである。
【００２０】
すなわち本発明によれば、光無線親機装置と、通信端末がそれぞれ接続された複数の光無線子機装置との間で光回線を確立させて半二重光無線通信方式によるデータ信号の送受信を行う半二重光無線通信システムに用いられる前記光無線子機装置であって、
当該光無線子機装置に接続された前記通信端末からフレームデータを受信する第１の受信手段と、
受信された前記フレームデータを記憶する記憶手段と、
前記光無線親機装置に対し光送信信号として送信するものであって、前記記憶手段に記憶された前記フレームデータを読み出してデータ信号として前記光無線親機装置へ送信するときは、一定のＤＣ発光のレベルを中心に発光レベルを上下に振幅させたバースト光により送信し、データ信号として送信するときではない場合は前記ＤＣ発光のみを前記光無線親機装置へ送信する送信手段と、
前記光無線親機装置から送信される、前記光回線が空き状態であることを示す光回線空き報知信号及びフレームデータのデータ信号を受信する第２の受信手段と、
前記第１の受信手段での前記フレームデータの受信が所定時間なく、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段から送信される前記光送信信号を停止させ、また、前記第１の受信手段で前記フレームデータが受信されて前記記憶手段に記憶され、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段からの前記ＤＣ発光の送信を開始させ、前記開始の時点から前記ＤＣ発光を受信した前記光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過したときから、前記送信手段から前記記憶手段に記憶された前記フレームデータを送信させるように制御する制御手段とを、
備える光無線子機装置が提供される。
【００２１】
また、本発明は上記第２の目的を達成するために、制御手段が、第１の受信手段でのフレームデータの受信が所定時間なく、かつ第２の受信手段で光回線空き報知信号を受信したときに、送信手段から送信される光送信信号を停止させ、また、第２の受信手段でフレームデータのデータ信号の受信を開始して比較手段による比較結果がアドレス一致である場合に、送信手段から送信されるＤＣ発光の送信を開始させ、ＤＣ発光の送信の開始の時点からＤＣ発光を受信した光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過するまで、送信手段からのデータ信号の送信を停止させるように制御するものである。
【００２２】
すなわち本発明において、前記フレームデータには送信元アドレスと送信先アドレスとが含まれており、
前記第１の受信手段に受信された前記フレームデータから前記送信元アドレスを抽出する第１のアドレス抽出手段と、
抽出された前記送信元アドレスを記憶するアドレス記憶手段と、
前記第２の受信手段で受信した前記フレームデータから前記送信先アドレスを抽出する第２のアドレス抽出手段と、
抽出された前記送信先アドレスと前記アドレス記憶手段に記憶された前記送信元アドレスとを比較する比較手段とを更に備え、
前記制御手段が、前記第１の受信手段での前記フレームデータの受信が所定時間なく、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段から送信される前記光送信信号を停止させ、また、前記第２の受信手段で前記フレームデータのデータ信号の受信を開始して前記比較手段による比較結果がアドレス一致である場合に、前記送信手段から送信される前記ＤＣ発光の送信を開始させ、前記ＤＣ発光の送信の開始の時点から前記ＤＣ発光を受信した前記光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過するまで、前記送信手段からの前記データ信号の送信を停止させるように制御することは、本発明の好ましい態様である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
＜第１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図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態としての光無線通信システムの主要部の概略構成を示す。この光無線システムは、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））などのネットワーク幹線（以下単に幹線ともいう）２に接続されるシステムであり、図１に示すように、幹線２と端末（例えばパーソナルコンピュータなどから構成される端末４（４ａ、４ｂ、４ｃ）との間を、親機としての光無線通信装置１（以下、親機１とする）及び子機としての光無線通信装置３（以下、子機３（３ａ、３ｂ、３ｃ）とする）による半二重光通信を使用して接続するシステムである。なお、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は図１の光無線通信システムにおいて、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、さら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。図２（Ａ）において、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Ｔ１のように光回線空きを示す光回線空き報知信号ＥＰが光送信されると、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、自分が光回線を使用したいとき、親機１に対して図中Ｔ２のように、光回線の使用を求める光回線送信申請信号ＲＱに光プリアンブル（光Ｐ）を付加して光送信する。
【００２５】
この光回線送信申請信号ＲＱを受け取った親機１は、光幹線の使用が可能であるとき、子機３に対して図中Ｔ３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が送られてくるのを一定時間待つ。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を受け取った場合に、端末から受け取ったフレームＦ１を図中Ｔ４のように光プリアンブル（光Ｐ）を付加してフレームＦ１を親機１に対して光送信する。子機３は端末４からのフレームＦ１を受け取ってから、端末４からの無信号状態が一定の時間を経過したら、光回線が空いていることを親機１からの光回線空き報知信号ＥＰを確認して、図２（Ｂ）に示すように発光部を停止する。
【００２６】
その後、子機３が端末４よりフレームＦ２を受け取ったら、光回線が空いていることを親機１からの光回線空き報知信号ＥＰを確認して発光部による発光を開始する。ここでの例では、子機３は端末４からのフレームＦ２を完全に保持できるだけの記憶装置を持っていない場合として、フレームＦ２をいったん、有線回線抑圧信号ＤＹによって端末４を抑圧して、端末４からの送信を停止させる。子機３は、発光再開から一定時間経過し、親機１の受信部が安定してから受け取ったフレームＦ３を先のフレームＦ１の場合と同様に送信手順を親機１との間で交わして、親機１へ光送信する。
【００２７】
図３は親機１の具体的構成の一例を示し、親機１は上述した図２に示すように親機１からの光回線空き報知信号に応答した子機３からの光回線送信申請や、親機１からの光回線送信許可信号を用いて制御されて送られたフレーム及び、そのフレームに続いて送られてくる複数のフレームを受信する。この図３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。
【００２８】
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（発光部）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受信する光回線受信部（受光部）１１を有する。光回線受信部１１で受けられ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。
【００２９】
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の光回線フレーム検出部９の検出結果に従い、幹線２へ送信するフレームを幹線２への送信タイミングまで確保し、制御部１３の制御に従い有線出力信号切替え部６へ出力する。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に受信フレームを指示する。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から、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てそのことを制御部１３へ送信し、検出した送信申請信号の情報（どの子機３からの申請かなどを示すＩＤなど）を光回線送信許可信号検出部３７へ伝送する。
【００３０】
光回線送信許可信号検出部３７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、送信申請信号を送ってきた子機３へ光回線送信許可信号を制御部１３の指示に従って光送信信号切替え部１８へ送信する。有線回線側の抑圧擬似信号発生部７は、制御部１３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、有線出力信号切替え部６へ抑圧擬似信号を送信する。有線出力信号切替え部６は光回線フレーム受信部８からのフレームと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え部６からの信号を幹線出力信号として幹線２へ出力する。
【００３１】
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及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部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ともに、光回線送信タイミング遅延部１６に対してフレーム検出結果を送信する。光回線送信タイミング遅延部１６は有線回線受信部１４から送られた信号から有線回線フレーム検出部１５のフレーム検出結果を基に、受信フレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置に待機させ、この待機させ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において光送信信号切替え部１８へ送信する。
【００３２】
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プリアンブル信号を生成し、光送信信号切替え部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、光送信信号切替え部１８へ送信する。光送信信号切替え部１８は光回線送信許可信号検出部３７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、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て、光回線送信部１９へ送信する。光回線送信部１９は光送信信号切替え部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。
【００３３】
図４は子機３の具体的構成の一例を示し、子機３は上述した図２のように、端末４からの送信フレームを親機１に送信する際に、親機１との間で送信申請及び送信許可信号のやり取りを交わした後に、端末４から送られるフレームを親機１へ送信し、また、端末４からフレームがある期間送信されてこず、無信号状態が有線受信部で続くようならば、子機３が発光を停止し、次にフレームが端末４から送られてきたら再度発光を開始する。
【００３４】
この図４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ともに、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。また子機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受信する光回線受信部２８を有する。
【００３５】
有線回線受信部２６は端末４からの信号を受信し、光回線送信タイミング遅延部２４、有線回線フレーム検出部２５及び有線回線無信号時間計測部３６へ受信データを送信する。有線回線無信号時間計測部３６は、有線回線受信部２６で受信され、有線回線フレーム検出部２５で検出されたフレームを受信し終えてから、有線回線からの信号が無信号（フレームが来ない）状態になっている間を計測し、その結果を制御部２７へ送る。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部２４へ送る。
【００３６】
光回線送信タイミング遅延部２４は、有線回線受信部２６で受信された信号から有線回線フレーム検出部２５の検出結果に従い、受信フレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置に待機させ、この待機させていたフレームを制御部２７の指示に従って光回線出力信号切替え部２１へ送信する。光回線送信申請信号発生部２３は制御部２７の指示に従い、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光回線送信申請信号を発生し、光回線出力信号切替え部２１へ光回線送信申請信号を送信する。光プリアンブル発生部２２は制御部２７の指示により、フレームの光送信の前に親機１の受信時の同期信号としてのプリアンブルを発生し、これを光回線出力信号切替え部２１へ送信する。
【００３７】
光回線出力信号切替え部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及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、各々の信号を切り替えて光回線送信部（発光部）２０へ送信する。光回線送信部２０は、光送信のための発光部を備え、光回線出力信号切替え部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ものであり、制御部２７の制御によって発光及び発光停止を制御できる。
【００３８】
光回線受信部（受光部）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、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、その検出結果を制御部２７へ送る。光回線送信許可信号検出部３１は、光回線受信部２８から送られてきた受信信号から親機１が当該子機３に対して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検出し、その検出結果を制御部２７へ送る。
【００３９】
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、その検出結果を制御部２７へ送るとともに、有線回線送信タイミング遅延部３２へ送り、フレームの一時待機を指示する。有線回線送信タイミング遅延部３２は、光回線受信部２８から送られた受信信号から、光回線フレーム検出部２９のフレーム検出結果に従い、検出したフレームをＦＩＦＯなどの一時記憶装置にいったん待機させ、この待機させていたフレームを制御部２７の端末４への送信指示に従って有線出力信号切替え部３４へ送信する。
【００４０】
有線回線側の抑圧擬似信号発生部３３は、制御部２７の適切な指示に従って、有線接続された端末４からの送信の抑圧を必要とした場合に抑圧擬似信号を発生し、有線出力信号切替え部３４へ抑圧擬似信号を送る。有線出力信号切替え部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及び抑圧擬似信号発生部３３からの抑圧擬似信号とを受け、制御部２７の適切な指示に随時従いこれらのフレーム信号と抑圧擬似信号を随時切り替え、有線回線送信部３５へ送信する。有線回線送信部３５は有線出力信号切替え部３４より送られる信号を端末側有線回線へ送信する。
【００４１】
次に、上述した図３の構成の親機１及び図４の構成の子機３において、図２の送受信タイミングで説明したような通信手順を実現する場合の処理の流れを説明する。まず、図５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（主に制御部１３の制御動作の流れ）を示す。図５において、まず、親機１の制御部１３は、ステップＳ１の処理として、子機３との間で光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いときに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において幹線２からの信号を監視し、幹線２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２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。
【００４２】
ステップＳ３では幹線２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光回線の状態によりチェックする。もし、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Ｓ８へ進んで幹線２へ抑圧擬似信号を送信し、次いでステップＳ９において幹線２からのフレーム送信の停止を確認し、次いでステップＳ１０において抑圧擬似信号を停止し、次いでステップＳ２に戻って幹線２からのフレームが受信されるまで待機する。
【００４３】
もし、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２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せておき、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（コマンド）を停止し、次いでステップＳ６でフレーム送信の前に子機が受信時に同期を取るための光プリアンブルを送信し、これに続いてステップＳ５で一時待機させていたフレームをステップＳ７で光送信する。フレームを送信し終えたら、ステップＳ４３で子機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、次いでステップＳ２に戻って幹線２からのフレーム受信を待機する。
【００４４】
次に、図６は配下の子機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（主に制御部１３の制御動作の流れ）を示す。図６において、まず、親機１の制御部１３は、ステップＳ１１の処理として、子機３からの光回線送信申請信号があるか否かを光回線送信申請信号検出部１０の検出結果を元に監視し、もし、子機３からの送信申請信号があれば、ステップＳ１２へ進んで光回線空き報知信号を停止し、次いでステップＳ１３へ進み、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をこれに光プリアンブルを付加して光回線へ送信する。
【００４５】
送信許可信号を送出したらステップＳ１４において子機３からのフレーム光送信を待ち、ある一定時間内にフレームがこない場合にはステップＳ１６でタイムアウトし、続くステップＳ１７で幹線２からのフレームが送られてきていないのを確認して、再び光回線を配下の子機３へ開放するためステップＳ１８で光回線空き報知信号（コマンド）を送出する。もし、ステップＳ１７で幹線２からフレームがきている場合には、ステップＳ１９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Ｓ１７及びステップＳ１９で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５のフローによって動作する。さて、ステップＳ１４において子機３からフレームを光受信できた場合には、ステップＳ１５においてこの受信フレームをタイミングを見計らって幹線２へ送信する。
【００４６】
次に、図２の送信タイミングで説明したような通信を実現するための子機３の動作について説明する。まず、図７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（主に制御部２７の制御動作の流れ）を示す。
【００４７】
図７では、まず、ステップＳ２０において親機１からフレームが送出されてきていないか否かを監視し、もし親機１からの光送信フレームがあればステップＳ２１において、いったん、ＦＩＦＯなどの一時記憶装置に光受信したフレームを確保しておき、次に、ステップＳ２２において有線回線に端末４からのフレームが来ていないかを確認し、もし端末４からフレームが送られてきていればステップＳ２５において、いったん、端末４からのフレーム送信を抑圧するために抑圧擬似信号を有線側に送出する。ステップＳ２２で有線回線が空いたなら、ステップＳ２３でもしこのとき抑圧擬似信号を送出中ならこのステップでそれを停止し、次のステップＳ２４において、ステップＳ２１において待機させておいたフレームを有線回線へ送出し、端末４への送信を行う。
【００４８】
次に、図８は、図２のタイミング及び図７の構成における子機３において、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（主に制御部２７の制御動作の流れ）を示す。図８では、まず、ステップＳ２６において端末４からのフレームの送信があるかを監視し、もしフレームが送信されてきていればステップＳ３３において発光部が中点発光（ＤＣ発光）状態かを判断する。もし発光部が発光停止状態ならステップＳ３４において親機１からの光回線空き報知信号を検出する。
【００４９】
光回線の空きを確認できたなら、ステップＳ４１において発光部の中点発光を開始し、ステップＳ３７において有線回線を介して端末側へ抑圧擬似信号を送出し、次いでＳ３８で端末４からの送信の停止を確認し、次いでステップＳ３９で端末４への抑圧擬似信号を停止し、次いでステップＳ２６で再び端末からのフレームを待つ。もし、ステップＳ３３で発光部が中点発光をしていれば、ステップＳ４０で発光部が発光し始めてから親機１の受信部が安定するまでの一定の時間が経過しているかを確認する。もし、ここで親機１の受信部が安定するに必要な時間が経過していないなら、ステップＳ３７、ステップＳ３８、ステップＳ３９において有線回線に抑圧擬似信号を送出し、端末４を抑圧してフレーム送信を停止させ、次いでステップＳ２６で再び端末４からのフレームを待つ。
【００５０】
もし、ステップＳ４０で発光部が発光し始めて一定時間が過ぎていることが確認された場合には、ステップＳ２７において、送られてきているフレームをいったんＦＩＦＯなどの一時記憶装置に光回線への送信タイミングまで待機させる。次に、ステップＳ２８において光回線が空いているか否かを親機１の送出する光回線空き報知信号を監視することで光回線の空きを検出する。このステップＳ２８で光回線が空かずステップＳ３５でタイムアウトした場合は、ステップＳ３７、ステップＳ３８、ステップＳ３９において有線回線に抑圧擬似信号を送出し、端末４を抑圧してフレーム送信を停止させ、次いでステップＳ２６で再び端末４からのフレームを待つ。
【００５１】
ここで、ステップＳ２８において親機からの光回線空き報知信号が検出され、光回線の空きを確認できた場合には、ステップＳ２９へ移り、親機１に対して光回線への送信許可を要求するために、光プリアンブルを付加した光回線送信申請信号を親機１に対して光送信する。光回線送信申請を送信した後、ステップＳ３０において親機１から光回線送信許可信号が帰ってくるかを一定時間監視し、もし、送信許可信号が親機１から得られず、ステップＳ３６においてタイムアウトした場合には、ステップＳ３７、ステップＳ３８、ステップＳ３９において有線回線に抑圧擬似信号を送出し、端末４を抑圧してフレーム送信を停止させ、次いでステップＳ２６で再び端末４からのフレームを待つ。ステップＳ３０において、親機１から光回線送信許可信号を得られた場合には、ステップＳ３１で親機１がフレームを光受信する際の同期信号として光プリアンブルを光送信し、これに続けてステップＳ３２においてステップＳ２７で一時待機させていた端末４からのフレームを光送信する。
【００５２】
ここで、もし、ステップＳ２６で端末４側からのフレームが受信されないならステップＳ４２において、端末４側からフレームが送られてこなくなってからの有線側の無信号状態の経過時間を計測し、この状態が一定時間経過しているかを判断する。もし有線側からフレームが来なくなってから一定時間が経過していないのならステップＳ２６に戻り、端末４からのフレーム受信を待つ。もし、このステップＳ４２において有線回線の無信号状態の経過時間が一定時間を経過している場合には、ステップＳ４３で光回線の空き信号を監視し光回線が空き状態であることを確認し、もし、光回線が空かない場合にはステップＳ２６に戻り、有線回線の受信状態を監視する。また、もしステップＳ４３で光回線の空きが確認できたなら、ステップＳ４４において発光部の発光を停止させ、次いでステップＳ２６で有線回線からの送信を監視する。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
ところで、実際のネットワーク使用環境では、あるエリア内に存する端末４の接続状況や、アドレス確認のために通信が行われることが多く、特に光回線側から送られた信号データが、ある子機３に接続された端末４へのデータである場合、その信号データ終了直後に端末４からの応答が光回線側に対し送付されることが多い。このため、子機３の受信した光回線側からの信号データの宛先が、自身に接続された端末４への信号データであるか否かを判断できれば、次に端末４から送られてくる信号データに対して迅速な光回線への信号出力が可能になる。以下、説明する通信プロトコルは、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ方式である。この方式においては、送信元から送信先に送られるパケット中には、送信先アドレスと送信元アドレスと通信データとがある。
【００５４】
図１３は第２の実施の形態のシーケンスを示したもので、子機３が光回線からフレームＦ１の信号を受信した時点で、受信データ中の宛先アドレスを確認し、自分に接続された端末４向けのアドレスを検出した場合を示している。フレームＦ１の受信途中で端末４からの信号に備えて、送信手段の駆動電流レベルを発光駆動電流の中点レベルに素早く立ち上げておくことで、図２で示したように端末４からのＦ２信号に対し抑圧信号を送ることなく、端末４からの信号受信と同時に光回線送信申請信号ＲＱを送付することが可能になっている。
【００５５】
図１４は第２の実施の形態の子機３の構成を示し、図４に示す構成に対して有線側、光回線側にそれぞれ設けられた各ＭＡＣ／ＩＰ検出手段４０、４２と、ＭＡＣ／ＩＰ蓄積手段４１と比較手段４３が追加されている。ＭＡＣ／ＩＰ検出手段４０は有線回線受信部２６から入力される信号を図１５の右側に示すように常に観察して送信元（Ｓ）すなわち当該端末４のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを検出し、新規なアドレスがあればＭＡＣ／ＩＰ蓄積手段４１に蓄積する。一方、ＭＡＣ／ＩＰ検出手段４２は光回線からの信号受信部２８より入力した信号を、図１５の左側に示すように観察し、送信先（Ｄ）のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを検出して比較手段４３に伝える。
【００５６】
比較手段４３はＭＡＣ／ＩＰ蓄積手段４１に蓄積された当該端末４のアドレスとＭＡＣ／ＩＰ検出手段４２により検出された送信先のアドレスを比較し、一致した場合に制御部２７に通知する。制御部２７は光回線送信部２０に対し中点レベル保持のための電流を流すかどうかの制御を行っており、電流を遮断しているときに上記一致通知を受けると、速やかに光回線送信部２０の駆動電流を中点レベルに引き上げる。
【００５７】
図１６は第２の実施の形態の子機３の処理を示し、図８に示すフローチャートに対してステップＳ４５、Ｓ４６、Ｓ４７が追加されている。もし、ステップＳ２６で端末４側からのフレームが受信されないなら、ステップＳ４５において光回線からのフレーム信号の有無を検出し、もし光回線からのフレームが存在するときには、次のステップＳ４６でこの受信フレームの中に存在するＭＡＣアドレス／ＩＰアドレスが有線回線（端末４）側から送られたことがあるかを判別し、ここでは図１４に示すＭＡＣ／ＩＰ蓄積手段４１の内容と等しいと判断された場合は、ステップＳ４７において中点レベルでの発光を再開する。
【００５８】
ここで、ステップＳ４６の判断内容を詳細に示したのが図１７である。まずステップＳ５０において光回線からの宛先ＭＡＣ（Ｄ−ＭＡＣ）アドレスが有線回線（端末４側）から送られてきたことのある送付元ＭＡＣ（Ｓ−ＭＡＣ）アドレスと一致するかどうかを判別し、一致すればステップＳ５４に進む。一方、ステップＳ５０でＭＡＣアドレスの一致を見ない場合でも、宛先ＭＡＣアドレスがマルチキャスト・アドレスであり（ステップＳ５１でYes）、宛先ＩＰアドレスがブロードキャスト・アドレスの場合（ステップＳ５２でYes）は、端末４が応答を返す可能性があるため、ステップＳ５４に進む。また、ステップＳ５１で宛先ＭＡＣアドレスがマルチキャスト・アドレスであり、宛先のＩＰアドレスがブロードキャスト・アドレスでない場合（ステップＳ５２のNo）でも、宛先のＩＰアドレスが有線回線からの送付元ＩＰアドレスに一致していればステップＳ５４に進む。ステップＳ５１、Ｓ５３でそれぞれ該当しない場合はステップＳ４２に進む。
【００５９】
ステップＳ５４では、光回線送信部（発光部）２０のＬＥＤの駆動電流が遮断状態であれば、ステップＳ４７で駆動電流を中点駆動に戻し、図１６に示す初期状態に戻る。もし既に中点駆動されていたならば、ステップＳ４２に進み、端末４側からフレームが送られてこなくなってからの有線側の無信号状態の経過時間を計測し、この状態が一定時間経過しているかを判断する。もし有線側からフレームが来なくなってから一定時間が経過していないのなら図１６に示す初期状態に戻り、ステップＳ２６で端末からのフレーム受信を待つ。もし、このステップＳ４２において有線回線の無信号状態の経過時間が一定時間を経過している場合には、ステップＳ４３で光回線の空き報知信号を監視し、光回線が空き状態であることを確認し、もし、光回線が空かない場合にはステップＳ２６で有線回線の受信状態を監視する。また、もしステップＳ４３で光回線の空きが確認できたなら、ステップＳ４４において発光部２０の発光を停止させ、ステップＳ２６で有線回線からの送信を監視する。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、子機が光送信を必要としないときに発光を停止するので、親機の配下に複数の子機が存在する場合に、それらの子機の送信待機発光（無信号時での中点レベル発光）の累積によって親機の受信レベルが飽和状態に陥る問題を軽減することができ、より多くの子機を配置して安定した１：Ｎの光無線通信システムを実現することができる。
また、子機の発光を必要最小限にすることで、その消費電力を押さえることができ、携帯端末などのバッテリ駆動型の端末へ利用した場合でも端末バッテリへの負荷を抑えることができる。 さらに、発光を必要時だけにすることで事実上の発光時間を短くすることとなり、発光素子の使用期間（商品寿命）を伸ばすことができる。
【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第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の子機から親機へフレームを送信する場合のタイミングを示すタイミングチャート及び子機の発光信号を示す波形図である。
【図３】図１の親機の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の子機の構成を示すブロック図である。
【図５】図１の親機の光回線フレーム送信時と光回線空き報知信号送信時の概略処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の親機の光回線フレーム受信時の概略処理を示すフローチャートである。
【図７】図１の子機の光回線フレーム受信時と有線送信時の概略処理を示すフローチャートである。
【図８】図１の子機の光回線フレーム送信時の概略処理を示すフローチャートである。
【図９】直流成分を残したバースト信号を示す波形図である。
【図１０】図９のバースト信号のＨＰＦ通過後の応答波形図である。
【図１１】直流成分を除去したバースト信号を示す波形図である。
【図１２】従来の子機から親機へフレームを送信する場合のタイミングを示すタイミングチャート及び子機の発光信号を示す波形図である。
【図１３】第２の実施の形態において子機から親機へフレームを送信する場合のタイミングを示すタイミングチャート及び子機の発光信号を示す波形図である。
【図１４】第２の実施の形態の子機の構成を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施の形態の子機のアドレス比較を示す説明図である。
【図１６】第２の実施の形態の子機の光回線フレーム送信処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１６のアドレス比較処理を詳しく示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 親機
３ 子機
４ 端末
１３、２７ 制御部
２０ 光回線送信部（発光部）
４０、４２ ＭＡＣ／ＩＰ検出手段
４１ ＭＡＣ／ＩＰ蓄積手段
４３ 比較手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the optical wireless slave device of a half-duplex optical wireless communication system that performs half-duplex optical wireless communication between an optical wireless master device and a plurality of optical wireless slave devices, and more particularly to the optical wireless master device. The present invention relates to an optical wireless slave device that emits DC light at the midpoint level of burst light emission amplitude when there is no signal to be transmitted.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a local area network (LAN) is constructed by connecting information processing devices such as a plurality of personal computers to each other, the information processing devices may be connected by a wire such as a coaxial cable or an optical cable. Many. Wired connections are advantageous in that they can be connected securely in terms of equipment, and are advantageous in that there are few data errors due to external noise, but problems such as complicated wiring work and work required for each layout change There is.
[0003]
In recent years, there has been an increasing demand for data transmission by connecting portable information processing devices such as laptop computers, book computers, palmtop computers, and other personal computers and electronic notebooks. On the other hand, these portable information processing devices are devices originally intended to be moved and used, and it is extremely rare that they are moved and moved while being connected by wire. For this reason, when these portable information processing devices are connected to each other to perform data transmission, the connectors are inserted and removed every time they are moved, and such connection work is very troublesome. . In addition, the connector is repeatedly inserted and removed, and there is a risk of mechanical damage of the connecting portion such as the connector.
[0004]
For these reasons, when transmitting and receiving data between various types of information processing equipment, not limited to stationary and portable types, there is a demand to reduce the number of wired connections by making all or part of the transmission path wireless. There is. Here, as a method of wireless transmission, there are a method using radio waves as a transmission medium and a method using light as a transmission medium. High-speed data transmission can be achieved using either radio waves or optical transmission media. However, there are legal restrictions in the case of radio waves, and legal restrictions due to issues such as securing confidentiality. Wireless transmission using light as a transmission medium that is easy to ensure confidentiality is advantageous.
[0005]
Further, since Ethernet (registered trademark) LAN, which has the highest penetration rate among wired LANs, has a transmission rate of, for example, 10 Mbps, it is desirable that the wireless transmission path also has a transmission rate of at least 10 Mbps. For this reason, the present applicant has disclosed a “returning light cancellation method and apparatus for optical wireless communication” that realizes a transmission rate of 10 Mbps using light as a transmission medium in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56198. Yes. The technology described in this publication realizes full-duplex communication by optical wireless between a parent device installed on the ceiling and a child device installed in a room. A method is employed in which an adverse effect caused by reflected light can be removed by subtracting the transmission signal from the signal.
[0006]
That is, in optical wireless transmission, light is transmitted to free space and received from free space. For example, the transmitted signal light transmitted by itself is transmitted by an object located near the other device. The technique described in the above publication branches off a part of the transmission signal because there is a problem that the communication signal from the other party cannot be accurately extracted because it is reflected and input to the light receiving unit. Thus, by adjusting the level and phase of this signal and adding it to the received signal, the signal due to the return light is canceled.
[0007]
On the other hand, in recent years, it has been desired to increase the transmission speed, and in the optical wireless communication system as described above, further increase in the transmission speed is required. However, considering optical wireless communication with a transmission rate of, for example, 100 Mbps, the optical signal becomes a 125 Mbps transmission signal due to the necessity of 4B / 5B conversion, and this signal is 1 bit long when considered in terms of phase. Is 8 ns, and the time for light to travel 1 meter is 3.3 ns. Therefore, if the reflection path is different by 1 meter (the distance to the reflector is 50 cm), 360 × 3.3 / 8 = 148.5 degrees is also different. . In other words, in order to cancel reflected light whose phase is greatly shifted depending on the distance to the reflecting object, it is necessary to adjust not only the amplitude but also the phase that changes significantly, and an extremely complicated circuit is required. It becomes. Furthermore, even if these methods are fully utilized, the cancellation can be expected only to improve the accuracy within a limited range. Therefore, in order to realize a 1: N optical wireless communication apparatus with high-speed transmission such as 100 Mbps, a half-duplex communication system is wise instead of a full-duplex communication system.
[0008]
Therefore, although not known, the present applicant has proposed a half-duplex communication type optical wireless communication system that realizes a transmission rate of 100 Mbps in Japanese Patent Application No. 2000-237286. In this method, the master unit notifies the subordinate slave unit of the optical line usage status as an optical line availability notification signal, and the slave unit detects this signal and requests transmission permission from the master unit every frame transmission. By performing processing (such as ID exchange) and obtaining transmission permission from the parent device, the child device starts transmission to the parent device, thereby avoiding the above-described problem of reflected light by so-called half-duplex communication. .
[0009]
However, in this method, the slave unit transmits various data such as a transmission request signal exchanged between the parent unit for optical transmission as described above in units of data (burst light emission). . At this time, if the burst light emission of the slave unit is a burst including a direct current component that does not emit light when the slave unit does not transmit a frame or a transmission application signal as shown in FIG. Due to the influence of a high-pass filter (HPF) or the like provided in the receiving circuit, the received signal has a wave as shown in FIG. 10, making it difficult to receive a stable signal. Therefore, in order to avoid such a situation, in the half-duplex optical wireless device as described above, the direct current component as shown in FIG. 11 is eliminated, that is, when the slave unit does not transmit a frame or a transmission application signal, a burst is generated. It is desirable to emit DC light at the midpoint level = V1 / 2.
[0010]
Referring to FIGS. 12A and 12B, a slave unit and a master unit in a half-duplex optical wireless communication system that performs a transmission procedure for each frame for transmission from the slave unit to the master unit will be described below. A frame transmission / reception timing image will be described. In the optical wireless communication system described below, it is assumed that the master unit is connected to another system via a network trunk line in a wired manner, and the slave unit is connected to a terminal such as a personal computer in a wired manner. The master unit includes a main line side transmission unit that transmits a signal to the network main line, a main line side reception unit that receives a signal from the network main line, a light emitting unit that transmits an optical signal to the slave unit, and a light from the slave unit. A light receiving unit that receives a signal, and the slave unit is a light receiving unit that receives an optical signal from the master unit, a light emitting unit that transmits the optical signal to the master unit, and a terminal side transmission unit that transmits the signal to the terminal And a terminal-side receiving unit that receives a signal from the terminal.
[0011]
FIGS. 12A and 12B respectively show frames from the slave unit to the master unit when a frame unit signal transmitted from the slave unit is transmitted only to the main line side by the master unit (not returned to the optical side). The signal transmission timing and the optical burst signal transmitted by the slave unit at that time are shown. Note that in an optical wireless communication system with a transmission rate of 100 Mbps, there are not many actual examples of using half-duplex optical communication, but FIG. 12 is a signal that is expected to be adopted when performing half-duplex optical communication. This is the timing when the slave unit and the master unit have the minimum necessary memory, and naturally the timing is different if a large capacity memory is installed, Basically, the transmission permission application procedure process exchanged between the slave unit and the master unit is in that category, and is omitted here in order to avoid complicated explanation.
[0012]
First, at the transmission / reception timing shown in FIG. 12 (A), when the frame F1 generated by the terminal is transmitted from the slave unit to the master unit, the optical line available from the master unit is indicated as T1 in the figure before that. When the signal EP is optically transmitted, the slave unit that detects (receives) the optical line empty signal EP that has been transmitted optically transmits to the master unit as indicated by T2 in the figure when it wants to use the optical line. An optical preamble signal (optical P) is added to the optical line transmission application signal RQ for requesting use of the optical line, and optical transmission is performed. When the master unit that has received the optical line transmission application signal RQ can use the optical line, the optical line transmission permission signal AK that permits the slave unit to use the optical line as shown at T3 in the figure. An optical preamble (optical P) is added to the optical transmission.
[0013]
The slave unit that has received the optical line transmission permission signal AK from the master unit optically transmits the frame F1 received from the terminal to the master unit as an optical preamble signal (optical P) and a frame F1 as indicated by T4 in the figure. The parent device wire-transmits the frame F1 sent from the child device to the network trunk line. The operation for the frame F2 is the same as the operation for the frame F1.
[0014]
In FIG. 12, an example has been described in which the frame received from the terminal is sent from the slave unit to the master unit, and further sent from the master unit to the network trunk line. Conversely, the frame received from the network trunk line is transmitted from the master unit to the slave unit. When sending to the machine and sending from the slave unit to the terminal, the optical preamble is added to the frame sent from the network trunk line if the optical line is available without taking the transmission application and permission signal transmission procedures shown here. Then, the data is sent to the handset, and the handset receives this and sends it to the terminal.
[0015]
Here, when the slave unit realizes the transmission as shown in FIG. 12A, it becomes an optical burst signal as shown in FIG. 12B, and this burst signal is transmitted so as not to include a DC component. When there is no data, DC light emission is performed at the burst midpoint level (reference DC level) = V1 / 2, and when data is transmitted, the light emission level = 0 to V1 is set up and down around this DC light emission level = V1 / 2. Data transmission is realized by amplitude.
[0016]
As described above with reference to FIG. 12, according to half-duplex optical communication, when a slave unit optically transmits a frame received from a terminal to the master unit, the slave unit transmits an optical line free signal from the master unit. , Send an optical line transmission application signal to the base unit, receive an optical line transmission permission signal from the base unit, and then send a frame received from the terminal to the base unit. Light emission is considered to be a method using a midpoint burst signal from which a direct current component is excluded.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described half-duplex optical communication example, since a plurality of slave units are connected to the master unit through an optical line, when the number of slave units increases, DC light emission of the slave units when there is no signal is generated. There is a problem that the reception level of the master unit is saturated and the data transmitted from the slave unit cannot be received correctly (Problem 1).
In addition, regarding each slave unit, if a drive current is continuously applied to the light emitting element in order to transmit a midpoint burst signal even when the terminal hardly communicates, problems with the life of the light emitting element and power consumption occur. (Problem 2).
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described problem 1, and provides an optical wireless slave device of a half-duplex optical wireless communication system in which more slave devices can be arranged under the parent device. The first purpose.
The present invention has also been made in view of the above-described problem 2, and more child devices can be arranged under the parent device, and the life of the light emitting elements can be extended to reduce power consumption. A second object of the present invention is to provide an optical wireless slave device for a half-duplex optical wireless communication system.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the first object, the present invention provides:The optical transmission signal transmitted from the transmission means is stopped when the first reception means does not receive the frame data for a predetermined time and the second reception means receives the optical line availability notification signal. When the first receiving means receives the frame data and stores it in the storage means, and when the second receiving means receives the optical line availability notification signal, it starts the transmission of the DC light emission from the transmitting means, Control is performed so that the frame data stored in the storage means is transmitted from the transmission means after the time corresponding to the time until the reception state of the optical wireless master device that has received the DC light emission from has stabilized.Is.
[0020]
  That is, according to the present invention, an optical wireless master device and, Each communication terminal is connectedBetween multiple optical wireless slave devicesEstablish an optical lineHalf-duplex optical wireless communicationData signal transmission and receptionHalf-duplex optical wireless communication systemUsed forOptical wireless slave deviceBecause,
  First receiving means for receiving frame data from the communication terminal connected to the optical wireless slave device;
  Storage means for storing the received frame data;
  When the frame data stored in the storage means is read and transmitted as a data signal to the optical wireless master device, a certain DC is transmitted to the optical wireless master device. Transmitting means for transmitting by burst light with the light emission level amplitude up and down around the light emission level, and not when transmitting as a data signal, transmitting means for transmitting only the DC light emission to the optical wireless master device;
  Second receiving means for receiving an optical line availability notification signal and a data signal of frame data indicating that the optical line is idle, transmitted from the optical wireless master device;
  The optical transmission signal transmitted from the transmission means when the first reception means does not receive the frame data for a predetermined time and the second reception means receives the optical line availability notification signal. When the frame data is received by the first receiving means and stored in the storage means, and the optical line availability notification signal is received by the second receiving means, the transmission means From the time when the time corresponding to the time until the reception state in the optical wireless master device that has received the DC light emission is stabilized has elapsed since the start of transmission of the DC light emission. Control means for controlling to transmit the frame data stored in the storage means;
  PrepareAn optical wireless slave device is provided.
[0021]
  In order to achieve the second object of the present invention,The control means stops the optical transmission signal transmitted from the transmission means when the first reception means does not receive the frame data for a predetermined time and the second reception means receives the optical line availability notification signal. In addition, when the second receiving means starts receiving the data signal of the frame data and the comparison result by the comparing means is an address match, the transmission of the DC light emission transmitted from the transmitting means is started, Control is performed to stop the transmission of the data signal from the transmission means until a time corresponding to the time until the reception state in the optical wireless master device that has received the DC light emission is stabilized after the start of transmission has elapsed.Is.
[0022]
  That is, in the present inventionLeave,The frame data includes a source address and a destination address,
  First address extracting means for extracting the source address from the frame data received by the first receiving means;
  Address storage means for storing the extracted source address;
  Second address extracting means for extracting the destination address from the frame data received by the second receiving means;
  Comparing means for comparing the extracted transmission destination address with the transmission source address stored in the address storage means,
  Sent from the transmitting means when the control means receives the frame data at the first receiving means within a predetermined time and receives the optical line availability notification signal at the second receiving means. The optical transmission signal is stopped, and when the second reception means starts receiving the data signal of the frame data and is transmitted from the transmission means when the comparison result by the comparison means is an address match. The transmission of the DC light emission is started, and until a time corresponding to the time until the reception state in the optical wireless master device that has received the DC light emission is stabilized after the start of the transmission of the DC light emission has elapsed. Control to stop the transmission of the data signal from the transmission means is a preferred aspect of the present invention..
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
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 system as a first embodiment of the present invention. This optical wireless system is a system connected to a network trunk line (hereinafter also simply referred to as a trunk line) 2 such as Ethernet (registered trademark) (Ethernet (R)) that transmits and receives data by frame (packet) transmission. As shown, an optical wireless communication device 1 (hereinafter referred to as “base unit 1”) as a base unit between a trunk line 2 and a terminal (for example, a terminal 4 (4a, 4b, 4c) constituted by a personal computer) and the like This is a system for connecting by using half-duplex optical communication by an optical wireless communication device 3 (hereinafter referred to as a slave unit 3 (3a, 3b, 3c)) as a slave unit. In addition, a relay device such as a network interface card (NIC) or a hub (HUB) is also included.
[0024]
FIG. 2 shows basic signal transmission / reception timing when the frame F1 generated by the terminal 4 is transmitted from the slave unit 3 to the master unit 1 and further sent to the network trunk line 2 in the optical wireless communication system of FIG. In FIG. 2 (A), when transmitting the frame F1 generated by the terminal 4 from the slave unit 3 to the master unit 1, first, the optical channel availability notification indicating that the optical channel is available from the master unit 1 as indicated by T1 in the figure. When the signal EP is optically transmitted, the slave unit 3 that has detected the optically transmitted optical line availability notification signal EP, when it wants to use the optical line, transmits to the master unit 1 as indicated by T2 in the figure. An optical preamble (optical P) is added to the optical line transmission application signal RQ requesting use of the optical line, and optical transmission is performed.
[0025]
Upon receiving this optical line transmission application signal RQ, the master unit 1 can use the optical line to permit the slave unit 3 to use the optical line as shown by T3 in the figure when the optical trunk line can be used. The optical preamble (light P) is added to the permission signal AK and optical transmission is performed, and the frame F1 is sent from the slave unit 3 for a predetermined time. When the handset 3 receives the optical line transmission permission signal AK from the base unit 1 within a predetermined time, the handset 3 adds the optical preamble (light P) to the frame F1 received from the terminal as shown by T4 in the figure, and then adds the frame F1. Optically transmits to the base unit 1. When the handset 3 receives the frame F1 from the terminal 4 and the no-signal state from the terminal 4 has passed for a certain period of time, the handset 3 notifies the optical line availability notification signal EP from the base unit 1 that the optical line is free. After confirming, the light emitting unit is stopped as shown in FIG.
[0026]
Thereafter, when the handset 3 receives the frame F2 from the terminal 4, it confirms that the optical line is available and confirms the optical line availability notification signal EP from the base unit 1, and starts light emission by the light emitting unit. In this example, assuming that the handset 3 does not have a storage device that can completely hold the frame F2 from the terminal 4, the terminal 4 is temporarily suppressed by the wired line suppression signal DY, Transmission from 4 is stopped. The slave unit 3 exchanges the transmission procedure with the master unit 1 in the same manner as in the case of the previous frame F1, after a certain period of time has elapsed since resumption of light emission and the receiver of the master unit 1 is stabilized. And optically transmit to the base unit 1.
[0027]
FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the master unit 1. The master unit 1 applies an optical line transmission application from the slave unit 3 in response to the optical line availability notification signal from the master unit 1 as shown in FIG. Then, the frame transmitted under the control of the optical line transmission permission signal from the base unit 1 and a plurality of frames transmitted following the frame are received. In the master unit 1 shown in FIG. 3, the control unit 13 controls the overall operation of the master unit 1 and performs communication control with the network trunk line 2 and half-duplex optical communication control with the slave unit 3. Do.
[0028]
In addition, as a configuration for performing optical wireless communication with the slave unit 3, the master unit 1 outputs an optical signal over a wide range and transmits each signal as an optical signal (light emitting unit). 19 and an optical line receiving unit (light receiving unit) 11 that receives light from a wide range and receives an optical signal as an electrical digital signal. The optical signal received by the optical line receiver 11 is input to the optical line frame receiver 8, the optical line frame detector 9, and the optical line transmission application signal detector 10 as an electrical digital signal.
[0029]
The optical line frame receiving unit 8 secures a frame to be transmitted to the main line 2 until the transmission timing to the main line 2 according to the detection result of the optical line frame detecting unit 9 of the signal input from the optical line receiving unit 11. It outputs to the wired output signal switching part 6 according to control. The optical line frame detecting unit 9 detects a frame from the input signal from the optical line receiving unit 11 and instructs the optical line frame receiving unit 8 about the received frame. The optical line transmission application signal detection unit 10 detects an optical line transmission application signal sent from an arbitrary slave unit 3 from the signal input from the optical line reception unit 11 and transmits it to the control unit 13 for detection. The transmission request signal information (ID indicating the application from which slave unit 3 and the like) is transmitted to the optical line transmission permission signal detection unit 37.
[0030]
The optical line transmission permission signal detection unit 37 uses the application information (such as ID) detected and extracted by the optical line transmission application signal detection unit 10 to send an optical line transmission permission signal to the handset 3 that has sent the transmission application signal. Transmit to the optical transmission signal switching unit 18 according to the instruction of the control unit 13. The suppression pseudo signal generation unit 7 on the wired line side generates a suppression pseudo signal when it is necessary to suppress the signal from the main line 2 according to the instruction of the control unit 13, and sends the suppression pseudo signal to the wired output signal switching unit 6. Send. The wired output signal switching unit 6 receives the frame from the optical line frame reception unit 8 and the suppression pseudo signal from the suppression pseudo signal generation unit 7 and appropriately switches each signal as needed according to the instruction of the control unit 13 to transmit the wired line transmission unit 5. Send to. The wired line transmission unit 5 outputs the signal from the wired output signal switching unit 6 to the main line 2 as a main line output signal.
[0031]
The wired line reception unit 14 receives data from the trunk line 2 and transmits the received data to the wired line frame detection unit 15 and the optical line transmission timing delay unit 16. The wired line frame detection unit 15 detects a frame from the received data sent from the wired line reception unit 14, transmits the detection result to the control unit 13, and sends the detection result to the optical line transmission timing delay unit 16. Send. The optical line transmission timing delay unit 16 makes the received frame wait in a temporary storage device such as a FIFO based on the frame detection result of the wired line frame detection unit 15 from the signal sent from the wired line reception unit 14, and makes this wait. The transmitted frame is transmitted to the optical transmission signal switching unit 18 at the optical line transmission timing according to an instruction from the control unit 13.
[0032]
The optical preamble generation unit 17 generates a preamble signal to be added as a synchronization signal before the frame at the time of optical transmission of the frame in accordance with an instruction from the control unit 13 and transmits the preamble signal to the optical transmission signal switching unit 18. In accordance with an instruction from the control unit 13, the optical line availability notification signal generation unit 12 generates an optical line availability notification signal for notifying the subordinate slave unit 3 that the optical line is available when the optical line is available. Transmit to the signal switching unit 18. The optical transmission signal switching unit 18 includes an optical line transmission permission signal from the optical line transmission permission signal detection unit 37, an optical line availability notification signal from the optical line availability notification signal generation unit 12, an optical preamble from the optical preamble generation unit 17, and Each data of the frame from the optical line transmission timing delay unit 16 is switched at any time according to an appropriate instruction from the control unit 13 and transmitted to the optical line transmission unit 19. The optical line transmission unit 19 transmits the data appropriately switched and output by the optical transmission signal switching unit 18 to the optical line as an optical signal.
[0033]
FIG. 4 shows an example of a specific configuration of the slave unit 3. When the slave unit 3 transmits a transmission frame from the terminal 4 to the master unit 1 as shown in FIG. After exchanging the transmission application and the transmission permission signal, the frame transmitted from the terminal 4 is transmitted to the base unit 1, and the frame is not transmitted from the terminal 4 for a certain period, and the no-signal state continues in the wired receiver. If so, the handset 3 stops emitting light, and then starts again when a frame is sent from the terminal 4.
[0034]
In the handset 3 shown in FIG. 4, the control unit 27 controls the overall operation of the handset 3 and performs communication control with the terminal 4 and half-duplex optical communication control with the base unit 1. Do. In addition, the slave unit 3 is configured to perform optical wireless communication with the master unit 1, and outputs an optical signal to a narrow range and transmits each signal as an optical signal, It has an optical line receiver 28 that receives light from the machine 1 and receives an optical signal as an electrical digital signal.
[0035]
The wired line reception unit 26 receives a signal from the terminal 4 and transmits received data to the optical line transmission timing delay unit 24, the wired line frame detection unit 25, and the wired line no signal time measurement unit 36. The wired line no-signal time measuring unit 36 receives a frame received by the wired line receiving unit 26 and detected by the wired line frame detecting unit 25, and then receives a signal from the wired line as no signal (no frame comes). ) Is measured, and the result is sent to the control unit 27. The wired line frame detection unit 25 detects a frame sent to the optical line from the signal from the terminal 4 received by the wired line reception unit 26, sends the detection result to the control unit 27, and similarly transmits the detection result to the optical line. The data is sent to the timing delay unit 24.
[0036]
The optical line transmission timing delay unit 24 waits the received frame in a temporary storage device such as a FIFO according to the detection result of the wired line frame detection unit 25 from the signal received by the wired line reception unit 26, and the frame that has been in the standby state. Is transmitted to the optical line output signal switching unit 21 according to the instruction of the control unit 27. The optical line transmission application signal generation unit 23 generates an optical line transmission application signal when a frame is transmitted from the terminal 4 and transmission permission from the base unit 1 to the optical line is required according to the instruction of the control unit 27, An optical line transmission application signal is transmitted to the optical line output signal switching unit 21. In response to an instruction from the control unit 27, the optical preamble generation unit 22 generates a preamble as a synchronization signal at the time of reception of the base unit 1 before optical transmission of the frame, and transmits this to the optical line output signal switching unit 21.
[0037]
The optical line output signal switching unit 21 controls each signal of the frame from the optical line transmission timing delay unit 24, the optical line transmission application signal from the optical line transmission application signal generation unit 23, and the optical preamble from the optical preamble generation unit 22. In accordance with appropriate instructions from the unit 27 as needed, each signal is switched and transmitted to the optical line transmission unit (light emitting unit) 20. The optical line transmission unit 20 includes a light emitting unit for optical transmission, and transmits each signal sent from the optical line output signal switching unit 21 to the base unit 1 as an optical signal. Light is emitted under the control of the control unit 27. And the emission stop can be controlled.
[0038]
The optical line receiving unit (light receiving unit) 28 receives an optical signal sent from the base unit 1, and as an electrical digital signal, an optical line empty notification signal detecting unit 30, an optical line transmission permission signal detecting unit 31, an optical line The data is transmitted to the frame detection unit 29 and the wired line transmission timing delay unit 32. The optical line availability notification signal detection unit 30 detects the optical line availability notification signal emitted from the received signal sent from the optical line reception unit 28 to notify the availability of the optical line, and the detection result thereof. Is sent to the control unit 27. The optical line transmission permission signal detection unit 31 detects an optical line transmission permission signal that permits the base unit 1 to transmit a frame to the optical line from the reception unit sent from the optical line reception unit 28. The detection result is sent to the control unit 27.
[0039]
The optical line frame detection unit 29 detects the optical transmission frame transmitted from the base unit 1 from the reception signal transmitted from the optical line reception unit 28, sends the detection result to the control unit 27, and transmits the wired line transmission timing delay unit 32. To the frame and instruct to temporarily wait for the frame. The wired line transmission timing delay unit 32 temporarily waits the detected frame in a temporary storage device such as a FIFO in accordance with the frame detection result of the optical line frame detection unit 29 from the reception signal sent from the optical line reception unit 28. The frame that has been waiting is transmitted to the wired output signal switching unit 34 in accordance with a transmission instruction from the control unit 27 to the terminal 4.
[0040]
The suppression pseudo signal generation unit 33 on the wired line side generates a suppression pseudo signal when it is necessary to suppress transmission from the terminal 4 connected by wire in accordance with an appropriate instruction of the control unit 27, and a wired output signal switching unit. 34 sends a suppression pseudo signal. The wired output signal switching unit 34 receives the frame signal from the wired line transmission timing delay unit 32 and the suppression pseudo signal from the suppression pseudo signal generation unit 33 and follows these appropriate frame commands according to appropriate instructions from the control unit 27. The suppression pseudo signal is switched at any time and transmitted to the wired line transmission unit 35. The wired line transmission unit 35 transmits the signal sent from the wired output signal switching unit 34 to the terminal side wired line.
[0041]
Next, a description will be given of the flow of processing when the communication procedure described in the transmission / reception timing of FIG. 2 is realized in the above-described parent device 1 having the configuration shown in FIG. 3 and the slave device 3 having the configuration shown in FIG. First, FIG. 5 shows a processing flow (mainly a control unit) until the master unit 1 receives a frame sent via the network trunk line 2 and transmits this frame to the subordinate slave unit 3. 13 shows the flow of control operation). In FIG. 5, first, the control unit 13 of the base unit 1 monitors whether or not optical communication is being performed with the handset 3 as the process of step S <b> 1, and when the optical line is not used. An optical line availability notification signal is optically transmitted to the subordinate slave unit 3. Next, in step S2, the signal from the main line 2 is monitored, and if no frame is sent from the main line 2, the optical transmission control state waits for a frame from the main line, and when a frame is received from the main line 2, The process proceeds to step S3.
[0042]
In step S3, whether or not the frame received from the trunk line 2 can be output to the optical line is checked based on the state of the optical line. If the optical line is used by the handset 3 or the like, the process proceeds to step S8 to transmit a suppression pseudo signal to the main line 2, and then in step S9, it is confirmed that frame transmission from the main line 2 has been stopped, and then to step In step S10, the suppression pseudo signal is stopped, and then the process returns to step S2 and waits until a frame from the main line 2 is received.
[0043]
If the optical line is free in step S3, the process proceeds to step S4, the frame from the main line 2 is made to wait for the optical line transmission timing to a temporary storage device such as FIFO, and sent to the slave unit 3 in the next step S5. The optical line availability notification signal (command) that has been used is stopped, and then, in step S6, the slave unit transmits an optical preamble for synchronization at the time of reception before frame transmission, and is then temporarily suspended in step S5. The received frame is optically transmitted in step S7. When the transmission of the frame is completed, an optical line availability notification signal is sent to the slave unit to notify that the optical line is free in step S43, and then the process returns to step S2 to wait for frame reception from the trunk line 2.
[0044]
Next, in FIG. 6, there is an optical transmission application from the subordinate slave unit 3, the master unit 1 permits it, the master unit 1 receives the frame transmitted and transmitted from the slave unit 3, and this frame is received. The flow of processing (mainly the flow of control operation of the control unit 13) in the base unit 1 until transmission to the network trunk line 2 is shown. In FIG. 6, first, the control unit 13 of the base unit 1 determines whether or not there is an optical line transmission application signal from the slave unit 3 based on the detection result of the optical line transmission application signal detection unit 10 as processing in step S <b> 11. If there is a transmission application signal from the slave unit 3, the process proceeds to step S12 to stop the optical line availability notification signal, and then proceeds to step S13 to identify the slave unit of the transmission signal received from the slave unit 3 An optical line transmission permission signal incorporating information (such as ID) is added to the optical preamble and transmitted to the optical line.
[0045]
When the transmission permission signal is sent, the optical fiber transmission from the slave unit 3 is awaited in step S14. If no frame is received within a certain time, a time-out occurs in step S16, and a frame from the main line 2 is sent in step S17. In step S18, an optical line availability notification signal (command) is transmitted in order to open the optical line to the subordinate slave unit 3 again. If there is a frame from the main line 2 in step S17, optical transmission is performed with an optical preamble added in step S19. Here, the optical transmission of the frame from the main line 2 is simply expressed in steps S17 and S19, but the optical transmission flow of the frame from the main line 2 operates according to the flow of FIG. 5 described above. If the frame can be optically received from the slave unit 3 in step S14, the received frame is transmitted to the main line 2 at an estimated timing in step S15.
[0046]
Next, the operation of the slave unit 3 for realizing the communication described with reference to the transmission timing in FIG. 2 will be described. First, FIG. 7 shows a flow of processing in the slave unit 3 (mainly control until the slave unit 3 receives a frame sent from the master unit 1 and transmits this frame to the terminal 4 connected by a wired line). Flow of control operation of unit 27) is shown.
[0047]
In FIG. 7, first, in step S20, it is monitored whether or not a frame has been transmitted from the base unit 1. If there is an optical transmission frame from the base unit 1, in step S21, a temporary storage such as a FIFO is temporarily performed. An optically received frame is secured in the apparatus, and then in step S22, it is confirmed whether or not a frame from the terminal 4 has arrived on the wired line. If a frame is sent from the terminal 4, in step S25 Once, a suppression pseudo signal is sent to the wired side in order to suppress frame transmission from the terminal 4. If the wired line is vacated in step S22, if the suppression pseudo signal is being sent at this time in step S23, it is stopped in this step, and in step S24, the frame that has been waiting in step S21 is transferred to the wired line. Send out and send to terminal 4.
[0048]
Next, FIG. 8 shows the slave unit 3 until the slave unit 3 transmits the frame transmitted from the terminal 4 to the master unit 1 through the optical line in the slave unit 3 in the timing of FIG. 2 and the configuration of FIG. Shows the flow of processing (mainly the flow of control operation of the control unit 27). In FIG. 8, first, in step S26, it is monitored whether or not a frame is transmitted from the terminal 4. If a frame has been transmitted, it is determined in step S33 whether the light emitting unit is in a midpoint light emission (DC light emission) state. . If the light emitting unit is in the light emission stop state, an optical line availability notification signal from the master unit 1 is detected in step S34.
[0049]
If the vacant optical line is confirmed, the mid-point emission of the light emitting unit is started in step S41, a suppression pseudo signal is sent to the terminal side via the wired line in step S37, and then the transmission from the terminal 4 is transmitted in S38. In step S39, the suppression pseudo signal to the terminal 4 is stopped, and then in step S26, a frame from the terminal is again waited. If the light emitting unit emits the midpoint light in step S33, it is confirmed in step S40 whether a certain time has elapsed from when the light emitting unit starts to emit light until the receiving unit of the base unit 1 is stabilized. If the time necessary for the receiver of the base unit 1 to stabilize has not elapsed, a suppression pseudo signal is transmitted to the wired line in steps S37, S38, and S39, and the terminal 4 is suppressed to generate a frame. The transmission is stopped, and then the frame from the terminal 4 is again waited in step S26.
[0050]
If it is confirmed in step S40 that the light emitting unit has started to emit light and the predetermined time has passed, in step S27, the transmitted frame is once transmitted to a temporary storage device such as a FIFO to the optical line. Wait until timing. Next, in step S28, the availability of the optical line is detected by monitoring the optical line availability notification signal transmitted from the base unit 1 to determine whether or not the optical line is available. If the optical line is not empty in step S28 and timed out in step S35, a suppression pseudo signal is sent to the wired line in steps S37, S38, and S39, and the terminal 4 is suppressed to stop frame transmission, and then step In S26, the frame from the terminal 4 is again waited.
[0051]
If the optical line availability notification signal from the master unit is detected in step S28 and the optical line availability is confirmed, the process proceeds to step S29, and the master unit 1 is requested to permit transmission to the optical line. In order to do so, the optical line transmission application signal with the optical preamble added is optically transmitted to the base unit 1. After transmitting the optical line transmission application, it is monitored for a certain time whether the optical line transmission permission signal is returned from the master unit 1 in step S30. If the transmission permission signal is not obtained from the master unit 1, a timeout occurs in step S36. In this case, a suppression pseudo signal is sent to the wired line in step S37, step S38, and step S39, the terminal 4 is suppressed to stop frame transmission, and then the frame from the terminal 4 is waited again in step S26. In step S30, when an optical line transmission permission signal is obtained from the base unit 1, the optical preamble is optically transmitted as a synchronization signal when the base unit 1 optically receives the frame in step S31. In S32, the frame from the terminal 4 that has been temporarily held in step S27 is optically transmitted.
[0052]
Here, if a frame from the terminal 4 side is not received in step S26, the elapsed time of the no-signal state on the wired side after the frame is not sent from the terminal 4 side is measured in step S42. Is determined whether a certain time has passed. If a fixed time has not passed since the frame has stopped coming from the wired side, the process returns to step S26 to wait for frame reception from the terminal 4. If the elapsed time in the no-signal state of the wired line has passed a predetermined time in step S42, the idle signal of the optical line is monitored in step S43 to confirm that the optical line is idle. If the optical line is not available, the process returns to step S26 to monitor the reception state of the wired line. If it is confirmed in step S43 that an optical line is available, light emission from the light emitting unit is stopped in step S44, and then transmission from the wired line is monitored in step S26.
[0053]
<Second Embodiment>
By the way, in an actual network usage environment, communication is often performed for the connection status of the terminal 4 existing in a certain area and for address confirmation. In particular, signal data transmitted from the optical line side is transmitted to a certain slave unit 3. In many cases, the response from the terminal 4 is sent to the optical line side immediately after the end of the signal data. Therefore, if it is possible to determine whether the destination of the signal data from the optical line side received by the slave unit 3 is the signal data to the terminal 4 connected to itself, the next signal sent from the terminal 4 Signals can be quickly output to the optical line for data. The communication protocol described below is, for example, the TCP / IP system. In this method, a packet sent from a transmission source to a transmission destination includes a transmission destination address, a transmission source address, and communication data.
[0054]
FIG. 13 shows the sequence of the second embodiment. When the handset 3 receives the signal of the frame F1 from the optical line, the destination address in the received data is confirmed, and the terminal connected to itself The case where the address for 4 is detected is shown. In preparation for the signal from the terminal 4 during the reception of the frame F1, the drive current level of the transmitting means is quickly raised to the midpoint level of the light emission drive current, so that the F2 from the terminal 4 as shown in FIG. The optical line transmission application signal RQ can be sent simultaneously with the signal reception from the terminal 4 without sending a suppression signal for the signal.
[0055]
FIG. 14 shows the configuration of the slave unit 3 according to the second embodiment. The MAC / IP detection means 40, 42 provided on the wired side and the optical line side, respectively, and the MAC / IP An IP storage unit 41 and a comparison unit 43 are added. The MAC / IP detecting means 40 constantly observes the signal input from the wired line receiving unit 26 as shown on the right side of FIG. 15 to detect the source (S), that is, the MAC address and IP address of the terminal 4, and new If there is a valid address, it is stored in the MAC / IP storage means 41. On the other hand, the MAC / IP detecting means 42 observes the signal input from the signal receiving unit 28 from the optical line as shown on the left side of FIG. 15, and detects and compares the MAC address and IP address of the transmission destination (D). Tell the means 43.
[0056]
The comparison unit 43 compares the address of the terminal 4 stored in the MAC / IP storage unit 41 with the destination address detected by the MAC / IP detection unit 42 and notifies the control unit 27 if they match. The control unit 27 controls whether or not a current for maintaining the midpoint level is supplied to the optical line transmission unit 20, and when the coincidence notification is received when the current is cut off, the optical line transmission is promptly performed. The drive current of the unit 20 is raised to the midpoint level.
[0057]
FIG. 16 shows processing of the handset 3 of the second embodiment, and steps S45, S46, and S47 are added to the flowchart shown in FIG. If a frame from the terminal 4 is not received in step S26, the presence or absence of a frame signal from the optical line is detected in step S45. If there is a frame from the optical line, this received frame is detected in the next step S46. It is determined whether the MAC address / IP address existing in the network has been sent from the wired line (terminal 4) side, and here it is determined to be equal to the content of the MAC / IP storage means 41 shown in FIG. In this case, light emission at the midpoint level is resumed in step S47.
[0058]
Here, FIG. 17 shows details of the determination in step S46. First, in step S50, it is determined whether or not the destination MAC (D-MAC) address from the optical line matches the source MAC (S-MAC) address that has been sent from the wired line (terminal 4 side), If they match, the process proceeds to step S54. On the other hand, even if the MAC address does not match in step S50, if the destination MAC address is a multicast address (Yes in step S51) and the destination IP address is a broadcast address (Yes in step S52), the terminal 4 May return a response, the process proceeds to step S54. Even if the destination MAC address is a multicast address and the destination IP address is not a broadcast address in step S51 (No in step S52), the destination IP address matches the source IP address from the wired line. If so, the process proceeds to step S54. If not corresponding in steps S51 and S53, the process proceeds to step S42.
[0059]
In step S54, if the LED drive current of the optical line transmission unit (light emitting unit) 20 is cut off, the drive current is returned to the midpoint drive in step S47, and the initial state shown in FIG. 16 is restored. If it is already driven at the midpoint, the process proceeds to step S42, and the elapsed time of the no-signal state on the wired side after the frame is not sent from the terminal 4 side is measured. Judgment is made. If a predetermined time has not elapsed since the frame has stopped coming from the wired side, the process returns to the initial state shown in FIG. 16 and waits for frame reception from the terminal in step S26. If, in step S42, the elapsed time of the no signal state of the wired line has passed a predetermined time, the optical line availability notification signal is monitored in step S43 to confirm that the optical line is idle. However, if the optical line is not available, the reception state of the wired line is monitored in step S26. If it is confirmed in step S43 that an optical line is available, light emission from the light emitting unit 20 is stopped in step S44, and transmission from the wired line is monitored in step S26.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, light emission is stopped when the slave unit does not require optical transmission. Therefore, when there are a plurality of slave units under the master unit, these slave units are waiting for transmission. Accumulation of light emission (midpoint light emission at no signal) can alleviate the problem that the reception level of the master unit falls into a saturated state, and stable 1: N optical wireless communication with more slave units arranged A communication system can be realized.
Further, by minimizing the light emission of the slave unit, the power consumption can be suppressed, and even when used for a battery-driven terminal such as a portable terminal, the load on the terminal battery can be suppressed. Furthermore, the light emission time can be effectively shortened by emitting light only when necessary, and the use period (product life) of the light emitting element can be extended.
[Brief description of the drawings]
1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a half-duplex optical wireless communication system according to the present invention;
FIG. 2 is a timing chart showing timing when a frame is transmitted from the slave unit to the master unit of FIG. 1 and a waveform diagram showing a light emission signal of the slave unit.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the base unit of FIG. 1;
4 is a block diagram showing a configuration of the slave unit of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a schematic process at the time of optical line frame transmission and optical line availability notification signal transmission of the master unit of FIG. 1;
6 is a flowchart showing a schematic process when an optical line frame is received by the master unit of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a schematic process at the time of optical line frame reception and wired transmission of the slave unit of FIG. 1;
FIG. 8 is a flowchart showing a schematic process at the time of transmission of an optical line frame of the slave unit of FIG. 1;
FIG. 9 is a waveform diagram showing a burst signal leaving a DC component.
10 is a response waveform diagram of the burst signal of FIG. 9 after passing through the HPF.
FIG. 11 is a waveform diagram showing a burst signal from which a DC component has been removed.
FIG. 12 is a timing chart showing timing when a frame is transmitted from a conventional slave unit to the master unit, and a waveform diagram showing a light emission signal of the slave unit.
FIG. 13 is a timing chart showing timing when a frame is transmitted from the slave unit to the master unit in the second embodiment, and a waveform diagram showing a light emission signal of the slave unit.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a slave unit according to the second embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating address comparison of the slave unit according to the second embodiment;
FIG. 16 is a flowchart illustrating optical line frame transmission processing of the slave unit according to the second embodiment;
FIG. 17 is a flowchart showing in detail the address comparison process of FIG. 16;
[Explanation of symbols]
1 Master unit
3 handset
4 terminals
13, 27 Control unit
20 Optical line transmitter (light emitting unit)
40, 42 MAC / IP detection means
41 MAC / IP storage means
43 comparison means

Claims (2)

光無線親機装置と、通信端末がそれぞれ接続された複数の光無線子機装置との間で光回線を確立させて半二重光無線通信方式によるデータ信号の送受信を行う半二重光無線通信システムに用いられる前記光無線子機装置であって、
当該光無線子機装置に接続された前記通信端末からフレームデータを受信する第１の受信手段と、
受信された前記フレームデータを記憶する記憶手段と、
前記光無線親機装置に対し光送信信号として送信するものであって、前記記憶手段に記憶された前記フレームデータを読み出してデータ信号として前記光無線親機装置へ送信するときは、一定のＤＣ発光のレベルを中心に発光レベルを上下に振幅させたバースト光により送信し、データ信号として送信するときではない場合は前記ＤＣ発光のみを前記光無線親機装置へ送信する送信手段と、
前記光無線親機装置から送信される、前記光回線が空き状態であることを示す光回線空き報知信号及びフレームデータのデータ信号を受信する第２の受信手段と、
前記第１の受信手段での前記フレームデータの受信が所定時間なく、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段から送信される前記光送信信号を停止させ、また、前記第１の受信手段で前記フレームデータが受信されて前記記憶手段に記憶され、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段からの前記ＤＣ発光の送信を開始させ、前記開始の時点から前記ＤＣ発光を受信した前記光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過したときから、前記送信手段から前記記憶手段に記憶された前記フレームデータを送信させるように制御する制御手段とを、
備える光無線子機装置。A half-duplex optical wireless communication system that transmits and receives data signals by a half-duplex optical wireless communication system by establishing an optical line between the optical wireless master device and a plurality of optical wireless slave devices to which communication terminals are respectively connected. a said optical radio personal station apparatus used in,
First receiving means for receiving frame data from the communication terminal connected to the optical wireless slave device;
Storage means for storing the received frame data;
When the frame data stored in the storage means is read and transmitted as a data signal to the optical wireless master device, a certain DC is transmitted to the optical wireless master device. Transmitting means for transmitting by burst light with the light emission level amplitude up and down around the light emission level, and not when transmitting as a data signal, transmitting means for transmitting only the DC light emission to the optical wireless master device;
Second receiving means for receiving an optical line availability notification signal and a data signal of frame data indicating that the optical line is idle, transmitted from the optical wireless master device;
The optical transmission signal transmitted from the transmission means when the first reception means does not receive the frame data for a predetermined time and the second reception means receives the optical line availability notification signal. When the frame data is received by the first receiving means and stored in the storage means, and the optical line availability notification signal is received by the second receiving means, the transmission means From the time when the time corresponding to the time until the reception state in the optical wireless master device that has received the DC light emission is stabilized has elapsed since the start of transmission of the DC light emission. Control means for controlling to transmit the frame data stored in the storage means;
Optical wireless slave device provided . 前記フレームデータには送信元アドレスと送信先アドレスとが含まれており、
前記第１の受信手段に受信された前記フレームデータから前記送信元アドレスを抽出する第１のアドレス抽出手段と、
抽出された前記送信元アドレスを記憶するアドレス記憶手段と、
前記第２の受信手段で受信した前記フレームデータから前記送信先アドレスを抽出する第２のアドレス抽出手段と、
抽出された前記送信先アドレスと前記アドレス記憶手段に記憶された前記送信元アドレスとを比較する比較手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記第１の受信手段での前記フレームデータの受信が所定時間なく、かつ前記第２の受信手段で前記光回線空き報知信号を受信したときに、前記送信手段から送信される前記光送信信号を停止させ、また、前記第２の受信手段で前記フレームデータのデータ信号の受信を開始して前記比較手段による比較結果がアドレス一致である場合に、前記送信手段から送信される前記ＤＣ発光の送信を開始させ、前記ＤＣ発光の送信の開始の時点から前記ＤＣ発光を受信した前記光無線親機装置における受信状態が安定するまでの時間に相当する時間を経過するまで、前記送信手段からの前記データ信号の送信を停止させるように制御する請求項１に記載の光無線子機装置。 The frame data includes a source address and a destination address,
First address extracting means for extracting the source address from the frame data received by the first receiving means;
Address storage means for storing the extracted source address;
Second address extracting means for extracting the destination address from the frame data received by the second receiving means;
Comparing means for comparing the extracted transmission destination address with the transmission source address stored in the address storage means,
The control means is transmitted from the transmitting means when the frame data is not received by the first receiving means for a predetermined time and the optical line availability notification signal is received by the second receiving means. The optical transmission signal is stopped, and when the second reception means starts receiving the data signal of the frame data and is transmitted from the transmission means when the comparison result by the comparison means is an address match. The transmission of the DC light emission is started, and until a time corresponding to the time until the reception state in the optical wireless master device that has received the DC light emission is stabilized after the start of the transmission of the DC light emission has elapsed. The optical wireless slave device according to claim 1, wherein control is performed to stop transmission of the data signal from a transmission unit.
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