TWI389480B - Transmission system and transmission device - Google Patents

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Description

傳輸系統及傳輸裝置
本發明係有關於，將行動機器等之終端，不用纜線而連接至網路的傳輸系統及傳輸裝置；尤其是有關於，將行動機器經由存取點等連接裝置而連接至Ethernet(註冊商標)等之有線網路的傳輸系統及傳輸裝置。
更詳言之，本發明係有關於，將行動機器以Ethernet(註冊商標)等級之傳輸速度而連接至網路的傳輸系統及傳輸裝置；尤其是有關於，將行動機器，使用低消費電力、低成本的非接觸程度的近距離通訊手段而連接至網路的傳輸系統及傳輸裝置。
今後的電腦或網路的發展方向，經常可看到「隨處運算(Ubiquitous)」這個單字。「隨處運算」，係指「即使利用者移動，也能利用同等性能的計算機能力之環境」。例如，不僅是個人電腦這類資訊機器，就連數位家電機器、桌上型AV機器、行動機器的數位靜態相機或數位視訊攝影機、PDA(Personal Digital Assistant)、行動電話機，都同樣地朝向隨處運算網路的方向邁進。在隨處運算環境下，身邊所有的機器都能進行資訊的檢索或計算，可容易的取出知識。
為了實現隨處運算的環境，在硬體上及軟體上都存在著許多課題。硬體上的課題係有，首先，為了使各種機器在使用者有需要時就能當場取出資料，必須要更高速且更高度的網路。
作為在家庭內等將機器彼此做網路連接的手段，習知的Ethernet(註冊商標)，已經被廣泛利用。Ethernet(註冊商標)係規定了相當於OSI參照模型的下位2層的實體層及資料鏈結層，有傳輸速度10Mbps的10Base-T或傳輸速度100Mbps的100Base-T等已被標準化。在Fast Ethernet(註冊商標)規格中，將傳輸媒體上採用對絞線(twisted pair cables)的規格群總稱為100Base-T，是以IEEE802.3u而被標準化。
現代主要的LAN，係由實體性規格的Ethernet(註冊商標)、和取決其上位層中之通訊內容的TCP/IP協定的組合所構成。另一方面，在行動機器中，一般係取代Ethernet(註冊商標)，改採用無線LAN。這是因為，Ethernet(註冊商標)的連接器的大小或伴隨纜線連接等使用方便性上的理由而為之。無線LAN例如是以IEEE802.11而被標準化。內建無線LAN的行動機器等終端，係藉由亦被稱作存取點的連接裝置進行橋接，以和有線的Ethernet(註冊商標)彼此互連。
例如，存取點是與伺服器透過網際網路而連接，並與家庭終端透過無線LAN等而連接所構成的家庭內網路‧系統，已有數種被提出(例如，參見專利文獻1)。
圖8中係模式性圖示了，被搭載在終端的無線LAN，以及將無線LAN與有線LAN進行橋接的連接裝置中的協定堆疊。
同圖中，元件符號100係為行動終端側之協定堆疊，IEEE802.11中所定義的PHY層102、以及MAC(Machine Access Control)層103，是被當成下位的2層來使用。在IEEE802.11中，存在有a、b、g、n這些所使用之頻帶或調變方式、傳輸速度等相異的複數種規格。IEEE802.11 MAC的上位層103，係由LLC(Logical Link Control)層、IP(Internet Protocol)層、TCP(Transmission Control Protocol)層所構成，其更上位則有應用層105存在。
又，同圖中，元件符號101係為相當於存取點等之連接裝置的協定堆疊。在同堆疊的左側亦即無線LAN側，係有與終端側的PHY層102、MAC層103進行對向通訊的PHY層106、MAC層107、上位層108。在無線LAN中進行通訊的封包，係經由PHY層106、MAC層107、以及上位層108，而被橋接至橋接器109右側的有線Ethernet(註冊商標)的協定堆疊。又，在同堆疊的右側亦即Ethernet(註冊商標)側，係有上位層110、IEEE802.3中所定義的MAC層111、以及PHY層112存在，而與存取點用Ethernet(註冊商標)連接的機器，進行通訊。若依據圖8所示的協定堆疊，則實現了行動終端與Ethernet(註冊商標)支援機器的相互連接。
如此，行動機器係藉由使用無線LAN，就可連接至網路。然而，經由存取點進行有線通訊之際的傳輸速度係依存於無線LAN規格，係有通量僅達20幾Mbps程度的極限。又，與行動機器連接的存取點上，在IEEE802.11與Ethernet(註冊商標)間必須要進行協定轉換，又，對行動機器進行傳輸之際，除了協定轉換以外，還需要將送訊訊號上變轉換(up convert)成無線頻帶波段所需之成本。
因此，若想定將圖8所示的傳輸系統適用於支援高畫質的數位視訊攝影機之再生的應用時，則從數位視訊攝影機經由無線LAN往連接裝置進行資料傳輸之際的傳輸速度、或連接裝置上所進行之協定轉換，會成為瓶頸，可想而知，無法獲得足夠的通量(throughput)。又，無線LAN係消費電力較大，也有成本偏高之問題。
目前雖然在一般家庭內廣泛利用無線LAN等之無線通訊，但與移動體通訊不同地，一面移動數位靜態相機或數位視訊攝影機一面將影像資料放到無線來傳輸的機會，非常的少。許多的行動機器，雖然不想要用纜線連接但只要能以非接觸程度的短距離來進行通訊即已足夠，但仍期望能有Ethernet(註冊商標)等級之傳輸速度，這是本發明人們所思考的問題。
[專利文獻1]日本特開2002-162149號公報
本發明的目的在於，提供一種可將行動機器經由存取點等而理想連接至Ethernet(註冊商標)等有線網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
本發明的另一目的在於，提供一種可將行動機器以Ethernet(註冊商標)等級之傳輸速度連接至網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
本發明的另一目的在於，提供一種可將行動機器使用低消費電力、低成本的非接觸程度的近距離通訊手段而連接至網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
本發明係參酌上記課題而研發，其第1側面係為，一種傳輸系統，係屬於在能夠以所定之有線傳輸方法進行連接之通訊機器之間，進行資料傳輸的傳輸系統，其特徵為，具備：終端裝置，係與前記通訊機器進行相互傳輸，並具備前記所定之有線傳輸方法的MAC層；和連接裝置，係與前記通訊機器，以前記所定之有線傳輸方法的實體層而進行連接；和非接觸傳輸手段，係將前記終端裝置與前記連接裝置間，藉由電磁耦合而加以連接。
但是，這裡所言的「系統」，是指複數裝置(或實現特定功能的功能模組)的邏輯集合之物，至於各裝置或功能模組是否位於單一框體內則並無特別限定。
將數位家電機器、桌上型AV機器、行動機器這類任意機器進行網路連接之際，作為硬體上的技術課題之1，就是將行動機器等不希望用纜線連接的終端，連接至網路的方法。
先前，一般是在行動機器中搭載無線LAN，經由無線LAN存取點等之連接裝置，來實現對Ethernet(註冊商標)等網路的連接。可是，無線LAN的通量或存取點中所進行的協定轉換會造成瓶頸，或是無線LAN或消費電力等，都是問題。
針對這點，本發明人們係著眼於，許多的行動機器，雖然不想要用纜線連接但只要能以非接觸程度的短距離來進行通訊即已足夠。亦即，在本發明所論的傳輸系統中，是將行動機器等終端與存取點等連接裝置間的連接方法，從無線LAN置換成電磁耦合而構成；在終端與連接裝置間係不上變轉換(up convert)成無線頻帶，而是直接用基頻頻帶進行傳輸。
藉此，無線LAN的通量所致之瓶頸就會消失，傳輸訊號之上變轉換所伴隨而來的成本或消費電力之問題，便可獲得解決。又，從雷磁耦合往Ethernet(註冊商標)的資料之橋接係只需單純的編碼轉換即可(換言之，不需要協定轉換)，相較於無線LAN模組，裝置構成更為簡化，因此可大幅削減設計‧製造成本。
若依據本發明所述之傳輸系統，則與Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器相互進行傳輸的行動終端，係具備Ethernet(註冊商標)的MAC層；連接裝置係具備Ethernet(註冊商標)的實體層，而被視為Ethernet(註冊商標)的通訊機器。又，終端裝置與連接裝置，係以非接觸傳輸手段，藉由電磁耦合而連接。
因此，在行動終端與連接裝置間，非接觸傳輸手段是以電磁耦合而直接用基頻頻帶進行傳輸，因此可實現高於無線LAN的高速傳輸速度，例如可達成90Mbps程度的通量。
此處，連繫行動終端與連接裝置間的非接觸傳輸手段，係由對行動終端的Ethernet(註冊商標)之MAC層作動成為Ethernet(註冊商標)之實體層的第1實體層；和對連接裝置間的Ethernet(註冊商標)之實體層作動成為Ethernet(註冊商標)之MAC層的第2實體層所構成。因此，行動終端係可直接使用Ethernet(註冊商標)的MAC層，來與Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器相互進行傳輸。
在Ethernet(註冊商標)的100Base-T中，係使用4B5B及MLT-3編碼方式，雖然下挫和上揚較為區緩，但藉由縮小頻率成分，可使訊號跑得較遠。相對於此，以電磁耦合來進行資料傳輸時，傳輸訊號中若有直流成分，則並不理想。於是，行動終端側的第1實體層與連接裝置側的第2實體層，係將在Ethernet(註冊商標)的MAC層與實體層間所交換用的基頻傳輸資料，不以4B5B及MLT-3編碼而是以曼徹斯特編碼方式來進行編碼轉換，以藉由電磁耦合進行資料傳輸。在曼徹斯特編碼中，雖然不帶有直流成分，但頻譜會擴展到較寬廣的頻帶。若將100Mbps的資料進行曼徹斯特編碼，則在約90MHz的附近會產生頻譜的峰值。由於傳輸上所必須之頻帶係為200MHz以下就已足夠，因此可當成322MHz以下的微弱電波來對待。在Ethernet(註冊商標)中，係使用4B5B及MLT-3編碼方式，下挫和上揚是較曼徹斯特編碼為緩和，並縮小頻率成分，藉此而可使訊號跑得較遠。相對於此，在第1及第2實體層間進行的電磁耦合方式的通訊上，由於是屬於極近距離的通訊，因此頻率的寬廣不會造成問題，乾脆重視在去除直流成分，而適用曼徹斯特編碼方式。
又，本發明的第2側面係為，一種傳輸系統，係屬於在能夠以所定之有線傳輸方法進行連接之2以上的通訊機器之間，進行資料傳輸的傳輸系統，其特徵為，於依照前記所定之有線傳輸方法的有線傳輸路的一部分區間中，具有非接觸傳輸路，其係由，與前記通訊機器是以前記所定之有線傳輸方法的實體層而連接，並且彼此是藉由電磁耦合而連接的1對連接裝置所構成。
在本發明之第1側面所論的傳輸系統中，是將作為實體層或傳輸媒體是具有電磁耦合之非接觸傳輸手段的行動機器，和Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器之間，以連接裝置進行橋接。相對於此，在本發明之第2側面所論的傳輸系統，係在連結2台Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器的傳輸路的一部分之區間中，使用對向之1對連接裝置來設置非接觸(亦即電磁耦合)的傳輸路，為其特徵點。
藉由如此在Ethernet(註冊商標)等之有線傳輸路的一部分之區間中設置非接觸傳輸路，就可使例如在房間間或隔牆、隔窗這類隔著無法讓纜線通過之交界的2個有線傳輸路(個別的LAN網段等)，能夠容易彼此連接。又，對於Ethernet(註冊商標)支援之各通訊機器而言，可完全不必意識到Ethernet(註冊商標)之網路的一部分之區間是變成了電磁耦合所致之非接觸傳輸路，可按照規定的協定進行資料傳輸動作。
若依據本發明，則可提供一種可將行動機器經由存取點等而理想連接至Ethernet(註冊商標)等有線網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
又，若依據本發明，則可提供一種可將行動機器以Ethernet(註冊商標)等級之傳輸速度連接至網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
又，若依據本發明，則可提供一種可將行動機器使用低消費電力、低成本的非接觸程度的近距離通訊手段而連接至網路的優異之傳輸系統及傳輸裝置。
若依據本發明所論之傳輸系統，則可使行動機器等終端的網路連接，以高於無線LAN的高速傳輸速度來加以實現，例如可達成90Mbps程度的通量。因此，即使是支援高畫質的數位視訊攝影機在Ethernet(註冊商標)上進行再生時，也可適用。
又，在本發明所述的傳輸系統中，在終端與連接裝置間，係不需要上變轉換成2.4GHz或5GHz這類高無線頻帶，而是以基頻進行傳輸，因此除了可實現終端側動作的低消費電力化，並且還可實現裝置小型化以及低成本化。
又，在本發明所述之傳輸系統中，由於在MAC層以上係可使用既存的通訊協定，因此和既存的系統可容易保持相容性。
本發明的更多其他目的、特徵或優點，係可基於後述本發明之實施形態或添附圖面的詳細說明，即可明瞭。
以下，一面參照圖面，一面詳述本發明的實施形態。
本發明係有關於，將行動機器經由存取點等連接裝置而連接至Ethernet(註冊商標)等之有線網路的傳輸系統。
先前，一般是在行動機器中搭載無線LAN，經由無線LAN存取點等之連接裝置，來實現對Ethernet(註冊商標)等網路的連接。可是，無線LAN的通量或存取點中所進行的協定轉換會造成瓶頸，或是無線LAN或消費電力等，都是問題。
針對這點，本發明人們係著眼於，許多的行動機器，雖然不想要用纜線連接但只要能以非接觸程度的短距離來進行通訊即已足夠。亦即，在本發明所論的傳輸系統中，是將行動機器等終端與存取點等連接裝置間的連接方法，從無線LAN置換成電磁耦合而構成；在終端與連接裝置間係不上變轉換(up convert)成無線頻帶，而是直接用基頻頻帶進行傳輸(參照圖1)。
藉此，無線LAN的通量所致之瓶頸就會消失，傳輸訊號之上變轉換所伴隨而來的成本或消費電力之問題，便可獲得解決。又，從電磁耦合往Ethernet(註冊商標)的資料之橋接，係只需單純的編碼轉換即可(換言之，不需要協定轉換)，相較於無線LAN模組，裝置構成更為簡化，因此可大幅削減設計‧製造成本。
電磁耦合所致之非接觸傳輸之際所進行的編碼轉換的主要目的，係將基頻傳輸資料中所含之DC成分加以去除。首先，說明Ethernet(註冊商標)的編碼方法。
由於傳輸訊號上若持續為“0”則難以取得同步，因此必須要將DC成分予以摘除。在10Mbps的10Base-T中，為了從傳輸訊號中消除DC成分，而採用了曼徹斯特編碼方式。曼徹斯特編碼，係在送出2進位值“0”時，是在位元區間的中央使高位準變化成低位準，另一方面，在送出2進位值“1”時則反之，是在位元區間的中央使低位準變化成高位準。換言之，曼徹斯特編碼係藉由擴展成2倍的頻帶，以消除傳輸訊號的DC成分。又，在傳輸速度100Mbps的100Base-T中，係使用4B5B及MLT-3編碼方式，下挫和上揚是較曼徹斯特編碼為緩和，並縮小頻率成分，藉此而可使訊號跑得較遠。此處，4B5B係為將原本的4位元序列以5位元來表現而消除連續的0的一種編碼方式，而MLT-3則是以3值狀態而決定(0係無變化，1則每1次就上下變化)的編碼方式。若依據後者的MLT-3編碼方式，則可減少波形的變化，可抑制頻譜的擴散。
圖9中係圖解了，採用4B5B及MLT-3編碼方式的100Base-T之傳輸編碼。
如元件符號200所示，若將發送的資料假設為“00011101”，則首先，4B5B轉換器201會進行4B5B編碼轉換，將資料做4位元切割而轉換成5位元。由於若“0”連續過多則無法取得同步，因此至少在2個零間插入1的方式進行轉換，此係所謂的4B5B轉換。轉換規則係依照圖10所示的表格而進行。元件符號200所示的傳輸資料係為“00011101”，因此4B5B轉換後的資料，係如元件符號202所示而為“0100111011”。若依據4B5B編碼轉換，則可防止“0”的連續。
其後，在MLT-3轉換器203中，資料係被轉換成3值的NRZI(Non Return to Zero Invert：每當調變碼的位元值1出現就將極性反轉)編碼。在MLT-3轉換器203中，是依照“0”係雷位無變化，“1”則每1次使電位上下改變之法則，來進行轉換(前述)。轉換後的資料係如圖11所示的訊號而呈現。若依據MLT-3編碼轉換，則可減少波形的變化，可抑制頻譜的擴散。
圖12中係圖示了，100Base-T中所使用的4B5B及MLT-3之編碼，和10Base-T中所使用的曼徹斯特編碼的功率頻譜。同圖中，元件符號211係為4B5B及MLT-3編碼所致之頻譜，元件符號212係為曼徹斯特編碼所致之頻譜。若比較兩者，則可發現4B5B及MLT-3編碼係在直流附近的成分較大，但在高頻成分的頻譜較少，集中度較高。另一方面，在曼徹斯特編碼中，雖然不帶有直流成分，但頻譜會擴展到較寬廣的頻帶。在曼徹斯特編碼中，位元“0”係被表現成“10”、位元值“1”係被表現成“01”，因此相較於直接將資料序列發送時，需要雙倍速度的時脈。
將100Base-T以纜線傳輸時，4B5B及MLT-3編碼係為理想。另一方面，本發明所述的傳輸系統，由於在行動機器等終端與存取點等連接裝置間的連接是採用電磁耦合方式所致之非接觸通訊，因此傳輸訊號中有直流成分就不理想。
於是，終端與連接裝置間的電磁耦合所致之資料傳輸上係考慮了，雖然頻譜會擴散，但將4B5B及MLT-3編碼轉換成曼徹斯特編碼。若將100Mbps的資料進行曼徹斯特編碼，則在約90MHz的附近會產生頻譜的峰值。由於傳輸上所必須之頻帶係為200MHz以下就已足夠，因此可當成322MHz以下的微弱電波來對待。在Ethernet(註冊商標)中，係使用4B5B及MLT-3編碼方式，下挫和上揚是較曼徹斯特編碼為緩和，並縮小頻率成分，藉此而可使訊號跑得較遠。相對於此，在電磁耦合方式的通訊上，由於是屬於極近距離的通訊，因此頻率的寬廣不會造成問題，乾脆重視在去除直流成分，而適用曼徹斯特編碼方式。
圖2中係模式性圖示了，於本發明中，連接裝置用來將搭載了電磁耦合方式的非接觸通訊功能之終端，連接至Ethernet(註冊商標)網路所需之協定堆疊。
行動終端側之協定堆疊300的實體層，係採用曼徹斯特編碼作為編碼方式，並使用電磁耦合方式作為媒體的新實體層301。其他則是由IEEE802.3所致的MAC層302、上位層303、應用層304所構成。上位層303以及應用層304係和圖8之使用無線LAN時的協定堆疊相同。終端的協定堆疊300係亦可視為，將Ethernet(註冊商標)上的主機之協定堆疊當中的最下層之IEEE802.3的PHY層，置換成新實體層301而成者。
另一方面，連接裝置之協定堆疊310，係由新實體層311、IEEE802.3的PHY層312、橋接器313所構成。新實體層311，係採用曼徹斯特編碼作為編碼方式，並使用電磁耦合方式作為媒體，在終端與連接裝置之間係以電磁耦合而連接。又，編碼轉換部303，係進行IEEE802.3亦即100Base-T中的4B5B及MLT-3編碼與曼徹斯特編碼之相互轉換。連接裝置之協定堆疊310，係亦可單純視為，僅由用來實現IEEE802.3之PHY層與新實體層之間的協定轉換的模組所構成。若比較圖8所示的連接裝置，就可理解協定堆疊310係為簡便之構成。
從終端的應用層304往Ethernet(註冊商標)網路上的通訊機器進行資料傳輸之際，新實體層301係將構成IEEE802.3之送訊MAC訊框的基頻資料序列進行曼徹斯特編碼，然後以電磁耦合方式進行傳輸。
連接裝置的新實體層311，係將曼徹斯特編碼所成之資料序列，以電磁耦合方式加以接收。然後，橋接器313係將該收訊資料序列，解碼成原本的基頻傳輸資料。然後，IEEE802.3的PHY層312，係將基頻傳輸資料加以編碼成4B5B及MLT-3編碼後，透過Ethernet(註冊商標)的100Base-T傳輸路，向身為目的端的Ethernet(註冊商標)支援通訊機器進行轉送。
又，當從Ethernet(註冊商標)支援通訊機器往行動終端的應用層304，有4B5B及MLT-3編碼過的傳輸資料，是透過Ethernet(註冊商標)的100Base-T傳輸路而送來時，連接裝置的IEEE802.3的PHY層312，係將其加以接收並實施基頻處理後，交給橋接器313。橋接器313，係將該基頻傳輸資料進行曼徹斯特編碼，新實體層311係以電磁耦合方式進行傳輸。因此，終端的新實體層302，係可將曼徹斯特編碼所成之資料序列，以電磁耦合方式加以接收。
在行動終端與連接裝置間，係不上變轉換成無線頻帶，而是利用電磁耦合而直接以基頻頻帶進行傳輸。電磁耦合所致之非接觸傳輸之際所進行的編碼轉換的主要目的，係將基頻傳輸資料中所含之DC成分加以去除，僅需進行單純的編碼轉換，不需要複雜的協定轉換。又，行動終端係直接使用Ethernet(註冊商標)的MAC層來與Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器相互進行傳輸，這點請大家充分理解。
圖3中係模式性圖示了，藉由適用本發明，而將數位視訊攝影機400、和搭載Ethernet(註冊商標)的通訊機器連接至網路的傳輸系統之構成例。
數位視訊攝影機400，係相當於圖1中的行動終端，除了具備如圖2所示的應用層304、上位層303、IEEE802.3的MAC層302、及新實體層301所成的協定堆疊(前述)以外，在本體的底面附近還安裝有電磁耦合用線圈402。
又，連接裝置401，係相當於圖1中的連接裝置，除了具備如圖2所示的新實體層311、橋接器313、IEEE802.3的PHY層12所成的協定堆疊(前述)以外，在其本體的上面附近還安裝有電磁耦合用線圈403。又，連接裝置401的IEEE802.3的PHY層312，係透過Ethernet(註冊商標)的100Base-T，而和數位視訊攝影機400的通訊對象之通訊機器404相連接。
如圖3下方所示，藉由將數位視訊攝影機400放置在連接裝置401上，彼此的電磁耦合用線圈402及403就會對向，成為可以電磁耦合方式進行資料傳輸之狀態。又，在彼此的新實體層301及311間，因為適用了從基頻傳輸資料中排除掉直流成分的曼徹斯特編碼方式，因此電磁耦合所致之非接觸通訊可被良好地進行。若將100Mbps的資料進行曼徹斯特編碼，則在約90MHz的附近會產生頻譜的峰值。由於傳輸上所必須之頻帶係為200MHz以下就已足夠，因此可當成322MHz以下的微弱電波來對待。在電磁耦合方式的通訊上，由於是屬於極近距離的通訊，因此頻率的寬廣不會造成問題，所以重視去除直流成分這件事，因而不採用4B5B及MLT-3編碼方式，而是適用了曼徹斯特編碼方式。
如圖3所示，數位視訊攝影機400，係可透過連接裝置401，來和外部的通訊機器404連接。或者，亦可透過路由器或數據機而直接連接至網際網路。
圖4中係圖示了，構成本發明所述之傳輸系統的終端500、連接裝置510之內部構成。
終端500，係相當於數位視訊攝影機或其他行動機器，是由電磁耦合用線圈501、耦合器502、編碼轉換A部503、時脈抽出部504、Ether MAC部506、應用部507所構成。此處，電磁耦合用線圈501、耦合器502、編碼轉換A部503、及時脈抽出部504，係相當於圖2中的新實體層301，這點請務必理解。
編碼轉換A部503，係對Ether MAC部506，作動成為虛擬的Ether PHY部。具體而言，編碼轉換A部503，係被連接在Ether MAC部506與MII(Media Independent Interface)505之間，將MII間的NRZ(Non Return to Zero)資料，進行曼徹斯特編碼。MII505的主要訊號，係為送訊資料(TXD)、送訊時脈(TX CLK)、收訊資料(RXD)、收訊時脈(RX CLK)。MII原本就是在Ethernet(註冊商標)之MAC層與PHY層之連接上所使用的介面(在圖2、圖8等之中，為了防止圖面雜亂，適宜地將MII505省略地描繪表示)。
來自應用部507的送訊資料，係被交給Ether MAC部506，在此處進行Ethernet(註冊商標)的封包化。接著，編碼轉換A部503係將構成送訊封包的NRZ之資料，進行曼徹斯特編碼以去除直流成分。該被曼徹斯特編碼過的資料，係透過耦合器502，被送至電磁耦合用線圈501。
又，通過連接裝置510側的電磁耦合用線圈511而被發送來的曼徹斯特編碼之資料，因為不含直流成分，所以在極近距離下可被終端500的電磁耦合用線圈501良好地接收。然後，收訊資料係透過電磁耦合用的耦合器502而進入編碼轉換A部503，從曼徹斯特編碼轉換成原本的NRZ之資料。此時，在時脈抽出部504中，係從曼徹斯特編碼抽出時脈，生成收訊時脈(RX CLK)。在Ether MAC部506中，對於從編碼轉換A部503所送來的收訊資料，進行Ethernet(註冊商標)的解封包化，所得到的使用者資料係交給應用部507。
連接裝置510係相當於，在終端500與其通訊對象之Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器404之間進行資料橋接的橋接器，是由雷磁耦合用線圈511、耦合器512、編碼轉換B部513、時脈抽出部514、Ether PHY部516、連接器部517所構成。此處，電磁耦合用線圈511、耦合器512、編碼轉換A部513、及時脈抽出部514，係相當於圖2中的新實體層311，這點請務必理解。
編碼轉換B部513，係對Ether PHY部516，作動成為虛擬的Ether MAC部。具體而言，編碼轉換B部513，係被連接在Ether PHY部516與MII(Media Independent Interface)515之間，將MII515間的NRZ(Non Return to Zero)資料，進行曼徹斯特編碼。MII515的主要訊號，係和上述同樣地，有送訊資料(TXD)、送訊時脈(TXCLK)、收訊資料(RXD)、收訊時脈(RXCLK)(在圖2、圖8等之中，為了防止圖面雜亂，適宜地將MII515省略地描繪表示)。
Ether PHY部516，係透過RJ-45連接器517而與通訊機器404做纜線連接，將從通訊機器404所接收到的100Base-T之4B5B及MLT-3編碼過之資料進行基頻處理以轉換成NRZ之資料。被轉換成NRZ的來自外部的資料，係在編碼轉換B部513中被曼徹斯特編碼後，藉由耦合器512及線圈511的電磁耦合，發送至終端500側的線圈501。曼徹斯特編碼之資料，因為不含直流成分，所以在極近距離下可被終端500的電磁耦合用線圈501良好地接收。在終端500側上的處理係如同前述。
又，一旦從終端500側以電磁耦合而被發送過來的曼徹斯特編碼資料被線圈511所接收，則透過耦合器510而進入編碼轉換B部513，從曼徹斯特編碼轉換成原本的NRZ之資料。此時，於時脈抽出部514中，會進行時脈再生，成為收訊時脈(RCLK)。元件符號515，係和元件符號505相同都是MII，係將Ether PHY部516與編碼轉換B部513予以連接。在連接裝置501側，編碼轉換B部513，係與Ether PHY部516以MII連接，對Ether PHY部516作動成為虛擬的Ether MAC部(同上)。但是，元件符號505的MII與元件符號515的MII，其各自從編碼轉換部送來之資料的方向，係為相反。
如以上，若依據圖1～圖3所示的傳輸系統，則在Ethernet(註冊商標)的實體層與MAC層之間，中隔著適用了曼徹斯特編碼的電磁耦合所致之非接觸傳輸路，而成為可實體性分離的形態。然後，在具備電磁耦合所致之非接觸介面的終端，和搭載Ethernet(註冊商標)之通訊機器之間，就可實現與Ethernet(註冊商標)相同速度的資料傳輸。
於圖4所示的傳輸系統中，就Ethernet(註冊商標)支援的外部之通訊機器404來看，是將終端500及與終端500用電磁耦合進行資料傳輸的連接裝置510，視為1個Ethernet(註冊商標)支援的通訊對象，可進行依照通常的Ethernet(註冊商標)亦即IEEE802.3所規定的資料傳輸動作。在通訊機器404側，可將藉由電磁耦合進行非接觸傳輸的終端500視為通訊對象，同時也不需要意識到有電磁耦合所致之非接觸傳輸路存在於其間。
又，就終端500來看，被MII所連接的通常之Ether MAC部與Ether Phy部之間，是通過編碼轉換A部503及編碼轉換B部513而呈可實體切離，並且，可藉由電磁耦合而以等同於Ethernet的傳輸速度來進行資料傳輸。或者，亦可說成是，通常之Ether MAC部與Ether Phy部之間，是被編碼轉換A部503及編碼轉換B部513所延長。無論怎麼看，終端500內的Ether MAC部以上的上位層，係不需要意識到有電磁耦合所致之傳輸路中隔存在，就可進行依照通常的Ethernet(註冊商標)亦即IEEE802.3所規定的資料傳輸動作。
圖5中係圖示了本發明所述之傳輸系統的之變形例。在圖1～圖4所示的傳輸系統中，是將作為實體層或傳輸媒體是具有電磁耦合之非接觸傳輸手段的行動機器，和Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器之間，以連接裝置進行橋接。相對於此，圖5所示的傳輸系統，係在連結2台Ethernet(註冊商標)支援之通訊機器的傳輸路的一部分之區間中，使用對向之1對連接裝置來設置非接觸(亦即電磁耦合)的傳輸路，為其特徵點。由於連接裝置中所搭載的協定堆疊或裝置內部的構成，係和圖2以及圖4所示相同，故此處省略說明。
藉由如此在Ethernet(註冊商標)等之有線傳輸路的一部分之區間中設置非接觸傳輸路，就可使例如在房間間或隔牆、隔窗這類隔著無法讓纜線通過之交界的2個有線傳輸路(個別的LAN網段等)，能夠容易彼此連接。
又，當透過上述之連接裝置來連接時，因為藉由電磁耦合而直接以基頻頻帶進行傳輸，所以可實現高於無線LAN的高速傳輸速度，例如可達成90Mbps程度的通量，具有如此優點。
圖6係圖示了，應用了圖5所示之基本構成，進行房間間通訊的傳輸系統之構成例。其中，圖6係為房子的剖面圖。相鄰的各房間，係有Ethernet(註冊商標)支援的複數通訊機器，透過集線器而彼此連接。又，各房間的集線器係也分別都被安裝有連接裝置。這些成對的連接裝置的電磁線圈是跨越房間間的牆壁而對向配設，可藉由電磁耦合來傳輸(橋接)資料。對於Ethernet(註冊商標)支援之各通訊機器而言，可完全不必意識到Ethernet(註冊商標)之網路的一部分之區間是變成了電磁耦合所致之非接觸傳輸路，可按照規定的協定進行資料傳輸動作。
又，圖7中係圖示了，應用了圖5所示之基本構成的傳輸系統之其他構成例。其中，圖7是將分別具有窗戶的相鄰2房間的予以鳥瞰之樣子。在同圖中，不是跨越房間而是隔著窗戶將2台連接裝置的電磁線圈對向配設。這些成對的連接裝置的電磁線圈是跨越房間間的牆壁而對向配設，可藉由電磁耦合來傳輸(橋接)資料。室內側的連接裝置係被安裝至集線器，透過該集線器就能使同一房間內的Ethernet(註冊商標)支援的複數通訊機器，彼此連接。
又，屋外側的連接裝置，係與同樣被安裝在其他房間窗戶上的連接裝置，以Ethernet(註冊商標)之纜線加以連接。然後，其他房間的屋外連接裝置也同樣地與室內側的連接裝置使彼此的電磁線圈對向配設，可藉由電磁耦合來傳輸(橋接)資料。然後，室內側的連接裝置係被安裝至集線器，透過該集線器就能使同一房間內的Ethernet(註冊商標)支援的複數通訊機器，彼此連接。
對於個別設置在不同房間的Ethernet(註冊商標)支援之各通訊機器而言，可完全不必意識到Ethernet(註冊商標)之網路的一部分之區間是變成了電磁耦合所致之非接觸傳輸路，可按照規定的協定進行資料傳輸動作。
在圖7所示的傳輸系統中，是通過了窗戶來實現房間間的網路相互連接。例如在無法跨牆成立電磁耦合的建築物中，也能有效的把房間間的LAN網段彼此相連。
此外，被設置在屋外的連接裝置，係除了使用商用AC電源或一般的電池來驅動外，亦可使用太陽能雷池。又，作為將連接裝置安裝在窗戶的方法，可舉例如使用專用安裝器具的方法，或使用接著劑或吸盤等之安裝方法。
 [產業上利用之可能性]
以上，一面參照特定的實施形態，一面詳述了本發明。然而，在不脫離本發明宗旨之範圍內，當業者當然可對該實施形態進行修改或置換。亦即，這些僅為例示形態以揭露本發明，並非用來限定解釋本說明書的記載內容。在判斷本發明之宗旨時，必須要參酌申請專利範圍。
201．．．4B5B轉換器
203．．．MLT-3轉換器
300．．．行動終端側之協定堆疊
301．．．新實體層
302．．．IEEE802.3 MAC層
303．．．上位層
304．．．應用層
310．．．連接裝置之協定堆疊
311．．．新實體層
312．．．IEEE802.3 PHY層
313．．．橋接器
400．．．數位視訊攝影機
401．．．連接裝置
402、403．．．電磁耦合用線圈
404．．．通訊機器
500．．．終端
501．．．電磁耦合用線圈
502．．．耦合器
503．．．編碼轉換A部
504．．．時脈抽出部
505．．．MII
506．．．Ether MAC部
507．．．應用部
510．．．連接裝置
511．．．電磁耦合用線圈
512．．．耦合器
513．．．編碼轉換B部
514．．．時脈抽出部
515．．．MII
516．．．Ether PHY部
517．．．RJ-45連接器
[圖1]圖1係本發明所述之傳輸系統的模式性圖示。
[圖2]圖2係於本發明中，連接裝置用來將搭載了電磁耦合方式的非接觸通訊功能之終端，連接至Ethernet(註冊商標)網路所需之協定堆疊的模式性圖示。
[圖3]圖3係藉由適用本發明，而將數位視訊攝影機400、和搭載Ethernet(註冊商標)的通訊機器連接至網路的傳輸系統之構成例的模式性圖示。
[圖4]圖4係構成本發明所述之傳輸系統的終端500、連接裝置501之構成的圖示。
[圖5]圖5係本發明所述之傳輸系統的之變形例的圖示。
[圖6]圖6係應用了圖5所示之基本構成，進行房間間通訊的傳輸系統之構成例的圖示。
[圖7]圖7係應用了圖5所示之基本構成的傳輸系統之其他構成例的圖示。
[圖8]圖8係被搭載在終端的無線LAN，以及將無線LAN與有線LAN進行橋接的連接裝置中的協定堆疊的模式性圖示。
[圖9]圖9係採用4B5B及MLT-3編碼方式的100Base-T的傳輸編碼的說明圖。
[圖10]圖10係4B5B編碼之轉換規則的圖示。
[圖11]圖11係MLT-3轉換器203所輸出之資料的圖示。
[圖12]圖12係100Base-T中所使用的4B5B+MLT-3之編碼，和10Base-T中所使用的曼徹斯特編碼的功率頻譜之圖示。
300．．．行動終端側之協定堆疊
301．．．新實體層
302．．．IEEE802.3 MAC層
303．．．上位層
304．．．應用層
310．．．連接裝置之協定堆疊
311．．．新實體層
312．．．IEEE802.3 PHY層
313．．．橋接器

Claims (17)

  1. 一種傳輸系統，係屬於在能夠以所定之有線傳輸方法進行連接之通訊機器之間，進行資料傳輸的傳輸系統，其特徵為，具備：終端裝置，係與前記通訊機器進行相互傳輸，並具備前記所定之有線傳輸方法的MAC層；和連接裝置，係與前記通訊機器，以前記所定之有線傳輸方法的實體層而進行連接；和非接觸傳輸手段，係將前記終端裝置與前記連接裝置間，藉由電磁耦合而加以連接；前記非接觸連接手段，係通訊頻帶為322MHz以下，直接用基頻頻帶(baseband)進行傳輸。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之傳輸系統，其中，前記非接觸連接手段係具備：第1實體層，係對於前記終端裝置內的前記所定之有線傳輸方法的MAC層，作動成為前記所定之有線傳輸方式的實體層；和第2實體層，係對於前記連接裝置內的前記所定之有線傳輸方法的實體層，作動成為前記所定之有線傳輸方式的MAC層；在前記第1及第2實體層之間係藉由電磁耦合而進行 資料傳輸。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之傳輸系統，其中，前記第1實體層，係將從前記所定之有線傳輸方法的MAC層所收取到的基頻資料，以不含直流成分之非直流編碼方式進行編碼，然後藉由電磁耦合進行傳輸；並且將藉由電磁耦合所接收到的訊號，以前記非直流編碼方式進行解碼，然後交給前記所定之有線傳輸方法的MAC層；前記第2實體層，係將從前記所定之有線傳輸方法的實體層所收取到的基頻資料，以前記非直流編碼方式進行編碼，然後藉由電磁耦合進行傳輸；並且將藉由電磁耦合所接收到的訊號，以前記非直流編碼方式進行解碼，然後交給前記所定之有線傳輸方法的實體層。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之傳輸系統，其中，作為前記所定之有線傳輸方法是適用了，採用4B5B及MLT-3編碼方式的Ethernet(註冊商標)；前記第1及第2實體層，係將基頻傳輸資料進行編碼轉換成為曼徹斯特編碼方式，然後藉由電磁耦合進行發送；並且將藉由電磁耦合所接收到資料，從曼徹斯特編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之傳輸系統，其中，在前記所定之有線傳輸方法中，係規定了MAC層與 實體層之間係以MII(Media Independent Interface，媒體獨立介面)進行連接；前記第1實體層，係具備電磁耦合用線圈及耦合器、以及與前記所定之有線傳輸方法之MAC層係用MII而連接的第1編碼轉換部；前記第1編碼轉換部，係將從前記所定之有線傳輸方法的MAC層所收取到的基頻傳輸資料，編碼轉換成前記非直流編碼方式，然後從前記電磁耦合用線圈及耦合器進行傳輸；並且將前記電磁耦合用線圈及耦合器所接收到的資料，從前記非直流編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料，然後經由MII而交給前記所定之有線傳輸方法的前記MAC層。
  6. 如申請專利範圍第3項所記載之傳輸系統，其中，在前記所定之有線傳輸方法中，係規定了MAC層與實體層之間係以MII(Media Independent Interface，媒體獨立介面)進行連接；前記第2實體層，係具備電磁耦合用線圈及耦合器、以及與前記所定之有線傳輸方法之實體層係用MII而連接的第2編碼轉換部；前記第2編碼轉換部，係將從前記所定之有線傳輸方法的實體層所收取到的基頻傳輸資料，編碼轉換成前記非直流編碼方式，然後從前記電磁耦合用線圈及耦合器進行傳輸；並且將前記電磁耦合用線圈及耦合器所接收到的資 料，從前記非直流編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料，然後經由MII而交給前記所定之有線傳輸方法的實體層。
  7. 一種傳輸系統，係屬於在能夠以所定之有線傳輸方法進行連接之2以上的通訊機器之間，進行資料傳輸的傳輸系統，其特徵為，於依照前記所定之有線傳輸方法的有線傳輸路的一部分區間中，具有非接觸傳輸路，其係由，與前記通訊機器是以前記所定之有線傳輸方法的實體層而連接，並且彼此是藉由電磁耦合而連接的1對連接裝置所構成；在以前記1對連接裝置所連接的非接觸傳輸路上，係通訊頻帶為322MHz以下，直接用基頻頻帶進行傳輸。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之傳輸系統，其中，前記連接裝置係具備：前記所定之有線傳輸方法的實體層；和編碼轉換手段，係將前記所定之有線傳輸方法的基頻資料以不含直流成分的非直流編碼方式進行編碼；並且將藉由電磁耦合所接收之資料，進行前記非直流編碼方式的解碼，然後交給前記所定之有線傳輸方法的實體層；和電磁耦合用線圈及耦合器。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之傳輸系統，其中，作為前記所定之有線傳輸方法是適用了，採用4B5B 及MLT-3編碼方式的Ethernet(註冊商標)；前記編碼轉換手段，係與前記所定之有線傳輸方法的實體層是以MII而連接，係將基頻傳輸資料進行編碼轉換成為曼徹斯特編碼方式，然後藉由電磁耦合進行發送；並且將藉由電磁耦合所接收到資料，從曼徹斯特編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料。
  10. 一種傳輸裝置，係屬於在能夠以所定之有線傳輸方法進行連接之通訊機器之間，進行資料傳輸的傳輸裝置，其特徵為，具備：前記所定之有線傳輸方法的MAC層；和新實體層，係對於前記所定之有線傳輸方法的MAC層，作動成為前記所定之有線傳輸方式的實體層，並進行電磁耦合所致之資料傳輸；前記新實體層係通訊頻帶為322MHz以下，直接用基頻頻帶進行電磁耦合所致之傳輸。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之傳輸裝置，其中，前記新實體層，係將從前記所定之有線傳輸方法的MAC層所收取到的基頻資料，以不含直流成分之非直流編碼方式進行編碼，然後藉由電磁耦合進行傳輸；並且將藉由電磁耦合所接收到的訊號，以前記非直流編碼方式，解碼成原本之基頻傳輸資料，然後交給前記所定之有線傳輸方法的MAC層。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之傳輸裝置，其 中，作為前記所定之有線傳輸方法是適用了，採用4B5B及MLT-3編碼方式的Ethernet(註冊商標)；前記新實體層，係將從Ethernet(註冊商標)的MAC層所交付過來的基頻傳輸資料，進行編碼轉換成為曼徹斯特編碼方式，然後藉由電磁耦合進行發送；並且將藉由電磁耦合所接收到資料，從曼徹斯特編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料，然後交給Ethernet(註冊商標)的MAC層。
  13. 如申請專利範圍第11項所記載之傳輸裝置，其中，在前記所定之有線傳輸方法中，係規定了MAC層與實體層之間係以MII(Media Independent Interface，媒體獨立介面)進行連接；前記新實體層，係具備電磁耦合用線圈及耦合器、以及與前記所定之有線傳輸方法之MAC層係用MII而連接的編碼轉換部；前記編碼轉換部，係將從前記所定之有線傳輸方法的MAC層所收取到的基頻傳輸資料，以前記非直流編碼方式而進行了編碼後，從前記電磁耦合用線圈及耦合器進行傳輸；並且將前記電磁耦合用線圈及耦合器所接收到的資料，以前記非直流編碼方式，解碼成原本之基頻傳輸資料，然後交給前記所定之有線傳輸方法的MAC層。
  14. 一種傳輸裝置，係屬於進行所定之有線傳輸方法 所致之資料傳輸之橋接的傳輸裝置，其特徵為，具備：前記所定之有線傳輸方法的實體層；和新實體層，係對於前記所定之有線傳輸方法的實體層，作動成為前記所定之有線傳輸方式的MAC層，並且進行電磁耦合所致之資料傳輸；前記新實體層係通訊頻帶為322MHz以下，直接用基頻頻帶進行電磁耦合所致之傳輸。
  15. 如申請專利範圍第14項所記載之傳輸裝置，其中，前記新實體層，係將從前記所定之有線傳輸方法的實體層所收取到的基頻資料，以不含直流成分之非直流編碼方式進行編碼，然後藉由電磁耦合進行傳輸；並且將藉由電磁耦合所接收到的訊號，以前記非直流編碼方式，解碼成原本之基頻傳輸資料，然後交給前記所定之有線傳輸方法的實體層。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之傳輸裝置，其中，作為前記所定之有線傳輸方法是適用了，採用4B5B及MLT-3編碼方式的Ethernet(註冊商標)；前記新實體層，係將從Ethernet(註冊商標)的實體層所交付過來的基頻傳輸資料，進行編碼轉換成為曼徹斯特編碼方式，然後藉由電磁耦合進行發送；並且將藉由電磁耦合所接收到資料，從曼徹斯特編碼方式進行編碼轉換成為原本之基頻傳輸資料，然後交給Ethernet(註冊商標 )的實體層。
  17. 如申請專利範圍第15項所記載之傳輸裝置，其中，在前記所定之有線傳輸方法中，係規定了MAC層與實體層之間係以MII(Media Independent Interface，媒體獨立介面)進行連接；前記新實體層，係具備電磁耦合用線圈及耦合器、以及與前記所定之有線傳輸方法之實體層係用MII而連接的編碼轉換部；前記編碼轉換部，係將從前記所定之有線傳輸方法的實體層所收取到的基頻傳輸資料，以前記非直流編碼方式而進行了編碼後，從前記電磁耦合用線圈及耦合器進行傳輸；並且將前記電磁耦合用線圈及耦合器所接收到的資料，以前記非直流編碼方式，解碼成原本之基頻傳輸資料，然後交給前記所定之有線傳輸方法的實體層。
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