JPH043139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデータ通信システムに関し、更に詳し
くは、各端末装置にトランシーバを設け、伝送路
に接続されたリフレクタと上記各トランシーバと
が空間伝播光により、信号を送受信する形式の通
信システムに関するものである。

第１図に示すように、１つの親局１０１と複数
の子局１０２〜１０４との間でまたは、親局を介
して子局間で光ビーム１０５〜１０７により通信
を行なつて通信システムにおいて、例えば、子局
１０２，１０３が親局１０１と通信中に、子局１
０４が親局１０１との間で方向合わせを行なおう
とする場合には、親局１０１から子局１０４に向
けて、一定の信号を送信し、子局１０４でのその
信号の受信レベルが最大になるように方向合わせ
を行なつている。

しかしながら、このような従来の方向合わせ方
式では、親局１０１から子局１０４に向かう光ビ
ームだけで方向合わせを行なつているため、子局
１０４から親局１０１に向かう光ビームの方向合
わせができているかどうかの判定ができなかつ
た。

また、受信レベルが最大レベルになる位置を検
出しているが、この最大受信レベル子局１０４が
信頼できるデータを再生できるレベルかどうかの
判定が困難であつた。

さらに、方向合わせの期間中、子局１０４が最
大受信レベルを検出するために、親局１０１は子
局に向けて、絶えず一定の信号を送信している。
このため、子局１０４が方向合わせを行なつてい
る期間中、親局１０１は子局１０４の方向合わせ
のために占有され、親局１０１と他の子局１０
２，１０３との間の通信が出来なくなつてしまう
という欠点があつた。

本発明の目的は、伝送路に結合されたリフレク
タ側の受光手段と、上記リフレクタの設置空間に
配置されたトランシーバの受光手段との間で、空
間伝播される光信号の方向合わせを行なうデータ
通信システムを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明で
は、伝送路と、上記伝送路に結合された少なくと
も１つのリフレクタと、それぞれ上記いずれかの
リフレクタの設置空間に配置された複数の局とか
らなり、上記各局が、上記空間領域に設置された
トランシーバと、上記トランシーバに接続された
端末装置とからなる通信システムにおいて、テス
ト時に、伝送路の使用状態を判断し、伝送路が空
き状態にあるとき、トランシーバからデータを送
信し、該送信テストデータとリフレクタから折り
返された受信データとをトランシーバで比較し、
比較効果を表示手段に表示することにより、トラ
ンシーバの発光方向とリフレクタの受光素子との
間の方向合わせを行なうようにしたことを特徴と
する。

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明
する。

第２図は本発明に係る通信システムの一例の構
成を示すもので、構内に設置された端末、計算機
などの装置の相互間でデータ通信を行なう例であ
る。

図において、２つの部屋１，２の間は同軸ケー
ブル３で接続され、この同軸ケーブル３に対し
て、各部屋毎にその高所にリフレクタ４，５が設
けられ同軸ケーブル３にＴ分岐により接続されて
いる。

また、各部屋１および２の低所には、リフレク
タ４および５に対向してトランシーバ６，７およ
び８，９が設けられ、それぞれのトランシーバ
６，７，８および９はそれぞれデイスプレイ端末
等の端末あるいは計算機からなる装置１０，１
１，１２および１３に接続されている。

そして、トランシーバ６と装置１０，７と１
１，８と１２，９と１３でそれぞれ子局を構成
し、リフレクタ４および５でそれぞれ親局を構成
している。これらの子局は移動できるようになつ
ている。

リフレクタ４および５には、それぞれ発光ダイ
オード１４および１５、フオトダイオード１６お
よび１７が設けられ、また、トランシーバ６〜９
にも、同様にそれぞれ発光ダイオード１８〜２
１、フオトダイオード２２〜２５が設けられてい
る。

このような構成において、トランシーバ６〜９
では、対応する装置１０〜１３からの送信データ
を受け取り、発光ダイオード１８〜２１が発光す
る赤外線を強度変調し、その赤外線を集束して対
応するリフレクタ４および５に向けて放出する。
この発光ダイオード１８〜２１は装置１０〜１３
からデータが送信された時のみ発光を行なうよう
になつている。

一方、トランシーバ６〜９から放出された赤外
線をリフレクタ４および５のフオトダイオード１
６および１７で受光し、電気信号データに変換し
同軸ケーブル３へ送出する。同軸ケーブル３に送
出されたデータは、そのデータを送出したリフレ
クタを含めて、同軸ケーブル３に接続された全て
のリフレクタへ伝送される。

同軸ケーブル３よりデータを受けとつたリフレ
クタ４および５では発光ダイオード１４および１
５が発光する赤外線をデータで強度変調し、その
赤外線を部屋内の全てのトンシーバ６〜９をカバ
ーするように、それに向けて拡散して放出する。
リフレクタ４および５から放出された赤外線を、
トランシーバ６〜９のフオトダイオード２２〜２
５で受光し、電気信号データに変換した後、装置
１０〜１３に送出する。

したがつて、ある部屋の端末等の装置からデー
タを送出する場合、そのデータは、他の部屋のす
べての端末等の装置で受信されるばかりでなく、
同じ部屋の他の端末等の装置でも同様に受信され
ることになる。

なお、リフレクタ４および５は、それぞれの部
屋内の全ての場所に配置される端末で同時に受光
できるような範囲に赤外線を拡散して放出するよ
うな構成になつており、トランシーバ６〜９は、
対応するリフレクタ４および５で受光できるよう
に、集束した赤外線を放出するようにすればよ
い。

第３図は第２図の子局側のトランシーバの一例
の構成を示すもので、本発明による方向合わせ方
式を実現する装置を含んでいる。

図において、３０はスイツチ群３１〜３６を含
むスイツチ回路、３７は方向合わせ用送信要求信
号を発生する信号発生装置、３８は方向合わせ用
データを発生するデータ発生装置、３９はクロツ
ク信号を発生するクロツク発生装置、４０は他の
トランシーバが通信を行なつているかどうかを判
定するデータセンス回路、４１は送信データと受
信データの不一致を検出する検出回路、４２〜４
４はフリツプフロツプ、４５〜４８はアンドゲー
ト、４９は方向合わせ表示ランプを構成する発光
ダイオード、５０は送信要求信号のための信号
線、５１は送信許可信号のための信号線、５２は
送信データのための信号線、５３は送信データの
ための信号線、５４は送信クロツクのための信号
線を示す。

第３図において、まず装置１０とトランシーバ
６との間のインタフエース信号５０〜５４につい
て説明する。

装置１０がデータの送信を行ないたい時は、信
号線５０の送信要求信号を“１”（以下オンとい
う）にする。トランシーバ６では、装置１０から
の送信要求信号がオンであり、かつ、後で詳細に
述べるように、データ送信が可能なときに、信号
５１の送信許可信号をオンにする。

装置１０では、送信許可信号がオンの間、信号
線５２に、信号線５４のクロツク信号に同期した
送信データ（ビツト“１”、“０”の系列）を送出
する。トランシーバ６では、この送信データで発
光ダイオード１８の発光を変調する。また、リフ
レクタ４からの受信データ（ビツト“１”、“０”
の系列）をフオトダイオード２２で受けた後、信
号線５３に載せ、受信データとして装置１０側に
送出する。

トランシーバ６では、送信データを送信するた
めのタイミングクロツク信号をクロツ発生装置３
９で発生し、信号線５４により装置１０へ送出す
る。

次に、装置１０〜１３間のデータ送受信の動作
を、装置１０から装置１２へデータを送場合につ
いて詳細に説明する。

トランシーバ６は、フオトダイオード２２の出
力をデータセンス回路４０で見て、その出力が無
い場合、すなわち、他のトランシーバが送信を行
なつていない場合は、データセンス回路４０の出
力を“０”（以下、オフという。）にし、フオトダ
イオード２２の出力が有る場合、すなわち、他の
トランシーバが送信を行なつている場合は、デー
タセンス回路４０の出力をオンにする。また、装
置１０では、データ送信に先立つて、信号線５０
の送信要求信号をオンにする。

トランシーバ６では、送信要求信号がオンで、
かつ、データセンス回路４０の出力がオフであれ
ば、アンドゲート４５を開いてフリツプフロツプ
４２をセツトする。それによつて、アンドゲート
４６を開き信号線５１の送信許可信号をオンす
る。フリツプフロツプ４２により、一旦、送信許
可信号をオンにすると、後述するように、トラン
シーバ６の送信したデータがリフレクタ４により
おり返されてきた折り返しデータをフオトダイオ
ード２２が受信してデータセンス回路４０の出力
がオンになつた場合でも、次に送信要求信号がオ
ンになるか、または、後述するように、検出回路
４１で不一致が検出されるまではオフのままとす
る。

フリツプフロツプ４２のオン出力により、送信
許可信号をオンするとともに、アンドゲート４８
を開いて、信号線５２の送信データに応じて発光
ダイオード１８から光発射するようにする。

送信要求信号がオンであつても、データセンス
回路４０の出力がオンであれば、アンドゲート４
５が閉じて、送信許可信号をオンにしないので、
装置１０はデータを送信しないで、送信要求信号
をオンにしたまま送信許可信号がオンになるのを
待つ。その後、データセンス回路４０の出力がオ
フになると、フリツプフロツプ４２をセツトし、
送信許可信号をオンにし、装置１０は送信を開始
する。それにより、装置１０から送信される送信
データで発光ダイオード１８の発光を変調し、そ
の光をリフレクタ４に送る。

装置１０がデータの送信を終了すると、送信要
求信号をオフにする。それにより、フリツプフロ
ツプ４２をリセツトし、送信許可信号をオフにす
るとともに、発光ダイオード１８の発光を停止す
る。

送信許可信号がオンである期間中、トランシー
バ６は装置１０から受けとつたデータを発光ダイ
オード２２により、リフレクタ４に送出する。

リフレクタ４は、トランシーバ６から放出され
たデータをフオトダイオード１６で受け、電気信
号に変換して同軸ケーブル３に送出する。このデ
ータは、同軸ケーブル３を経由して、リフレクタ
５に達し、このリフレクタ５の発光ダイオードに
より、リフレクタ５に対向するすべてのトランシ
ーバ８，９に向けて送信されるとともに、同様に
リフレクタ４に対向するすべてのトランシーバ
６，７に向けて送信される。

トランシーバ６を含む子局を移動させた場合
に、本発明に従つて、トランシーバ６の方向合わ
せを行なう動作につき第４図および第５図の波形
図を参照しながら説明する。

その場合は、方向合わせスイツチ３０を図とは
逆の方向に切り換え、装置１０からの各種信号線
５０〜５４をトランシーバ６から切り離すととも
に、信号発生装置３７の方向合わせ用送信要求信
号をアンドゲート４５に入力し、アンドゲート４
７の出力をアンドゲート４８に入力し、かつ、フ
リツプフロツプ４４の出力を発光ダイオード４９
に印加している。

信号発生装置３７では、100ｍsec毎に繰り返さ
れる、第４図ａに示す方向合わせ用送信要求信号
を発生している。第４図ｂの拡大図に示すような
送信要求信号は、第４図ｃのクロツク信号に示す
クロツク信号と同期しており、16ビツト長を有し
ている。

また、データ発生装置３８では、第５図ａに示
すように、第５図ｂのクロツク信号に同期し、８
ビツト長の連続“１”データと、８ビツト長の連
続“０”データを交互に繰り返す方向合わせ用デ
ータを発生する。このデータ発生装置３８からの
データはアンドゲート４７および４８を通して発
光ダイオード１８に印加されるようになつてい
る。

信号発生装置３７からの方向合わせ用送信要求
信号がオンになつている時に、他局が通信を行な
つているか否かを判定するデータセンス回路４０
により、他局が通信を行なつていないことを検出
した場合には、アンドゲート４５の出力はオンと
なる。フリツプフロツプ４２は、アンドゲート４
５の出力がオンの時セツトされ、アンドゲート４
６からの送信許可信号をオンにし、アンドゲート
４７および４８を開く。それによつて、データ発
生装置３８からの方向合わせ用データをアンドゲ
ート４７および４８を通して、発光ダイオード１
８に印加し、そのデータに対応する光信号を発光
ダイオード１８から送出する。

親局としてのリフレクタ４かの折り返しデータ
をフオトダイオード２２で受信し、検出回路４１
に入力する。

検出回路４１では、方向合わせ用送信データと
受信データとを比較し、両者の不一致が検出され
た時に、出力をオンし、不一致が検出されなかつ
た時に、出力をオフするようになつている。

したがつて、方向合わせがうまく行かず、送信
データに対応するデータが受信されない時には、
検出回路４１の出力はオンとなり、フリツプフロ
ツプ４３がセツトされる。それにより、アンドゲ
ート４６は閉じられ、送信許可信号はオフとな
る。送信許可信号がオフとなることによりアンド
ゲート４７および４８は閉じられ、方向合わせ用
データの送出が停止され、送信許可信号がオンか
らオフになるタイミングでフリツプフロツプ４４
は、フリツプフロツプ４３の出力を新しいデータ
として取り込み、それより、フリツプフロツプ４
４の出力をオフにして、方向合わせ表示用ランプ
４９を点灯させないようにする。このように、方
向合わせ表示ランプ４９が点灯しない場合は、方
向合わせが終了していないと判断し、方向合わせ
動作を継続する。

方向合わせがうまくいつて、送信データがその
まま受信データとして受信された場合は、検出回
路４１の出力はオフのままであり、フリツプフロ
ツプ４３はセツトされない。この時、方向合わせ
用デーラの送信は、方向合わせ用送信要求信号が
オンの期間継続されるが、それがオフとなること
により、フリツプフロツプ４２はリセツトされ、
アンドゲート４６の出力はオフとなり、アンドゲ
ート４７および４８は閉じられ、方向合わせ用デ
ータの送出を停止する。また、アンドゲート４６
の出力がオンからオフになるタイミングでフリツ
プフロツプ４４をラツチし、その出力により、発
光ダイオード４９からなる表示ランプを点灯し、
方向合わせができていることを表示する。フリツ
プフロツプ４４は、送信許可信号がオンからオフ
となるタイミングでその時のフリツプフロツプ４
３の状態を出力するが、方向合わせがうまくいつ
ている限り、フリツプフロツプ４３はリセツト状
態にあるので、フリツプフロツプ４４の出力はオ
ン状態を維持し、方向合わせ表示ランプ４９の点
灯が継続し、それにより方向合わせが完了したと
判断できる。

１つの子局のトランシーバ６が方向合わせ用デ
ータを送信中は、他の子局のトランシーバでは、
データセンス回路４０により送信中であることを
検出し、送信要求信号を出さず、待ち合わせ状態
になるため、方向合わせ用データと送信中の他局
の送信データとが衝突するようなことは発生しな
い。また、ある子局が方向合わせ用データを送信
していない場合には、他の子局が送信を行なうこ
とができることは言うまでもない。

データセンス回路４０により、他の子局が通信
を行なつていることを検出した場合には、方向合
わせ用送信要求信号がオンとなつても、送信許可
信号はオンにならず、方向合わせ用データは送信
されない。この場合は、送信許可信号のオンから
オフへの変化点もないため、フリツプフロツプ４
４における、新しいデータのサンプリングも行な
われない。このため、ある子局での方向合わせ
は、次に送信要求信号がオンとなり、かつ、他局
がデータを送信していないことをデータセンス回
路４０が検出するという条件を満たす時まで待ち
状態となり、その間、方向合わせ用データは送信
されない。

第６図は第２図の親局を構成するリフレクタ４
および５のそれぞれの具体的構成の一例を示すも
ので、リフレクタ４の例を示している。

図のように、対向するトランシーバ６または７
から発射された光をフオトダイオード１６で受信
して電気信号に変換した後、その電気信号を増幅
器６０で増幅し、結合トランス６１を介して同軸
ケーブル３に送出する。一方、同軸ケーブル３上
の信号を結合トランス６２を介して増幅器６３に
取り込み、そこで信号増幅した後、発光ダイオー
ド１４で光に変換して、対向するトランシーバ６
および７に送る。

要するに、リフレクタ４では、対向するトラン
シーバからの送信データを受けて、そのデータを
他のリフレクタに送出するとともに、送信データ
を送り出したトランシーバに対しても折り返しデ
ータを送出するようになつている。

第７図は第３図の検出回路４１の具体的構成の
１例を示すもので、７０および７１はフリツプフ
ロツプ、７２は受信クロツクを発生する発振器、
７３は排他的論理和回路を示す。そして、フリツ
プフロツプのＤ端子には送信データ、CK端子に
は送信クロツク信号、回路７３および発振器７２
には受信データがそれぞれ入力される。発振器７
２では、送信データのビツト“０”から“１”へ
の変化点を起点として、受信データのビツトの中
点で受信サンプリングクロツクパルスを生起する
ようになつている。

Ｄタイプフリツプフロツプ７０により、送信デ
ータは送信クロツク信号でサンプリングされ１ビ
ツト時間だけ保留される。このフリツプフロツプ
７０の出力と受信データとの排他的論理和を回路
７３でとり、その値をＤタイプフリツプフロツプ
７１により、発振器７２からの受信クロツクでサ
ンプリングすることにより、送信、受信データが
不一致の時に、フリツプフロツプ７１の出力はオ
ンとなる。

なお、上述した第２図の実施例では、リフレク
タとトランシーバとの間を赤外線を用いて通信す
る例について示したが、それに限定されるもので
はなく、その他の光空間伝播手段を用いて実現し
てもよい。

また、各リフレクタに対向するトランシーバの
数は図の例に限らず、１個以上であれば何個でも
よい。

さらに、上述の実施例では、２つの部屋を同軸
ケーブルで結ぶ例について示したが、同じ部屋内
の異なる場所を同軸ケーブルで結ぶようにしても
よく、また、同軸ケーブルの代りに、光信号をそ
のまま伝送する光フアイバ等の伝送路を用いても
よい。

さらに２つ以上のリフレクタを同軸ケーブル等
の伝送路で結合せず、１つのリフレクタを用いて
配下の端末等装置の間のデータ通信を行なうよう
にしてもよい。

上述した本発明の実施例によれば、オペレータ
は、各トランシーバの発光手段とリフレクタの受
光手段との方向合わせを行なう時、スイツチをテ
ストモード状態に切り替え、テストデータの送信
要求信号をトランシーバに与える。もし伝送路が
空いていれば、トランシーバはテストデータを送
信し、該送信データと、リフレクタの折り返しデ
ータとの比較結果を表示ランプに表示する。従つ
て、オペレータは、上記表示ランプの表示状態を
見ながら、トランシーバの発光素子の方向を調整
し、表示ランプが点灯した時、方向合わせを完了
し、上記スイツチをテストモードから通常の通信
モードに戻せばよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方向合わせ方式を説明するため
のシステム構成図、第２図は本発明に係る通信シ
ステムの一実施例の構成図、第３図は本発明によ
る方向合わせ方式を実現するトランシーバ部分の
一実施例の回路図、第４図および第５図は第３図
の回路の動作を説明するための信号波形図、第６
図は本発明の方向合わせ方式を実現するリフレク
タ部分の一実施例の回路図、第７図は第３図の検
出回路の具体的構成の一例を示す回路図である。 ４，５……リフレクタ、６〜９……トランシー
バ、１４，１５，１８〜２１……発光ダイオー
ド、１６，１７，２２〜２５……フオトダイオー
ド、３７……方向合わせ送信要求信号発生装置、
３８……方向合わせ用データ発生装置、４１……
検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝送路３と、上記伝送路に結合された少なく
   とも１つのリフレクタ４，５と、それぞれ上記い
   ずれかのリフレクタの設置空間に配置された複数
   の局とからなり、上記各局が、上記空間領域に配
   置されたトランシーバ手段６〜９と、上記トラン
   シーバ手段に接続された端末装置１０〜１３とか
   らなる通信システムにおいて、 上記各リフレクタが、空間伝播による入射光に
   応じた信号を上記伝送路に出力するための第１の
   受光手段１６，１７と、上記伝送路上の信号に応
   じた光信号を所定の空間領域に放射するための第
   １の発光手段１４，１５とを備え、 上記各トランシーバ手段が、送信データを光信
   号に変換して、空間に放射するための第２の発光
   手段１８と、空間伝播による入射光に応じた電気
   信号を出力するための第２の受光手段２２と、上
   記伝送路が空き状態か否かを判定するために上記
   第２の受光手段の出力回路に接続されたデータセ
   ンス回路４０と、上記データセンス回路により伝
   送路が空き状態であることが検出されている時、
   上記端末装置からのデータ送信要求信号に応答し
   て、該端末装置に送信許可信号を与えるための第
   １手段４２，４５，４６と、送信許可時に上記端
   末装置から出力された送信データを上記第２の発
   光手段に入力するための第２手段４８，５２と、
   上記第２の受光手段の出力を受信データとして上
   記端末装置に与えるための第３手段５３と、テス
   ト時に、上記第１手段から出力された送信許可信
   号の上記端末装置への入力を阻止するためのスイ
   ツチ手段３２と、テストデータを発生するための
   第４手段３８と、上記第２の受光手段の出力と上
   記第２の発光手段の入力との一致を検出するため
   の検出回路４１と、テスト時に、上記データ送信
   要求信号に代わるテストデータ送信要求信号を上
   記第１手段に与えるための第５手段３１，３７
   と、テスト時に、上記第１手段から出力される送
   信許可信号に応答して、上記第４手段から発生し
   たテストデータを上記第２の発光手段に入力する
   ための第６手段３３，４７，４８と、テスト時に
   上記検出回路による一致検出の有無を表示するた
   めの表示手段３６，４９とからなり、 テスト時に上記第２の発光手段１８の放射光と
   第１の受光手段との方向合わせの状態を上記表示
   手段で判断できるようにしたことを特徴とするデ
   ータ通信システム。