JPH0865250A

JPH0865250A - 赤外線使用の光中継器及び光中継器と端末を含む回線網

Info

Publication number: JPH0865250A
Application number: JP20167194A
Authority: JP
Inventors: Akio Endo; 明夫遠藤; Shinji Tsutsumi; 眞二堤; Noriaki Fujimura; 紀明藤村
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は赤外線使用の光中継器と、その光中
継器と端末を含んで構成される回線網に関し、最小限の
アクセスポイントを使用した無線ＬＡＮを形成するた
め、また信号を伝送する光中継器を使用し、光中継器・
アクセスポイント・端末を組合せて、安価で混信の少な
い赤外線使用の回線網を提供することを目的とする。【構成】赤外線拡散光を使用して端末との間で信号を
伝送する光中継器において、対向する光中継器間は赤外
線直進光を使用して信号を伝送する光中継器である。ま
た対向する光中継器の一方はアクセスポイントとして回
線網を構成することである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤外線使用の光中継器
と、その光中継器と端末を含んで構成される回線網に関
する。

【０００２】

【従来の技術】同一敷地内のように比較的狭い地域に分
散設置された各種コンピュータを有線により結んで構成
した構内ネットワークシステムをＬＡＮと通称してい
る。同一敷地内であっても、建物の階が異なる所とＬＡ
Ｎを形成する希望があると、配線工事は複雑化すること
は当然である。

【０００３】そのためマイクロ波帯の電波を使用した
「無線ＬＡＮ」が実用化され、周波数２．４ＧHz帯によ
るＬＡＮが日本において電波法に基づく使用が認められ
ている。しかしこの周波数による無線ＬＡＮは、近似周
波数を使用する機器との関連で、電磁ノイズにより妨害
を受け易いことから、無線としてマイクロ波以外の赤外
線を使用することの研究が開始された。赤外線ＬＡＮと
言う。

【０００４】赤外線ＬＡＮは、赤外線の直進性が強いた
め、事務所・工場など障害物が多い場所では、赤外線が
回り込まないから、通信不能となることが多い。そのた
め建物の壁や天井などで赤外線を反射させ、出来るだけ
遠距離に信号を伝送させている。反射を利用する赤外線
拡散方式はその到達距離が１０〜３０ｍ程度で比較的短
いこと、また工場のように天井が高く、フロア面積が広
いときは、反射赤外線が減衰して、良好な信号伝送がで
きない。そのため図７に示す中継局としてのアクセスポ
イントをセル状に配置することが研究されて、公知とな
っている。

【０００５】図７においてＬＡＮ構成線１０は有線型の
ＬＡＮで、ホストコンピュータは図示してない。アクセ
スポイント１１はＬＡＮ構成線１０と利用者端末１３，
１４，〜との接続点を指す。そのためアクセスポイント
１１には赤外線拡散アンテナ１１Ａを設け、端末の方向
に赤外線拡散光１２を放出する。同時にこのアンテナ１
１Ａは端末１３，１４，〜からの放射光を受信すること
も意味している。同様に端末のアンテナ１３Ａ，１４Ａ
はそれぞれの端末とアクセスポイント１１との間の赤外
線拡散光を受信し、端末からアクセスポイントへの赤外
線を放射する。

【０００６】図７においてアクセスポイント２１，３１
は図示するようにＬＡＮ構成線１０に対しアクセスポイ
ント１１と並列的に接続されている。そしてセル状に配
置されたアクセスポイント２１，３１はアクセスポイン
ト１１と同様に端末２３，２４、３３，３４との間で赤
外線拡散光２２，３２による通信が可能である。そのた
め端末２３，２４，〜、３３，３４，〜は位置が固定し
ている端末に限定されず、拡散光が到達する範囲内で移
動する形式であっても良い。図７は赤外線拡散光により
端末とアクセスポイント間で有効に通信ができるので、
全体として赤外線無線ＬＡＮとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す構成のＬＡ
Ｎではアクセスポイント２１，３１を設置するため、そ
の装置自体が高価である上、広範囲に無線ＬＡＮを形成
するときは、多数のアクセスポイントの設置を必要とす
るから、システムとして大変高価となる。工場のように
大きな建物の場合アクセスポイント間を接続する「ケー
ブル」を多量に必要として、隣接建物を含めてＬＡＮを
形成するときは益々複雑になる。

【０００８】本発明の目的は前述の欠点を改善し、最小
限のアクセスポイントを使用した無線ＬＡＮを形成する
ため、また信号を伝送する光中継器を使用し、光中継器
・アクセスポイント・端末を組合せて、安価で混信の少
ない赤外線使用の回線網を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は請求項１・請求項
２に記載した発明の原理構成を示す図である。図１にお
いて、ＬＡＮ構成線１０は例えばアクセスポイント１１
を含んで有線ＬＡＮを形成している。アクセスポイント
１１には拡散光用アンテナ１１Ａ、赤外線直進用アンテ
ナ１１Ｄを具備している。光中継器４１，５１には拡散
光用アンテナ４１Ａ，５１Ａと直進光用アンテナ４１
Ｄ，４１Ｅ、５１Ｅ，５１Ｄとを具備している。

【００１０】また拡散光用アンテナ１１Ａ，４１Ａ，５
１Ａからは赤外線拡散光１２，４２，５２が放散され、
且つ後述する端末からの通信信号光を受信する。端末１
３，１４，〜、４３，４４，〜、５３，５４，〜はそれ
ぞれアクセスポイント１１、光中継器４１，５１に対し
通信用アンテナ１３Ａ，１４Ａ，〜などを介して通信す
る。

【００１１】赤外線拡散光を使用して端末との間で信号
を伝送する光中継器において、請求項１記載の発明は、
対向する光中継器４１，５１間は赤外線直進光５０を使
用し、アクセスポイント１１と光中継器４１間は赤外線
直進光４０を使用して信号を伝送することで構成する。

【００１２】また請求項２記載の発明は、対向する光中
継器の一方は、回線網を形成するアクセスポイント１１
で構成する。請求項３記載の発明では、光中継器を介し
て信号伝送する端末は、他の光中継器を介してローミン
グ可能に構成する。

【００１３】請求項４記載の発明では、対向する光中継
器間において赤外線直進光による多重化回線を構成す
る。請求項５記載の発明ではループ回線を構成し、請求
項６記載の発明では下位局に対しツリー型接続による回
線を構成している。

【００１４】請求項７記載の発明では光中継器は太陽電
池からの給電で動作する構成としている。

【００１５】

【作用】上記した請求項１記載の構成により光中継器４
１，５１間は赤外線直進光５０で結ばれている。光中継
器４１，５１をより多数使用することにより、多数の端
末を回線網に組込むことができる。

【００１６】請求項２記載の構成により光中継器の一方
５１をアクセスポイント１１と考えれば、有線ＬＡＮと
接続することが可能である。請求項３記載の構成によ
り、或る端末は他の光中継器を介する端末との間をロー
ミングして通信することが可能である。

【００１７】更に請求項４項，５項，６項記載の発明で
は、回線を多重化したり、ループ化、ツリー型接続とす
ることができるので、端末間通信を無線状態でより安全
・確実に通信することができる。

【００１８】

【実施例】図２は請求項１・請求項３に記載した発明に
ついての実施例の構成を示す図である。図２において光
中継器を４１と全体的に示している。信号処理回路４１
０として本発明においては、最低限、次に示す構成部材
を具備するものとする。即ちマイクロプロセッサ４１
１、通信経路選定部４１２、ローミング処理部４１３で
ある。なお、より具体的には、通信経路選定部４１２・
ローミング処理部４１３の構成としてマイクロプロセッ
サ４１１の存在することが不可欠であるが、動作説明を
判り易くするため便宜上分離している。そのためマイク
ロプロセッサ４１１の機能をより改善し、処理動作部を
追加すれば、その他の処理動作を実行できることは当然
である。

【００１９】次に図２において、赤外線拡散光用アンテ
ナ４１Ａ、赤外線直進光用アンテナ４１Ｄ，４１Ｅはそ
れぞれ受信アンテナ・送信アンテナを具備している。光
中継器内において信号処理は電気的になされるから、光
→電気変換器・電気→光変換器及び電気信号の増幅器と
を内蔵している。光→電気変換器は４２１，４２２，４
２３と図示し、電気→光変換器は４３１，４３２，４３
３と図示し、増幅器は４４１，４４２，４４３と図示し
ている。

【００２０】今、赤外線直進用アンテナ４１Ｄにより対
向する光中継器またはアクセスポイント（図示しない）
からの赤外線直進光を受信すると、信号処理部４１０の
経路選定部４１２において、その信号を伝送させるべき
経路の選定を行う。その結果自己光中継器に所属する端
末へ送信すべき信号であると判断がされると、拡散光用
アンテナ４１Ａを介して送信し、隣接光中継器へ伝送す
べき信号であると判断がされると直進光用アンテナ４１
Ｅを介して送信する。

【００２１】また他の光中継器に所属する端末が移動で
きる構成であって、その端末が、他の光中継器の拡散光
用アンテナの拡散範囲から逸脱し、自己光中継器の拡散
光範囲に入って来たと、マイクロプロセッサ４１１が判
断したとき、ローミング処理部４１３は所定の動作を行
って、他の端末があたかも自己端末であるように経路選
定などが実行される。その端末が旧光中継器の範囲に戻
ったときは、自己光中継器の処理が不能となるから、そ
の後の問題は起こらない。

【００２２】次に図２に示す光中継器は、中継器本体４
１と各アンテナ４１Ａ，４１Ｄ，４１Ｅとの接続線を若
干長は使用して良い。そのため光中継器本体を建物の壁
の内または外、扉の内または外、室の天井の下または上
に取付けて置き、各アンテナをその反対側に取付けるこ
とが出来る。そのため赤外線直進光用アンテナ同士が見
通しのできる場所に設置してあれば、光中継器本体を互
いに見通すことは必要でない。

【００２３】図３は請求項２・請求項４に記載の発明の
実施例の構成を示す図である。図３において、アクセス
ポイント１１、光中継器４１，５１とそれらに付属する
アンテナは、図１・図２と殆ど同一の構成である。そし
て二重化部分６０は、図１・図２に示す光中継器の基本
的な動作部を同様に設置することを示す。したがって二
重化部分６０と示す範囲を更に重ねて三重化構成などと
することも当然にできる。図３において各光中継器に所
属する端末については、図示することを省略した。

【００２４】二重化部分６０の構成部は、従前の光中継
器の動作信号と異なる信号を伝送すれば、通信容量が２
倍となる。装置設置の建物などを除く直接的な部分を増
設することで、大容量の通信が容易にできる。或いは二
重化部分６０は従前の部分の予備装置として準備してお
けば、従前の光中継器の直進光が一時的に遮られたり、
装置がダウンすることがあっでも、自動的なバックアッ
プ動作が可能である。

【００２５】図４は請求項５に記載の発明の実施例の構
成を示す図である。図４において、各中継器に所属する
端末について、図示することを一部省略している。アク
セスポイント１１は他の光中継器と同様に、二方向への
送受信を可能とする構成にしている。そしてアクセスポ
イント１１の送信装置は常時一方向へのみ使用し、他方
向はバックアップ用にして置く。またアクセスポイント
１１の受信装置は常時二方向からの信号を受信すること
を可能として置く。光中継器４１，５１に続き光中継器
７１，８２，９１を設け、互いに赤外線直進光による送
受信を可能として置く。そして、図４においてアクセス
ポイント１１に近い位置の光中継器９１はアクセスポイ
ント１１に対しての直進光通信が可能のようにアンテナ
を配置する。

【００２６】光中継器所属の端末は常時受信状態として
置き、送信することが必要となったときアクセスポイン
トを呼び出す。図４の動作として、アクセスポイント１
１の送信について、送信データに対し目的の端末からＡ
ＣＫ（正常な接続）の返信を待ち、来ないときは送信方
向を変えてＡＣＫが来るかどうかを待つ。送信データに
対し若し同一データが戻って来たときは捨てて良い。

【００２７】アクセスポイントの受信として、二方向か
らの受信を可能として置く。受信状態を比較して、状態
の良い方のデータを次段に送り処理を行う。そのとき他
のデータは余分のものとして捨てる。

【００２８】光中継器は自己所属の端末に宛てたデータ
が到来したときを除き、受信データをスルーさせて反対
側の光中継器へ伝送する。以上のような動作を行うた
め、ループ状伝送路において、予備的な通信路を常時具
備していることとなる。若し、障害などのためその箇所
を経由しての通信が不可能となったとき、アクセスポイ
ントは前述のように判断して逆方向に伝送方向を変更す
る。この手段により、ループ状伝送路で異なる２箇所の
障害が同時に発生しない限り、何処の光中継器所属の端
末との間においても自動的に通信が継続できる。

【００２９】図５は請求項６の発明に対する実施例の構
成を示す図である。図５において、アクセスポイント１
１は、図４に示すループ状伝送路の場合と同様に二方向
への送受信を可能とするように、アンテナを含み２組の
送信設備と２組の受信設備を具備するが、全体構成を実
線で示す接続として通信するため、回線網はツリー構成
となる。そしてアクセスポイントＡＰは回線網全体の同
期をとるため、一定時間間隔で、同期信号を全光中継器
を介して全端末まで送信する。

【００３０】光中継器は同期データ受信・判断手段と優
先順位判断手段とを具備していて、図５Ａに丸付き数字
で示す優先順位を待っている。図５Ａにおいて、実線は
通常の接続ルートを示し、点線は以上の時後述するよう
に変更されたバックアップルートを示す。図５Ｂは図５
Ａの一部を再掲し、ＡＰと示すアクセスポイントと、優
先順位の光中継器間が断線となったことを示す。図５
Ｃは図５Ｂの状態発生のとき、同士を結ぶバックアッ
プルートを構成し直すことを示している。

【００３１】今、図５Ａにおいて、アクセスポイントＡ
Ｐは総ての端末に対し同期信号を例えば５０ｍ秒間隔で
送出し、端末と光中継器はその同期信号を常時受信し監
視している。光中継器には優先順位が定められていて、
同期信号が一定時間到来しないことを検出したとき、下
位の光中継器は上位順位の光中継器との直進光送受信を
遮断し、同一優先順位との間において、直進光送受信の
通信路を設定する。例えば図５Ｂにおいて、ＡＰとと
の間において障害が発生したとき、図５Ｃに点線で示す
ように、同士を結ぶバックアップルートを構成する。

【００３２】ツリー構成の下位になっている光中継器
は、前記同期信号断を検出したとき、予定のバックアッ
プルートを接続することで良いが、障害発生の光中継器
より下位のものが総てバックアップ処理を行ってしま
う。そのため前記優先順位の設定をして置き、バックア
ップ処理は優先順位の低いものが同期信号をそれだけ多
数回検出したとき始めて処理するように構成して置く。
したがって優先順位の光中継器は同期信号断１回で直
ぐバックアップ処理を行ない、優先順位のそれは、同
期信号断を３回検出したときバックアップ処理を行うよ
うに動作する。

【００３３】図２について説明した信号処理回路とし
て、同期信号と優先順位に関する動作が付加されること
は、マイクロプロセッサにとって大きな負担増加とはな
らない。

【００３４】次に図６は、請求項７に記載の発明に対す
る実施例の構成を示す図である。図６において、太陽電
池は光中継器４１の本体に必要な電力を給電する給電電
源を指す。その他、図１乃至図５と同一符号の付けられ
た部品・素子は、それぞれ同様の物を指し、同様に動作
する。

【００３５】図５までに示す赤外線光中継回線網は、赤
外線直進光による見通し範囲内に光中継器を設置する必
要があるため、光中継器に対し給電するための電源線を
考慮しなければならなかった。電源線を敷設する関係
で、光中継器の設置場所が制限され、赤外線による回線
網の特性に悪い影響の生じることもあったが、本発明に
よれば、太陽電池を所定の場所に設けて、それから給電
される光中継器は、回線網構築上、最も特性の良好な場
所へ設置することができる。そのため信号線・電源線と
して、共に新規にケーブルを敷設することが全く不要
で、良い特性の回線網を構築できる。

【００３６】

【発明の効果】このようにして本発明によると、赤外線
中継器により直進光（指向性の強い赤外線光）を使用し
たタンデム接続ができるから、たとえ到達距離のあまり
長くない赤外線を使用していても、極めて広い範囲で、
特別の信号ケーブル無しで回線網を容易に構築すること
ができる。端末間通信が容易にローミング可能であって
極めて有効である。また赤外線直進光を利用しているか
ら、単純に拡散光による回線網と比較して混信すること
が無くなる。

【００３７】更に太陽電池により給電すれば、電源線を
含めてケーブルの新規敷設工事が全く不要で回線網を新
築することができる。そのため光中継器として必要最小
限の構成であっても、良好な通信を行うことが可能であ
るから、回線網としても安価に構築できる。更に多重化
回線網・ループ回線網・ツリー型回線網が簡易に構築で
きるため、その場合はより安全・確実な通信回線網とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を示す図である。

【図２】請求項１・請求項３に記載した発明についての
実施例の構成を示す図てある。

【図３】請求項２・請求項４に記載した発明についての
実施例の構成を示す図である。

【図４】請求項５に記載の発明の実施例の構成を示す図
である。

【図５】請求項６に記載の発明の実施例の構成を示す図
である。

【図６】請求項７に記載の発明の実施例の構成を示す図
である。

【図７】従来技術として赤外線ＬＡＮの構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０有線ＬＡＮ構成線１１アクセスポイント１１Ａ，４１Ａ，５１Ａ拡散アンテナ１２，４２，５２赤外線拡散光１３，１４，４３，４４，５３，５４端末１１Ｄ，４１Ｄ，４１Ｅ，５１Ｅ，５１Ｄ指向性ア
ンテナ４０，５０赤外線直進光４１，５１光中継器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｌ 12/28 Ｈ０４Ｌ 11/00 ３１０Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線拡散光を使用して端末との間で信
号を伝送する光中継器において、対向する光中継器間は
赤外線直進光を使用して信号を伝送することを特徴とす
る赤外線使用の光中継器。
【請求項２】請求項１記載の対向する光中継器の一方
は、回線網を形成するアクセスポイントであることを特
徴とする光中継器と端末を使用する回線網。
【請求項３】光中継器を介して信号伝送する端末は、
他の光中継器を介してローミング可能に構成したことを
特徴とする請求項１または請求項２項記載の光中継器と
端末を含む回線網。
【請求項４】対向する光中継器間において赤外線直進
光による多重化回線を構成したことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の光中継器と端末を含む回線網。
【請求項５】光中継器間は赤外線直進光を使用して信
号を伝送し、全体としてループ回線を構成したことを特
徴とする請求項２記載の光中継器と端末を含む回線網。
【請求項６】光中継器間は赤外線直進光を使用して信
号を伝送し、アクセスポイントまたはそれから最も近い
位置の光中継器から順次遠い光中継器に対し、ツリー型
接続による回線を構成したことを特徴とする請求項２項
記載の光中継器と端末を含む回線網。
【請求項７】光中継器は太陽電池からの給電で動作す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光中
継器。