(57)【要約】  【課題】  サービス領域拡張のための高速の個人用無線ネットワークシステムを提供する。  【解決手段】  複数のデバイス及び複数のデバイスを管理するＰＮＣデバイス３２０，４２０，５２０をそれぞれ含む複数のピコネット３００,４００,５００と、複数のピコネットに対応して備えられ、光ファイバー１００から伝送された光信号を電気信号に変換して複数のピコネットにそれぞれ伝送及び複数のピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して光ファイバーに伝送する複数の２-Way信号変換器３１０，４１０，５１０と、光ファイバーと複数の２-Way信号変換器を連結し、光ファイバー及び複数の２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する複数の連結部２２０，２４０，２６０とを備え、各ピコネットに存するＰＮＣデバイスの内の一のＰＮＣデバイス（例えば３２０）が、複数のピコネットに存するデバイスに対するタイムスロットを割当てし、管理する。【選択図】  図４
2005057756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを伝送する媒体である光ファイバーと、
複数のデバイス及び該複数のデバイスを管理するＰＮＣ(Pico-Net Coordinator)デバイスをそれぞれ含む複数のピコネットと、
前記複数のピコネットに対応して備えられ、前記光ファイバーから伝送された光信号を電気信号に変換して前記複数のピコネットにそれぞれ伝送し、及び前記複数のピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して前記光ファイバーに伝送する複数の２-Way信号変換器と、
前記光ファイバーと前記複数の２-Way信号変換器を連結し、前記光ファイバー及び前記複数の２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する複数の連結部と、を備え、
前記複数のピコネットにそれぞれ備えられたＰＮＣデバイスの内の一のＰＮＣデバイスが、前記複数のピコネットに存するデバイスに対するタイムスロットを割当てし、管理すること
を特徴とする高速個人用無線ネットワークシステム。 
【請求項２】
前記複数の連結部の各々は、前記光ファイバーの一側と連結された第１カプラと、前記光ファイバーの他側と連結された第２カプラと、前記２-Way信号変換器と連結された第３カプラとを備え、 
前記第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、入力される信号を分岐/結合すること
を特徴とする請求項１に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項３】
前記第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、それぞれ、一端側の第１ポート及び他端側の一対の第２ポートを有し、
前記第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、それぞれ、前記第１ポートから入力される信号を前記第２ポートにそれぞれ分岐して出力し、前記第２ポートから入力される信号を前記第１ポートに結合して出力すること
を特徴とする請求項２に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項４】
前記第１カプラ及び第２カプラの第１ポートは、前記光ファイバーと連結され、前記第３カプラの第１ポートは、前記２-Way信号変換器と連結されること
を特徴とする請求項３に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項５】
前記第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラの第２ポートは、それぞれ隣接するカプラの第２ポートと共通ラインで相互連結されること
を特徴とする請求項４に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項６】
前記一のＰＮＣデバイスは、単一の論理的ピコネットとして前記複数のピコネットに存するすべてのデバイスの制御を管理するために設定されること
を特徴とする請求項１に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項７】
前記複数のピコネットに存するデバイスを管理する前記一のＰＮＣデバイスの配置（location）が前記単一の論理的ピコネットから外れると、ＰＮＣ可能なデバイスのうち、高い優先順位を有するデバイスがＰＮＣデバイスとして設定されること
を特徴とする請求項６に記載の高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項８】
データを伝送する媒体である光ファイバーと、
少なくとも一つのデバイス及び前記少なくとも一つのデバイスを管理するＰＮＣデバイスを含むピコネットと、
前記光ファイバーから伝送された光信号を電気信号に変換して前記ピコネットに伝送及び前記ピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して前記光ファイバーに伝送する２-Way信号変換器と、
前記光ファイバーと前記２-Way信号変換器を連結し、前記光ファイバー及び前記２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する連結部と、を備え、
前記ピコネットに備えられたＰＮＣデバイスは、当該ピコネット及び前記光ファイバーと連結部を通じて連結された他のピコネットに位置するデバイスに対するタイムスロットを割当てし、管理することを特徴とする高速の個人用無線ネットワークシステム。
【請求項９】
高速の個人用無線ネットワークシステム(Wireless Personal Area Network:ＷＰＡＮ)で通信を提供するための方法であって、
(ａ)  データ伝送のための媒体として利用するための光ファイバーを提供する過程と、
(ｂ)  複数のデバイス及び前記複数のデバイスを管理するために光ファイバー媒体との通信を行うＰＮＣデバイスを決定する過程と、
(ｃ)  前記複数のピコネットに対応され、前記光ファイバーから伝送された光信号を電気信号に変換して前記複数のピコネットにそれぞれ伝送及び前記複数のピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して前記光ファイバーに伝送する複数の２-Way信号変換器を提供する過程と、
(ｄ)  前記光ファイバーと前記複数の２-Way信号変換器を連結し、前記光ファイバー及び前記複数の２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する複数の連結部を接続する過程と、
(ｅ)  前記複数のピコネットにそれぞれ備えられたＰＮＣデバイスのうち、一のＰＮＣデバイスが前記複数のピコネットに位置する少なくとも所定のデバイスに対するタイムスロットを割当て及び管理するために設定される過程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記（ｅ)の過程で、前記設定されたＰＮＣデバイスは、複数のピコネットで割当てされた全てのデバイスのためにタイムスロットを割当て及び管理することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
高速の個人用無線ネットワークシステム(Wireless Personal Area Network:ＷＰＡＮ)で通信を提供するための方法であって、
(ａ)  データ伝送のための媒体として利用するための光ファイバーを提供する過程と、
(ｂ)  少なくとも一つのデバイス及び当該デバイスを管理するためのＰＮＣ(Pico-Net Coordinator)デバイスを含むピコネットを決定する過程と、
(ｃ)  前記光ファイバーから伝送された光信号を電気信号に変換して前記ピコネットに伝送し及び前記ピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して前記光ファイバーに伝送する２-Way信号変換器を提供する過程と、
(ｄ)  前記光ファイバーと前記２-Way信号変換器を連結し、前記光ファイバー及び前記２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する連結部を連結する過程とを備え、
前記ピコネットに備えられたＰＮＣデバイスが、前記ピコネット及び前記光ファイバーと連結部を通じて連結された他のピコネットに位置するデバイスに対するタイムスロットを割当てし、管理することを特徴とする前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超広帯域(Ultra Wide Band:ＵＷＢ)周波数を使用するＩＥＥＥ８０２.１５.３の高速の個人用無線ネットワーク(Wireless Personal Area Network:ＷＰＡＮ)に関し、より詳細には、高速の個人用無線ネットワークで相異なるピコネットに含まれたデバイス間の通信を可能にしてネットワークサービスの領域を拡張できる高速の個人用無線ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＷＢ周波数を用いる無線通信技術は、３.１〜１０.６GHzの周波数帯域を使用しながら、１０m〜１kmの伝送距離のデバイス間の通信を行える。ＵＷＢ無線通信技術は、過去４０年もの間、ＵＳ ＤＯＤ(United States-Department of Defense)で軍事用無線通信技術として使用されたが、ＦＣＣ(Federal Communications Commission)により民間に開放された技術である。
【０００３】
ＵＷＢ無線通信技術は、GHzの超広帯域を使用する超高速の無線データ伝送技術である。さらに、当該技術は、既存のＩＥＥＥ ８０２.１１とブルートゥース(Bluetooth)などに比べて、速い伝送速度(５００Mpbs〜１Gbps)と低電力(携帯フォンと無線ＬＡＮの１００/１)特性を有する技術である。ＵＷＢ無線通信技術は、近距離(平均１０〜２０mから最大１００m)空間でコンピュータと周辺機器及び家電製品を超高速の無線インターフェースで連結する近距離個人通信網や、建物壁を透視する壁透視用のレーダー、高精度の位置測定システム、車両衝突防止装置、地雷埋設探知、紛失防止システム及び人体内部物体探知などの各種分野で活用が可能である。
【０００４】
ＵＷＢ無線通信技術は、ＩＥＥＥ ８０２.１５.３に高速の個人用無線ネットワーク(ＷＰＡＮ)として標準化規格が提案されている。まず、ＩＥＥＥ ８０２系列の規格を比較してみると、ＩＥＥＥ ８０２.１５.１はブルートゥース標準を制定するグループであり、ＩＥＥＥ ８０２.１１は無線ＬＡＮ標準を制定するグループである。
【０００５】
ブルートゥースは広く知られている個人用ネットワーク(Personal Area Network:ＰＡＮ)技術として常用化段階にあり、最近では多くの製品に採用されて常用化されている技術である。無線ＬＡＮ標準を担当するＩＥＥＥ ８０２.１１系列も既に標準化が完了された状態にある。上述したネットワークは、２.４GHz(ＩＳＭ(Industrial, Scientific and Medical) radio band)の周波数帯域を主に使用し、通信距離１０ｍ内の個人用ネットワーク(ＰＡＮ)ソリューションとして利用される。
【０００６】
ＩＥＥＥ ８０２.１５.３の細分化グループを調べると、ＴＧ１(Task Group1)、ＴＧ２及びＴＧ３に分けられる。ＴＧ１はブルートゥースの規格制定作業を行い、ＴＧ２はブルートゥース製品が既存の無線ＬＡＮ事業と共存できる方法についての技術分析を行うグループである。ＴＧ３は、高速データ伝送率(High Data Rate)の個人用ネットワーク(ＰＡＮ)ソリューションのための標準を研究するグループであり、５５Mbps以上の伝送速度を有する伝送方式を研究している。
【０００７】
図１はＩＥＥＥ ８０２.１５.３の高速の個人用無線ネットワークにおいて複数の通信装置（デバイス）間で形成されたピコネットの例を示した図である。
【０００８】
図１に示したように、高速の個人用無線ネットワークを形成するピコネットは、複数の通信デバイス１０，１２，１４，１６，１８で構成される。ここで、ピコネットは、独立した高速個人用無線ネットワーク(ＷＰＡＮ)で通信サービスを提供するネットワークの単位である。
【０００９】
図１に示された各デバイス１０，１２，１４，１６，１８のうち、デバイス１０は、ＰＮＣ(Pico-Net Coordinator)として動作する。ＰＮＣデバイス１０は、連結されたデバイス１２，１４，１６，１８と同期を合わせるために、ビーコン(beacon)メッセージを用いてピコネットにおける通信を管理する。さらに、ＰＮＣデバイス１０は、ＱｏＳ(Quality of Signal)、パワーセーブモード(Power Save mode)及びピコネットアクセスを制御する役割をさらに遂行する。
【００１０】
このように、ＰＮＣの役割を行えるＩＥＥＥ ８０２.１５．３デバイスは、一つのピコネットを形成することができる。ＰＮＣとして動作可能なデバイスがピコネットを形成する過程を説明すると、次の通りである。
【００１１】
ＰＮＣデバイス１０は、ピコネットをスタートするためにチャンネルを検索して、使用しないチャンネルのうち、一つを選択してビーコンフレームをブロードキャスティングする。ブロードキャスティングされたビーコンフレームを受信したデバイス１２，１４，１６，１８は、これに応答して通信のためのチャンネルを設定する。この際、ＰＮＣデバイス１０は、デバイス１２，１４，１６，１８の各々に対応するＩＤを割当てして提供する。
【００１２】
一方、任意のデバイスが既に形成されたピコネットに参与しようとするときは、加入(Association)手順を通じて参与する。すなわち、外部エリアからピコネットの伝送範囲内に移動したデバイスは、ＰＮＣデバイス１０に形成されたピコネットの一デバイスとして連結することを要求する。この要求に応じて、ＰＮＣデバイス１０は、ピコネットにおいて使用可能な単一のデバイスＩＤを、加入要求したデバイスに提供する。
【００１３】
このような過程を通じて、図１に示すようなピコネットが形成される。ここで、ＰＮＣデバイス１０以外の各デバイス１２，１４，１６，１８は、データ伝送のためにＰＮＣデバイス１０にデータ伝送を要請する。ＰＮＣデバイス１０は、各デバイス１２，１４，１６，１８からのデータ伝送要請に応じて、各デバイス１２，１４，１６，１８に通信可能なタイムスロットを割当てする。ここで、ＰＮＣデバイス１０は、デバイス１２，１４，１６，１８にタイムスロットを割当てするとき、ビーコンフレームを使用する。各デバイス１２，１４，１６，１８は、ＰＮＣデバイス１０から割当てされたタイムスロットに対応する時間にデータ伝送を行う。
【００１４】
一方、任意のデバイスがピコネット内で通信終了を望む場合や、ＰＮＣデバイス１０が任意のデバイスとピコネットでの連結を解除しようとする場合、ＰＮＣデバイス１０と任意のデバイスとの間の分離(Disassociation)手順を行う。この場合に、ＰＮＣデバイス１０は、当該ピコネット分離手順を通じて、登録されていたデバイスに対する情報を削除する。
【００１５】
一般的に、高速の個人用無線ネットワーク(ＷＰＡＮ)は、通信のための物理的なサービスの範囲が半径１０ｍ程度以内である小規模のネットワークである。しかしながら、最近では上述したように、ＵＷＢ無線通信技術を活用して１００Mbps以上を無線でサービスできる高速の個人用無線ネットワークが開発されるにつれて、１０ｍに限定されているサービスの範囲を拡張する必要性が要求されている。
【００１６】
特に、ＵＷＢを無線通信用として使用する場合、既存の周波数帯域との干渉を最小化するために送信出力を−４１.３dBm(３.１GHz乃至１０.６GHz帯域)以下に低く規定しているので、高速の個人用無線ネットワークで無線通信が可能であるにもかかわらず、物理的なサービスの範囲が半径１０ｍ程度に限定される限界は依然として存在する。
【００１７】
ＩＥＥＥ ８０２.１５.３プロトコルによれば、物理的に分離されている高速の個人用無線ネットワーク間の通信は支援されない。すなわち、一つのピコネットには一つのＰＮＣデバイスが存在してピコネット内部のデバイス間の通信のみを管理し、他のピコネットのＰＮＣデバイスを通じてデータを送受信することはできない。
【００１８】
一方、図１でＰＮＣデバイス１０と複数のデバイス１２，１４，１６，１８との間に形成されるピコネットは、独立的にピコネットに存在するデバイスにタイムスロットを割当てできる独立ピコネット(Independent Piconet)と、ピコネットの外部に存するＰＮＣデバイスから提供されたタイムスロットをピコネットの内部に存在するデバイスに分配して割当てする従属ピコネット(Dependent Piconet)と、に分けられる。任意の独立ピコネットで従属ピコネットが新たに発生されると、そのときの独立ピコネットを“親ピコネット(Parent Piconet)”とし、新たに発生した従属ピコネットを“子ピコネット(Child Piconet)”又は“隣接ピコネット(Neighbor Piconet)”という。すなわち、独立ピコネットが親ピコネットとなり、従属ピコネットが子ピコネットとなる。 この際、子ピコネット(従属ピコネット)は親ピコネットのＰＮＣデバイスから提供されたチャンネルを共有して使用する。
【００１９】
しかしながら、親ピコネットと子ピコネットとの間では、帯域幅を分けて使用してサービスを行うだけで、実際的なデータの伝達機能は不可能である。したがって、相異なるピコネット間の通信、言い換えれば、相異なるピコネットに存するデバイス間の通信は不可能である。相異なるピコネットに存するデバイス間の通信を支援するためには、ＩＥＥＥ ８０２.１５.３ ＭＡＣブリッジ(Media Access Control bridge)がすべてのデバイスに対して新たに定義されて具現されるべきである。さらに、相異なるピコネットに存するデバイス間の通信を支援するためには、光ファイバー(optical fiber)やＵＴＰ(Unshielded Twisted Pair)ケーブルのような有線で物理的連結構造を構築し、高速の個人用無線ネットワークでのようにアクセスポイント(Access Point:ＡＰ)を新たに定義しなければならない。
【００２０】
図２は光ファイバーを用いた高速の個人用無線ネットワーク構成例を示した図である。該図で示したデバイスは、ＩＥＥＥ ８０２.１５.３で規定した高速の個人用無線ネットワークで通信プロトコルが使用可能なデバイスである。
【００２１】
図２に示したように、従来の高速の個人用無線ネットワークは、中央局２０、複数の光カプラ２２，２４，２６、複数の信号変換器３１，４１，５１及び複数のピコネット３０，４０，５０で構成される。
【００２２】
中央局２０は、ピコネット３０，４０，５０から伝送されたデータが目的地（宛先デバイス）に伝送されるようにスイッチングする経路設定機能を実行する。複数の光カプラ２２，２４，２６は、中央局２０から伝送されたデータを連結された経路に伝送し、各々のピコネット３０，４０，５０から伝送されたデータを中央局２０に伝送する。
【００２３】
複数の信号変換器３１，４１，５１は、中央局２０から伝送されて各光カプラ２２，２４，２６から伝送された光信号を電気信号に変換して対応するピコネットにブロードキャスティングし、各ピコネット３０，４０，５０のデバイスから伝送された電気信号を光信号に変換して中央局２０に伝送する。
【００２４】
複数のピコネット３０，４０，５０は、それぞれ、対応する一のピコネットのデバイスにタイムスロットを割当てするＰＮＣデバイス３２，４２，５２と、ＰＮＣデバイス３２，４２，５２のうち、所属するピコネットのＰＮＣデバイスから割当てされたタイムスロットに基づいてデータを伝送する複数のデバイス３３乃至３７，４３乃至４７，５３乃至５７と、で構成される。
【００２５】
図２のような高速の個人用無線ネットワークの構造では、相異なるピコネットに属するデバイス間で通信しようとする場合、光カプラ２２，２４，２６の構造上、目的地（宛先）のピコネットに直接データを伝送できないので、中央局２０からデータを受信して目的地ピコネットに伝送する必要がある。このような中央局２０は、自機と光ファイバーを通じて連結されている各々のピコネットＡ（３０）、Ｂ（４０）、Ｃ（５０）に存在するすべてのデバイス３２，．．．，３７、４２，．．．，４７、５２，．．．，５７を管理するＰＮＣ機能を備えている必要がある。さらに、中央局２０は、任意のピコネットから伝送されたデータを目的地のピコネットにスイッチ伝送するために必要なＭＡＣブリッジ機能も備えていなければならないという点で、問題がある。
【００２６】
図３は図２の光カプラ-Ａ２２を基にして中央局２０とピコネットＡ３０とのデータ入出力例を示した表である。図３及び図２に示したように、光カプラ-Ａ２２を基点にして中央局２０の経路を“１”、光カプラ-Ｂ２４の経路を“２”、 ピコネットＡ３０の経路を“３”と仮定する。中央局２０から、すなわち、経路“１”から光カプラ-Ａ２２に入力されるデータは、経路“２”及び“３”に出力される。経路“２”から入力されるデータは、光カプラ-Ａ２２を通じて経路“１”に出力され、経路“３”から入力されるデータは光カプラ-Ａ２２を通じて経路“１”に出力される。
【００２７】
例えば、ピコネットＣ５０でピコネットＢ４０のいずれか一つのデバイスにデータを伝送しようとするとき、信号変換器Ｃ５１で光電変換された信号は、光カプラ-Ｃ２６を通じて直接ピコネットＢ４０に伝えられず、一旦は中央局２０に伝送される。ここで中央局２０は、受信された信号をＭＡＣブリッジ機能を通じてピコネット３０，４０，５０にブロードキャスティングする。この際、ピコネット３０，４０，５０の各デバイス３２乃至３７、４２乃至４７、５２乃至５７は、中央局２０からブロードキャスティングされて各信号変換器３１，４１，５１から伝送されたデータのＩＤ情報を分析して、前記データが自機に伝送されたデータであるかを判断する。
【００２８】
このように、従来の高速の個人用無線ネットワークでは、データを相異なるピコネットに伝送するためには、データが中央局２０まで伝送された後に、再度目的地のピコネットに伝送されるという点で、余計な動作を行わなければならない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
前記問題点を解決するための本発明の目的は、相異なるピコネットに存するデバイスの間で、簡単かつ素速くデータを伝送できる高速の個人用無線ネットワークを提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、相異なるピコネットに存するデバイス間で、中央局を通ることなく、直接的にデータを伝送できる高速の個人用無線ネットワークを提供することにある。
【００３１】
本発明のさらに他の目的は、相異なるピコネットに存するデバイス間で、両方向の通信が可能な高速の個人用無線ネットワークを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前記目的を達成するための本発明は、データを伝送する媒体である光ファイバーと、複数のデバイス及び前記複数のデバイスを管理するＰＮＣ(Pico-Net Coordinator)デバイスをそれぞれ含む複数のピコネットと、前記複数のピコネットに対応して備えられ、前記光ファイバーから伝送された光信号を電気信号に変換して前記複数のピコネットにそれぞれ伝送及び前記複数のピコネットから伝送された電気信号を光信号に変換して前記光ファイバーに伝送する複数の２-Way信号変換器と、前記光ファイバーと前記複数の２-Way信号変換器を連結し、前記光ファイバー及び前記複数の２-Way信号変換器から入力された信号を両方向に分岐して伝送する複数の連結部とを備える。
【００３３】
ここで、複数のピコネットにそれぞれ備えられたＰＮＣデバイスの内の一のＰＮＣデバイスが、複数のピコネットに存するデバイスに対するタイムスロットを割当てし、管理する。
【００３４】
好ましくは、前記複数の連結部は、それぞれ、光ファイバーの一側と連結された第１カプラ、該光ファイバーの他側と連結された第２カプラ、及び２-Way信号変換器と連結された第３カプラを含む。ここで、第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、入力される信号を分岐/結合する。
【００３５】
第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、それぞれ、その一端側に第１ポートを備え、及びその他端側に一対の第２ポートを備えた構成とされる。これにより、第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラは、それぞれ、第１ポートから入力される信号を第２ポートにそれぞれ分岐して出力し、第２ポートから入力される信号を第１ポートに結合して出力する。さらに、第１カプラ及び第２カプラの第１ポートは、光ファイバーと連結され、第３カプラの第１ポートは、２-Way信号変換器と連結される。さらに、第１カプラ、第２カプラ及び第３カプラの第２ポートは、ループを形成するように相互連結される。また、好ましくは、複数のピコネットは、複数のピコネットに存するデバイスを管理する一のＰＮＣデバイスによって、論理的に単一のピコネット網として管理される。
【００３６】
好ましくは、複数のピコネットに存するデバイスを管理する一のＰＮＣデバイスがピコネットから外れると、複数のピコネットに存在するＰＮＣ可能なデバイスのうち、高い優先順位を有するデバイスが、デバイスを管理するＰＮＣデバイスとして設定される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明においては、ピコネットと光ファイバーを両方向の通信が可能な構造で連結することにより、ピコネットから信号が伝送される際に、両方向に分岐されて伝送されることにより、相異なるピコネットのデバイス間の通信を行うことが可能となる。さらに、相異なるピコネットのデバイス間の通信が可能になることにより、高速の個人用無線ネットワークの物理的サービス領域を拡張できる。その上、高速の個人用無線ネットワークが単一のピコネットで構成されるかの如く、任意のデバイスから伝送された信号が相異なるピコネットに存するデバイスにも伝送されることにより、物理的には相異なるピコネットのデバイスにより論理的に一つのピコネットを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭するために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。
【００３９】
図４は本発明による高速の個人用無線ネットワークの好ましい実施形態を示した図である。図４に示したように、本実施形態における高速の個人用無線ネットワークは、伝送媒体である光ファイバー１００と、複数のピコネットＡ（３００）,Ｂ（４００）,Ｃ（５００）と、２-Way信号変換器３１０，４１０，５１０と、連結部２２０，２４０，２６０と、を備えた構成とされる。
【００４０】
複数のピコネット３００、４００、及び５００は、それぞれ、ＰＮＣデバイス３２０、４２０、及び５２０と、複数のデバイス３３０，．．．，３７０、４３０，．．．，４７０、及び５３０，．．．，５７０と、で構成される。ここで、ＰＮＣデバイス３２０，４２０，５２０は、それぞれ、自機が形成したピコネット内に配置された（located）デバイスを管理する。
【００４１】
２-Way信号変換器３１０,４１０,５１０の各々は、光ファイバー１００から伝送された光信号を電気信号に変換して各々のピコネット３００,４００,５００にブロードキャスティングし、各ピコネット３００,４００,５００のデバイスから伝送された電気信号を光信号に変換して光ファイバー１００に伝送する。
【００４２】
連結部２２０,２４０,２６０は、それぞれ光ファイバー１００と各ピコネット３００,４００,５００を連結し、入力されるデータが両方向に伝送される構造を有する。これにより、連結部２２０,２４０,２６０は、光ファイバー１００の一側（上流側）からデータが受信されると、受信されたデータを光ファイバー１００の他側（下流側）及び各ピコネット３００,４００,５００に分岐して伝送する。さらに、連結部２２０,２４０,２６０は、光ファイバー１００の他側からデータが受信されると、受信されたデータを光ファイバー１００の一側及び各ピコネット３００,４００,５００に分岐して伝送する。一方、連結部２２０,２４０,２６０は、各ピコネット３００,４００,５００からデータが受信されると、受信されたデータを光ファイバー１００の一側及び他側に分岐して伝送する。
【００４３】
このようにピコネットからデータが伝送されるとき、光ファイバー１００を通じて両方向に分岐されて伝送されることにより、相異なるピコネットのデバイス間での通信が可能になる。そして、相異なるピコネットのデバイス間の通信が可能になることにより、高速の個人用無線ネットワークの物理的サービス領域を拡張することができる。
【００４４】
一方、本実施形態のピコネット３００,４００,５００を形成している各ＰＮＣデバイス３２０，４２０，５２０のうち、いずれか一つのＰＮＣデバイスは、自機の属するピコネットのみならず、光ファイバー１００を通じて連結された他のピコネットを形成しているＰＮＣデバイスを含むデバイスにもタイムスロットを割当てし、これを管理する。本実施形態では、各ＰＮＣデバイス３２０，４２０，５２０のうちのＰＮＣ-Ａデバイス３２０が、自機が存するピコネットのみならず、他のピコネットに対しても実際にＰＮＣ機能を行うデバイスとして設定される。
【００４５】
図５は図４の連結部Ａ２２０を基にしてデータの入出力状態を示した図である。図５及びは図４に示すように、光ファイバー１００の一側１からデータが入力されると、入力されたデータは連結部Ａ２２０により光ファイバー１００の他側２及びピコネットＡ３００に出力される。さらに、光ファイバー１００の他側３からデータが入力されると、入力されたデータは連結部Ａ２２０により光ファイバー１００の一側１及びピコネットＡ３００に出力される。さらに、ピコネットＡ３００からデータが入力されると、入力されたデータは連結部Ａ２２０により光ファイバー１００の一側１及び他側２に出力される。したがって、データがいずれの方向から入力されても、入力されたデータを両方向に伝送できる。このような構成は他の連結部２４０，２６０にも同じく適用される。
【００４６】
一方、図４の連結部Ａ２２０は、第１カプラ２２２、 第２カプラ２２４及び第３カプラ２２６を含む。さらに、連結部Ｂ２４０は、第１カプラ２４２、第２カプラ２４４及び第３カプラ２４６を備え、連結部Ｃ２６０は第１カプラ２６２、第２カプラ２６４及び第３カプラ２６６を含む。連結部２２０，２４０，２６０の各々に構成されたカプラは、対応する同じ機能を遂行する。したがって、以下は連結部Ａ２２０を構成しているカプラ２２２，２２４，２２６を例として本実施形態を説明する。
【００４７】
第１カプラ２２２は、光ファイバー１００の一側と連結されており、該光ファイバー１００の一側から入力されるデータを、第２カプラ２２４及び第３カプラ２２６に分岐して伝送する。第２カプラ２２４は、光ファイバー１００の他側と連結されており、該光ファイバー１００の他側から入力されるデータを第１カプラ２２２及び第３カプラ２２６に分岐して伝送する。第３カプラ２２６は、ピコネットＡ３００のデバイスとデータを送受信する２-Way信号変換器Ａ３１０と連結されており、ピコネットＡ３００から入力されるデータを第１カプラ２２２及び第２カプラ２２４に分岐して伝送する。
【００４８】
このような第１カプラ２２２、第２カプラ２２４及び第３カプラ２２６は、それぞれ、その一側に第１ポートを備え、且つその他側に一対の第２ポートを備えて構成される。これにより、第１カプラ２２２、第２カプラ２２４及び第３カプラ２２６は、それぞれ第１ポートから入力されるデータを一対の第２ポートにそれぞれ分岐して出力し、第２ポートから入力されるデータを結合して第１ポートに出力する。
【００４９】
ここで、第１カプラ２２２及び第２カプラ２２４の第１ポートは、光ファイバー１００と連結され、第３カプラ２２６の第１ポートはピコネットＡ３００のデバイスと通信を行う２-Way信号変換器Ａ３１０と連結される。さらに、第１カプラ２２２、第２カプラ２２４及び第３カプラ２２６の第２ポートは、それぞれ隣接するカプラの第２ポートと共通ラインで相互連結される。すなわち、第１カプラ２２２の第２ポートのうちの一つのラインは、第２カプラ２２４の第２ポートのうちの一つのラインと共通で連結される。また、第１カプラ２２２の第２ポートのうちの他の一つのラインは、第３カプラ２２６の第２ポートのうちの一つのラインと共通で連結される。さらに、第２カプラ２２４の第２ポートのうちの他の一つのラインは、第３カプラ２２６の第２ポートのうちの他の一つのラインと共通で連結される。
【００５０】
図４を参照してデバイスＡ１ ３３０からデバイスＢ１（４３０）にデータが伝送される過程を簡単に説明すると次の通りである。デバイスＡ１（３３０）は本実施形態に応じてＰＮＣ機能を行うＰＮＣ-Ａデバイス３２０から伝送されたデバイスに対するＩＤ情報及びアドレス情報に基づいてデバイスＢ１（４３０）を目的地（宛先デバイス）とするデータを生成して２-Way信号変換器Ａ３１０に伝送する。
【００５１】
２-Way信号変換器Ａ３１０は、デバイスＡ１（３３０）から伝送されたデータを光信号に変換して連結部Ａ２２０の第３カプラ２２６に伝送する。第３カプラ２２６は、入力されるデータを第１カプラ２２２及び第２カプラ２２４に分岐して伝送する。第１カプラ２２２及び第２カプラ２２４は、それぞれ第３カプラ２２６から伝送されたデータをそれぞれ光ファイバー１００に伝送する。
【００５２】
連結部Ｂ２４０の第１カプラ２４２は、連結部Ａ２２０から伝送されて入力されるデータを分岐して第２カプラ２４４及び第３カプラ２４６に伝送する。連結部Ｂ２４０の第２カプラ２４４は、第１カプラ２４２から伝送されたデータを光ファイバー１００を通じて連結部Ｃ２６０に伝送する。連結部Ｂ２４０の第３カプラ２４６は、第１カプラ２４２から伝送されたデータを２-Way信号変換器Ｂ４１０に伝送する。２-Way信号変換器Ｂ４１０は、第３カプラ２４６から伝送されたデータを電気信号に変換してピコネットＢ４００に存在するデバイス４２０，．．．，４７０にブロードキャスティングする。この際、各デバイス４２０，．．．，４７０は、２-Way信号変換器Ｂ４１０からブロードキャスティングされたデータに含まれたＩＤ情報及びアドレス情報を分析して自分のＩＤ情報及びアドレス情報であるかを判断する。デバイスＢ４３０は、受信されたデータが自分に伝送された情報と判断すれば、これに対する後続信号処理を行うが、残りのデバイス４２０，４４０，４５０，４６０，４７０は、受信されたデータが自機に伝送されたデータではないため、これを廃棄する。
【００５３】
図６は図４のピコネット３００，４００，５００間の関係を論理的に再構成した例を示した図である。該図に示したように、全てのピコネット３００，４００，５００のデバイスにタイムスロットを割当てし、これを管理するピコネットＡ３００のＰＮＣ-Ａデバイス３２０は、ピコネット３００内，４００内，５００内の全てのデバイスに関してのＰＮＣデバイスとなる。
【００５４】
この際、ピコネットＢ４００のＰＮＣ-Ｂデバイス４２０及びピコネットＣ５００のＰＮＣ-Ｃデバイス５２０は、ＰＮＣ機能を備えているが、実際にＰＮＣ機能を行わず、ＰＮＣ-Ａデバイス３２０から割当てられたタイムスロットを用いて通信を行うので、これをＰＮＣ可能なデバイスと呼ぶ。さらに、ＰＮＣ-Ａデバイス３２０によりピコネット３００，４００，５００を統合して管理するので、本実施形態の高速の個人用無線ネットワークは、論理的にピコネット３００，４００，５００が統合形成された（単一の）ピコネット網６００として表現することができる。
【００５５】
任意のデバイスから伝送されたデータが相異なるピコネットに存するデバイスにも伝送されることにより、物理的には相異なるピコネットのデバイスが論理的には一のピコネットに存在するかのように動作する。さらに、カプラを用いて相異なるピコネットのデバイス間で両方向通信が可能になるように経路を設定することにより、相異なるピコネットのデバイス間のデータ伝送のためのＭＡＣ階層を変更する必要無く、さらにはＭＡＣブリッジ機能を追加する必要も無く、高速の個人用無線ネットワークの通信領域を拡張することが可能となる。
【００５６】
図４の高速の個人用無線ネットワークでは、各ピコネット３００，４００，５００には物理的にそれぞれＰＮＣデバイス３２０，４２０，５２０が存在するが、本実施形態によれば、各デバイスは、論理的に単一のピコネットのように動作する。これにより、ＰＮＣ-Ａデバイス３２０の配置（location）がピコネット網６００を外れると、ＰＮＣ可能なデバイスであるＰＮＣ-Ｂデバイス４２０及びＰＮＣ-Ｃデバイス５２０のうち、より高い優先順位を有するデバイスが自動的にピコネット網６００のＰＮＣデバイスに設定される。このような動作は、ＩＥＥＥ ８０２.１５.３により規定される形態である。
【００５７】
このように、本実施形態においては、ピコネットと光ファイバーを両方向通信が可能な構造で連結することにより、ピコネットからデータが伝送されるときに、両方向に分岐して伝送されることによって、相異なるピコネットのデバイス間の通信を行うことが可能になる。
【００５８】
さらに、相異なるピコネットのデバイス間の通信が可能になることにより、高速の個人用無線ネットワークの物理的サービス領域を拡張できる。
【００５９】
その上、高速の個人用無線ネットワークが単一のピコネットで構成されるかの如く、任意のデバイスから伝送されたデータが相異なるピコネットに位置する（located）デバイスにも伝送されることにより、物理的には相異なるピコネットのデバイスにより論理的に一つのピコネットを形成することができる。
【００６０】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ＩＥＥＥ ８０２.１５.３の高速の個人用無線ネットワークで複数のデバイス間で形成されたピコネットの例を示した図である。
【図２】光ファイバーを用いた高速の個人用無線ネットワークの構成例を示した図である。
【図３】図２の光カプラＡを基にして中央局とピコネットＡとのデータ入出力例を示した表である。
【図４】本発明による高速の個人用無線ネットワークシステムの好ましい実施形態を示した図である。
【図５】図４の連結部Ａを基にしてデータの入出力状態を示した表である。
【図６】図４のピコネット間の関係を論理的に再構成した例を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００  光ファイバー
３００,４００,５００  ピコネット
３００  ピコネットＡ
４００  ピコネットＢ
５００  ピコネットＣ
２２０，２４０，２６０  連結部
３１０，４１０，５１０  ２-Way信号変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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