(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル機器が接続された場合に、このデジタル機器から供給されたデータを光データ信号に変換して光無線受信装置に送信する光無線送信装置において、
前記供給されたデータからパケット信号を生成するパケット信号生成手段と、
このパケット信号生成手段からのパケット信号の有無を監視し、パケット信号がある場合にこれを記憶する監視手段と、
この監視手段によりパケット信号が有ると判断された場合に、このパケット信号を光データ信号に変換して送信する光送信手段と、
前記送信された光信号に対応して前記光無線受信装置から送信された光応答信号を受信する光受信手段と、
前記光データ信号の送信時から第１の期間内に前記光応答信号を受信しない場合に、前記監視手段に記憶されたパケット信号を前記光送信手段から光データ信号として再送信させる再送信制御手段と、
前記光データ信号の送信時から前記第１の期間以上の期間である第２の期間内に前記光応答信号を受信しない場合に、前記デジタル機器を初期化するためのリセット信号を生成するリセット信号生成手段と、
前記リセット信号が生成される度に、前記デジタル機器との複数の通信プロトコルを順次切り替えて、前記リセット信号を前記デジタル機器に出力するインタフェース手段と、
を備えたことを特徴とする光無線送信装置。
【請求項２】
間欠的にアイドル信号を生成するアイドル信号生成手段と、
前記監視手段でパケット信号が有ると判断された場合にはこのパケット信号を選択し、前記パケット信号が無いと判断された場合には前記アイドル信号生成手段で生成されたアイドル信号を選択する選択手段と、
この選択手段で選択されたいずれかの信号を前記光送信手段から光データ信号として送信させるようにすると共に、この光データ信号の送信時から前記第１の期間以上で且つ前記第２の期間以下の期間である第３の期間内に、前記光無線受信装置からの光応答信号を受信しない場合に、前記選択手段でアイドル信号を選択させる送信制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の光無線送信装置。
【請求項３】
デジタル機器が接続された場合に、このデジタル機器から供給されたデータを光データ信号に変換して光無線受信装置に送信する光無線送信方法において、
前記供給されたデータからパケット信号を生成する第１ステップと、
この第１のステップによるパケット信号の有無を監視し、パケット信号がある場合にこれを記憶させる第２ステップと、
この第２ステップにおいてパケット信号が有ると判断された場合に、このパケット信号を光データ信号に変換して送信する第３ステップと、
前記送信された光信号に対応して前記光無線受信装置から送信された光応答信号を受信する第４ステップと、
前記光データ信号の送信時から第１の期間内に前記光応答信号を受信しない場合に、前記第２ステップにより記憶させたパケット信号を光データ信号として再送信させる第５ステップと、
前記光データ信号の送信時から前記第１の期間以上の期間である第２の期間内に前記光応答信号を受信しない場合に、前記デジタル機器を初期化するためのリセット信号を生成する第６ステップと、
前記リセット信号が生成される度に、前記デジタル機器との複数の通信プロトコルを順次切り替えて、前記リセット信号を前記デジタル機器に出力する第７ステップと、
を有したことを特徴とする光無線送信方法。
【請求項４】
前記第１ステップに並行して間欠的にアイドル信号を生成する第８ステップと、
前記第２ステップにおいてパケット信号が有ると判断された場合にはこのパケット信号を選択し、前記パケット信号が無いと判断された場合には前記生成されたアイドル信号を選択する第９ステップと、
この第９ステップにおいて選択されたいずれかの信号を光データ信号として送信させるようにし、この光データ信号の送信時から前記第１の期間以上で且つ前記第２の期間以下の期間である第３の期間内に、前記光無線受信装置からの光応答信号を受信しない場合に、前記第８ステップにより生成されたアイドル信号を選択させる第１０ステップと、
を更に有したことを特徴とする請求項３記載の光無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線により光信号を送受信する光無線送信装置、光無線受信装置、光無線伝送ユニット、及び光無線伝送方法に関し、特に光無線による通信経路を広指向角系で形成した場合の光信号の伝送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信技術の発達に伴い、動画データや音楽データをリアルタイムで伝送可能とするネットワーク技術に期待が寄せられている。
【０００３】
ＩＥＥＥ１３９４（IEEE Standard for a High Performance Serial Bus IEEE Std 1394）は、パソコンや周辺機器、ＡＶ（Audio Visual）機器等のデジタル機器間でデータの互換性を確保しつつ高速にデータを伝送するためのシリアルバス規格である。
【０００４】
このＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたデータ伝送においては、規格に従った１対のツイストペアケーブルを使用して全二重通信を行なう。すなわち、２本のケーブルを使用して双方向の同時通信を実現する。この点に関し、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブルやＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブル、光ファイバケーブル等を用いた技術が特開平１０−１６４１０７号公報や特開平１０−４１８９８号公報に開示されている。
【０００５】
その一方で、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたデータ伝送を光無線に応用しようとする研究がなされている。
【０００６】
光無線により全二重通信を実現するには、送信用と受信用の光信号同士の衝突を防ぐために光学的なアイソレーション（分離）を確保する必要があり、基本的には光信号の送信範囲を狭指向角系で設計する必要がある。しかし、狭指向角で設計した場合、ユーザが送信装置と受信装置を配置する際に、ユーザに対して光無線の通信経路が形成されるように光軸を正確に調整することを強いることとなり利便性に欠ける。また、光軸が自動的に調整されるようにすることも考えられるが、別途に機構が必要となるため、装置のコスト高、大型化を招くことになり得策ではない。
【０００７】
これに対し、光無線による通信経路を広指向角系で実現する技術が特開平１１−１８７０５３号公報に開示されている。これは、全二重通信用の信号を半二重通信用の信号に変換するとともに送信装置と受信装置との間で送信権を譲る信号を交互に送信し合い、送信権を有する方だけにデータ信号の送信を許可するいわゆるピンポン伝送を行なうものである。
【０００８】
このようなピンポン伝送による方式としたことで、光信号の送受信が同時に行われることがなく常に一方向のみの通信となる。これにより、送信用と受信用の光信号同士の衝突は起り得ず、光学的なアイソレーションを確保する必要がないので、光無線による通信経路を広指向角系で形成することによって、ユーザの光軸調整の負担の大幅な軽減を図っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このピンポン伝送による方式では、データ信号を送信した後、再び送信権を取得するまでに時間がかかることになる。このため、再び送信権を取得するまでの期間に、短い時間間隔で次々に送信すべきデータ信号が発生した場合には、これらのデータ信号を伝送することができず伝送待ち時間が生じるため、伝送効率を低下させるという問題がある。
【００１０】
また、これらの送信すべきデータ信号を保護することが必要となるので、データ信号を一時的に蓄積しておくためのＦＩＦＯ（First In First Out）メモリやＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを搭載しておくことが考えられるが、送信すべきデータ信号の発生量や伝送待ち時間に対応しなければならないため、膨大な容量のメモリが必要になるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光無線による通信経路を広指向角系で形成した場合に伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減し得る光無線送信装置、光無線受信装置、光無線伝送ユニットおよび光無線伝送方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本光無線送信装置は、無線により光信号を送信する光無線送信装置において、送信すべきパケット信号の有無を監視する監視手段と、前記監視手段でパケット信号が有ると判断されたときにそのパケット信号を送信する手段と、送信したパケット信号について通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合にそのパケット信号を再送する再送手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、監視手段でパケット信号が有ると判断されたときにそのパケット信号を送信するようにしたことで、送信すべきパケット信号が発生した時点でそのパケット信号が送信されるので、伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減することができる。
【００１４】
また、送信したパケット信号について通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合にそのパケット信号を再送するようにしたことで、例えば送信したパケット信号と通信相手からのパケット信号等との衝突が生じて通信相手にパケット信号が届かなかった場合には、そのことを通信相手からの応答信号がないことにより認識してそのパケット信号を再送することができる。これにより、光信号の衝突が生じた場合でも正常なデータ伝送を可能とし、光学的なアイソレーションを確保する必要をなくして、光無線による通信を広指向角系で形成できるようにしている。
【００１５】
本光無線送信装置は、上記光無線送信装置において、間欠的にアイドル信号を生成する生成手段と、前記監視手段でパケット信号が無いと判断されたときにパケット信号に替えてアイドル信号を選択する選択手段と、通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合に、前記選択手段により選択されたアイドル信号を送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、送信すべきパケット信号が無い場合であって、通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合には、パケット信号の送信に替えてアイドル信号を間欠的に送信するようにしたことで、通信相手に応答信号の返信を促すことができるので、通信相手との光無線による通信（光リンク）の確立を随時確認することができる。
【００１７】
なお、所定期間は、上記光無線送信装置について記載した所定期間と等しい期間か若しくは長い期間を設定することが望ましい。
【００１８】
本光無線送信装置は、上記各光無線送信装置において、デジタル機器に接続するためのインタフェースと、通信相手からの応答信号又はパケット信号の少なくとも一方を所定期間内に受信しない場合にリセット信号を前記インタフェースへ送出する送出手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、通信相手との光リンクが所定期間内に確立しない場合に、リセット信号をインタフェースへ送出することにより、光リンクが非確立状態である旨を通知する。
【００２０】
これにより、例えばインタフェースのプロトコルがＩＥＥＥ１３９４規格に基づく場合にはＩＥＥＥ１３９４バスにリセット信号が出力されるので、光リンクが確立しなかった通信相手とのデータ伝送のために立ち上げていたドライバーを停止する等のＩＥＥＥ１３９４規格のいわゆるプラグアンドプレイ機能を保証することができる。
【００２１】
ここで、所定期間は、上記各光無線送信装置についてそれぞれ記載した所定期間よりも長い期間を設定することにより、光リンクの確立のためにパケット信号を再送したり間欠アイドル信号を送信し、それでも通信相手からの応答信号が得られない場合に、光リンクが非確立状態である旨をリセット信号により通知するようにすることが望ましい。
【００２２】
インタフェースのプロトコルの他の例としては、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ規格である場合には、リセット信号によって初期状態となり、転送速度を変更した後に再度通信相手とネゴシエーション（交渉）をすることにより、転送速度を通信相手の転送速度へ自動的に切り替えようとする機能が働く。具体的なリセット信号としては規定のパルス信号を出力する。
【００２３】
本光無線送信装置は、上記光無線送信装置において、前記インタフェースは、複数のプロトコルの切替が可能であって、前記送出手段からリセット信号が送出される度に前記複数のプロトコルを順次切り替えていく切替手段を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、通信相手とのプロトコルが異なるために光リンクが確立しない場合に、通信相手からの応答信号等を受信するまでリセット信号が送出される度に順次プロトコルを切り替えていくようにしたことで、適切なプロトコルを自動的に選択することができる。
【００２５】
本光無線送信装置は、上記各光無線送信装置において、通信相手からの光信号を受信している際には、光信号を送信させない送信制御手段を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、通信相手からの光信号を受信している際には、光信号を送信させないようにしたことで、送信しようとする光信号が受信中の光信号と衝突することを防止することができる。
【００２７】
本光無線送信装置は、上記各光無線送信装置において、通信相手からの応答信号又はパケット信号の少なくとも一方を所定期間内に受信しない場合に、警告を発する警告手段を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、通信相手からの応答信号又はパケット信号の少なくとも一方を所定期間内に受信しない場合には警告を発するようにしたことで、直ちに光リンクを復旧するようにユーザへ促すことができる。
【００２９】
本光無線受信装置は、上記各光無線送信装置から送信されてきた光信号を受信する光無線受信装置であって、パケット信号又はアイドル信号の少なくとも一方を受信した場合に、応答信号を所定期間内に返信する返信手段を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、光無線送信装置からのパケット信号やアイドル信号を受信した場合に応答信号を所定期間内に返信するようにしたことで、光無線送信装置で光リンクの確立を随時確認することができる。なお、応答信号としてアイドル信号を返信するようにしてもよい。
【００３１】
本光無線伝送ユニットは、無線により光信号を送信する光無線送信手段と光信号を受信する光無線受信手段とを具備する光無線伝送ユニットにおいて、前記光無線送信手段は、送信すべきパケット信号の有無を監視する監視手段と、前記監視手段でパケット信号が有ると判断されたときにそのパケット信号を送信する手段と、送信したパケット信号について通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合にそのパケット信号を再送する再送手段と、を有し、前記光無線受信手段は、通信相手から送信されてきたパケット信号又はアイドル信号の少なくとも一方を受信した場合に、応答信号を所定期間内に返信する返信手段を有することを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、監視手段でパケット信号が有ると判断されたときにそのパケット信号を送信するようにしたことで、送信すべきパケット信号が発生した時点でそのパケット信号が送信されるので、伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減することができる。
【００３３】
また、送信したパケット信号について通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合にそのパケット信号を再送するようにしたことで、例えば、送信したパケット信号と通信相手からのパケット信号等との衝突が生じて通信相手にパケット信号が届かなかった場合には、そのことを通信相手からの応答信号がないことにより認識してそのパケット信号を再送することができる。これにより、光信号の衝突が生じた場合でも正常なデータ伝送を可能とし、光学的なアイソレーションを確保する必要をなくして、光無線による通信を広指向角系で形成できるようにしている。
【００３４】
さらに、通信相手から送信されてきたパケット信号やアイドル信号を受信した場合に、応答信号を所定期間内に返信するようにしたことで、通信相手においても光リンクの確立を随時確認することができる。
【００３５】
本光無線伝送方法は、光信号を無線により伝送する光無線伝送方法において、送信側で送信すべきパケット信号に対して規制をかけることなく送信する段階と、受信側で前記送信に係るパケット信号を受信した場合に応答信号を返信する段階と、送信側で前記応答信号を所定期間内に受信しない場合に前記パケット信号を再送する段階と、を有することを特徴とする。
【００３６】
本発明にあっては、送信すべきパケット信号に対して規制をかけることなくそのパケット信号を送信するようにしたことで、送信すべきパケット信号が発生した時点でそのパケット信号が送信されるので、伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減することができる。
【００３７】
また、送信したパケット信号について通信相手からの応答信号を所定期間内に受信しない場合にそのパケット信号を再送するようにしたことで、例えば送信したパケット信号が通信相手からの信号と衝突して通信相手にパケット信号が届かなかった場合には、そのことを通信相手からの応答信号がないことにより認識してそのパケット信号を再送することができる。これにより、光信号の衝突が生じた場合でも正常なデータ伝送を可能とし、光学的なアイソレーションを確保する必要をなくして、光無線による通信を広指向角系で形成できるようにしている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３９】
図１は、本実施の形態に係る光無線伝送ユニットの構成を示すブロック図であり、図２は、この光無線伝送ユニットの適用例を示すブロック図である。
【００４０】
この光無線伝送ユニットは、光無線伝送装置および光無線受信装置としての両方の機能を有するものであって、図２に示すように、パソコン２０１やデジタルビデオカメラ２０２等のデジタル機器の内部にそれぞれ設置される。
【００４１】
図２において、パソコン２０１に設置された光無線伝送ユニットの光発光素子１０４が光信号を広指向角で送信し、デジタルビデオカメラ２０２に設置された光無線伝送ユニットの光受光素子１０５がこの光信号を受信する。同様にして、デジタルビデオカメラ２０２に設置された光無線伝送ユニットの光発光素子１０４が広指向角で送信した光信号を、パソコン２０１に設置された光無線伝送ユニットの光受光素子１０５が受信する。このようにして、デジタル機器間での光無線によるデータ伝送が行われる。
【００４２】
次に、図１を参照して光無線伝送ユニットの構成および各ブロックの機能について詳細に説明する。なお、説明を簡単にするため、以下ではＩＥＥＥ１３９４のＳ１００規格（データ伝送速度が９８．３０４Ｍｂｐｓ）に対応させた光無線伝送ユニットにつて説明する。
【００４３】
同図の光無線伝送ユニットは、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００と、半二重パケット生成部１０１と、パケット監視部１０７と、間欠アイドル部１０８と、選択部１１０と、アナログ送信部１０３と、光発光素子１０４と、光受光素子１０５と、アナログ受信部１０６と、光検出部１０９と、タイマ部１１１と、バスリセット信号生成部１１３と、全二重復号部１０２と、警告部１１２を有する構成である。
【００４４】
以下、各ブロックの機能について説明するが、本光無線伝送ユニットは、ブロック１０７乃至１１３の機能にその主な特徴があるので、これらのブロックについて重点的に説明することとし、その他のブロックの基本的な機能については前述した引用文献にも開示されているのでここでの説明は簡単にする。
【００４５】
ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００は、ＩＥＥＥ１３９４−１９９５やＩＥＥＥ１３９４．ａもしくはＩＥＥＥ１３９４．ｂで規定されるコネクタやトランシーバによって構成され、本光無線伝送ユニットとデジタル機器とを接続するために用いられる。
【００４６】
半二重パケット生成部１０１は、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づき全二重通信用としてデジタル機器からＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００を介して送出されてきた信号を半二重通信用の信号に変換し、パケット化してパケット信号を生成する。また、デジタル機器から送出されてきた信号が８Ｂ１０Ｂ符号変換されていない場合には、８Ｂ１０Ｂ符号変換を施して冗長性を持たせる。なお、８Ｂ１０Ｂ符号変換とは、８Ｂｉｔｓのデジタル信号を規定のテーブルに基づいて１対１に対応する１０Ｂｉｔｓのデジタル信号に変換することをいう。この場合、光無線による通信経路上でのデータの伝送速度は、９８．３０４Ｍｂｐｓを１０／８倍した１２２．８８Ｍｂｐｓとなる。
【００４７】
このパケット信号の構成の一例を図３に示す。プリアンブルは、受信側がクロック信号を再生するために用いられるものであり、その長さは受信側のクロック再生機能に依存する。このプリアンブルが長いとＩＥＥＥ１３９４規格で規定する伝送の遅延時間を遵守できなくなるので、適切な値を選択する必要がある。ここでは１Ｂｙｔｅ以上とする。なお、ここでの１Ｂｙｔｅは１０Ｂｉｔｓ単位である。プリアンブルの後ろに付加されたフラグには、８Ｂ１０Ｂ符号変換のテーブルで使用されていない１０Ｂｉｔｓコードや、あるいはＩＥＥＥ１３９４．ｂ規格で初期状態のセットに使用されるＫ２８．５コードのような、他に使用されることのないユニークなコードを用いる。続く可変長の領域では、ＩＥＥＥ１３９４．ｂ規格で用いられるコントロールコードやリクエストコード、データのいずれかを用いる。可変長領域の後にもフラグが付加される。その後ろのポストプリアンブルは、受信側でノイズ対策として各種のフィルタを使用する場合に、パケット信号の最終部分でコンパレータ等が誤動作することを防ぐために用いられるものであり、誤動作のおそれがない場合には付加しなくてもよい。
【００４８】
コントロールコードを送信するのかデータを送信するのかといったバスの状態は、デジタル機器の動作によって刻々と変化していくものであるので、半二重パケット生成部１０１では、そのバス状態に応じて直ちにパケット信号を生成してパケット監視部１０７へ送出する。
【００４９】
パケット監視部１０７は、送信すべきパケット信号の有無を監視し、送信すべきパケット信号が有ると判断したときにはそのパケット信号を選択部１１０へ送出する。また、送出したパケット信号を再送のためにバッファに一時的に格納しておく。送信すべきパケット信号の有無の監視は、例えば、半二重パケット生成部１０１からのパケット信号を受け取ったときに送信すべきパケット信号が有ると判断してもよいし、一番最後に送信したパケット信号を保持しておき、半二重パケット生成部１０１が送出してくるパケット信号と比較することによって送信すべきパケットか否かを判断するようにしてもよい。
【００５０】
また、後述するように通信相手からの光信号を受信している際には、光信号の衝突を回避するため、送信すべきパケット信号が生じても送信しないように待ち状態を設けるので、この待ち状態において生じたパケット信号を一時的に格納しておく最小限のメモリを設けてもよい。このメモリは、例えばＦＩＦＯやＲＡＭ、高速レジスタ等により実現される。
【００５１】
さらに、格納されたパケット信号に基づいて状態遷移を監視することによって、最適なパケット信号を選択し、不要なパケット信号を破棄する機能を備えるようにしてもよい。例えば、前のパケット信号の送信が終了しないうちに新しいパケット信号が次々と半二重パケット生成部１０１から送出されてきた場合に、その新しいパケット信号をメモリに格納していき、そのときの状態遷移からＩＥＥＥ１３９４規格に基づいて最適なパケット信号を選択するようにする。メモリの容量が不足した場合には、古いパケット信号から順次破棄していくようにする。
【００５２】
間欠アイドル部１０８は、所定の伝送速度のアイドル信号を生成して選択部１１０に送出する。このアイドル信号は、通信相手との光無線による通信（光リンク）の確立のために用いられる。所定の伝送速度は、データ伝送速度が１２２．８８Ｍｂｐｓである場合には、１２２．８８Ｍｂｐｓ／ｎ（ｎは整数）とする。アイドル信号の長さ（Ｂｙｔｅｓ数：１Ｂｙｔｅは１０Ｂｉｔｓ単位）は、通信相手の光検出部１０９で検出可能な長さとし、できるだけ短くすることが望ましい。アイドル信号の長さを短くすることによって、光リンクの確立を短時間で済ませることができる。間欠アイドル部１０８は、このアイドル信号を任意の時間間隔で送出することにより間欠的な信号となるようにする。（以下、このアイドル信号を間欠アイドル信号という）。
【００５３】
選択部１１０は、パケット監視部１０７で送信すべきパケット信号が有ると判断されたときには、間欠アイドル信号に優先してそのパケット信号を選択してアナログ送信部１０３へ送出する。パケット監視部１０７で送信すべきパケット信号が無いと判断されたときには、光リンクの確立を随時確認するために間欠アイドル信号を選択して送出する。光検出部１０９で通信相手からの光信号を検出したときには、応答信号として間欠アイドル信号を選択し、所定の応答時間内に送出する。
【００５４】
アナログ送信部１０３は、パケット信号や間欠アイドル信号のデジタル値に基づいて光発光素子１０４を駆動するために必要なアナログ信号を生成する。
【００５５】
光発光素子１０４は、電気的なアナログ信号を光信号に変換して受信側へ送信するものであり、例えばＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等により構成される。
【００５６】
光受光素子１０５は、受信した光信号を電気的なアナログ信号に変換してアナログ受信部１０６へ送出するものであり、例えばＰＤ（Photo-Diode）やＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）等により構成される。
【００５７】
アナログ受信部１０６は、アナログ信号の振幅増幅や反射光・外来光のフィルタリングを行い、このアナログ信号に同期したクロック信号を生成するとともに、デジタル値でパケット信号や間欠アイドル信号等を再生する。なお、アナログ信号の振幅増幅に必要であるならばコンパレータ回路を設け、後段のデジタル回路で認識可能なレベルに振幅を調整するようにしてもよい。
【００５８】
光検出部１０９は、アナログ受信部１０６で十分な光量が受信されたか否かを検出する。検出の手法としては、受信したアナログ信号の振幅電圧をＤＣ電圧に換算し、そのＤＣ電圧に基づいて判断する手法（ＲＳＳＩ）を用いてもよいし、アナログ信号の振幅を所定の閾値でコンパレートして判断する手法等を用いてもよい。
【００５９】
全二重復号部１０２は、アナログ受信部１０６が再生した半二重通信用の信号から全二重通信用の信号を擬似的に復号する。復号方法としては、例えば最後に受信した信号を保持しておき、この信号を繰り返しＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００へ出力することによって全二重通信を擬似的に復号することができる。また、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００に接続されたデジタル機器において１０Ｂ８Ｂ符号逆変換をする機能がない場合には、全二重復号部１０２で１０Ｂ８Ｂ符号逆変換をするようにしてもよい。
【００６０】
タイマ部１１１は、パケット信号や間欠アイドル信号を送信した後に時間の計測を開始し、通信相手からの応答信号が所定期間内に受信されないときにタイムアウトを検出する。タイムアウトの所定期間としては、パケット信号の再送時期を定めるＴ１、間欠アイドル信号の送信時期を定めるＴ２、バスリセット信号の出力時期を定めるＴ３とし、Ｔ１≦Ｔ２≦Ｔ３となるように設定することが望ましい。
【００６１】
バスリセット信号生成部１１３は、タイマ部１１１でタイムアウトＴ３を検出したときに、ＩＥＥＥ１３９４規格のバスリセット信号を生成してＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００へ送出し、光リンクが非確立状態であることを通知する。これにより、光リンクが確立しなかった通信相手とのデータ伝送のために立ち上げていたドライバーを停止する等のＩＥＥＥ１３９４規格のいわゆるプラグアンドプレイ機能を保証することができる。
【００６２】
警告部１１２は、タイマ部１１１でタイムアウトを検出したときに警告を出力する。警告の出力方法としては、可視光ＬＥＤや液晶ディスプレイ等の目視できるものに表示させるものでもよいし、ブザーやアラーム等の警告音を発生させるものであってもよい。これにより、ユーザに対して直ちに光リンクを復旧するように促すことができる。
【００６３】
次に、本光無線伝送ユニットの動作について説明する。
【００６４】
図４は、パケット信号および間欠アイドル信号の送受信の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、自己の光無線伝送ユニットをＣＨ１、通信相手の光無線伝送ユニットをＣＨ２とよぶこととし、ＣＨ１からの光信号を斜線で示し、通信相手からの光信号を白色で示す。
【００６５】
同図（Ａ）は、光信号が正常に送受信されるときのデータ伝送を示すタイミングチャートである。まず、ＣＨ１がパケット信号を送信する。ＣＨ２はこれを受信し、所定の応答時間内に応答信号として間欠アイドル信号を返信する。この応答信号を受信したＣＨ１は、やはり応答信号として間欠アイドル信号をＣＨ２へ返信する。その後、ＣＨ２では送信すべきパケット信号が発生したのでこれを送信する。このパケット信号を受信したＣＨ１は、応答時間内に間欠アイドル信号を返信する。以降、パケット信号が発生しない限りは、間欠アイドル信号をＣＨ１とＣＨ２とで交互に送信することにより、光リンクの確立を随時確認していく。
【００６６】
同図（Ｂ）は、パケット信号同士の衝突が生じたときのデータ伝送を示すタイミングチャートである。ＣＨ１がパケット信号を送信したときにＣＨ２でもパケット信号を送信した場合には、パケット信号の衝突が生じる。このとき、ＣＨ１にもＣＨ２にも応答信号が受信されないこととなるが、ＣＨ１のパケット信号の方がＣＨ２のパケット信号よりも短い場合には、ＣＨ１の方が先にタイムアウトＴ１を検出するので、ＣＨ１はそのパケット信号を再送する。この再送の最中にＣＨ２でもタイムアウトＴ１が検出されたとしても、ＣＨ２は、ＣＨ１からのパケット信号を受信している際にはパケット信号の再送をせず、この受信が完了した後に再送を開始する。これにより受信中における光信号の衝突を回避する。
【００６７】
なお、衝突したパケット信号の長さがＣＨ１とＣＨ２とで同一であって、タイムアウトＴ１も同一の値である場合には、パケットの衝突が永遠と繰り返されてしまうおそれもあるため、タイムアウト時間は、ＣＨごとに予め異なる値を設定しておくか、あるいは一定の範囲内でランダムに変更されていくようにしてもよい。
【００６８】
同図（Ｃ）は、別のタイムアウトが生じたときのデータ伝送を示すタイミングチャートである。ＣＨ１がパケット信号を送信し、ＣＨ２からの応答信号もパケット信号も受信せずにタイムアウトＴ２を検出したとき、光リンクの確立状態を確認するために間欠アイドル信号を出力する。ここで、ＣＨ２からの応答信号等がないままタイムアウトＴ３を検出した場合には、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００へバスリセット信号を出力する。その後、ＣＨ１は、送信すべきパケット信号が発生しない限り光リンクの確認用に間欠アイドル信号を送信し続ける。
【００６９】
したがって、本実施の形態によれば、パケット監視部１０７で送信すべきパケット信号が有ると判断されたときに、選択部１１０でそのパケット信号を選択して送信するようにしたことで、パケット信号が発生した時点でそのパケット信号が送信されるので、伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減することができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、送信したパケット信号が通信相手からのパケット信号等と衝突して通信相手に届かなかった場合には、選択部１１０は、そのことを通信相手からの応答信号がないことにより認識し、タイマ部１１１がタイムアウトを検出したときにそのパケット信号を選択して再送するようにしたことで、光信号の衝突が生じた場合でも正常なデータ伝送が可能となり、光学的なアイソレーションを確保する必要がなくなるので、光無線の通信経路を広指向角系で形成することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態によれば、パケット監視部１０７で送信すべきパケット信号が無いと判断された場合であって、通信相手からの応答信号がなくタイマ部１１１がタイムアウトを検出した場合には、選択部１１０で間欠アイドル信号を選択して送信するようにしたことで、通信相手に応答信号の返信を促し、通信相手との光リンクの確立を随時確認することができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態によれば、通信相手から送信されてきたパケット信号や間欠アイドル信号を受信した場合に、選択部１１０で応答信号として間欠アイドル信号を選択して所定期間内に返信するようにしたことで、通信相手においても光リンクの確立を随時確認することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、ＩＥＥＥ１３９４規格に対応させた光無線伝送ユニットに適用した場合について説明したが、本発明の適用される形態はＩＥＥＥ１３９４規格に限定されるものではない。
【００７４】
［他の実施の形態への適用］
通信相手からの応答信号が得られない原因としては、通信相手とプロトコルが異なっていることも考えられる。
【００７５】
そこで、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００に、ＩＥＥＥ１３９４以外の複数のプロトコルに対応したコネクタやトランシーバ等を切替可能に備え、バスリセット信号生成部１１３からバスリセット信号が送出されてきたときにプロトコルを切り替えるようにして、新たなプロトコルに従って通信相手とネゴシエーション（交渉）を行うようにしてもよい。かかる場合には、このような切替を繰り返し行うことによって、適切なプロトコルを自動的に選択することができる。
【００７６】
ネゴシエーションの手法としては、例えば、新たなプロトコルに従った伝送速度でパケット信号や間欠アイドル信号を送信するようにする。
【００７７】
なお、複数のプロトコルとしては、例えば、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、１００ＢＡＳＥ−Ｔ、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、ブルーツース（Bluetooth）等がある。
【００７８】
［さらに他の実施の形態への適用］
ＩＥＥＥ１３９４規格の非同期データ転送が頻繁に発生してトラフィックの使用率が高くなり、間欠アイドル信号の送受信が実質的に不可能な状態となることも有り得る。
【００７９】
このような場合には、間欠アイドル信号の送受信を行わないようにしてもよい。このようにすると、一方の光無線伝送ユニットから一方的に非同期データ転送が頻繁に行われる場合には、光リンクの確立状態を確認できないこととなるが、この確認は、トラフィックの使用率が低くなったときや、あるいはＩＥＥＥ１３９４−１９９５規格で規定されるアービトレーション・リセット・ギャップが生じる期間中に行えばよい。この期間中は、デジタル機器からＩＥＥＥ１３９４インタフェース１００を介してデータが転送されてこないので、光無線による通信経路上では間欠アイドル信号を送受信でき、光リンクの確立状態を確認することができる。なお、アービトレーション・リセット・ギャップは１２５μsecに一度生じうるものである。
【００８０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、送信すべきパケット信号が発生した時点でそのパケット信号が送信されるので、伝送待ち時間およびデータ蓄積用のメモリ容量を低減することができる。
【００８１】
また、送信したパケット信号が通信相手からのパケット信号等と衝突して通信相手に届かなかった場合には、そのことを通信相手からの応答信号がないことにより認識してパケット信号を再送するようにしたことで、光信号の衝突が生じた場合でも正常なデータ伝送が可能となり、光学的なアイソレーションを確保する必要がないので、光無線の通信経路を広指向角系で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光無線伝送ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光無線伝送ユニットの適用例を示すブロック図である。
【図３】パケット信号の構成の一例を示す図である。
【図４】パケット信号および間欠アイドル信号の送受信の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００  ＩＥＥＥ１３９４インタフェース
１０１  半二重パケット生成部
１０２  全二重復号部
１０３  アナログ送信部
１０４  光発光素子
１０５  光受光素子
１０６  アナログ受信部
１０７  パケット監視部
１０８  間欠アイドル部
１０９  光検出部
１１０  選択部
１１１  タイマ部
１１２  警告部
１１３  バスリセット信号生成部
２０１  パソコン
２０２  デジタルビデオカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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