(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サテライト（７）と複数のノード（３ａ〜３ｄ）との間で光
送受信する光空間伝送方法において、
前記複数のノード（３ａ〜３ｄ）のうちの１つのノード（３ｂ）が前記サテライト（７）の方向にデータ通信に使用する送信光（５）を出力しているときに前記サテライト（７）の周辺領域であるキャリア検知領域（１２）からのデータ通信には使用しない拡散反射光（６）を前記複数のノード（３ａ〜３ｄ）のうちの他のノード（３ａ，３ｃ，３ｄ）が検知したときには前記他のノード（３ａ，３ｃ，３ｄ）は光送信をしないようにするキャリア・センス動作をし、
前記１つのノード（３ｂ）からの前記データ通信に使用する送信光（５）を前記サテライト（７）が光受信してデータ通信動作をする
光空間伝送方法。
【請求項２】
前記サテライト（７）が前記１つのノード（３ｂ）からの前記データ通信に使用する送信光（５）を受信中は前記サテライト（７）が光送信動作をせず、
前記サテライト（７）が光送信中は、これを光受信することによってすべてのノード（３ａ〜３ｄ）が光送信動作をしない
請求項１の光空間伝送方法。
【請求項３】
前記サテライト（７）が、前記キャリア検知領域（１２）のうちのデータ通信に使用する光強度の強い領域である信号伝送領域（１１）の内側に設けられている
請求項１の光空間伝送方法。
【請求項４】
サテライト手段（７）と複数のノード手段（３ａ〜３ｄ）との間で光送受信する光空間伝送装置において、
前記複数のノード手段（３ａ〜３ｄ）が、前記複数のノード手段（３ａ〜３ｄ）のうちの１つのノード手段（３ｂ）が前記サテライト手段（７）の方向にデータ通信に使用する送信光（５）を出力しているときに前記サテライト手段（７）の周辺領域であるキャリア検知領域（１２）からのデータ通信には使用しない拡散反射光（６）を検知したときには他のノード手段（３ａ，３ｃ，３ｄ）は光送信をしないようにするキャリア・センス手段を有し、
前記サテライト手段（７）が、光データ通信をするために前記１つのノード手段（３ｂ）からの前記データ通信に使用する送信光（５）を光受信する光データ受信手段を含んでいる
光空間伝送装置。
【請求項５】
前記サテライト手段（７）が、前記１つのノード（３ｂ）からの前記データ通信に使用する送信光（５）を受信中は前記サテライト手段（７）が光送信動作をせず、
前記サテライト手段（７）が、光送信中は、これを光受信することによってすべてのノード手段（３ａ〜３ｄ）が光送信動作をしない
請求項４の光空間伝送装置。
【請求項６】
前記サテライト手段（７）が、前記キャリア検知領域（１２）のうちのデータ通信に使用する光強度の強い領域である信号伝送領域（１１）の内側に設けられている
請求項４の光空間伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイーサネット（Ethernet; 登録商標）と呼ばれるローカル・エリア・ネットワーク（以下、ＬＡＮという）を光空間伝送により構築するための光空間伝送方法と装置に関する。さらに具体的には、ＬＡＮはテン・ベース・ティー（１０  ＢＡＳＥ−Ｔ）と呼ばれるオフィスなどにおける構内通信網に適したものであり、このＬＡＮを光空間伝送により、簡便に構築するための信頼度の高い新規な方法と装置を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
光空間伝送により、ＬＡＮを簡便に構築するための次の多くの公知資料がある。
引例１    特開昭５９−２３５
引例２    特開昭５９−７９６５０
引例３    特開昭６０−１８０２３０
引例４    特開昭６１−２３４２７
引例５    特開平  ２−１６８２２
【０００３】
引例１には、天井などに光反射手段を設けて、光信号を反射せしめ光受信器で受信するシステムが開示されている。そこでは、光反射手段として球面板、平面光反射板、平面光拡散板が使用されている。
【０００４】
引例２には、天井などに光反射鏡を設けて、光送受信部にレンズを有し、送信光の指向角を絞り、受信光を集光してｎ対ｎ対向の伝送をする信号伝送方式が開示されている。
【０００５】
引例３には、天井などに複数個の受光素子を有するサテライト・ヘッドを設けて、ターミナル・ヘッドとの間で光通信を行う光空間伝送装置が開示されている。
【０００６】
引例４には、天井、壁、床そのものを反射物として利用した情報伝達装置が開示されている。
【０００７】
引例５には、天井などを拡散反射面として用い、光送受信器に送信レンズおよび受信レンズを用いた装置が開示されている。
【０００８】
これらの引例に開示された光ＬＡＮを要約すると、端末側と天井に設けたサテライトを介して他の端末と、あるいは、サテライトに接続された伝送路側と通信を行うサテライト型と、天井の反射面を利用した光拡散反射型に別けられる。引例３はサテライト型であり、引例１，２，４および５は光拡散反射型に属する。
【０００９】
サテライト型では、サテライトの光出力をある値以下にしなければならなかった。なぜならば、サテライト自身が発射した光信号が壁などで反射してくるから、それを端末側からの光送信信号として誤って受信し、イーサネットに出力してしまう。この事態が発生すると、イーサネットでは信号の衝突（コリジョン）が起きたと判断され、コリジョン・ディテクト機能が動作して通信は停止する。この現象が頻繁に発生すると、ＬＡＮは通信不能になる。
【００１０】
そこで、この現象を防止するために、サテライトの光出力を極力小さくする必要があった。光出力の減少は、光ノイズによる誤りの発生を増大することとなる。そこでサテライトは送信信号の光指向角を局力狭くしなければならず、端末側の光送受信器（以下単にノードという）との間の光軸合わせの精度が要求され、取り扱いが面倒であった。
【００１１】
光拡散反射型では、引例４や５のように天井や壁材そのものの反射を利用する場合は、特別の反射物を設ける必要が無く、便宜である反面、天井板などの光拡散反射面の材質により反射光の強度が大きく左右される。多くのノードを設けた１つの室内で同時に複数のノードが光送信すると、衝突を発生し、イーサネットにおいてはコリジョン・ディテクト機能が動作して通信は停止する。
【００１２】
したがって、イーサネットにおけるコリジョン・ディテクト機能が動作しないような状態を現出するためには、光拡散反射面の材質の如何にかかわらず１つのノードの光送信出力を室内の他のすべてのノードが受信することにより、その光送信出力の存在する期間はこれらの他のノードは光送信をしないようにすることが必要である。
【００１３】
また、それと同時に１つのノードから他の１つあるいは複数のノードに対して、光信号を誤りデータの発生なく送信し、拡散反射して受信されることが要求されるために、各ノードには大きな光送信出力を要求されていた。
【００１４】
すなわち、イーサネットにおいては、各ノードがキャリア（光信号）を検知したら、その存在中はキャリアを光送信しているノード以外のノードは光送信をせず、キャリアを検知しなくなった時に光送信することにより複数のノードがＬＡＮを利用するキャリア・センス・マルチ・アクセス（ＣＳＭＡ）を実現することが要求されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
イーサネットにおいてＣＳＭＡ機能を実現するためにサテライト型あるいは光拡散反射型を採用するには、以下のような課題があった。
【００１６】
サテライト型においては、コリジョンの発生防止のため各ノードの光出力を小さくし、光指向性を鋭くするから、光送信信号を出力している１つのノードの光信号（キャリア）を他のノードが直接には検出できない。キャリアを検出しようとすれば、サテライトから他のノードに対してキャリアの存在を通知する必要がある。そのために、サテライトの機能が複雑化するからＣＳＭＡ機能を実現するためには適さない。
【００１７】
光拡散反射型は、天井材や壁材などの光拡散反射面を利用するために、材質にかかわらず誤りデータの発生なく受信されるには、各ノードには大きな光送信出力が要求されるという課題が残されていた。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
光によるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ；通称イーサネットという）において、データを通信するための光送受信はサテライトとノードの間で行い、１つのノードが光信号を出力していることを他のノードが検知するキャリア検出は、サテライト近傍の天井材や壁材などからの拡散反射光により行い、キャリア検出期間中は他のノードは光信号を出力しないことによってＣＳＭＡを実現するようにした。
【００１９】
ノードからの光出力はサテライトおよびその周辺の天井に放射されるが、光の放射領域の中心部付近（信号伝送領域）にサテライトがあるから、データに誤りが発生することなく光通信することが可能であり、サテライト周辺部のかなり広い領域（キャリア検知領域）からの拡散反射光は、他のノードのキャリア・センスに使用するのみであるから、拡散反射光は弱いものであっても、データの誤りの発生には関係がない。すなわち、拡散反射光はデータの通信には使用しないようにした。
【００２０】
従って、データの通信にはサテライトが使用され、キャリア・センスにはデータ通信には使用しない拡散反射光が利用されるから、ノードの光信号出力は小さくてもサテライトとの間の距離を十分にとることができ、広い通信エリアの光によるＣＳＭＡ／ＣＤ（ＣＤ：コリジョン・ディテクション、衝突検出）を実現することができた。
【００２１】
さらに本発明を用いるならば、全２重通信も可能である。全２重通信では、ノードからの送信データをサテライトが受信すると同じデータをノードに返送してノードにおいて送信データと一致している場合には正しく伝送されたと認識する必要がある。
【００２２】
従来の光拡散型ではノードからの光送信信号が天井材で拡散反射したものも光通信として十分に認識し得る強度を有し、これを返送信号と誤認するおそれがあったのに対して、本発明においては拡散反射光はキャリア・センスの目的にのみ使用されて、データの通信には使用されないから、十分に小さな光エネルギーをノードから出力するのみで十分だからである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態の概念図が示されている。各ノード３ａ〜３ｄはそれぞれ伝送線４ａ〜４ｄにより図示を省略した、たとえば、端末であるパソコンに接続されている。
【００２４】
いま１つのノード３ｂが送信光５を出力している。送信光５は天井に設けられたサテライト７に向けて放射されている。サテライト７は光送受信器を含んでおり、伝送線９によりＬＡＮに接続されている。
【００２５】
送信光５ａはサテライト７の周辺部の天井に広いキャリア検知領域１２（右上りの斜線部）を形成している。この天井材で反射した拡散反射光６がノード３ａ，３ｃ，３ｄに届く。この拡散反射光６はデータ信号としては光のエネルギーが小さく利用できないが、あるノード（図示の場合は３ｂ）が送信光５を出力している状態を検知するキャリア・センスには十分な強度を有するから、キャリア・センス動作に使用し、キャリア・センス中はノード３ｂ以外のノード３ａ，３ｃ，３ｄは送信することはない。
【００２６】
キャリア検知領域１２の中心に近い信号伝送領域１１（格子斜線部）は送信光５ｂにより照射された天井部分であり、サテライト７がこの信号伝送領域１１の内側にあれば、送信光５ｃをデータの誤りを生じない光信号として利用することができる。ノード３ｂに含まれた光送信器が送信光５を出力している期間は、拡散反射光６を受けても、ノード３ｂに含まれた光受信器の機能は動作しない。
【００２７】
サテライト７は伝送線９からの信号を受けて、あるいはノード３ｂからの光送信に応えて、すべてのノード３ａ〜３ｄからの送信が無いことを確認すると、データ通信に使用する光信号を送出するが、このサテライト７からの光信号はすべてのノード３ａ〜３ｄにおいて受信可能であり、キャリア・センス機能により、サテライト７の光信号送出中はすべてのノード３ａ〜３ｄから光信号を送出することはできない。
【００２８】
このようにサテライト７およびすべてのノード３ａ〜３ｄが光信号を送出していない期間はキャリア・センスにより検知され、どのノード３ａ〜３ｄおよびサテライト７からも光信号を送出してアクセスすることが可能となるから、ＣＳＭＡ（キャリア・センス・マルチ・アクセス）機能をコリジョンを生ずることなく、発揮することができる。
【００２９】
【実施例】
図２には図１に示した本願をシステム接続した概念図が示されている。ここで図１に示した構成要素に同じものには同じ記号を付してある。
【００３０】
図２においては、パソコンＰＣ２から伝送線４ｂによって送信すべきデータがノード３ｂに送られ、ノード３ｂはキャリアが存在しないことを確認すると、天井１５に設けられたサテライト７にデータ通信に使用する送信光５を送出する。送信光５の外周の送信光５ａにより囲まれたキャリア検知領域１２（図示せず）からのデータ通信には使用しない拡散反射光６を検知（キャリア・センス）したノード３ａは送信光を送出することはできない。
【００３１】
ノード３ａは伝送線４ａを介してハブ２０に接続され、ここで多くのパソコンＰＣ１ａ〜ＰＣ１ｄに伝送線２１ａ〜２１ｄにより接続されている。キャリア・センスしなくなった時に、パソコンＰＣ１ａ〜ＰＣ１ｄからのデータをノード３ａを介してデータ通信するために光送出することができる。
【００３２】
図３には図１に示した本願をシステム接続した他の概念図が示されている。ここで図１および図２に示した構成要素に同じものには同じ記号を付してある。
【００３３】
図３においては親機であるサーバ３０が伝送線３１により接続されたスイッチング・ハブ２５を介して伝送線３６によりプリンタ３５に、さらに伝送線９ａ〜９ｃによりサテライト７ａ〜７ｃに接続されている。サーバ３０の制御下において、多くのノード３ａ〜３ｆからの（への）光通信が行われ、必要に応じてプリンタ３５にデータ・アウトされる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によるならば、以下の効果を発揮することができる。
【００３５】
1)  ノードとの間のデータの通信には天井材や壁材などからの拡散反射光を使用せずサテライトが使用されるから、データの誤り発生率は著るしく小さく、ノードの光送信出力も小さくてよい。
【００３６】
2)  １つのノードが光送信中であることを他のノードが検知するキャリア・センスには、サテライトの方向に送出した送信光のキャリア検知領域からの拡散反射光を利用するから、１つのノードが光信号を出力していることを他のノードに通知するための光信号をサテライトから出力する必要がない。
【００３７】
3)  サテライトは信号伝送領域の内側にあればよいので、ノードの設置にも方向精度を要せず便宜である。
【００３８】
4)  拡散反射光を光データ通信には使用せずキャリア・センスにのみ利用することにしたから、サテライトとノードとの間で光による全２重通信も可能になった。
【００３９】
5)  光データ通信にはサテライトが使用され、キャリア・センスには拡散反射光が利用されて確実にコリジョンの回避がなされるから、ノードの光信号出力は小さくてもサテライトとの間の距離を十分にとることができ、広い通信エリアの光ＣＳＭＡを実現することが可能となった。
【００４０】
したがって、本発明の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す光空間伝送の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】本発明によるシステム全体の一例を示す接続概念図である。
【図３】本発明によるシステム全体の他の例を示す接続概念図である。
【符号の説明】
３  ノード
４  伝送線
５  送信光
６  拡散反射光
７  サテライト
９  伝送線
１１  信号伝送領域
１２  キャリア検知領域
１５  天井
２０  ハブ
２１  伝送線
２５  スイッチング・ハブ
３０  サーバ
３１  伝送線
３５  プリンタ
３６  伝送線
ＰＣ  パソコン
【図１】
0003741814.tif 000002
【図２】
0003741814.tif 000003
【図３】
0003741814.tif 000004