JP3799593B2 - Optical communication repeater - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信中継装置に関し、詳しくは、所定の光通信エリア内に存在する光通信処理を実行する端末の物理位置を把握し、ネットワーク上の論理位置情報と前記物理位置情報との関連付けを行なって前記端末の移動やリソース割り付け等の容易化を図った光通信中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ケーブル敷設が困難な場所、例えば、工場やイベント会場などでは、赤外線などを用いたワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）が構築されることがある。これによれば、天井等に光通信中継装置を取り付けるとともに、各端末に光通信装置を接続し、この光通信装置を光通信エリア（当該光通信中継装置のデータ通信サービスエリア）内に位置させることにより、各々の光通信装置と光通信中継装置との間でワイヤレスの赤外線通信を行なうことができ、光通信中継装置を介してイーサネット等の有線ＬＡＮに接続された各種サーバやリソースにアクセスすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光通信中継装置にあっては、光通信エリア内の複数の端末との間で時分割に通信を行なうものであったため、光通信エリア内の情報伝達の輻輳を招き易いという問題点があった。また、光通信エリア内の複数の端末の識別をネットワーク上の論理位置情報に基づいて行なっていたため、各端末の位置移動やリソース割り付けの変更に柔軟に対応できないという問題点があった。
【０００４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、光通信エリア内の情報伝達の輻輳を招くことなく、しかも、各端末の位置移動やリソース割り付けの変更に柔軟に対応できる光通信中継装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の光通信エリア内に存在する光通信装置からの複数の光通信情報のそれぞれを二次元画像センサを用いて該二次元画像センサの画素単位に分離して受光する受光手段と、
前記受光手段によって前記光通信情報を受光したときの前記二次元画像センサの画素座標を当該光通信情報の物理位置情報とすると共に該物理位置情報と情報ネットワーク上に設定される論理位置情報とを関連付けて記憶保持する情報保持手段と、
前記受光手段によって受光された光通信情報を前記情報ネットワーク上に送信する際に該光通信情報の物理位置情報に対応する論理位置情報を前記情報保持手段から取り出して該光通信情報の送信元アドレスにセットして前記情報ネットワークに送信すべきネットワークパケットデータを生成し、送信するパケットデータ送信手段と、
前記情報ネットワークからのネットワークパケットデータの送信先アドレスで示された論理位置情報に対応する物理位置情報を前記情報保持手段から取り出して該ネットワークパケットデータの送信先アドレスにセットして前記光通信エリア内に送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、はじめに、本実施の形態における光通信中継装置の概念的な構成を説明する。図１は本実施の形態における光通信中継装置の概念構成図である。この図において、光通信中継装置１００は、光通信エリア（図では光セグメントと称している）２００、受信手段（発明の要旨に記載の受光手段に相当）３００、出力情報生成手段（発明の要旨に記載のパケットデータ送信手段に相当）４００、位置情報管理手段（発明の要旨に記載の情報保持手段に相当）５００、入力情報生成手段（発明の要旨に記載の送信手段に相当）６００および光出力手段７００で構成されている。
【０００７】
光通信エリア２００は、詳述すると、光通信によるデータ通信サービスエリアを模式化したものであり、受信手段３００の受信エリアおよび光出力手段７００の送信エリアとで構成される。受信手段３００は光通信エリア２００内に存在する複数（図では便宜的に２個）の端末に接続された光通信装置からの光通信情報２０１、２０２（図では便宜的に輝点を模した図形で表している）をそれぞれ分離して受信する。受信手段３００は好ましくは多数の画素（図では細かな桝目で表している）で構成された二次元画像センサであって、さらに、図示は略すが、光通信情報２０１、２０２を二次元画像センサの受光面に収束させた後、空間的に分離して受光するための撮影レンズや光通信情報２０１、２０２の波長域に対応した通過特性を持つ光学フィルターなどを備えている。受信手段３００のハッチングを付けた画素３０１、３０２は各々光通信情報２０１、２０２の受信画素である。以下、画素３０１の座標値を（ｘ₃₀₁，ｙ₃₀₁）で表し、画素３０２の座標値を（ｘ₃₀₂，ｙ₃₀₂）で表すことにする。
【０００８】
座標値（ｘ₃₀₁，ｙ₃₀₁）の受信情報（すなわち光通信情報２０１）と、座標値（ｘ₃₀₂，ｙ₃₀₂）の受信情報（すなわち光通信情報２０２）は、出力情報生成手段４００および位置情報管理手段５００に送られ、出力情報生成手段４００で図外の情報ネットワークへ出力するためのネットワークパケットデータの生成が行なわれるとともに、位置情報管理手段５００で各々の光通信情報２０１、２０２の物理位置情報の登録および物理位置情報と、情報ネットワーク上に設定される論理位置情報との関連付けが行われる。ここで、物理位置情報とは各々の光通信情報２０１、２０２の受信手段３００における受信位置の情報であり、上記座標値（ｘ₃₀₁，ｙ₃₀₁）、（ｘ₃₀₂，ｙ₃₀₂）に相当する情報、またはこの座標値を表す情報である。
【０００９】
したがって、上記の出力情報生成手段４００でネットワークパケットデータを生成する際に、位置情報管理手段５００から適切な論理位置情報を取得してその送信元アドレスにセットすることにより、光通信エリア２００内に存在する複数の端末に接続された光通信装置の物理位置情報を、情報ネットワーク上の論理位置に変換してネットワークパケットデータを生成することができ、各端末の位置移動やリソース割り付けの変更に柔軟に対応することができる。
【００１０】
また、座標値（ｘ₃₀₁，ｙ₃₀₁）の受信情報（すなわち光通信情報２０１）と、座標値（ｘ₃₀₂，ｙ₃₀₂）の受信情報（すなわち光通信情報２０２）は、上記のとおり、空間的に分離して受光されたものである。このため、受信手段３００による受信動作は複数の光通信情報２０１、２０２について同時並行的に行われるから、少なくとも一つの光通信情報の受信動作によって他の光通信情報の受信が待たされることはなく、この点において情報伝達の輻輳を回避することができる。
【００１１】
一方、情報ネットワークから出力されるネットワークパケットデータは、入力情報生成手段６００で受信され、この入力情報生成手段６００は、受信したネットワークパケットデータに設定された送信先アドレスで特定される論理位置情報を手掛かりに位置情報管理手段５００を参照し、光通信情報２０１、２０２を送信出力した端末の適切な物理位置情報を取得し、その物理位置情報を同送信先アドレスに設定して光通信情報を生成する。光出力部６００はこの光通信情報を光通信エリア２００にブロード送信出力し、光通信エリア２００内の各光通信装置は自分宛ての光通信情報を受信する。
【００１２】
以上説明した本発明の技術思想に係る光通信中継装置１００の各構成要素、すなわち、光通信エリア２００、受信手段３００、出力情報生成手段４００、位置情報管理手段５００、入力情報生成手段６００および光出力手段７００は、様々な実施の態様をとることができ、以下にその態様の一例を説明する。
【００１３】
なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されない。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１４】
図２は本実施の形態におけるネットワーク（情報ネットワーク）の全体構成図である。ネットワーク１は、ネットワーク媒体２、光通信エリア３、通信エリア外の端末群４およびサーバ群５などで構成されている。なお、“通信エリア外”とは光通信エリア３の外部に位置していることを意味する。ネットワーク媒体２は、イーサネット、ＥＣＨＯＮＥＴ、ＩＥＥＥ１３９４、ＨｏｍｅＰＮＡなどの有線系またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線系の通信媒体であり、汎用の通信プロトコル（例えばＴＣＰ／ＩＰ：Transmission Control Protocol／Internet Protocol）を用いて光通信エリア３、端末群４およびサーバ群５の間の情報伝達を媒介するものである。
【００１５】
端末群４は、例えば、複数の端末４ａ〜４ｄで構成されており、各端末４ａ〜４ｄは、少なくとも当該ネットワーク１の中でユニークな固有の識別情報（アドレス）を有するとともに、サーバ群５によって提供される各種サービスまたは光通信エリア３の内部に存在する各種リソースを利用可能な所要のアプリケーションプログラムおよび上記プロトコルをサポートするネットワークＯＳ（Operating System）を搭載している。
【００１６】
サーバ群５は、リソース割り付けサーバ５ａやその他のサーバ（例えば、メールサーバやファイルサーバ等）５ｂ〜５ｄで構成されており、各サーバ５ａ〜５ｄは、端末群４と同様に少なくとも当該ネットワーク１の中でユニークな固有の識別情報（アドレス）を有するとともに、各サーバサービスを提供するためのアプリケーションプログラムおよび上記プロトコルをサポートするネットワークＯＳを搭載している。
【００１７】
次に、光通信エリア３を説明するが、この光通信エリア３は、前述の光通信エリア２００に相当し、事務室等の天井などに取り付けられた１台のブリッジコントローラ６（前述の光通信中継装置１００に相当）を含み、そのブリッジコントローラ６から下向きに放射される末広がりのダウンリンク光ＤＬによって、光通信エリア３の内部（所定のデータ通信サービスエリア内）に位置するｎ台の端末７₁〜７_nへ一斉に情報を伝達するとともに、ｎ台の端末７₁〜７_nから上向きに放射される絞り込まれたビーム状のアップリンク光ＵＬ（発明の要旨に記載の光通信情報に相当）をブリッジコントローラ６で個別に受信（空間分離受信）し、各々のアップリンク光ＵＬに含まれる情報を光通信エリア３内の他の端末またはネットワーク媒体２上の他の端末（端末群４を構成する）もしくはネットワーク媒体２上のサーバ（サーバ群５を構成するサーバ）などに伝達する。
【００１８】
ブリッジコントローラ６は、所定の制御プログラムに従ってブリッジコントローラ６の全体動作（特に前述の出力情報生成手段４００、位置情報管理手段５００および入力情報生成手段６００を実現するための動作）を制御するＣＰＵ１０と、その制御プログラムなどを格納するプログラムメモリ１１と、ＣＰＵ１０の主記憶として機能するワークメモリ１２と、前述の汎用プロトコル（以下便宜的に「ＴＣＰ／ＩＰ」とする）に従ってブリッジコートローラ６とネットワーク媒体２との間のデータ転送を実行するネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３と、ＣＰＵ１０からの送信情報に応じた駆動信号を生成する駆動部１４と、その駆動信号に従ってダウンリンク光ＤＬを発生する発光部１５と、データ通信サービスエリア内の二次元画像を撮影してその画像信号を出力する受光部１６（前述の光出力手段７００に相当）と、受光部１６から出力された画像信号を保持するフレームバッファメモリ１７と、受光部１６から出力された画像信号に含まれる各端末（発明の要旨に記載の光通信装置に相当）７_i（ｉは１〜ｎ）ごとの受信情報を保持するデータバッファメモリ１８と、各端末７_iごとの位置情報を保持する位置情報テーブルメモリ１９とを備える。
【００１９】
さらに、ブリッジコントローラ６の受光部１６は、各端末７_iからのアップリンク光ＵＬを空間的に分離して撮像する撮影レンズ１６ａと、アップリンク光ＵＬの波長域の通過特性を有する光学フィルター１６ｂと、これらの光学素子（撮影レンズ１６ａおよび光学フィルター１６ｂ）を通過した、データ通信サービスエリア内の二次元平面像を画像信号に変換して所定周期ごとに出力する二次元画像センサ１６ｃを含み、二次元画像センサ１６ｃには、例えば、Ｎ×Ｍ画素（以下便宜的に「Ｎ＝１６、Ｍ＝１６」とする）構成のインターライン転送型ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が用いられている。受光部１６は前述の受信手段３００に相当する。
【００２０】
データ通信サービスエリア内には、図示の例の場合、ｎ台の端末７_iが設けられている。各々の端末７_iは、ビーム状所定波長域のアップリンク光ＵＬに送信情報を乗せて発射する発光部２０_iと、ダウンリンク光ＤＬを受光してそのダウンリンク光ＤＬに含まれる受信情報を再生する受光部２１_iと、上記受信情報が自端末宛てである場合にその受信情報を所定のアプリケーションプログラムに渡し、また、必要に応じて所定のアプリケーションで上記送信情報を生成する端末本体部２２_iとを備える。
【００２１】
次に、ブリッジコントローラ６を中心とした動作の概要について説明する。ブリッジコントローラ６は、大きく分けて、「位置情報管理処理機能」、「通信エリア内情報伝達処理機能」および「通信エリア内外情報伝達処理機能」の三つの機能を有する。
（１）位置情報管理処理機能
自通信エリア内に位置する各端末７_iの物理位置と論理位置の対応関係を管理する機能である。物理位置とはその端末７_iのデータ通信サービスエリア内の実際の位置であり、論理位置とはネットワーク上に展開されるアドレスのことである。各端末７_iの物理位置と論理位置の対応関係情報は位置情報テーブルメモリ１９に登録されており、この登録情報は受光部１６から取り出される画像信号に基づいて逐次に更新されるようになっている。
（２）通信エリア内情報伝達機能
自通信エリア内の端末７_i同士で行われる情報伝達を中継（ブリッジ）する機能である。
（３）通信エリア内外情報伝達機能
自通信エリア内の端末７_iと、自通信エリア外の端末（端末群４やサーバ群５を構成するサーバ）との間で行われる情報伝達をブリッジする機能である。
【００２２】
図３（ａ）はこれらの機能概念図である。光ネットワーク通信エリア２６は自通信エリア（光通信エリア３）に相当し、イーサネットワーク通信エリア２７は自通信エリア外に相当する。ブリッジコントローラ６は、これらの自通信エリア内と自通信エリア外の間に位置して、光入力部２８ａ（受光部１６に相当する。）、光出力部２８ｂ（発光部１５に相当する。）、および、イーサネット入力部２９ａ／出力部２９ｂ（イーサネットＩ／Ｆ１３に相当する。）との間に複数の経路３０ａ〜３０ｄを形成し、これらの経路を使い分けながら、通信エリア内情報伝達機能および通信エリア内外情報伝達機能を実現する。例えば、通信エリア内情報伝達を行なう場合は経路３０ａを用い、通信エリア外情報伝達を行なう場合は経路３０ｂ（情報伝達方向が通信エリア外→通信エリア内の場合）または経路ｃ（情報伝達方向が通信エリア内→通信エリア外の場合）を用いる。なお、経路ｄは通信エリア外からの情報伝達であってその情報が自通信エリア宛てでない場合に、その情報を破棄するために用いられる。
【００２３】
経路３０ａ〜３０ｄの選択は、例えば、通信パケット内のアドレス情報に従って行なう。すなわち、図３（ｂ）はアップリンク光ＵＬやダウンリンク光ＤＬに用いられるネットワークパケットデータＰＫＴの構造図であり、ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルのデータリンク層のパケット構造に対応するものである。ＰＫＴは、宛先アドレスのフレームＦＲＭ１、送り元アドレスのフレームＦＲＭ２および情報フレームＦＲＭ３などで構成されており、宛先アドレスと送り元アドレスは、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスである。なお、パケットをフレームということもあるが、本明細書中では両者を区別しない。
【００２４】
図４は端末（端末７_i）、ブリッジコントローラ６、サーバ（リソース割り付けサーバ５ａ）およびその他のサーバ（メールサーバ等）の通信プロトコル構造図（Ｌａｙｅｒ構成図）である。この図において端末（端末７_i）の通信プロトコル３１は、下位層から順に光通信処理層３１ａ、ＩＰ層３１ｂおよびＴＣＰ層３１ｃを積み重ね、その上に同レベルのネットワークアプリケーション層３１ｄとワークグループ等の自動設定アプリケーション層３１ｅを重ねた構造を有している。また、ブリッジコントローラ６の通信プロトコル３２は、最下位層に同一レベルの光通信処理層３２ａとイーサネット等の下位層３２ｂを配置し、その上に順次、ＩＰ層３２ｃ、ＴＣＰ層３２ｄおよび端末位置応答サービス層３２ｅを積み重ねた構造を有している。また、通信エリア外サーバ（リソース割り付けサーバ５ａ）の通信プロトコル３３は、下位層から順にイーサネット等の下位層３３ａ、ＩＰ層３３ｂ、ＴＣＰ層３３ｃおよびリソース割り付けサービス層３３ｄを積み重ねた構造を有している。さらに、通信エリア外サーバ（メールサーバ等）の通信プロトコル３４は、下位層から順にイーサネット等の下位層３４ａ、ＩＰ層３４ｂ、ＴＣＰ層３４ｃおよびメールサーバ等３４ｄを積み重ねた構造を有している。
【００２５】
これらの各層とＯＳＩ参照モデルとの対応関係は、以下のとおりである。すなわち、ＯＳＩ参照モデルは下位層から順に、ケーブルやコネクタの規格および信号電圧レベルなどを規定する「物理層」、一つのパケットの識別法を規定する「データリンク層」、ネットワークに接続するコンピュータ等の端末のアドレスを規定する「ネットワーク層」、誤り訂正手順やパケット抜けの確認手順およびパケット並びの復元手順などを規定する「トランスポート層」、通信の開始と終了の手順を規定する「セッション層」、データの表現形式などを規定する「プレゼンテーション層」、様々なネットワークサービスを提供する「アプリケーション層」の７階層で構成されている。図４の光通信処理層３１ａ、３２ａ、イーサネット等の下位層３２ｂ、３３ａおよび３４ａは上記ＯＳＩ参照モデルの「物理層」と「データリンク層」に相当し、ＩＰ層３１ｂ、３２ｃ、３３ｂおよび３４ｂは同「ネットワーク層」に相当し、ＴＣＰ層３１ｃ、３２ｄ、３３ｃおよび３４ｃは同「トランスポート層」に相当し、ネットワークアプリケーション層３１ｄ、ワークグループ自動設定アプリケーション層３１ｅ、端末位置応答サービス層３２ｅ、リソース割り付けサービス層３３ｄおよびメールサーバ等３４ｄは、同「セッション層」、同「プレゼンテーション層」および同「アプリケーション層」に相当する。
【００２６】
既述のとおり、ブリッジコントローラ６は、「位置情報管理処理機能」、「通信エリア内情報伝達処理機能」および「通信エリア内外情報伝達処理機能」の三つの機能を有する。これらの機能を上記階層モデルを用いて説明すると、以下のとおりとなる。
【００２７】
まず、図５は「位置情報管理処理機能」の概念図である。この図において、端末位置応答サービス３２ｅは、端末位置情報要求元、例えば、図では、リソース割り付けサーバのリソース割り付けサービス３３ｄからの要求に応答して、指定されたデータ通信エリア内の端末７_iの位置情報を返送する。この要求は実線３７で示すように、リソース割り付けサービス３３ｄ→ＴＣＰ層３３ｃ→ＩＰ層３３ｂ→イーサネット等の下位層３３ａ→イーサネット等の下位層３２ｂ→ＩＰ層３２ｃ→ＴＣＰ層３２ｄ→端末位置応答サービス３２ｅの経路で行われ、その応答は同一の経路を逆向きで行なわれる。また、その応答情報（端末位置情報）を使用した端末７_iへのアクセスは、実線３８で示すように、リソース割り付けサービス３３ｄ→ＴＣＰ層３３ｃ→ＩＰ層３３ｂ→イーサネット等の下位層３３ａ→イーサネット等の下位層３２ｂ→ＩＰ層３２ｃ→光通信処理層３２ａ→光通信処理層３１ａ→ＩＰ層３１ｂ→ＴＣＰ層３１ｃ→ワークグループ自動設定アプリケーション層３１ｅの経路で行われる。
【００２８】
次に、図６は「通信エリア内情報伝達処理機能」の概念図である。この図において、ブリッジコントローラ６のＩＰ層３２ｃと光通信処理層３２ａは、任意の端末７_i同士の情報伝達を仲介する。その経路は、実線３６で示すように、ネットワークアプリケーション層３１ｄ→ＴＣＰ層３１ｃ→ＩＰ層３１ｂ→光通信処理層３１ａ→光通信処理層３２ａ→ＩＰ層３２ｃ→光通信処理層３１ａ→ＩＰ層３１ｂ→ＴＣＰ層３１ｃ→ネットワークアプリケーション層３１ｄである。
【００２９】
次に、図７は「通信エリア内外情報伝達処理機能」の概念図である。この図において、ブリッジコントローラ６のＩＰ層３２ｃ、光通信処理層３２ａおよびイーサネット等の下位層３２ｂは、端末７_iと通信エリア外に位置するサーバ（または端末）との間の情報伝達を仲介する。その経路は、実線３５で示すように、ネットワークアプリケーション層３１ｄ→ＴＣＰ層３１ｃ→ＩＰ層３１ｂ→光通信処理層３１ａ→光通信処理層３２ａ→ＩＰ層３２ｃ→イーサネット等の下位層３２ｂ→イーサネット等の下位層３４ａ→ＩＰ層３４ｂ→ＴＣＰ層３４ｃ→メールサーバ等３４ｄである。
【００３０】
次に、ブリッジコントローラ６における端末７_iの位置情報管理の仕組みについて説明する。図８（ａ）はブリッジコントローラ６の受光部１６から出力される画像信号の概念図である。図において、画像信号３９は、二次元画像センサ１６ｃの画素構成に対応した１６×１６個の画素配列を有しており、行方向をｘ座標、列方向をｙ座標で表し、各画素の座標値を（ｘ，ｙ）で表すことにすると、図示の画像信号３９は、（０，０）から（１５，１５）までの２５６個の画素を有している。ここで、画像信号３９の領域Ａ、Ｂは、所定のスレッシュレベル以上の輝度値を有する領域であり、通信エリア内の任意の端末７_iの発光部２０_iからのアップリンク光ＵＬを表している。ブリッジコントローラ６は、この領域Ａ、Ｂの代表画素の座標値を取り出して位置情報テーブルメモリ１９に登録する。図８（ｂ）は領域Ａ、Ｂの位置情報を登録した位置情報テーブルメモリ１９の概念図であり、現在（３，１２）と（２，２）の二つの代表画素座標値が登録されている。テーブルへの登録は、画像信号３９の画素スキャン順に行われる。例えば、（０，０）をスキャン開始点、（１５，１５）をスキャン終了点とすると、ラインスキャンの場合、最初に領域Ａの代表画素座標値（２，２）を優先度１の行に登録し、次いで、領域Ｂの代表画素座標値（３，１２）を登録するが、この領域Ｂの代表画素座標値（３，１２）を登録する際に、領域Ａの代表画素座標値（２，２）の登録行を優先度２の行に移動し、この移動によって空行となった優先度１の行に領域Ｂの代表画素座標値（３，１２）を登録する。
【００３１】
このように位置情報テーブルメモリ１９には、所定のスレッシュレベル以上の輝度値を有する領域（図８では領域Ａ、Ｂ）の物理位置情報（代表画素座標値）が登録されるが、さらに、位置情報テーブルメモリ１９には、各々の物理位置情報（代表画素座標値）に関連付けられた論理位置情報（ネットワーク上のアドレス情報）も登録される。そして、このアドレスを参照することによって、ネットワーク上の論理位置を知ることができるようになっている。
【００３２】
図９は領域Ａ、Ｂの代表画素座標決定の概念図である。図示の例の場合、領域Ａは（２，２）、（３，２）、（２，３）および（３，３）の４個の画素で構成されており、また、領域Ｂは（２，１１）、（３，１１）、（４，１１）、（２，１２）、（３，１２）、（４，１２）、（２，１３）、（３，１３）および（４，１３）９個の画素で構成されている。４個の画素で構成されている場合は、スキャン順先頭の画素座標値（２，２）を代表画素座標値とし、また、９個の画素で構成されている場合は、スキャン順中央の画素座標値（３，１２）を代表画素座標値とする。
【００３３】
図１０は位置情報テーブルメモリ１９の更新概念図である。この図において、画像信号３９は、領域Ｂ（図８の領域Ｂと同一のもの）と領域Ｃを有し、領域Ａは消滅しているものとすると、この場合、新たに受信された領域Ｃの代表画素座標値（１３，１０）が位置情報テーブルメモリ１９の先頭行（優先度１の行）に追加され、以降の登録順位が一つずつ下げられる。
【００３４】
次に、ブリッジコントローラ６のＣＰＵ（発明の要旨に記載のパケットデータ送信手段、送信手段に相当）１０で実行される制御プログラムの動作について説明する。図１１は位置情報テーブルメモリ登録／更新処理のフローチャートである。このフローチャートを実行すると、まず、ステップＳ１１で二次元画像センサ１６ｃからの画像信号３９をフレームバッファメモリ１７にバッファリングする。そして、ステップＳ１２でその画像信号３９の各画素値を（０，０）、（０，１）、……、（ｎ，ｎ）の順にサーチし、ステップＳ１３で所定のスレッシュレベル以上の画素値であるか否かを判定する。なお、（ｎ，ｎ）のｎは二次元画像センサ１６ｃのｘ座標の最大値とｙ座標の最大値である。
【００３５】
いま、スレッシュレベル以上を判定しない場合は、ステップＳ１４で再び画像信号３９の各画素値を（０，０）、（０，１）、……、（ｎ，ｎ）の順にサーチし、ステップＳ１５でサーチ完了か否かを判定し、完了であればフローチャートを終了する一方、完了でなければ、再びステップＳ１３のスレッシュ判定を繰り返す。そして、スレッシュレベル以上の画素値を判定した場合は、ステップＳ１６に進んで、該当画素を含む矩形領域のＸ，Ｙ範囲（前記の領域Ａ、ＢまたはＣに相当）を求め、ステップＳ１７でサンプリング点（前記の代表画素座標値に相当）を決定し、ステップＳ１８で位置情報テーブルメモリ（発明の要旨に記載の情報保持手段に相当）１９をサーチする。次に、ステップＳ１９で現在のＸ，Ｙ範囲に重なる位置情報が位置情報テーブルメモリ１９に登録されているか否かを判定し、登録されていれば、ステップＳ２４で該当エントリのサンプリング点の優先度を一つ上げた後、ステップＳ２３で該当領域をゼロクリアして、ステップＳ１４以降を実行する。
【００３６】
一方、ステップＳ１９で未登録を判定した場合は、ステップＳ２０に進み、エントリフル（位置情報テーブルメモリ１９のフル状態）であるか否かを判定する。そして、エントリフルであれば、ステップＳ２１で優先度最小のエントリを削除し、ステップＳ２２で各エントリを一つずつずらして先頭行（優先度１の行）に登録し、エントリフルでなければ、ステップＳ２２で各エントリを一つずつずらして先頭行（優先度１の行）に登録した後、ステップＳ２３で該当領域をゼロクリアして、ステップＳ１４以降を実行する。
【００３７】
したがって、このフローチャートによれば、光通信エリア３の内部に位置する各端末７_iからの光通信情報（アップリンク光ＵＬ）を空間分離して受信し、その受信位置（二次元画像センサ１６ｃの代表画素座標値）に対応する物理位置情報を位置情報テーブルメモリ１９に登録するとともに、その物理位置情報に関連付けてネットワーク上の論理位置情報を登録することができる。
【００３８】
図１２はブリッジコントローラ６における光信号取り出し処理のフローチャートである。このフローチャートは位置情報テーブルメモリ１９に登録されたサンプリング点の数だけ同時並行して行われる。このフローチャートを実行すると、まず、ステップＳ３１でサンプリング点の監視を行ない、ステップＳ３２で当該サンプリング点からの光通信情報の開始情報（例えば、スタートビット）を検出したか否かを判定する。そして、光通信情報の開始情報を検出しなければ、再びステップＳ３１のサンプリング点の監視に戻る。
【００３９】
光通信情報の開始情報を検出すると、ステップＳ３３で光通信情報のデータフレーム（例えば、１バイトの非同期シリアルデータ）を取り出し、ステップＳ３４でそのデータフレームをデータリンク層へ渡し、この動作をステップＳ３５で光通信情報の終了情報（例えば、ストップビット）を検出するまで繰り返す。
【００４０】
光通信情報の終了情報を検出すると、ステップＳ３６で光通信情報中のアドレス情報（図３の宛先のＭＡＣアドレスと送り元のＭＡＣアドレス）を取り出し、宛先のＭＡＣアドレスを位置情報テーブルメモリ１９に登録した後、ステップＳ３７で宛先のＭＡＣアドレスおよび送り元のＭＡＣアドレスとともにＩＰ層へネットワークパケットデータを渡して、フローチャートを終了する。
【００４１】
既述のとおり、位置情報テーブルメモリ１９は各端末７_iごとの位置情報（論理位置と物理位置の情報）を保持する。論理位置情報は上記ステップＳ３６で登録される宛先のＭＡＣアドレスと送り元のＭＡＣアドレスであり、一方の物理位置情報は位置情報テーブルメモリ１９のサンプリング点である。例えば、位置情報テーブルメモリ１９のあるサンプリング点（便宜的に「サンプリング点Ａ」とする）で光通信情報を検出したとすると、その光通信情報に含まれる論理位置情報（宛先のＭＡＣアドレスと送り元のＭＡＣアドレス）はステップＳ３６で位置情報テーブルメモリ１９の特定メモリアドレス（サンプリング点Ａのメモリアドレス）に登録されるが、このサンプリング点Ａのメモリアドレスは光通信情報を生成出力した端末の物理位置情報になるから、自通信エリア内の各端末７_iの物理位置情報と、光通信情報中のアドレス（論理位置情報）とを関連付けて位置情報テーブルメモリ１９に保持することができ、以降、この位置情報テーブルメモリ１９を参照することにより、論理位置情報から物理位置情報への変換またはその逆の変換（ブリッジ処理）を行なうことができる。
【００４２】
したがって、このフローチャートによれば、光通信エリア３のの内部に位置する各端末７_iからの光通信情報（アップリンク光ＵＬ）を同時並行的に受信して光通信エリア３の内外部へのブリッジ処理（論理位置情報←→物理位置情報）を行なうことができ、アップリンク光ＵＬの受信輻輳を回避することができる。
【００４３】
図１３はイーサネットポート入力処理のフローチャートである。このフローチャートを実行すると、まず、ステップＳ４１でイーサネットフレームを分解し、ステップＳ４２で「宛先のＭＡＣアドレスは光通信エリア内？」を判定する。そして、光通信エリア内であれば、ステップＳ４３で宛先がブリッジコントローラ６自体であるか否かを判定し、そうであれば、ステップＳ４４で位置情報サービスにデータを渡してフローチャートを終了し、そうでなければ、ステップＳ４５で、ＩＰパケットを取り出し、宛先のＭＡＣアドレスおよび送り元のＭＡＣアドレスとともにＩＰ層へネットワークパケットデータを渡してフローチャートを終了する。
【００４４】
ステップＳ４５において、宛先の端末７iの物理位置情報は、位置情報データメモリ１９から取得する。例えば、先の光信号取り出し処理（図１２参照）のステップＳ３６において、位置情報データメモリ１９のサンプリング点Ａに対応したメモリアドレスにＭＡＣアドレスが登録されており、このＭＡＣアドレスが上記ステップＳ４５における宛先のＭＡＣアドレスであるとすると、位置情報テーブルメモリ１９からはサンプリング点Ａに対応した位置情報が取り出されるので、この位置情報によって上記宛先のＭＡＣアドレスで明示された端末の物理位置を知ることができ、論理位置情報→物理位置情報のブリッジ処理を行なうことができる。
【００４５】
したがって、このフローチャートによれば、光通信エリア３の外部からのネットワークパケットデータを光通信情報に変換して光通信エリア３の内部に光送信することができ、例えば、イーサネット等の有線系ＬＡＮと光通信エリア３との間のインターフェースをとることができる。
【００４６】
図１４はデータ出力振り分け処理のフローチャートである。このフローチャートを実行すると、まず、ステップＳ５１で「宛先のＭＡＣアドレスは通信エリア内向け？」を判定し、そうでなければ、ステップＳ５２でイーサネットフレームを作成し、ステップＳ５３でネットワークＩ／Ｆ１３から出力してフローチャートを終了する。一方、宛先のＭＡＣアドレスが通信エリア内向けの場合には、ステップＳ５４で宛先のＭＡＣアドレスが自分（ブリッジコントローラ６）向けであるか否かを判定し、自分向けであれば、ステップＳ５５で位置情報サービスにデータを渡してフローチャートを終了し、そうでなければ、ステップＳ５６で光通信用データリンクフレーム（パケットデータ）を作成し、ステップＳ５７で調歩同期フレームを作成して駆動部１４に出力してフローチャートを終了する。
【００４７】
したがって、このフローチャートによれば、光通信エリア３の外部への情報伝送を行なうことができるとともに、光通信エリア３から同光通信エリア３への折り返し的な情報伝送も行なうことができ、例えば、イーサネット等の有線系ＬＡＮと光通信エリア３との間のインターフェースをとることができるほか、光通信エリア３単独の利用形態も取ることができる。
【００４８】
図１５はリソース自動割り付け処理のタイムランを示す図である。この図において、端末７_iからリソース要求があった場合、ブリッジコントローラ６はその要求をブリッジしてリソース割り付けサーバ４ａに伝える。リソース割り付けサーバ４ａは、その要求に応答して、ブリッジコントローラ６に要求元の端末７_iの座標問い合わせを行なう。ブリッジコントローラ６は、位置情報テーブルメモリ１９を検索して該当する座標情報をリソース割り付けサーバ４ａに応答する。リソース割り付けサーバ４ａは、その座標情報に基づいて割り付けリソースを決定するとともに、その決定した割り付けリソースをブリッジコントローラ６を経由して端末７_iに応答し、端末７_iは割り付けリソースをレジストリに登録して更新する。
【００４９】
図１６（ａ）はリソース自動割り付け処理の概念図である。図において、ブリッジコントローラ６のデータ通信サービスエリア５０には、複数のリソースＲＳ＿１〜ＲＳ＿４が配置されているものとする。今、例えば、データ通信サービスエリア５０を事務所と仮定し、リソースＲＳ＿１〜ＲＳ＿４をプリンタと仮定すると、これらのリソースＲＳ＿１〜ＲＳ＿４を近くに位置する端末７_i（不図示）に割り当てるようにすれば、遠くのプリンタに出力用紙を取りに行かなくて済むので好都合である。図に示すように、データ通信サービスエリア５０を、リソースＲＳ＿１〜ＲＳ＿４ごとに区分け５１〜５４して各々をエリア１〜エリア４と呼ぶことにすると、エリア１〜エリア４の各々に位置する端末７_i（不図示）について、自エリア内のリソースを割り当てるようにすればよい。図１６（ｂ）はそのような考え方に従って割り当てられたリソース割り付けテーブルの概念図であり、このテーブルはリソース割り付けサーバ４ａが管理するものである。図１６（ｂ）において、５５ａはエリア表示欄、５５ｂはエリアの始点座標欄、５５ｃはエリアの終点座標欄、５５ｄはそのエリアに割り付けられたリソース名欄である。例えば、エリア１は（ｘ１ｓ，ｙ１ｓ）から（ｘ１ｅ，ｙ１ｅ）までの矩形エリアであり、このエリアにはリソースＲＳ＿１が割り付けられている。今、任意の端末７_iが、例えば、エリア１に位置していた場合を想定すると、その端末７iの物理位置は（ｘ１ｓ，ｙ１ｓ）から（ｘ１ｅ，ｙ１ｅ）の範囲に含まれるから、リソース割り付けサーバ４ａは、リソース割り付けテーブルを参照してエリア１のリソースＲＳ＿１をその端末７_iに割り付ける。したがって、端末７_iから最も近い位置のプリンタ（リソースＲＳ＿１）を使用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の光通信エリア内に存在する光通信装置からの光通信情報を空間分離して同時並行的に受光でき、且つ、その受光位置の情報を当該光通信装置の物理位置情報として管理することができる。したがって、上記の同時並行的な受光動作によって光通信装置からの光通信情報受信の輻輳を回避でき、さらに、上記の物理位置情報の管理によってネットワーク上の論理情報との対応づけを行なうことができるようになる。その結果、光通信エリア内の情報伝達の輻輳を招くことなく、しかも、各端末の位置移動やリソース割り付けの変更に柔軟に対応できる光通信中継装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における光通信中継装置の概念構成図である。
【図２】本実施の形態におけるネットワークの全体構成図である。
【図３】ブリッジコントローラの機能概念図およびパケット構成図である。
【図４】通信プロトコル構造図である。
【図５】位置情報管理処理機能の概念図である。
【図６】通信エリア内情報伝達処理機能の概念図である。
【図７】通信エリア内外情報伝達処理機能の概念図である。
【図８】ブリッジコントローラの受光部から出力される画像信号の概念図および位置情報テーブルメモリの登録情報概念図である。
【図９】領域Ａ、Ｂの代表画素座標決定の概念図である。
【図１０】位置情報テーブルメモリ１９の更新概念図である。
【図１１】位置情報テーブルメモリ登録／更新処理のフローチャートである。
【図１２】ブリッジコントローラにおける光信号取り出し処理のフローチャートである。
【図１３】イーサネットポート入力処理のフローチャートである。
【図１４】データ出力振り分け処理のフローチャートである。
【図１５】リソース自動割り付け処理のタイムランを示す図である。
【図１６】リソース自動割り付け処理の概念図およびリソース割り付けテーブルの概念図である。
【符号の説明】
ＵＬ アップリンク光（光通信情報）
３ 光通信エリア
７_i 端末（光通信装置）
１０ ＣＰＵ（パケットデータ送信手段、送信手段）
１９ 位置情報データメモリ（情報保持手段）
１００ 光通信中継装置
２００ 光通信エリア
３００ 受信手段
４００ 出力情報生成手段（パケットデータ送信手段）
５００ 位置情報管理手段（情報保持手段）
６００ 入力情報生成手段（送信手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication repeater, and in particular, grasps the physical position of a terminal that executes optical communication processing existing in a predetermined optical communication area, and associates logical position information on the network with the physical position information. The present invention relates to an optical communication repeater that facilitates movement of the terminal, resource allocation, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in places where cable laying is difficult, such as factories and event venues, wireless LANs (Local Area Networks) using infrared rays or the like are sometimes constructed. According to this, the optical communication relay device is attached to the ceiling or the like, the optical communication device is connected to each terminal, and the optical communication device is located in the optical communication area (data communication service area of the optical communication relay device). Thus, wireless infrared communication can be performed between each optical communication device and the optical communication relay device, and various servers and resources connected to a wired LAN such as Ethernet are accessed via the optical communication relay device. be able to.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional optical communication repeater described above performs time-division communication with a plurality of terminals in the optical communication area, it is likely to cause congestion of information transmission in the optical communication area. There was a problem. In addition, since the plurality of terminals in the optical communication area are identified based on the logical position information on the network, there is a problem that it is not possible to flexibly cope with the movement of the position of each terminal and the change of resource allocation.
[0004]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an optical communication repeater that does not cause congestion of information transmission in the optical communication area and can flexibly cope with the movement of the position of each terminal and the change of resource allocation. There is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a plurality of pieces of optical communication information from an optical communication apparatus existing in a predetermined optical communication area.Each of these is separated into pixel units of the two-dimensional image sensor using a two-dimensional image sensor and received. DoLight reception Means,
SaidLight reception By meansThe pixel coordinates of the two-dimensional image sensor when receiving the optical communication information are used as physical position information of the optical communication information. Information holding means for storing and holding the physical position information in association with the logical position information set on the information network;
SaidLight reception By meansLight reception Optical communication informationIs transmitted from the information holding means to the transmission source address of the optical communication information, and the logical position information corresponding to the physical position information of the optical communication information is extracted from the information holding means. Packet data transmission means for generating and transmitting network packet data to be transmitted to the information network;
Physical location information corresponding to the logical location information indicated by the destination address of the network packet data from the information network Take out from the information holding meansAnd set it to the destination address of the network packet data Transmitting means for transmitting within the optical communication area;
The It is characterized by having.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the conceptual configuration of the optical communication repeater in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an optical communication repeater in this embodiment. In this figure, the optical communication repeater 100 has an optical communication area.(In the figure, this is called the optical segment) 200, receiving means(Equivalent to the light receiving means described in the gist of the invention) 300, output information generating means (corresponding to the packet data transmitting means described in the gist of the invention) 400, position information managing means (corresponding to information holding means described in the gist of the invention) 500, input information generating means (corresponding to the gist of the invention) (Corresponding to the transmitting means described) 600 and an optical output means 700.
[0007]
More specifically, the optical communication area 200 is a schematic diagram of a data communication service area by optical communication, and includes a reception area of the reception unit 300 and a transmission area of theoptical output unit 700. The receiving means 300 simulates a bright spot from the optical communication information 201 and 202 (in the drawing for convenience) connected to a plurality of (two for convenience in the drawing) terminals existing in the optical communication area 200. Are received separately. The receiving means 300 is preferably a two-dimensional image sensor composed of a large number of pixels (represented by fine meshes in the figure). Further, although not shown, theoptical communication information 201, 202 is stored in the two-dimensional image sensor. And an optical filter having a pass characteristic corresponding to the wavelength range of theoptical communication information 201 and 202, and the like. The hatchedpixels 301 and 302 of the reception unit 300 are reception pixels of theoptical communication information 201 and 202, respectively. Hereinafter, the coordinate value of the pixel 301 is expressed as (x₃₀₁ , Y₃₀₁ ) And the coordinate value of thepixel 302 is represented by (x₃₀₂ , Y₃₀₂ ).
[0008]
Coordinate value (x₃₀₁ , Y₃₀₁ ) Reception information (that is, optical communication information 201) and coordinate values (x₃₀₂ , Y₃₀₂ ) Received information (that is, optical communication information 202) is sent to the output information generation means 400 and the position information management means 500, and the output information generation means 400 generates network packet data for output to an information network outside the figure. At the same time, the position information management means 500 registers the physical position information of each of theoptical communication information 201 and 202 and associates the physical position information with the logical position information set on the information network. Here, the physical position information is information on the reception position in the receiving means 300 of eachoptical communication information 201, 202, and the coordinate value (x₃₀₁ , Y₃₀₁ ), (X₃₀₂ , Y₃₀₂ ) Or information representing this coordinate value.
[0009]
Therefore, when the network information is generated by the outputinformation generation unit 400, appropriate logical position information is acquired from the positioninformation management unit 500 and set to the transmission source address, so that the optical communication area 200 can be set. It is possible to generate network packet data by converting the physical position information of optical communication devices connected to multiple existing terminals into logical positions on the information network, and is flexible in changing the location and resource allocation of each terminal It can correspond to.
[0010]
Also, the coordinate value (x₃₀₁ , Y₃₀₁ ) Reception information (that is, optical communication information 201) and coordinate values (x₃₀₂ , Y₃₀₂ ) Received information (that is, optical communication information 202) is received spatially separated as described above. For this reason, the receiving operation by the receiving unit 300 is performed in parallel for a plurality ofoptical communication information 201 and 202, and therefore, reception of other optical communication information is not awaited by the reception operation of at least one optical communication information. In this respect, congestion of information transmission can be avoided.
[0011]
On the other hand, the network packet data output from the information network is received by the inputinformation generation unit 600, and the inputinformation generation unit 600 receives the logical position information specified by the transmission destination address set in the received network packet data. Refer to the position information management means 500 for a clue, acquire appropriate physical position information of the terminal that transmitted and output theoptical communication information 201 and 202, set the physical position information to the same destination address, and generate optical communication information To do. Theoptical output unit 600 broadcasts and outputs this optical communication information to the optical communication area 200, and each optical communication device in the optical communication area 200 receives the optical communication information addressed to itself.
[0012]
Each component of the optical communication repeater 100 according to the technical idea of the present invention described above, that is, the optical communication area 200, the receiving means 300, the output information generating means 400, the position information managing means 500, the input information generating means 600, and the light Theoutput unit 700 can take various modes, and an example of the mode will be described below.
[0013]
It should be noted that the specification or examples of various details and the illustrations of numerical values, character strings, and other symbols in the following description are only for reference in order to clarify the idea of the present invention, and all or part of them may The idea of the invention is not limited. In addition, a well-known method, a well-known procedure, a well-known architecture, a well-known circuit configuration, and the like (hereinafter, “well-known matter”) are not described in detail, but this is also to simplify the description. Not all or part of the matter is intentionally excluded. Such well-known matters are known to those skilled in the art at the time of filing of the present invention, and are naturally included in the following description.
[0014]
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a network (information network) in the present embodiment. Thenetwork 1 includes anetwork medium 2, anoptical communication area 3, aterminal group 4 and aserver group 5 outside the communication area. Note that “outside the communication area” means being located outside theoptical communication area 3. Thenetwork medium 2 is a wireless communication medium such as a wired system such as Ethernet, ECHONET, IEEE 1394, HomePNA, or Bluetooth, and performs optical communication using a general-purpose communication protocol (for example, TCP / IP: Transmission Control Protocol / Internet Protocol). It mediates information transmission among thearea 3, theterminal group 4 and theserver group 5.
[0015]
Theterminal group 4 is composed of, for example, a plurality of terminals 4 a to 4 d, and each terminal 4 a to 4 d has unique identification information (address) unique in at least thenetwork 1, and the server group 5 A required application program that can use various services provided or various resources existing in theoptical communication area 3 and a network OS (Operating System) that supports the protocol are installed.
[0016]
Theserver group 5 is composed of a resource allocation server 5a and other servers (for example, mail servers, file servers, etc.) 5b to 5d, and each server 5a to 5d is at least in thenetwork 1 like theterminal group 4. In addition to having unique unique identification information (address), an application program for providing each server service and a network OS that supports the above protocol are installed.
[0017]
Next, theoptical communication area 3 will be described. Thisoptical communication area 3 corresponds to the above-described optical communication area 200, and one bridge controller 6 (the above-described optical communication area) attached to the ceiling of an office or the like.N terminals 7 located inside the optical communication area 3 (within a predetermined data communication service area) by a divergent downlink light DL radiated downward from thebridge controller 6.₁ ~ 7_n In addition to transmitting information to all then terminals 7₁ ~ 7_n The narrowed beam-like uplink light UL (corresponding to the optical communication information described in the gist of the invention) is individually received by the bridge controller 6 (spatial separation reception), and each uplink light UL is received. Is transmitted to other terminals in theoptical communication area 3 or other terminals on the network medium 2 (which constitutes the terminal group 4) or servers on the network medium 2 (servers which constitute the server group 5). To do.
[0018]
Thebridge controller 6 controls the overall operation of thebridge controller 6 according to a predetermined control program (particularly, the operation for realizing the outputinformation generation unit 400, the positioninformation management unit 500, and the input information generation unit 600); Theprogram memory 11 for storing the control program, thework memory 12 functioning as the main memory of theCPU 10, and thebridge coat roller 6 and thenetwork medium 2 in accordance with the general-purpose protocol (hereinafter referred to as “TCP / IP” for convenience). A network interface (I / F) 13 that executes data transfer between theCPU 10, adrive unit 14 that generates a drive signal according to transmission information from theCPU 10, and a light-emitting unit that generates a downlink light DL according to thedrive signal 15 and secondary in the data communication service area A light receiving unit 16 (corresponding to the light output means 700 described above) that captures an image and outputs the image signal, aframe buffer memory 17 that holds the image signal output from thelight receiving unit 16, and a light output from thelight receiving unit 16. Each terminal included in the received image signal (corresponding to the optical communication device described in the gist of the invention) 7_i Adata buffer memory 18 that holds reception information for each (i is 1 to n), and each terminal 7_i And a positioninformation table memory 19 that holds position information for each.
[0019]
Further, thelight receiving unit 16 of thebridge controller 6 is connected to eachterminal 7._iLens 16a that spatially separates and picks up the uplink light UL from the optical filter 16b, an optical filter 16b having a pass characteristic in the wavelength region of the uplink light UL, and these optical elements (photographinglens 16a and optical filter 16b) The two-dimensional image sensor 16c that converts the two-dimensional plane image in the data communication service area that has passed through the image data into an image signal and outputs the image signal at predetermined intervals is included. The two-dimensional image sensor 16c includes, for example, N × M pixels ( For convenience, an interline transfer CCD (Charge Coupled Device) having a configuration of “N = 16, M = 16” is used. Thelight receiving unit 16 corresponds to the receiving unit 300 described above.
[0020]
In the data communication service area, in the illustrated example,n terminals 7_i Is provided. Eachterminal 7_i Thelight emitting unit 20 emits the transmission information on the uplink light UL in the beam-shaped predetermined wavelength range._i And alight receiving unit 21 that receives the downlink light DL and reproduces reception information included in the downlink light DL._i When the received information is addressed to the terminal itself, the received information is passed to a predetermined application program, and the transmission information is generated by the predetermined application as required._i With.
[0021]
Next, an outline of the operation centering on thebridge controller 6 will be described. Thebridge controller 6 roughly has three functions of “location information management processing function”, “communication area information transmission processing function”, and “communication area inside / outside information transmission processing function”.
(1) Location information management processing function
Eachterminal 7 located in its own communication area_i This is a function for managing the correspondence between physical positions and logical positions. The physical position is theterminal 7_i The logical position is an address developed on the network. Eachterminal 7_i The correspondence information between the physical position and the logical position is registered in the positioninformation table memory 19, and this registration information is sequentially updated based on the image signal extracted from thelight receiving unit 16.
(2) Information transmission function within the communication area
Terminal 7 in its own communication area_i This is a function that relays (bridges) information transmission between each other.
(3) Communication area inside / outside information transmission function
Terminal 7 in its own communication area_i And a function of bridging information transmission performed between terminals outside the own communication area (servers constituting theterminal group 4 and the server group 5).
[0022]
FIG. 3A is a conceptual diagram of these functions. The opticalnetwork communication area 26 corresponds to the own communication area (optical communication area 3), and theEthernet communication area 27 corresponds to the outside of the own communication area. Thebridge controller 6 is located between the self-communication area and outside the self-communication area, and has a light input unit 28a (corresponding to the light receiving unit 16) and a light output unit 28b (corresponding to the light emitting unit 15). A plurality ofroutes 30a to 30d are formed between the Ethernet input unit 29a / output unit 29b (corresponding to the Ethernet I / F 13), and the information transmission function and communication within the communication area are used while properly using these routes. Realize internal / external information transmission function. For example, theroute 30a is used for information transmission within the communication area, and theroute 30b (when the information transmission direction is outside the communication area → the communication area) or the route c (information transmission direction is the information transmission direction) when information transmission outside the communication area is performed. Use within communication area → outside communication area). Note that the route d is used to discard information when the information is transmitted from outside the communication area and the information is not addressed to the own communication area.
[0023]
The selection of thepaths 30a to 30d is performed according to address information in the communication packet, for example. That is, FIG. 3B is a structural diagram of network packet data PKT used for uplink optical UL and downlink optical DL, and corresponds to the packet structure of the data link layer of the OSI (Open System Interconnection) reference model. is there. The PKT includes a destination address frame FRM1, a source address frame FRM2, an information frame FRM3, and the like. The destination address and the source address are, for example, MAC (Media Access Control) addresses. The packet is sometimes referred to as a frame, but the two are not distinguished in this specification.
[0024]
FIG. 4 shows a terminal (terminal 7_i ), A communication protocol structure diagram (Layer configuration diagram) of thebridge controller 6, the server (resource allocation server 5a), and other servers (such as a mail server). In this figure, the terminal (terminal 7_i In the communication protocol 31), the opticalcommunication processing layer 31a, the IP layer 31b, and theTCP layer 31c are stacked in order from the lower layer, and the network application layer 31d of the same level and the automaticsetting application layer 31e such as a work group are stacked thereon. It has a structure. Thecommunication protocol 32 of thebridge controller 6 has an opticalcommunication processing layer 32a of the same level and a lower layer 32b such as Ethernet arranged at the lowest layer, and anIP layer 32c, aTCP layer 32d, and a terminal position response in that order. The service layer 32e is stacked. The communication protocol 33 of the server outside the communication area (resource allocation server 5a) has a structure in which alower layer 33a such as Ethernet, an IP layer 33b, aTCP layer 33c, and a resourceallocation service layer 33d are stacked in order from the lower layer. Yes. Furthermore, thecommunication protocol 34 of the server outside the communication area (mail server or the like) has a structure in which alower layer 34a such as Ethernet, an IP layer 34b, aTCP layer 34c, and a mail server 34d are stacked in order from the lower layer.
[0025]
The correspondence between each of these layers and the OSI reference model is as follows. That is, the OSI reference model is, in order from the lower layer, a “physical layer” that defines cable and connector standards and signal voltage levels, a “data link layer” that defines a method for identifying one packet, a computer connected to a network, etc. "Network layer" that prescribes the address of the terminal, "Transport layer" that prescribes error correction procedures, packet drop confirmation procedures, and packet order restoration procedures, and "session layer" that prescribes the start and end procedures of communication ”, A“ presentation layer ”that defines a data expression format, and an“ application layer ”that provides various network services. The optical communication processing layers 31a and 32a andlower layers 32b, 33a and 34a such as Ethernet in FIG. 4 correspond to the “physical layer” and “data link layer” of the OSI reference model, and the IP layers 31b, 32c, 33b and 34b. Corresponds to the “network layer”, and the TCP layers 31c, 32d, 33c and 34c correspond to the “transport layer”, the network application layer 31d, the workgroup automaticsetting application layer 31e, the terminal location response service layer 32e, The resourceallocation service layer 33d and the mail server 34d correspond to the “session layer”, the “presentation layer”, and the “application layer”.
[0026]
As described above, thebridge controller 6 has three functions of “location information management processing function”, “in-communication area information transmission processing function”, and “communication area inside / outside information transmission processing function”. These functions are described below using the hierarchical model.
[0027]
First, FIG. 5 is a conceptual diagram of the “location information management processing function”. In this figure, the terminal location response service 32e is a terminal location information request source, for example, in the figure, in response to a request from theresource allocation service 33d of the resource allocation server, theterminal 7 in the designated data communication area._i Returns location information for. This request is, as indicated by asolid line 37,resource allocation service 33d →TCP layer 33c → IP layer 33b →lower layer 33a such as Ethernet → lower layer 32b such as Ethernet→ IP layer 32c →TCP layer 32d → terminal location response service 32e The response is made in the reverse direction on the same route. Further, theterminal 7 using the response information (terminal position information)_i As shown by thesolid line 38, theresource allocation service 33d →TCP layer 33c → IP layer 33b →Lower layer 33a such as Ethernet → Lower layer 32b such as Ethernet→ IP layer 32c → Opticalcommunication processing layer 32a → Optical Thecommunication processing layer 31a, the IP layer 31b, theTCP layer 31c, and the work group automaticsetting application layer 31e are used.
[0028]
Next, FIG. 6 is a conceptual diagram of the “communication area information transmission processing function”. In this figure, theIP layer 32 c and the opticalcommunication processing layer 32 a of thebridge controller 6 are connected to anarbitrary terminal 7._i Mediates information transmission between each other. As shown by asolid line 36, the path is the network application layer 31d →TCP layer 31c → IP layer 31b → opticalcommunication processing layer 31a → opticalcommunication processing layer 32a →IP layer 32c → opticalcommunication processing layer 31a → IP layer 31b →TCP layer 31c → network application layer 31d.
[0029]
Next, FIG. 7 is a conceptual diagram of the “communication area inside / outside information transmission processing function”. In this figure, theIP layer 32c, the opticalcommunication processing layer 32a and the lower layer 32b such as Ethernet of thebridge controller 6 are connected to theterminal 7_i And mediate information transmission between the server (or terminal) located outside the communication area. As shown by asolid line 35, the route is as follows: network application layer 31d →TCP layer 31c → IP layer 31b → opticalcommunication processing layer 31a → opticalcommunication processing layer 32a →IP layer 32c → lower layer 32b such as Ethernet →Ethernet Lower layer 34a → IP layer 34b →TCP layer 34c → mail server 34d.
[0030]
Next, theterminal 7 in thebridge controller 6_i The location information management mechanism will be described. FIG. 8A is a conceptual diagram of an image signal output from thelight receiving unit 16 of thebridge controller 6. In the figure, theimage signal 39 has a 16 × 16 pixel array corresponding to the pixel configuration of the two-dimensional image sensor 16c, and the row direction is represented by x-coordinate and the column direction is represented by y-coordinate. If the value is represented by (x, y), the illustratedimage signal 39 has 256 pixels from (0, 0) to (15, 15). Here, the areas A and B of theimage signal 39 are areas having a luminance value equal to or higher than a predetermined threshold level, and arearbitrary terminals 7 in the communication area._iLight emitting part 20_i Represents the uplink light UL from. Thebridge controller 6 takes out the coordinate values of the representative pixels in the areas A and B and registers them in the positioninformation table memory 19. FIG. 8B is a conceptual diagram of the positioninformation table memory 19 in which the position information of the areas A and B is registered. Currently, two representative pixel coordinate values (3, 12) and (2, 2) are registered. Yes. Registration in the table is performed in the pixel scan order of theimage signal 39. For example, if (0, 0) is the scan start point and (15, 15) is the scan end point, in the case of line scan, the representative pixel coordinate value (2, 2) of the region A is first set to thepriority level 1 row. Then, the representative pixel coordinate value (3, 12) of the region B is registered. When the representative pixel coordinate value (3, 12) of the region B is registered, the representative pixel coordinate value (2) of the region A is registered. , 2) is moved to a line ofpriority 2, and the representative pixel coordinate value (3, 12) of region B is registered in a line ofpriority 1 that has become a blank line by this movement.
[0031]
As described above, physical position information (representative pixel coordinate values) of areas (areas A and B in FIG. 8) having a luminance value equal to or higher than a predetermined threshold level is registered in the positioninformation table memory 19. In theinformation table memory 19, logical position information (address information on the network) associated with each physical position information (representative pixel coordinate value) is also registered. The logical position on the network can be known by referring to this address.
[0032]
FIG. 9 is a conceptual diagram of determining the representative pixel coordinates of the regions A and B. In the illustrated example, the area A is composed of four pixels (2, 2), (3, 2), (2, 3) and (3, 3), and the area B is (2 , 11), (3,11), (4,11), (2,12), (3,12), (4,12), (2,13), (3,13) and (4,13) ) It is composed of 9 pixels. If it is composed of 4 pixels, the pixel coordinate value (2, 2) at the head of the scan order is the representative pixel coordinate value, and if it is composed of 9 pixels, the center pixel in the scan order The coordinate value (3, 12) is set as the representative pixel coordinate value.
[0033]
FIG. 10 is an update conceptual diagram of the positioninformation table memory 19. In this figure, it is assumed that theimage signal 39 has a region B (the same as the region B in FIG. 8) and a region C, and the region A has disappeared. In this case, the newly received region C The representative pixel coordinate values (13, 10) are added to the top row (priority 1 row) of the positioninformation table memory 19, and the subsequent registration order is lowered one by one.
[0034]
Next, the operation of a control program executed by the CPU (corresponding to the packet data transmission means and transmission means described in the gist of the invention) 10 of thebridge controller 6 will be described. FIG. 11 is a flowchart of the location information table memory registration / update process. When this flowchart is executed, first, theimage signal 39 from the two-dimensional image sensor 16c is buffered in theframe buffer memory 17 in step S11. In step S12, the pixel values of theimage signal 39 are searched in the order of (0, 0), (0, 1),..., (N, n), and in step S13, the pixel value is equal to or higher than a predetermined threshold level. It is determined whether or not. Note that n in (n, n) is the maximum value of the x coordinate and the maximum value of the y coordinate of the two-dimensional image sensor 16c.
[0035]
If it is determined that the threshold level is not exceeded, the pixel values of theimage signal 39 are searched again in the order of (0, 0), (0, 1),..., (N, n) in step S14. In step S13, it is determined whether or not the search is completed. If the search is completed, the flowchart is ended. If the search is not completed, the threshold determination in step S13 is repeated. If a pixel value equal to or higher than the threshold level is determined, the process proceeds to step S16 to obtain an X, Y range (corresponding to the area A, B, or C) of the rectangular area including the pixel, and sampling is performed in step S17. A point (corresponding to the representative pixel coordinate value) is determined, and the position information table memory (corresponding to the information holding means described in the gist of the invention) 19 is searched in step S18. Next, in step S19, it is determined whether or not position information that overlaps the current X and Y ranges is registered in the positioninformation table memory 19. If registered, in step S24, the priority of the sampling point of the corresponding entry is determined. In step S23, the corresponding area is cleared to zero, and step S14 and subsequent steps are executed.
[0036]
On the other hand, if unregistered is determined in step S19, the process proceeds to step S20 to determine whether the entry is full (the positioninformation table memory 19 is full). If the entry is full, the entry with the lowest priority is deleted in step S21, and each entry is shifted one by one in step S22 and registered in the first line (priority 1 line). If the entry is not full, In step S22, each entry is shifted one by one and registered in the first line (priority 1 line). Then, in step S23, the corresponding area is cleared to zero, and step S14 and subsequent steps are executed.
[0037]
Therefore, according to this flowchart, each terminal 7 located inside theoptical communication area 3 is shown._i Optical communication information (uplink light UL) is received by being spatially separated, and physical position information corresponding to the reception position (representative pixel coordinate value of the two-dimensional image sensor 16c) is registered in the positioninformation table memory 19. The logical position information on the network can be registered in association with the physical position information.
[0038]
FIG. 12 is a flowchart of the optical signal extraction process in thebridge controller 6. This flowchart is performed simultaneously in parallel by the number of sampling points registered in the positioninformation table memory 19. When this flowchart is executed, the sampling point is first monitored in step S31, and it is determined in step S32 whether start information (for example, a start bit) of optical communication information from the sampling point is detected. If the start information of the optical communication information is not detected, the process returns to the sampling point monitoring in step S31 again.
[0039]
When the start information of the optical communication information is detected, a data frame (for example, 1-byte asynchronous serial data) of the optical communication information is extracted in step S33, and the data frame is passed to the data link layer in step S34, and this operation is performed in step S35. Until the end information (for example, stop bit) of the optical communication information is detected.
[0040]
When the end information of the optical communication information is detected, the address information (the destination MAC address and the source MAC address in FIG. 3) in the optical communication information is extracted in step S 36 and the destination MAC address is registered in the positioninformation table memory 19. After that, in step S37, the network packet data is passed to the IP layer together with the destination MAC address and the source MAC address, and the flowchart ends.
[0041]
As described above, the locationinformation table memory 19 is stored in eachterminal 7._i Each position information (logical position and physical position information) is held. The logical position information is the destination MAC address and the sender MAC address registered in step S36, and one physical position information is a sampling point of the positioninformation table memory 19. For example, if optical communication information is detected at a sampling point in the position information table memory 19 (referred to as “sampling point A” for the sake of convenience), the logical position information (destination MAC address and transmission address) included in the optical communication information is detected. In step S36, the original MAC address) is registered in the specific memory address (memory address of the sampling point A) of the positioninformation table memory 19. The memory address of the sampling point A is the physical address of the terminal that generates and outputs the optical communication information. Since it becomes location information, each terminal 7 in its own communication area_i Can be stored in the positioninformation table memory 19 in association with the physical position information of the optical communication information and the address (logical position information) in the optical communication information. To physical position information or vice versa (bridge processing).
[0042]
Therefore, according to this flowchart, each terminal 7 located inside theoptical communication area 3 is shown._i Optical communication information (uplink light UL) from theoptical communication area 3 can be received simultaneously and bridge processing (logical position information ← → physical position information) to the inside / outside of theoptical communication area 3 can be performed, and the uplink light UL Reception congestion can be avoided.
[0043]
FIG. 13 is a flowchart of the Ethernet port input process. When this flowchart is executed, first, the Ethernet frame is disassembled in step S41, and it is determined in step S42 whether the destination MAC address is within the optical communication area? If it is within the optical communication area, it is determined in step S43 whether or not the destination is thebridge controller 6 itself. If so, the data is passed to the location information service in step S44 and the flowchart is terminated. Otherwise, in step S45, the IP packet is taken out, the network packet data is transferred to the IP layer together with the destination MAC address and the source MAC address, and the flowchart ends.
[0044]
In step S45, the physical position information of the destination terminal 7i is acquired from the positioninformation data memory 19. For example, in step S36 of the previous optical signal extraction process (see FIG. 12), the MAC address is registered in the memory address corresponding to the sampling point A in the positioninformation data memory 19, and this MAC address is the destination in step S45. Since the position information corresponding to the sampling point A is extracted from the positioninformation table memory 19, the physical position of the terminal specified by the destination MAC address can be known from this position information. The bridge processing of logical position information → physical position information can be performed.
[0045]
Therefore, according to this flowchart, network packet data from the outside of theoptical communication area 3 can be converted into optical communication information and optically transmitted to the inside of theoptical communication area 3. For example, a wired LAN such as Ethernet An interface with theoptical communication area 3 can be taken.
[0046]
FIG. 14 is a flowchart of the data output distribution process. When this flowchart is executed, first, in step S51, it is determined whether the destination MAC address is within the communication area? If not, an Ethernet frame is created in step S52, and output from the network I /F 13 in step S53. Then, the flowchart is finished. On the other hand, if the destination MAC address is for the communication area, it is determined in step S54 whether the destination MAC address is for itself (the bridge controller 6). The data is passed to the information service and the flowchart ends. Otherwise, a data link frame (packet data) for optical communication is created in step S56, and an asynchronous frame is created in step S57 and output to thedrive unit 14. To end the flowchart.
[0047]
Therefore, according to this flowchart, it is possible to perform information transmission to the outside of theoptical communication area 3, and also to perform return information transmission from theoptical communication area 3 to theoptical communication area 3. For example, In addition to being able to take an interface between a wired LAN such as Ethernet and theoptical communication area 3, it is also possible to take a form of use of theoptical communication area 3 alone.
[0048]
FIG. 15 is a diagram showing a time run of automatic resource allocation processing. In this figure, theterminal 7_i When there is a resource request from, thebridge controller 6 bridges the request and transmits it to the resource allocation server 4a. In response to the request, the resource allocation server 4a sends the requestingterminal 7 to thebridge controller 6._i Queries the coordinates of. Thebridge controller 6 searches the positioninformation table memory 19 and responds the corresponding coordinate information to the resource allocation server 4a. The resource allocation server 4a determines an allocation resource based on the coordinate information and sends the determined allocation resource to theterminal 7 via thebridge controller 6._i In response toterminal 7_i Registers and updates the allocated resource in the registry.
[0049]
FIG. 16A is a conceptual diagram of automatic resource allocation processing. In the figure, it is assumed that a plurality of resources RS_1 to RS_4 are arranged in the data communication service area 50 of thebridge controller 6. For example, assuming that the data communication service area 50 is an office and the resources RS_1 to RS_4 are printers, theterminals 7 located near these resources RS_1 to RS_4._i Assigning to (not shown) is convenient because it is not necessary to go to a distant printer to get the output paper. As shown in the figure, when the data communication service area 50 is divided into resources 51_1 to RS_4 and each is referred to asarea 1 toarea 4, theterminals 7 located in each of theareas 1 to 4 are shown._i Regarding (not shown), resources in the own area may be allocated. FIG. 16B is a conceptual diagram of a resource allocation table allocated according to such a concept, and this table is managed by the resource allocation server 4a. In FIG. 16B, 55a is an area display column, 55b is an area start point coordinate column, 55c is an area end point coordinate column, and 55d is a resource name column assigned to the area. For example,area 1 is a rectangular area from (x1s, y1s) to (x1e, y1e), and resource RS_1 is allocated to this area. Now anyterminal 7_i For example, assuming that the terminal 7i is located in thearea 1, the physical location of the terminal 7i is included in the range of (x1s, y1s) to (x1e, y1e). The resource RS_1 ofarea 1 is referred to as theterminal 7_i Assign to. Therefore, theterminal 7_i The printer (resource RS_1) closest to the location can be used.
[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, optical communication information from an optical communication device existing in a predetermined optical communication area is spatially separated and simultaneously processed in parallel.Light reception And thatLight reception The position information can be managed as physical position information of the optical communication apparatus. Therefore, the above concurrentLight reception By actionOptical communication information from optical communication equipment Reception congestion can be avoided, and further, correspondence with logical information on the network can be performed by managing the physical position information. As a result, it is possible to provide an optical communication repeater that does not cause congestion of information transmission in the optical communication area and can flexibly cope with the movement of the location of each terminal and the change of resource allocation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an optical communication repeater in the present embodiment.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a network in the present embodiment.
FIG. 3 is a functional conceptual diagram and a packet configuration diagram of a bridge controller.
FIG. 4 is a communication protocol structure diagram;
FIG. 5 is a conceptual diagram of a location information management processing function.
FIG. 6 is a conceptual diagram of an information transmission processing function within a communication area.
FIG. 7 is a conceptual diagram of a communication area inside / outside information transmission processing function.
FIG. 8 is a conceptual diagram of an image signal output from a light receiving unit of a bridge controller and a registered information conceptual diagram of a position information table memory.
FIG. 9 is a conceptual diagram of determining representative pixel coordinates of regions A and B.
FIG. 10 is a conceptual diagram of updating the positioninformation table memory 19;
FIG. 11 is a flowchart of a location information table memory registration / update process.
FIG. 12 is a flowchart of an optical signal extraction process in the bridge controller.
FIG. 13 is a flowchart of Ethernet port input processing.
FIG. 14 is a flowchart of data output distribution processing.
FIG. 15 is a diagram showing a time run of automatic resource allocation processing.
FIG. 16 is a conceptual diagram of automatic resource allocation processing and a conceptual diagram of a resource allocation table.
[Explanation of symbols]
UL uplink light (optical communication information)
3 Optical communication area
7_i Terminal (optical communication device)
10 CPU (packet data transmission means, transmission means)
19 Position information data memory (information holding means)
100 Optical communication repeater
200 Optical communication area
300 Receiving means
400 Output information generation means (packet data transmission means)
500 Location information management means (information holding means)
600 Input information generation means (transmission means)

Claims (1)

Translated fromJapanese

所定の光通信エリア内に存在する光通信装置からの複数の光通信情報のそれぞれを二次元画像センサを用いて該二次元画像センサの画素単位に分離して受光する受光手段と、
前記受光手段によって前記光通信情報を受光したときの前記二次元画像センサの画素座標を当該光通信情報の物理位置情報とすると共に該物理位置情報と情報ネットワーク上に設定される論理位置情報とを関連付けて記憶保持する情報保持手段と、
前記受光手段によって受光された光通信情報を前記情報ネットワーク上に送信する際に該光通信情報の物理位置情報に対応する論理位置情報を前記情報保持手段から取り出して該光通信情報の送信元アドレスにセットして前記情報ネットワークに送信すべきネットワークパケットデータを生成し、送信するパケットデータ送信手段と、
前記情報ネットワークからのネットワークパケットデータの送信先アドレスで示された論理位置情報に対応する物理位置情報を前記情報保持手段から取り出して該ネットワークパケットデータの送信先アドレスにセットして前記光通信エリア内に送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする光通信中継装置。Alight receiving meansfor separating and receiving each of a plurality of optical communication information from an optical communication device existing in a predetermined optical communication area inunits of pixels of the two-dimensional image sensor using a two-dimensional image sensor ;
The pixel coordinates of the two-dimensional image sensor when the optical communication information is received by thelight receiving means are used asthe physical position information of the optical communication information, and the physical position information and logical position information set on the information network are used. Information holding means for storing and holding in association;
When transmitting the optical communication informationreceived by thelightreceiving meanson the information network, the logical position information corresponding to the physical position information of the optical communication information is extracted from the information holding means and the source address of the optical communication information Packet data transmission means for generating and transmitting network packet data to be transmitted to the information networkby setting to
It saidsetscorresponding physical location in the logical position information indicated by the destination address of the network packetdata Eject from said information holding meansto a destination address of the network packet datafrom said information network optical communication A transmission means for transmitting within the area;
Optical communication relay apparatus characterized by comprisinga.

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