JP3799593B2 - 光通信中継装置 - Google Patents
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Description
【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71〜7nへ一斉に情報を伝達するとともに、n台の端末71〜7n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)7i(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7i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7i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7iが設けられている。各々の端末7i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20i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21i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22i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7i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7i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7i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7i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7i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7i)、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7i)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7i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7i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7i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7i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7i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7iの発光部20i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7i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7i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7i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7i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7i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7i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7iに応答し、端末7i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7i(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7i(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7i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7iに割り付ける。したがって、端末7i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
7i 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)
Claims (1)
- 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。
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