JP2007166110A - 伝送システムの分岐器並びに伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来例に比べてインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大して分岐数の増減を容易に行うとともに給電用の直流電力の電力損失を低減する。
【解決手段】インピーダンス変換部１２におけるインピーダンス値が幹線２に挿入される分岐器３の台数に応じた最適な値となるように切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えて選択できる。そのため、分岐器におけるインピーダンス値が固定であった従来例に比べて、分岐器３を挿入したことによるインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大して分岐数の増減が容易に行える。しかも、インダクタＬ１ｍ，Ｌ２ｎが有する抵抗成分が直流電力に対するインピーダンスとなるため、従来例のように固定抵抗のみを介して直流電力を分岐する場合に比較して電力損失を十分に低減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で伝送路を介した信号伝送を行うとともに各端末器に対して動作用の直流電力を給電する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器、並びにかかる分岐器を有する伝送システムに関するものである。

従来の伝送システムとして、特許文献１〜４に記載されているような集合住宅用のインターホンシステムがある。かかるインターホンシステムでは、集合住宅の共用玄関（ロビー）に設置されるロビーインターホンと、集合住宅の各住戸に設置される複数の住戸機と、ロビーインターホンに接続される幹線と、幹線を分岐して各住戸機を接続する複数の分岐器とを備え、ロビーインターホンと各住戸機との間で幹線（伝送路）を介して音声信号と映像信号を伝送することにより、住戸機を使用する在宅者がロビーインターホンを使用する来訪者を撮像した映像を見ながら来訪者と通話することができる。また、各住戸機には、住戸の外玄関に設置されたドアホン子器が信号線を介して接続されており、住戸機からドアホン子器へ信号線を介して給電されるとともに住戸機とドアホン子器との間で信号線を介して音声信号を伝送して通話することができる。

ここで、上述のようなインターホンシステム（伝送システム）においては、伝送路（幹線及び分岐器で分岐された分岐線）と端末器（ロビーインターホン並びに住戸機）との間でインピーダンスを整合させて信号の減衰を抑える必要がある。そのため、分岐器には幹線に対して分岐線を高インピーダンスとする抵抗が設けられている。つまり、分岐器を介して伝送路に接続される端末器のインピーダンスによって伝送路のインピーダンスが低下し、端末器と伝送路とのインピーダンスが整合しなくなって信号が減衰してしまうので、端末器を接続することによるインピーダンスの低下を補償するために分岐器では抵抗を介して伝送路を分岐しているのである。
特開２００４−１８６８３４号公報 特開２００４−１８６８３５号公報 特開２００４−１８６８３６号公報 特開２００４−１８６８３７号公報

ところが、分岐器に設けられる抵抗の最適な抵抗値は、システム全体の分岐数（分岐器の台数）にほぼ正比例するように増大することがシミュレーション結果から明らかになっている。しかしながら、従来システムの分岐器では抵抗の抵抗値が固定であったため、インピーダンスの低下が補償できる範囲が非常に狭くなっていた。しかも、端末器に対して伝送路を介した給電を行う場合、分岐器の抵抗の抵抗値が大きくなるにつれて抵抗における電力損失も増大してしまうという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来例に比べてインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大して分岐数の増減が容易に行えるとともに給電用の直流電力の電力損失が低減できる伝送システムの分岐器並びに伝送システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で伝送路を介した信号伝送を行うとともに各端末器に対して動作用の直流電力を給電する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器であって、主となる伝送路に接続される第１の接続端子と、分岐用の別の伝送路が接続される第２の接続端子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に挿入され、主となる伝送路に対する分岐用の別の伝送路のインピーダンスを、信号伝送のための周波数帯域においては高インピーダンスとし且つ給電用の直流電力に対しては低インピーダンスとするインピーダンス変換手段とを備え、インピーダンス変換手段は、前記各インピーダンスを可変としてなることを特徴とする。

請求項２の発明は、複数の端末器と、請求項１記載の複数の分岐器と、伝送路を介して各分岐器と接続される親機とを有する伝送システムであって、第１及び第２の接続端子に伝送路が接続されたときに認識信号を伝送路に送出する認識信号送出手段が各分岐器に設けられるとともに、伝送路を介して各分岐器より送出された認識信号に基づいて伝送路に接続されている分岐器の台数をカウントするカウント手段と、カウント手段のカウント値を伝送路を介して全ての分岐器に通知する通知手段とが親機に設けられ、親機から通知されるカウント値に応じてインピーダンス変換手段を制御することにより前記各インピーダンスを調整する制御手段が各分岐器に設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、主となる伝送路に対する分岐用の別の伝送路のインピーダンスを、信号伝送のための周波数帯域並びに給電用の直流電力に対してシステム全体の分岐数に応じた最適なインピーダンス値に設定することができ、その結果、従来例に比べてインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大して分岐数の増減が容易に行えるとともに給電用の直流電力の電力損失が低減できる。

請求項２の発明によれば、システム全体の分岐数（分岐器の台数）を親機でカウントしたカウント値が各分岐器に通知され、各分岐器において制御手段がインピーダンス変換手段を制御して線路（分岐線）のインピーダンスを最適な値に設定することができるから、各分岐器のインピーダンスの最適化が自動的且つ迅速に行える。

（実施形態１）
本実施形態の伝送システムは、図１に示すようにバス型の配線形態によって複数の端末器１が伝送路（２線式の信号線）２を介して接続され、これら複数の端末器１間で信号線２を介した信号伝送を行うとともに各端末器１に対して動作用の直流電力を給電する伝送システムであって、主となる信号線（以下、幹線と呼ぶ。）２の適所に複数の分岐器３が挿入され、分岐器３で分岐された信号線（以下、分岐線と呼ぶ。）２’に端末器１が接続されて構成されている。なお、給電用の直流電力は図示しない給電装置によって信号線（幹線２）に印加されており、各端末器１は平衡線路である信号線（幹線２及び分岐線２’）を介して給電される直流電力で動作し、例えば、ＡＳＫ（振幅偏移キーイング）やＦＳＫ（周波数偏移キーイング）あるいはＰＳＫ（位相偏移キーイング）などの方式でディジタル信号を変復調する機能を有するとともに、変調された信号を信号線（幹線２及び分岐線２’）を介して直流電力に重畳して伝送するものである。但し、このような構成を有する給電装置並びに端末器１は従来周知の技術を用いて実現可能であるから、詳細な構成並びに動作の説明並びに図示は省略する。

一方、分岐器３は、幹線２に接続される各一対の第１の接続端子１０と、分岐線２’が接続される一対の第２の接続端子１１と、第１の接続端子１０と第２の接続端子１１との間に挿入され、幹線２に対する分岐線２’のインピーダンスを、信号伝送のための周波数帯域においては高インピーダンスとし且つ給電用の直流電力に対しては低インピーダンスとするインピーダンス変換部１２とを備えている。

インピーダンス変換部１２は、第１の接続端子１０，１０同士を繋ぐ線路（幹線２）の一方にそれぞれ一端が接続された固定抵抗Ｒ１ｍとインダクタＬ１ｍ（ｍ＝１，２，３，４）の複数の並列回路（図示例では４つ）と、前記線路の他方にそれぞれ一端が接続された固定抵抗Ｒ２ｎとインダクタＬ２ｎ（ｎ＝１，２，３，４）の複数の並列回路（図示例では４つ）と、第２の接続端子１１の一方と固定抵抗Ｒ１ｍとインダクタＬ１ｍの各並列回路の他端とを択一的に切り替えて接続する切替スイッチＳＷ１と、第２の接続端子１１の他方と固定抵抗Ｒ２ｎとインダクタＬ２ｎの各並列回路の他端とを択一的に切り替えて接続する切替スイッチＳＷ２とで構成される。但し、２つの切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、図示しない操作手段が操作されることで互いに連動して切り替わるものである。

ここで、信号線（幹線２及び分岐線２’）を介して伝送される信号は比較的に高い周波数帯域を利用しており、インダクタＬ１ｍ，Ｌ２ｎはほとんど通過せずに固定抵抗Ｒ１ｍ，Ｒ２ｎを通過するから、信号に対するインピーダンスは固定抵抗Ｒ１ｍ，Ｒ２ｎの抵抗値によって決まることになる。これに対して信号線を介して各端末器１に給電される直流電力は固定抵抗Ｒ１ｍ，Ｒ２ｎをほとんど通過せずにインダクタＬ１ｍ，Ｌ２ｎを通過し、インダクタＬ１ｍ，Ｌ２ｎが有する抵抗成分が直流電力に対するインピーダンスとなるため、従来例のように固定抵抗のみを介して直流電力を分岐する場合に比較して電力損失を十分に低減することができる。

而して、固定抵抗Ｒ11〜Ｒ14，Ｒ21〜Ｒ24の抵抗値にはＲ11＝Ｒ21＜Ｒ12＝Ｒ22＜Ｒ13＝Ｒ23＜Ｒ14＝Ｒ24の関係が成立し、同じくインダクタＬ11〜Ｌ14，Ｌ21〜Ｌ24のインダクタンス値にはＬ11＝Ｌ21＜Ｌ12＝Ｌ22＜Ｌ13＝Ｌ23＜Ｌ14＝Ｌ24の関係が成立しており、インピーダンス変換部１２におけるインピーダンス値（高周波数帯域の信号に対するインピーダンスと直流電力に対するインピーダンス）が幹線２に挿入される分岐器３の台数に応じた最適な値となるように切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えて選択することができる。そのため、分岐器におけるインピーダンス値が固定であった従来例に比べて、分岐器３を挿入したことによるインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大し、分岐数の増減が容易に行えるものである。なお、本実施形態ではバス型の配線形態を有する場合について例示したが、分岐器３の分岐線２’にハブ（集線装置）を介して複数の端末器１を接続してバス型とスター型を組み合わせた配線形態においても同様の効果が期待できる。また、図２に示すように可変抵抗器１３ａ，１３ａとインダクタンス値が可変であるインダクタ１３ｂ，１３ｂの並列回路によってインピーダンス変換部１２を構成しても構わない。

（実施形態２）
本実施形態の伝送システムは、図３に示すように幹線２に接続される親機４を備えている。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

親機４は、幹線２を介して分岐器３との間で信号伝送を行うための信号伝送部２０と、マイクロコンピュータを主構成要素とする制御部２１と、不揮発性のメモリからなるメモリ部２２とを具備している。

一方、分岐器３は、第１及び第２の接続端子１０，１１とインピーダンス変換部１２に加えて、幹線２を介して親機４との間で信号伝送を行うための信号伝送部１４と、マイクロコンピュータを主構成要素とする制御部１５とを具備している。制御部１５では、第１の接続端子１０に幹線２が接続された状態で最初に起動したときに自己に割り当てられている識別符号を含む信号（識別信号）を信号伝送部１４より幹線２を介して親機４に伝送する。

親機４では、分岐器３から伝送されてくる識別信号を信号伝送部２０で受け取って制御部２１に送り、制御部２１が識別信号に含まれる識別符号に基づいて幹線２に挿入されている分岐器３の台数をカウントし、そのカウント値をメモリ部２２に保存する。さらに制御部２１では、メモリ部２２に保存している最新のカウント値を含む信号（通知信号）を信号伝送部２０より幹線２を介して全ての分岐器３に伝送する。

各分岐器３においては、親機４から伝送されてくる通知信号を信号伝送部１４で受け取って制御部１５に送る。制御部１５では、通知信号に含まれるカウント値に基づいて分岐器３の台数に適したインピーダンス値を判断し、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御して当該インピーダンス値に最も近い値を有する並列回路に切り替える。

而して、実施形態１では切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を手動で操作してインピーダンス変換部１２のインピーダンス値を最適な値に設定する必要があるが、本実施形態では各分岐器３におけるインピーダンス変換部１２のインピーダンス値が人手を介さずに自動的に最適な値に設定できるという利点がある。なお、分岐器３の制御部１５がカウント値に基づいて分岐器３の台数に適したインピーダンス値を判断する方法としては、予め分岐器３の台数と最適なインピーダンス値との関係を決めたデータテーブルを不揮発性のメモリ等に保存しておき、当該データテーブルを参照することで制御部１５が最適なインピーダンス値を判断するといった方法を採用すればよい。

ここで、図４に示すようにゲート装置１０３の接続口に対して機能モジュール１０８のコネクタを接続するだけで機能モジュール１０８の電力路と、情報路とを同時に確保でき、しかも機能モジュール１０８をどのゲート装置１０３にも接続できるレイアウトフリーで施工性に優れた配線システムがある。かかる配線システムは、建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス１０２を設け、各スイッチボックス１０２間に壁面内に先行配線した電力線１１０と、情報線１１１とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス１０２に対しては、配線盤１０１内に引き込まれた主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線１１０と、外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイ１２０（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線１１１とが、接続されている。そして、このような配線システムに本発明に係る分岐器３を用いて情報線１１１（すなわち幹線２）を分岐配線することも可能である。

この場合、本発明に係る分岐器３には、情報線１１１からの信号重畳式電源が供給されるので、電力線１１０からの商用電源供給がなされるような電源複数種混同を避けるべく、施工時の異種配線接触によるショートに備えるような分離隔壁部材を分岐器３の外面に形成しておいたうえで、電力線１１０からの商用電源供給を避けるべく、分岐器３内に電力線１１０を通さないよう施工するか、分岐器３に電力線１１０を接続せざるを得ない仕様では分岐器３内での電力線１１０と情報線１１１との間を絶縁すべく商用交流周波数帯についてハイインピーダンスとしておけばよい。

本発明の実施形態１を示しシステム構成図である。 同上における他の構成の分岐器を示すブロック図である。 本発明の実施形態２を示しシステム構成図である。 同上を用いる配線システムのシステム構成図である。

符号の説明

１ 端末器
２ 幹線（伝送路）
２’ 分岐線（伝送路）
３ 分岐器
１０ 第１の接続端子
１１ 第２の接続端子
１２ インピーダンス変換部
Ｒ11〜Ｒ14，Ｒ21〜Ｒ24 固定抵抗
Ｌ11〜Ｌ14，Ｌ21〜Ｌ24 インダクタ

Claims (2)

1. バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で伝送路を介した信号伝送を行うとともに各端末器に対して動作用の直流電力を給電する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器であって、
   主となる伝送路に接続される第１の接続端子と、分岐用の別の伝送路が接続される第２の接続端子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に挿入され、主となる伝送路に対する分岐用の別の伝送路のインピーダンスを、信号伝送のための周波数帯域においては高インピーダンスとし且つ給電用の直流電力に対しては低インピーダンスとするインピーダンス変換手段とを備え、
   インピーダンス変換手段は、前記各インピーダンスを可変としてなることを特徴とする伝送システムの分岐器。
2. 複数の端末器と、請求項１記載の複数の分岐器と、伝送路を介して各分岐器と接続される親機とを有する伝送システムであって、
   第１及び第２の接続端子に伝送路が接続されたときに認識信号を伝送路に送出する認識信号送出手段が各分岐器に設けられるとともに、伝送路を介して各分岐器より送出された認識信号に基づいて伝送路に接続されている分岐器の台数をカウントするカウント手段と、カウント手段のカウント値を伝送路を介して全ての分岐器に通知する通知手段とが親機に設けられ、親機から通知されるカウント値に応じてインピーダンス変換手段を制御することにより前記各インピーダンスを調整する制御手段が各分岐器に設けられたことを特徴とする伝送システム。

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