JP2002217797A - 電源線を用いた通信線路 - Google Patents

電源線を用いた通信線路

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JP2002217797A
JP2002217797A JP2001005616A JP2001005616A JP2002217797A JP 2002217797 A JP2002217797 A JP 2002217797A JP 2001005616 A JP2001005616 A JP 2001005616A JP 2001005616 A JP2001005616 A JP 2001005616A JP 2002217797 A JP2002217797 A JP 2002217797A
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line
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JP2001005616A
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English (en)
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Masahiro Kuwabara
雅裕 桑原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源線を用いた通信信号の搬送において、電
源線に接続される電気機器によるインピーダンスロス及
び電気機器が発生するノイズの影響をなくすことができ
る電源線を用いた通信線路、屋内電源線、終端構造、モ
デム、コンセントおよびアダプタを提供する。 【解決手段】 高周波信号が重畳される屋内電源線10
と、この電源線の終端部に形成される終端構造とを具え
る。この屋内電源線10は、内部から順に導体、絶縁体、
遮蔽層およびシースを具える。終端構造は、電源線の特
性インピーダンスと実質的に等しい値の抵抗31を有す
る。さらに抵抗31と直列に接続されるコンデンサ33と、
電源線と負荷との間に接続されるインダクタンス34とを
具える。同軸構造の電源線により耐ノイズ性を高め、上
記終端構造でインピーダンスのマッチングをとって高周
波信号の反射に伴う減衰を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源線を用いた通
信線路、電源線、終端構造並びに終端構造を含む各種機
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、通信信号は、例えば電話線など、
配電線とは独立した電線網を用いて伝送されている。近
年、家庭や工場内への通信サービスの簡素化・効率化の
ために、配電線等の電源線を用いて通信信号を伝送する
ことが研究されている。電源線を通信線路として使用す
ることにより、通信線の引き込みなどの工事を行わない
で、初期設備投資を抑えて通信を行うことができる。電
源線に通信信号を重畳する技術は、現在は電波法により
通信信号周波数帯域が450KHz以下に規制されているもの
の、今後はより高周波帯域(1MHz〜)での利用が期待され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、屋内の電源線
を用いて高周波数帯域を利用して高速通信を行うには、
電源線路の通信特性、すなわち電源線路自体の伝送特
性、高周波用の終端抵抗などに関して、特性改善を行う
必要がある。具体的には、次のような課題がある。
【0004】従来の屋内電源線路では誘導によるノイ
ズが大きい。一般に屋内の電源線には、ビニル絶縁体を
用いた遮蔽層なしの平行2線が用いられている。この電
源線に高周波の通信信号を伝送しようとした場合、遮蔽
層がないことによって誘導によるノイズが大きく、伝送
特性が劣化する。さらに、線路のインピーダンスが大き
くなることにより、伝送損失が大きくなる。
【0005】電源線路終端部で生じる信号の反射によ
るフェージングに伴う信号の減衰が大きい。通常、家庭
内の電源線の分岐は複数個所ある。このような電源線で
高周波信号(1MHz〜)を重畳して伝送しようとすると、電
源線路のインピーダンスと家電機器の入力インピーダン
スの大きさの違いにより終端部で信号の反射を生じ、分
岐長に応じた特定周波数の信号が減衰する。また、電源
線の分岐が複数個所あることから、減衰する周波数帯も
複数箇所生じ、信号の伝送が可能な周波数帯域が小さく
なって伝送容量が低下する。
【0006】従って、本発明の主目的は、電源線を用い
た通信信号の搬送において、電源線に接続される電気機
器によるインピーダンスロス及び電気機器が発生するノ
イズの影響をなくすことができる電源線を用いた通信線
路、屋内電源線、終端構造、モデム、コンセントおよび
アダプタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電源線を用いた
通信線路は、高周波信号が重畳される屋内電源線と、こ
の電源線の分岐終端部に接続される終端構造とを具える
電源線を用いた通信線路である。ここで、屋内電源線
は、内部から順に導体、絶縁体、遮蔽層およびシースを
具える。また、終端構造は、前記電源線の特性インピー
ダンスと実質的に等しい値の抵抗を有することを特徴と
する。この抵抗により、終端でインピーダンスのマッチ
ングをとって高周波信号の反射・減衰を防止し、電源線
を用いた高周波信号の通信を可能にする。
【0008】次に、本発明屋内電源線は、高周波信号が
重畳される屋内電源線であって、内部から順に導体、絶
縁体、遮蔽層およびシースを具えることを特徴とする。
このような同軸構造の電源線とすることで、誘導による
ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【0009】導体には、銅またはアルミのより線または
編組線が好ましい。電力伝送のために、電源線の導体径
は、通常の通信用同軸ケーブルの導体径(通常0.5〜1mm
程度)よりも増大する必要がある。導体径を大きくして
も可撓性を維持するには、より線または編組線構造が好
ましい。
【0010】絶縁体は、ポリエチレン、架橋ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンが好ましい。同軸構造として、
これらの材料で絶縁体を構成することはインピーダンス
を小さくして伝送損失低減のために有効である。
【0011】遮蔽層には、銅またはアルミからなるワイ
ヤー、テープまたは編組線が利用できる。遮蔽層を設け
ることで、誘導によるノイズの影響を受けにくくする。
【0012】シースは、外傷保護のためのものであり、
ポリエチレン、ビニル、ポリプロピレンなどが利用でき
る。
【0013】本発明終端構造は、高周波信号が重畳され
る屋内電源線の分岐終端部に接続される終端構造であっ
て、前記電源線の特性インピーダンスと実質的に等しい
値の抵抗を有することを特徴とする。この抵抗により、
分岐終端でインピーダンスのマッチングをとって高周波
信号の反射・減衰を防止し、電源線を用いた高周波信号
の通信を可能にする。
【0014】この終端構造のより具体的な構成として
は、前記電源線の特性インピーダンスと実質的に等しい
値の抵抗と、抵抗と直列に接続されるコンデンサと、電
源線と負荷との間に接続されるインダクタンスとを具え
るものが好適である。電源線路から通信信号出力部への
商用周波電流の流入を防ぐために、終端抵抗と直列にコ
ンデンサを接続する。また、負荷への高周波信号電流の
流入および負荷側のノイズの電源線路への流入を防止す
るためにインダクタンスを接続する。
【0015】この終端構造は、抵抗の両端の電圧を通信
信号の入出力信号として用いることで、通信信号の取り
出し口を新たに設ける必要がない。
【0016】以上の終端構造は、コンセントに形成す
る、コンセントに着脱自在のアダプタに形成する、モデ
ムに形成するなどして利用することが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 (同軸電源線)図1は本発明屋内電源線の横断面図であ
る。
【0018】この電源線10は、商用周波数の電力供給を
行うと共に高周波通信信号を重畳して搬送する同軸構造
の電線で、内側から順に、導体11、絶縁体12、遮蔽層1
3、シース14を具えている。
【0019】導体11には銅より線を用いた。電力伝送の
ために、電源線10の必要導体径を確保しながら、電源線
10としての可撓性を維持できるようにより線構造の導体
とした。
【0020】絶縁体12は架橋ポリエチレンを用いた。遮
蔽層13は銅の編組線で構成した。さらに、シース14はポ
リエチレンで構成した。
【0021】このような同軸構造の電源線とすること
で、誘導によるノイズの影響を受けにくくし、絶縁体材
料を特定することで、インピーダンスを小さくして伝送
損失の低減を図った。
【0022】(整合回路付きコンセント)図2(A)は
上記電源線10を用いた線路の分岐終端であるコンセント
にインピーダンス整合回路を内蔵した本発明終端構造の
概略構成図である。通常、屋内の電源線10は複数の分岐
を有し、各分岐の終端がコンセントとなっている。コン
セント20は電源線の導体11と遮蔽層13との間に形成され
ており、この電源線10とコンセント20との間にインピー
ダンス整合回路を設ける。
【0023】この整合回路は、電源線の導体11に接続さ
れた抵抗31を具える。この抵抗31の値は、電源線10の特
性インピーダンスに実質的に等しくなるように設定す
る。この抵抗31により、分岐終端で高周波信号の反射・
減衰を防止し、電源線を用いた高周波信号の通信を可能
にする。抵抗31の両端を高周波信号の入出力部32として
引出し、ここに生じる電圧を高周波信号の入出力信号と
して利用する。
【0024】また、抵抗31と直列にコンデンサ33を接続
する。コンデンサ33は、電源線路から通信信号出力部へ
の商用周波電流の流入を防ぐ。
【0025】さらに、電源線の導体11と負荷(コンセン
ト側)との間にはインダクタンス34が設けられている。
インダクタンス34は、負荷への高周波信号電流の流入お
よび負荷側のノイズの電源線路への流入を防止する。
【0026】ここで、抵抗:R、コンデンサ:C、インダ
クタンスLの値は、インピーダンスの整合を取るために
以下の値に選定する。 R≒電源線路の特性インピーダンス (C/2πf)≪R (2πfL)≫R ※f:通信周波数(多数の周波数を重畳する場合は最低
周波数)
【0027】図2(B)も電源線にインピーダンス整合回
路を設けた本発明線路の概略構成図である。図2(B)に
示す整合回路は、電源線と負荷との間に設けるインダク
タンス34を2つに分けている点を除いて図2(A)の整合
回路と同様である。この整合回路でも図2(A)の整合回
路と同様の機能を果たす。
【0028】(整合回路付きアダプタ)既設の電源線路
及びコンセントに関しては、インピーダンス整合回路付
きのアダプタを装着することにより終端を行えば、既設
電源線路においても工事を行うことなく前述の整合回路
付きコンセントと同様に高周波信号による通信が行え
る。図3(A),(B)に示すアダプタ40は、一端にコンセン
トへの差し込みプラグを、他端に家電機器の電源プラグ
の差し込み口を具える。この整合回路の構成は図2に示
した整合回路と同様である。すなわち、コンセントへの
プラグ側に接続された抵抗を具える。また、抵抗Rと直
列にコンデンサCを接続する。そして、コンセント側と
負荷との間にインダクタンスLを設ける。R、C、Lの値
は、図2に示す整合回路の設定と同様である。また、図3
(B)に示す整合回路は、電源線と負荷との間に設ける
インダクタンス34を2つに分けている点を除いて図3
(A)の整合回路と同様である。
【0029】(モデム)コンピュータやFAXなどの通信
機器を電源線に接続して重畳された高周波信号にて通信
を行う場合、モデム自体にインピーダンス整合回路を内
蔵しても良い。前述のように、コンセント自体にイン
ピーダンス整合回路を内蔵する、コンセントにアダプ
タを用いてインピーダンス整合回路を後付けすることで
も電源線による高周波通信が可能であるが、モデム自体
にインピーダンス整合回路を内蔵しておいても同様の効
果を奏することができる。整合回路自体の構成は、図
2、3に示したものと同様で良い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の効果を奏することができる。
【0031】本発明インピダンス整合回路は、高周波の
重畳される電源線の終端に設けることで、終端での反射
による通信信号の減衰を防止でき、高周波帯域を使用し
た高速通信が可能になる。
【0032】本発明終端構造は、インピーダンス整合回
路をコンセントに内蔵する、整合回路を有するアダプタ
をコンセントに後付けする、モデム自体に整合回路を内
蔵することにより、電源線を用いて高周波信号による通
信を行った場合、通信信号の反射による減衰を防止する
ことができる。
【0033】本発明終端構造は、通信信号取り出し用の
線路、取り出し口を新設することなく通信を行うことが
できる。
【0034】本発明電力線によれば、同軸構造としてポ
リエチレン、ポリプロピレンなどの絶縁体を用いたこと
で、低損失、耐ノイズ性に優れ、高周波信号を重畳した
通信に効果的に利用できる。
【0035】本発明電源線と本発明終端構造とを具える
通信線路は、耐ノイズ性に加えて線路での伝送特性の劣
化を防止でき、電源線自体を高周波信号の通信線路とし
て利用して高周波帯域を使用した高速通信が可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電源線の横断面図である。
【図2】(A)は本発明終端構造の概略構成図、(B)はイ
ンダクタンスを2つ用いた本発明終端構造の概略構成図
である。
【図3】(A)は本発明アダプタの概略構成図、(B)はイ
ンダクタンスを2つ用いた本発明アダプタの概略構成図
である。
【符号の説明】
10 電源線 11 導体 12 絶縁体 13 遮蔽層 14 シース 20 コンセント 31 抵抗 32 入出力部 33 コンデンサ 34 インダクタンス 40 アダプタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波信号が重畳される屋内電源線と、
    この電源線の終端部に形成される終端構造とを具える電
    源線を用いた通信線路であって、 前記屋内電源線は、内部から順に導体、絶縁体、遮蔽層
    およびシースを具え、前記終端構造は、前記電源線の特
    性インピーダンスと実質的に等しい値の抵抗を有するこ
    とを特徴とする電源線を用いた通信線路。
  2. 【請求項2】 高周波信号が重畳される屋内電源線であ
    って、内部から順に導体、絶縁体、遮蔽層およびシース
    を具えることを特徴とする屋内電源線。
  3. 【請求項3】 高周波信号が重畳される屋内電源線の終
    端部に形成される終端構造であって、前記電源線の特性
    インピーダンスと実質的に等しい値の抵抗を有すること
    を特徴とする終端構造。
  4. 【請求項4】 抵抗と直列に接続されるコンデンサと、
    電源線と負荷との間に接続されるインダクタンスとを具
    えることを特徴とする請求項3に記載の終端構造。
  5. 【請求項5】 抵抗の両端の電圧を通信信号の入出力信
    号として用いることを特徴とする請求項3に記載の終端
    構造。
  6. 【請求項6】 請求項3または4に記載の終端構造を具
    えることを特徴とするモデム。
  7. 【請求項7】 請求項3または4に記載の終端構造を具
    えることを特徴とするコンセント。
  8. 【請求項8】 請求項3または4に記載の終端構造を具
    えることを特徴とする終端アダプタ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004254487A (ja) * 2003-02-24 2004-09-09 Nippon Kouatsu Electric Co 雷サージ保護方法
US6987430B2 (en) 2001-11-19 2006-01-17 Tdk Corporation Power line communication system and power line branching apparatus
US7456516B2 (en) 2003-03-28 2008-11-25 Tdk Corporation Power line terminating circuit and method, and power line relay device
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