JP2003143043A - 電力線搬送通信システム - Google Patents
電力線搬送通信システムInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
ークと他のトランスにつながる電力線ネットワークとの
間で、接地線が共通接続されている電力線搬送通信シス
テムにおいて、電力線ネットワーク間での干渉を軽減
し、通信品質の向上を図る。 【解決手段】当該共通の接地線56に、通信周波数帯域
の信号を、電力線ネットワーク相互間で遮断するインダ
クタンス素子41を挿入する。
Description
クを通じて通信を行う電力線搬送通信システムに関する
ものである。
データを、一般家庭やオフィスなどのユーザに伝送する
技術である。図1は、電力線搬送通信システムの全体概
要図である。高圧配電線51から柱上トランス53を通
して低圧配電線(以下単に「配電線」という)52がつ
ながれ、それらの先に複数の需要家がつながれている。
より構成される電力線ネットワークを「サブネット」と
いう(これに対して、インターネットなどは、より上位
のネットワークとなる)。上位のネットワークから、光
ファイバ54(同軸ケーブルでもよい)を通して、光/
電気変換装置(O/E)55、PLTモデム(親モデム
という)2が接続され、ここからサブネットが接続され
る。
では、PLTモデム(子モデムという)2を通してパソ
コン、テレビなどの情報端末機器が接続されている。
ステムにおいて、異なる柱上トランスに属する配電線間
で接地線56が共通接続されることがある。この場合、
1つのサブネットと他のサブネットとの間で高周波信号
の漏洩が起こり、通信されるデータ同士が干渉しあっ
て、通信品質が悪化することがある。そこで、本発明
は、接地線が共通接続されている電力線搬送通信システ
ムにおいて、サブネット間での干渉を軽減し、もって通
信品質の向上を図ることができる電力線搬送通信システ
ムを実現することを目的とする。
システムは、1つのトランスにつながる電力線ネットワ
ークと、他のトランスにつながる電力線ネットワークと
の間で、共通の接地線が接続されており、当該接地線
に、通信周波数帯域の信号を、電力線ネットワーク相互
間で遮断するインダクタンス素子が挿入されていること
を特徴とする(請求項1)。
数帯域の信号は、インダクタンス素子により減衰を受け
るので、電力線ネットワーク間での干渉が減り、通信品
質の向上を実現することができる。前記インダクタンス
素子は、接地線が貫通するリング状の磁性体であっても
よい(請求項2)。リング状の磁性体を用いれば、接地
線に特別な加工をすることなく、接地線の高周波インピ
ーダンスを高くすることができる。
1つのトランスにつながる電力線ネットワークと、他の
トランスにつながる電力線ネットワークとの間で、通信
に使用する通信周波数帯域が異なっているものであって
もよい(請求項3)。この構成によれば、電力線ネット
ワーク間で通信に使用する通信周波数帯域が異なるよう
にしているので、信号の相互干渉が減り、通信品質を向
上させることができる。
ア変調方式としてOFDM変調方式を採用することがで
きる(請求項4)。変復調回路の中の、フーリエ変換回
路、逆フーリエ変換回路への周波数割当領域を異ならせ
ることにより、サブネットの通信周波数帯域を異ならせ
ることができる(請求項5)。フーリエ変換回路、逆フ
ーリエ変換回路における周波数割当を、隣接キャリアご
とに交互に行うこととしてもよい(請求項6)。
た場合を例にとって、本発明の実施の形態を、添付図面
を参照しながら詳細に説明する。電力線搬送通信システ
ムの全体概要は、図1を用いて説明したとおりであるの
で、再度の説明を省略する。図2は、モデム(親モデ
ム、子モデム共通)の内部構成を示すブロック図であ
る。以下、親モデムを想定して説明する。
ら送信されてきたディジタル通信データは、O/E変換
された後、モデム2に入る。このモデム2を「親局」と
いう。また、ユーザ側のモデムを「子局」という。デー
タは、モデム2の中で、誤り訂正符号化回路3、インタ
ーリーブ回路4で、それぞれ所定の処理を受けた後、シ
リアル/パラレル変換回路5で周波数軸上にパラレル変
換され、PSK(QPSK,DPSK,QAM等を含
む。以下同じ)符号化回路6により符号化され、IFF
T(逆フーリエ変換)回路7により時間軸上データに変
更される。そしてパラレル/シリアル変換回路8でシリ
アル変換され、ガードインターバル挿入回路9で、ガー
ドインターバルを挿入する操作をうけ、D/A変換回路
10でD/A変換されアナログ信号に変換される。この
アナログ信号は、直交変調回路11で変調されて配電線
(サブネット)に載せられる。
ーブ処理時に、ディジタル通信データは、バッファに書
き込まれ、一定数のビットごとに読み出される。この一
定数のビットが逆フーリエ変換する1単位になる。一
方、配電線から受信された高周波信号は、直交復調回路
22で復調され、A/D変換回路23でディジタル信号
に変換される。ディジタル信号に変換された信号は、同
期取得回路24において同期がとられ、ガードインター
バル削除処理25され、シリアル/パラレル変換回路2
6でパラレル信号に変換されてFFT回路27により周
波数軸上にフーリエ変換される。そして、PSK復号化
回路28で復号化され、パラレル/シリアル変換回路2
9でシリアル信号に変換され、デインターリーブ30、
誤り訂正31されて、ディジタル通信データとして光フ
ァイバーで伝送される。
相互干渉を防止する方策(1)(2)を説明する。 (1)インダクタンス素子の挿入 このインダクタンス素子は、配電線間で共通接続されて
いる接地線56の、例えば図1にXで示した位置に挿入
する。インダクタンス素子は、接地線56に対して、通
信周波数帯域(数MHz〜数十MHz)では高インピーダンス
となり、商用周波数帯域(50,60Hz)では低インピーダ
ンスとなる。
グ状の磁性体を使用することができる。図3(a)は、接
地線56に挿入するリング状の磁性体41を示す斜視図
である。図3(b)にリング状磁性体41の正面図及び側
断面図を示す。リング状磁性体41は、図3(c)に示す
ように、分割可能になっていることが好ましい。接地線
を切断することなく設置できるからである。磁性体の材
質は鉄、フェライト、珪素鋼鈑、センダストなどを選択
することができる。特に、フェライトが透磁率が高いの
で好ましい。リングの内径d1は接地線56の直径より
大きな値に選ぶ必要がある。一般的に使用される低圧の
配電線の直径は数mm〜数十mm程度であるので、リン
グの内径d1は10mm以上必要と考えられる。通信周
波数帯域で十分高いインピーダンスを持たせるには、リ
ングの外径d2と内径d1との差は10mm以上が望まし
い。リングの断面形状に関しては、図3(b)に示す断面
の寸法t,uは、ともに5mm以上が望ましい。
るリング状に限らず、図3(d)に示すような四角形状の
磁性体42でもよい。また、磁性体以外に、図3(e)に
示すように、接地線56に、導体ソレノイドコイル43
を直列に挿入してもよい。この場合、接地線56とコイ
ル43からなる共振回路のカットオフ周波数は、通信周
波数よりも低く、商用周波数帯域よりも高く選ぶ必要が
ある。
トコアを使用する場合の具体的な設計方針を説明する。
図3(a)に示すように、フェライトコアを接地線56に
貫通させた場合、フェライトコアのインダクタンスL
は、 L=μS/a で表される。ここに、μはフェライトの透磁率、Sはフ
ェライトコアの断面積、aは磁気回路長を示す。回路の
インピーダンスZは、 Z=2πfL となる。fは周波数である。
形d2を31mm,厚さtを13mm,μ=120とし
た場合、 L=1.5×10-7H(ヘンリー) となる。10MHzで Z=10Ω となる。
り、受信機の信号受信レベルは、フェライトコアのイン
ピーダンスと受信機の入力インピーダンスで分圧したレ
ベルとなる。受信機の入力インピーダンスを50Ωとし
た場合、信号受信レベルを1/2にしたければ、前記フ
ェライトコアを5つ使用すればよいことになる。信号受
信レベルは1/10以下にすることが好ましい。 (2)キャリア変調周波数帯域の分割 図4は、隣接するサブネットA,B間での、サブネット
A,Bの通信周波数帯の割当例を示す図である。この図
では、通信周波数帯を周波数の高い部分と低い部分に分
けている。
としては、モデム2のIFFT回路7において周波数領
域の信号を時間領域の信号に変換する際に、図5(a)の
ようにそれぞれのサブネットA,Bにおいて使用する周
波数割当領域を異なるようにする。また、FFT回路2
7においても、時間領域の信号を周波数領域の信号に変
換する際に、図5(b)のようにそれぞれのサブネット
A,Bにおいて使用する周波数割当領域を異なるように
する。
態、分岐長、外来ノイズにより、周波数−減衰量特性が
一様ではない。これは、減衰が大きな周波数帯、ノイズ
の多い周波数帯が、サブネットによってそれぞれ異なる
からである。そこで、減衰が大きな周波数帯、ノイズの
多い周波数帯(つまりSN比の悪い周波数帯)には、キ
ャリアに割り付けるビット数を多くし、減衰が小さな周
波数帯、ノイズの少ない周波数帯(つまりSN比のよい
周波数帯)には、キャリアに割り付けるビット数を少な
くする。これにより、通信容量、通信品質を確保するこ
とができる。
6(a)は、2つのサブネットA,Bでの単位長あたりの
減衰量のグラフであり、横軸に周波数をとっている。サ
ブネットAの減衰量は、低周波数側で大きく、サブネッ
トBの減衰量は、高周波数側で大きい。そこで、図6
(b)に示すように、サブネットAに対しては、減衰量の
小さな高周波数側を割当て、サブネットBに対しては、
減衰量の小さな低周波数側を割当てている。
一様でなく、かつ、両者とも近似している場合がある。
図7(a)は、2つのサブネットA,Bで単位長あたりの
減衰量が、ともに低周波側で多くなる特性を示す。この
場合、一方を低周波側、他方を高周波側に割り当てる
と、図7(b)に示すように、低周波側のサブネットAの
受信キャリア強度が低下して、ほとんど通信ができない
状態になることがある。このようなときには、図8
(a)、(b)に示すように、2つのサブネットA,Bに交互
にキャリアを割り当てることが好ましい。交互に割り当
てることによって、受信キャリア強度の低下が一部で済
むので、通信品質が極端に低下しない。キャリアの減衰
の影響は、誤り訂正、周波数インターリーブなどの方策
により救済可能である。
が、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内において種々の変更を施すことが
可能である。
地線にインダクタンス素子を設けることにより、電力線
ネットワークの分離が可能となり、漏洩の防止、通信品
質の向上を実現することができる。また、サブネット間
で通信周波数帯域を異ならせても、同様の効果が期待で
きる。
を示すブロック図である。
を示す斜視図であり、(b)は、リング状磁性体の正面図
及び側断面図を示す。 (c)は分割可能なリング状磁性体
の正面図である。(d)は、接地線に挿入された四角形状
の磁性体を示す斜視図、(e)は、接地線に、導体からな
るソレノイドコイルを直列に挿入した状態を示す斜視図
である。
当例を示す図である。
を時間領域の信号に変換する際に、周波数をサブネット
ごとに割り当てる例を示す図、(b)はFFT回路におい
て、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する際
に、周波数をサブネットごとに割り当てる例を示す図で
ある。
たりの減衰量のグラフであり、(b)は、サブネットBに
対して、減衰量の小さな低周波数側を割当て、サブネッ
トAに対しては、減衰量の小さな高周波数側を割当てた
図である。
りの減衰量が、ともに低周波側で多くなる特性を示すグ
ラフであり、(b)は一方を低周波側、他方を高周波側に
割り当てた図である。
を時間領域の信号に変換する際に、2つのサブネットご
とに周波数を交互に割り当てる例を示す図、 (b)は割当
特性を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】1つのトランスにつながる電力線ネットワ
ークと、他のトランスにつながる電力線ネットワークと
の間で、共通の接地線が接続されており、 当該接地線に、通信周波数帯域の信号を、電力線ネット
ワーク相互間で遮断するインダクタンス素子が挿入され
ていることを特徴とする電力線搬送通信システム。 - 【請求項2】前記インダクタンス素子は、接地線が貫通
するリング状の磁性体である請求項1記載の電力線搬送
通信システム。 - 【請求項3】1つのトランスにつながる電力線ネットワ
ークと、他のトランスにつながる電力線ネットワークと
の間で、通信に使用する通信周波数帯域が異なっている
ことを特徴とする電力線搬送通信システム。 - 【請求項4】キャリア変調方式としてOFDM(orthogo
nal frequency division multiplex)変調方式を採用し
ている請求項3記載の電力線搬送通信システム。 - 【請求項5】フーリエ変換回路、逆フーリエ変換回路へ
の周波数割当領域を異ならせる請求項4記載の電力線搬
送通信システム。 - 【請求項6】周波数割当を交互に行う請求項5記載の電
力線搬送通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001341134A JP3814187B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電力線搬送通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2001341134A JP3814187B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電力線搬送通信システム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2003143043A true JP2003143043A (ja) | 2003-05-16 |
JP3814187B2 JP3814187B2 (ja) | 2006-08-23 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001341134A Expired - Fee Related JP3814187B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 電力線搬送通信システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3814187B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007267517A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 配電監視制御システム |
JP2007281996A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 配電線通信システム、配電線通信装置及びインターフェース装置 |
US7423519B2 (en) | 2004-07-30 | 2008-09-09 | Yazaki Corporation | Vehicular power line communication system |
WO2020047551A1 (en) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High frequency ac noise suppression within transformers |
-
2001
- 2001-11-06 JP JP2001341134A patent/JP3814187B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007267517A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 配電監視制御システム |
JP2007281996A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 配電線通信システム、配電線通信装置及びインターフェース装置 |
WO2020047551A1 (en) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High frequency ac noise suppression within transformers |
EP3844787A4 (en) * | 2018-08-31 | 2022-06-08 | Baker Hughes Holdings LLC | HIGH FREQUENCY AC NOISE SUPPRESSION IN TRANSFORMERS |
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---|---|
JP3814187B2 (ja) | 2006-08-23 |
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