JP2005150975A

JP2005150975A - 電力線搬送通信システム

Info

Publication number: JP2005150975A
Application number: JP2003383049A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Asao; 芳久浅尾; Kenichi Hirotsu; 研一弘津; Masahiro Kuwabara; 雅裕桑原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】モデムと電力線の接続作業性がよく、電力線間の短絡を防止すると共に、結合損失が小さく、接続構造があったり太径の電力線であっても通信信号の注入/抽出を容易に行うことができる電力線搬送通信システムを提供する。
【解決手段】導体11と、導体11の外周に配置される遮蔽層12とを有するケーブル(第一電力線)10と、遮蔽層12に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段1とを具える。信号注入/抽出手段1は、フェライトコア2と、フェライトコア2に配置されて通信信号が伝送される巻線3とを具える。信号注入/抽出手段1を遮蔽層(接地線13a,13b)に配置して、接地線13a→遮蔽層12→接地線13b→大地という閉回路を通信信号の伝送路として利用する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電力線を利用し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。特に、通信信号の注入/抽出を容易に行うことができると共に、電力線路の短絡の恐れがなく、結合損失が小さい電力線搬送通信システムに関するものである。

近年、電力線を利用する通信、例えば、低圧配電線や高圧配電線に高周波信号を重畳して高速通信を行う電力線搬送通信(PLC：Power Line Communication)が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。

図3は、PLC方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、PLCユーザ家屋が一戸建て住宅の場合を示す。この方式は、図3に示すようにPLCユーザ家屋200に電力供給を行う電力線を通信に利用するものである。この例では、上位のネットワーク300から、電柱101に配置されたトランス102側までの通信に光ファイバケーブル103を用い、トランス102側から家屋200までの通信に低圧配電線100、引き込み線201、屋内配線202などの電力線を用いる。低圧配電線100や光ファイバケーブル103が架設される電柱101上、及び家屋200内には、通常、PLCモデム104(親モデム)、203A、203B(子モデム)を具える。なお、図3に示す例や後述する図4に示す例では、親モデム104に光信号/電気信号の変換を行うメディアコンバータ(MC)を具える例を示すが、別途MCを具える場合もある。

上記構成において、例えば、PLCユーザが通信信号を受信する場合、上位のネットワーク300から光ファイバケーブル103に伝送された通信信号は、接続箱105に接続された親モデム104にて変調/復調され、トランス102の低圧側(二次側)に注入される。そして、トランス102の低圧側から低圧配電線100→引き込み線201→電力量メータ204→分電盤205→屋内配線202→コンセント206を経て子モデム203A、203Bにて変調/復調され、パソコンやIP電話などの端末機器207A、207Bにて抽出することで受信される。PLCユーザが通信信号を送信する場合は、上記受信の場合と反対の経路を経る。

図4は、PLCユーザ家屋が集合住宅の場合を示す。この例は、上位のネットワーク300から変圧器や開閉器などの電力機器401が収納される電力機器室400までの通信に光ファイバケーブル103を用い、電力機器401側から各PLCユーザ家屋200A、200B、200Cまでの通信に電力線90を用いる。基本的構成は、上記図3で示す一戸建て住宅の場合とほぼ同様であり、光ファイバケーブル103と、電力機器401から各家屋200A、200B、200Cへの電力線90とに親モデム104が接続され、各家屋200A、200B、200Cの屋内配線202に子モデム203を具える。

上記構成において、例えば、PLCユーザが通信信号を送信する場合、端末機器207から伝送された通信信号は、子モデム203にて変調/復調され、屋内配線202→分電盤205→電力量メータ204→電力線90を経て、電力機器401の低圧側(二次側)に注入される。そして、電力機器401の低圧側から親モデム104にて変調/復調され、光ファイバーケーブル103を介して上位のネットワーク300に伝送される。PLCユーザが通信信号を受信する場合は、上記送信の場合と反対の経路を経る。

また、図3に示すように屋内配線202を利用して、家屋200内の端末機器207A、207B間で通信を行う家庭内LANの構築が検討されている。この構成において、例えば、端末機器207Aから端末機器207Bに通信信号を送信する場合、端末機器207Aからの通信信号は、子モデム203A→コンセント206→屋内配線202→コンセント206→子モデム203B→端末機器207Bの順で伝送される。その他、図5に示すように家屋にまで光ファイバケーブルを引き込んで通信を行う、いわゆるFTTH(Fiber To The Home)と呼ばれる方式と上記PLC方式とを併せた通信システムの構築も検討されている。図3に示す家屋200が、屋内配線202と上位のネットワーク300間の通信に引き込み線201などの電力線を利用するのに対し、図5に示す家屋200Dでは、屋内配線202と上位のネットワーク300間の通信に光ファイバケーブル103を利用する。なお、家屋200Dには、MC500を具えている。

上記通信システムでは、電力線のうち、低圧配電線(例えば、AC100〜200V程度)のみを利用した例であるが、図6に示すように低圧配電線だけでなく、高圧配電線(例えば、AC6.6kV〜20kV程度)をも利用する通信システムも検討されている。図6に示す例において家屋200E、200Fへの電力供給は、変電所に接続される高圧(図6に示す例では110kV)の電力線91→第一変圧器室700の変圧器701→高圧配電線(同20kV)92→第二変圧器室710の変圧器711→低圧(同220V)の電力線(低圧配電線)90→電力量メータ室600→各家屋200E、200Fの屋内配線202の順に行われる。この通信システムでは、高圧配電線92に上位のネットワーク300が接続されている。そして、この通信システムにおいて低圧側の構成は、上記図4に示す集合住宅の場合と同様であり、各家屋200E、200Fに子モデム203をそれぞれ具え、電力線路の低圧の電力線90に通信信号を中継する中継モデム250、電力線90及び高圧配電線92に接続される第一親モデム251、高圧配電線92及び上位のネットワーク300に接続される第二親モデム252を具えている。

上記構成において、例えば、PLCユーザが通信信号を受信する場合、上位のネットワーク300から伝送された通信信号は、第二親モデム252にて変調/復調され、高圧配電線92に注入され、第一親モデム251にて変調/復調され、電力線90に注入される。そして、途中、中継モデム250にて適宜変調/復調され、各家屋200E、200Fの子モデム203を介して端末機器207にて抽出される。

図7に示すように第一親モデム251は、高圧配電線92に重畳された通信信号を各中継モデム250に分岐したり、各中継モデム250からの信号を結合したりする。中継モデム250は、受信した通信信号を、同一の集合住宅210の各家屋210A〜210C、又は集合住宅220の各家屋220A〜220Cにそれぞれ分岐したり、各家屋210A〜210C、又は各家屋220A〜220Cからの信号を結合したりする。

上記通信方式では、PLCモデムなどの電力線搬送通信装置(以下、単にモデムと呼ぶ)からの通信信号を電力線に注入する、或いは電力線に重畳されている通信信号をモデムにて抽出するために、モデムを電力線に直接接続している。ここで、電力線には、電力供給時、電力供給用の電圧が印加されているため、通信信号を電力線に注入する際、この電力供給用電流を遮断する必要がある。この遮断方法として、コンデンサを用いて容量結合することが挙げられる。

図8は、低圧配電線における電力供給用電流の遮断構成を示す模式図である。例えば、図3〜5、図6(低圧側)に示すように低圧(例えば、100V)の電力線にモデムを接続する場合、図8に示すようにモデムからみて上流側となる上位のネットワーク側(図8において左側)にコンデンサC₁、C₂を配置し、電力線93間を接続するようにインダクタL₁を配置する。即ち、コンデンサC₁、C₂とインダクタL₁とでローパスフィルタ(LPF)を構成して、通信信号よりも低周波数の電力供給用電流を遮断し、高周波数の通信信号をモデムに伝送する。

図9は、高圧配電線における電力供給用電流の遮断構成を示す模式図である。例えば、図6(高圧側)、7に示すように高圧(例えば、20kV)の電力線にモデムを接続する場合、図9に示すようにモデムからみて上流側(図9において上側)にコンデンサC₃を配置し、コンデンサC₃の下流側(同下側)にインダクタL₂を配置する。この構成により、通信信号よりも低周波数の電力供給用電流を遮断し、高周波数の通信信号をモデムに伝送する。なお、図9に示す例では、電力線94として、導体94aと、導体94aの外周に具える絶縁層94bと、絶縁層94bの外周に具える遮蔽層94cとを具えるものが示されており、モデムからの通信信号を電力線94の導体94aと大地(遮蔽層94c)間に注入する構成である。

江藤潔、「電力線搬送（PLC：Power Line Communication）の現状」、Interface、CQ出版社、2000年9月、p.70-81

しかし、上記通信方式では、PLCモデムなどの電力線搬送通信装置を電力線に直接接続するため、接続の際に電力線を切断したり、ブレーカを遮断するなどの停電を伴う工事が必要であり、常時運転している家電機器が多い昨今において好ましくない。

また、電力供給用電流を遮断するためにコンデンサを用いる場合、コンデンサの故障時に、電力線間を短絡させる危険がある。特に、高圧配電線を通信信号の伝送路として用いる場合、より信頼性が高い構成が望まれる。

そこで、本発明者らは、上記モデムの接続作業性の改善、及び短絡の防止を実現するべく、モデムを電力線に直接接続することなく通信信号の注入/抽出を行うことができる構成として、電磁誘導の原理を利用して磁気を介して通電が可能な構成(インダクティブ方式)を利用することを検討した。図10(A)は、電力線にインダクティブ式の信号注入/抽出装置を配置した状態を示す模式図、(B)はフェライトコアを構成する分割片間にギャップを設けた状態を示す模式図である。

この方式は、図10(A)に示すように通信信号の伝送が可能な巻線97を具えたフェライトコア98を具える信号注入/抽出装置96を利用するものである。信号注入/抽出装置96のフェライトコア98を電力線(導体)95の外周に配置し、巻線97をモデムに接続する。この構成により、電力供給用電流よりも周波数が高い信号電流によりフェライトコア98に磁界が発生し、この磁界とコア98の透磁率に応じて巻線97に信号電流が流れる。また、巻線97に流れた高周波の信号電流によりフェライトコア98に磁界が発生し、この磁界とコア98の透磁率に応じて電力線95に信号電流が流れる。即ち、この方式では、電力線95に非接触で、モデムからの通信信号を電力線95に注入する、或いは電力線95に重畳されている通信信号を抽出することができる。このとき、特に、フェライトコア98として、分割片を組み合わせてリング状となる構成のものを用いることで、電力線95が通電状態であっても電力線95に容易に配置することができる。従って、モデムの設置にあたり、電力線にモデムを直接接続する必要がなく、停電工事などが不要である。また、この方式では、上記手順で通信信号の注入を行うため、コンデンサによる電力供給用電流の遮断を不要とし、コンデンサの故障による電力線間の短絡が生じ得ない。

しかし、上記のようにインダクティブ結合を行う場合、電力線95に流れる電力供給用電流によってフェライトコア98が磁気飽和する恐れがある。そこで、磁気飽和を回避するべく、図10(B)に示すようにコア98の分割片98a間にギャップ(隙間)99を設けることが考えられるが、磁気飽和を効果的に抑制するために大きなギャップを設けると、信号注入/抽出装置の結合損失が大きくなるという問題がある。

また、インダクティブ結合を行う場合であっても、電力線の構造によっては、信号注入/抽出装置を配置することが困難である場合がある。図11(A)に示すように変圧器や開閉器などの電力機器と電力線94間において、導体94a(或いは絶縁層を含む導体)が露出されている部分が存在する場合、この露出部分94dにフェライトコア98を容易に配置できる。しかし、図11(B)に示すように電力機器と電力線94間の導体94aの外周に特殊ジョイントなどの接続構造80が設けられている場合や太径の電力線の場合、導体94aの外周にフェライトコア98を配置することは困難である。

そこで、本発明の主目的は、モデムと電力線の接続作業性がよく、電力線間の短絡を防止すると共に、結合損失が小さく、接続構造があったり太径の電力線であっても通信信号の注入/抽出を容易に行うことができる電力線搬送通信システムを提供することにある。

本発明は、電力線に具える遮蔽層に通信信号の注入/抽出を行うことで上記目的を達成する。

即ち、本発明電力線搬送通信システムは、導体と、前記導体の外周に配置される遮蔽層とを有する第一電力線と、前記遮蔽層に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段とを具えることを特徴とする。以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明では、通信信号の伝送媒体として、電力供給が可能な導体の外周に配置される遮蔽層を利用する。従って、本発明では、導体の外周に通信信号の伝送が可能な遮蔽層を有する電力線を具えるものとする。導体の外周に遮蔽層を具える電力線としては、例えば、地下に埋設されている地中線などが挙げられる。そして、本発明では、PLCモデムに代表される通信信号の変復調を行う電力線搬送通信装置(以下、単にモデムと呼ぶ)を上記遮蔽層に直接接続するのではなく、モデムに信号注入/抽出手段を接続しておき、この信号注入/抽出手段を介して遮蔽層に非接触で信号の注入/抽出を行う。

信号注入/抽出手段は、遮蔽層に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な構成であればよく、例えば、電磁誘導の原理を利用して磁気を介して通電が可能な構成(インダクティブ方式)が挙げられる。具体的には、遮蔽層の外周に配置される強磁性体と、強磁性体に配置されて通信信号が伝送される巻線とを具える構成が挙げられる。強磁性体としては、通信信号に用いられる周波数(通常、商用周波数(例えば、50Hz又は60Hz)よりも高い周波数)においても透磁率が大きいフェライトコアを用いることが好ましい。また、フェライトコアは、リング状であることが好ましく、一体構造でもよいが、半割れ片などの分割片を組み合わせてリング状とする構成とすると、遮蔽層の外周に配置し易くて好ましい。なお、リング状とは、中心部に孔を有する環状であればよく、円形に限らない。

電力線の遮蔽層には、電力供給の際、導体と比較して大電流が流れない。従って、上記強磁性体を具える信号注入/抽出手段を遮蔽層に配置する場合、導体に配置する場合と比較して、強磁性体が電力供給用電流により磁気飽和しにくい。従って、本発明では、例えば、フェライトコアを構成する分割片間にギャップを設けるといった対策を行うことなく、結合損失の小さい通信信号の注入が可能である。

上記信号注入/抽出手段を配置する遮蔽層は、電力線のいずれの箇所でもよいが、集合住宅などの場合、変圧器や開閉器などの電力機器が収納される変圧器室や開閉器室などの電力機器室に導入される箇所としてもよい。このとき、信号注入/抽出手段が接続されるモデムなどの通信装置を電力機器室に収納することもできる。

また、信号注入/抽出手段は、遮蔽層そのものの外周に配置してもよいが、遮蔽層に接続される接地線に配置すると、簡単に配置することができ、設置作業性に優れる。電力線の遮蔽層は、通常、接地線を介して接地され、この接地線には、特殊なジョイントなどの接続構造が設けられることがない。また、電力供給を行う電力線のように非常に太径になることもない。従って、電力線に設けられる接続構造や電力線の径によらず、上記信号注入/抽出手段の取り付けが容易である。

接地線は、電力線の両端側、例えば、ある変圧器室Aと別の変圧器室B間に布設される電力線では、変圧器室Aに導入される端部側、及び変圧器室Bの導入される端部側の双方にそれぞれ接地線a、bが接続される。このとき、接地線a→遮蔽層→接地線b→大地(→接地線a)という閉回路が構成される。この遮蔽層(接地線)と大地とで構成される閉回路を通信信号の伝送路として利用してもよい。例えば、上記接地線a、bにそれぞれ信号注入/抽出手段を配置することで、上記閉回路を通信信号の伝送路とすることができる。このとき、モデムから伝送された通信信号は、遮蔽層-大地間を伝播する。具体的には、信号注入/抽出手段を介して接地線a(b)に注入され、遮蔽層を経て接地線b(a)に伝送され、接地線b(a)から大地に伝播される。

電力線には、導体と導体の外周に遮蔽層とを具えるケーブルコアを複数具える多相ケーブルがある。この多相ケーブルにおいて、各相の遮蔽層がそれぞれ接地されている場合、相の異なる2相のケーブル(第一電力線、第二電力線)の遮蔽層(接地線)にそれぞれ信号注入/抽出手段を配置しておき、これら各ケーブルの遮蔽層、及び大地とで構成される閉回路を通信信号の伝送路としてもよい。例えば、ある変圧器室Aと別の変圧器室B間に布設される第一電力線、第二電力線において、変圧器室Aに導入される端部側に第一電力線の接地線a1及び第二電力線の接地線b1、変圧器室Bに導入される端部側に第一電力線の接地線a2及び第二電力線の接地線b2がそれぞれ接続されている場合、接地線a1→第一電力線の遮蔽層→接地線a2→(大地→)接地線b2→第二電力線の遮蔽層→接地線b1(→大地)(→接地線a1)という閉回路が構成される。この閉回路を通信信号の伝送路として利用してもよい。この構成において通信信号は、第一電力線の遮蔽層-第二電力線の遮蔽層間を伝播する。このように遮蔽層間を伝播する場合、上記の遮蔽層-大地間を伝播する場合に比較して、インピーダンスが安定しているため、伝送特性に優れる。

上記2相のケーブルの遮蔽層、及び大地とで構成される閉回路を通信信号の伝送路として用いる場合、第一電力線の遮蔽層(或いは接地線a1、a2)、第二電力線の遮蔽層(或いは接地線b1、b2)のそれぞれに信号注入/抽出手段を配置する。そして、信号注入/抽出手段には、通信信号を差動注入するとよい。

本発明において信号注入/抽出手段が接続されるモデムは、通信信号の変復調を行う公知の電力線搬送通信用モデムを利用することができる。また、このモデムは、PLCユーザ家屋内に設置されるいわゆる子モデムではなく、一般的にコンセントが設けられていない開閉器や変圧器などの電力機器付近の電力線や分電盤付近の電力線などに接続されるいわゆる親モデムや、子モデムと親モデム間に配置される中継モデム(リピータ)などが好適である。

本発明は、電力線に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な注入/抽出手段を用いることで、モデムを電力線に直接接続することがないため、停電を伴うことなく簡単に構築することができ、モデムの設置作業性に優れる。特に、本発明では、電力線の遮蔽層に注入/抽出手段を配置することで、電力線の端末部などに設けられる端末構造や電力線の径によらず、注入/抽出手段を確実に配置できる。そして、本発明では、電力供給用電流の遮断対策としてコンデンサを用いる必要がないため、コンデンサの故障によって電力線間を短絡させる恐れがなく、例えば、6.6kV以上といった高電圧の電力線を利用する場合であっても、高い信頼性が得られる。

また、本発明において注入/抽出手段として強磁性体を具える構成を用いた場合であっても、電力線の導体ではなく、導体と比較して通常大電流が流れない遮蔽層に通信信号の注入、又は遮蔽層から抽出を行うため、強磁性体が磁気飽和しにくく、強磁性体にギャップを設ける必要がなく、結合損失を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図1は、本発明電力線搬送通信システムの概略を示す模式図であり、通信信号を電力線の遮蔽層-大地間に伝播させる例を示す。このシステムは、導体11と、導体11の外周に配置される遮蔽層12とを有するケーブル(第一電力線)10と、遮蔽層12に非接触で信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段1とを具える。即ち、このシステムは、導体11ではなく遮蔽層12を通信信号の伝送路として利用する。図1では、遮蔽層12に接続される接地線13a(13b)に信号注入/抽出手段1を配置する例を示す。

本例において信号注入/抽出手段1は、電磁誘導の原理を利用して磁気を介して通電が可能なインダクティブ方式のものを用いた。具体的には、信号周波数(例えば、1MHz〜50MHz)においても透磁率が大きいフェライトコア2と、フェライトコア2に配置されて通信信号が伝送される巻線3とを具える構成である。フェライトコア2は、分割片を組み合わせてリング状となるものを用いた。この信号注入/抽出手段1にPLCモデムA(B)を接続する。

また、本例では、開閉器や変圧器などの電力機器が収納される電力機器室Aと電力機器室B間に布設される電力線10において、電力機器室Aに導入される端部側(図1において左側)の遮蔽層12に接続される接地線13a、及び電力機器室Bに導入される端部側(同右側)の遮蔽層12に接続される接地線13bのそれぞれに信号注入/抽出手段1を配置している。なお、信号注入/抽出手段1が接続されるPLCモデムA、Bも、各電力機器室A、Bにそれぞれ収納させている。

この構成により、例えば、PLCモデムAから通信信号の注入を行うと、PLCモデムAが接続された信号注入/抽出手段1の巻線3に信号電流が流れ、この巻線3に流れる電流によってフェライトコア2に磁界が発生して印加される。この磁界とフェライトコア2の透磁率に応じて、接地線13aに信号電流が流れ、信号が注入される。そして、接地線13aからケーブル10の遮蔽層12を経てもう一方の接地線13bに伝送され、大地を介して接地線13aに伝播される。このように接地線13a→遮蔽層12→接地線13b→大地という閉回路を通信信号の伝送路する。なお、図1に示す矢印は、信号電流が流れる方向を示す。後述する図2も同様である。

また、図1に示すように接地線13bに信号注入/抽出手段1を具える場合、接地線13bに流れる信号電流により、この信号注入/抽出手段1のフェライトコア2に磁界が生じて印加される。この磁界とフェライトコア2の透磁率に応じて、接地線13bに配置される信号注入/抽出手段1の巻線3に信号電流が流れて、PLCモデムBから通信信号を抽出することができる。

上記のようにケーブル10に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段1を用いることで、PLCモデムをケーブル10に直接接続する必要がなく、設置作業性に優れる。特に、本例では、インダクティブ結合による信号の注入/抽出を行うため、コンデンサを用いた電力供給用電流の遮断が不要であり、コンデンサの故障による電力線路の短絡の恐れがない。また、信号注入/抽出手段1のフェライトコア3を接地線13a、13bに取り付けることで、分割片間にギャップを設けなくてもコア3が磁気飽和しにくく、導体に取り付ける場合と比較して結合損失の低減が可能である。更に、遮蔽層を伝送路とすることで、ケーブル10の端末構造や径によらず、フェライトコア3を容易に配置することができる。

上記電力線搬送通信システムは、例えば、図4に示す親モデム104や、図6に示す中継モデム250、第一親モデム251、第二親モデム252を具える場合に利用することが挙げられる。なお、本例では、接地線に信号注入/抽出手段を配置する構成としたが、遮蔽層の外周に配置してもよい。また、本例では、電力機器室に信号注入/抽出手段やPLCモデムを収納する構成としたが、室外であってもよい。これらの点は、後述する実施例2についても同様である。

図2は、本発明電力線搬送通信システムの概略を示す模式図であり、通信信号を異なる電力線の遮蔽層間に伝播させる例を示す。このシステムの基本的構成は、図1に示す実施例1と同様であり、ケーブルを複数本(図2では2本)具える点が異なる。即ち、この例は、導体21と、導体21の外周に配置される遮蔽層22とを有する第一ケーブル(第一電力線)20と、導体31と、導体31の外周に配置される遮蔽層32とを有する第二ケーブル(第二電力線)30と、遮蔽層22、32に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段1とを具える構成である。第一ケーブル20と第二ケーブル30としては、例えば、3相のケーブルコアを具える多相電力ケーブルにおいて、相の異なるケーブルが挙げられる。

本例で用いた信号注入/抽出手段1は、上記実施例1と同様にインダクティブ方式で信号の結合を行うものであり、フェライトコア2と、フェライトコア2に配置されて通信信号が伝送される巻線3とを具える。

そして、本例では、電力機器室Aと電力機器室B間に布設される第一ケーブル20及び第二ケーブル30において、電力機器室Aに導入される端部側(図2において左側)の遮蔽層22、32に接続される接地線23a、33a、及び電力機器室Bに導入される端部側(同右側)の遮蔽層22、32に接続される接地線23b、33bのそれぞれに信号注入/抽出手段1を配置している。そして、接地線23a、33aにそれぞれ配置される信号注入/抽出手段1にPLCモデムAを接続し、接地線23b、33bにそれぞれ配置される信号注入/抽出手段1にPLCモデムBを接続し、モデムA(B)から差動信号を注入する。

この構成により、例えば、PLCモデムAから通信信号の注入を行うと、PLCモデムAが接続された第一ケーブル20側の信号注入/抽出手段1の巻線3に信号電流が流れ、この巻線3に流れる電流によってフェライトコア2に磁界が発生して印加される。この磁界とフェライトコア2の透磁率に応じて、接地線23aに信号電流が流れ、信号が注入される。接地線23aから第一ケーブル20の遮蔽層22を経てもう一方の接地線23bに伝送される。そして、大地を経て、第二ケーブル30の接地線33bに伝送され、第二ケーブル30の遮蔽層32を経てもう一方の接地線33aに伝播される。このように接地線23a→遮蔽層22→接地線23b→(大地→)接地線33b→遮蔽層32→接地線32aという閉回路を通信信号の伝送路として利用する。

また、図2に示すように接地線23bに信号注入/抽出手段1を具える場合、接地線23bに流れる信号電流により、この信号注入/抽出手段1のフェライトコア2に磁界が生じて印加される。この磁界とフェライトコア2の透磁率に応じて、接地線23bに配置される信号注入/抽出手段1の巻線3に信号電流が流れて、PLCモデムBから信号を抽出することができる。同様に接地線33aに配置される信号注入/抽出手段1によりPLCモデムAから、接地線33bに配置される信号注入/抽出手段1によりPLCモデムBから信号を抽出することができる。

この例に示すシステムも、実施例1と同様に、第一ケーブル20、第二ケーブル30に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段1を用いており、PLCモデムを第一ケーブル20、第二ケーブル30に直接接続しないため、容易に構築することができる。また、インダクティブ方式を利用した通信信号の注入/抽出を行うことで、コンデンサによる電力供給用電流の遮断が不要であり、コンデンサの故障に伴う電力線間の短絡を防止できる。更に、信号注入/抽出手段1のフェライトコア3を接地線に配置するため、コア3が磁気飽和しにくく、導体にコア3を配置する場合よりも結合損失を低減できる。加えて、遮蔽層を伝送路に用いることで、第一ケーブル20、第二ケーブル30が太径であったり、ケーブル端末部に特殊ジョイントが設けられていても、フェライトコア3の配置を簡単に行うことができる。

そして、本例に示すシステムでは、遮蔽層-大地間に通信信号の伝播を行う上記実施例1と比較して、相の異なるケーブルの遮蔽層間に通信信号の伝播を行うことで、インピーダンスがより安定しているため、信号の伝播性に優れる。

本発明システムは、電力線搬送通信を行う場合に利用することが適する。特に、シールド層を具える電力線を信号伝送路として電力線搬送通信を行う場合に好適である。

本発明電力線搬送通信システムの概略を示す模式図であり、通信信号を電力線の遮蔽層-大地間に伝播させる例を示す。本発明電力線搬送通信システムの概略を示す模式図であり、通信信号を異なる電力線の遮蔽層間に伝播させる例を示す。 PLC方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、PLCユーザ家屋が一戸建て住宅の場合を示す。 PLC方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、PLCユーザ家屋が集合住宅の場合を示す。 FTTH方式とPLC方式を併せた通信システムの概要を模式的に示した説明図である。 PLC方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、低圧配電線及び高圧配電線の両方を利用する場合を示す。低圧配電線及び高圧配電線の両方を利用するPLC方式の通信システムにおいて複数の集合住宅と上位のネットワークとの接続状態を模式的に示す説明図である。低圧配電線における電力供給用電流の遮断構成を示す模式図である。高圧配電線における電力供給用電流の遮断構成を示す模式図である。 (A)は、電力線にインダクティブ式の信号注入/抽出装置を配置した状態を示す模式図、(B)はフェライトコアを構成する分割片間にギャップを設けた状態を示す模式図である。 (A)は、電力線と電力機器間の導体の外周にフェライトコアを配置した状態を示す模式図、(B)は、電力線と電力機器間の導体の外周に特殊ジョイントが設けられた状態を示す模式図である。

符号の説明

1 信号注入/抽出手段 2 フェライトコア 3 巻線
10 ケーブル 11、21、31 導体 12、22、32 遮蔽層
13a,13b,23a,23b,33a,33b 接地線 20 第一ケーブル 30 第二ケーブル
80 接続構造
90,91,93〜95 電力線 92 高圧配電線 94a 導体 94b 絶縁層
94c 遮蔽層 96 信号注入/抽出装置 97 巻線 98 フェライトコア
98a 分割片 99 ギャップ
100 低圧配電線 101 電柱 102 トランス 103 光ファイバケーブル
104 親モデム 105 接続箱
200,200A〜200F,210A〜210C,220A〜220C PLCユーザ家屋 201 引き込み線
202 屋内配線 203,203A,203B 子モデム 204 電力量メータ 205 分電盤
206 コンセント 207、207A、207B 端末機器 210,220 集合住宅
250 中継モデム 251 第一親モデム 252 第二親モデム
300 上位のネットワーク 400 電力機器室 401 電力機器 500 MC
600 電力量メータ室 700 第一変圧室 701,711 変圧器 710 第二変圧室

Claims

導体と、前記導体の外周に配置される遮蔽層とを有する第一電力線と、
前記遮蔽層に非接触で通信信号の注入/抽出が可能な信号注入/抽出手段とを具えることを特徴とする電力線搬送通信システム。
遮蔽層は、接地線を介して接地され、この接地線に信号注入/抽出手段を配置して通信信号の注入/抽出を行うことを特徴とする請求項1に記載の電力線搬送通信システム。
遮蔽層は、接地されており、遮蔽層と大地とで構成される閉回路を通信信号の伝送路とすることを特徴とする請求項1に記載の電力線搬送通信システム。
更に、導体と、前記導体の外周に配置される遮蔽層とを有する第二電力線を具え、
第一電力線の遮蔽層及び第二電力線の遮蔽層は、それぞれ接地されており、
前記第一電力線の遮蔽層と、前記第二電力線の遮蔽層と、大地とで構成される閉回路を通信信号の伝送路とすることを特徴とする請求項1に記載の電力線搬送通信システム。
信号注入/抽出手段は、遮蔽層の外周に配置される強磁性体と、強磁性体に配置されて通信信号が伝送される巻線とを具えることを特徴とする請求項1に記載の電力線搬送通信システム。
更に、信号注入/抽出手段に接続されると共に、通信信号を変復調する電力線搬送通信装置を具えることを特徴とする請求項1に記載の電力線搬送通信システム。