JP2006140580A - 電力線搬送通信方式、電力線搬送通信方法および電力線搬送通信用分電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク接続されたデバイスに対して行われる不正なアクセスやパケットをフィルタリングする電力線搬送通信方式を提供する。
【解決手段】この電力線搬送通信方式は、電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換する第１電力線モデムと、前記ネットワーク信号をフィルタリングするファイアウォール手段と、前記ファイアウォール手段でフィルタリングされたネットワーク信号を高周波の電気信号に変換する第２電力線モデムと、前記分離装置で分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波の電気信号を合成して電力線とする合成手段とを備えたものであり、これにより電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力線搬送通信方式、電力線搬送通信方法および電力線搬送通信用分電装置に関し、より詳細には、電力線搬送通信でネットワーク接続されたデバイスに対して行われる不正なアクセスやパケットをフィルタリングする技術に関する。

近年、コンピュータの周辺機器の共有化、情報の共有化、ゲーム、インターネット等の目的のために、家庭内における情報通信のニーズが高まってきている。そのため、オフィスのみならず一般家庭でも通信ネットワークの需要が増している。

従来、通信ネットワークシステムを構築するためには、伝送路として各端末装置に対し個別に専用線を配線している。このため、端末装置や中継装置などのネットワーク機器を新規導入したり移動したりする際には、新規に配線を施したり、既存の配線を変更したりする必要があり、この工事のための労力が多大であるとともに、変更後に不要な専用線が余るなどの無駄が大きいという難点がある。

この問題を解決する方法として、（１）無線通信ネットワークを使う方法、または（２）電力線による通信ネットワークを使う方法がある。
しかし、無線通信ネットワークの場合は、無線通信が金属製の壁などにより遮断される点や、伝達できる距離に制限がある点といった利用上の制約があり、また、隣接した精密機器の動作に影響を与える可能性があるという問題もある。

また、近年注目されている電力線による通信ネットワーク（電力線ネットワーク、あるいは電力線搬送通信（ＰＬＣ））は、電力とネットワーク情報を合成した電気信号を電力線に流し、屋外から送られて来たネットワーク信号を電力線モデムで高周波のネットワーク情報に分離してＰＣ（Personal Computer）等により受信する。また、屋内にあるＰＣ等から送信されたネットワーク信号は、電力線モデムにより電力線に重畳されて屋外へ送信される（特許文献１、２参照）。

一方、ネットワークセキュリティを確保するための技術として、ファイアウォールが知られている。ファイアウォールとは、インターネット等の外部ネットワークと、企業内ＬＡＮ（Local Area Network）等の内部ネットワークとの間に置かれ、予め決められた基準に基づいて、各データについて通信を許可するか否かを制御することにより、外部ネットワークから内部ネットワークへの侵入等を阻止するための技術である（特許文献３）。

このようなファイアウォールには、様々な方式のものがあるが、そのうちの一つに、パケットフィルタリング型のファイアウォールがある。パケットフィルタリング型のファイアウォールは、パケット毎に、外部ネットワークから内部ネットワークへの（又は、内部ネットワークから外部ネットワークへの）通過を許可するか否かの制御を行うものであり、このような制御は、予め決められたフィルタリングルールに従って行われる。

通常、フィルタリングルールでは、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号、プロトコルの種類等によってフィルタリングの対象にするパケットが特定され、当該パケットに対する処置（通過、拒否等）が指定される。
特開平１０−１４５２６５号公報 特開２００３−１６９００３号公報 特開２００３−２６３３７６号公報

上述したような電力線ネットワークを用いた場合、電力とネットワーク情報が混在した電気信号のまま部屋の壁などのコンセントまで搬送し、部屋にあるＰＣなどのデバイスに電力ケーブル一本で接続し、ＰＣなどのデバイスで電力とネットワーク情報を分離するということが考えられる。

この場合、ユーザがネットワークセキュリティの設定を十分にせずにデバイスをコンセントに接続すると、インターネットに直ちに接続されてしまい、インターネットのウイルスやクラッカーの脅威にさらされる危険性があるという問題がある。

これを解決するためには、電力線が届く居室のコンセントではなく分電盤付近で電力とネットワーク情報を分離して、このネットワーク情報に対してファイアウォールを設置し、ハブ等を用いてそれぞれ別の経路を利用して電力とネットワーク情報を搬送し、壁にある電力用コンセントやネットワーク端子のコネクタによって、部屋で接続できるようにする方法がある。

しかし、いったん分離された電力とネットワーク信号は別々の経路を通るため、有線ネットワークの利用を考えた場合、部屋にあるＰＣなどのネットワーク接続対象のデバイスに、電力用ケーブルとネットワーク用ケーブルという二本のケーブルを接続する必要があり、別々の壁からケーブルを這いまわすことになる。したがって、住居の美観を損ねると同時に安全面で言えばケーブルに足を引っ掛けてデバイスの転倒や電源断等となる可能性が高くなるという問題がある。

また、ファイアウォールから先を無線ネットワークで構築した場合は、ケーブルは電力用ケーブルの一本だけで良いが、前述したように、ネットワーク情報が金属製の壁などにより遮断される点や、伝達できる距離に制限がある点といった利用上の制約がでてくる。また、隣接した精密機器の動作に影響を与える可能性があるという問題もでてくる。

本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、電力線搬送通信によるユーザの利便性を確保しつつ、電力線搬送通信でネットワーク接続されたデバイスに対して行われる不正なアクセスやパケットをフィルタリングする電力線搬送通信方式、電力線搬送通信方法および電力線搬送通信用分電装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電力線からネットワーク情報と電力に分離し、前記分離されたネットワーク情報をフィルタリングし、該フィルタリングされたネットワーク情報と前記分離された電力とを合成して電力線とすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換する第１電力線モデムと、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングするファイアウォール手段と、前記ファイアウォール手段でフィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換する第２電力線モデムと、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を合成して電力線とする合成手段とを備え、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電力線搬送通信方式において、前記ファイアウォール手段への条件設定の入力と表示を行う操作手段を備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の電力線搬送通信方式において、前記ファイアウォール手段にネットワーク接続端子を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２、３または４のいずれかに記載の電力線搬送通信方式において、前記合成手段で合成された電力線を分配する分電盤を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電力線搬送通信方式において、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と、前記合成手段で合成された電力線とを前記分電盤へ入力し、前記分電盤はこれらの電気信号を切り替える切替手段を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、電力線からネットワーク情報と電力に分離し、前記分離されたネットワーク情報をフィルタリングし、該フィルタリングされたネットワーク情報と前記分離された電力とを合成して電力線とすることによって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングするようにしたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離し、第１電力線モデムで前記分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換し、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングし、第２電力線モデムで前記フィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換し、前記分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を電力線として合成することによって、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングするようにしたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電力線搬送通信方法において、前記フィルタリングへの設定を指定できるようにしたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の電力線搬送通信方法において、前記フィルタリングした後のネットワーク信号をネットワーク接続端子で外部に取り出せるようにしたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項８、９または１０のいずれかに記載の電力線搬送通信方法において、前記合成された電力線を分電盤へ入力し、該分電盤をブレーカとして使用することを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の電力線搬送通信方法において、前記分離された低周波成分の電気信号と、前記合成された電力線とを前記分電盤で、これらの電気信号を切り替えるようにしたことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換する第１電力線モデムと、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングするファイアウォール手段と、前記ファイアウォール手段でフィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換する第２電力線モデムと、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を合成して電力線とする合成手段と、前記合成手段で合成された電力線を分配する分電盤を備え、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングすることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記ファイアウォール手段への条件設定の入力と表示を行う操作手段を備えることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記ファイアウォール手段にネットワーク接続端子を備えることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１３、１４または１５に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と、前記合成手段で合成された電力線とを前記分電盤へ入力し、前記分電盤はこれらの電気信号を切り替える切替手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電力線搬送通信において、電力線から分離したネットワーク信号から屋内に設置された各種デバイスへの不正なアクセスやパケットをフィルタリングできるので、電力線搬送通信の利点を生かしつつ、ネットワーク通信のセキュリティの向上が図れる。また、屋内に設置された各種デバイスの誤動作や故障などの原因が排除される。

以下、本発明の電力線搬送通信方式に係る好適な実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態の電力線搬送通信方式を利用した全体構成を示す図であり、図１において、電力線搬送通信を担う電力線は、屋外の電柱などで光ファイバからのネットワーク信号と電力とを重畳してから引込み線、電力量計を経て屋内に引込まれ、屋内電灯線によって各部屋のコンセントに配電され、各種のデバイス（例えば、テレビ、冷蔵庫、ビデオ、ゲーム機等の家電機器や、ホームサーバ、コンピュータ、プリンタ等の情報機器）と接続される。

ファイアウォール装置１０は、電力量計の直後の屋内に設置され、屋内に引込まれた電力線に重畳された高周波成分と低周波成分とに分離し、その後、高周波成分をネットワーク信号へ復調し、このネットワーク信号から各種デバイスに悪影響を起こす信号をフィルタリングし、そのフィルタリングされたネットワーク信号を高周波信号に変調し、先に分離した低周波信号と重畳して屋内電灯線へ出力する。

図２は、本実施形態のファイアウォール装置１０の構成を示すブロック図であり、ファイアウォール装置１０は、分離手段１１、第１電力線モデム１２、ファイアウォール手段１３、第２電力線モデム１４、合成手段１５から構成される。

分離手段１１は、高周波成分と低周波成分とを分離する周波数フィルタであり、電力線に重畳されたネットワーク情報を含む高周波成分（周波数４００キロヘルツ（ＫＨｚ）程度）と電力の低周波成分（周波数数１０ヘルツ（Ｈｚ）程度）をそれぞれ分離する。分離された一出力である低周波信号は、そのまま合成手段１５に入力される。

一方、他の出力である高周波成分は、第１電力線モデム１２に入力され、第１電力線モデム１２は、分離された高周波成分をネットワーク接続可能な信号に変換して、ファイアウォール手段１３へ入力する。

ファイアウォール手段１３は、予め設定されたフィルタリングルールに従って不正な外部からのアクセスの制御や、パケットをフィルタリングし、屋外のネットワークから屋内のネットワークへの侵入等を阻止するものであり、ネットワーク情報のフィルタリングを行うファイアウォールの機能があれば、コンピュータとその上で動作するプログラムであっても構わない。

ファイアウォール手段１３では、受信したパケットのデータに対して、次のような判定を行う。
（１）予め決められた文字列（猥褻な言葉や差別用語等）が含まれるかの判定、
（２）スパムメールに関連するパケットであるかの判定、
（３）ポートスキャンに関連するパケットであるかを判定。

この判定で不正がなかった場合には、当該パケットをそのまま第２電力線モデム１４へ出力する。
一方、判定で不正があった場合には、当該パケット、不正の種類および不正のあった時間とをログとして記憶するとともに、当該パケットをｎｕｌｌパケットに置き換えて第２電力線モデム１４へ出力する。また、不正のあった当該パケットの代わりに、通信できないことを知らせる警報のパケットに置き換えて第２電力線モデム１４へ出力するようにして、通信相手に注意を喚起するようにしてもよい。

第２電力線モデム１４は、フィルタリングされたネットワーク接続可能な信号を電力線上に流すことができる高周波信号に変換し、合成手段１５へ出力する。
この第１電力線モデム１２と第２電力線モデム１４は、電力線を流れる高周波成分の信号とイーサネット（登録商標）を流れるネットワーク信号とに相互に変換できるものであれば、同じものであっても構わない。

合成手段１５は、分離手段１１から出力された低周波信号（電力）に、第２電力線モデムにより出力された高周波信号（ネットワーク情報）を重畳し、電力線として屋内電灯線に出力する。

このような構成により、ユーザは部屋に設置された家電機器や情報機器等のデバイスを一本の電力ケーブルで電灯線のコンセントに接続すれば、電力とネットワーク情報の両方を得ることができ、有線ネットワーク接続時の住居の美観を損ねると同時に安全面で言えばケーブルに足を引っ掛ける可能性が高くなるという問題や、無線ネットワーク接続時のネットワーク情報が金属製の壁などにより遮断される点や、伝達できる距離に制限がある点といった利用上の制約、および隣接した精密機器の動作に影響を与える可能性があるという問題を解消できる。ここでの各種デバイスとしては、電力線搬送通信が可能なデバイスとするが、対応していないデバイスのときには電力線モデムを介して接続すればよい。
また、同時に、ネットワーク情報のインターネットセキュリティを守ることができる。

図３は、上述したファイアウォール装置１０をブレーカとして構成したブロック図である。このブレーカは、分離手段１１、第１電力線モデム１２、ファイアウォール手段１３、第２電力線モデム１４、合成手段１５、操作部１６、分電盤１７から構成される。なお、図２と同じ機能については、同じ符号を付し説明を省略する。

操作部１６は、設定値のキーボードやタッチパネル等からなる入力部と、ガイドや結果を表示する液晶パネルからなる表示部を備えており、この操作部１６によってファイアウォール手段１３へフィルタリングルール等の設定および結果等を表示する。
分電盤１７は、合成手段１５からネットワーク情報と電力を重畳されて出力された電力線を各部屋の各コンセントへ分配する分電盤である。

このように、分電盤を加えることで、一般的な住居に存在する分電盤（ブレーカ）と一体化し、住居へ搬送される電力のおおもとでネットワーク情報を集中管理できるので、住居内のネットワーク情報のセキュリティを守ることができる。また、操作部を備えるようにしたので、ファイアウォール手段１３への各種設定が容易になる。
さらに、本実施形態のファイアウォール装置１０と分電盤１７を別に設置するのではなく、本実施形態のファイアウォール装置を分電盤の中に組み込むように一体化するようにしてもよい。

図４は、合成手段１５から出力されるネットワーク情報が付加された電力線と、分離手段１１から出力されるネットワーク情報が除去された電力線の２系統を供給するようにした構成を示すブロック図である。
この場合の分電盤１７は、分電盤中のスイッチによって、この２系統の電力線を切り替えるようにして、ネットワーク情報を利用できる系統と利用できない系統を分離可能とした。

このように構成すると、ネットワーク情報を利用できる系統の場合には、屋外からの電力線ネットワーク対応機器の不正利用や屋内ネットワークへの進入を防いだり、また、ネットワーク情報を利用できない系統の場合には、未成年者の部屋のコンセントに対してネットワーク情報を遮断できるので適切な年齢に達するまで機器の利用ができないようにできる。

図５は、上述のファイアウォール手段１３にさらにネットワーク接続端子１９を加えた構成を示すブロック図である。この場合には、ファイアウォール手段１３のネットワーク接続端子１９から部屋に設けたコネクタへ接続するようにしておく。これにより、ファイアウォール手段１３からのネットワーク情報をそのままネットワーク接続可能なコンピュータなどのデバイスに接続することが可能になり、このコンピュータ２０からファイアウォール手段１３の設定を行うことができる。
さらに、図３あるいは図４のように操作部を設けるようにすればファイアウォール手段１３に対して、フィルタリングルールを直接設定することもできる。

このように構成すると、電力とネットワーク情報を分離する機能を持たないコンピュータなどのデバイス、即ち電力線搬送通信に対応していない（古い）コンピュータなどのデバイスと、電力線搬送通信に対応しているデバイス間でもネットワークを構築することができる。また、ネットワーク接続されたコンピュータからファイアウォール装置の設定を行うことができるため、設定が容易になる。

本発明の実施形態の電力線搬送通信方式を利用した全体構成を示す図である。 本実施形態のファイアウォール装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態のファイアウォール装置をブレーカとして構成したときのブロック図である。 ネットワーク情報が付加された電力線と、ネットワーク情報が除去された電力線の２系統を供給する本実施形態の構成を示すブロック図である。 ファイアウォール手段にネットワーク接続端子を加えた本実施形態の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…ファイアウォール装置、１１…分離手段、１２…第１電力線モデム、１３…ファイアウォール手段、１４…第２電力線モデム、１５…合成手段、１６…操作部、１７…分電盤、１９…ネットワーク接続端子、２０…コンピュータ。

Claims (16)

1. 電力線からネットワーク情報と電力に分離し、前記分離されたネットワーク情報をフィルタリングし、該フィルタリングされたネットワーク情報と前記分離された電力とを合成して電力線とすることを特徴とする電力線搬送通信方式。
2. 電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換する第１電力線モデムと、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングするファイアウォール手段と、前記ファイアウォール手段でフィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換する第２電力線モデムと、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を合成して電力線とする合成手段とを備え、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングすることを特徴とする電力線搬送通信方式。
3. 請求項２に記載の電力線搬送通信方式において、前記ファイアウォール手段への条件設定の入力と表示を行う操作手段を備えることを特徴とする電力線搬送通信方式。
4. 請求項２または３に記載の電力線搬送通信方式において、前記ファイアウォール手段にネットワーク接続端子を備えることを特徴とする電力線搬送通信方式。
5. 請求項２、３または４のいずれかに記載の電力線搬送通信方式において、前記合成手段で合成された電力線を分配する分電盤を備えることを特徴とする電力線搬送通信方式。
6. 請求項５に記載の電力線搬送通信方式において、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と、前記合成手段で合成された電力線とを前記分電盤へ入力し、前記分電盤はこれらの電気信号を切り替える切替手段を備えることを特徴とする電力線搬送通信方式。
7. 電力線からネットワーク情報と電力に分離し、前記分離されたネットワーク情報をフィルタリングし、該フィルタリングされたネットワーク情報と前記分離された電力とを合成して電力線とすることによって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングするようにしたことを特徴とする電力線搬送通信方法。
8. 電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離し、第１電力線モデムで前記分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換し、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングし、第２電力線モデムで前記フィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換し、前記分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を電力線として合成することによって、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングするようにしたことを特徴とする電力線搬送通信方法。
9. 請求項８に記載の電力線搬送通信方法において、前記フィルタリングへの設定を指定できるようにしたことを特徴とする電力線搬送通信方法。
10. 請求項８または９に記載の電力線搬送通信方法において、前記フィルタリングした後のネットワーク信号をネットワーク接続端子で外部に取り出せるようにしたことを特徴とする電力線搬送通信方法。
11. 請求項８、９または１０のいずれかに記載の電力線搬送通信方法において、前記合成された電力線を分電盤へ入力し、該分電盤をブレーカとして使用することを特徴とする電力線搬送通信方法。
12. 請求項１１に記載の電力線搬送通信方法において、前記分離された低周波成分の電気信号と、前記合成された電力線とを前記分電盤で、これらの電気信号を切り替えるようにしたことを特徴とする電力線搬送通信方法。
13. 電力線から電気信号の高周波成分と低周波成分を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された高周波成分の電気信号をネットワーク接続可能なネットワーク信号に変換する第１電力線モデムと、前記ネットワーク信号を設定に応じてフィルタリングするファイアウォール手段と、前記ファイアウォール手段でフィルタリングされたネットワーク信号を高周波成分の電気信号に変換する第２電力線モデムと、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と前記第２電力線モデムで変換された高周波成分の電気信号を合成して電力線とする合成手段と、前記合成手段で合成された電力線を分配する分電盤を備え、電力線によって流れてきたネットワーク情報のみをフィルタリングすることを特徴とする電力線搬送通信用分電装置。
14. 請求項１３に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記ファイアウォール手段への条件設定の入力と表示を行う操作手段を備えることを特徴とする電力線搬送通信用分電装置。
15. 請求項１３または１４に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記ファイアウォール手段にネットワーク接続端子を備えることを特徴とする電力線搬送通信用分電装置。
16. 請求項１３、１４または１５に記載の電力線搬送通信用分電装置において、前記分離手段で分離された低周波成分の電気信号と、前記合成手段で合成された電力線とを前記分電盤へ入力し、前記分電盤はこれらの電気信号を切り替える切替手段を備えることを特徴とする電力線搬送通信用分電装置。