JP2007221251A - 多重伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】
現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、配電塔や開閉器の機器の劣化状況を監視できる多重伝送システムを提供することにある。
【解決手段】
２対の通信ケーブルのうち、第１の１対の通信ケーブル６ａによりＦＳＫ送信器４ａから低周波数帯を用い通信する低周波信号がＦＳＫ受信器５ｂに一方向に伝送し、第２の１対の通信ケーブル６ｂによりＦＳＫ送信器４ｂからＦＳＫ受信器５ａに他方向に伝送する。ＯＦＤＭ送受信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが送受信する高周波帯の高周波信号は、等周波数間隔に配置された少なくとも３つ以上の搬送波からなり、これらの搬送波に割当てるデータは伝送の状況に応じて変える。ＯＦＤＭ送受信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの高周波数帯の高周波信号は、２対の通信ケーブル６ａ，６ｂに双方向で伝送される。低周波信号と高周波信号は、重畳される。
【選択図】図１

Description

本発明は、多重伝送システムに係り、特に、送電系統の配電塔や開閉器の監視及び制御用に敷設されている送電系統監視用通信線を用いる通信装置間の高速通信に好適な多重伝送システムに関する。

一般需要家に１００Ｖあるいは２００Ｖの電力供給を行う場合には、６．６ｋＶの電圧で送電線（配電線）を介して配電し、柱上あるいは路上設置の変圧器にて１００／２００Ｖに変換し供給する。６．６ｋＶの配電線の特定区間で故障があると、その地点より遠方の地域は停電となるため、６．６ｋＶ配電線に開閉器を設け故障区間を迂回して電力を配電する対策が採られている。この開閉器の監視制御を行うため、配電線と平行して通信線が敷設されている。通信線に接続されている開閉器制御用の通信装置（遠制子局）は１００個以上であり、最大距離は１０ｋｍを越える。

６．６ｋＶを送電する変電所が一般需要家から遠距離に有る場合には、変電所から２２ｋＶで送電し配電塔にて６．６ｋＶに変換して、６．６ｋＶにて変圧器まで配電する。変電所から配電塔までは同じく通信線が敷設されており、配電塔の監視制御を行っている。通信線の距離は２０ｋｍ以上の場合も多く、信号減衰が大きいため途中に中継器を設ける場合もある。

監視情報は電圧，電流の異常の有無、開閉器の接点情報であり、通信距離も長いために、例えば、特許第３５５８８６４号公報に記載のように、ＦＳＫ（周波数遷移変調）通信方式が用いられる。ＦＳＫ（周波数遷移変調）通信方式の周波数帯は、例えば、５ｋＨｚ以下で、伝送速度は２００ｂｐｓ〜１２００ｂｐｓの低い通信システムが採用されている。

配電塔や開閉器の機器の劣化状況は、一般に、定期的に保安員が目視にて点検している。なお、例えば、特開平１０−３０４６０１号公報に記載のように、機器の状況をカメラで監視し、カメラの撮影情報を光ファイバで伝送したり、例えば、特開２００２−１０５３１号公報に記載のように、ＰＨＳ等の無線システムを利用して伝送する提案もなされている。

また、開閉器の遠隔監視においては、電圧や電流以外に力率などの多数の情報を収集すれば、電力系統の安定化等を図ることが可能である。この点に関し、例えば、特開平１１−６９６６５号公報に記載のように、光ファイバを用いてこれらの情報を収集監視している提案もなされている。

特許第３５５８８６４号公報 特開平１０−３０４６０１号公報 特開２００２−１０５３１号公報 特開平１１−６９６６５号公報

しかしながら、配電塔や開閉器の機器の劣化状況をカメラで監視し、カメラの撮影情報を、特許第３５５８８６４号公報に記載のような従来のＦＳＫ通信方式で伝送しようとすると、ＦＳＫ通信方式では、通信速度が低速であるため、一定周期で異常の有無を通信している従来の監視周期が低下するという問題が生じる。

一方、特開平１０−３０４６０１号公報や特開２００２−１０５３１号公報に記載のように、カメラ監視用に光ファイバやＰＨＳ等の無線システムを利用する方式では、光ファイバの敷設費や無線回線の使用料が発生するなどのコスト上の問題がある。

また、開閉器の遠隔監視においては、電圧や電流以外に力率などの多数の情報を収集するため、特開平１１−６９６６５号公報に記載のように、光ファイバを用いてこれらの情報を収集監視すると、１営業所当たりに設置されている開閉器は数千個以上であり、コスト上の問題が生じる。

本発明の目的は、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、配電塔や開閉器の機器の劣化状況を監視できる多重伝送システムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、開閉器の遠隔監視のための多数の情報を収集できる多重伝送システムを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、配電塔あるいは開閉器と変電所等に設置される監視装置との間を２対の通信ケーブルを用いて通信する通信システムに用いられ、１０ｋＨｚ以下の低周波数帯を用い通信する低周波信号は、前記２対の通信ケーブルのうち、第１の１対の通信ケーブルにより一方向に、第２の１対の通信ケーブルにより他方向に伝送され、前記の低周波数帯より高い周波数の高周波数帯の高周波信号は、前記第１及び第２の２対の通信ケーブルの両方に双方向で伝送され、前記低周波信号と前記高周波信号は、重畳されて多重信号として伝送され、前記高周波帯の高周波信号は、等周波数間隔に配置された少なくとも３つ以上の搬送波からなり、これらの搬送波に割当てるデータは伝送の状況に応じて変えるようにしたものである。
かかる構成により、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、配電塔や開閉器の機器の劣化状況を監視できるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記高周波帯は、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数を含み、前記周波数間隔は、６０Ｈｚ〜３ｋＨｚの間である。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記第１の通信ケーブル上の多重信号から低周波信号をフィルタにて分離し増幅後に第２の通信ケーブルに出力し、前記第２の通信ケーブル上の多重信号から低周波信号をフィルタにて分離し増幅後に第１の通信ケーブルに出力し、前記第１の通信ケーブル上の多重信号から高周波信号をフィルタにて分離しデジタル信号に復調し、このデジタル信号を入力しこの高周波信号に変調し第２の通信ケーブルに出力し、前記第２の通信ケーブル上の多重信号から高周波信号をフィルタにて分離しデジタル信号に復調し、このデジタル信号を入力しこの高周波信号に変調し第１の通信ケーブルに出力する中継器を備えるようにしたものである。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記中継器で受信される前記高周波信号の各搬送波に割当てるデータ長と、中継器から送信される前記高周波信号の各搬送波に割当てるデータ長とは、お互いに独立に設定されるものである。

（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局と配電用開閉器を監視制御する遠制子局が、通信ケーブルを介して通信する通信システムであって、前記遠制子局は、低周波帯域あるいは高周波帯域のいずれか一方を用いて通信するＯＦＤＭ遠制子局を備え、前記営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局は、前記低周波帯域のＯＦＤＭ遠制親局と、高周波帯域のＯＦＤＭ遠制親局の両方を備え、両周波数帯の信号は、前記通信ケーブル上にて周波数多重され、前記営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局と複数の遠制子局との伝送速度は、伝送路の状況に応じて異なるようにしたものである。
かかる構成により、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、開閉器の遠隔監視のための多数の情報を収集できるものとなる。

（６）上記（５）において、好ましくは、前記高周波数帯の帯域巾は前記低周波帯より広く、前記高周波帯のＯＦＤＭ搬送波の周波数間隔は、前記低周波数帯のＯＦＤＭ搬送波の周波数間隔より広くしたものである。

（７）上記（５）において、好ましくは、通信距離の短い場所に設置される前記ＯＦＤＭ遠制子局は前記高周波数帯を利用し、通信距離の長い場所に設置される前記ＯＦＤＭ遠制子局は前記低周波数帯を利用して通信するようにしたものである。

本発明によれば、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、配電塔や開閉器の機器の劣化状況を監視できるようになる。

また、本発明によれば、現在敷設され通信に利用されている通信ケーブルを利用して、開閉器の遠隔監視のための多数の情報を収集できるようになる。

以下、図１〜図６を用いて、本発明の一実施形態による多重伝送システムについて、配電塔監視システムを一例として説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による多重伝送システムのシステム構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による多重伝送システムの構成を示すシステム構成図である。

図１に示すように、配電塔側には、開閉器１や、電圧，電流，開閉器１の開閉状態などを検出する各種センサ２（２ａ，２ｂ）が、制御装置３に接続されている。制御装置３は、開閉器１や各種センサ２により異常の有無を検出する。また、制御装置３には、ＦＳＫ（周波数遷移変調：Frequency Shift Keying）送信器４ａ及びＦＳＫ受信器５ａが接続されている。

一方、営業所側には、監視装置７と、表示装置３７が接続されている。監視装置７には、ＦＳＫ送信器４ｂ及びＦＳＫ受信器５ｂが接続されている。
営業所側の監視装置７は、一定周期にて配電塔側の状態監視送信要求を、ＦＳＫ送信器４ｂに送る。ＦＳＫ送信器４ｂは、ＦＳＫ変調された信号を、下りの１対の通信ケーブル６ｂにて配電塔側のＦＳＫ受信器５ａに送信する。配電塔側のＦＳＫ受信器５ａで受信された状態監視送信要求は、制御装置３に送信される。

制御装置３は、営業所側の監視装置７からの送信要求に従い、ＦＳＫ送信器４ａを介して上りの１対の通信ケーブル６ａに監視情報を送信する。営業所側では、ＦＳＫ受信器５ｂによって監視情報を受信し、監視装置７を介して表示装置３７に配電塔の状態が表示される。以上の構成が従来の配電塔監視システムの構成及び動作手順である。

前記の構成に対して、本実施形態では、さらに、配電塔側には、配電塔を監視するための複数の監視カメラ８ａ，８ｂ，８ｃが、設置される。監視カメラ８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ、カメラ制御器９ａ，９ｂと接続されている。カメラ制御器９ａ，９ｂは、それぞれ、カメラ情報を送信し、また、カメラ制御情報を受信するためにＯＦＤＭ（直交周波数分割多元通信：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の送受信器１０ａ，１０ｂに接続されている。ＯＦＤＭ送受信器１０ａ，１０ｂは、それぞれ、上り通信ケーブル６ａ及び下り通信ケーブル６ｂに接続されている。

一方、営業所側でも、同様に通信ケーブル６ａ，６ｂそれぞれにＯＦＤＭ送受信器１０ｃ，１０ｄが接続されている。映像監視装置１１ａ，１１ｂは、配電塔側の監視カメラの選択や、ズーム等のカメラ制御情報を送信する。配電塔側のカメラ制御器９ａ，９ｂは、映像監視装置１１ａ，１１ｂからの制御情報に従い、監視カメラ８ａ，８ｂ，８ｃの映像情報をＯＦＤＭ送受信器１０ａ，１０ｂ及び通信ケーブル６ａ，６ｂを介して通信する。

ここで、図２を用いて、本実施形態による多重伝送システムにおける通信周波数帯域について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による多重伝送システムにおける通信周波数帯域の説明図である。

図２において、搬送波ｆ０，ｆ１は、ＦＳＫ送信器４，ＦＳＫ受信器５に用いられるもので、その周波数は１ｋＨｚ〜５ｋＨｚの間に設けられている。搬送波ｆ０がデータ０、搬送波ｆ１がデータ１に割当てられ、ｆ０，ｆ１の搬送波周波数を検出することでデータを送受信する。

ＯＦＤＭ送受信器１０（１０ａ，１０ｂ）の通信周波数帯Ｗ０は、ＦＳＫ方式の搬送波周波数ｆ０，ｆ１より高い周波数領域に、搬送波Ｆａから搬送波Ｆｎまでの複数の搬送波を等間隔に設けている。

このように、ＦＳＫ信号とＯＦＤＭ信号を周波数多重しているため、お互いに干渉せずに、同一の通信ケーブル６ａ，６ｂを利用して時間的に同時に通信することができる。さらに、上り下りの通信ケーブル６ａ，６ｂのそれぞれに、ＯＦＤＭ送受信器１０ａ，１０ｂを接続することにより、独立した２つの通信システムを動作させることができ、全体の伝送速度が２倍となるため、映像情報などの大容量データの通信に適するものとなる。

次に、図３を用いて、本実施形態による多重伝送システムにおいて用いられる通信ケーブルの減衰特性について説明する。ここでは、通信ケーブルと使用される型式ＣＰＥＶ線の長さ１ｋｍでの減衰特性を示している。
図３は、本発明の一実施形態による多重伝送システムにおいて用いられる通信ケーブルの減衰特性の説明図である。図３の横軸は周波数（ｋＨｚ）を示し、縦軸は抵抗値（ｄＢｋｍ）を示している。

図３に示すように、通信ケーブルの減衰特性は、周波数に比例して減衰が大きくなっている。図中の数字はケーブルの直径（０．６５ｍｍ．０．９ｍｍ．１．２ｍｍ）を示しており、直径が大きいほど減衰は小さく、配電監視用には直径０．９ｍｍが多く用いられる。

本実施形態において、複数の搬送波を用いるＯＦＤＭ変調では、図２に示したようにＦＳＫ信号の周波数ｆ０，ｆ１より高い周波数のところに搬送波Ｆａ，…，Ｆｎを割当てるが、通信ケーブル長が１０ｋｍ以上となるために減衰も大きい。そこで、最小周波数の搬送波Ｆａと最大周波数の搬送波Ｆｎの減衰量の差が３０ｄＢ以上あれば、減衰が大きな搬送波はＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換した場合の量子化誤差が大きくなる。

図３は長さ１ｋｍ時の減衰であり、ケーブル直径０．９ｍｍとした場合、減衰率は１０ｋＨｚ時は１．９ｄＢ、２０ｋＨｚは２．４ｄＢ、１００ｋＨｚは３．５ｄＢ、２００ｋＨｚは４．９ｄＢである。これを距離２０ｋｍに換算すると、１０ｋＨｚ時は３８ｄＢ、２０ｋＨｚは４８ｄＢ、１００ｋＨｚは７０ｄＢ、２００ｋＨｚは９８ｄＢの減衰となり、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚの減衰差は２２ｄＢである。そこで、本実施形態では、ＯＦＤＭ変調の通信周波数範囲としては、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚを含む領域に割当てるものである。このような周波数領域を含む範囲で搬送波を割当てることで、Ａ／Ｄ変換機による量子化誤差を低減でき、より高速な通信が可能となる。

さらに、ＯＦＤＭにおける搬送波の周波数間隔は、送信波形のシンボル周波数となるため、これはカメラの１画面の走査周波数であるフレーム周波数６０Ｈｚ以上が望ましい。但搬送波をデータにて変調すると搬送波スペクトルは搬送波の中心周波数からシンボル周波数の巾で拡がる。このシンボル周波数の範囲内で群遅延差が大きいと信号歪が発生するため、シンボル周波数には上限があり、本実施形態の通信ケーブル２０ｋｍにおいては３ｋＨｚが上限となる。以上説明したように本発明のシンボル周波数を６０Ｈｚ〜３ｋＨｚの範囲に設定することで搬送波内での信号歪が低下するため、高速な通信が可能となる。

次に、図４及び図５を用いて、本実施形態による多重伝送システムに用いるＯＦＤＭ送受信器１０の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による多重伝送システムに用いるＯＦＤＭ送受信器の構成を示すブロック図である。図５は、図４の要部の詳細ブロック図である。

図４に示すように、カメラ８からの映像情報がＯＦＤＭ送受信器１０に入力すると、外部Ｉ／Ｆ１９，プロトコル変換器１８，通信制御器１７，ＯＦＤＭ変復調器１６，アナログフロントエンド回路１５，結合回路１４を介してＯＦＤＭ変調された信号が通信ケーブル６に送信される。受信側では、通信ケーブル６からのＯＦＤＭ受信信号を送信側とは逆の経路で処理し、映像監視装置１１に出力される。

ここで、図５を用いて、ＯＦＤＭ変復調器１６とアナログフロントエンド回路１５との詳細構成及び動作について説明する。送信データ３４はマッパー３２に入力され、図２に示した搬送波Ｆａ，…，Ｆｎ毎にデータが割当てられる。各搬送波Ｆａ，…，Ｆｎには一定量のデータが割当てられるのではなく、ビット割当表２９に格納されているビット割当に応じてデータが割当てられる。例えば、１番目の搬送波は１ｂｉｔ、２番目は４ｂｉｔｓ等と割当てられ、データを割当てない搬送波も存在することがある。割当てられた送信データに従いマッパー３２では、各搬送波を変調する複素数データに変換され、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換器）３３に出力され、３３にて逆フーリエ変換によりＯＦＤＭ変調の時間領域信号に変換される。そして、アナログフロントエンド回路１５のＤ／Ａ２５に入力され、アナログ信号に変換され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４及び送信アンプ２３を介して、送信信号が出力される。

一方、受信動作においては、アナログフロントエンド回路１５のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０及び受信アンプ２１により受信された信号は、Ａ／Ｄ２２でデジタル量に変換された後、ＯＦＤＭ変復調器１６に入力される。ＯＦＤＭ変復調器１６では、受信信号の先頭を示す同期信号を検出する同期検出器２６にて、まず信号受信の有無が確認される。同期が検出された場合には、その後に続く受信信号には受信データが含まれているため、ＦＦＴ（フーリエ変換器）２７にてシンボル間隔データ毎に周波数領域の複素データに変換される。複素データは伝送路補正回路３０で伝送路歪が補正された後、デマッパー３１によって、各搬送波の複素数データからビット割当表２９のビット割当を参照して、受信データに変換する。

Ｓ／Ｎ推定器２８は、ビット割当表２９を送受両方で生成するために、予め定められたデータを送信し、受信側で真値との差を計算することでＳ／Ｎを推定し、伝送誤り率とＳ／Ｎから搬送波のビット割当量を決定する。これを送受信双方で行い、受信側で決定したビット割当量のデータを送信側におくることで、搬送波毎に異なるビット割当量にて通信することができる。

以上の説明したように、送信側と受信側が同一のビット割当表２９を持つことにより、搬送波毎に異なる量のデータを変調して送信することができる。このようにすることで、搬送波毎に減量が異なるためＳ／Ｎも異なる状況の中で、より高速な通信を安定して行うことができる。

なお、以上の説明は、配電塔映像監視システムに適用した場合についてであるが、営業所と配電塔間の１対１通信だけでなく、営業所と開閉器を遠隔で監視制御するために通信ケーブルに複数接続する１対Ｎの遠制通信においても、ＦＳＫ通信とＯＦＤＭ通信を周波数多重することができる。遠制通信に本発明を実施することで、電柱に設置される変圧器、開閉器などのカメラによる遠隔監視が新たに通信線を敷設することなく可能ためるため、保守運用費用を抑制しかつ信頼性の高い保守が可能となる。

次に、図６を用いて、本実施形態による多重伝送システムに用いる中継器の構成について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による多重伝送システムに用いる中継器の構成を示すブロック図である。

伝送距離が長くなると、伝送される信号の減衰量が大きくなり、Ｓ／Ｎが低下することになる。そこで、図１に示した通信ケーブル６ａ，６ｂの途中には、所定距離（例えば、２０ｋｍ）毎に中継器４３を設ける。図６は、中継器４３の構成を示している。

中継器４３は、図６に示すように、配電塔側の上り線６ａには、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４ａとＯＦＤＭ変復調器１０ａが接続される。ＢＰＦ４４ａはＦＳＫ信号の周波数を通過させる特性を持ち、その出力がアンプ４５ａで増幅されて営業所側の上り線６ａに出力されことでＦＳＫ信号が中継される。同様に下り線６ｂでは、ＢＰＦ４４ｂとアンプ４５ｂにより、ＦＳＫ信号が増幅され中継される。

一方、ＯＦＤＭ信号においては高速化を図るために、上述したように通信路でのＳ／Ｎを推定し搬送波毎のビット割当を可変としているため、フィルタ及びアンプにて増幅し中継すると、速度が低下する問題が発生する。これは、配電塔から中継器４３までの通信線で発生する減衰，ノイズにて、中継器４３の受信点でのＳ／Ｎが決まるが、この受信信号をアナログ信号のまま増幅しても増幅時のＳ／Ｎは向上していないため、中継器から営業所への通信線にて発生する減衰、ノイズにて、営業所の受信信号のＳ／Ｎはさらに低下する。このため、搬送波へのビット割当量が低下し速度が低下する。

そこで、本実施形態においては、上り線６ａに接続されたＯＦＤＭ送受信器１０ａでの受信信号を復調し、デジタル量の受信データに変換し、受信データをＯＦＤＭ送受信器１０ｂに入力し送信信号を生成して営業所側に送信する。このように、ＯＦＤＭ送受信器でデジタル量に変換することで伝送路上での発生したノイズの影響を除去できるため、従来のアナログ増幅のように、増幅前のＳ／Ｎ低下の影響を中継器以降に引きずることは無く、速度低下を防止できる。以上は、上り線６ａでの動作を説明したが、下り線６ｂでの動作も同様である。

ここで、中継器４３で受信される高周波信号（ＯＦＤＭ信号）の各搬送波に割当てるデータ長と、中継器４３から送信される高周波信号の各搬送波に割当てるデータ長とは、お互いに独立に設定するようにしている。すなわち、中継器間（若しくは送信側と中継器や、中継器と受信側）の間の距離が短い場合には、データ長を短くして高速通信を可能にし、距離が長い場合には、データ長を短くしてＳ／Ｎを向上させることができる。以上のようにして、中継点でのＳ／Ｎ低下を除去したあとの信号（データ）を用いて、送信するため高速化が可能である。

なお、配電塔と中継器間、中継器と営業所間で発生する減衰、ノイズは異なるため、双方での伝送速度は異なる場合が多く、ＯＦＤＭ中継器１０ａ，ｂ，ｃ，ｄには速度差を吸収するためのバッファメモリの容量を増やす必要がある。バッファメモリを容量が少ない場合には、速度差によりバッファメモリに収容できないデータが発生するため、送信側に速度抑制の指令を送信するため、結果としてどちらかの伝送期間の速度が低い方の伝送速度に全体の速度は一致する。なお、このような速度管理に関するフロー制御は一般的な技術であり、広く用いられている。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＦＳＫ通信周波数より高い周波数領域を利用して既設の通信ケーブルで通信することが可能となるため、通信線の敷設コストが発生せず、従来のＦＳＫ通信に影響を与えることなく、高速な通信システムを得ることができる。

次に、図７〜図９を用いて、本発明の他の実施形態による多重伝送システムについて、開閉器の遠隔監視制御システムを一例として説明する。
最初に、図７を用いて、本実施形態による多重伝送システムのシステム構成について説明する。
図７は、本発明の他の実施形態による多重伝送システムの構成を示すシステム構成図である。

営業所もしくは変電所３６から電圧６．６ｋＶが配電線にて送電され、複数の開閉器１（１ａ，１ｂ，…，１ｎ，１ａ’，１ｂ’，…，１ｎ’，１Ａ，１Ｂ，…，１Ｍ，１Ａ’，１Ｂ’，…，１Ｍ’）が配電線の複数箇所に接続されている。配電線に地絡事故などにより過大な電流が流れると開閉器１は自動的に開き、送電を遮断する機能がある。これらの複数の開閉器１を遠隔監視制御するため、開閉器１の近くにそれぞれ設けられたＯＦＤＭ遠制子局１０（１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０ａ’，１０ｂ’，…，１０ｎ’，１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ，１０Ａ’，１０Ｂ’，…，１０Ｍ’）と、変電所（営業所）３６に設置されるＯＦＤＭ遠制親局１０（１０Ｗ，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ）とは、通信ケーブル６ａ，６ｂを介して接続されている。ＯＦＤＭ遠制親局１０（１０Ｗ，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ）とＯＦＤＭ遠制子局１０（１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０ａ’，１０ｂ’，…，１０ｎ’，１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ，１０Ａ’，１０Ｂ’，…，１０Ｍ’）の構成は、図４及び図５に示した構成を有している。

通信ケーブル６ａ，６ｂは２対のケーブルで、上り線６ａには、ＯＦＤＭ遠制子局１０（１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０ａ’，１０ｂ’，…，１０ｎ’）とＯＦＤＭ遠制親局１０（１０Ｗ，１０Ｘ）が接続され、下り線６ｂには、ＯＦＤＭ遠制子局１０（１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ，１０Ａ’，１０Ｂ’，…，１０Ｍ’）と、ＯＦＤＭ遠制親局１０（１０Ｙ，１０Ｚ）とが接続されている。このように構成することで、ＯＦＤＭ遠制親局が通信するＯＦＤＭ遠制子局の数を半分に低減できる。これにより、伝送速度が同一であれば従来に比べ伝送可能な情報量が２倍にすることができる。あるいは、全子局から情報収集する時間を半分に短縮できる。

次に、図８を用いて、本実施形態による多重伝送システムに用いる通信帯域について説明する。
図８は、本発明の他の実施形態による多重伝送システムに用いる通信帯域の説明図である。

図８は、ＯＦＤＭ遠制子局の通信帯域を示しており、低周波領域に設けた帯域Ｗ１と高周波帯域Ｗ２のどちらか一方を用いて、遠制子局は通信する。従って、帯域Ｗ１及びＷ２で通信する子局数が等しいとすれば、接続される子局数はさらに半分となり、上述の時分割多重と周波数多重を採用することにより、伝送可能情報量の増加、あるいは情報収集時間の短縮を図ることができる。

ＯＦＤＭ遠制子局の通信スペクトルは、低周波側の帯域Ｗ１に対して高周波側の帯域Ｗ２の帯域巾を広くし、搬送波の周波数間隔も低周波側の間隔Δｆ１に対して、高周波側の間隔Δｆ２を広くする。例えば、帯域Ｗ１は、２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚとし、帯域Ｗ２は、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚとする。また、間隔Δｆ１を４ｋＨｚとし、間隔Δｆ２を３０〜５０ｋＨｚとする。ここで、両帯域のＳ／Ｎが等しければ、帯域巾に速度は比例するため、高周波側の速度が速くなる。周波数が高いほど群遅延量が小さいため周波数間隔を広くすることができ、その結果、帯域Ｗ２のＯＦＤＭ遠制子局の方がシンボル時間が短いために、通信オーバヘッドの時間を短くできる。また通信ケーブルの減衰量は周波数に比例して増加するため、営業所からの距離が近い遠制子局１０（１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０ａ’，１０ｂ’，…，１０ｎ’）を高周波側のＷ２に、遠い方の子局１０（１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ，１０Ａ’，１０Ｂ’，…，１０Ｍ’）は低周波側のＷ１を用いて通信することで、効率の良い通信システムを構築できる。

次に、図９を用いて、本実施形態による多重伝送システムにおけるＯＦＤＭ通信信号の時間シーケンスについて説明する。
図９は、本発明の一実施形態による多重伝送システムにおけるＯＦＤＭ通信信号の時間シーケンスを示すタイムチャートである。

図９は、下り信号線６ａを用いて通信されるＯＦＤＭ通信信号の時間シーケンスを、図９（Ａ）の帯域Ｗ１と図９（Ｂ）の帯域Ｗ２に分けて示している。

営業所もしくは変電所３６のＯＦＤＭ遠制親局１０（１０Ｗ，１０Ｘ）から一定周期にてＯＦＤＭ遠制子局（１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ）に問合せ信号を送信し、問合せされたＯＦＤＭ遠制子局がデータを送信し、これらの通信を高周波及び低周波数の両ＯＦＤＭ遠制親局および遠制子局が同時に行い、一つの遠制子局に送信される問合せ信号の送信周期ｔ１（例えば、１０ｍｓ）は、低周波と高周波側で同一としている。

伝送データ量が同一とすれば、伝送速度の遅いＷ１が時間巾が広くなる。このように、周波数多重化し、複数のＯＦＤＭ通信帯域を使って送受信するために、伝送速度，情報量，収集時間で性能向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の通信周波数領域を設け各領域毎に独立して通信することができるため、１領域で接続される通信子局数を減らすことが可能であり、通信子局ごとに通信速度を変えることができるため、通信伝送量を大きくすることができる。

本発明の一実施形態による多重伝送システムの構成を示すシステム構成図である。 本発明の一実施形態による多重伝送システムにおける通信周波数帯域の説明図である。 本発明の一実施形態による多重伝送システムにおいて用いられる通信ケーブルの減衰特性の説明図である。 本発明の一実施形態による多重伝送システムに用いるＯＦＤＭ送受信器の構成を示すブロック図である。 図４の要部の詳細ブロック図である。 本発明の一実施形態による多重伝送システムに用いる中継器の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態による多重伝送システムの構成を示すシステム構成図である。 本発明の他の実施形態による多重伝送システムに用いる通信帯域の説明図である。 本発明の一実施形態による多重伝送システムにおけるＯＦＤＭ通信信号の時間シーケンスを示すタイムチャートである。

符号の説明

１…開閉器
２…センサ
３…制御装置
４…ＦＳＫ送信器
５…ＦＳＫ受信器、
６ａ，６ｂ…通信ケーブル
７…監視装置
８…カメラ
９…カメラ制御器
１０…ＯＦＤＭ送受信器
１０Ｗ，１０Ｘ，１０Ｙ，１０Ｚ…ＯＦＤＭ遠制親局
１０ａ，１０ｂ，…，１０ｎ，１０ａ’，１０ｂ’，…，１０ｎ’，１０Ａ，１０Ｂ，…，１０Ｍ，１０Ａ’，１０Ｂ’，…，１０Ｍ’…ＯＦＤＭ遠制子局
１１…映像監視装置

Claims (7)

1. 配電塔あるいは開閉器と変電所等に設置される監視装置との間を２対の通信ケーブルを用いて通信する通信システムに用いられ、
   １０ｋＨｚ以下の低周波数帯を用い通信する低周波信号は、前記２対の通信ケーブルのうち、第１の１対の通信ケーブルにより一方向に、第２の１対の通信ケーブルにより他方向に伝送され、
   前記の低周波数帯より高い周波数の高周波数帯の高周波信号は、前記第１及び第２の２対の通信ケーブルの両方に双方向で伝送され、
   前記低周波信号と前記高周波信号は、重畳されて多重信号として伝送され、
   前記高周波帯の高周波信号は、等周波数間隔に配置された少なくとも３つ以上の搬送波からなり、これらの搬送波に割当てるデータは伝送の状況に応じて変えることを特徴とする多重伝送システム。
2. 請求項１記載の多重伝送システムにおいて、
   前記高周波帯は、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周波数を含み、
   前記周波数間隔は、６０Ｈｚ〜３ｋＨｚの間であることを特徴とする多重伝送システム。
3. 請求項１記載の多重伝送システムにおいて、
   前記第１の通信ケーブル上の多重信号から低周波信号をフィルタにて分離し増幅後に第２の通信ケーブルに出力し、
   前記第２の通信ケーブル上の多重信号から低周波信号をフィルタにて分離し増幅後に第１の通信ケーブルに出力し、
   前記第１の通信ケーブル上の多重信号から高周波信号をフィルタにて分離しデジタル信号に復調し、このデジタル信号を入力しこの高周波信号に変調し第２の通信ケーブルに出力し、
   前記第２の通信ケーブル上の多重信号から高周波信号をフィルタにて分離しデジタル信号に復調し、このデジタル信号を入力しこの高周波信号に変調し第１の通信ケーブルに出力する中継器を備えたことを特徴とする多重伝送システム。
4. 請求項３記載の多重伝送システムにおいて、
   前記中継器で受信される前記高周波信号の各搬送波に割当てるデータ長と、中継器から送信される前記高周波信号の各搬送波に割当てるデータ長とは、お互いに独立に設定されることを特徴とする多重伝送システム。
5. 営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局と配電用開閉器を監視制御する遠制子局が、通信ケーブルを介して通信する通信システムであって、
   前記遠制子局は、低周波帯域あるいは高周波帯域のいずれか一方を用いて通信するＯＦＤＭ遠制子局を備え、
   前記営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局は、前記低周波帯域のＯＦＤＭ遠制親局と、高周波帯域のＯＦＤＭ遠制親局の両方を備え、
   両周波数帯の信号は、前記通信ケーブル上にて周波数多重され、
   前記営業所もしくは変電所の遠隔監視用遠制親局と複数の遠制子局との伝送速度は、伝送路の状況に応じて異なることを特徴とする多重伝送システム。
6. 請求項５記載の多重伝送システムにおいて、
   前記高周波数帯の帯域巾は前記低周波帯より広く、
   前記高周波帯のＯＦＤＭ搬送波の周波数間隔は、前記低周波数帯のＯＦＤＭ搬送波の周波数間隔より広いことを特徴とする多重伝送システム。
7. 請求項５記載の多重伝送システムにおいて、
   通信距離の短い場所に設置される前記ＯＦＤＭ遠制子局は前記高周波数帯を利用し、
   通信距離の長い場所に設置される前記ＯＦＤＭ遠制子局は前記低周波数帯を利用して通信することを特徴とする多重伝送システム。

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