JP2008042623A - Ｐｌｃモデム - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力化を図ることができるＰＬＣモデムを得る。
【解決手段】 結合回路部１６は、電力線１０ａ−２に情報を高周波成分の信号として重畳する一方で、電力線１０ａ−２から情報を高周波成分の信号として取り出す。信号検出回路部１７は、結合回路１６で取り出された高周波成分の信号から、フィルタリングにより、受信回路部１４または送信回路部１３を作動するための制御信号を検出し、コントロール回路部１１は、検出された制御信号に基づいて、受信回路部１４または送信回路部１３を作動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＰＬＣモデムに関する。なお、ＰＬＣ(Power Line Communication)とは、電力線を信号伝送路として通信を行う技術をいう。

近年、各種家電機器をネットワークに接続して、各種家電機器を集中管理するシステムが提唱されている。各種家電機器には電力を供給する商用電力線に通信情報を重畳するＰＬＣを適用することが期待されている。

図１は、ＰＬＣネットワークシステムの一例であって、家庭ＡのＰＬＣネットワークシステムとこれに接続される機器を示す。外部のインターネットに接続された光ファイバ１は、光電気変換装置２に接続されている。光電気変換装置２には、信号線Ｓ１が接続され、この信号線Ｓ１には、例えば、ＡＤＳＬ回線として家庭に設けられ、ルータ機能を備えた家電集中管理装置３が接続されている。なお、光ファイバ１が光電気変換装置２を介さずに、直接、家庭に設けられた家電集中管理装置３に接続される場合もある。

家電集中管理装置３には、信号線Ｓ２を通じて、ＰＬＣマスタモデムａ１と接続されている。

電力線１０には、変圧器（図示せず）により三相交流の中圧電圧（例えば、６ｋＶ）から変換された低電圧（例えば、１００Ｖや２００Ｖ）が配電されている。この電圧線１０は、電力計４を介して、宅内電力線１０ａにつながっている。

家庭Ａには、部屋等に対応した数の複数のユニットケーブル８が配設されている。ユニットケーブル８は、分電盤５内に配設された分岐ブレーカ（図示せず）にその一端が接続された宅内電力線１０ａ−１と、この宅内電力線１０ａ−１の他端に接続された分岐具９と、この分岐具９に接続される複数の宅内電力線１０ａ−２とで構成されている。宅内電力線１０ａ−２には、複数の電源コンセント７が適宜設けられており、これらの電源コンセント７には、ＰＬＣマスタモデムａ１の他、家電機器６が接続されたＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３が接続されている。

そして、家電集中管理装置３が、家電機器６に対して指示をする場合、ＰＬＣマスタモデムａ１からＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３へ、その指示に関する情報が送信される。ＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３がこの指示を受信するためＰＬＣマスタモデムａ１とＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３との間の通信に、トークンパッシング方式が使われる場合を例にする。この通信方式では、ＰＬＣマスタモデムａ１がＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３に対してトークンを送信し、トークンを受けたＰＬＣスレーブモデムのみが通信できる。このため、ＰＬＣスレーブモデムを常時作動させておかなければならない。しかし、この場合その消費電力が問題となる。

ＤＳＬモデムの例ではあるが、モデムとして作動している通常モード（以下、単に「通常モード」と呼ぶ。）において、宅側ＤＳＬモデムが宅側のネットワークを流れるパケットをチェックし、宅側ＤＳＬモデム宛のパケットが一定期間無ければ、モデムの機能を停止する省電力モード（以下、単に「省電力モード」と呼ぶ。）に遷移する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３２３３０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、通常モードから省電力モードに遷移するためには、宅側ＤＳＬモデム宛のパケットをチェックし、それが一定期間無いことをチェックしなければならない。このため、一定期間のチェックを要するため、この分の省電力化を図ることができない課題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、ＰＬＣスレーブモデムにおいて更なる省電力化を図ることを目的とする。

第１の発明にかかるＰＬＣモデムにおいては、コントロール回路部と受信回路部と送信回路部とを備え、電力線を伝送線路として情報を送受信するためのＰＬＣモデムであって、信号検出回路部をさらに有し、信号検出回路部は、受信回路部または送信回路部を作動するための制御信号を伝送線路に重畳された信号から検出し、コントロール回路部は、検出された制御信号に基づいて、受信回路部または送信回路部を作動することを特徴とする。
第１の発明によれば、信号検出回路部が制御信号を検出したときにのみ、受信回路部または送信回路部を作動することができるため、省電力化を図ることができる。

第２の発明にかかるＰＬＣモデムにおいては、伝送線路に重畳された信号の接続を受信回路部と信号検出回路部との間で切換えるスイッチを有することを特徴とする。
第２の発明によれば、上記スイッチを設けることにより、上記受信回路部と上記信号検出回路部とが回路上独立となるため、制御信号による相互の影響をなくすることができる。

第３の発明にかかるＰＬＣモデムにおいては、制御信号は電力線に重畳され一定周波数を一定時間継続させた信号であることを特徴とする。
第３の発明によれば、制御信号が一定周波数を一定時間継続させた信号であるため、簡易な電気回路で制御信号を検知できる。

第４の発明にかかるＰＬＣモデムにおいては、制御信号の周波数は４５０ｋＨｚ以下の帯域を使用することを特徴とする。
第４の発明によれば、制御信号の周波数は４５０ｋＨｚ以下の帯域を使用するため、通常の電力線搬送信号と制御信号との判別が容易になる。この結果、通常の電力線搬送信号と制御信号とが混在することによるＰＬＣモデムの誤動作を防ぐことができる。

本発明によれば、ＰＬＣスレーブモデムとして用いられるＰＬＣモデムの消費電力を更に低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、異なる図面において同一または相応する符号を付した要素は、同一または相応する要素を示すものとする。

（発明の概要）
図２は、図１のＰＬＣマスタモデムａ１、ＰＬＣスレーブモデムａ２およびＰＬＣスレーブモデムａ３のＰＬＣネットワークの略図である。このＰＬＣネットワークにおいて、電力線を信号伝送路としてこれに高周波成分を重畳して通信を行う。この通信は、ＰＬＣマスタモデムａ１からＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３への下りの通信とＰＬＣスレーブモデムａ２、ａ３からＰＬＣマスタモデムａ１への上りの通信とにおいて行われ、使用周波数帯域は２ＭＨｚから３０ＭＨｚである。

本発明は、ＰＬＣスレーブモデムａ２とＰＬＣスレーブモデムａ３の両方またはいずれか一方が省電力モードにあり、ＰＬＣマスタモデムから上記周波数帯域と異なる帯域の周波数信号を一定期間受けると、省電力モードから通常モードに遷移（以下、単に「モード遷移」と呼ぶ。）する技術である。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態にかかるＰＬＣモデムａ２、ａ３の構成を示すブロック図である。ブロック間の矢印は情報の流れを表す。
結合回路部１６は、電力線１０ａ−２に情報を高周波成分として重畳する一方で、電力線１０ａ−２から情報を高周波成分として取り出す。コントロール回路部１１は、情報の送受信に応じて送受信スイッチ回路部１５を制御する。情報を受信する場合、コントロール回路部１１は、結合回路部１６から受信回路部１４へ情報を転送できるように送受信スイッチ回路部１５をスイッチする。情報を送信する場合、コントロール回路部１１は、送信回路部１３から結合回路部１６へ情報を転送できるように送受信スイッチ回路部１５をスイッチする。また、情報を受信する場合、受信回路部１４は、ＡＤ変換を行い、更にデジタルデータに復調する。情報を送信する場合、送信回路１３は、デジタルデータを変調し、更にＤＡ変換を行う。

コントロール回路部１１内のオン／オフ制御部１２は、オフ制御信号（例えば、電圧Low信号）を受けると、コントロール回路部１１、送信回路部１３、受信回路部１４および送受信スイッチ回路部１５を停止するように制御する（省電力モード）。反対に、オン制御信号（例えば、電圧High信号）を受けると、オン／オフ制御部１２は、コントロール回路部１１、送信回路部１３、受信回路部１４および送受信スイッチ回路部１５を作動するように制御する（通常モード）。なお、コントロール回路部１１内のオン／オフ制御部１２は、常時、通常モードである。

電力線１０ａ−２と結合回路部１６との間には電源コンセント７（図示せず）が介在する。また、家電機器６（図示せず）とコントロール回路部１１とは通信IF回路部（図示せず）と信号線Ｓ２を介してシリアル通信を行う。

信号検出回路部１７は、結合回路１６で取り出された高周波成分を後述するフィルタリングによりモード遷移するための信号を取り出す。信号検出回路部１７によって取り出されたオン制御信号は、コントロール回路部１１内のオン／オフ制御部１２に伝わり、このオン／オフ制御部１２は、オン制御信号に従って、ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）をモード遷移させる。

図５は、信号検出回路部１７の内部のブロックを表す。内部のブロックは、バンドパスフィルタ回路１７１、検波回路１７２および出力回路１７３である。まず、バンドパスフィルタ回路１７１は、図３の結合回路部１６から高周波信号を受ける。この高周波信号は、モード遷移の制御を対象とする特定周波数帯域、例えば、４５０ＫＨｚ以下の周波数帯域と通常の通信対象の２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域とが重畳されている。これらの異なる周波数帯域を持つ高周波信号がバンドパスフィルタ１７１に入力されると、バンドパスフィルタ１７１は特定の周波数帯域である４５０ＫＨｚ以下の周波数帯域を抽出し、この抽出された信号を更に振幅が一定になるように平滑化してから出力する。

検波回路１７２は、バンドパスフィルタ１７１から特定の周波数帯域である４５０ＫＨｚ以下の周波数帯域の平滑化された高周波信号を受ける。検波回路１７２は、この高周波信号に対して例えば包絡線検波を行う。包絡線検波後の信号波形は矩形波のように波形のLow-Highが明確に判る方が望ましい。出力回路１７３に入力された信号がHighの波形であれば、時間検出回路１７３は出力電圧High信号を出力する。この出力電圧High信号は、オン制御信号として図３のオン／オフ制御部１２に入力され、オン／オフ制御部１２はモード遷移を行う。この結果、ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）は、ＰＬＣマスタモデムａ１に対して通信を行う。

ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）からＰＬＣマスタモデムａ１への通信が終了すれば、図３のコントロール回路部１１はその内部のオン／オフ制御部１２に対してオフ制御信号を発信し、これを受けたオン／オフ制御部１２は通常モードから省電力モードに戻るように制御を行う。

このように、実施の形態１では、ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）がＰＬＣマスタモデムａ１と通信を行うときのみ、ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）が通常モードになるため、更なる省電力化を図ることができる。
また、信号検出回路部１７を構成するバンドパスフィルタ回路１７１、検波回路１７２および時間検出回路１７３は、単純なハードウエア回路で実装できるため、簡単に実現できる。また、これらは、単純なハードウエア回路であるために、ソフトウエアで構成するよりも処理速度が早い。更に、電力線搬送通信で使用する高周波信号を利用するために、パケット通信のようなデジタル処理が不要である。

（実施の形態２）
図４について説明をする。図３と図４との相違は、スイッチ回路１８は図３にないが、図４にはある。これ以外の回路は基本的に同じ機能を有する。

上述したとおり、ＰＬＣスレーブモデム（ａ２、ａ３）からＰＬＣマスタモデムａ１への通信が終了すれば、図４のコントロール回路部１１はその内部のオン／オフ制御部１２に対してオフ制御信号を発信する。そして、これを受けたオン／オフ制御部１２は通常モードから省電力モードに戻るように制御を行うと共に、スイッチ回路１８に、結合回路部１６から信号検出回路部１７へ接続するように制御する。この制御を受けたスイッチ回路１８は、結合回路部１６から信号検出回路部１７へ接続する。従って、省電力モードの場合、電力線１０ａ−２からの高周波信号は、結合回路１６から信号検出回路部１７へ流れることになる。

そして、上述したように、信号検出回路部１７において、モード遷移を促す特定の高周波信号を検出した場合、信号検出回路部１７はオン／オフ制御部１２にオン制御信号を出力する。オン／オフ制御部１２はこのオン制御信号を受信するとモード遷移をする制御を行うと共に、スイッチ回路部１８に結合回路部１６から送受信スイッチ回路部１５へ接続するように制御する。この制御を受けたスイッチ回路１８は、結合回路部１６から送受信スイッチ回路部１５へ接続する。従って、通常モードの場合、電力線１０ａ−２からの高周波信号は、結合回路１６から送受信スイッチ回路部１５へ流れることになる。

このようにスイッチすることで、受信回路部１４と信号検出回路部１７とが、回路上独立となる結果、通常モード中の電力線搬送通信と省電力モード中の信号検出とが相互に影響を与えないために、誤動作を避けることができる。

図６を用いて実施例を説明する。図１のＰＬＣマスタモデムａ１とＰＬＣスレーブモデムａ２とが、図６の２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域において電力線搬送通信を行っているとする。４５０ＫＨｚ以下の周波数帯域において、例えば、低い周波数の帯域１を使って、ＰＬＣマスタモデムａ１がＰＬＣスレーブモデムａ２に対して、モード遷移をするように指令をする。ＰＬＣスレーブモデムａ２は図３の結合回路部１６において、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域の電力線搬送通信の周波数信号と帯域１の周波数信号とを受ける。そして、信号検出回路部１７では前述したように、帯域１の周波数信号が検出され、信号検出回路部１７から出力電圧High信号が出力される。そして、この出力電圧High信号はオンオフ制御部１２に入力され、オンオフ制御部１２はモード遷移を制御する。このように、４５０ＫＨｚ以下の帯域のモード遷移用と２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域の通常の電力線搬送通信用とに分離することにより、近似の周波数帯域を使うことで引き起こされるＰＬＣスレーブモデムａ２の誤作動を防ぐことができる。
なお、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域においても、電力線搬送通信の周波数信号が１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域を使用する場合、例えば、帯域４のように２ＭＨｚ付近を使えば、両者の使用周波数帯域が離れているため、ＰＬＣマスタモデムａ１がＰＬＣスレーブモデムａ２に対して、モード遷移用に使用できる。

次に、図６の２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域において帯域２と帯域３とを使う実施例を説明する。この場合、ＰＬＣマスタモデムａ１がＰＬＣスレーブモデムａ２とＰＬＣスレーブモデムａ３に対して、１対２の電力線搬送通信を行うために、帯域２をＰＬＣスレーブモデムａ２用に、帯域３をＰＬＣスレーブモデムａ３用に、それぞれのモデムのバンドパスフィルタ１７１（図５参照）を個別に設計して周波数を割り当てる。そうすると、ＰＬＣマスタモデムａ１は、ＰＬＣスレーブモデムａ２とＰＬＣスレーブモデムａ３を個別に、モード遷移をするように指令をすることができる。この結果、同時に作動するＰＬＣスレーブモデムの数を制限でき、更なる省電力を図ることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

家庭内のＰＬＣネットワークシステムとこれに関連する機器の全体構成を示す模式図である。 ＰＬＣマスタモデムとＰＬＣスレーブモデムで構成されたＰＬＣネットワークを示す略図である。 本発明実施の形態に斯かるＰＬＣスレーブモデムの主な回路構成を示すブロック図である。 本発明実施の形態に斯かるＰＬＣスレーブモデムの主な回路構成を示すブロック図である。 本発明実施の形態に斯かるＰＬＣスレーブモデムにおける信号検出回路内の主な回路構成を示すブロック図である。 本発明実施の形態に斯かるＰＬＣスレーブモデムが電力搬送通信を行う周波数帯域と信号検出回路が検出する周波数帯域とを表す周波数帯域図である。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２ 信号線
１ 光ファイバ
２ 光電気変換装置
３ 家電集中管理装置
４ 電力計
５ 分電盤
６ 家電機器
７ 電源コンセント
８ ユニットケーブル
９ 分岐具
１０ 電力線
ａ１ ＰＬＣマスタモデム
ａ２，ａ３ ＰＬＣスレーブモデム
１１ コントロール回路部
１２ オン／オフ制御部
１３ 送信回路部
１４ 受信回路部
１５ 送受信スイッチ回路部
１６ 結合回路部
１７ 信号検出回路部
１８ スイッチ回路部
１７１ バンドパスフィルタ回路
１７２ 検波回路
１７３ 出力回路

Claims (4)

1. コントロール回路部と受信回路部と送信回路部とを備え、
   電力線を伝送線路として情報を送受信するためのＰＬＣモデムであって、
   信号検出回路部をさらに有し、
   該信号検出回路部は、該受信回路部または該送信回路部を作動するための制御信号を該伝送線路に重畳された信号から検出し、
   該コントロール回路部は、検出された該制御信号に基づいて、該受信回路部または該送信回路部を作動することを特徴とするＰＬＣモデム。
2. 前記伝送線路に重畳された信号の接続を前記受信回路部と前記信号検出回路部との間で切換えるスイッチを有することを特徴とするＰＬＣモデム。
3. 前記制御信号は前記電力線に重畳され一定周波数を一定時間継続させた信号であることを特徴とする請求項１または２に記載のＰＬＣモデム。
4. 前記一定周波数は４５０ｋＨｚ以下の帯域であることを特徴とする請求項３に記載のＰＬＣモデム。

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