JP2008042747A

JP2008042747A - 通信装置

Info

Publication number: JP2008042747A
Application number: JP2006217171A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imai; 孝志今井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】無線通信のみではなく、電力線通信もその高速性を生かしてメインの通信路として使用し、さらに電力線通信は有線通信であり無線通信よりもセキュリティに強いことから、セキュリティの確保が必要な通信において自動的に電力線通信に切り替えて通信を行う通信装置を提供する。
【解決手段】通信装置５は、無線通信部１２と電力線通信部１３とを備え、無線通信の通信品質を検出する無線通信品質検出部１４と電力線通信の通信品質を検出する電力線通信品質検出部１６から、無線通信と電力線通信の通信品質を判定して、通信品質の良いほうの通信手段に切り替える通信手段切り替え部１８を備える。また、プロトコル解析部２０を備え、データのプロトコルを解析し、セキュリティの必要なデータであった場合、通信手段切り替え部２１は、電力線通信を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、データ通信を行う通信システムにおいて、電力線通信および無線通信を用いる通信装置に関する。

一般に、無線通信では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格が利用されている。業界団体のＷｉ−ＦｉＡｌｌｉａｎｃｅが名づけた無線ＬＡＮの標準規格、Ｗｉ−Ｆｉ（ワイファイ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ）として知られるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格は、１９９９年９月、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）によって定められた。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの物理レイヤ上における無線周波数は、無線免許なしで自由に使える２．４５ＧＨｚ、最大ビットレートは１１Ｍｂｐｓである。デジタル信号を非常に小さい電力で広い帯域に分散して同時に送信する直接スペクトラム拡散方式（ＤＳＳＳ、ＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍ）の伝送技術が採用されている。ＤＳＳＳには、強い信号を発生しないため、他の通信を妨害しにくく、伝送速度が速いという特徴がある。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、データリンク層のＭＡＣレイヤで、衝突回避メディアアクセス制御プロトコルによるキャリア感知多重アクセス方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ、ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）が使用されている。ＣＳＭＡ／ＣＡは、受信側からのＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号で、送信されたか否かの判定を行う。最近では、最大ビットレートを高速化したＩＥＥＥ８０２．１１ｇやＩＥＥＥ８０２．１１ａとともに、広く普及している。

一方、電力線通信（電力線搬送通信、ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＰＬＣ）は、既設の電灯線や配電線に、電気の周波数５０／６０Ｈｚよりも高い周波数の信号を重畳させてデータ通信を行うもので、物理レイヤ上において２〜３０ＭＨｚの周波数にて、狭い周波数の範囲を効率的に利用するＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交波周波数分割多重）変調方式を使った最大ビットレート２００Ｍｂｐｓのものが実用化されつつある。ＭＡＣレイヤは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂと同じくＣＳＭＡ／ＣＡが使用されている。

これら無線通信と電力線通信とを組み合わせた通信方式が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００５−３４１１７８号公報

しかしながら、上述の従来技術では、電力線通信はデータ通信をおこなうための主な通信路というよりもむしろ無線通信の補助的な役割で使われている。従来技術において、電力線通信は、無線通信の通信品質を判定するデータを送受信するために用いられる。

また、無線通信の通信品質が落ちた場合、電力線通信に切替える旨、記載されているが、電力線通信は、あくまでも補助手段で、無線、有線双方の通信品質を判定し、どちらか最適な経路を選択するものではない。

本発明の目的は、電力線通信もその高速性を生かしてメインの通信路として使用し、さらに電力線通信は有線通信であり無線通信よりもセキュリティに強いことから、セキュリティの確保が必要な通信において自動的に電力線通信に切り替えて通信をおこなう通信装置を提供するものである。

斯かる実情に鑑み、第１の発明による通信装置は、電力線を介しての電力線通信と無線を使っての無線通信を行う通信装置であって、
電力線通信手段における通信品質を検出する電力線通信品質検出部と、無線通信手段における通信品質を検出する無線通信品質検出部と、前記電力線通信品質検出部と前記無線通信品質検出部の検出結果を比較し、通信品質について良い検出結果が算出された方の通信手段を選択して切り替える通信手段切り替え部とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、通信距離や建物の構造などの通信環境の違いによって通信品質が変わる無線通信と、通信距離やコンセントに接続されている電化製品などの通信環境の違いによって通信品質が変わる電力線通信において、通信品質を測定し、通信品質の良い通信手段を選択して通信することができ、高速な通信を行うことができる。

また、第２の発明による通信装置は、時間の経過を検出するタイマー部を備え、前記通信手段切り替え部が、前記タイマー部により一定時間の経過ごとに前記電力線通信品質検出部と前記無線通信品質検出部の検出結果の比較を行うことを特徴とする。

上記の構成によれば、通信環境や状況に応じた通信路の切り替えは、常時おこなうとスループットの低下の原因になる。そのため、一定期間ごとに電力線通信の品質と無線通信の品質を比較し切り替えをおこなうことで効率の良い通信をおこなうことができる。

また、第３の発明による通信装置は、電力線を介しての電力線通信と無線を使っての無線通信を行う通信装置であって、
受信したデータのプロトコルを識別するプロトコル解析部と、前記プロトコル解析部の解析結果によって通信手段を選択して切り替える通信手段切り替え部とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、セキュアな通信が必要なデータパケットを送信する場合は、プロトコル解析部がプロトコルを解析してセキュリティが必要であることを認識でき、通信手段切り替え部がスイッチを制御して電力線通信の経路で通信をおこなう。逆に、セキュアな通信が必要ない場合は、無線通信の経路で通信を行う。または、電力線通信と無線通信の通信品質の良い方を選択すればよい。

また、第４の発明による通信装置は、前記電力線通信と前記無線通信のいずれで通信を行っているか前記通信手段切り替え部を監視する発光部を備え、前記電力線通信または前記無線通信を行っているときと、他の通信手段を利用して通信を行っているときの発光素子の表示を変えることにより、どちらの通信手段を使用しているか判別を可能とすることを特徴とする。

上記の構成によれば、どちらの通信が使用されているのか監視し、ユーザに、発光素子によって示すことができる。

また、第５の発明による通信装置は、前記通信手段切り替え部が、受信したデータの逆多重化を行い、前記電力線通信および前記無線通信をデータを分けて同時に利用可能とすることを特徴とする。

上記の構成によれば、電力線通信部と無線通信部を同時に通信することにより、高速な通信を行うことがきる。

本発明の通信装置は、上記のように、端末間の通信距離や通信環境に左右されやすい無線通信と電力線通信において、おのおのの通信状況を監視して通信速度の速い方に切り替えて使うことができ、利用者は通信速度に関してストレスなく通信をおこなうことができる。

また、無線通信は電波による通信であり、通信距離も数十ｍ以上の広範囲にわたる技術であるため、第三者によって受信される可能性がある。本発明の通信装置は、上記の構成によれば、通信パケットのプロトコルを解析し、セキュリティの必要なデータの通信をおこなう場合は電力線通信を選択して使用し、セキュリティを確保した通信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１は、本発明の実施の一形態に係る通信装置を含む通信システムの概略構成を示す図である。

本例の場合、この通信システムは屋内に設置され、家庭内ネットワークの一部として機能する。その他、例えば、企業におけるイントラネットでの実施が考えられる。
従来、例えば、インターネット接続の建物内の終端としてのモデム装置とパソコン（ＰＣ、ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）のようなコンピュータ端末を接続する場合、一般的にはＬＡＮケーブルが使用される。しかし、これは同じ部屋内である場合であり、別の部屋などで距離が離れる場合は、ＬＡＮケーブルを引き回したり、無線ＬＡＮを構築する必要があるが、ＬＡＮケーブルの引き回しはケーブルが邪魔になるなど実用的でない。

本発明の場合、ＬＡＮケーブルによる配線は不要であり、通信装置をモデム装置およびコンピュータ端末にそれぞれ接続し、コンピュータ端末とモデム装置の間は無線通信あるいは電力線通信を行う。

インターネット１からＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）等の通信技術にて引き込まれた通信線２は、建物内にてモデム装置３に接続される。モデム装置３は、建物内のネットワークを流れるＴＣＰ／ＩＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ／ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを物理的な信号に変換してインターネット網１へ送信したり、インターネット網１から受信した信号をＴＣＰ／ＩＰパケットに変換する機能を有する。

パソコン４およびモデム装置３のそれぞれに本発明の通信装置５を接続し、パソコン４とモデム装置３との間を無線６による通信あるいは電力線７による通信で行う。したがって、パソコン４とモデム装置３とが別々の部屋にあるような場合でも、平易に設置することができ、インターネットアクセスを行うことができる。

無線通信あるいは電力線通信のどちらも、お互い相手の端末を認識したあと、物理的な通信リンクを張りＴＣＰ／ＩＰのデータをパケット化し、物理的な信号に変換してもう一方の端末に送信する。あるいは、もう一方の端末から送られてきた物理的な信号をデジタルデータに変換しヘッダー等を取り除いてＴＣＰ／ＩＰのデータに変換する。

図２は、本発明の一例を示す構成のブロック図である。
データ入出力Ｉ／Ｆ１０は、パソコン４やモデム装置３とデータの送受信を行うインターフェース部である。一般的にはＲＪ４５のコネクタが具備され、相手との接続にはＬＡＮケーブルが使用される。

スイッチ１１はデータ入出力Ｉ／Ｆ１０から入力されたデータを、無線通信部１２か電力線通信部１３かに切り替える機能を有する。

無線通信品質検出部１４は、無線通信部１２の通信状況、すなわち通信速度、ノイズ（信号電力対雑音電力比、Ｓ／Ｎ）等を監視し通信品質を検出する。
通信速度の測定は、例えば、変調方式を問い合わせたり、小さなデータの送受信をするなどによって行われる。

無線通信部１２に送られたデータは、所定の変調方式、周波数を用いて無線の信号に変換され、無線Ｉ／Ｆ１５より送信される。逆に、無線Ｉ／Ｆ１５で受信された無線信号は、無線通信部１２でデジタル化される。その後、スイッチ１１およびデータ入出力Ｉ／Ｆ１０を介してパソコン４あるいはモデム装置３に送信される。

電力線通信品質検出部１６は、電力線通信部１３の通信状況、すなわち通信速度、ノイズ（信号電力対雑音電力比、Ｓ／Ｎ）等を監視し通信品質を検出する。
通信速度の測定は、例えば、変調方式を問い合わせたり、小さなデータの送受信をするなどによって行われる。

電力線通信部１３に送られたデータは、所定の変調方式、周波数を用いて信号に変換され、電力線Ｉ／Ｆ１７より送信される。逆に、電力線Ｉ／Ｆ１７で受信された信号は、電力線通信部１３でデジタル化される。その後、スイッチ１１およびデータ入出力Ｉ／Ｆ１０を介してパソコン４あるいはモデム装置３に送信される。

通信手段切り替え部１８は、無線通信品質検出部１４および電力線通信品質検出部１６の検出結果を監視し、スイッチ１１を制御する。スイッチ１１は、通信手段切り替え部１８の制御により、無線通信部１２又は電力線通信部１３のうちの通信品質の良い方に切り替える。この切り替え処理は、通信時に常に行っても良いが、タイマーによって一定間隔ごとに無線通信品質検出部１４および電力線通信品質検出部１６の検出結果を監視して切り替え処理を行ってもよい。

以上のような構成にすることで、通信環境や状況に応じて自動的に通信速度の速い方で通信することができる。

また、通信環境や状況に応じた通信路の切り替えは、常時おこなうとスループットの低下の原因になる。そのため、一定期間ごとに電力線通信の品質と無線通信の品質を比較し切り替えをおこなうことで効率の良い通信をおこなうことができる。

発光部１９は通信手段切り替え部１８を監視し、例えば、電力線通信側に切り替わっていることを検出するとＬＥＤのような発光素子を発光させる。逆に、無線通信側に切り替わっていることを検出した場合には発光素子を消灯させる。
無線通信時に発光、電力線通信時に消灯としてもよい。
または、通信手段ごとに発光素子を設け、それぞれ点灯させることにより、どちらの通信手段を使用しているか判別できるようにしてもよい。発光素子による表示方法は、ここに記載されているものに限定されるものではない。
このようにすることで、ユーザは、無線通信、電力線通信いずれによって通信が行われているかを一目で確認することができる。

さらに、高速なデータ通信をおこなうために、無線通信および電力線通信の両方を使用することもできる。
例えば、無線通信品質検出部１４と電力線通信品質検出部１６により通信速度を測定し、通信手段切り替え部１８にて比較を行う。
更に、通信手段切り替え部１８は、受信したデータの逆多重化を行い、例えば、制御データとその他のデータといったように分ける。通信速度の速い方に大きなデータ、通信速度の遅い方に制御データを流すといった処理を行って送信することにより高速な通信が可能となる。

以上のように通信手段切り替え部１８が通信環境から自動判定して両方の通信手段を利用することが可能であるが、ユーザによるＰＣの入力部からの操作により両方の通信手段を利用することも可能である。

例えば、ユーザインターフェイスとして、「無線通信のみ使用」、「電力線通信のみ使用」、「無線通信および電力線通信の両方を使用」といったインターフェイスを用意し、ユーザに選択させ、この入力結果をスイッチ１１に出力して制御し、ユーザが自由に通信手段を選択するようにしてもよい。

また、両方の通信手段を使用する場合のデータの分け方には、例えば、画像データとその他のデータと分けることもでき、データの分け方は、任意に設定可能である。
以上のようにすることで、片方のみの通信速度よりも高速な通信が期待できるというメリットがある。

また、セキュリティが必要なデータの通信を行う場合、無線通信であると、第三者に盗聴される恐れがあるので、本発明では電力線通信を選択することができる。

図３に、本発明の一例を示す構成のブロック図を示す。
図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わす。

データ入出力Ｉ／Ｆ１０はパソコン４やモデム装置３とデータの送受信を行うインターフェース部である。一般的にはＲＪ４５のコネクタが具備され相手との接続にはＬＡＮケーブルが使用される。

データ入出力Ｉ／Ｆ１０より送信されたデータは、プロトコル解析部２０にてプロトコル解析がおこなわれる。ネットワークは一般的にＴＣＰ／ＩＰが用いられており、ヘッダーと呼ばれる、実データに付加される冗長なデータ列の部分を解析することによって、例えばそのデータがメールのデータなのかウェブサイトのデータなのか、使用している上位アプリケーションを判別することができる。例えば、メールのプロトコルなら、ＳＭＴＰ（ＳｉｍｐｌｅＭａｉｌＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）、ウェブのプロトコルならＨＴＴＰ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）といったように、判別が可能である。セキュリティが必要なプロトコルをプロトコル解析部２０に予め設定をしておく。

プロトコル解析部２０によるプロトコルの解析により、流れてきたデータのプロトコルが、例えば、メールのプロトコルであると判定され、セキュリティが必要なものとして設定されているものである場合、通信手段切り替え部２１によってスイッチ１１は電力線通信部１３側に切り替えられる。逆に、プロトコル解析部２０の解析によりセキュリティの必要がないプロトコルであった場合は、通信手段切り替え部２１によってスイッチ１１は無線通信部１２に切り替えられる。

電力線通信部１３に送られたデータは、所定の変調方式、周波数を用いて信号に変換され、電力線Ｉ／Ｆ１７より送信される。また、無線通信部１２に送られたデータも、所定の変調方式、周波数を用いて無線の信号に変換され、無線Ｉ／Ｆ１５より送信される。

このような構成にすることで、セキュリティが必要な通信をおこなう場合、自動的に電力線通信が選択されるので、無線通信のように第三者に盗聴されることがなく、安心して通信をおこなうことができる。

図２および図３の実施例を組み合わせた通信装置とすることも可能である。

例えば、図２のように、発光部を設けるとしてもよい。セキュリティに守られた通信（電力線通信）をしていることを示すために、発光部は通信手段切り替え部を監視し、例えば、電力線通信側に切り替わっていることを検出すると発光素子を発光させる。逆に、無線通信側に切り替わっていることを検出した場合には発光素子を消灯させる。
または、通信手段ごとに発光素子を設け、それぞれ点灯させることにより、どちらの通信手段を使用しているか判別できるようにしてもよい。発光素子による表示方法は、ここに記載されているものに限定されるものではない。
このようにすることで、ユーザは、電力線通信により安全に通信が行われていることを確認することができる。

また、図２のように、無線通信品質検出部および電力線通信品質検出部を備え、プロトコルの解析部によりプロトコルの解析が行われた後、セキュリティの必要のないデータである場合、無線通信、電力線通信の品質を検出し、最適な通信経路を選択するようにしてもよい。

尚、本発明の通信装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施の一形態に係るシステムの概略構成を示す図である。本発明の通信装置の一例を示すブロック図である。本発明の通信装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１インターネット網
２通信線
３モデム装置
４パソコン
５通信装置
６無線通信
７電力線
１０データ入出力Ｉ／Ｆ
１１スイッチ
１２無線通信部
１３電力線通信部
１４無線通信品質検出部
１５無線Ｉ／Ｆ
１６電力線通信品質検出部
１７電力線Ｉ／Ｆ
１８、２１通信手段切り替え部
１９発光部
２０プロトコル解析部

Claims

電力線を介しての電力線通信と無線を使っての無線通信を行う通信装置において、
電力線通信手段における通信品質を検出する電力線通信品質検出部と、
無線通信手段における通信品質を検出する無線通信品質検出部と、
前記電力線通信品質検出部と前記無線通信品質検出部の検出結果を比較し、通信品質について良い検出結果が算出された方の通信手段を選択して切り替える通信手段切り替え部とを備えることを特徴とする通信装置。
時間の経過を検出するタイマー部を備え、
前記通信手段切り替え部が、前記タイマー部により一定時間の経過ごとに前記電力線通信品質検出部と前記無線通信品質検出部の検出結果の比較を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
電力線を介しての電力線通信と無線を使っての無線通信を行う通信装置において、
受信したデータのプロトコルを識別するプロトコル解析部と、
前記プロトコル解析部の解析結果によって通信手段を選択して切り替える通信手段切り替え部とを備えることを特徴とする通信装置。
前記電力線通信と前記無線通信のいずれで通信を行っているか前記通信手段切り替え部を監視する発光部を備え、
前記電力線通信または前記無線通信を行っているときと、他の通信手段を利用して通信を行っているときの発光素子の表示を変えることにより、どちらの通信手段を使用しているか判別を可能とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の通信装置。
前記通信手段切り替え部は、受信したデータの逆多重化を行い、前記電力線通信および前記無線通信をデータを分けて同時に利用可能とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の通信装置。