JP2008141601A

JP2008141601A - 電力線通信の実体接続構造及び電力線通信装置の使用方法

Info

Publication number: JP2008141601A
Application number: JP2006327261A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kuwabara; 雅裕桑原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】電力線通信装置をどのコンセントに接続しても均一な信号レベルで通信を行うことができるようにする。
【解決手段】非接地側の電路Ｒ，Ｂ及び接地側の電路Ｗからなる単相３線の電源が供給される屋内配線用の分電盤５における電路Ｒ，Ｂに、親機となるＰＬＣモデム２０を接続し、分電盤５における電路Ｒ，Ｗ又はＢ，Ｗに子機となるＰＬＣモデム２２，２３を接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力線通信（ＰＬＣ: Power Line Communication）用の実体接続構造及び電力線通信装置の使用方法に関する。

電力線通信は、電力線を信号伝送路として、商用交流電圧（電流）にデータ通信の信号を重畳させる通信方式であり、新規に通信用の配線を行う必要がないという利点を有する。電力線の利用範囲により種々の電力線通信の形態があり得るが、例えば戸建ての家屋では、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)と、電力線通信によるＬＡＮ(Local Area Network)とを組み合わせたシステムを構築することができる（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、主として屋内配線が電力線通信の信号伝送路として利用され、コンセントに接続された複数のＰＬＣモデム（電力線通信装置）にそれぞれパソコンや情報家電等の端末機器が接続されることにより、宅内ＬＡＮが構成される。一方、家屋内には光ファイバが引き込まれ、メディアコンバータ（ＯＮＵ）及びＰＬＣモデムを介して宅内ＬＡＮへの接続がなされる。これにより、各端末機器において、インターネット等の外部ネットワークとの接続が可能となる。

電力線通信は例えばＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で行われるものであり、信号を搬送する２つの電路（屋内配線の２線）に対して、互いに波形を正負反転した信号が送信され、その差信号から受信信号が得られる。信号レベルが高ければ（信号減衰が少なければ）、多くのビット割付が可能となり、高速な伝送が可能となる。

特開２００５−１５０９７５号公報（図５）

上記のように屋内配線を電力線通信の信号伝送路とする場合、家屋内に引き込まれる電源が単相２線であれば、全てのコンセントに共通の２線が接続されているため、電力線通信の信号伝送路として使用される電路が常に共通している。しかしながら、単相３線の電源が屋内配線用の分電盤に引き込まれている場合、非接地側の電路Ｒ（赤）及び電路Ｂ（黒）と、接地側の電路Ｗ（白）とが存在する。１００Ｖ用のコンセントは、電路Ｒ，Ｗ又はＢ，Ｗに接続されるが、そのどちらになるかは電気工事の施工時に任意に決められている。従って、どのコンセントが、どの電路に接続されているかは、配線を調べない限り不明である。

ＰＬＣモデムの親機と子機とが互いに共通の２線に接続されている場合は、両モデム間での電力線通信の信号減衰が小さいが、互いに異なる２線（Ｒ，Ｗ対Ｂ，Ｗ）に接続されている場合は、信号減衰が大きい（１０〜２０ｄＢ）。その結果、子機をどのコンセントに接続するかによって信号減衰の程度が異なり、均一な通信品質（通信速度）が得られない。

かかる課題に鑑み、本発明は、電力線通信装置をどのコンセントに接続しても均一な信号レベルで通信を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の電力線通信の実体接続構造は、非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第２電路に接続された一のコンセントと、電源コードが前記コンセントに接続された一の電力線通信装置と、前記第１，第３電路又は第２，第３電路に接続された他のコンセントと、電源コードが前記他のコンセントに接続された他の電力線通信装置とを備えたものである。

上記のような電力線通信の実体接続構造においては、他の電力線通信装置が第１，第３電路又は第２，第３電路のいずれに接続されても、一の電力線通信装置との信号回路接続に関して、一方の電路は互いに直結され、他方の電路は電源供給に係る変圧器の２次側の１／２巻線を介して互いに接続される。すなわち、他の電力線通信装置の接続電路が第１，第３電路又は第２，第３電路のいずれであっても、一の電力線通信装置との信号回路接続が同様な回路構成となり、電力線通信の信号減衰の程度は他の電力線通信装置の接続電路にかかわらず常に均一である。

また、上記実体接続構造において、屋内配線用の分電盤から一のコンセントまで非分岐で配線されていることが好ましい。
この場合、当該電路においては、分岐による電力線通信の信号減衰が防止される。

一方、本発明の電力線通信装置の使用方法は、非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第２電路に一の電力線通信装置を接続し、前記第１，第３電路又は第２，第３電路に他の電力線通信装置を接続して電力線通信を行うものである。

上記のような電力線通信装置の使用方法においては、他の電力線通信装置が第１，第３電路又は第２，第３電路のいずれに接続されても、一の電力線通信装置との信号回路接続に関して、一方の電路は互いに直結され、他方の電路は電源供給に係る変圧器の２次側の１／２巻線を介して互いに接続される。すなわち、他の電力線通信装置の接続電路が第１，第３電路又は第２，第３電路のいずれであっても、一の電力線通信装置との信号回路接続が同様な回路構成となり、電力線通信の信号減衰の程度は他の電力線通信装置の接続電路にかかわらず常に均一である。

本発明の電力線通信装置の実体接続構造又は本発明の電力線通信装置の使用方法によれば、一の電力線通信装置は、第１，第３電路又は第２，第３電路のどちらに接続された他の電力線通信装置とも、均一な信号レベルで電力線通信を行うことができるので、他の電力線通信装置をどのコンセントに接続しても均一な信号レベルで一の電力線通信装置と通信を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態による電力線通信の実体接続構造を示す接続図である。図において、この戸建ての家屋Ｈは、例えば図示の４つの部屋１，２，３，４を備えているとする。部屋１に設けられた屋内配線用の分電盤５には、屋外配線から電力量計（図示せず。）を介した引込み線６が接続される。分電盤５からは、２心のケーブル（ＶＶＦ）７〜１４が引き出され、これらは各部屋１〜４のコンセント用配線となっている。

具体的には、各ケーブル７〜１４の行き先は、以下の通りである。
ケーブル７：部屋４の壁面下方に設けられた汎用コンセント４０１
ケーブル８：部屋３の壁面下方に設けられた汎用コンセント３０１
ケーブル９：部屋３の壁面上方に設けられた専用コンセント３０２
ケーブル１０：部屋３の壁面上方に設けられた専用コンセント３０３
ケーブル１１：部屋１の壁面下方に設けられた汎用コンセント１０１
ケーブル１２：部屋２の壁面下方に設けられた汎用コンセント２０１
ケーブル１３：部屋２の壁面上方に設けられた専用コンセント２０２
ケーブル１４：部屋１の壁面に設けられた専用コンセント１０２

ここで、ケーブル９，１０，１３，１４は、分電盤５から非分岐でそれぞれ専用コンセント３０２，３０３，２０２，１０２まで配線された「専用電路」となっている。専用コンセント２０２，３０３は典型的にはエアコン用であり、また、専用コンセント１０２は例えば消費電力の大きい台所の家電製品（電子レンジ、食器洗い機、電磁調理器等）用である。なお、コンセントの設置箇所や数は一例に過ぎない。また、実際にはさらに照明用の配線やスイッチ用配線等もあるが、ここでは省略している。

一方、２口の専用コンセント３０２は、家電製品用ではなく、電力線通信の用に供するためのものである。この専用コンセント３０２は、家電製品用（例えばエアコン用）の専用コンセント３０３とは別に、光ファイバ１７の引込口１８が設けられる部屋３の当該引込口１８近傍に設けられる。宅内に引き込まれた光ファイバ１７の終端には、メディアコンバータ（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１９が接続されている。また、メディアコンバータ１９には通信用ケーブル２１を介してＰＬＣモデム２０（親機）が接続されている。メディアコンバータ１９は、ＰＬＣモデム２０との例えばイーサネット（登録商標）によるインターフェース機能を備えている。

上記のように、分電盤５の回路遮断器５２から専用コンセント３０２までが非分岐で配線された専用電路のケーブル９であることにより、分岐による電力線通信の信号減衰が防止され、この電路における電力線通信の信号減衰が抑制される。なお、専用コンセント３０２が２口であることにより、厳密にはここに電路の分岐が存在するが、２口間の距離が短い（電力線通信の使用波長λの１／４未満）ため、実質的な分岐にはならない。

上記専用コンセント３０２は、引込口１８と同じ壁面か若しくは、部屋３のコーナーを挟んで隣接する壁面に設けられ、引込口１８とは接近している。また、メディアコンバータ１９、ＰＬＣモデム２０及び専用コンセント３０２の三者は互いに近接して配置され、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０の電源コード１９ａ，２０ａは共に、専用コンセント３０２に接続される。従って、引込口１８、専用コンセント３０２、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０は、互いに近接した状態で、部屋３内の同じ壁面又は互いに隣接する壁面に配置されることになる。
なお、実際の取り付けに関しては、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０を、棚等の家具の上に設置してもよいし、また、壁掛け設置にしてもよい。

上記のような配置により、メディアコンバータ１９、ＰＬＣモデム２０及び専用コンセント３０２の三者は、引込口１８の近傍に集約して配置され、そのため、光ファイバ１７の引き込み長さを短くすることができ、引き回しが簡単になる。
なお、メディアコンバータ１９とＰＬＣモデム２０とが互いに近接していることにより、通信用ケーブル２１はごく短い長さで足りる。この通信用ケーブル２１は長くすることも可能ではあるが、電力線通信の利点の１つである通信用配線の節約という観点からは、長くしないことが好ましい。

一方、図１の部屋２内に設置されるＰＬＣモデム２２は、電源コード２２ａを汎用コンセント２０１に接続することにより、分電盤５を介して、親機のＰＬＣモデム２０と電力線通信が可能な状態となる。同様に、部屋４内に設置されるＰＬＣモデム２３は、電源コード２３ａを汎用コンセント４０１に接続することにより、分電盤５を介して、親機のＰＬＣモデム２０と電力線通信が可能な状態となる。また、図示しないが、各ＰＬＣモデム２０，２２，２３にはパソコンや情報家電等の端末機器が接続され、屋内配線を信号伝送路とした宅内ＬＡＮが構成されるとともに、各端末機器において、光ファイバ１７を介しての、インターネット等の外部ネットワークとの接続が可能となる。なお、ＰＬＣモデム２２，２３の配置や個数は一例に過ぎない。

図２は、図１における電力線通信に関する部分を抜き出して示すとともに、分電盤５の内部構成を示す接続図である。図において、引込み線６は単相３線式で、非接地側の第１電路Ｒ（赤）及び第２電路Ｂ（黒）と、接地側の第３電路Ｗ（白）とを有し、Ｒ−Ｗ間及びＢ−Ｗ間の電圧は１００Ｖ、Ｒ−Ｂ間の電圧は２００Ｖである。引込み線６は、分電盤５内の主幹の回路遮断器５Ｍに接続される。回路遮断器５Ｍの２次側電路は、複数（ここでは８個）の回路に分岐し、各回路には回路遮断器５０〜５７が設けられている。そして、これらの回路遮断器５０〜５７を介して、家屋内の各所に電源が供給されている。

図２において、回路遮断器５２を除く、その他の回路遮断器５０，５１，５３〜５７は電路Ｒ，Ｗ又はＢ，Ｗに接続される。実際にどちらに接続されるかは、電気工事の施工時に任意に決定され、通常、両方に均等に配分されることが多い。この例では、回路遮断器５０，５１，５３はＲ，Ｗに接続され、回路遮断器５４〜５７はＢ，Ｗに接続されている。従って、汎用コンセント２０１に接続されるＰＬＣモデム２２はＢ，Ｗに、汎用コンセント４０１に接続されるＰＬＣモデム２３はＲ，Ｗに、それぞれ接続される。
一方、回路遮断器５２は、電路Ｒ，Ｂ（２００Ｖ）に接続されている。従って、専用コンセント３０２には２００Ｖが供給され、この専用コンセント３０２に接続されるメディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０は共に、２００Ｖ仕様で製作されている。

図３は、図２における回路遮断器やコンセントを省略して、分電盤５への電源供給に係る屋外の変圧器６０からＰＬＣモデム２０，２２，２３までの接続状態を見た回路図である。親機であるＰＬＣモデム２０における電源コード２０ａの電源入力線２０Ｒは、子機であるＰＬＣモデム２３の電源コード２３ａの電源入力線２３Ｒと、分電盤５内の電路Ｒを介して相互に接続される。一方、ＰＬＣモデム２０の他の電源入力線２０Ｂは、ＰＬＣモデム２３の他の電源入力線２３Ｗと、変圧器６０の２次側の１／２巻線６０ａを介して互いに接続される。

また、ＰＬＣモデム２０における電源コード２０ａの電源入力線２０Ｂは、ＰＬＣモデム２２の電源コード２２ａの電源入力線２２Ｂと、分電盤５内の電路Ｂを介して相互に接続される。一方、ＰＬＣモデム２０の他の電源入力線２０Ｒは、ＰＬＣモデム２２の他の電源入力線２２Ｗと、変圧器６０の２次側の１／２巻線６０ｂを介して互いに接続される。

上記のようなＰＬＣ親子間の接続によれば、子機のＰＬＣモデムがＲ，Ｗ又はＢ，Ｗのいずれに接続されても、親機のＰＬＣモデム２０との信号回路接続に関して、一方の電路は分電盤５内で互いに直結され、他方の電路は変圧器６０の２次側の１／２巻線を介して互いに接続される。すなわち、子機の接続電路がＲ，Ｗ又はＢ，Ｗのいずれであっても、親機のＰＬＣモデム２０との信号回路接続が同様な回路構成となる。

従って、電力線通信の信号減衰の程度は子機の接続電路にかかわらず常に均一であり、親機のＰＬＣモデム２０は、電路Ｒ，Ｗ及びＢ，Ｗのどちらに接続された子機のＰＬＣモデムとも、均一な信号レベルで電力線通信を行うことができる。なお、このような均一な信号レベルを確保した結果として、当該信号レベルは、親子で同一電路間に接続する場合の約１／２となるが、その損失よりも、信号レベルを安定させ、安定した通信品質を確保する利益の方が大きい。

なお、上記実施形態では外部ネットワークとの接続がＦＴＴＨ(Fiber To The Home)であるが、ＡＤＳＬ(Asymmetric Digital Subscriber Line)の回線終端装置に上記のようなＰＬＣの宅内ＬＡＮを接続することも可能である。

なお、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、上記した意味ではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の一実施形態による電力線通信の実体接続構造を示す接続図である。図１における電力線通信に関する部分を抜き出して示すとともに、分電盤の内部構成を示す接続図である。図２における回路遮断器やコンセントを省略して、屋外の変圧器から各ＰＬＣモデムまでの接続状態を見た回路図である。

符号の説明

５分電盤
９専用電路
２０ＰＬＣモデム（電力線通信装置）
２０ａ電源コード
２２，２３ＰＬＣモデム（電力線通信装置）
２２ａ，２３ａ電源コード
２０１，４０１汎用コンセント
３０２専用コンセント
Ｒ，Ｂ電路（第１，第２電路）
Ｗ電路（第３電路）

Claims

非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第２電路に接続された一のコンセントと、
電源コードが前記コンセントに接続された一の電力線通信装置と、
前記第１，第３電路又は第２，第３電路に接続された他のコンセントと、
電源コードが前記他のコンセントに接続された他の電力線通信装置と
を備えたことを特徴とする電力線通信の実体接続構造。
屋内配線用の分電盤から前記一のコンセントまで非分岐で配線されている請求項１記載の電力線通信の実体接続構造。
非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第２電路に一の電力線通信装置を接続し、前記第１，第３電路又は第２，第３電路に他の電力線通信装置を接続して電力線通信を行うことを特徴とする電力線通信装置の使用方法。