JP2008187635A - 電力線通信装置及び電力線通信の通信速度表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力線通信のネットワークにおいて、ユーザーにとって実用上便利で有益な通信速度表示を行う。
【解決手段】インターネット９とホームゲートウェイ７を介して接続される電力線通信のＬＡＮ１０を構成する複数のＰＬＣモデムＡ〜Ｅのうち、ホームゲートウェイの直下にあるものを親機、それ以外を子機とした場合において、子機のＰＬＣモデムＢ〜Ｅは、親機のＰＬＣモデムＡを認識して、それとの通信速度を表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力線通信（ＰＬＣ: Power Line Communication）のネットワークを構成する電力線通信装置及び、電力線通信の通信速度表示方法に関する。

近年、宅内ネットワークにおける電力線通信が注目されている。このような電力線通信では、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）の相互間で、電力線（屋内配線）を信号伝送路とした電力線通信が可能となり、通信線を別途設けることなくＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を構成することができる（例えば、非特許文献１，２参照。）。また、このＬＡＮを、ゲートウェイを介してインターネットサービスプロバイダに接続することにより、各ＰＬＣモデムに接続されたパソコン、セットトップボックス等において、インターネットの利用が可能となる。

Interface、第７０〜８１頁、「電力線搬送（ＰＬＣ: Power Line Communication）の現状」、江藤潔著、ＣＱ出版社、２０００年９月 ＳＥＩ ＷＯＲＬＤ Ｖｏｌ．３２７、「特集／電力線通信（ＰＬＣ）」、住友電気工業株式会社、２００４年１２月

上記のような複数のＰＬＣモデム及びその接続機器によって構成されているＬＡＮ内において、相互の通信速度は、信号が伝搬する電力線の長さや分岐によって異なり、また、各接続機器の使用状況に応じてＰＬＣモデムが動的に変化させるものである。しかし、ＰＬＣモデムに接続されたパソコン等を使用開始するとき、どの程度の通信速度で通信できるのか不明であるとすると、大きなデータの送受信を行うに適した状況か否かの判断もできず、不便である。かかる不便を解消するには通信速度の表示を行うようにすればよい。一方、通信速度はＬＡＮ内の通信相手によって異なるため、全ての通信相手との通信速度をＰＬＣモデムに一斉表示すると煩雑で見にくく、実用性を欠くことが予想される。

かかる課題に鑑み、本発明は、電力線通信のネットワークにおいて、ユーザーにとって実用上便利で有益な通信速度表示を行うことを目的とする。

本発明は、上位ネットワークとゲートウェイを介して接続される電力線通信のネットワークを構成する電力線通信装置であって、ゲートウェイの直下にある電力線通信装置を親機として認識し、当該親機との通信速度を表示する手段を有するものである。
上記のような電力線通信装置では、子機に、親機との通信速度が表示される。なお、子機同士の通信速度は表示されない。

また、上記電力線通信装置において、上記手段は、一定時間ごとに親機との通信速度を求めて表示を更新するものであってもよい。
この場合、表示（更新）の契機となる信号を与えるための押しボタン等の操作スイッチが不要である点で回路構成が簡単である。

また、上記電力線通信装置において、上記手段は、操作信号の入力を受け付けることにより、親機との通信速度を求めて当該通信速度を一定時間表示するものであってもよい。
この場合、操作信号の入力を受け付けた後の一定時間しか表示が行われないので、消費電力を低減することができる。

一方、本発明は、上位ネットワークとゲートウェイを介して接続される電力線通信のネットワークを構成する複数の電力線通信装置のうち、ゲートウェイの直下にあるものを親機、それ以外を子機とした場合の電力線通信の通信速度表示方法であって、ゲートウェイから到来するデータを、電力線通信以外のポートから受信した電力線通信装置は自己が親機であると判定し、また、電力線通信のポートから受信した電力線通信装置は自己が子機であると判定し、子機は、親機との通信速度を表示するものである。
上記のような電力線通信の通信速度表示方法では、親機が自動的に判定され、子機には、親機との通信速度が表示される。なお、子機同士の通信速度は表示されない。

本発明の電力線通信装置及び電力線通信の通信速度表示方法によれば、ユーザーは、利用度の高いインターネットアクセスにおける通信速度を一目で把握することができ、実用上便利で有益である。なお、それ以外の通信速度（子機同士での通信速度）は表示されないので、１つの子機に複数種類の通信速度が表示される煩雑さも無く、表示態様として簡潔である。

図１は、複数（ここでは５台）のＰＬＣモデムによるＬＡＮ及び、これとインターネットとの接続図である。図において、５台のＰＬＣモデムＡ〜Ｅは電力線１を信号伝送路として相互に通信可能である。ここでは例えば、ＰＬＣモデムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにはそれぞれ、パソコン２，３，４，５が接続され、ＰＬＣモデムＥにはセットトップボックス６が接続されている、とする。ＰＬＣモデムＡは、ホームゲートウェイ７（ゲートウェイ）の直下にあり、ホームゲートウェイ７及びインターネットサービスプロバイダ８を介してインターネット９へ接続可能である。

図２は、図１におけるＰＬＣモデムＡ〜Ｅ相互間の接続を概念的に示した接続図である。ＰＬＣモデムＡ〜Ｅ相互間では、図示のような１０種類の通信の組み合わせが可能である。ＰＬＣモデムＡに接続されたパソコン２は、ＰＬＣのＬＡＮ１０とは関わりなくインターネットアクセスが可能であり、他方、ＰＬＣモデムＢ〜Ｅに接続されたパソコン３〜５及びセットトップボックス６は、ＰＬＣモデムＡを通してインターネットアクセスが可能である。

ここで、ホームゲートウェイ７の直下にあるＰＬＣモデムＡは「親機」、それ以外のＰＬＣモデムＢ〜Ｅは「子機」と定義されるものとする。なお、この「親機」は、ネットワーク内で通信管理を行うものの意ではなく、従って、通信管理を行うとは限らない。

図３は、各ＰＬＣモデムＡ〜Ｅの内部回路構成を示すブロック図である。図において、ＰＬＣモデムＡ〜Ｅは、ＬＡＮケーブル用のコネクタ１１と、イーサネット（登録商標）用インターフェースであるイーサＰＨＹ１２と、ＣＰＵ１３と、ＰＬＣ信号変復調を行うＰＬＣ変復調部１４と、ＰＬＣ信号を電力線に注入し又は電力線から抽出するＰＬＣインターフェース１５と、表示部１６とを備え、各部は図示のように接続されている。このＣＰＵ１３は、データ伝送用インターフェースを複数有し、ＰＬＣ用のポート１３ａ（第１ポート）と、ＰＬＣ以外すなわちイーサＰＨＹ１２用のポート（第２ポート）１３ｂとを備えている。

図４は、例えばＤＨＣＰ通信による信号の流れを示す図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は時間を横軸に取ったシーケンス図である。図において、ホームゲートウェイ７はＤＨＣＰサーバ機能を内蔵している。また、ＤＨＣＰクライアントであるパソコン２〜５やセットトップボックス６は、ＤＨＣＰによるＩＰアドレス取得を行う。例えば、ＰＬＣモデムＢに接続されたパソコン３がＩＰアドレス取得を行う場合、まず、ＤＨＣＰクライアントであるパソコン３からＤＨＣＰディスカバー信号（応答を要求するデータ）が送出される。この信号は、ＰＬＣモデムＢ及びＰＬＣモデムＡを経て、ホームゲートウェイ７に届く。ホームゲートウェイ７は、これに対して、ＤＨＣＰオファー（応答のデータ）を送信する。

ＤＨＣＰオファーを受けたパソコン３は、ＩＰアドレスを要求するＤＨＣＰリクエスト（応答を要求するデータ）を送出する。ホームゲートウェイ７は、これを受けて、ＤＨＣＰ ＡＣＫ（応答のデータ）を返す。ここで、親機であるＰＬＣモデムＡは、ＤＨＣＰオファー及びＤＨＣＰ ＡＣＫの各データを、イーサネットのコネクタ１１側から受信してポート１３ｂ（図３）で受け取る。一方、子機であるＰＬＣモデムＢは、ＤＨＣＰオファー及びＤＨＣＰ ＡＣＫの各データを、ＰＬＣインターフェース１５側から受信してポート１３ａ（図３）で受け取る。ＰＬＣモデムＢを他の子機のＰＬＣモデムＣ，Ｄ又はＥに置き換えた場合も同様である。

従って、図３において、判定部としてのＣＰＵ１３は、ホームゲートウェイ７から到来する応答データをイーサネット側のポート１３ｂで受け取った場合、そのＰＬＣモデムは親機であり、逆に、ＰＬＣ側のポート１３ａで受け取った場合、そのＰＬＣモデムは子機である、と判定することができる。このようにして、各ＰＬＣモデムＡ〜Ｅは、自己が親機か子機かの判定を行うことができる。なお、親機のＰＬＣモデムＡでは、その表示部１６において、親機であることを示す表示（例えばＬＥＤを点灯させる。）を行うようにしてもよい。

なお、ＣＰＵ１３として、データ伝送用インターフェースが１個しか無いものを用いる場合には、Ｌ２（Layer 2）スイッチを使用することができる。すなわち、図５に示すように、ＣＰＵ１３のポートにはＬ２スイッチ１７が接続され、Ｌ２スイッチ１７の一方のポート１７ａがＰＬＣ変復調部１４に、他方のポート１７ｂがイーサＰＨＹ１２に、それぞれ接続される。この場合、ＣＰＵ１３及びＬ２スイッチ１７の両方により、親機・子機の判定部１８が構成される。

図６の（ａ）は、図５に示す構成のＰＬＣモデムＢ〜Ｅが（パソコン等ではなく）、ＤＨＣＰによるＩＰアドレス取得を行う場合の、ＤＨＣＰ通信による信号の流れを示す図である。例えば、ＰＬＣモデムＢがＩＰアドレス取得を行う場合、まず、ＤＨＣＰクライアントであるＰＬＣモデムＢ自身からＤＨＣＰディスカバー信号（応答を要求するデータ）が送出される。この信号は、ＰＬＣモデムＡを経て、ホームゲートウェイ７に届く。ホームゲートウェイ７は、これに対して、ＤＨＣＰオファー（応答のデータ）を送信する。

ＤＨＣＰオファーを受けたＰＬＣモデムＢは、ＩＰアドレスを要求するＤＨＣＰリクエスト（応答を要求するデータ）を送出する。ホームゲートウェイ７は、これを受けて、ＤＨＣＰ ＡＣＫ（応答のデータ）を返す。ここで、親機であるＰＬＣモデムＡは、ＤＨＣＰオファー及びＤＨＣＰ ＡＣＫの各データを、イーサネットのコネクタ１１側から受信して図５のＬ２スイッチ１７のポート１７ｂで受け取る。Ｌ２スイッチ１７は、パケットに受信ポートを示すフラグを付加することができ、これにより、ポート１７ｂで受け取ったことを示すフラグを付加したパケットをＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は、受け取ったフラグにより、イーサネットのパケットであると判定する。

一方、子機であるＰＬＣモデムＢは、ＤＨＣＰオファー及びＤＨＣＰ ＡＣＫの各データを、ＰＬＣインターフェース１５側から受信して図３のＬ２スイッチ１７のポート１７ａで受け取る。そして、Ｌ２スイッチ１７は、ポート１７ａで受け取ったことを示すフラグを付加したパケットをＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は、受け取ったフラグにより、ＰＬＣのパケットであると判定する。

従って、判定部１８は、ホームゲートウェイ７から到来する応答データをイーサネット側のポート１７ｂで受け取った場合、そのＰＬＣモデムは親機であり、逆に、ＰＬＣ側のポート１７ａで受け取った場合、そのＰＬＣモデムは子機である、と判定することができる。このようにして、各ＰＬＣモデムは、自己が親機か子機かの判定を行うことができる。

上記のようにして各ＰＬＣモデムＡ〜Ｅは自己が親機か子機かの判定を行うことができる。また、上記のように、一般的な使用形態で使用される通信プロトコルであるＤＨＣＰを利用することにより、親機・子機の判定のために新たな通信プロトコルを用意しなくてよい。従って、その点において、装置が簡略化され、ネットワーク帯域の有効活用に寄与する。

なお、上記実施形態ではＤＨＣＰ通信のデータを親機・子機判定に利用したが、このようなデータはＤＨＣＰに限定されない。例えばインターネットサービスプロバイダ８から送信され、見かけ上はホームゲートウェイ７から到来するデータを利用しても同様の親機・子機判定が可能となる。

親機・子機の判定により、親機であるＰＬＣモデムＡは、親機は自己であると特定できるが、自己が子機であった場合、どのＰＬＣモデムが親機かまでは特定できない。そこで、子機から見て、どのＰＬＣモデムが親機であるかを特定する２つの方法について説明する。なお、２つの方法は互いに独立したものである。

《親機特定方法１》
自己が親機であった場合、当該親機は、自己が親機であることを示すデータに自己の機器識別情報を付加して一定時間毎にＰＬＣ側へブロードキャストで送信する。機器識別情報とは機器を特定できる情報のことであり、例えばＭＡＣアドレスやＰＬＣプロトコル上の親機ＩＤ等である。子機は、送信された情報を受け取り、付加されている機器識別情報によって、親機を特定することができる。

《親機特定方法２》
一方、自己が子機であった場合、当該子機は、親機を探索するためのサーチデータをＰＬＣ側へブロードキャストで送信する。サーチデータを受け取った親機は、機器識別情報を付加した応答を、ユニキャスト又はブロードキャストで送信する。子機は、送信された情報を受け取り、付加されている機器識別情報によって、親機を特定することができる。

次に、通信速度の表示方法について説明する。表示方法には例えば、常時通信速度を表示し、一定時間毎に表示を更新する方法と、ユーザーが押しボタン等の操作スイッチを操作をしたときだけ一定時間通信速度を表示する方法とがある。前者は押しボタン等が不要である点で回路構成が簡単である。後者は押しボタン等を別途設ける必要があるが、一定時間しか表示しないので消費電力を低減することができる。前者の場合、ＰＬＣモデムは図３（又は図５）に示す内部回路構成でよい。後者の場合は、図７に示すように、押しボタン１９等の操作スイッチが設けられる。押しボタン１９を押すことによる操作信号は、ＣＰＵ１３により、速度表示の指令信号として受け付けられる。なお、図５の構成に対しても同様に押しボタンを設けることができる。

図８は、通信速度表示の手順を示すシーケンス図である。図において、子機のＰＬＣモデムにおいてユーザーが押しボタン１９を押すか又は一定時間が経過したとき、子機のＰＬＣモデムは、親機のＰＬＣモデムに対して少量の通信データを送出する。このときＰＬＣ変復調部１４は、通信データを送る直前に速度情報計算を行い、通信速度を決定する。親機のＰＬＣモデムは通信データに対して応答するが、この応答は無くてもよい。そして、ＣＰＵ１３はＰＬＣ変復調部１４に対して速度情報の提供を要請し、ＰＬＣ変復調部１４はＣＰＵ１３に速度情報の応答を行う。これにより、ＣＰＵ１３は速度情報を取得し、これを基に表示部１６に通信速度の表示を行う。

図９は、通信速度表示の手順の他の例を示すシーケンス図である。この例は、図８とは逆に、親機から指示が与えられる。図において、親機のＰＬＣモデムにおいてユーザーが押しボタン１９を押すか又は一定時間が経過したとき、親機のＰＬＣモデムは、子機である全てのＰＬＣモデムに対して少量の通信データを送出する。このとき親機のＰＬＣ変復調部１４は、通信データを送る直前に通信速度を決定する。通信速度の情報は各子機と共有されるので、子機のＰＬＣ変復調部１４もこの通信速度を保有する。そして、子機のＣＰＵ１３はＰＬＣ変復調部１４に対して速度情報の提供を要請し、ＰＬＣ変復調部１４はＣＰＵ１３に速度情報の応答を行う。これにより、ＣＰＵ１３は速度情報を取得し、これを基に表示部１６に通信速度の表示を行う。

表示部１６は、例えば通信速度に所定の閾値を定めて４段階（高速、中速、低速、通信不可）に定義し、４種類の表示色で表示する。また、表示色ではなく表示態様を変化させてもよく、例えば、通信速度に応じて点滅速度を変化させてもよい。
一方、例えばＬＥＤを３個用意して、高速では３個点灯、中速では２個点灯、低速では１個点灯、通信不可のときは消灯、とすることもできる。
さらには、液晶表示画面に通信速度の数値そのものを表示したり、グラフィック表示をすることも可能である。

以上のようにして、全ての子機で、親機との間の通信速度を表示することができる。ユーザーは、当該通信速度の表示により、利用度の高いインターネットアクセスにおける通信速度を一目で把握することができ、実用上便利で有益である。
なお、それ以外の通信速度（子機同士での通信速度）は表示されないので、１つの子機に複数種類の通信速度が表示される煩雑さも無く、表示態様として簡潔である。また、表示部がＬＥＤであれば、その個数も少なくて済むことになるので、コスト低減にも寄与する。

なお、子機において親機との通信速度を表示するには、親機がどれかを子機が認識する必要がある。それには、前述のような親機特定方法を用いる他、ユーザーが手動操作により親機を特定する設定を行うことも可能である。

なお、上記実施形態において、ＰＬＣ用以外のポート、インターフェースはイーサネット用であるとしたが、その他、パラレルインターフェースやＵＳＢインターフェースもあり得る。

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。

複数のＰＬＣモデムによるＬＡＮ及び、これとインターネットとの接続図である。 図１におけるＰＬＣモデム相互間の接続を概念的に示した接続図である。 ＰＬＣモデムの内部回路構成を示すブロック図である。 ＰＣ等をＤＨＣＰクライアントとしたＤＨＣＰ通信による信号の流れを示す図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は時間を横軸に取ったシーケンス図である。 ＰＬＣモデムの内部回路構成の他の例を示すブロック図である。 ＰＬＣモデムをＤＨＣＰクライアントとしたＤＨＣＰ通信による信号の流れを示す図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は時間を横軸に取ったシーケンス図である。 ＰＬＣモデムの内部回路構成のさらに他の例（押しボタン付き）を示すブロック図である。 通信速度表示の手順を示すシーケンス図である。 通信速度表示の手順の他の例を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ 電力線
２〜５ パソコン
６ セットトップボックス
７ ホームゲートウェイ
８ インターネットサービスプロバイダ
９ インターネット
１０ ＬＡＮ
１１ コネクタ
１２ イーサＰＨＹ
１３ ＣＰＵ
１３ａ，１３ｂ ポート
１４ ＰＬＣ変復調部
１５ ＰＬＣインターフェース
１６ 表示部
１７ Ｌ２スイッチ
１７ａ，１７ｂ ポート
１８ 判定部
１９ 押しボタン
Ａ ＰＬＣモデム（親機）
Ｂ〜Ｅ ＰＬＣモデム（子機）

Claims (4)

1. 上位ネットワークとゲートウェイを介して接続される電力線通信のネットワークを構成する電力線通信装置であって、
   ゲートウェイの直下にある電力線通信装置を親機として認識し、当該親機との通信速度を表示する手段を有することを特徴とする電力線通信装置。
2. 前記手段は、一定時間ごとに親機との通信速度を求めて表示を更新する請求項１記載の電力線通信装置。
3. 前記手段は、操作信号の入力を受け付けることにより、親機との通信速度を求めて当該通信速度を一定時間表示する請求項１記載の電力線通信装置。
4. 上位ネットワークとゲートウェイを介して接続される電力線通信のネットワークを構成する複数の電力線通信装置のうち、ゲートウェイの直下にあるものを親機、それ以外を子機とした場合の電力線通信の通信速度表示方法であって、
   ゲートウェイから到来するデータを、電力線通信以外のポートから受信した電力線通信装置は自己が親機であると判定し、また、電力線通信のポートから受信した電力線通信装置は自己が子機であると判定し、
   子機は、親機との通信速度を表示する
   ことを特徴とする電力線通信の通信速度表示方法。

Images