JP2008271000A - 通信装置並びに通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの影響を回避して通信品質を良好に保ちながら、近傍にある端末機器同士の電力線通信の中継を好適に行なう。
【解決手段】第１の電力線通信部１０２が一般コンセント１０９に接続され、一般の電力線経由で他の部屋の電力線通信装置と通信が可能である。第２の電力線通信部１０３並びに第３の電力線通信部１０４はそれぞれに対応するローカル・コンセント１０７並びに１０８に差し込まれた電力線通信機器のみと電力線通信する。ローパス・フィルタ1０５並びに１０６は、各電力線通信部１０２、１０３、１０４それぞれの通信を分離し、交流電力のみを通過させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般コンセントに接続して電力線伝送を行なう通信装置並びに通信システムに係り、特に、電力線伝送路を用いてデータ送信元及びデータ受信先となる端末機器間の中継を行なう通信装置並びに通信システムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、近傍にある端末機器同士の通信の中継を行なう通信装置並びに通信システムに係り、特に、ノイズの影響を回避して通信品質を良好に保ちながら、同一の部屋にある端末機器同士の通信の中継を行なう通信装置並びに通信システムに関する。

近年、家庭などの建物内で簡易にＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する手段として、電力線を介して電力の供給を受ける通信機能を有する機器が通信信号を電力線に重畳して、他の同様な機能を有する機器との間で電力線を介して通信を行なう電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が実用化されている。

簡易にＬＡＮを構築する手段としては無線ＬＡＮも普及しているが、電波関連の法規制や他のシステムとの干渉回避などのため送信出力が抑制されており、壁越えが不得手で部屋間通信を行なうことができない、といった問題がある。これに対し、電力線通信によれば、既存の電力線を利用することにより、ＡＣコンセントが配設された部屋間であれば機器間で通信を行なうことができ、相手の機器がどの場所にいるかに制限されない。電力線通信によれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を建物内に張り巡らすことなしにＬＡＮを構築することができ、しかも１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を実現することができる。

図３には、サーバ３０１とＰＣなどの通信端末３０７の間の有線伝送路の一部を、一組のＰＬＣブリッジ装置３０３によって電力線伝送路３０４に置き換えた通信システムの構成例を示している。図示の例では、ＰＬＣブリッジ装置３０３は、サーバ３０１と有線伝送路３０２を介して接続するネットワーク・インターフェース機能と、ＰＬＣインターフェース機能を備えている。ＰＬＣブリッジ装置３０３は、電力線３０４を介して他方のＰＣＬブリッジ装置３０５が接続されている。また、ＰＬＣブリッジ装置３０５は、有線伝送路３０６を経由して、ＰＣなどの末端の情報端末３０７へリレーしている。

また、図３に示したシステム構成では、ＰＬＣブリッジ装置のような通信装置の設置場所がＡＣコンセント付近に制限されるが、ＡＣコンセントから受信した受信信号をさらに他の無線通信装置へ無線信号を用いて送信する機能を備えることによって、設置場所の制限からも解放される（例えば、特許文献１を参照のこと）。

しかしながら、電力線通信を利用した通信システムは、通信を行なう家屋の構造によってその振る舞いが異なり、また、生活リズムに起因して生じるノイズ（コードの抜き差しやドライヤの使用により生じるノイズなど）による影響を受け易いため、必ずしも理想的な通信速度を達成できる訳ではなく、実効レートはノイズの状況によって大きく低下する、という問題がある。

ノイズの影響を回避して極力通信品質を保つための方法について数多の提案がなされているが、理想的な状態にすることは極めて困難である。電力線通信システムは、電力線上で生じるノイズに関して敏感であり、例えば同一の部屋にある端末機器同士を接続する場合であっても、他の部屋などにある無関係な家電の影響を受け、通信品質が劣化してしまう。

近傍の端末機器を接続したいときには例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を用いて接続し、通信品質の良好な有線通信を利用することも考えられるが、オフィスや一般家庭内などの作業空間での通信ケーブルの引き回しは面倒であるとともに美観を損なう。

また、通信を継続させる手段として、無線ＬＡＮと電力線通信を切り替えて、通信状態が良好な伝送メディアを用いる方式や（例えば、特許文献２、特許文献３を参照のこと）、無線ＬＡＮと電力線通信を同時に用いる方式（例えば、特許文献４を参照のこと）について提案がなされている。しかしながら、無線通信技術は、総じて、同じ周波数チャネルを利用する他のシステムとの干渉の影響を受け易いことが知られており、電波状況によっては通信速度が安定せず、高速な伝送を必要とするトラフィックにおいて障害が発生する事態が想定される。すなわち、無線ＬＡＮも周辺の電波状況に通信品質が大きく影響され、その上、元々電力線通信に比べ通信速度が低い通信システムであることから、複数の無線ＬＡＮ端末を同一の部屋内で通信するときには高い通信速度を達成するのは困難である。

特開２００２−３７２１８９号公報 特開２００２−３１９９４７号公報 特開２００５−３５４１５９号公報 特開２００６−１０９０２２号公報

本発明の目的は、一般コンセントに接続して、電力線伝送路を用いてデータ送信元及びデータ受信先となる端末機器間の中継を好適に行なうことができる、優れた通信装置並びに通信システムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、ノイズの影響を回避して通信品質を良好に保ちながら、同一の部屋にある端末機器同士の通信の中継を好適に行なうことができる、優れた通信装置並びに通信システムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、電力線を用いて通信を行なう通信装置であるが、第１の電力線上に接続された電力線通信装置と通信を行なう第１の電力線通信部と、第２の電力線上に接続された電力線通信装置と通信を行なう第２の電力線通信部と、前記第１の電力線と及び前記第２の電力線間に接続され、前記第１の電力線通信部及び前記第２の電力線通信部がそれぞれ電力線通信で使用する周波数並びにノイズを除去して、交流電力のみを通過させるローパス・フィルタを具備することを特徴とする通信装置である。

家庭などの建物内で簡易にＬＡＮを構築する手段として、電力線通信技術が実用化されており、ＡＣコンセントが配設された部屋間であれば機器間で通信を行なうことができ、しかも１００Ｍｂｐｓ以上の高速通信を実現することができる。

しかしながら、電力線通信を利用した通信システムは、生活リズムに起因して生じるノイズによる影響を受け易いため、必ずしも理想的な通信速度を達成できる訳ではない。

本発明に係る通信装置は、第１の電力線上で電力線通信を行なう第１の電力線通信部、及び、第２の電力線上で電力線通信を行なう第２の電力線通信部という、２以上の電力線通信インターフェースを備えている。

このうち、本通信装置の電源ケーブルとしての第１の電力線は一般のコンセントに差し込まれており、第１の電力線通信部は、商用ＡＣ電源を供給する一般の電力線を介して外部の電力線通信装置（若しくは外部ネットワーク）と通信を行なう。

一方、第２の電力線には、複数のコンセントからなるローカル・コンセントが接続されており、第２の電力線通信部は、このローカル・コンセントに電源ケーブルが差し込まれている各電力線通信装置とは第２の電力線を介して電力線通信を行なうことができる。

したがって、同じローカル・コンセントに接続されている複数の電力線通信装置の間の通信は、第１の電力線通信部が発生している通信や、商用ＡＣ電源を伝送する建物内の電力線上で生活リズムに起因して生じるノイズに影響されることなく、理想的な状態で高い通信速度を実現することができる。また、一般のコンセントから得られる商用ＡＣ電源は、第１の電力線通信部が電力線通信で使用する周波数やその他のノイズをローパス・フィルタによって除去した後に、装置の駆動用電源としてローカル・コンセントに接続された各電力線通信装置に供給される。

同じローカル・コンセントに接続される各電力線通信装置は、いずれも電源ケーブルが同じコンセントに届く場所に存在していることから、互いに近傍（若しくは同じ部屋内）に設置されていることが推測される。同じローカル・コンセントに接続された電力線通信装置間では、言い換えれば、他の電力線とは遮断された電力線によってローカルなネットワークが形成されるので、理想的な状態で高い通信速度を実現することができる。

本発明に係る通信装置は、第１の電力線通信部と第２の電力線通信部のデータを相互にブリッジを行なう通信制御部をさらに備えることによって、それぞれの電力線に接続されている電力線通信装置間の中継を行なうブリッジ装置として機能することができる。

また、本発明に係る通信装置は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線ＬＡＮをインターフェースする有線通信部をさらに備えるとともに、通信制御部が第１の電力線通信部又は第２の電力線通信部と有線通信部のデータを相互にブリッジを行なうことによって、電力線に接続されている電力線通信装置と有線ＬＡＮ通信装置間の中継を行なうブリッジ装置として機能することができる。

あるいは、本発明に係る通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮをインターフェースする無線通信部をさらに備えるとともに、通信制御部が第１の電力線通信部又は第２の電力線通信部と無線通信部のデータを相互にブリッジを行なうことによって、電力線に接続されている電力線通信装置と無線ＬＡＮ通信装置間の中継を行なうブリッジ装置として機能することができる。

本発明によれば、一般コンセントに接続して、電力線伝送路を用いてデータ送信元及びデータ受信先となる端末機器間の中継を好適に行なうことができる、優れた通信装置並びに通信システムを提供することができる。

また、本発明によれば、ノイズの影響を回避して通信品質を良好に保ちながら、近傍にある端末機器同士の電力線通信の中継を好適に行なうことができる、優れた通信装置並びに通信システムを提供することができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明の一実施形態に係る電力線インターフェース・ブリッジ装置の構成を示している。同図において、参照番号１００は電力線インターフェース・ブリッジ装置全体を示している。また、参照番号１０１は通信制御部であり、これに接続されている各通信部のデータ送受信において、ブリッジ機能を備えている。

第１の電力線通信部１０２は、電力線通信を行なう通信インターフェースであるが、商用ＡＣ電源供給用の一般コンセント１０９に接続され、他の一般コンセントに接続された電力線通信装置（図示しない）とは一般の電力線経由で通信を行なう。電力線インターフェース・ブリッジ装置１００は、通常、このインターフェースを通して、外部ネットワークに接続する。

第２の電力線通信部１０３並びに第３の電力線通信部１０４は、第１の電力線通信部１０２と同等な電力線通信用の通信インターフェースである。但し、第１の電力線通信部１０２が一般の電力線経由で他の部屋の電力線通信装置（さらには外部ネットワーク）と通信が可能であるのに対し、第２の電力線通信部１０３並びに第３の電力線通信部１０４はローカルな電力線に接続された電力線通信機器のみと電力線通信することが可能である。

参照番号１０５並びに１０６は、各電力線通信部１０２〜１０４が電力線通信を行なう電力線間に接続されたローパス・フィルタ（ＬＰＦ）であり、交流電力のみを通過させ、電力線通信で使用する周波数やその他のノイズを除去して、各電力線通信部１０２、１０３、１０４それぞれの通信を分離する。

参照番号１０７並びに１０８は第２の電力線通信部１０３並びに第３の電力線通信部１０４に対応したローカル・コンセントである。各ローカル・コンセント１０７又は１０８に接続された電力線通信機器１０３又は１０４とのみ電力線通信が可能である。その際、一般のコンセントから得られる商用ＡＣ電源は、第１の電力線通信部１０２が電力線通信で使用する周波数やその他のノイズをローパス・フィルタ1０５並びに１０６によって除去した後に、ローカル・コンセント１０７又は１０８に接続された各電力線通信装置に供給される。

したがって、同じローカル・コンセント１０７（又は１０８）に接続された複数の電力線通信装置の間の通信は、他の電力線通信部１０２並びに１０４がそれぞれの発生している通信に影響されることなく、理想的な状態で高い通信速度を実現することができる。

同じローカル・コンセント１０７（又は１０８）に接続される各電力線通信装置は、いずれも電源ケーブルが同じコンセントに届く場所に存在していることから、互いに近傍（若しくは同じ部屋内）に設置されていることが推測される。同じローカル・コンセントに接続された電力線通信装置間では、言い換えれば、他の電力線とは遮断された電力線によってローカルなネットワークが形成され、理想的な状態で高い通信速度を実現することができる。

また、ローカル・コンセント１０７又は１０８に接続された各電力線通信装置が商用ＡＣ電源を供給する一般の電力線を介して接続される外部の電力線通信機器（図示しない）と通信を行なうときには、通信制御部１０１が第１の電力線通信部１０２と第２の電力線通信部１０３又は第３の電力線通信部１０４のデータを相互にブリッジ（転送）を行なう。但し、電力線通信部間でブリッジされるデータ通信は、単一のローカル・コンセントに接続された電力線通信装置間のデータ通信の場合とは異なり、従来の技術と同等の通信品質となる。

参照番号１１０はＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮを用いて外部接続のための無線ＬＡＮ通信部であり、参照番号１１１は無線ＬＡＮ通信用のアンテナである。既に述べたように、電力線通信では、他の家電の発するノイズに影響され易いため、第１の電力線１０２に代わって、無線ＬＡＮ通信部１１０を使用して外部へ接続するようにしてもよい。無線ＬＡＮ通信部１１０は、例えばアクセスポイント機能を備え、さらにアクセスポイント間通信機能（ＷＤＳ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を備えていてもよい。但し、電力線インターフェース・ブリッジ装置１００が無線ＬＡＮ通信部１１０を備え、無線ＬＡＮとのブリッジ機能を備えることは、本発明に必須の構成要件ではない。

また、参照番号１１２はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの有線ＬＡＮを用いて外部接続を行なうための有線ＬＡＮ通信部であり、参照番号１１３は有線ケーブル接続用のコネクタである。既に述べたように、電力線通信では他の家電の発するノイズに影響され易いため、第１の電力線通信部１０２に代わって、有線ＬＡＮ通信部１１２を使用して外部へ接続するようにしてもよい。

電力線インターフェース・ブリッジ装置１００が有線ＬＡＮ通信部１１２を備え、有線ＬＡＮとのブリッジ機能を備えること自体は、本発明に必須の構成要件ではない。但し、公衆のインターネットなどのバックボーン・ネットワークに接続する多くの場合において有線ＬＡＮが用いられていることから、電力線インターフェース・ブリッジ装置１００が有線ＬＡＮ通信部１１２を備えていることが望ましい。

図２には、電力線インターフェース・ブリッジ装置を使用したネットワーク構成例を示している。同図において、参照番号２０１並びに２０２は、図１に示した電力線インターフェース・ブリッジ装置として構成される。

各電力線インターフェース・ブリッジ装置２０１並びに２０２は、それぞれコンセント２０３、２０４に電力線を介して接続されている。また、一方の電力線インターフェース・ブリッジ装置２０１は、有線ＬＡＮインターフェースを介してインターネット２１１などのバックボーン・ネットワークに接続されている。

一方の電力線インターフェース・ブリッジ装置２０１側では、ローカル・コンセント１０７（又は１０８）に電力線通信可能な機器２０５並びに２０６が接続され、ローカルな電力線ネットワーク２０７を構成している。同様に、他方の電力線インターフェース・ブリッジ装置２０２側では、ローカル・コンセント１０７（又は１０８）に電力線通信可能な機器２０８並びに２０９が接続され、ローカルな電力線ネットワーク２１０を構成している。

図２に示した通信システムでは、２台の電力線インターフェース・ブリッジ装置２０１及び２０２の間は電力線通信又は無線ＬＡＮによる通信路を介して相互接続されている。これは、前述したように、一般コンセントに接続された電力線通信では無関係な家電によるノイズの影響を受け易いため、冗長な構成としている。しかしながら、いずれの電力線インターフェース・ブリッジ装置２０１及び２０２側においても、ローカルな電力線ネットワーク２０７、２１０の内部では、電力線通信では無関係な家電によるノイズの影響を受けることなく、理想的な状態で高い通信速度を実現することができる。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力線インターフェース・ブリッジ装置の構成を示した図である。 図２は、電力線インターフェース・ブリッジ装置を使用した通信システムの構成例を示した図である。 図３は、サーバと通信端末の間の有線伝送路の一部を、一組のＰＬＣブリッジ装置によって電力線伝送路に置き換えた通信システムの構成例を示した図である。

符号の説明

１００、２０１、２０２…電力線インターフェース・ブリッジ装置
１０１…通信制御部
１０２…第１の電力線通信部
１０３…第２の電力線通信部
１０４…第３の電力線通信部
１０５、１０６…ローパス・フィルタ
１０７、１０８…ローカル・コンセント
１０９、２０３、２０４…一般コンセント
１１０…無線ＬＡＮ通信部
１１１…アンテナ
１１２…有線ＬＡＮ通信部
１１３…コネクタ
２０５、２０６、２０８、２０９…電力線通信機器
２０７、２１０…ローカルな電力線ネットワーク
２１１…インターネット

Claims (8)

1. 電力線を用いて通信を行なう通信装置であって、
   第１の電力線上に接続された電力線通信装置と通信を行なう第１の電力線通信部と、
   第２の電力線上に接続された電力線通信装置と通信を行なう第２の電力線通信部と、
   前記第１の電力線と及び前記第２の電力線間に接続され、前記第１の電力線通信部及び前記第２の電力線通信部がそれぞれ電力線通信で使用する周波数並びにノイズを除去して、交流電力のみを通過させるローパス・フィルタと、
   を具備することを特徴とする通信装置。
2. 前記第１の電力線は一般のコンセントに接続され、前記第１の電力線通信部は、商用ＡＣ電源を供給する一般の電力線を介して外部の電力線通信装置と電力線通信を行ない、
   前記第２の電力線は複数のコンセントからなるローカル・コンセントを備え、前記第２の電力線通信部は、前記ローカル・コンセントに接続される１以上の電力線通信装置と前記第２の電力線を介して電力線通信を行なう、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 第１の電力線通信部と第２の電力線通信部のデータを相互にブリッジを行なう通信制御部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 有線通信部をさらに備え、
   前記通信制御部は、第１の電力線通信部又は第２の電力線通信部と前記有線通信部のデータを相互にブリッジを行なう
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 無線通信部をさらに備え、
   前記通信制御部は、第１の電力線通信部又は第２の電力線通信部と前記無線通信部のデータを相互にブリッジを行なう
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
6. 請求項２に記載の複数の通信装置を、商用ＡＣ電源を供給する一般の電力線を介して相互接続し、
   前記の各通信装置のローカル・コンセントに１以上の電力線通信装置が接続されている、
   ことを特徴とする通信システム。
7. 少なくとも一部の通信装置は有線通信部を備え、該有線通信部を介してバックボーン・ネットワークに接続される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
8. 少なくとも２以上の通信装置は無線通信部を備え、各々の無線通信部を用いて無線通信により相互接続される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。