JP2009194625A - 通信システム及び建築物 - Google Patents

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充正 長田
Atsuo Ioka
淳夫 井岡
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有策 前田
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Abstract

【課題】複数の階層のそれぞれに設けられた居住空間および配電設備空間を有する建築物に構築される通信システムを提供する。
【解決手段】複数の階層のそれぞれに設けられた居住空間および配電設備空間を有する建築物に構築される通信システムであって、配電設備空間に配設された配電盤からの電力を居住空間に供給する電力線と、居住空間に配設され、電力線を介して配電盤に電力接続されたPLC子機と、配電設備空間に配設され、配電盤に電力接続されたPLC親機と、外部通信網に通信接続されたルータと、配電設備空間を挿通して、ルータとPLC親機とを通信接続する通信線とを備える通信システムを提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、通信システム及び建築物に関する。特に本発明は、複数の階層のそれぞれに設けられた居住空間および配電設備空間を有する建築物に構築されるPLCを利用した通信システム、及び当該通信システムを備えた建築物に関する。
既設の建築物にインターネット等の通信ネットワーク環境を新たに導入する場合、LANケーブルを這いまわす為に壁に穴を開ける等の通線工事が必要となることが多い。しかしながら、ホテル等の宿泊施設においては、宿泊者が宿泊している最中には工事ができないという制約がある。そこで、従来は、客室の利用を一時停止して通線工事を行うか、或いはホテルをリニューアルする時にあわせて工事が行われていた。
一方、近年、電力線を利用して通信を行う高速電力線通信(PLC:Power Line Communication)システムが注目されている(例えば非特許文献1参照)。PLCとは、映像及び音声等の信号を電力線にのせて送る通信技術である。PLCを利用すると、建築物に組み込まれている既存の電力線を利用して、必要な信号を送受信することができるので、新たな通信線を増設する必要がなく、費用の面で有利であるといわれている。一般的なPLCシステムでは、外部のネットワークと通信接続されたPLC親機と、PLC親機と電力接続された複数のPLC子機とが用いられる。このPLC子機にパソコン等の通信装置を電力接続することで、PLC親機を介して外部のネットワークと通信することができる。
また特許文献1には、通信信号の漏洩を防止する為に電力線にブロッキングフィルタを配置する通信システムが開示されている。また通信信号の外部への漏洩を防止する信号遮断手段の有無を確認する電力線通信システムが開示されている。
高速電力線通信システム(PLC)とEMC 平成19年11月20日 オーム社 特開2004−297529号公報
しかしながら実際には、PLCシステムは家庭用には利用されているが、比較的規模の大きなネットワークが必要とされる既設のホテル等では、ほとんど利用されていない。その理由の1つは、PLCシステムにおけるノイズの問題、及び建築物の構造に関連がある。PLCシステムに用いられる電力線には、通常、他の電気製品も接続されるが、この電気製品からのノイズが、PLC親機とPLC子機との通信に悪影響を及ぼす場合がある。また、PLC親機に接続された複数のPLC子機の通信が、他のPLC子機の通信のパフォーマンスを低下させる場合もある。これらの問題は、PLC親機とPLC子機との間における電力線の長さ、PLC親機に接続されるPLC子機の個数、及びPLCシステムに接続される他の電気製品の存在、等に依存する。特に、PLC親機とPLC子機との間を接続する電力線の長さは、PLC親機とPLC子機を配置すべき場所、その周囲の建築物の構造と関係しており、建築物の構造によっては電力線の這いまわしが必要以上に長くなってしまう。しかしながら既存のホテルでは、これらの問題を考慮した上で建築物の構造を事前に設計しているわけではないので、新たにPLCシステムを導入する場合、PLC親機及びPLC子機をどの位置にいくつずつ配置するのが最適であるのか、そして、その配置に伴ってどのような通線工事が必要であるのか、をホテル毎に見極めるのには困難が伴う。
このような煩わしさ故に、PLCシステムはなかなか導入されていなかった。PLCシステムを導入する場合、上記のような問題を考慮しつつ、通線工事をなるべく少なくするような工夫が求められる。
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、複数の階層のそれぞれに設けられた居住空間および配電設備空間を有する建築物に構築される通信システムであって、配電設備空間に配設された配電盤からの電力を居住空間に供給する電力線と、居住空間に配設され、電力線を介して配電盤に電力接続されたPLC子機と、配電設備空間に配設され、配電盤に電力接続されたPLC親機と、外部通信網に通信接続されたルータと、配電設備空間を挿通して、ルータとPLC親機とを通信接続する通信線とを備える通信システムを提供する。
本発明の第2の形態においては、複数の階層を有する建築物であって、複数の階層のそれぞれに設けられた複数の居住空間と、複数の階層のそれぞれに設けられた複数の配電設備空間と、複数の配電設備空間の間を貫通する貫通路と、配電設備空間に配設された配電盤と、配電設備空間に配設され、配電盤に電力接続されたPLC親機と、配電盤からの電力を居住空間に供給する電力線と、居住空間に配設され、電力線を介して配電盤に電力接続されたPLC子機と、外部通信網に通信接続されたルータと、配電設備空間および貫通路を挿通して、ルータとPLC親機とを通信接続する通信線とを備える建築物を提供する。上記の配電設備空間は、居住空間に隣接して設けられてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本実施形態に係る建築物10及びPLC通信システム100の一例を示す。建築物10は複数の階層(1Fから7F)を有し、複数の居室20、複数の居室パイプシャフトルーム30、複数の居室配電盤40、複数の電力ケーブル50、複数の各階シャフトルーム60、複数の貫通路62、64を備える。本例の建築物10は、例えばビジネスホテル等の宿泊施設である。
居室20は居住空間の一例であり、例えばホテルにおける客室である。居室パイプシャフトルーム30及び各階シャフトルーム60は、配電設備空間の一例である。居室パイプシャフトルーム30は、居室20に電力を供給する為に建築物10に予め設けられた、配電設備の為の専用の空間である。本例では、複数の居室20及び居室パイプシャフトルーム30が、階層のそれぞれ(2F〜7F)に設けられる。居室パイプシャフトルーム30は、1つの居室20または複数の居室20毎に設けられてよい。本例において、居室20と居室パイプシャフトルーム30とは、壁32を挟んで隣接して設けられる。
居室配電盤40は、居室パイプシャフトルーム30のそれぞれに配設されており、電力ケーブル50と接続される。電力ケーブル50は、建築物10の内部に予め這いまわされた電力供給用のケーブルであって、各階層の居室20やその他の設備へ電力を供給する。居室配電盤40は、隣接する居室20へ伸びる電力線52と接続される。これにより電力線52は、居室パイプシャフトルーム30に配設された居室配電盤40からの電力を、居室20に供給する。
各階シャフトルーム60は、エレベータ、ダクト、縦管等を通す為に予め設けられた空間であって、複数の階層のそれぞれに設けられる。各階シャフトルーム60は、各階の主幹電源の分電盤、電話設備の主配電盤(MDF)、テレビ等の共聴設備が設置されているエレクトリックパイプシャフト(EPS)及び、上下水道の配管または空調設備の配管が設置されているパイプシャフト(PS)を含む。本例の各階シャフトルーム60は、各階層に1つずつ、上または下の階層の各階シャフトルーム60と対応する位置に設けられる。各階シャフトルーム60には貫通路62、64が設けられている。
貫通路64は、電力ケーブル50を居室パイプシャフトルーム30から電力基幹まで這いまわすために各階に設けられた各階シャフトルーム60と、その下の階に設けられた各階シャフトルーム60との間に設けられる空間である。貫通路64は、建築物10に予め設けられた電気配線の為の管路(シャフト)である。
電力ケーブル50は、建築物10の電力基幹に接続されており、貫通路64を通って各階シャフトルーム60を経て、居室パイプシャフトルーム30へ這いまわされる。尚、図1では簡単の為に3階(3F)へ這いまわされた1本の電力ケーブル50のみを図示しているが、電力基幹に接続された複数の電力ケーブル50のそれぞれが、複数の貫通路64及び複数の各階シャフトルーム60を経て各階へ這いまわされる。また、電力ケーブル50は、居室配電盤40から電力基幹までの間において、必要とされる分電盤または配電盤と接続され、最終的には建築物10に設けられた電気室において、電力基幹と接続されてよい。
次にPLC通信システム100について説明する。本例のPLC通信システム100は、上記で説明した複数の階層のそれぞれに設けられた居室20、居室パイプシャフトルーム30、及び各階シャフトルーム60を有する建築物10に構築される。PLC通信システム100は、電力線52、PLC親機200、PLC子機210、回線終端装置120、ルータ130、ゲートウェイ140、メインスイッチ150、複数のフロアスイッチ160、及び通信線170、180を備える。
ルータ130は、回線終端装置120を介してインターネット110に通信接続される。インターネット110は、外部通信網の一例である。ここで通信接続とは通信線による接続を意味し、本実施形態においては、電力線による接続を意味する電力接続とは区別して用いる。
ゲートウェイ140は、メインスイッチ150に通信接続され、メインスイッチ150は、ルータ130に通信接続される。本例ではルータ130が、ゲートウェイ140を介してメインスイッチ150に接続される。メインスイッチ150とは、例えばスイッチングハブまたはL3スイッチであってよい。
フロアスイッチ160は、各階シャフトルーム60のそれぞれに配設され、通信線170を介してメインスイッチ150に通信接続される。フロアスイッチ160とは、例えば、スイッチングハブまたはL3スイッチであってよい。
貫通路62は、各階に設けられたフロアスイッチ160から、1Fに設けられたメインスイッチ150まで通信線170を這いまわすために各階シャフトルーム60と、その下の階に設けられた各階シャフトルーム60との間に設けられた経路である。貫通路62は、各階シャフトルーム60の間に設けられた床または壁を貫通する。貫通路62は、建築物10に予め設けられた電気配線の為の管路であってよい。
通信線170は、各階シャフトルーム60に設けられた貫通路62を挿通して、メインスイッチ150と、各階に設けられたフロアスイッチ160のそれぞれとを通信接続する。
PLC親機200は居室パイプシャフトルーム30に配設され、通信線180を介してフロアスイッチ160に通信接続される。更にPLC親機200は、電力線51を介して居室配電盤40に電力接続される。
通信線180は、各階に設けられたフロアスイッチ160と、同じ階の居室パイプシャフトルーム30に設けられたPLC親機200とを通信接続する。このように、通信線170及び通信線180は、各階シャフトルーム60及び貫通路62を挿通して、ルータ130とPLC親機200とを通信接続する。通信線170及び通信線180とはイーサネット(登録商標)ケーブル、UTPケーブル、または光ファイバーケーブルであってよい。
PLC子機210は居室20に配設される。居室20に配設されたPLC子機210は、電力線52を介して居室配電盤40に電力接続される。これにより、PLC親機200とPLC子機210とは、電力線51及び電力線52を介して電力接続される。
ここで、PLC親機200及びPLC子機210は、電力線52を介してPLC通信をする機能を有する。またPLC子機210は、他の通信装置へ電源を供給するための複数のタップを有する。通信装置の一例としてパソコン300がこのタップに電力接続されると、PLC子機210が、パソコン300に電源を供給すると共に、パソコン300をインターネット110と接続することができる。
この場合、PLC親機200は、ルータ機能を内蔵してよい。この場合、PLC親機200はPLC子機210に接続された複数の通信装置とPLC通信する機能を有してよい。或いは、PLC親機200は複数のPLC子機210と電力接続され、それぞれのPLC子機210と電力通信してもよい。
このように本実施形態では、PLC親機200を各階の居室パイプシャフトルーム30に配設する構成としたので、PLC親機200とPLC子機210とを接続する電力線52を建築物10の内部に長く這いまわす必要がない。特にフロアスイッチ160を各階シャフトルーム60に配設し、通信線170によって接続する構成としたので、電力線52は、通信線170及び通信線180より短くてすむ。従って、PLC親機200を居室パイプシャフトルーム30ではなく1Fに配置した場合の構成と比べて、電力線間のクロストークの発生を防止できると共に、漏洩電磁波の発生を低減できる。また、更にはデータ信号の減衰を防止できる。また、PLCリピータの配設が必要ないので、PLC通信システム100の導入コストを軽減できる。特に本例では、居室20と居室パイプシャフトルーム30とは隣接して設けられるので、電力線52が短くて済み、より顕著な効果を得ることができる。
また本例では、建築物10に予め設けられた配電設備空間を居室パイプシャフトルーム30として利用し、かつ予め配設けられた電力線52をPLC親機200とPLC子機210との電力接続用のケーブルとして用いたので、通線工事を最小限に抑えることができる。これにより、PLC通信システム100を効率よく建築物10に構築することができる。
更には、貫通路62は、建築物10に予め設けられた配管であってよく、例えば、電気系統の配管、上下水道管、ガス管、空調用の管などを貫通路62として利用してよい。或いは、各階シャフトルーム60をつなぐために予め設けられた階段を貫通路62として用いてもよい。これにより、PLC通信システム100を新たに構築しようとした場合に、通線工事を少なくすることができる。或いは、予め利用することのできる配管が存在しない場合は、これらの貫通路62を工事によって設けてもよい。このような場合であっても、通線工事は各階シャフトルーム60において行えば良いので、居室20への工事の影響を抑えることができる。
本例では、1台のPLC親機200に対応して複数のPLC子機210が電力接続されてよい。また1台のPLC子機210に対して複数のパソコン300が接続されてよい。この場合、フロアスイッチ160は、PLC親機200毎にポートを設定することによってポートベースVLANを構築してよい。これにより、PLC親機200単位でのセキュリティが確立できる。
更に、フロアスイッチ160は、ポート毎に通信帯域を制限してよい。例えば、フロアスイッチ160は、1ポートあたりの通信帯域が所定の通信帯域(例えば、5Mbps)を超えないように通信を制御してよい。このような構成により、ある居室20で過大なトラフィックが生じた場合に、他の居室における通信速度の低下を防ぐことができる。
或いは、1つの居室20に対して1台のPLC親機200が対応するように、居室パイプシャフトルーム30にPLC親機200が設けられてよい。このような構成により、所定の居室20の通信が他の客室に漏れることが防止され、居室20単位でのセキュリティが確立できる。この場合、更に1台のPLC親機200に対して1台のPLC子機210が居室20に設置されてもよい。これにより、PLC親機200に接続される通信装置の数を制限することができる。その結果として、階層全体における通信量を制限できる。
また、ゲートウェイ140は、各階に設けられたフロアスイッチ160のポート毎の通信量を記録してもよい。これにより、各階毎の通信量を適切に把握することができる。更には、ゲートウェイ140は、インターネット110を介して遠隔アクセスされてよい。これにより、建築物10の管理者は、インターネット110上で、各階層及び各居室20の通信量を把握できる。
このように、本実施形態におけるPLC通信システム100によれば、建築物10にセキュリティの高いPLC通信システム100を、容易に構築することができる。
図2には、居室20及び居室パイプシャフトルーム30における配線の詳細を示す。本例において1つの居室パイプシャフトルーム30が2つの居室20に対して設けられる。居室パイプシャフトルーム30には居室配電盤40、2つのPLC親機200、202、及び2つのブロッキングフィルタ220、222が配設されている。居室配電盤40は、複数のブレーカ42、ブレーカ44、ブレーカ46、ブレーカ48を有する。ブレーカ42及びブレーカ44は、一方の居室20(301号室)への電力の供給を制御し、ブレーカ46及びブレーカ48は、他方の居室20(302号室)への電力の供給を制御する。
ブレーカ42、44、46、48は、それぞれ並列に電力ケーブル50と接続される。PLC親機200は、ブロッキングフィルタ220を介して電力ケーブル50と接続される。本例のブロッキングフィルタ220は、ブレーカ42とPLC親機200との間に接続され、PLC親機200は、ブロッキングフィルタ220と電力線51を介して電力接続される。また、PLC親機200は、電力線52を介して居室20に設けられた居室内コンセント230に接続され、PLC子機210は居室内コンセント230と電力接続される。これにより、PLC子機210に電力接続されたパソコン300は、PLC子機210及びPLC親機200と電力通信を行う。一方、ブレーカ44は、電力線52とは異なる電力線54を介して電灯コンセント232と電力接続される。電灯コンセント232には、居室20の電灯が接続される。
隣の居室20(302号室)においても同様に、PLC親機202が、ブロッキングフィルタ222を介してブレーカ46と電力接続される。この場合、PLC親機202は、ブレーカ46に電力接続されたブロッキングフィルタ222と電力線56を介して接続される。更に、電力線56は、居室20(302号室)に設けられた居室内コンセント234に接続される。PLC子機212は、居室内コンセント234と電力接続され、パソコン302はPLC子機212と電力接続されてよい。ブレーカ48は電力線56とは異なる電力線58を介して電灯コンセント236と電力接続される。
PLC親機200、PLC親機202及びPLC子機210、PLC子機212は、複数のブレーカ42、ブレーカ44、ブレーカ46、ブレーカ48及び電力ケーブル50を介して、電気的に互いに接続されている。従って、電力線52及び電力線56の長さによっては、PLC親機200及びPLC子機210の間で行われた電力通信の信号が、電力ケーブル50を介して、隣の居室20におけるPLC親機202及びPLC子機212へと伝播する場合がある。更には居室内コンセント230に接続された他の電気製品が発生するノイズが、電力ケーブル50を介して隣の居室20におけるPLC親機202及びPLC子機212にまで伝播する場合がある。このような場合、パソコン300又はパソコン302の通信速度が著しく低下する。
しかしながら、本実施形態においては、ブロッキングフィルタ220、ブロッキングフィルタ222が、ブレーカ42、ブレーカ46とPLC親機200、PLC親機202との間にそれぞれ配設される。ここで、ブロッキングフィルタ220、ブロッキングフィルタ222とは、例えばAC電源用のEMIフィルタであり、所定の周波数をカットする。これにより、ブロッキングフィルタ220は、電力線52に流れるPLC親機200とPLC子機210との間のデータ信号を遮断し、ブロッキングフィルタ222は、電力線56に流れるPLC親機202とPLC子機212との間のデータ信号を遮断する。この場合、ブロッキングフィルタ220、ブロッキングフィルタ222は、データ信号の通信帯域として、例えば2MHz〜30MHz、好ましくは4MHz〜28MHzの帯域をカットしてよい。
尚、本例においてブロッキングフィルタ220は、ブレーカ42とPLC親機200との間に設けられたが、ブロッキングフィルタ220は、電力ケーブル50とブレーカ42との間に設けられてもよい。また電灯コンセント232からのノイズを遮断する為に、ブレーカ44と電灯コンセント232との間に、更にブロッキングフィルタを設けてもよい。このようにブロッキングフィルタ220が、電力基幹とPLC親機200またはPLC親機202との間に配設されるので、PLC親機200及びPLC子機210における電力通信が、他のPLC親機202及びPLC子機212の電力通信と干渉することを防止できる。
尚、本例においてPLC親機200は居室パイプシャフトルーム30に配設されたが、他の例においてPLC親機200は各階シャフトルーム60に配設されてもよい。或いは、居室20からの距離に応じて、PLC親機200を各階シャフトルーム60又は居室パイプシャフトルーム30の両方に設けてもよい。この場合、居室20からの距離が最も短い配電設備空間にPLC親機200を配設してよい。これによりPLC子機210とPLC親機200とを接続する電力線52の長さを短くすることができる。
尚、本例において、通信線170を通す為の貫通路62と、電力ケーブル50を通す為の貫通路64は異なる貫通路であるが、他の例においては、通信線170を通す為の貫通路62と、電力ケーブル50を通す為の貫通路64とは同じ貫通路を用いてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
本実施形態に係る建築物10及びPLC通信システム100の一例を示す図である。 居室20及び居室パイプシャフトルーム30におけるPLC親機200及びPLC子機210の接続の詳細を示す図である。
符号の説明
10 建築物
20 居室
30 居室パイプシャフトルーム
32 壁
40 居室配電盤
42 ブレーカ
44 ブレーカ
46 ブレーカ
48 ブレーカ
50 電力ケーブル
52 電力線
51 電力線
54 電力線
56 電力線
58 電力線
60 各階シャフトルーム
62 貫通路
64 貫通路
100 PLC通信システム
110 インターネット
120 回線終端装置
130 ルータ
140 ゲートウェイ
150 メインスイッチ
160 フロアスイッチ
170 通信線
180 通信線
200 PLC親機
202 PLC親機
210 PLC子機
212 PLC子機
220 ブロッキングフィルタ
222 ブロッキングフィルタ
230 居室内コンセント
232 電灯コンセント
234 居室内コンセント
236 電灯コンセント
300 パソコン
302 パソコン

Claims (7)

  1. 複数の階層のそれぞれに設けられた居住空間および配電設備空間を有する建築物に構築される通信システムであって、
    前記配電設備空間に配設された配電盤からの電力を前記居住空間に供給する電力線と、
    前記居住空間に配設され、前記電力線を介して前記配電盤に電力接続されたPLC子機と、
    前記配電設備空間に配設され、前記配電盤に電力接続されたPLC親機と、
    外部通信網に通信接続されたルータと、
    前記配電設備空間を挿通して、前記ルータと前記PLC親機とを通信接続する通信線と
    を備える通信システム。
  2. 前記電力線は、前記通信線より短い
    請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記配電盤に電力を供給する電力基幹と前記PLC親機との間に配設され、前記電力線に流れる前記PLC親機と前記PLC子機との間のデータ信号を遮断するブロッキングフィルタ
    をさらに備える請求項2に記載の通信システム。
  4. 前記ルータに通信接続されたメインスイッチと、
    前記配電設備空間に配設され、前記メインスイッチに通信接続されたフロアスイッチと
    をさらに備え、
    前記PLC親機は、前記フロアスイッチに通信接続される
    請求項3に記載の通信システム。
  5. 前記メインスイッチに通信接続され、前記フロアスイッチのポート毎の通信量を記録するゲートウェイ
    をさらに備える請求項4に記載の通信システム。
  6. 複数の階層を有する建築物であって、
    前記複数の階層のそれぞれに設けられた複数の居住空間と、
    前記複数の階層のそれぞれに設けられた複数の配電設備空間と、
    前記複数の配電設備空間の間を貫通する貫通路と、
    前記配電設備空間に配設された配電盤と、
    前記配電設備空間に配設され、前記配電盤に電力接続されたPLC親機と、
    前記配電盤からの電力を前記居住空間に供給する電力線と、
    前記居住空間に配設され、前記電力線を介して前記配電盤に電力接続されたPLC子機と、
    外部通信網に通信接続されたルータと、
    前記配電設備空間および貫通路を挿通して、前記ルータと前記PLC親機とを通信接続する通信線と
    を備える建築物。
  7. 前記配電設備空間は、前記居住空間に隣接して設けられる
    請求項6に記載の建築物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014003600A (ja) * 2012-05-25 2014-01-09 Yoshikawa Rf Semicon Co Ltd 電力線通信システム
CN105068512A (zh) * 2015-05-11 2015-11-18 苏州瑞钰特自动化科技有限公司 一种涂装流水线自动控制系统

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