JP2018113608A - ケーブルインタフェース装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペア線、同軸ケーブル、電力線等、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できるケーブルインタフェース装置を提供する。
【解決手段】ケーブルインタフェース装置1と、ケーブル通信装置2と、通信媒体3とから成るケーブル通信システム100において、ケーブルインタフェース装置1は、ケーブル通信装置2とペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれかである通信媒体3との間で伝送特性を変換するケーブル変換回路11を備える。
【選択図】図7
【解決手段】ケーブルインタフェース装置1と、ケーブル通信装置2と、通信媒体3とから成るケーブル通信システム100において、ケーブルインタフェース装置1は、ケーブル通信装置2とペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれかである通信媒体3との間で伝送特性を変換するケーブル変換回路11を備える。
【選択図】図7
Description
この発明は、ケーブル等の通信媒体(ペア線、同軸ケーブル、電力線)を用いて通信を行うケーブル通信システムに適用するケーブルインタフェース装置に関するものである。
従来の一般的なケーブル通信システムにおいては、通常、想定したケーブルの伝送特性を固定的に特定して設計される。現状のケーブル通信システムでは、ペア線用、同軸ケーブル用、電力線用に対し、それぞれ異なるモデムで実現している。
例えば、通信媒体として電力線の使用を想定した電力線のインピーダンス切替え回路が開示されている(例えば、特許文献1)。
例えば、通信媒体として電力線の使用を想定した電力線のインピーダンス切替え回路が開示されている(例えば、特許文献1)。
しかし、特許文献1開示発明では、電力線以外のケーブルへの対応については、何も説明されていない。
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ケーブル通信システムにおいて、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれでも接続可能とすることで、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できるケーブルインタフェース装置を提供することを目的とする。
この発明に係るケーブルインタフェース装置は、変復調部を備えたケーブル通信装置とペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれかである通信媒体との間で伝送特性を変換するケーブル変換回路を備えたものである。
この発明に係るケーブルインタフェース装置によれば、ペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれかである通信媒体との間で伝送特性を変換するケーブル変換回路を備えているため、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築することができる。
実施の形態1.
実施の形態1は、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、電力線のいずれであっても、ケーブル通信装置との接続を可能とする変換器としてトランスを用いたケーブル変換回路を備えたケーブルインタフェース装置に関するものである。さらに、ケーブルインタフェース装置は、ケーブル通信システムとして1点接地とする接地ケーブル切替回路を備える。
実施の形態1は、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、電力線のいずれであっても、ケーブル通信装置との接続を可能とする変換器としてトランスを用いたケーブル変換回路を備えたケーブルインタフェース装置に関するものである。さらに、ケーブルインタフェース装置は、ケーブル通信システムとして1点接地とする接地ケーブル切替回路を備える。
以下、実施の形態1に係るケーブルインタフェース装置の構成、動作について、ケーブル通信システムの全体構成図である図1、ケーブル通信システムのブロック図である図2、ケーブル変換回路の構成図である図3〜図6、およびケーブル通信システムのブロック図である図7に基づいて説明する。
図1は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1と、ケーブル通信装置2と、通信媒体3とから成るケーブル通信システム100全体の構成を示す。ケーブル通信システムは、通常親局側と子局側から構成されるため、図1では、親局側と子局側の両方を記載している。すなわち、ケーブル通信システム100は、親局側ケーブル通信装置2A、子局側ケーブル通信装置2B、親局側ケーブルインタフェース装置1A、子局側ケーブルインタフェース装置1B、および通信媒体3から構成される。
実施の形態1においては、親局側のケーブル通信装置、ケーブルインタフェース装置および通信媒体を説明の対象とする。したがって、以降の説明では、親局側、子局側と区別する必要はないため、ケーブルインタフェース装置1およびケーブル通信装置2と記載する。
実施の形態1においては、親局側のケーブル通信装置、ケーブルインタフェース装置および通信媒体を説明の対象とする。したがって、以降の説明では、親局側、子局側と区別する必要はないため、ケーブルインタフェース装置1およびケーブル通信装置2と記載する。
次に図2に基づいて、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1を含むケーブル通信システム100を構成するケーブル通信装置2および通信媒体3の構成と機能を説明する。
各部の構成、機能の説明は、ケーブル通信システム100の中心装置であるケーブル通信装置2を先に説明し、次に実施の形態1の説明の中心であるケーブルインタフェース装置1を説明し、最後に通信媒体3について説明する。
各部の構成、機能の説明は、ケーブル通信システム100の中心装置であるケーブル通信装置2を先に説明し、次に実施の形態1の説明の中心であるケーブルインタフェース装置1を説明し、最後に通信媒体3について説明する。
ケーブル通信装置2は、変復調部20とアナログ送受信回路21とケーブル接続コネクタ22とを備える。
変復調部20は、通信のための変調/復調処理部23を備え、変調/復調処理を行う。アナログ送受信回路21は、変復調した信号を通信媒体3側と送受信するための増幅機能を有する。
ケーブル接続コネクタ22(以降、コネクタ22と記載する)は、物理的インタフェースであるため、ペア線のような2本の差動信号の場合もあれば、同軸ケーブルのような1芯の信号の場合もある。なお、実施の形態1では、ケーブル通信装置2のコネクタ22はペア線であることを想定して説明する。
変復調部20は、通信のための変調/復調処理部23を備え、変調/復調処理を行う。アナログ送受信回路21は、変復調した信号を通信媒体3側と送受信するための増幅機能を有する。
ケーブル接続コネクタ22(以降、コネクタ22と記載する)は、物理的インタフェースであるため、ペア線のような2本の差動信号の場合もあれば、同軸ケーブルのような1芯の信号の場合もある。なお、実施の形態1では、ケーブル通信装置2のコネクタ22はペア線であることを想定して説明する。
ケーブルインタフェース装置1は、後で詳細を説明するケーブル変換回路11を備え、ケーブル接続コネクタ16(以降、コネクタ16と記載する)でケーブル通信装置2のコネクタ22と接続し、ケーブル接続コネクタ17(以降、コネクタ17と記載する)で通信媒体3と接続する。ケーブル通信装置2のコネクタ22とケーブルインタフェース装置のコネクタ16とは、通信線4で接続される。
次に、通信媒体3について説明する。
ケーブル通信システムにおける通信媒体には、既設のインフラで使用されている、メタルケーブル(鉄道線路脇や高速道路脇等に敷設されているペア線、ツイストペア線)、イーサケーブル、同軸ケーブル、および電力線等がある。
実施の形態1では、通信媒体を機能、特性別に3種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に整理して説明する。
ケーブル通信システムにおける通信媒体には、既設のインフラで使用されている、メタルケーブル(鉄道線路脇や高速道路脇等に敷設されているペア線、ツイストペア線)、イーサケーブル、同軸ケーブル、および電力線等がある。
実施の形態1では、通信媒体を機能、特性別に3種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に整理して説明する。
ペア線は、通常2本のペア線間に信号を注入して差動伝送を行う通信媒体であり、ツイストペア線を含む。
同軸ケーブルは、中心線とシールドを持つ不平衡線であり、50Ωまたは75Ωの特性インピーダンスを有する。
電力線は、一般的に電力供給用の交流(または直流)電力線を伝送線路に利用した通信媒体である。
同軸ケーブルは、中心線とシールドを持つ不平衡線であり、50Ωまたは75Ωの特性インピーダンスを有する。
電力線は、一般的に電力供給用の交流(または直流)電力線を伝送線路に利用した通信媒体である。
次に、ケーブルインタフェース装置1のケーブル変換回路11の構成と機能を図3〜図6に基づいて説明する。
まずケーブル変換回路11の基本回路構成を図3に基づいて説明する。
先に説明したように、ケーブルインタフェース装置1が接続の対象とする通信媒体3は、ペア線、同軸ケーブル、および電力線の3種類であり、それぞれの通信媒体3に対する基本回路を図3(a)〜図3(c)に示している。それぞれ変換器としてトランスを用いており、ケーブル変換回路11A〜11Cと区別している。
まずケーブル変換回路11の基本回路構成を図3に基づいて説明する。
先に説明したように、ケーブルインタフェース装置1が接続の対象とする通信媒体3は、ペア線、同軸ケーブル、および電力線の3種類であり、それぞれの通信媒体3に対する基本回路を図3(a)〜図3(c)に示している。それぞれ変換器としてトランスを用いており、ケーブル変換回路11A〜11Cと区別している。
図3(a)のケーブル変換回路11Aは、通信媒体3がペア線の場合であり、トランスを用いて差動信号を差動信号としてケーブル通信装置2に接続する。
図3(b)のケーブル変換回路11Bは、通信媒体3が同軸ケーブルの場合であり、トランスを用いてシングルエンド回路を差動信号に変換している。
図3(c)のケーブル変換回路11Cは、通信媒体3が電力線の場合であり、ACカット、DCカットのためのフィルタ機能をトランスとコンデンサを用いて構成し、差動信号に変換している。
図3(b)のケーブル変換回路11Bは、通信媒体3が同軸ケーブルの場合であり、トランスを用いてシングルエンド回路を差動信号に変換している。
図3(c)のケーブル変換回路11Cは、通信媒体3が電力線の場合であり、ACカット、DCカットのためのフィルタ機能をトランスとコンデンサを用いて構成し、差動信号に変換している。
次に、基本となる図3(a)〜図3(c)のケーブル変換回路11A〜11Cを用いて、実際に適用可能なケーブル変換回路11Dを図4に基づいて説明する。
ケーブル変換回路11Dは、図3(a)〜図3(c)のケーブル変換回路11A〜11Cの各トランスのケーブル通信装置2側を並列に接続したものである。
なお、図4では、接続関係を分かり易くするために、ケーブル通信装置2側の回路を模式的に表し、ケーブルインタフェース装置1のコネクタ16およびケーブル通信装置2のコネクタ22は省略している。
通信媒体3がペア線の場合は、通信媒体3をコネクタ17Aに接続する。通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、通信媒体3をコネクタ17Bに接続する。通信媒体3が電力線の場合は、通信媒体3をコネクタ17Cに接続する。
したがって、ケーブル変換回路11Dを備えたケーブルインタフェース装置1を適用する場合は、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)によって、接続するコネクタを選択して、該当するコネクタ17A〜17Cに通信媒体3を接続する。
ケーブル変換回路11Dは、図3(a)〜図3(c)のケーブル変換回路11A〜11Cの各トランスのケーブル通信装置2側を並列に接続したものである。
なお、図4では、接続関係を分かり易くするために、ケーブル通信装置2側の回路を模式的に表し、ケーブルインタフェース装置1のコネクタ16およびケーブル通信装置2のコネクタ22は省略している。
通信媒体3がペア線の場合は、通信媒体3をコネクタ17Aに接続する。通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、通信媒体3をコネクタ17Bに接続する。通信媒体3が電力線の場合は、通信媒体3をコネクタ17Cに接続する。
したがって、ケーブル変換回路11Dを備えたケーブルインタフェース装置1を適用する場合は、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)によって、接続するコネクタを選択して、該当するコネクタ17A〜17Cに通信媒体3を接続する。
次に、通信媒体3を接続するコネクタ17を1個に集約した回路構成のケーブル変換回路11Eを図5に基づいて説明する。なお、コネクタ17の端子を、17a、17b、および17cとしている。
ケーブル変換回路11Eでは、コネクタ17を1個に集約し、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスを選択するスイッチ(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2、S17C1−S17C2)を設けている。
通信媒体3がペア線の場合は、ペア線を端子17a、17bに接続し、シールド線を端子17cに接続する。そして、スイッチS17A1−S17A3を閉(S17B1−S17B2、S17C1−S17C2は開)とする。
通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、中心線を端子17aに接続し、シールドを端子17bに接続する。そして、スイッチS17B1−S17B2を閉(S17A1−S17A3、S17C1−S17C2は開)とする。
通信媒体3が電力線の場合は、端子17a、17bに接続する。そして、S17C1−S17C2を閉(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2は開)とする。
ケーブル変換回路11Eでは、コネクタ17を1個に集約し、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスを選択するスイッチ(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2、S17C1−S17C2)を設けている。
通信媒体3がペア線の場合は、ペア線を端子17a、17bに接続し、シールド線を端子17cに接続する。そして、スイッチS17A1−S17A3を閉(S17B1−S17B2、S17C1−S17C2は開)とする。
通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、中心線を端子17aに接続し、シールドを端子17bに接続する。そして、スイッチS17B1−S17B2を閉(S17A1−S17A3、S17C1−S17C2は開)とする。
通信媒体3が電力線の場合は、端子17a、17bに接続する。そして、S17C1−S17C2を閉(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2は開)とする。
次に、ケーブル変換回路11Eに対して、さらにトランスを1台に集約した回路構成のケーブル変換回路11Fを図6に基づいて説明する。図5と同様に、コネクタ17の端子を、17a、17b、および17cとしている。
ケーブル変換回路11Fでは、トランスを1台、コネクタ17を1個に集約し、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスとの接続を切り替えるスイッチ(S17Da−S17Dd)を設けている。
通信媒体3がペア線の場合は、ペア線を端子17a、17bに接続し、シールド線を端子17cに接続する。そして、スイッチS17Da−S17Dcを閉(S17Ddは開)とする。
通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、中心線を端子17aに接続し、シールドを端子17bに接続する。そして、スイッチS17Da、S17Db、S17Ddを閉(S17Dcは開)とする。
通信媒体3が電力線の場合は、端子17a、17bに接続する。スイッチS17Da−S17Ddをすべて開とする。
ケーブル変換回路11Fでは、トランスを1台、コネクタ17を1個に集約し、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスとの接続を切り替えるスイッチ(S17Da−S17Dd)を設けている。
通信媒体3がペア線の場合は、ペア線を端子17a、17bに接続し、シールド線を端子17cに接続する。そして、スイッチS17Da−S17Dcを閉(S17Ddは開)とする。
通信媒体3が同軸ケーブルの場合は、中心線を端子17aに接続し、シールドを端子17bに接続する。そして、スイッチS17Da、S17Db、S17Ddを閉(S17Dcは開)とする。
通信媒体3が電力線の場合は、端子17a、17bに接続する。スイッチS17Da−S17Ddをすべて開とする。
実施の形態1の説明では、ケーブル変換回路11としてトランスを使用することを、想定して説明した。しかし、ケーブル変換回路としては、オペアンプを使用した平衡不平衡変換回路やバラン(平衡伝送線路と不平衡伝送線路の変換を相互に行う素子)を使用することができる。
次にケーブル通信システム100としての接地について、その重要性とケーブルインタフェース装置1での処理について図7に基づいて説明する。
ケーブル通信システムにおけるノイズ対策では、ケーブル通信システムと伝送路(ケーブル)を含め、1点接地(共通接地)が望ましい。
図2のケーブル通信システムのブロック図では、ケーブルインタフェース装置1、ケーブル通信装置2、通信媒体3のそれぞれで接地をしている。すなわち、FG1はケーブルインタフェース装置1の接地であり、FG2はケーブル通信装置2の接地であり、FG3は通信媒体3の接地である。
ケーブル通信システムにおけるノイズ対策では、ケーブル通信システムと伝送路(ケーブル)を含め、1点接地(共通接地)が望ましい。
図2のケーブル通信システムのブロック図では、ケーブルインタフェース装置1、ケーブル通信装置2、通信媒体3のそれぞれで接地をしている。すなわち、FG1はケーブルインタフェース装置1の接地であり、FG2はケーブル通信装置2の接地であり、FG3は通信媒体3の接地である。
図7のケーブル通信システムでは、ケーブル通信システム100としての接地を、ケーブルインタフェース装置1の1箇所に集約して、1点接地としている。
ケーブル通信システム100としての接地を、ケーブルインタフェース装置1で1点接地とするために、ケーブルインタフェース装置1内に、ケーブル通信装置2および通信媒体3のそれぞれの接地ケーブルの切り替えを行う接地ケーブル切替回路12を設けている。
なお、ケーブル通信システム100としての接地について、ケーブルインタフェース装置1で1点接地とすることが、ノイズ対策として最適であるとは限らない場合がある。このように場合は、ケーブルインタフェース装置1内の接地ケーブル切替回路12を用いて、例えばケーブル通信装置2側での1点接地とすることで、通信性能を向上させることも可能である。
ケーブル通信システム100としての接地を、ケーブルインタフェース装置1で1点接地とするために、ケーブルインタフェース装置1内に、ケーブル通信装置2および通信媒体3のそれぞれの接地ケーブルの切り替えを行う接地ケーブル切替回路12を設けている。
なお、ケーブル通信システム100としての接地について、ケーブルインタフェース装置1で1点接地とすることが、ノイズ対策として最適であるとは限らない場合がある。このように場合は、ケーブルインタフェース装置1内の接地ケーブル切替回路12を用いて、例えばケーブル通信装置2側での1点接地とすることで、通信性能を向上させることも可能である。
以上説明したように、実施の形態1のケーブルインタフェース装置は、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、電力線のいずれであっても、ケーブル通信装置との接続を可能とする変換器としてトランスを用いたケーブル変換回路を備えたものである。したがって、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれでも接続可能であり、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できる。さらに、接地ケーブル切替回路を用いて、ケーブル通信システムとして1点接地とし、通信性能を向上させることができる。
実施の形態2.
実施の形態2のケーブルインタフェース装置201は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1に、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を向上するイコライジング回路を追加したものである。
実施の形態2のケーブルインタフェース装置201は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1に、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を向上するイコライジング回路を追加したものである。
以下、実施の形態2のケーブルインタフェース装置201の構成、動作について、ケーブル通信システムのブロック図である図8、通信媒体の周波数特性の説明図である図9、内部ブロック図である図10、およびイコライジング回路の構成図である図11、図12に基づいて、実施の形態1との差異を中心に説明する。図8において、図2と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1と区別するため、実施の形態2のケーブルインタフェース装置201として、またケーブル通信システム200として説明する。
なお、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1と区別するため、実施の形態2のケーブルインタフェース装置201として、またケーブル通信システム200として説明する。
ケーブルインタフェース装置201の構成を図8に基づいて説明する。実施の形態2のケーブルインタフェース装置201では、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1に対して、イコライジング回路13が追加されている。
なお、図8において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
なお、図8において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
まず、通信媒体に分岐がある場合のイコライジング回路の必要性を図9で説明し、その後、イコライジング回路の具体的な回路構成例を図10〜図12で説明する。
図9(a)は、通信媒体3に、分岐3Aがある場合の例を示している。
図9(b)と図9(c)は、受信電力の周波数特性を示す。
図9(b)は、通信媒体3に分岐が無い場合の受信電力の周波数特性を示している。また、図9(c)は、通信媒体3に分岐3Aが有る場合の周波数特性を示している。
分岐3Aの線長および終端インピーダンスによっては、図9(c)に示すように、受信電力の周波数特性において、ノッチが生じる。このノッチ部は、分岐3Aの反射波によって生じ、受信電力の損失となり、通信性能を劣化させる。
図9(b)と図9(c)は、受信電力の周波数特性を示す。
図9(b)は、通信媒体3に分岐が無い場合の受信電力の周波数特性を示している。また、図9(c)は、通信媒体3に分岐3Aが有る場合の周波数特性を示している。
分岐3Aの線長および終端インピーダンスによっては、図9(c)に示すように、受信電力の周波数特性において、ノッチが生じる。このノッチ部は、分岐3Aの反射波によって生じ、受信電力の損失となり、通信性能を劣化させる。
この問題を解決するために、ケーブルインタフェース装置201に、イコライジング回路13を設ける。この伝送路特性を改善するために、逆特性の直列共振回路を設ければ、伝送路特性の改善が可能となる。
一般的に直列共振回路の周波数特性は、式(1)で与えられる。
F=1/(2π√LC) (1)
ここで、Fは、直列共振回路の共振周波数であり、Lはインダクタンス成分であり、Cはキャパシタンス成分である。これらの定数を調整すれば、伝送路の逆特性により伝送路特性を改善させることができる。
すなわち、イコライジング回路13を設けて、直列共振回路の定数を調整することで、図9(c)の周波数特性を図9(b)のノッチ部がない周波数特性に近づけることができる。
一般的に直列共振回路の周波数特性は、式(1)で与えられる。
F=1/(2π√LC) (1)
ここで、Fは、直列共振回路の共振周波数であり、Lはインダクタンス成分であり、Cはキャパシタンス成分である。これらの定数を調整すれば、伝送路の逆特性により伝送路特性を改善させることができる。
すなわち、イコライジング回路13を設けて、直列共振回路の定数を調整することで、図9(c)の周波数特性を図9(b)のノッチ部がない周波数特性に近づけることができる。
つぎに、イコライジング回路の具体的な回路構成例を図10〜図12に基づいて説明する。
図10は、ケーブル変換回路11とイコライジング回路13との接続を示している。ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの1次側、2次側にイコライジング回路13を接続している。なお、図10では、通信媒体3は同軸ケーブルを想定している。
図10は、ケーブル変換回路11とイコライジング回路13との接続を示している。ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの1次側、2次側にイコライジング回路13を接続している。なお、図10では、通信媒体3は同軸ケーブルを想定している。
図11は、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのL成分を使用し、複数のキャパシタを設け、スイッチで設定を可変にする構成としたものである。
イコライジング回路13Aでは、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのケーブル通信装置2側に、コンデンサC11、C12〜C1nとこのコンデンサC11〜C1nを選択するスイッチS11、S12〜S1nを設けている。また、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの通信媒体3側に、コンデンサC21、C22〜C2nとこのコンデンサC21〜C2nを選択するスイッチS21、S22〜S2nを設けている。
なお、ケーブル通信装置2側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13A1とし、通信媒体3側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13A2としている。
イコライジング回路13Aでは、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのケーブル通信装置2側に、コンデンサC11、C12〜C1nとこのコンデンサC11〜C1nを選択するスイッチS11、S12〜S1nを設けている。また、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの通信媒体3側に、コンデンサC21、C22〜C2nとこのコンデンサC21〜C2nを選択するスイッチS21、S22〜S2nを設けている。
なお、ケーブル通信装置2側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13A1とし、通信媒体3側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13A2としている。
分岐3Aを含む通信媒体3の周波数特性に合わせて、スイッチS11〜S1nおよびスイッチS21〜S2nを切り替えることで、周波数特性を図9(b)の周波数特性に近づけることができる。
図12は、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのL成分を使用するが、このL成分ではインダクタンスが不足する場合を想定した構成としたものである
イコライジング回路13Bでは、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのケーブル通信装置2側に、リアクタンスL11、L12〜L1nとこのリアクタンスL11〜L1nを選択するスイッチS31、S32〜S3nを設け、さらにコンデンサC31、C32〜C3nとこのコンデンサC31〜C3nを選択するスイッチS41、S42〜S4nを設けている。
また、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの通信媒体3側に、リアクタンスL21、L22〜L2nとこのリアクタンスL21〜L2nを選択するスイッチS51、S52〜S5nを設け、さらにコンデンサC41、C42〜C4nとこのコンデンサC41〜C4nを選択するスイッチS61、S62〜S6nを設けている。
なお、ケーブル通信装置2側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13B1とし、通信媒体3側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13B2としている。
イコライジング回路13Bでは、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのケーブル通信装置2側に、リアクタンスL11、L12〜L1nとこのリアクタンスL11〜L1nを選択するスイッチS31、S32〜S3nを設け、さらにコンデンサC31、C32〜C3nとこのコンデンサC31〜C3nを選択するスイッチS41、S42〜S4nを設けている。
また、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスの通信媒体3側に、リアクタンスL21、L22〜L2nとこのリアクタンスL21〜L2nを選択するスイッチS51、S52〜S5nを設け、さらにコンデンサC41、C42〜C4nとこのコンデンサC41〜C4nを選択するスイッチS61、S62〜S6nを設けている。
なお、ケーブル通信装置2側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13B1とし、通信媒体3側のリアクタンスとコンデンサから構成される回路をイコライジング回路13B2としている。
分岐3Aを含む通信媒体3の周波数特性に合わせて、スイッチS31〜S3n、スイッチS41〜S4n、スイッチS51〜S5n、およびスイッチS61〜S6nを切り替えることで、周波数特性を図9(b)の周波数特性に近づけることができる。
なお、実施の形態2の説明では、ケーブル変換回路11の変換器であるトランスのケーブル通信装置2側およびトランスの通信媒体3側の両方に、コンデンサ、あるいはリアクタンスとコンデンサとから成るイコライジング回路13を設けたが、いずれか一方に設けてもよい。
以上説明したように、実施の形態2のケーブルインタフェース装置は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置に、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を向上するイコライジング回路を追加したものである。したがって、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれでも接続可能であり、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できる。さらに、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を向上し、伝送路特性を改善させることができる。
実施の形態3.
実施の形態3のケーブルインタフェース装置は、実施の形態2のケーブルインタフェース装置にイコライジング回路の定数調整を自動的に行うイコライジング制御部を設けたものである。
実施の形態3のケーブルインタフェース装置は、実施の形態2のケーブルインタフェース装置にイコライジング回路の定数調整を自動的に行うイコライジング制御部を設けたものである。
以下、実施の形態3のケーブルインタフェース装置の構成、動作について、ケーブルインタフェース装置のブロック図である図13、および内部ブロック図である図14に基づいて、実施の形態2との差異を中心に説明する。図13において、図2、図8と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1および2と区別するため、実施の形態3のケーブルインタフェース装置301として、またケーブル通信システム300として説明する。
なお、実施の形態1および2と区別するため、実施の形態3のケーブルインタフェース装置301として、またケーブル通信システム300として説明する。
ケーブルインタフェース装置301の構成を図13に基づいて説明する。実施の形態3のケーブルインタフェース装置301では、実施の形態2のケーブルインタフェース装置201に対して、イコライジング制御部14が追加されている。
なお、図13において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
なお、図13において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
次に、イコライジング制御部14の構成、機能を図14に基づいて説明する。
実施の形態2では、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を計測して、最適なイコライジング回路の直列共振回路の定数を計算し、イコライジング回路13Aまたは13Bのスイッチを手動で調整することを想定していた。
実施の形態2では、通信媒体に分岐がある場合の周波数特性を計測して、最適なイコライジング回路の直列共振回路の定数を計算し、イコライジング回路13Aまたは13Bのスイッチを手動で調整することを想定していた。
実施の形態3では、最適なイコライジング回路13の直列共振回路の定数を自動的に計算し、調整するために、ケーブルインタフェース装置301に、イコライジング制御部14を設けている。イコライジング制御部14は、周波数特性計測回路14Fを備える。
周波数特性計測回路14Fは、受信強度、すなわち伝送路に対応した受信電力の周波数特性を計算する機能を有する。イコライジング制御部14は、この周波数特性計測回路14Fの計算結果から逆特性を求め、自動的にスイッチを切り替えて、最適なイコライジング回路13の直列共振回路の定数に調整する。
周波数特性計測回路14Fは、受信強度、すなわち伝送路に対応した受信電力の周波数特性を計算する機能を有する。イコライジング制御部14は、この周波数特性計測回路14Fの計算結果から逆特性を求め、自動的にスイッチを切り替えて、最適なイコライジング回路13の直列共振回路の定数に調整する。
すなわち、イコライジング回路13が、コンデンサC11〜C1n、およびコンデンサC21〜C2nから構成されるイコライジング回路13Aの場合は、イコライジング制御部14は、スイッチS11〜S1nおよびスイッチS21〜S2nを切り替える。これにより、最適な直列共振回路の定数に調整する。
また、イコライジング回路13が、リアクタンスL11〜L1n、リアクタンスL21〜L2n、コンデンサC31〜C3n、およびコンデンサC41〜C4nから構成されるイコライジング回路13Bの場合は、イコライジング制御部14は、スイッチS31〜S3n、スイッチS41〜S4n、スイッチS51〜S5n、およびスイッチS61〜S6nを切り替える。これにより、最適な直列共振回路の定数に調整する。
また、イコライジング回路13が、リアクタンスL11〜L1n、リアクタンスL21〜L2n、コンデンサC31〜C3n、およびコンデンサC41〜C4nから構成されるイコライジング回路13Bの場合は、イコライジング制御部14は、スイッチS31〜S3n、スイッチS41〜S4n、スイッチS51〜S5n、およびスイッチS61〜S6nを切り替える。これにより、最適な直列共振回路の定数に調整する。
以上説明したように、実施の形態3のケーブルインタフェース装置は、実施の形態2のケーブルインタフェース装置にイコライジング回路の定数調整を自動的に行うイコライジング制御部を設けたものである。したがって、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれでも接続可能であり、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できる。さらに、通信媒体に分岐がある場合、最適な直列共振回路の定数を自動的に調整して周波数特性の向上、伝送路特性の改善を図ることができる。
実施の形態4.
実施の形態4のケーブルインタフェース装置は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置に通信媒体の種類により、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替える通信媒体判定回路を設けたものである。
実施の形態4のケーブルインタフェース装置は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置に通信媒体の種類により、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替える通信媒体判定回路を設けたものである。
以下、実施の形態4のケーブルインタフェース装置の構成、動作について、ケーブルインタフェース装置のブロック図である図15、および内部ブロック図である図16に基づいて、実施の形態1との差異を中心に説明する。図15において、図2と同一あるいは相当部分は、同一の符号を付している。
なお、実施の形態1〜3と区別するため、実施の形態4のケーブルインタフェース装置401として、またケーブル通信システム400として説明する。
なお、実施の形態1〜3と区別するため、実施の形態4のケーブルインタフェース装置401として、またケーブル通信システム400として説明する。
ケーブルインタフェース装置401の構成を図15に基づいて説明する。実施の形態4のケーブルインタフェース装置401では、実施の形態1のケーブルインタフェース装置1に対して、通信媒体判定回路15が追加されている。
なお、図15において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
なお、図15において、図面および説明を簡単にするために、実施の形態1で説明した接地ケーブル切替回路12は省略している。
次に、ケーブルインタフェース装置401の構成、機能を図16に基づいて説明する。
なお、図16では、実施の形態1の図5で説明したケーブル変換回路11Eを使用することを想定している。
実施の形態1では、通信媒体3をコネクタ17に接続したとき、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスを選択するスイッチ(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2、S17C1−S17C2)を手動で切り替えることを想定していた。
なお、図16では、実施の形態1の図5で説明したケーブル変換回路11Eを使用することを想定している。
実施の形態1では、通信媒体3をコネクタ17に接続したとき、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)に応じて、変換用のトランスを選択するスイッチ(S17A1−S17A3、S17B1−S17B2、S17C1−S17C2)を手動で切り替えることを想定していた。
実施の形態4では、通信媒体3をコネクタ17に接続したとき、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)を判定し、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替える通信媒体判定回路15を設けている。
すなわち、例えば、通信媒体3がペア線の場合、通信媒体判定回路15は、コネクタ17の信号からペア線であること判定し、自動的にスイッチS17A1−S17A3を閉(S17B1−S17B2、S17C1−S17C2は開)とする。
すなわち、例えば、通信媒体3がペア線の場合、通信媒体判定回路15は、コネクタ17の信号からペア線であること判定し、自動的にスイッチS17A1−S17A3を閉(S17B1−S17B2、S17C1−S17C2は開)とする。
実施の形態1の図6で説明したケーブル変換回路11Fを使用する場合も、同様に適用できる。
また、実施の形態2、3のケーブルインタフェース装置に対して、通信媒体判定回路15を追加して、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)を判定し、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替えることもできる。
また、実施の形態2、3のケーブルインタフェース装置に対して、通信媒体判定回路15を追加して、通信媒体3の種類(ペア線、同軸ケーブル、電力線)を判定し、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替えることもできる。
以上説明したように、実施の形態4のケーブルインタフェース装置は、実施の形態1のケーブルインタフェース装置に通信媒体の種類により、これに対応したケーブル変換回路の構成に自動的に切り替える通信媒体判定回路を設けたものである。したがって、通信媒体がペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれでも接続可能であり、様々な通信媒体に対しケーブル通信システムを構築できる。さらに、通信媒体の種類に応じて、ケーブル変換回路の構成を自動的に切り替えることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
1,101,201,301,401,1A,1B ケーブルインタフェース装置、
2,2A,2B ケーブル通信装置、3 通信媒体、4 通信線、
11,11A,11B,11C,11D,11E,11F ケーブル変換回路、
12 接地ケーブル切替回路、
13,13A,13A1,13A2,13B,13B1,13B2 イコライジング回路、
14 イコライジング制御部、15 通信媒体判定回路、
16,17,17A,17B,17C ケーブル接続コネクタ、
17a,17b,17c 端子、20 変復調部、21 アナログ送受信回路、
22 ケーブル接続コネクタ、23 変調/復調処理部、
100,200,300,400 ケーブル通信システム、
C11〜C1n,C21〜C2n,C31〜C3n,C41〜C4n コンデンサ、
L11〜L1n,L21〜L2n リアクタンス、
S17A1〜S17A3,S17B1〜S17B2,S17C1〜S17C2,S17Da〜S17Dd,S11〜S1n,S21〜S2n,S31〜S3n,S41〜S4n,S51〜S5n,S61〜S6n スイッチ。
2,2A,2B ケーブル通信装置、3 通信媒体、4 通信線、
11,11A,11B,11C,11D,11E,11F ケーブル変換回路、
12 接地ケーブル切替回路、
13,13A,13A1,13A2,13B,13B1,13B2 イコライジング回路、
14 イコライジング制御部、15 通信媒体判定回路、
16,17,17A,17B,17C ケーブル接続コネクタ、
17a,17b,17c 端子、20 変復調部、21 アナログ送受信回路、
22 ケーブル接続コネクタ、23 変調/復調処理部、
100,200,300,400 ケーブル通信システム、
C11〜C1n,C21〜C2n,C31〜C3n,C41〜C4n コンデンサ、
L11〜L1n,L21〜L2n リアクタンス、
S17A1〜S17A3,S17B1〜S17B2,S17C1〜S17C2,S17Da〜S17Dd,S11〜S1n,S21〜S2n,S31〜S3n,S41〜S4n,S51〜S5n,S61〜S6n スイッチ。
Claims (9)
- 変復調部を備えたケーブル通信装置とペア線、同軸ケーブル、あるいは電力線のいずれかである通信媒体との間で伝送特性を変換するケーブル変換回路を備えたケーブルインタフェース装置。
- 前記ケーブル変換回路は、前記伝送特性を変換する変換器としてトランスを用いている請求項1に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記ケーブル通信装置、前記通信媒体、および前記ケーブルインタフェース装置を含むケーブル通信システムの一点接地を行う接地ケーブル切替回路を設けた請求項1または請求項2に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記ケーブル変換回路の入力側および出力側の少なくともいずれか一方にイコライジング回路を追加した請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記イコライジング回路は、コンデンサで構成されている請求項4に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記イコライジング回路は、リアクタンスおよびコンデンサで構成されている請求項4に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記イコライジング回路は前記コンデンサを複数備え、前記通信媒体の周波数特性を計測する回路を有し、この計測結果に基づいて、前記イコライジング回路の複数の前記コンデンサから一のコンデンサを選択するイコライジング制御回路を備えた請求項5に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記イコライジング回路は前記リアクタンスおよび前記コンデンサを複数備え、前記通信媒体の周波数特性を計測する回路を有し、この計測結果に基づいて、前記イコライジング回路の複数の前記リアクタンスおよび複数の前記コンデンサから、一のリアクタンスおよびコンデンサの組み合わせを選択するイコライジング制御回路を備えた請求項6に記載のケーブルインタフェース装置。
- 前記通信媒体の種類を判定し、前記通信媒体の種類に対応して前記ケーブル変換回路の構成を切り替える通信媒体判定回路を備えた請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の
ケーブルインタフェース装置。
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