JP3552987B2 - 電源線データ伝送方式及びその伝送装置並びにその配電盤装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源線を用いた伝送方式及びその伝送装置並びにその配電盤装置に関する。特に、電源線の特性インピ−ダンス変化に左右されず、確実にデータ通信を可能とする電源線伝送方式に関する。又、それを実現する伝送装置と配電盤装置に関する。本発明は電源線を伝送路としたＬＡＮに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、市中及び各家庭又は各事業所には電源線が配設されている。そして各事業所等ではコンピュータ化が進展し、近年ではこの電源線を用いた安価なＬＡＮが提案されている。しかしながら、電源線には送信周波数と分岐数及びその分岐線路長に関連する周波数トラップがあり、安定した通信がなされるものではなかった。周波数トラップとは、特定周波数において伝送損失が大きくなる特性を意味する。
周波数トラップを説明する。例えば、図９に示すように、電源線ＡＣに２つの端末装置１０、１１を接続し、その中間に５ｍの分岐線１２がある場合を想定する。この時、分岐線１２の他方端は開放とする。この構成で端末装置１０から高周波信号を送出すると、端末装置１１では図１０に示す周波数特性が得られる。周波数１０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等が周波数トラップである。
これは、分岐線１２の開放端で反射が起こり、その反射波によって端末装置１０から端末装置１１への高周波信号が減衰せられるからである。この周波数特性は、一般に次式で表せられる。ｆｎ がトラップ周波数である。
【数１】
ｆｎ ＝（ｃ×ｋ／４Ｌ）×（２ｎ−１） ・・・・（１）
ここに、ｃ：光速度
ｋ：伝送路による波長短縮率
Ｌ：分岐線長
ｎ：整数
である。
【０００３】
そこで、電源線を用いる場合は、分岐線での反射を抑えるためその終端に終端抵抗を挿入する方法が考えられている。即ち、図１１（ａ）、（ｂ）に示す様に、分岐線１２の終端にコンデンサＣ、コイルＬ、抵抗Ｒからなる終端抵抗を付加する方法である。これにより、図１２に示すような周波数特性に改善される。
又、他にはスペクトラム拡散による方法も考えられる。スペクトラム拡散通信方式は、同一のデータを分散した複数の搬送波で伝送する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電源線には様々な電気機器が接続される。そして、それにより電源線の特性インピーダンスが変化せられる。従って、上記終点抵抗では高周波信号の周波数トラップは完全には改善されるものではない。又、電気機器の接続によってはトラップ周波数が変化し、使用する周波数によってはその周波数がトラップされ、データが伝送されない場合があった。
又、上記スペクトラム拡散通信方式は、それぞれの端末装置に疑似雑音符合発生器、スペクトラム拡散器、逆スペクトラム拡散器を備えねば成らず、安価で利便性に優れた伝送方式とはならなかった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、データの送受信において、搬送波を掃引することにより電源線の周波数トラップを回避し、電源線を用いたデータ通信を可能とする事である。
又、それにより市中内、家庭内又は事業所内に安価なＬＡＮを構築することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の電源線データ伝送方式は、ネットワー
クシステムにおける伝送方式であって、中央装置と端末装置又は端末装置間でデータを伝
送する伝送方式であって、電源線を伝送路とし、送信時には、ベースバンド信号の論理値
１と０を、それぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させ、その帯域内で搬送
波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて所定周
波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、受信時には、当該所
定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理値１と０を確
定することを特徴とする。
【０００７】
上記ネットワークシステムは、電源線が配設された例えば、市中の一エリア、例えば低電圧電源線が配設されているエリア、各家庭、各事業所等の小エリアにおけるネットワークシステムである。尚、柱上降圧トランスの１次巻線と２次巻線との間で変調信号（高周波信号）だけを通過させるハイパスフィルタを設けたり、この柱上降圧トランスがデータ信号である変調信号を伝送できるならば、低電圧電源線の敷設領域だけではなく、高圧電源線の敷設領域にも本発明の伝送方式を拡張することが可能である。逆に領域を低電圧電源線の敷設領域に限るのであれば、データ信号である変調信号を通過させないようにローパスフィルタを設ければ良い。電源線に接続された中央装置又は端末装置は、送信時には、送出すべきデジタル値と送出する搬送波の周波数を対応させる。そして、そのデジタルに応じた各搬送波を、例えばベースバンドデータ信号のクロックに基づいて変調して電源線に送出する。
この時、１変調単位について所定周波数帯域幅に周波数が分散するように変調させる。この分散の意味は、例えば、ディジタル値の０を、周波数ｆ１に対応させたとして、ｆ１±Δの周波数帯域に周波数が分散するように変調すること、周波数を掃引させることである。
ディジタル値０について以上の変調が行われるが、ディジタル値１については、同様に、搬送波ｆ２を用いて、ｆ２±Δの幅に周波数が分布するように変調する。帯域ｆ１±Δと帯域ｆ２±Δは重ならないことが必要である。尚、上記の説明では、周波数ｆ１、ｆ２を帯域の中心周波数として説明しているが、ｆ１、ｆ２は帯域の端であっても良く、帯域の任意の位置に存在していても良い。
【０００９】
受信時には、その変調信号を上記の周波数帯域を単位としてクロックに同期して復調する。即ち、最も簡単な対応としては、各タイムスロット毎に、各周波数帯域のいずれかの周波数成分が検出されば、その周波数帯域に対応したディジタル値を生成することで復調を行う。例えば、１ビット単位での変調であれば、あるタイムスロットでｆ１±Δの帯域内の何れかの周波数成分が検出されば、ディジタル値０を生成し、ｆ２±Δの帯域内の何れかの周波数成分が検出されば、ディジタル値１を生成する。この場合には直列伝送であるので、同一タイムスロットで２つの帯域で同時に周波数成分が検出されることはありえないが、この場合には、一方が雑音となり、振幅の大きい方を信号として抽出する。
逆に並列伝送方式であれば、同一タイムスロットで、２つ以上の異なる周波数帯域において、信号が検出されることは当然にあり得る。
【００１０】
上記方式は、例えば各部屋に既設の電源線や市中の敷設されている低電圧電源線、高電圧電源線等の電源線を用いることができる。よって、新たに伝送路を配設する必要がない。
又、電源線には後述する高周波トラップがあるが、例えば、上記の所定周波数帯域幅をこのトラップ幅よりも広くなるように設定すれば、トラップが存在しても、その帯域内で一部の周波数成分が除去されても、データの復調は可能となる。
【００１１】
更に、送信時には所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信され、受信時には当該所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理１と０を確定されることを特徴としている。即ち、所定帯域幅に分散した周波数成分の分布を時間変化で得るようにしたことを特徴としている。
電源線には、伝送される信号の周波数と分岐数、分岐経路長等に関係する特性インピ−ダンスによる減衰特性（周波数トラップ）がある。それは、分岐線での反射に起因する減衰である。
本発明によれば、送信時には掃引しているので、上記所定帯域が全てが周波数トラップされることはない。即ち、確実にデータを送信できる。
【００１２】
又、受信時には所定周波数帯域幅の各々を分離しており、その帯域に対応したデジタル値を確定する。よって、電源線の特性インピ−ダンスに係わらず、確実にデータ通信を行わせる伝送方式となる。
又、電源線には、様々な電気・電子機器が接続され、その特性インピ−ダンスも時事刻々変化する。本発明によれば、各所定帯域を掃引して送信しているので、それらの変化を受けることはない。即ち、一部がトラップされても所定帯域の全てがトラップされることはない。即ち、確実にデータの送受信が可能となる。よって、特性インピ−ダンスとその変化にも左右されない電源線データ伝送方式となる。
【００１４】
又、請求項２に記載の電源線データ伝送方式によれば、送信時には、所定数のビットを１単位データとし、その１単位データの各桁をそれぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させると共に、各桁の論理値１又は０を各所定周波数帯域幅内の信号の有無に対応させ、各所定周波数帯域幅内の信号の有る際は、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて、各々所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、受信時には、各所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無から各桁の論理値１と０を確定することを特徴とする。
各所定周波数帯域は、デジタル値の各桁に対応せられる。このような並列（パラレル）伝送により伝送効率を向上させることができる。例えば、８種類の所定周波数帯域で０〜２５５のデジタル値が伝送できる。即ち、デジタル値がさらに効率的に伝送される。
【００１５】
又、請求項３、請求項４に記載の電源線データ伝送方式の伝送装置は、各々請求項１、請求項２に記載の電源線データ伝送方式に用いられる伝送装置であり、その構成は各々対応するものとなっている。これにより、請求項１又は請求項２に記載の伝送方式が実現される。
【００１８】
又、請求項５に記載の発明は、電源線を市中に敷設されている電源線及び家屋内の電源線とし、これらの電源線を用いてデータを伝送することを特徴とする。この方式によれば、家庭内又は事業所内だけに限らず、データ伝送の可能な領域を市中にまで拡大することができる。尚、市中に敷設されている電源線は、一般的には、１つの柱上降圧トランスで電力が供給される低電圧電源線が対象となるが、柱上降圧トランスの１次巻線と２次巻線との間にハイパスフィルタを設けてデータ信号である変調信号を通過させれば、高圧電源線も低圧電源線に加えてデータの伝送路になり得る。さらに、柱上降圧トランスが１次巻線と２次巻線との間で、変調信号を通過させることができるのであれば、ハイパスフィルタは特に必要ではない。逆に、伝送領域を限定するのであれば、ローパスフィルタを設けて、変調信号を遮断するようにすれば良い。
【００１９】
又、電源線は市中に敷設されている電源線であり、家屋の引き込み端において、変調信号を通過させ電源電力を遮断するハイパスフィルタを設け、このハイパスフィルタを介してデータを変調／復調するデータ伝送装置を接続したことを特徴とする。この方式では、家庭、事業所等の家屋の中は、電源線ではなく、データ伝送のための線路が用いられる。このような複合電源線伝送路方式を構築することができる。
尚、上記記載において変調信号とデータ信号は同一意味である。データが変調信号で伝送される意味において同一である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１に本発明の電源線データ伝送方式を用いたシステム構成図を示す。本実施例のシステムは、需要家入り口に設けられた配電盤装置１５０、この配電盤装置１５０から複数に延出された電源線１４０、その電源線１４０に接続された伝送装置２００及び端末装置１６０から構成される。
【００２１】
配電盤装置１５０は、主電力線１０５をオン・オフさせる主遮断器１００と複数の電源線１４０をオン・オフさせる副遮断器１１０、その副遮断器１１０から下流に延出された電源線１４０間に接続され、端末装置１６０からの変調信号（高周波信号）を通過させるハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）１３０、副遮断器１１０の直下に設けられたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）１２０から構成される。
尚、本実施例では、簡単のためデータの送受信は同時には行わない、即ち、半二重伝送方式とする。
【００２２】
端末装置１６０から送信されたベースバンド信号は、伝送装置２００に入力される。伝送装置２００は、例えばツイストペア線等のデータ線２１１と電源線１４０との接続装置である。この伝送装置２００は、後述するようにベースバンド信号に応じて所定の搬送波を変復調して、高周波データ信号を送受信する装置である。
伝送装置２００から電源線１４０に送出された変調信号はＨＰＦ１３０を通過し、他系統の電源線１４０に接続された端末装置１６０に伝送される。これにより、電源線１４０を用いたデータ通信が可能となる。
この時、変調信号は副遮断器１１０に向かうが、図のようにＬＰＦ１２０が配設されているので、その変調信号はそれより上流に向かうことはない。即ち、データ信号が上流の電力線に漏洩することはない。即ち、副遮断器１１０より下流の電源線１４０間のみでネットワーク化される。特に、例えば端末装置１６０の１つを中央装置とし、データの衝突等を管理すれば容易にＬＡＮが形成できる。
【００２３】
図２に伝送装置２００を示す。図は、構成ブロック図である。伝送装置２００は、電源線１４０へのデータ送信する変調部と、電源線１４０からのデータ受信する復調部から構成される。
データ送信する変調部は、端末装置１６０に対してデータの入出力をする入出力インターフェース２１０、ベースバンド信号より周波数の高い三角波を発生させる発振装置２１２、その三角波とベースバンド信号を乗算させる乗算器２１４、乗算された信号により所定の帯域で高周波信号を発生させるＶＣＯ２１５、電源線１４０に対するデータ信号の入出力を行う分配器２２０から構成される。
【００２４】
又、データ受信する復調部は、分配器２２０から入力された所定周波数帯域の高周波信号をそれぞれ分別するバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）３１１、３１２、それらを通過した変調信号（高周波信号）を検波する検波器３２１、３２２、検波された信号から低周波信号を取り出すＬＰＦ３３１、３３２、それらを通過した信号をベースバンド信号にするコンパレータ３１０から構成される。
尚、上記ＶＣＯ２１５は図示しないスイッチ装置を有し、データ受信時には入出力インターフェース２１０の指令により遮断され、分配器２２０から逆流する信号の影響は受けないものとする。
【００２５】
次に、信号の流れに従って、伝送装置２００の機能を具体的に説明する。データ線２１１より伝送装置２００に入力されたベースバンド信号は、先ず入出力インターフェース２１０に入力される。入出力インターフェース２１０は、例えば符号化処理等の波形処理をするインターフェースである。ここでは、簡単のため、特別な符合化処理をせず、単に波形整形を行う簡単な入出力インターフェースとする。これにより、論理１が高レベルに、論理０が低レベルに対応せられて、その信号が出力経路２０５に出力される。
【００２６】
出力経路２０５に出力されたベースバンド信号は、乗算器２１４によって発振器２１２から出力された三角波と乗算される。その結果、図３の信号波形が得られる。そして、この乗算結果がＶＣＯ２１５に入力される。ＶＣＯ２１５は、電圧コントロール型発振器であり図３に示す電圧波形に従って高周波信号を発信させる。その周波数スペクトルを図４に示す。三角波によって、電圧が△Ｖ幅に掃引されるので、ＶＣＯ２１５から出力される信号の周波数は△ｆ幅だけ掃引されて出力される。即ち、周波数ｆ１ 、ｆ２ を中心とする２つの帯域で高周波信号が電源線１４０に送出される。ここでは、３ＭＨｚと９ＭＨｚを中心周波数として帯域４ＭＨｚで送出される。
この時、２つの帯域において高周波信号はデータに応じた変調信号と見ることができる。即ち、部分的に見れば高周波信号であるが、信号全体を見れば変調信号である。ここでは、高周波信号と変調信号は同一意味である。
【００２７】
しかしながら、電源線１４０には、上述した様に周波数トラップが存在する。従って、上記所定帯域の高周波信号が周波数トラップされた場合は、そのスペクトルは図５に示すようにその一部が欠損せられる。従って、例えば論理０、１は中心周波数ｆ１ 、ｆ２ の所定帯域Ａ，Ｂで、一部が図５の様に欠損して分配器２２０から電源線１４０に送出される。以上が、データ送信時の動作である。
【００２８】
次に、データ受信時の動作を説明する。例えば、ある端末装置１６０から論理値０、１、即ち上記所定帯域Ａ，Ｂの高周波信号が順次送出された場合を想定する。
電源線１４０に送出された上記所定帯域の高周波信号は、分配器２２０から経路２０６に入力される。そして、ＢＰＦ３１１、３１２によってそれぞれの帯域が抽出され、検波器３２１、３２２によって検波される。検波器３２１、３２２で各帯域を掃引してその振幅強度を出力すれば、図５の包絡線ａ，ｂが得られる。
そして、検波器３２１、３２２からの低周波成分がＬＰＦ３３１、３３２によって取りだされ、コンパレータ３１０に送出される。
【００２９】
即ち、論理値０に対応する所定帯域Ａは、ＢＰＦ３１１、検波器３２１、ＬＰＦ３３１を経由し、論理値１に対応する所定帯域Ｂは、ＢＰＦ３１２、検波器３２２、ＬＰＦ３３２を経由しコンパレータ３１０に至る。この例においては、最初に所定帯域Ａ、次いで所定帯域Ｂの高周波信号が処理される。コンパレータ３１０は所定帯域Ａの信号レベルが所定帯域Ｂの信号レベルよりも高い間は低レベルを出力し、逆に、所定帯域Ｂの信号レベルが所定帯域Ａの信号レベルよりも高い間は高レベルを出力する。その結果、コンパレータ３１０からは、図６に示すベースバンド信号が出力される。このベースバンド信号は、入出力インターフェー２１０によって波形整形され、端末装置１６０に送出される。このようにして、データ信号は受信される。
従って、本発明による伝送装置、配電盤装置を用いれば、屋内の電源線を利用した伝送システムが容易に実現できる。
【００３０】
（第２実施例）
第１実施例では、データは２つの搬送波でシリアルで伝送されたが、周波数多重でパラレルで伝送してもよい。図７に周波数多重で伝送する場合の伝送装置４００を示す。図は、構成ブロック図である。尚、図中、第１実施例と同等の要素には、同等の記号が記してある。又、他の構成は第１実施例と同等である。
【００３１】
本実施例の特徴は、伝送装置４００が８ビット入出力の入出力インターフェース４１０、その８ビットに対応し８区分の所定周波数帯域に周波数分布した信号を出力する変調信号発生器４１２、それらの信号を重畳させる重畳器４１４、８区分の周波数帯域幅の信号を弁別するＢＰＦ群４１１、各周波数帯域幅内の信号を検波する検波器群４２１、検波器群４２１の出力から低周波信号を取り出すＬＰＦ群４３１、そしてそれらの低周波信号から各搬送波の有無を判断する並列接続されたコンパレータ群４４０を備えたことである。尚、各ビットの「１」の信号の変調は図５のデータ１に対応するように三角波で変調される。そして、第１実施例と同様にしてこの変調信号により対応する周波数ｆの搬送波を周波数変調して出力する。よって、各ビットの「１」の信号に対応して、図４の示す所定周波数帯域幅で周波数分布した信号が得られる。尚、各ビットの「０」は、本実施例の場合には、変調信号を出力させない状態と対応させる。よって、コンパレータ群４４０の非反転入力端子には検波器群４２１の出力する各低周波信号が入力し、反転入力端子は図５に示す包絡線ａ又はｂの有無が判定できる基準電圧が入力されている。これにより、図５に示すような包絡線ａ又はｂ（低周波信号）が検出された桁の出力が高レベルとなる。
【００３２】
簡単に動作を説明すると、送信時には入出力インターフェース４１０は、シリアル伝送で受けたベースバンド信号をパラレルデータに変換し、例えばデータバス４０５に出力する。パラレルデータは変調信号発生器４１２に入力され、その変調信号発生器４１２は各ビットに対応した搬送波ｆｎ （ｎ＝１〜８）を周波数変調して、周波数幅を有する変調信号を得る。例えば、ビットが論理値１ならば対応する搬送波を周波数変調させ、論理値が０ならば搬送波を変調させず出力もしない。そして、これらの変調された搬送波群が重畳器４１４によって重畳されて電源線１４０に送出される。
【００３３】
受信時には、重畳された変調された搬送波を分配器２２０から取り入れて、ＢＰＦ群４１１によって各搬送波を抽出し、検波器群４２１で検波する。そして、ＬＰＦ群４３１で低周波信号を取り出し、コンパレータ４４０で各搬送波の有無を判定する。これにより、送出されたデータが得られる。最後に、そのデータをパラレルで入出力インターフェース４１０に送出する。データの送受信はこのように周波数多重で行ってもよい。周波数多重で行えば、より速くデータを伝送することができる。
【００３４】
（変形例）
以上、本発明を表わす一実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。
例えば、第１実施例ではベースバンド信号に三角波を載せてＶＣＯ２１５を駆動したが、三角波に限定するものではない。△Ｖの振幅を有してなめらかに連続的に変化する波形であれば、何れの波形でもよい。
【００３５】
又、第１実施例では中心周波数ｆ１ 、ｆ２ の搬送波を用い、端末装置間での通信を説明したが、１つの端末装置１６０を中央装置とし、その中央装置を介してデータ通信をしてもよい。この構成にすれば、送受信の周波数帯域をずらせることができる。例えば、中央装置への送信を中心周波数ｆ１ 、ｆ２ で、受信を中心周波数ｆ１ ＋ｆ０ 、ｆ２ ＋ｆ０ で行うことができる。この様な方式にすれば、同時双方向通信が可能となる。尚、この場合は分配器２２０は分波器とすることが望ましい。
【００３６】
又、上記実施例ではＬＰＦ１２０は、副遮断器１１０の直下に設けたが、副遮断器１１０と主遮断器１００間に設けてもよい。又、主遮断器１００の上流に設けてもよい。要は、端末装置１６０からの高周波信号が外部の電力線に漏洩させない位置であればよい。これにより、他のＬＡＮに影響を及ぼすことがない。又、他のＬＡＮからの影響を受けることがない。
【００３７】
又、第１実施例の入出力インターフェースでは、符号化方式を単純なＮＲＺとして説明したが、他の符号化方式を採用してもよい。例えば、複流ＲＺ、バイポーラ方式、ＡＭＩ方式等を採用し、それによる各電圧値を上記搬送波の周波数に対応させてもよい。
又、図１の配電盤装置１５０において、ＬＰＦ１２０を設けないならば、変調信号を家屋の外に伝送させることも可能となる。この場合には、家屋の外の電源線を介して、他の家屋の端末装置に対してデータ通信を行うことも可能となる。
【００３８】
又、図８に示すように、市中には、高圧電源線６０２と、この高圧電源線６０２の高電圧を降圧する柱上降圧トランス６０３、この柱上降圧トランス６０３により降圧された低圧電源電力を送電する低圧電源線６０１が配設されている。各家庭Ｘ１、Ｘ２には、この低圧電源線６０１が引き込まれている。電源電力はＬＰＦ６０４を介して家庭内に給電し、低圧電源線６０１をＨＰＦ６０５を介してデータを伝送する伝送装置２００と接続しても良い。この場合には、データ線６０６はデータ信号の伝送にのみ使用される。この構成の電源線を用いたデータ伝送方式においては、家庭Ｘ１の端末装置と家庭Ｘ２の端末装置との間で、市中に敷設されている低圧電源線６０１を介したデータ伝送が可能となる。さらに、柱状降圧トランス６０３がデータ信号を通過させることができるならば、高圧電源線６０２もデータ伝送のための伝送路に用いて、データ伝送の領域を拡大することができる。逆に、１つの柱状降圧トランスの支配する低圧電源線だけにデータ伝送領域を制限するのであれば、柱状降圧トランスの２次巻線側にローパスフィルタを設けてデータ信号を遮断し、商用周波数の電源電力だけ通過させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる電源線データ伝送方式を用いたシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係わる伝送装置の構成ブロック図。
【図３】本発明の第１実施例に係わるベースバンド信号と三角波の合成波形図。
【図４】本発明の第１実施例に係わる掃引された搬送波の説明図。
【図５】本発明の第１実施例に係わる周波数トラップを受けた搬送波の説明図。
【図６】本発明の第１実施例に係わる伝送装置の出力波形の１例を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施例に係わる伝送装置の構成ブロック図。
【図８】本発明の他の電源線データ伝送方式を示した構成図。
【図９】従来の電源線データ伝送方式を用いるシステム構成図。
【図１０】電源線の周波数トラップ特性図。
【図１１】電源線データ伝送方式に用いる終端抵抗の回路図。
【図１２】負荷変動がない場合の終端抵抗効果を示す特性図。
【符号の説明】
１００ 主遮断器
１０５ 電力線
１１０ 副遮断器
１２０ ローパスフィルタ
１３０ ハイパスフィルタ
１４０ 電源線
１５０ 配電盤装置
２００ 伝送装置
１６０ 端末装置
２１１ データ線
２１０，４１０ 入出力インターフェース
２１２ 発振器
２１４ 乗算器
２１５ ＶＣＯ
２２０ 分配器
３１０ コンパレータ
３１１，３１２ ＢＰＦ
３２１，３２２ 検波器
３３１，３３２ ＬＰＦ
４１２ 変調信号発生器
４４０ コンパレータ
６０１ 低圧電源線
６０２ 高圧電源線
６０３ 柱上高圧トランス
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源線を用いた伝送方式及びその伝送装置並びにその配電盤装置に関する。特に、電源線の特性インピ−ダンス変化に左右されず、確実にデータ通信を可能とする電源線伝送方式に関する。又、それを実現する伝送装置と配電盤装置に関する。本発明は電源線を伝送路としたＬＡＮに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、市中及び各家庭又は各事業所には電源線が配設されている。そして各事業所等ではコンピュータ化が進展し、近年ではこの電源線を用いた安価なＬＡＮが提案されている。しかしながら、電源線には送信周波数と分岐数及びその分岐線路長に関連する周波数トラップがあり、安定した通信がなされるものではなかった。周波数トラップとは、特定周波数において伝送損失が大きくなる特性を意味する。
周波数トラップを説明する。例えば、図９に示すように、電源線ＡＣに２つの端末装置１０、１１を接続し、その中間に５ｍの分岐線１２がある場合を想定する。この時、分岐線１２の他方端は開放とする。この構成で端末装置１０から高周波信号を送出すると、端末装置１１では図１０に示す周波数特性が得られる。周波数１０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ等が周波数トラップである。
これは、分岐線１２の開放端で反射が起こり、その反射波によって端末装置１０から端末装置１１への高周波信号が減衰せられるからである。この周波数特性は、一般に次式で表せられる。ｆｎ がトラップ周波数である。
【数１】
ｆｎ ＝（ｃ×ｋ／４Ｌ）×（２ｎ−１） ・・・・（１）
ここに、ｃ：光速度
ｋ：伝送路による波長短縮率
Ｌ：分岐線長
ｎ：整数
である。
【０００３】
そこで、電源線を用いる場合は、分岐線での反射を抑えるためその終端に終端抵抗を挿入する方法が考えられている。即ち、図１１（ａ）、（ｂ）に示す様に、分岐線１２の終端にコンデンサＣ、コイルＬ、抵抗Ｒからなる終端抵抗を付加する方法である。これにより、図１２に示すような周波数特性に改善される。
又、他にはスペクトラム拡散による方法も考えられる。スペクトラム拡散通信方式は、同一のデータを分散した複数の搬送波で伝送する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電源線には様々な電気機器が接続される。そして、それにより電源線の特性インピーダンスが変化せられる。従って、上記終点抵抗では高周波信号の周波数トラップは完全には改善されるものではない。又、電気機器の接続によってはトラップ周波数が変化し、使用する周波数によってはその周波数がトラップされ、データが伝送されない場合があった。
又、上記スペクトラム拡散通信方式は、それぞれの端末装置に疑似雑音符合発生器、スペクトラム拡散器、逆スペクトラム拡散器を備えねば成らず、安価で利便性に優れた伝送方式とはならなかった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、データの送受信において、搬送波を掃引することにより電源線の周波数トラップを回避し、電源線を用いたデータ通信を可能とする事である。
又、それにより市中内、家庭内又は事業所内に安価なＬＡＮを構築することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の電源線データ伝送方式は、ネットワー
クシステムにおける伝送方式であって、中央装置と端末装置又は端末装置間でデータを伝
送する伝送方式であって、電源線を伝送路とし、送信時には、ベースバンド信号の論理値
１と０を、それぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させ、その帯域内で搬送
波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて所定周
波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、受信時には、当該所
定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理値１と０を確
定することを特徴とする。
【０００７】
上記ネットワークシステムは、電源線が配設された例えば、市中の一エリア、例えば低電圧電源線が配設されているエリア、各家庭、各事業所等の小エリアにおけるネットワークシステムである。尚、柱上降圧トランスの１次巻線と２次巻線との間で変調信号（高周波信号）だけを通過させるハイパスフィルタを設けたり、この柱上降圧トランスがデータ信号である変調信号を伝送できるならば、低電圧電源線の敷設領域だけではなく、高圧電源線の敷設領域にも本発明の伝送方式を拡張することが可能である。逆に領域を低電圧電源線の敷設領域に限るのであれば、データ信号である変調信号を通過させないようにローパスフィルタを設ければ良い。電源線に接続された中央装置又は端末装置は、送信時には、送出すべきデジタル値と送出する搬送波の周波数を対応させる。そして、そのデジタルに応じた各搬送波を、例えばベースバンドデータ信号のクロックに基づいて変調して電源線に送出する。
この時、１変調単位について所定周波数帯域幅に周波数が分散するように変調させる。この分散の意味は、例えば、ディジタル値の０を、周波数ｆ１に対応させたとして、ｆ１±Δの周波数帯域に周波数が分散するように変調すること、周波数を掃引させることである。
ディジタル値０について以上の変調が行われるが、ディジタル値１については、同様に、搬送波ｆ２を用いて、ｆ２±Δの幅に周波数が分布するように変調する。帯域ｆ１±Δと帯域ｆ２±Δは重ならないことが必要である。尚、上記の説明では、周波数ｆ１、ｆ２を帯域の中心周波数として説明しているが、ｆ１、ｆ２は帯域の端であっても良く、帯域の任意の位置に存在していても良い。
【０００９】
受信時には、その変調信号を上記の周波数帯域を単位としてクロックに同期して復調する。即ち、最も簡単な対応としては、各タイムスロット毎に、各周波数帯域のいずれかの周波数成分が検出されば、その周波数帯域に対応したディジタル値を生成することで復調を行う。例えば、１ビット単位での変調であれば、あるタイムスロットでｆ１±Δの帯域内の何れかの周波数成分が検出されば、ディジタル値０を生成し、ｆ２±Δの帯域内の何れかの周波数成分が検出されば、ディジタル値１を生成する。この場合には直列伝送であるので、同一タイムスロットで２つの帯域で同時に周波数成分が検出されることはありえないが、この場合には、一方が雑音となり、振幅の大きい方を信号として抽出する。
逆に並列伝送方式であれば、同一タイムスロットで、２つ以上の異なる周波数帯域において、信号が検出されることは当然にあり得る。
【００１０】
上記方式は、例えば各部屋に既設の電源線や市中の敷設されている低電圧電源線、高電圧電源線等の電源線を用いることができる。よって、新たに伝送路を配設する必要がない。
又、電源線には後述する高周波トラップがあるが、例えば、上記の所定周波数帯域幅をこのトラップ幅よりも広くなるように設定すれば、トラップが存在しても、その帯域内で一部の周波数成分が除去されても、データの復調は可能となる。
【００１１】
更に、送信時には所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信され、受信時には当該所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理１と０を確定されることを特徴としている。即ち、所定帯域幅に分散した周波数成分の分布を時間変化で得るようにしたことを特徴としている。
電源線には、伝送される信号の周波数と分岐数、分岐経路長等に関係する特性インピ−ダンスによる減衰特性（周波数トラップ）がある。それは、分岐線での反射に起因する減衰である。
本発明によれば、送信時には掃引しているので、上記所定帯域が全てが周波数トラップされることはない。即ち、確実にデータを送信できる。
【００１２】
又、受信時には所定周波数帯域幅の各々を分離しており、その帯域に対応したデジタル値を確定する。よって、電源線の特性インピ−ダンスに係わらず、確実にデータ通信を行わせる伝送方式となる。
又、電源線には、様々な電気・電子機器が接続され、その特性インピ−ダンスも時事刻々変化する。本発明によれば、各所定帯域を掃引して送信しているので、それらの変化を受けることはない。即ち、一部がトラップされても所定帯域の全てがトラップされることはない。即ち、確実にデータの送受信が可能となる。よって、特性インピ−ダンスとその変化にも左右されない電源線データ伝送方式となる。
【００１４】
又、請求項２に記載の電源線データ伝送方式によれば、送信時には、所定数のビットを１単位データとし、その１単位データの各桁をそれぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させると共に、各桁の論理値１又は０を各所定周波数帯域幅内の信号の有無に対応させ、各所定周波数帯域幅内の信号の有る際は、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて、各々所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、受信時には、各所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無から各桁の論理値１と０を確定することを特徴とする。
各所定周波数帯域は、デジタル値の各桁に対応せられる。このような並列（パラレル）伝送により伝送効率を向上させることができる。例えば、８種類の所定周波数帯域で０〜２５５のデジタル値が伝送できる。即ち、デジタル値がさらに効率的に伝送される。
【００１５】
又、請求項３、請求項４に記載の電源線データ伝送方式の伝送装置は、各々請求項１、請求項２に記載の電源線データ伝送方式に用いられる伝送装置であり、その構成は各々対応するものとなっている。これにより、請求項１又は請求項２に記載の伝送方式が実現される。
【００１８】
又、請求項５に記載の発明は、電源線を市中に敷設されている電源線及び家屋内の電源線とし、これらの電源線を用いてデータを伝送することを特徴とする。この方式によれば、家庭内又は事業所内だけに限らず、データ伝送の可能な領域を市中にまで拡大することができる。尚、市中に敷設されている電源線は、一般的には、１つの柱上降圧トランスで電力が供給される低電圧電源線が対象となるが、柱上降圧トランスの１次巻線と２次巻線との間にハイパスフィルタを設けてデータ信号である変調信号を通過させれば、高圧電源線も低圧電源線に加えてデータの伝送路になり得る。さらに、柱上降圧トランスが１次巻線と２次巻線との間で、変調信号を通過させることができるのであれば、ハイパスフィルタは特に必要ではない。逆に、伝送領域を限定するのであれば、ローパスフィルタを設けて、変調信号を遮断するようにすれば良い。
【００１９】
又、電源線は市中に敷設されている電源線であり、家屋の引き込み端において、変調信号を通過させ電源電力を遮断するハイパスフィルタを設け、このハイパスフィルタを介してデータを変調／復調するデータ伝送装置を接続したことを特徴とする。この方式では、家庭、事業所等の家屋の中は、電源線ではなく、データ伝送のための線路が用いられる。このような複合電源線伝送路方式を構築することができる。
尚、上記記載において変調信号とデータ信号は同一意味である。データが変調信号で伝送される意味において同一である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１に本発明の電源線データ伝送方式を用いたシステム構成図を示す。本実施例のシステムは、需要家入り口に設けられた配電盤装置１５０、この配電盤装置１５０から複数に延出された電源線１４０、その電源線１４０に接続された伝送装置２００及び端末装置１６０から構成される。
【００２１】
配電盤装置１５０は、主電力線１０５をオン・オフさせる主遮断器１００と複数の電源線１４０をオン・オフさせる副遮断器１１０、その副遮断器１１０から下流に延出された電源線１４０間に接続され、端末装置１６０からの変調信号（高周波信号）を通過させるハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）１３０、副遮断器１１０の直下に設けられたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）１２０から構成される。
尚、本実施例では、簡単のためデータの送受信は同時には行わない、即ち、半二重伝送方式とする。
【００２２】
端末装置１６０から送信されたベースバンド信号は、伝送装置２００に入力される。伝送装置２００は、例えばツイストペア線等のデータ線２１１と電源線１４０との接続装置である。この伝送装置２００は、後述するようにベースバンド信号に応じて所定の搬送波を変復調して、高周波データ信号を送受信する装置である。
伝送装置２００から電源線１４０に送出された変調信号はＨＰＦ１３０を通過し、他系統の電源線１４０に接続された端末装置１６０に伝送される。これにより、電源線１４０を用いたデータ通信が可能となる。
この時、変調信号は副遮断器１１０に向かうが、図のようにＬＰＦ１２０が配設されているので、その変調信号はそれより上流に向かうことはない。即ち、データ信号が上流の電力線に漏洩することはない。即ち、副遮断器１１０より下流の電源線１４０間のみでネットワーク化される。特に、例えば端末装置１６０の１つを中央装置とし、データの衝突等を管理すれば容易にＬＡＮが形成できる。
【００２３】
図２に伝送装置２００を示す。図は、構成ブロック図である。伝送装置２００は、電源線１４０へのデータ送信する変調部と、電源線１４０からのデータ受信する復調部から構成される。
データ送信する変調部は、端末装置１６０に対してデータの入出力をする入出力インターフェース２１０、ベースバンド信号より周波数の高い三角波を発生させる発振装置２１２、その三角波とベースバンド信号を乗算させる乗算器２１４、乗算された信号により所定の帯域で高周波信号を発生させるＶＣＯ２１５、電源線１４０に対するデータ信号の入出力を行う分配器２２０から構成される。
【００２４】
又、データ受信する復調部は、分配器２２０から入力された所定周波数帯域の高周波信号をそれぞれ分別するバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）３１１、３１２、それらを通過した変調信号（高周波信号）を検波する検波器３２１、３２２、検波された信号から低周波信号を取り出すＬＰＦ３３１、３３２、それらを通過した信号をベースバンド信号にするコンパレータ３１０から構成される。
尚、上記ＶＣＯ２１５は図示しないスイッチ装置を有し、データ受信時には入出力インターフェース２１０の指令により遮断され、分配器２２０から逆流する信号の影響は受けないものとする。
【００２５】
次に、信号の流れに従って、伝送装置２００の機能を具体的に説明する。データ線２１１より伝送装置２００に入力されたベースバンド信号は、先ず入出力インターフェース２１０に入力される。入出力インターフェース２１０は、例えば符号化処理等の波形処理をするインターフェースである。ここでは、簡単のため、特別な符合化処理をせず、単に波形整形を行う簡単な入出力インターフェースとする。これにより、論理１が高レベルに、論理０が低レベルに対応せられて、その信号が出力経路２０５に出力される。
【００２６】
出力経路２０５に出力されたベースバンド信号は、乗算器２１４によって発振器２１２から出力された三角波と乗算される。その結果、図３の信号波形が得られる。そして、この乗算結果がＶＣＯ２１５に入力される。ＶＣＯ２１５は、電圧コントロール型発振器であり図３に示す電圧波形に従って高周波信号を発信させる。その周波数スペクトルを図４に示す。三角波によって、電圧が△Ｖ幅に掃引されるので、ＶＣＯ２１５から出力される信号の周波数は△ｆ幅だけ掃引されて出力される。即ち、周波数ｆ１ 、ｆ２ を中心とする２つの帯域で高周波信号が電源線１４０に送出される。ここでは、３ＭＨｚと９ＭＨｚを中心周波数として帯域４ＭＨｚで送出される。
この時、２つの帯域において高周波信号はデータに応じた変調信号と見ることができる。即ち、部分的に見れば高周波信号であるが、信号全体を見れば変調信号である。ここでは、高周波信号と変調信号は同一意味である。
【００２７】
しかしながら、電源線１４０には、上述した様に周波数トラップが存在する。従って、上記所定帯域の高周波信号が周波数トラップされた場合は、そのスペクトルは図５に示すようにその一部が欠損せられる。従って、例えば論理０、１は中心周波数ｆ１ 、ｆ２ の所定帯域Ａ，Ｂで、一部が図５の様に欠損して分配器２２０から電源線１４０に送出される。以上が、データ送信時の動作である。
【００２８】
次に、データ受信時の動作を説明する。例えば、ある端末装置１６０から論理値０、１、即ち上記所定帯域Ａ，Ｂの高周波信号が順次送出された場合を想定する。
電源線１４０に送出された上記所定帯域の高周波信号は、分配器２２０から経路２０６に入力される。そして、ＢＰＦ３１１、３１２によってそれぞれの帯域が抽出され、検波器３２１、３２２によって検波される。検波器３２１、３２２で各帯域を掃引してその振幅強度を出力すれば、図５の包絡線ａ，ｂが得られる。
そして、検波器３２１、３２２からの低周波成分がＬＰＦ３３１、３３２によって取りだされ、コンパレータ３１０に送出される。
【００２９】
即ち、論理値０に対応する所定帯域Ａは、ＢＰＦ３１１、検波器３２１、ＬＰＦ３３１を経由し、論理値１に対応する所定帯域Ｂは、ＢＰＦ３１２、検波器３２２、ＬＰＦ３３２を経由しコンパレータ３１０に至る。この例においては、最初に所定帯域Ａ、次いで所定帯域Ｂの高周波信号が処理される。コンパレータ３１０は所定帯域Ａの信号レベルが所定帯域Ｂの信号レベルよりも高い間は低レベルを出力し、逆に、所定帯域Ｂの信号レベルが所定帯域Ａの信号レベルよりも高い間は高レベルを出力する。その結果、コンパレータ３１０からは、図６に示すベースバンド信号が出力される。このベースバンド信号は、入出力インターフェー２１０によって波形整形され、端末装置１６０に送出される。このようにして、データ信号は受信される。
従って、本発明による伝送装置、配電盤装置を用いれば、屋内の電源線を利用した伝送システムが容易に実現できる。
【００３０】
（第２実施例）
第１実施例では、データは２つの搬送波でシリアルで伝送されたが、周波数多重でパラレルで伝送してもよい。図７に周波数多重で伝送する場合の伝送装置４００を示す。図は、構成ブロック図である。尚、図中、第１実施例と同等の要素には、同等の記号が記してある。又、他の構成は第１実施例と同等である。
【００３１】
本実施例の特徴は、伝送装置４００が８ビット入出力の入出力インターフェース４１０、その８ビットに対応し８区分の所定周波数帯域に周波数分布した信号を出力する変調信号発生器４１２、それらの信号を重畳させる重畳器４１４、８区分の周波数帯域幅の信号を弁別するＢＰＦ群４１１、各周波数帯域幅内の信号を検波する検波器群４２１、検波器群４２１の出力から低周波信号を取り出すＬＰＦ群４３１、そしてそれらの低周波信号から各搬送波の有無を判断する並列接続されたコンパレータ群４４０を備えたことである。尚、各ビットの「１」の信号の変調は図５のデータ１に対応するように三角波で変調される。そして、第１実施例と同様にしてこの変調信号により対応する周波数ｆの搬送波を周波数変調して出力する。よって、各ビットの「１」の信号に対応して、図４の示す所定周波数帯域幅で周波数分布した信号が得られる。尚、各ビットの「０」は、本実施例の場合には、変調信号を出力させない状態と対応させる。よって、コンパレータ群４４０の非反転入力端子には検波器群４２１の出力する各低周波信号が入力し、反転入力端子は図５に示す包絡線ａ又はｂの有無が判定できる基準電圧が入力されている。これにより、図５に示すような包絡線ａ又はｂ（低周波信号）が検出された桁の出力が高レベルとなる。
【００３２】
簡単に動作を説明すると、送信時には入出力インターフェース４１０は、シリアル伝送で受けたベースバンド信号をパラレルデータに変換し、例えばデータバス４０５に出力する。パラレルデータは変調信号発生器４１２に入力され、その変調信号発生器４１２は各ビットに対応した搬送波ｆｎ （ｎ＝１〜８）を周波数変調して、周波数幅を有する変調信号を得る。例えば、ビットが論理値１ならば対応する搬送波を周波数変調させ、論理値が０ならば搬送波を変調させず出力もしない。そして、これらの変調された搬送波群が重畳器４１４によって重畳されて電源線１４０に送出される。
【００３３】
受信時には、重畳された変調された搬送波を分配器２２０から取り入れて、ＢＰＦ群４１１によって各搬送波を抽出し、検波器群４２１で検波する。そして、ＬＰＦ群４３１で低周波信号を取り出し、コンパレータ４４０で各搬送波の有無を判定する。これにより、送出されたデータが得られる。最後に、そのデータをパラレルで入出力インターフェース４１０に送出する。データの送受信はこのように周波数多重で行ってもよい。周波数多重で行えば、より速くデータを伝送することができる。
【００３４】
（変形例）
以上、本発明を表わす一実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。
例えば、第１実施例ではベースバンド信号に三角波を載せてＶＣＯ２１５を駆動したが、三角波に限定するものではない。△Ｖの振幅を有してなめらかに連続的に変化する波形であれば、何れの波形でもよい。
【００３５】
又、第１実施例では中心周波数ｆ１ 、ｆ２ の搬送波を用い、端末装置間での通信を説明したが、１つの端末装置１６０を中央装置とし、その中央装置を介してデータ通信をしてもよい。この構成にすれば、送受信の周波数帯域をずらせることができる。例えば、中央装置への送信を中心周波数ｆ１ 、ｆ２ で、受信を中心周波数ｆ１ ＋ｆ０ 、ｆ２ ＋ｆ０ で行うことができる。この様な方式にすれば、同時双方向通信が可能となる。尚、この場合は分配器２２０は分波器とすることが望ましい。
【００３６】
又、上記実施例ではＬＰＦ１２０は、副遮断器１１０の直下に設けたが、副遮断器１１０と主遮断器１００間に設けてもよい。又、主遮断器１００の上流に設けてもよい。要は、端末装置１６０からの高周波信号が外部の電力線に漏洩させない位置であればよい。これにより、他のＬＡＮに影響を及ぼすことがない。又、他のＬＡＮからの影響を受けることがない。
【００３７】
又、第１実施例の入出力インターフェースでは、符号化方式を単純なＮＲＺとして説明したが、他の符号化方式を採用してもよい。例えば、複流ＲＺ、バイポーラ方式、ＡＭＩ方式等を採用し、それによる各電圧値を上記搬送波の周波数に対応させてもよい。
又、図１の配電盤装置１５０において、ＬＰＦ１２０を設けないならば、変調信号を家屋の外に伝送させることも可能となる。この場合には、家屋の外の電源線を介して、他の家屋の端末装置に対してデータ通信を行うことも可能となる。
【００３８】
又、図８に示すように、市中には、高圧電源線６０２と、この高圧電源線６０２の高電圧を降圧する柱上降圧トランス６０３、この柱上降圧トランス６０３により降圧された低圧電源電力を送電する低圧電源線６０１が配設されている。各家庭Ｘ１、Ｘ２には、この低圧電源線６０１が引き込まれている。電源電力はＬＰＦ６０４を介して家庭内に給電し、低圧電源線６０１をＨＰＦ６０５を介してデータを伝送する伝送装置２００と接続しても良い。この場合には、データ線６０６はデータ信号の伝送にのみ使用される。この構成の電源線を用いたデータ伝送方式においては、家庭Ｘ１の端末装置と家庭Ｘ２の端末装置との間で、市中に敷設されている低圧電源線６０１を介したデータ伝送が可能となる。さらに、柱状降圧トランス６０３がデータ信号を通過させることができるならば、高圧電源線６０２もデータ伝送のための伝送路に用いて、データ伝送の領域を拡大することができる。逆に、１つの柱状降圧トランスの支配する低圧電源線だけにデータ伝送領域を制限するのであれば、柱状降圧トランスの２次巻線側にローパスフィルタを設けてデータ信号を遮断し、商用周波数の電源電力だけ通過させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる電源線データ伝送方式を用いたシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施例に係わる伝送装置の構成ブロック図。
【図３】本発明の第１実施例に係わるベースバンド信号と三角波の合成波形図。
【図４】本発明の第１実施例に係わる掃引された搬送波の説明図。
【図５】本発明の第１実施例に係わる周波数トラップを受けた搬送波の説明図。
【図６】本発明の第１実施例に係わる伝送装置の出力波形の１例を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施例に係わる伝送装置の構成ブロック図。
【図８】本発明の他の電源線データ伝送方式を示した構成図。
【図９】従来の電源線データ伝送方式を用いるシステム構成図。
【図１０】電源線の周波数トラップ特性図。
【図１１】電源線データ伝送方式に用いる終端抵抗の回路図。
【図１２】負荷変動がない場合の終端抵抗効果を示す特性図。
【符号の説明】
１００ 主遮断器
１０５ 電力線
１１０ 副遮断器
１２０ ローパスフィルタ
１３０ ハイパスフィルタ
１４０ 電源線
１５０ 配電盤装置
２００ 伝送装置
１６０ 端末装置
２１１ データ線
２１０，４１０ 入出力インターフェース
２１２ 発振器
２１４ 乗算器
２１５ ＶＣＯ
２２０ 分配器
３１０ コンパレータ
３１１，３１２ ＢＰＦ
３２１，３２２ 検波器
３３１，３３２ ＬＰＦ
４１２ 変調信号発生器
４４０ コンパレータ
６０１ 低圧電源線
６０２ 高圧電源線
６０３ 柱上高圧トランス
Claims (6)
- ネットワークシステムにおける伝送方式であって、中央装置と端末装置又は端末装置間でデータを伝送する伝送方式において、
電源線を伝送路とし、
送信時には、ベースバンド信号の論理値１と０を、それぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させ、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、
受信時には、当該所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理値１と０を確定することを特徴とする電源線データ伝送方式。 - ネットワークシステムにおける伝送方式であって、中央装置と端末装置又は端末装置間でデータを伝送する伝送方式において、
電源線を伝送路とし、
送信時には、所定数のビットを１単位データとし、その１単位データの各桁をそれぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させると共に、各桁の論理値１又は０を各所定周波数帯域幅内の信号の有無に対応させ、各所定周波数帯域幅内の信号の有る際は、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて、各々所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として送信し、
受信時には、各所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無から各桁の論理値１と０を確定することを特徴とする電源線データ伝送方式。 - 請求項１に記載の電源線データ伝送方式に用いられる伝送装置であって、
送信時に前記端末装置から送出されたベースバンド信号の論理値１と０を、それぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させ、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として前記電源線に送出する変調部と、
受信時に前記電源線から、所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号を受信して、当該所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無により論理値１と０に変換して前記端末装置に送出する復調部と
を有することを特徴とする電源線データ伝送方式の伝送装置。 - 請求項２に記載の電源線データ伝送方式に用いられる伝送装置であって、
送信時に前記端末装置から送出されたデジタル値を所定数のビットを１単位データとし、その１単位データの各桁をそれぞれ異なり、互いに重ならない周波数帯域に対応させると共に、各桁の論理値１又は０を各所定周波数帯域幅内の信号の有無に対応させ、各所定周波数帯域幅内の信号の有る際は、その帯域内で搬送波の周波数を掃引して所定帯域幅で搬送波の周波数を時間的に連続的に変動させて、各々所定周波数帯域幅に分散した周波数成分を有する高周波信号として前記電源線に送出する変調部と、
受信時に前記電源線から高周波信号を受信して、各所定周波数帯域幅の各々を分離して得られるそれぞれの信号の有無から各桁の論理値１と０に変換して前記端末装置に送出する復調部と
を有することを特徴とする電源線データ伝送方式の伝送装置。 - 前記電源線は市中に敷設されている電源線及び家屋内の電源線であり、これらの電源線を用いてデータを伝送することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源線データ伝送方式。
- 前記電源線は市中に敷設されている電源線であり、家屋の引き込み端において、前記変調信号を通過させ電源電力を遮断するハイパスフィルタを設け、このハイパスフィルタを介してデータを変調／復調するデータ伝送装置を接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源線データ伝送方式。
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