JP3666379B2 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、企業や個人等のユーザ間で情報の伝送を行うための通信システム及び通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットに代表される通信網を介して企業や個人の間で大量の情報が伝送されるようになってきた。そして、伝送される情報量の増加に伴い、通信路の伝送容量(伝送速度)の向上が求められてきている。現状はISDNでも64Kbpsであり、動画情報等の大量のデータを伝送する際に時間がかかるため、周波数帯域の広い光ファイバを利用して伝送容量を高めることが検討されている。その例として、特開平7−193538 号公報には、ユーザの宅内まで光ファイバを敷設して通信を行うことが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
現在、光ファイバ網は徐々に敷設されつつあるが、まだユーザの宅内までは敷設されていない。上記従来技術のようにユーザの宅内まで光ファイバを敷設する場合、その敷設作業には多大な費用がかかるため、光ファイバ網を敷設する事業者には大きな負担となる。
【0004】
本発明の目的は、安価で、かつ伝送容量を高めることが可能な通信システム及び通信方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴は、光ファイバ内を伝送される光信号を分岐させる光分岐器と、複数のユーザに電力を供給するための低圧電力線に接続され、かつ前記光分岐器から出力される光信号を変換して得られた電気信号を前記低圧電力線により送電される電力に重畳する光/電力線搬送装置とを備えたことにある。
【0006】
光ファイバ内を伝送される光信号を変換して得られた電気信号を低圧電力線により送電される電力に重畳させる電力線搬送装置を設けたので、ユーザには低圧電力線を介して情報を伝送することができ、光ファイバをユーザ宅内まで敷設する必要がない。よって、安価な通信システムを構築することができる。また、電気信号を低圧電力線により送電される電力に重畳させる、すなわち低圧電力線を用いて電力線搬送を行うので、電力線搬送を行う距離が短くて済み、信号の減衰による影響が小さいため、電力線搬送であっても高速伝送が可能となる。よって、光ファイバが持つ高速伝送の利点を損なうことがなく、通信システムの伝送容量を高めることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の好適な一実施例である通信システムの構成を示す。図1において、高圧電力線1は、電柱2a,2bに架設され、高電圧(本実施例では6.6KV)の電力を送電する。この高圧電力線1には変圧器3a,3bの1次側が接続されており、変圧器3a,3bは高圧電力線1を送電される高電圧の電力を低電圧(本実施例では100Vと200V)に変圧して2次側から出力する。なお、図に示すように、電柱2aに変圧器3aが設置され、電柱2bには変圧器3bが設置される。変圧器3aの2次側には低圧電力線4a,4bが接続され、また変圧器3bの2次側には低圧電力線4c,4dが接続される。低圧電力線4a,4bは、電柱5a,5bに架設され、変圧器3aから出力された低電圧の電力を送電する。一方、低圧電力線4c,4dは、電柱5cに架設され、変圧器3bから出力された低電圧の電力を送電する。なお、本実施例では、高圧電力線1が架設される電柱が2本示され、また変圧器も2つ示されているが、実際にはより多くの電柱及び変圧器が設けられる。
【0008】
低圧電力線4a,4bには、電柱5aにおいて電力引込線6a,6bが接続され、また電柱5bにおいて電力引込線6c,6dが接続される。電力引込線6a,6bは、電力計7aを介してユーザ宅8a内に引き込まれ、低圧電力線4a,4bを送電される低電圧の電力をユーザ宅8aに供給する。電力引込線6c,
6dも同様にしてユーザ宅8bに低電圧の電力を供給する。一方、低圧電力線
4c,4dには、電柱5cにおいて電力引込線6e,6fが接続され、電力引込線6e,6fは、電力計7cを介してユーザ宅8c内に引き込まれ、低圧電力線4c、4dを送電される低電圧の電力をユーザ宅8cに供給する。以上のようにして、高圧電力線1を送電される高電圧の電力が低電圧に変圧された後、ユーザ宅8a〜8cに供給される。なお、ユーザ宅8a〜8c毎に設けられた電力計
7a〜7cは、ユーザ宅8a〜8cにおける電力使用量を計測するものである。なお、図1では、低圧電力線4a,4bを介して電力が供給されるユーザ宅を2つ示し、低圧電力線4c,4dを介して電力が供給されるユーザ宅を1つ示しているが、実際には10軒程度のユーザ宅が同じ低圧電力線を介して電力の供給を受けるのが一般的である。
【0009】
図1において、インターネット9には、電力量集計センタ10及びサービスプロバイダ11が接続されると共に、光ファイバ12が接続されており、光ファイバ12は高圧電力線1と同様に電柱2a,2bに架設される。この光ファイバ
12は、ユーザ宅8a〜8cと電力量集計センタ10或いはサービスプロバイダ11との間における通信路となる。光ファイバ12は光分岐器13a,13bによって分岐され、電柱2a,2bに設けられた光/電力線搬送装置14a,14bに接続される。なお、光分岐器13a,13bを用いずに、光ファイバ同士を融着させることによって分岐させてもよい。この光/電力線搬送装置14aは、低圧電力線4a,4bにも接続され、光ファイバ12によって伝送されてきた情報を低圧電力線4a,4bに出力する一方、低圧電力線4a,4bによって伝送されてきた情報を光ファイバ12に出力する装置である。ここで、低圧電力線4a,4bによって伝送される情報は、ユーザ宅8a,8bに設けられた電力線搬送装置15a,15bから出力されるものであって、電力線搬送装置15a,15bに接続された電力引込線6a〜6dと低圧電力線4a,4bを介して光/電力線搬送装置14aに入力される。なお、電力線搬送装置15a,15bは、ユーザ宅8a,8b内に配置されているパソコン(図示せず)や電力計7a,7bと接続されており、パソコンや電力計から出力された情報を電力線搬送によって伝送するための装置である。なお、電力線搬送装置15cは電力引込線6e,6fに接続されており、電力線搬送装置15a,15bと同様にユーザ宅8c内のパソコンや電力計7cと光/電力線搬送装置14bとの間で情報の送受信を行う。
【0010】
以下の説明では、ある光/電力線搬送装置から見て同じ低圧電力線に接続されている電力線搬送装置を管理下の電力線搬送装置と呼び、逆に電力線搬送装置から見て同じ低圧電力線に接続されている光/電力線搬送装置を管理元の光/電力線搬送装置と呼ぶ。つまり、図1に示す通信システムにおいては、電力線搬送装置15a,15bは光/電力線搬送装置14aの管理下の電力線搬送装置であり、電力線搬送装置15cは光/電力線搬送装置14bの管理下の電力線搬送装置である。また、光/電力線搬送装置14aは電力線搬送装置15a,15bの管理元の光/電力線搬送装置であり、光/電力線搬送装置14bは電力線搬送装置15cの管理元の光/電力線搬送装置である。
【0011】
以上説明した本実施例の通信システムにおける情報の伝送方法について詳細に説明する。まず、一例として、ユーザ宅8a〜8cにおける電力使用量の情報を電力量集計センタ10にて収集する、つまり自動検針を行う場合について説明する。
【0012】
まず、電力量集計センタ10が電力使用量の調査対象とするユーザ宅に対して使用量送信指令を出力する。なお、各電力線搬送装置及び各光/電力線搬送装置には予め固有のアドレスが割り当てられており、使用量送信指令には電力使用量の調査対象であるユーザ宅に設けられた電力線搬送装置のアドレス情報とその電力線搬送装置の管理元である光/電力線搬送装置のアドレス情報とが付加されている。以下では、電力使用量の調査対象としてユーザ宅8aが指定され、使用量送信指令には電力線搬送装置15aのアドレス情報と光/電力線搬送装置14aのアドレス情報とが付加されている場合について説明する。電力量集計センタ
10から出力された使用量送信指令及びアドレス情報は、インターネット9を介して光ファイバ12にデジタルの光信号として入力される。光ファイバ12に入力された使用量送信指令とアドレス情報は、光分岐器13a,13bにて分岐されて光/電力線搬送装置14a,14bに入力される。なお、本実施例の光ファイバ12によって伝送される情報には、TCP/IPフォーマットが用いられる。また、データの伝送方式としては、時分割多重方式が適用される。
【0013】
図2は、光/電力線搬送装置14aの構成を示す。光分岐器13aにて分岐されて光/電力線搬送装置14aに入力された使用量送信指令及びアドレス情報は、光/電気変換回路141に入力される。光/電気変換回路141は、入力された光信号を電気信号に変換して、入力された電気信号を光信号に変換する回路であり、光信号である使用量送信指令及びアドレス情報を電気信号に変換して出力する。光/電気変換回路141から出力された使用量送信指令及びアドレス情報(電気信号)は、通信回路142に入力される。通信回路142は、入力されたアドレス情報に自身のアドレス、すなわち光/電力線搬送装置14aのアドレスがあるか確認し、アドレス情報に自身のアドレスがない場合には入力された使用量送信指令を無視する。一方、自身のアドレスがある場合には、アドレス情報にてアドレスが指定されている管理下の電力線搬送装置を確認する。ここでは前述の通り電力線搬送装置15aのアドレスが指定されている。
【0014】
通信回路142は、使用量送信指令と電力線搬送装置15aのアドレス情報とを電力線搬送を行うのに予め定められたデータフォーマットに変換し、プロトコール変換回路143に出力する。図3は、予め定められたデータフォーマットを示す。図3(a)に示すように、本実施例の電力線搬送で扱われるデータは、送信元アドレスSA,送信先アドレスDA、及び送信データDATAにて構成される。使用量送信指令を電力線搬送装置15aに伝送する場合、SAとして光/電力線搬送装置14aのアドレス,DAとして電力線搬送装置15aのアドレス,DATAとして使用量送信指令をそれぞれ割り当てる。また、一度に複数の情報を送信する場合には、図3(b)に示すように、SA,DA,DATAの繰返しでデータを構成する。なお、本実施例では、DATAがTCP/IPフォーマットとなっている。プロトコール変換回路143は、通信回路142から与えられた使用量送信指令及びアドレス情報をデジタル信号からアナログ信号に変換し、電力線通信回路144に出力する。電力線通信回路144は、入力された電力使用量送信指令とアドレス情報を、低圧電力線4a,4bに接続された結合回路
145を介して低圧電力線4a,4bを送電される電力に重畳する。なお、結合回路145をカレントトランスとして低圧電力線4a,4bのいずれか一方に接続してもよい。以下に説明する他の結合回路についても同様である。以上、光/電力線搬送装置14aについて説明したが、光/電力線搬送装置14bも同様の構成となっており、その動作も同様であるので説明は省略する。
【0015】
なお、電力線に情報を重畳して伝送する電力線搬送技術については一般に良く知られているため詳細な説明は省略するが、伝送方式については簡単に説明する。一般に、電力線搬送を行う場合、周波数変調方式,位相変調方式,スペクトル拡散方式,直交周波数分割多重(OFDM)方式などのアナログ通信方式が用いられる。このうちスペクトル拡散方式は、データを周波数軸上に拡散して伝送する方式であるため、干渉波に対して強いという利点があり、電力線に接続される機器から発生する電気ノイズの影響を受けづらいが、スペクトルを拡散するため広い周波数帯域が必要となる。日本国内においては法規制によって電力線搬送による通信に割り当てられている周波数帯域が10KHzから450KHzである。このため、電力線搬送にスペクトル拡散方式を採用すると、伝送速度が低くならざるを得ない。一方、OFDM方式は、複数の搬送波(サブキャリア)を使用する多搬送波変調方式であり、各搬送波は直交関係とする。このため、各搬送波の周波数成分が相互に重なり合っても良く、通常の周波数分割多重方式に比べてはるかに多くの搬送波を使用することができる。従って、周波数利用効率が高く、電力線搬送のように限られた周波数帯域で情報の伝送を行わなければならない場合において、大量のデータを高速で通信するのに有効である。よって、本実施例では、電力線搬送にOFDM方式を用いる。
【0016】
図10は、変圧器3aの2次側である低圧電力線4a,4bにおける電気ノイズを実測した結果を示す。図に示す通り、法規制の10KHzから450KHzにおいては低周波でのノイズレベルが高いことが分かった。この電気ノイズはユーザ宅から出ている電気ノイズである。そのため、電力線搬送としてのOFDM方式において低周波領域も利用して通信すると、この低周波領域に割り当てた搬送波の信号に誤りが発生しやすい。そこで、少なくとも光/電力線搬送装置14a,14bと電力線搬送装置15a〜15cとの間は150KHzから450KHzの周波数帯域を利用したOFDM方式の電力線搬送を行う。これにより、通信エラーの発生が少なくなり、誤り訂正による符号化率低下や再送が発生する頻度が大幅に低下するので、より高速なデータ通信が可能となる。
【0017】
低圧電力線4a,4bを送電された電力は、電力引込線6a,6bによって電力線搬送装置15a,15bに送電される。電力線搬送装置15aは、図4に示すように、結合回路151によって電力引込線6a,6bに接続されており、電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳された使用量送信指令とアドレス情報は、結合回路151を介して電力線通信回路152により読み取られる。電力線通信回路152は、読み取ったアドレス情報(送信先アドレスDA)が電力線搬送装置15aのアドレスであるか確認し、電力線搬送装置15aのアドレスではない場合は使用量送信指令を無視し、電力線搬送装置15aのアドレスである場合には送信データDATAである使用量送信指令をデータ変換回路153に出力する。なお、電力線通信回路152には、電力線搬送に使用される周波数帯域以外の周波数成分を除去するフィルタ(図示せず)が設けられている。
【0018】
使用量送信指令が入力されたデータ変換回路153は、電力計7aで計測されている使用電力値を読み込み、その使用電力値をアナログ信号からデジタル信号に変換すると共に、図3(a)に示すデータフォーマットに変換して分離多重回路154に出力する。具体的には、送信元アドレスSAに電力線搬送装置15aのアドレス,送信先アドレスDAに光/電力線搬送装置14aのアドレス、そして送信データDATAに使用電力値を割り当てて分離多重回路154に出力する。分離多重回路154は、入力された情報を電力線通信回路152に出力する。なお、分離多重回路154は、送信する情報が複数ある場合に、その複数の情報をどのような順番で伝送するかを決めて図3(b)のように情報を並べて出力し、また、受信した情報が複数ある場合には、並べられた複数の情報を分離する。電力線通信回路152は、入力された情報をデジタル信号からアナログ信号に変換すると共に、結合回路151を介して電力引込線6a,6bを送電される電力に使用電力値とアドレス情報を重畳する。情報が重畳された電力は電力引込線6a,6bから低圧電力線4a,4bへと送電される。なお、電力線搬送装置15b,15cも電力線搬送装置15aと同様の構成となっており、動作も同様であるので、説明は省略する。
【0019】
図2の光/電力線搬送装置14aでは、低圧電力線4a,4bを送電される電力に重畳された情報を、結合回路145を介して電力線通信回路144にて読み取る。電力線通信回路144は、読み取った情報の送信先アドレスDAが光/電力線搬送装置14aのアドレスであるか確認し、光/電力線搬送装置14aのアドレスではない場合は読み取った情報を無視する。光/電力線搬送装置14aのアドレスであった場合には、読み取った情報のうち送信元アドレスSAである電力線搬送装置15aのアドレスと送信データDATAである使用電力値とをプロトコール変換回路143に出力する。なお、電力線通信回路144には、電力線搬送に使用される周波数帯域以外の周波数成分を除去するフィルタ(図示せず)が設けられている。プロトコール変換回路143は、入力されたアドレスと使用電力値とをアナログ信号からデジタル信号に変換し、通信回路142に出力する。通信回路142では、入力されたアドレスと使用電力値とを光ファイバ12にて伝送するのに予め定められたフォーマットに変換し、光/電気変換回路141に出力する。光/電気変換回路141は、入力されたアドレス及び使用電力値を電気信号から光信号に変換して出力する。
【0020】
光/電気変換回路141から出力されたアドレス及び使用電力値は、光分岐器13aを介して光ファイバ12に入力され、伝送される。光ファイバ12内を伝送されたアドレス及び使用電力値は、インターネット9を介してサービスプロバイダ11に入力された後、電力量集計センタ10に伝送される。電力量集計センタ10では、入力されたアドレスに基づいて、入力された使用電力値がどのユーザ宅のものかを判断する。このようにしてユーザ宅に設置された電力計の自動検針が行われる。
【0021】
次に、ユーザ宅8a内のパソコンからユーザ宅8cへ電子メールを送付する場合について説明する。図4に示すように、ユーザ宅8a内にはパソコン81が設置されており、このパソコン81を使って電子メールを送付する。なお、パソコン81は、ユーザ宅8a内に引き込まれた電力引込線6a,6bより電力の供給を受けている。パソコン81により電子メールを送付する時には、メール本文と共に送付先のメールアドレス及び自身のメールアドレス(送付元メールアドレス)を入力する。パソコン81に入力されたメール本文,送付先メールアドレス及び送付元メールアドレス(以下、メール本文,送付先メールアドレス及び送付元メールアドレスをメール情報と呼ぶ)は、電力線搬送装置15aのプロトコール変換回路155に入力される。なお、パソコン81とプロトコール変換回路155とは、例えばイーサネットによって接続される。プロトコール変換回路155は、入力されたメール情報を図3(a)に示すデータフォーマットに変換して分離多重回路154に出力する。具体的には、送信元アドレスSAに電力線搬送装置15aのアドレス,送信先アドレスDAに光/電力線搬送装置14aのアドレス、そして送信データDATAにメール情報を割り当てて分離多重回路154に出力する。分離多重回路154は入力された情報を電力線通信回路152に出力し、電力線通信回路152は入力された情報をデジタルからアナログに変換した後、結合回路151を介して電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳する。
【0022】
光/電力線搬送装置14aの電力線通信回路144は、電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳された情報を低圧電力線4a,4bと結合回路145を介して取り込み、送信先アドレスDAが光/電力線搬送装置14aのアドレスであるか確認する。DAが光/電力線搬送装置14aのアドレスでなければ無視し、DAが光/電力線搬送装置14aのアドレスであれば電力線通信回路144はメール情報をプロトコール変換回路143に出力する。プロトコール変換回路143は、入力されたメール情報をアナログからデジタルに変換して通信回路142に出力する。通信回路142は、入力されたメール情報にサービスプロバイダ11のアドレスを付加し、その情報を光ファイバ12による伝送を行うのに予め決められたフォーマットに変換して光/電気変換回路141に出力する。光/電気変換回路141は入力された電気信号の情報を光信号に変換し、光分岐器13aに出力する。光分岐器13aに入力された情報は、光ファイバ12及びインターネット9を介してアドレスが指定されたサービスプロバイダ11に入力される。サービスプロバイダ11はメールサーバ(図示せず)を有しており、入力されたメール情報をメールサーバに記憶させる。
【0023】
ユーザ宅8cにはユーザ宅8aと同様にパソコンが設置されており、そのパソコンを用いて自身宛に送付された電子メールがないかサービスプロバイダ11のメールサーバを確認することができる。具体的には、自身のメールアドレスとメール確認要求とを電力線搬送装置15c及び光/電力線搬送装置14bを介してサービスプロバイダ11に伝送する。なお、電力線搬送装置15c及び光/電力線搬送装置14bの構成や動作は電力線搬送装置15a及び光/電力線搬送装置14bと同じであるので、詳細な説明は省略する。ユーザ宅8cよりサービスプロバイダ11に対してメール確認要求が与えられると、サービスプロバイダ11はユーザ宅8cに割り当てられているメールアドレスが送付先メールアドレスとなっているメール情報を抽出し、そのメール情報に含まれるメール本文及び送付元メールアドレスをユーザ宅8cに設置されたパソコンに伝送する。以上のようにして、電子メールの送受信が行われる。
【0024】
なお、本実施例において、電力線搬送装置同士で直接情報をやり取りすることも可能である。例えば、ユーザ宅8aのパソコンからユーザ宅8bのパソコンへ情報を伝送する場合に、電力引込線6a〜6d及び低圧電力線4a,4bを介して電力線搬送のみを用いて情報を伝送することもできる。その場合、電力線搬送装置15aからは、送信先アドレスDAを電力線搬送装置15bのアドレスとして情報を送信することとなる。これは、一般にN対N通信と呼ばれるものである。しかし、N対N通信を行う場合、非同期通信であるために通信の衝突が発生する可能性があり、通信頻度が高くなると通信効率が低下することがある。そのような場合には1対N通信を行った方が通信効率は良い。つまり、電力線搬送装置間の情報の伝送を必ず光/電力線搬送装置を介して行うこととする。
【0025】
以上説明したように、本実施例では、光ファイバ12と低圧電力線4a〜4fとを光/電力線搬送装置14a,14bを介して接続し、光ファイバ12とユーザ宅8a〜8cとの間は電力線搬送によって通信を行うため、光ファイバをユーザ宅内まで敷設する必要がなく、安価な通信システムを構築することができる。また、本実施例では、変圧器3a,3bとユーザ宅8a〜8cの間に敷設される低圧電力線及び電力引込線において電力線搬送を行うが、一般に変圧器3a,
3bとユーザ宅8a〜8cの間の距離は短く(現実的には10mから100m程度)、同じ低圧電力線に接続されるユーザ宅の数も10軒程度であるので、信号の減衰やユーザ宅内の機器からでる電気ノイズによる影響が小さく、電力線搬送であっても高速伝送が可能となる。このため、光ファイバが持つ高速伝送の利点を損なうことがなく、通信システム全体として伝送容量(伝送速度)を高めることができる。
【0026】
なお、本実施例では、1つの光/電力線搬送装置に対して複数の電力線搬送装置を設ける構成としたため、1つの光/電力線搬送装置に対して1つの電力線搬送装置を設けた場合と比較して、光/電力線搬送装置の数が少なくて良いので、通信システムとしてのコストがより低減される。
(実施例2)
本発明の他の実施例である通信システムについて図5を用いて以下に説明する。本実施例の通信システムは、電力線搬送装置15aと電力線搬送装置15bとが同一線間に接続されていない点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
【0027】
図5に示すように、本実施例の変圧器3a′は、2次側の中性点である低圧電力線4bをアースに接続して線間電圧100Vを2系統設けており、これを利用して単相200Vをユーザ宅に供給している。なお、アースを設けているのは、変圧器3a′が事故を起こした場合に1次側の高電圧6.6KV の電気がユーザ宅に流れないようにするためである。図に示すように、本実施例において、光/電力線搬送装置14aは低圧電力線4a,4bに接続され、電力線搬送装置15aも同様に低圧電力線4a,4bに接続される。一方、電力線搬送装置15bは低圧電力線4b、4gに接続される。
【0028】
このように本実施例では、電力線搬送装置15bが光/電力線搬送装置14aとは異なる線間に接続されているため、図5に示すようにブリッジ回路16を各線間に接続するようにして設けている。つまり、光/電力線搬送装置14aから低圧電力線4a,4b間の100V線間に信号V1を出力したときに、信号V1を低圧電力線4b,4g間の線間にも発生させるのがブリッジ回路16の役目であり、トランスTrとコンデンサCで構成されることによって信号V1を低圧電力線4b,4g間に誘起するようにしている。図5中の一点鎖線は光/電力線搬送装置14aから低圧電力線4a,4b間に出力された信号V1の伝送経路を示す。図示するように、光/電力線搬送装置14aから低圧電力線4a,4b間に出力された信号V1は、ブリッジ回路16のトランスTrによって低圧電力線
4b,4g間に誘起されて電力線搬送装置15bに伝送される。
【0029】
このように、本実施例によれば、ブリッジ回路16を各線間に接続するようにして設けたことにより、変圧器3a′のように2次側の低圧電力線が単相3線式となっていて電力引込線6a,6bと電力引込線6c,6dが異なる線間に接続されている場合であっても、光/電力線搬送装置14aから出力された信号を電力線搬送装置15a,15bの両方に伝送することができ、各ユーザ宅に情報を確実に伝送することが可能となる。
(実施例3)
本発明の他の実施例である通信システムについて図6を用いて説明する。本実施例の通信システムは、ユーザ宅内に電力線搬送装置を設けてユーザ宅外からユーザ宅内の機器を制御できるようにした点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点について説明する。
【0030】
図6において、電力線搬送装置15a′はプロトコール変換回路に代えてインターフェース回路156を設けた点で実施例1の電力線搬送装置15aと異なる。このインターフェース回路156は、ユーザ宅8a内に設置された電力線搬送装置82のインターフェース回路821と通信を行うことができる。インターフェース回路821は、電力線通信回路822と接続されており、外部から得た情報を電力線通信回路822に出力したり、電力線通信回路822からの情報を外部に出力したりする。電力線通信回路822は、結合回路823を介して電力引込線6a,6bと接続されており、電力線搬送によってユーザ宅8a内に設けられた他の電力線搬送装置83,84と通信する。
【0031】
電力線搬送装置83は、結合回路831によって電力引込線6a,6bと接続されており、電力線通信回路832は結合回路831を介して電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳された情報を読み取る。電力線通信回路832は、読み取った情報を分離多重回路833に出力し、分離多重回路833は、入力された情報に基づいて制御信号を出力し、電力機器85を制御する。電力機器85は、負荷851,負荷851を駆動する駆動回路852及び駆動回路を制御する制御回路853を有し、分離多重回路833から出力される制御信号に基づいて制御回路853が駆動回路852を制御することで負荷851が駆動される。
【0032】
ここで、電力機器85がエアコンであるとして、エアコン85をユーザ宅8aの外部から制御する場合について説明する。ユーザが、例えば携帯電話を使用してユーザ宅8a内のエアコン85を運転させる場合、エアコン85に予め設定されたアドレスと運転指令(温度設定や運転モード等)を携帯電話から入力し、入力された機器のアドレスと運転指令の情報は、サービスプロバイダ11や光ファイバ12等を介して電力引込線6a,6bを伝送される電力に重畳される。なお、電力引込線6a,6bに情報を重畳するまでの処理は実施例1と同様であるので、説明は省略する。
【0033】
電力線搬送装置15a′は、電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳されている機器アドレスと運転指令の情報を結合回路151を介して電力線通信回路152で読み取る。読み取られた情報は、分離多重回路154を経由してインターフェース回路156に入力され、インターフェース回路156に入力された情報は更に電力線搬送装置82のインターフェース回路821に伝送される。インターフェース回路821は、入力された情報(デジタル信号)をアナログ信号に変換した後、電力線通信回路822に出力する。電力線通信回路822は、入力された情報のうち機器アドレスを確認し、そのアドレスで指定されている機器に対して設けられた電力線搬送装置に電力線搬送によって情報を伝送する。ここでは、エアコン85のアドレスが指定されているので、情報は電力線搬送装置
83に伝送される。電力線搬送装置83では、電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳された情報を結合回路831を介して電力線通信回路832によって読み取り、読み取った情報は分離多重回路833に入力される。分離多重回路833は、入力された情報のうち運転指令に基づいて電力機器85の制御回路
853を制御するための制御信号を出力する。制御回路853は、分離多重回路833から出力された制御信号(すなわちユーザからの運転指令)に基づいて駆動回路852を制御し、駆動回路852によって負荷851が駆動される。このようにして、宅外からのユーザの要求に応じてユーザ宅8a内のエアコン85が制御される。なお、制御される電力機器は、エアコンに限られるものではなく、テレビ,ビデオデッキ等あらゆる家電製品が対象となり得る。
【0034】
また、本実施例のユーザ宅8a内にはパソコン81に接続された電力線搬送装置84が設けられており、パソコン81から与えられた情報を外部に伝送するとことができる。以下、具体的に説明する。パソコン81からの情報は、電力線搬送装置84のプロトコール変換回路841に入力され、プロトコール変換回路841はパソコン81から与えられた情報(デジタル信号)をアナログ信号に変換して電力線通信回路842に出力する。電力線通信回路842は、入力された情報を結合回路843を介して電力引込線6a,6bを送電される電力に重畳し、電力に重畳された情報は電力線搬送装置82の結合回路823を介して電力線通信回路822に入力される。電力線通信回路822は、入力された情報をインターフェース回路821に出力し、インターフェース回路821は、与えられた情報をアナログ信号からデジタル信号に変換してインターフェース回路156に出力する。インターフェース回路156に入力された情報は、分離多重回路154に入力され最終的にはサービスプロバイダ11に伝送される。なお、分離多重回路154からサービスプロバイダ11までの情報の伝送については前述の実施例1と同様である。
【0035】
また、本実施例では、図6に示すようにユーザ宅8aと電力線搬送装置15a′との間で電力引込線6a,6bにブロッキングフィルタ17を設けている。このブロッキングフィルタ17によって、ユーザ宅8a内での電力線搬送とユーザ宅8a外の電力線搬送とを分離する。これにより、例えば、宅内の電力線搬送の変調方式と宅外の電力線搬送の変調方式が異なることによる電力線搬送の障害が防止できる。また、宅内で使用する機器からの電気ノイズが宅外に出ると、光/電力線搬送装置と電力線搬送装置との間で行われる電力線搬送による通信に通信エラーが発生し、誤り訂正による符号化率低下や再送が生じる場合があるが、ブロッキングフィルタ17を設けることによって、この問題を防ぐことができる。なお、機器から出る電気ノイズとしては、特にインバータ制御機器を有する家電製品から発生する電気ノイズのレベルが比較的高く、宅外の電力線搬送に悪影響を及ぼさないようブロッキングフィルタ17にて除去する必要がある。図7は、ブロッキングフィルタ17の構成を示す。図示するようにブロッキングフィルタ17は、LCR回路で構成される。なお、Lはコイル、Cはコンデンサ、Rは抵抗である。また、ZLは雷ノイズのような大きな電気ノイズを吸収するサージアブソーバーである。図7は、単相3線式用のブロッキングフィルタの構成を示しているが、単相2線用のブロッキングフィルタは図中の点線で囲まれた部分で構成できる。
【0036】
以上説明した本実施例によれば、ユーザ宅8a内に電力線搬送装置を設けたことによって、ユーザ宅外からユーザ宅内の電力機器を制御することが可能となる。
(実施例4)
本発明の他の実施例である通信システムについて図8を用いて説明する。本実施例は、ユーザ宅内の各電力線搬送装置を電話線によって接続した点で実施例3と異なる。本実施例の通信システムは、図に示す通り、電力線搬送装置82,83,84の結合回路823,831,843が電話線86a,86bに接続されている点以外は前述の実施例3と同様であるので説明は省略する。
【0037】
本実施例によれば、宅内の電力機器から出る電気ノイズが重畳されない電話線86a,86bにより電力線搬送を行うため、電気ノイズによる通信エラーが極めて少なくなり、誤り訂正による符号化率低下や再送の発生する頻度が大幅に低下するので、より高速なデータ通信が可能となる。
【0038】
また、家電製品の電源線(電力線)にはノイズ抑制のために一般にコンデンサがつけられるため、高周波に対してインピーダンスが低くなる。しかし、本実施例では、電話線86a,86bに家電製品の電源線は接続されないため、電話線86a,86bのインピーダンスを高くでき、電力線搬送信号のレベルが低下しないので、通信エラーの発生が極めて少なくなるという効果がある。
(実施例5)
本発明の他の実施例である通信システムについて図9を用いて説明する。本実施例は、電話線を用いてデジタル通信データを伝送する点で実施例4と異なる。以下、実施例4と異なる点について説明する。
【0039】
図9に示すように、電力線搬送装置15a″は、インターフェース回路に代えて通信インターフェース回路157を有しており、通信インターフェース回路157は、宅内の電話線86a,86bに接続されている。ユーザ宅8a内には、電力線搬送装置に代えて通信インターフェース装置87,88が設けられており、通信インターフェース装置87は通信インターフェース回路157から出力された情報を電話線86a,86bを介して入力し、与えられた情報に基づいて電力機器85を制御する。また、通信インターフェース装置88は、パソコン81から与えられた情報を電話線86a,86bと通信インターフェース回路157を介して外部に伝送したり、外部からの情報を通信インターフェース回路157と電話線86a,86bを介してパソコン81に与える。なお、通信インターフェース回路157及び通信インターフェース装置87,88は、具体的にはASDLモジュールである。
【0040】
本実施例によれば、ユーザ宅内の電力線搬送装置が不要になるため、実施例4と比較して通信システムのコストをより低減することができる。
【0041】
なお、上述の実施例3〜5では、ユーザ宅8aについて説明したが、ユーザ宅8b,8cにおいても同様に構成できることは言うまでもない。
【0042】
上述の実施例では電力線搬送装置が多数用いられているが、各電力線搬送装置を区別するために、電力線搬送装置15a(15a′及び15a″),15b,15cを子局電力線搬送装置と呼び、ユーザ宅内に設けられた電力線搬送装置82,83,84を宅内電力線搬送装置と呼んでも良い。なお、電力線搬送装置15a(15a′及び15a″),15b,15cを子局電力線搬送装置と呼ぶのは、光/電力線搬送装置14a,14bと親局と子局の関係にあるからである。更に、宅内に設置された電力線搬送装置82,83,84のうち、電力線搬送装置82を宅内親局電力線搬送装置と呼び、電力線搬送装置83,84を宅内子局電力線搬送装置と呼んでもよい。これは、電力線搬送装置82と電力線搬送装置83,84が親局と子局の関係にあるからである。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、信号の減衰が小さく、安価な構成で伝送容量を高めることができる。又、電力線搬送装置とユーザ宅内の電力引込線との間にユーザ宅内での電力線搬送とユーザ宅外の電力線搬送を分離するブロッキングフィルタを備えているので、宅内で使用する機器からの電気ノイズが宅外に出るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な一実施例である通信システムの構成図である。
【図2】図1の光/電力線搬送装置14aの構成図である。
【図3】電力線搬送にて伝送する情報のデータフォーマットを示す図である。
【図4】図1の電力線搬送装置15aの構成図である。
【図5】本発明の他の実施例である通信システムの低圧電力線とブリッジ回路との接続関係を示す図である。
【図6】本発明の他の実施例である通信システムの電力線搬送装置とユーザ宅の構成図である。
【図7】図6のブロッキングフィルタ17の回路図である。
【図8】本発明の他の実施例である通信システムの電力線搬送装置とユーザ宅の構成図である。
【図9】本発明の他の実施例である通信システムの電力線搬送装置とユーザ宅の構成図である。
【図10】図1の変圧器3aの2次側である低圧電力線4a,4bにおける電気ノイズを実測した結果を示す図である。
【符号の説明】
1…高圧電力線、2a,2b,5a〜5c…電柱、3a,3b…変圧器、4a〜4d…低圧電力線、6a〜6f…電力引込線、7a〜7c…電力計、8a〜8c…ユーザ宅、9…インターネット、10…電力量集計センタ、11…サービスプロバイダ、12…光ファイバ、13a,13b…光分岐器、14a,14b…光/電力線搬送装置、15a〜15c…電力線搬送装置。
Claims (7)
- 光ファイバ内を伝送される光信号を分岐させる光分岐器と、複数のユーザ宅に電力を供給するための低圧電力線に接続され、かつ前記光分岐器から出力される光信号を変換して得られた電気信号を前記低圧電力線により送電される電力に重畳する光/電力線搬送装置と、前記低圧電力線に接続されユーザ宅に設けられた電力線搬送装置と、該電力線搬送装置とユーザ宅内に設置される電力引込線との間にユーザ宅内での電力線搬送とユーザ宅外の電力線搬送を分離するブロッキングフィルタを備え、前記電力搬送装置とユーザ宅内とをデジタル信号通信線で接続したことを特徴とする通信システム。
- 前記低圧電力線に接続される電力線搬送装置が前記ユーザ毎に設けられ、前記低圧電力線により送電される電力に重畳された前記電気信号を読み取ると共に、前記低圧電力線により送電される電力に電気信号を重畳させる子局電力線搬送装置であることを特徴とする請求項1記載の通信システム。
- 前記ユーザ宅内に設けられ、前記子局電力線搬送装置によって読み取られた電気信号が与えられて、その電気信号に応じてユーザ宅内に設置された電力機器を制御する宅内電力線搬送装置を備えたことを特徴とする請求項2記載の通信システム。
- 光ファイバによって伝送される光信号を電気信号に変換し、得られた前記電気信号を複数のユーザ宅に電力を供給するための低圧電力線を用いた電力線搬送によって前記ユーザ宅に設けられた電力線搬送装置に通信し、前記電力線搬送装置とユーザ宅内とを接続するデジタル信号通信線で通信し、ブロッキングフィルタにより前記該電力線搬送装置とユーザ宅内に設置される電力引込線との間にユーザ宅内での電力線搬送とユーザ宅外の電力線搬送を分離することを特徴とする通信方法。
- 前記ユーザ宅に伝送された前記電気信号を読み取り、読み取った前記電気信号に基づいて前記ユーザが所有する電力機器を制御することを特徴とする請求項4記載の通信方法。
- 前記電力線搬送は、直交周波数分割多重方式によって行われることを特徴とする請求項4及び5のいずれかに記載の通信方法。
- 前記光ファイバは、インターネットに接続されることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の通信方法。
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