JP4812672B2 - 電力線通信制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力線を介して通信を行う電力線通信を制御するための電力線通信制御装置に関する。

一般的な電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）においては、住宅内に敷設された電力線（以下、宅内電力線という）などが通信の伝送路として利用されデータ通信が行われる。この電力線通信を行うために、電力線通信を行う電力線通信装置（家電製品やパソコンなど）同士が宅内電力線を介して互いに接続される。宅内電力線を介して通信を行う電力線通信装置として、例えば特許文献１のような電力線通信装置が知られている。
特開２００５−０２０１９７号公報

宅内電力線を用いた電力線通信においては、宅内電力線や、その電力線に接続される家電機器、スイッチ、接地などに起因する不平衡要素の影響によって、信号が外部に不要輻射として漏洩することがある。これは、電力線通信用の信号として宅内電力線上に出力された高周波信号により発生する。宅内電力線は、伝送路の長さ、伝送路の分岐状況、伝送路のインピーダンスなどが様々であり、線路の各部に接続される電気機器の種類や数も様々であるため、この不要輻射の程度を予測するのは困難である。

また、宅内電力線を伝送路として用いて通信を行う場合、電力線通信装置は、コンセントに繋ぐことで様々な他の電力線通信装置と通信を行うことが可能であるが、その代償として、宅内電力線に接続されている家電機器によるノイズの影響や、複雑に配線された宅内電力線によって生じるインピーダンスの変化や反射などの影響を受けるため、その伝送特性が常に良好であるとは限らない。

また、同一住宅内において複数組の電力線通信装置が宅内電力線に接続され、それぞれの電力線通信装置の間で通信を行う環境では、共通の伝送路上で複数組の信号が伝送されることになるので、１つの伝送路の伝送容量を複数台の電力線通信装置が分配して使用することになり、各電力線通信装置に割り当て可能な伝送容量が減少してしまうことがある。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、通信装置間の伝送特性を改善し、不要輻射を低減することが可能な電力線通信制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の電力線通信制御装置は、外部電源から電力供給を受ける電源端子と、外部機器に電力供給を行う複数の電力線と、前記電力線上に配置され、前記電力線のインピーダンスを安定化させるインピーダンス安定化回路と、前記複数の電力線が各々接続され、電力線通信を行う電力線通信装置を接続するための複数の接続端子を有する装置接続部と、前記インピーダンス安定化回路を制御する信号制御部と、を有する構成としている。

この構成により、通信装置間の伝送特性を改善すると共に、不要輻射を低減することが可能である。

また、本発明の第２の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、前記装置接続部に接続された電力線通信装置から出力される通信信号を検出する信号検出部を有し、前記信号検出部によって検出された通信信号に基づいて、前記インピーダンス安定化回路を制御する構成としている。

この構成により、接続される電力線通信装置との間で通信される通信信号を基に、本制御装置内部のインピーダンスを所望の値とすることが可能であり、良好な伝送特性を得ることができ、不要輻射を低減することも可能である。

また、本発明の第３の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、前記信号検出部によって検出された通信信号の信号数に基づいて、前記インピーダンス安定化回路を制御する構成としている。

この構成により、接続される電力線通信装置の接続状況、特に接続される電力線通信装置の台数に基づいて、本制御装置内部のインピーダンスを所望の値とすることが可能であり、良好な伝送特性を得ることができ、不要輻射を低減することも可能である。

また、本発明の第４の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、前記信号検出部による通信信号の検出に基づいて、所定速度以上の通信速度で前記電力線通信装置との通信が行われているか否かを判定する信号判定部を有し、前記信号判定部によって所定速度以上の通信速度で通信が行われていると判定された場合、前記電力線通信装置から出力される通信信号の出力電力を低減させる制御信号を送出する構成としている。

この構成により、接続された電力線通信装置から出力される出力信号自体の信号電力を低減させることが可能であり、本制御装置内部を伝送される信号の信号電力も最小限に留めることができ、より効率のよい通信を実現できる。

また、本発明の第５の電力線通信制御装置は、前記電源端子を経由して伝送される通信信号を遮断する信号遮断部を有する構成としている。

この構成により、宅内電力線側、本制御装置内部の電力線側で完全に分離されたネットワークを構成することが可能となり、本制御装置内部の電力線側における通信では、宅内電力線側の伝送容量やノイズに影響されることなく良好な通信を行うことが可能となる。また、宅内電力線側へ送出される信号を遮断することが可能であるため、宅内電力線から発生する不要輻射量を低減することも可能である。

また、本発明の第６の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、所定の通信信号が含まれる電力線通信信号をイーサネット信号へ変換する構成としている。

この構成により、電力線通信信号、イーサネット通信信号の双方を利用することが可能であり、ルーター機能により必要最小限の信号を宅内電力線側へ送出することが可能となる。

また、本発明の第７の電力線通信制御装置は、前記通信信号が含まれるイーサネット信号を電力線通信信号へ変換し、前記電源端子を介して電力線通信を行うことを特徴とする、第１の信号変換部を有する構成としている。

この構成により、ルーター機能により宅内電力線側へ送出される信号を電力線通信が可能な信号へと変換することができる。

また、本発明の第８の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、前記通信信号が含まれる電力線通信信号をイーサネット信号へ変換する第２の信号変換部と、前記第２の信号変換部によって変換されたイーサネット信号に含まれる送信先のアドレス情報を参照し、前記送信先のアドレスが前記装置接続部に接続された電力線通信装置のアドレス以外である場合、前記イーサネット信号を前記第１の信号変換部へ送信する経路指定部とを有する構成としている。

この構成により、通信信号をルーター機能が解読できるイーサネット信号へ変換し、ルーター機能により必要最小限の信号を宅内電力線側へ送出することが可能となる。

また、本発明の第９の電力線通信制御装置は、前記信号制御部が、前記通信信号が含まれる電力線通信信号に含まれる送信先のアドレス情報を参照し、前記送信先のアドレスが前記装置接続部に接続された電力線通信装置のアドレス以外である場合、前記電力線通信信号をイーサネット信号へ変換し前記第１の信号変換部へ送信する第２の信号変換部を有する構成としている。

この構成により、本制御装置内部の電力線上を伝送される電力線通信信号に含まれる送信先アドレス情報によって、信号変換を行うことなく信号が伝送される経路を判定することができ、より効率のよい通信を行うことが可能である。また、接続端子に接続された電力線通信装置間の通信である場合にはルーターを介さずに通信を完了することが可能であり、本制御装置内の信号トラフィックを低減させることが可能である。

また、本発明の第１０の電力線通信制御装置は、前記信号制御部に接続され、前記イーサネット信号が伝送される通信線と、前記通信線に接続され、前記イーサネット信号を用いた通信を行う通信機器を接続するための機器接続部とを有する構成としている。

この構成により、本制御装置に接続された電力線通信装置と他の非電力線通信装置との間で、また、宅内電力線に接続された電力線通信装置と他の非電力線通信装置との間で通信を行うことが可能となる。

また、本発明の第１の電力線通信装置は、上記の電力線通信制御装置を搭載した構成としている。

この構成により、通信装置間の伝送特性を改善すると共に、不要輻射を低減することが可能である。

本発明によれば、電力線通信装置間の伝送特性を改善し、高速伝送を可能とするとともに、接続された通信装置の出力を低減させて、外部への漏洩電波を抑制することが可能である。また、宅内電力線に接続可能な電源端子と、様々な電力線通信装置に電力を供給するとともに、通信の中継を行うことが可能な複数の電力線を具備することにより、宅内電力線を通過する信号のトラフィックを軽減し、効率的に通信を行うことが可能となる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態における電力線通信制御装置について説明する。

（第１の実施形態）
図１は電力線通信制御装置１０の構成及び動作を示すブロック図である。電力線通信制御装置１０は、図１（ａ）に示すように、複数の接続端子１１ａ〜１１ｄと、複数のインピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄと、信号制御部１３と、ブロッキングフィルタ１４と、入力側電力線１０１と、出力側電力線１０２と、電力線１０３とを有する。電力線通信制御装置１０として、例えばテーブルタップなどが考えられる。

複数の接続端子１１ａ〜１１ｄのそれぞれは、一般的な電源コンセントの規格にあった形状の端子構造になっており、様々な電力線通信装置の電源コードを接続可能である。接続端子１１ａ〜１１ｄは、少なくとも電力供給を行い、かつ、接続された機器が電力線通信機能を有する装置の場合は、電力線通信信号（ＰＬＣ信号）の中継を行うことが可能である。接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される電力線通信機能を有する装置としては、テレビ、ビデオ、パソコンなどが考えられる。また、接続端子１１ａ〜１１ｄのそれぞれは、出力側電力線１０２を経由して信号制御部１３と接続されている。尚、複数の接続端子１１ａ〜１１ｄは「装置接続部」の一例である。

インピーダンス安定化回路（ＩＳＮ：Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１２ａ〜１２ｄは、各出力側電力線１０２上に設けられている。インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄは、出力側電力線１０２におけるインピーダンスを安定化する回路であり、接続端子１１ａ〜１１ｄを介して、各出力側電力線１０２に接続される機器のインピーダンスの影響を受けにくくする機能を有する。

なお、図１では接続端子１１ａ〜１１ｄ毎に独立した複数のインピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄを設けてあるが、これは、例えば図１（ｄ）に示すような構成によって効果を得られる。図１（ｄ）はインピーダンス安定化回路１２の構成の一例を示した図である。また、これら１２ａ〜１２ｄを一体化した１つのインピーダンス安定化回路で置き換えても良く、加えて、可変コンデンサや可変インダクタンスなどによって、インピーダンスを可変できる機能を有する構成であれば、低インピーダンス機器が複数接続された場合などでも影響を小さくすることができる。なお、インピーダンスは、出力電圧が最大となるように調整することもできる。

信号制御部１３は、電力線１０３に接続される。信号制御部１３は、電力線通信制御装置１０内を伝送される信号を安定させるため、インピーダンス安定化回路１２をインピーダンスが固定されるように、もしくは可変となるように制御する。信号制御部１３の有する機能の詳細については後述する。

ブロッキングフィルタ１４は、入力側電力線１０１と電力線１０３との間に設けられている。ブロッキングフィルタ１４は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのように周波数の低い交流電力や直流電力は通過し、電力線通信用の高周波信号（以下、ＰＬＣ信号という）やノイズのように周波数の高い信号の通過は遮断する周波数特性を有している。ＰＬＣ信号には、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される電力線通信装置間の通信における実際の情報を有する情報信号が含まれる。尚、ブロッキングフィルタ１４は「信号遮断部」としての機能を有する。

入力側電力線１０１は、商用交流電力（例えばＡＣ１００Ｖ）を供給可能な家庭内に敷設されている電力線（宅内電力線）へ接続するためのコンセント（宅内コンセント）と接続することができ、この宅内電力線から電力の供給を受ける。尚、入力側電力線１０１は電源端子４３（後述する図４参照）を介して宅内コンセントに接続される。

出力側電力線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、電力線１０３および接続端子１１ａ〜１１ｄとそれぞれ接続されている。従って、入力側電力線１０１を経由して宅内電力線から供給される交流電力は、ブロッキングフィルタ１４、電力線１０３、信号制御部１３、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄ、出力側電力線１０２及び接続端子１１ａ〜１１ｄを経由して、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される電力線通信装置にそれぞれ供給される。尚、電力線１０２、出力側電力線１０３は「電力線」の一例である。

次に、接続端子１１に電力線通信装置が接続された場合について説明する。図４は電力線通信制御装置１０の使用状態の具体例を示す斜視図である。尚、図４では、電力線通信制御装置１０に２台の電力線通信装置４１ａ、４１ｂが接続される場合を示しているが、接続端子１１ａ〜１１ｄに３台以上の電力線通信装置を接続することも可能である。

図４に示すように、電力線通信制御装置１０の接続端子１１ｃに電力線通信装置４１ａが接続され、接続端子１１ｄに電力線通信装置４１ｂが接続されている。この場合には、電力線通信装置４１ａの電源コード４０１ａを介して送出されるＰＬＣ信号は、接続端子１１ｃ、出力側電力線１０２ｃ、インピーダンス安定化回路１２ｃを通り、信号制御部１３を経由して、インピーダンス安定化回路１２ｄ、出力側電力線１０２ｄ、接続端子１１ｄを通り、電力線通信装置４１ｂに電源コード４０１ｂから入力される。

同様に、電力線通信装置４１ｂの電源コード４０１ｂに送出されるＰＬＣ信号は、接続端子１１ｄ、出力側電力線１０２ｄ、インピーダンス安定化回路１２ｄを通り、信号制御部１３を経由して、インピーダンス安定化回路１２ｃ、出力側電力線１０２ｃ、接続端子１１ｃを通って電力線通信装置４１ａに電源コード４０１ａから入力される。

このように、電力線通信装置４１ａと電力線通信装置４１ｂとの間では、電力線通信制御装置１０内部の電力線１０２を経由して電力線通信を行うことができる。

また、電力線通信制御装置１０に接続する電力線通信装置４１ａ、４１ｂは、電源コード４０１を経由して電源電力（例えばＡＣ１００Ｖ）を入力すると共に、電源コード４０１をデータ通信用の伝送路として利用し、ＰＬＣ信号を電源コード４０１に対して出力したり、電源コード４０１に現れたＰＬＣ信号を復調してデータ信号を受信したりすることが可能である。したがって、電源コード４０１を用いてＰＬＣ信号を使用することで、電力線通信を行うことが可能である。

この場合、電力線通信装置４１ａ又は電力線通信装置４１ｂにより送出されるＰＬＣ信号は、電力線１０３に接続されたブロッキングフィルタ１４によって、入力側電力線１０１へ伝送されないよう遮断されるため、入力側電力線１０１と接続される宅内電力線にはＰＬＣ信号が出力されない。そのため、宅内電力線から輻射される漏洩電波を、抑制することができる。

また、宅内電力線に接続される様々な電気機器から発生するノイズは、周波数が高いために、ブロッキングフィルタ１４で遮断される。このため、電気機器から発生するノイズは、電力線通信制御装置１０内の電力線１０３、出力側電力線１０２には現れない。そのため、宅内電力線上で発生したノイズは、電力線通信装置４１ａと電力線通信装置４１ｂとの間の電力線通信に影響を及ぼさない。

したがって、電力線通信制御装置１０内で電力線ネットワークを完結させることができ、通信による影響を電力線通信制御装置１０の内部のみに留めることが可能である。また、電力線通信装置４１ａと電力線通信装置４１ｂとの間の通信では、良好な信号電力対雑音電力比が得られることになり、高速で安定したデータ伝送が可能になる。
また、出力側電力線１０２のインピーダンスは、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄの動作により安定化されるので、電力線通信装置４１ａと電力線通信装置４１ｂとの間の通信においては、インピーダンスの安定した伝送路を用いて通信することができ、安定した通信が可能になる。

次に、信号制御部１３の動作について説明する。
信号制御部１３は、ＰＬＣ信号の分析や送出などを行う機能を内蔵しており、出力側電力線１０２に現れたＰＬＣ信号を監視して、電力線通信制御装置１０全体の動作を制御する。

信号制御部１３は、出力側電力線１０２に現れたＰＬＣ信号の数（送出元毎に区別した信号数）や信号レベル（振幅）や、ＰＬＣ信号が利用している周波数帯域を監視し、その監視結果に基づいて様々な処理を行う。

図１（ｂ）は、信号制御部１３によるインピーダンス安定化回路１２の制御方法について説明するための図である。図１（ｂ）に示すように、信号制御部１３が出力する破線の制御信号により、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄのインピーダンスを調整することができる。

例えば、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される電力線通信装置の数が増えたり、接続端子１１ａ〜１１ｄにインピーダンスの異なる電力線通信装置が接続される場合には、信号制御部１３が検出したＰＬＣ信号の数や、その時点における出力側電力線１０２のインピーダンスに応じて、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄのインピーダンスを制御する。
ここで、接続される電力線通信装置の増加は、インピーダンスの変化により判断し、インピーダンスの測定は、出力側電力線１０２の電圧を用いて測定することができる。
この場合、出力側電力線１０２上を伝送されるＰＬＣ信号の信号レベルの低減を指示する制御信号により、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄのインピーダンスを調整する。接続される電力線通信装置の数は、入力される通信信号（ＰＬＣ信号）により信号制御部１３が判定する。

これにより、各電力線通信装置４１ａ、４１ｂが伝送路として使用する出力側電力線１０２のインピーダンスを安定化することができる。また、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄのインピーダンスを大きくすれば、出力側電力線１０２のインピーダンスが大きくなり、出力側電力線１０２に現れるＰＬＣ信号の振幅が小さくなるので、出力側電力線１０２や電源コード４０１から輻射する漏洩電波を抑制できる。
また、本実施形態においては、接続端子１１ａ〜１１ｄごとにインピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄが設けられている構成を示したが、これらを一つのインピーダンス安定化回路１２とし、図１（ｂ）に示すような、全ての通信端子が同じインピーダンスとなる構成であっても、接続される電力線通信装置の台数やインピーダンスに応じて、接続端子１１ａ〜１１ｄのインピーダンスを可変とする機能により、通信の安定化を図ることができる。

また、図１（ｃ）は信号制御部１３によるインピーダンス安定化回路１２の他の制御方法について説明するための図である。図１（ｃ）に示すように、信号制御部１３は、出力側電力線１０２を介して、ＰＬＣ信号を電力線通信装置４１ａ、４１ｂへ出力し、このＰＬＣ信号によって各電力線通信装置４１ａ、４１ｂの動作を制御する。
また、図１（ｃ）に示すように、信号制御部１３に伝達されたＰＬＣ信号の出力信号を監視することにより、所要の伝送速度に対し予め定めた出力電力以上であれば、出力電力は過大と判断し、出力電力を低減するように制御を行う。なお、出力電力の判断は、測定毎に行っても良いし、数回の測定結果を平均して判断しても良い。
ここで、制御の方法は、例えば、図１（ｂ）のような構成によって、インピーダンス安定化回路のインピーダンスを変動させることでも可能であるし、また、図１（ｃ）に示すように、接続された電力線通信装置に対し、制御信号を返送することにより、直接出力低減を図ることもできる。この結果として、電力線から外部へ漏洩する電波を低減することが可能である。

信号制御部１３は、出力側電力線１０２に現れたＰＬＣ信号を監視し、所要伝送速度に対し予め定めた出力電力（レベル）以上であれば、出力電力（レベル）は過大と判断し、出力側電力線１０２や電源コード４０１から輻射する漏洩電波を抑制するために、ＰＬＣ信号の出力レベルを低減するように制御を行う。なお、出力電力は、出力電圧によって判断しても良い。
この場合、電力線通信装置へ出力レベルの低減を指示する制御信号をＰＬＣ信号に含め、つまり、パケット伝送のプリアンブルに含め、このＰＬＣ信号を接続端子１１ａ〜１１ｄに接続された電力線通信装置のうち、伝送速度に対して出力電力が過大であると判断された電力線通信装置へ送信する。
なお、出力レベルが過大であるか否かは、入力されるＰＬＣ信号に含まれるプリアンブルに記載されている伝送速度情報などに基づいて、指定されている伝送速度に対して、必要となる出力電力であるか否かを信号制御部１３が判定する。

これにより、電力線通信装置は、伝送速度に対して出力レベルが過大であると判断したＰＬＣ信号の振幅を下げることで、出力電力を制御することができ、出力側電力線１０２や電源コード４０１から外部へ漏洩する電波を低減することが可能である。

また、信号制御部１３は、出力側電力線１０２に現れたＰＬＣ信号の周波数範囲を監視する。例えば、干渉防止のために、予め割り当てられている電力線通信を行わない周波数帯において、外部漏洩電波によって他機器への障害がないと判断できる閾値レベルまで出力を低減できる場合には、信号制御部１３は、非通信帯域においてもＰＬＣ信号を出力可能であることを通知する制御信号を含むＰＬＣ信号を、各電力線通信装置に送信する。

これにより、該当する電力線通信装置が送出するＰＬＣ信号について、非通信帯域においても信号を出すように制御することができる。したがって、出力側電力線１０２を使用する電力線通信の伝送容量を増減することが可能になる。

このような電力線通信制御装置１０によれば、電力線通信装置間の伝送特性を改善すると共に、不要輻射を低減することが可能である。

（第２の実施形態）

図２は電力線通信制御装置２０の構成及び動作を示すブロック図である。
電力線通信制御装置２０は、電力線通信制御装置１０の変形例である。また、図２において図１と対応する要素は、同一の符号を付けて示してある。電力線通信制御装置２０の動作については、入力側電力線２０１も電力線通信用の伝送路として利用する点が、図１に示す電力線通信制御装置１０と大きく異なっている。なお、電力線通信制御装置１０と同一の構成及び動作については以下の説明を省略する。

尚、電力線通信制御装置２０内部を伝送される情報信号は、ＰＬＣ信号もしくはイーサネット（登録商標）信号に含ませて伝送される。

図２（ａ）に示すように、電力線通信制御装置２０には複数の接続端子１１ａ〜１１ｄと、複数のインピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄと、信号制御部２３と、外部電力線通信部２６と、入力側電力線２０１と、出力側電力線１０２と、電力線１０３とが備わっている。

入力側電力線２０１は、宅内電力線に接続するためのコンセントと接続することができ、この宅内電力線から電力を供給される。また、入力側電力線２０１はＰＬＣ信号を伝送する。尚、入力側電力線２０１は電源端子４３（図４参照）を介して宅内コンセントに接続される。

接続端子１１ａ〜１１ｄと、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄと、出力側電力線１０２については第１の実施の形態と同様である。また、信号制御部２３の機能は、信号制御部１３の機能を含み、更に以下に説明する機能も付加されている。

信号制御部２３は、電力線通信部（ＰＬＣ）２５及びルーター２７を内蔵している。また、入力側電力線２０１と信号制御部２３との間には外部電力線通信部２６が接続されている。

電力線通信部（第２の信号変換部）２５は、出力側電力線１０２を経由して信号制御部２３に入力されるＰＬＣ信号をイーサネット信号に変換しルーター２７へイーサネット信号を送出する機能と、ルーター２７から入力されるイーサネット信号をＰＬＣ信号に変換し出力側電力線１０２に送出する機能とを備えている。また、電力線通信部２５は、出力側電力線１０２から伝送される特定のＰＬＣ信号、例えば、外部接続機器間のみで通信を行う場合の信号は、イーサネット信号へ変換せずに、再び出力側電力線１０２側に送出する機能も備えている。なお、特定のＰＬＣ信号については、後述する。

外部電力線通信部（第１の信号変換部）２６は、入力側電力線２０１から入力されるＰＬＣ信号を、イーサネット信号へ変換し、電力線１０３へ送出する機能と、電力線１０３から入力されるイーサネット信号を、ＰＬＣ信号に変換し、入力側電力線２０１へ送出する機能とを備えている。

ルーター（経路指定部）２７は、情報信号を中継する機能を有しており、電力線通信部２５が変換したイーサネット信号を、電力線１０３を経由して外部電力線通信部２６に渡す機能と、イーサネット信号を外部電力線通信部２６から電力線１０３を経由して受け取り、電力線通信部２５に渡す機能とを備えている。

つまり、ルーター２７は、出力側電力線１０２側から入力され、電力線通信部２５で変換されたイーサネット信号を、入力側電力線２０１側に送出するために外部電力線通信部２６側に中継する機能と、入力側電力線２０１側から入力され、外部電力線通信部２６で変換されたイーサネット信号を、電力線通信部２５を経由して出力側電力線１０２に送出するために中継する機能とを有する。

但し、出力側電力線１０２上のＰＬＣ信号が、出力側電力線１０２に接続された別の機器との通信のための信号である場合など、入力側電力線２０１では不要な場合もあり、実際の通信に必要な情報信号だけがＰＬＣ信号として入力側電力線２０１上に伝送される。すなわち、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続された電力線通信装置から、出力側電力線１０２上にＰＬＣ信号として出力された情報信号のうち、入力側電力線２０１と接続される宅内電力線に接続されている電力線通信機能を備える電気機器が宛先になっている情報信号だけが、ルーター２７によって選択的に入力側電力線２０１側に中継され出力される。

また、ルーター２７は、電力線通信部２５が変換したイーサネット信号の送信先について考慮し、その結果再び電力線通信部２５に渡す機能も備えている。

次に、電力線通信制御装置２０が利用するＰＬＣ信号の信号フレームについて説明する。

図２（ｄ）は、電力線通信制御装置２０が利用するＰＬＣ信号の信号フレームの一例である。信号フレーム２１０は、ＰＬＣヘッダ２１１、情報信号２１２、情報信号２１３の各領域を有しており、ＰＬＣヘッダ２１１には宛先（送信先）のアドレスに関するＰＬＣアドレス情報２１１ａが含まれている。

次に、信号制御部２３が出力側電力線１０２側から伝送されるＰＬＣ信号を中継する場合の動作について説明する。

図２（ｂ）は、信号制御部２３が出力側電力線１０２側から伝送されるＰＬＣ信号を中継する場合の動作の一例を示した図である。また、図７は、信号制御部２３の動作の一例のフローチャートを示した図である。

まず、電力線通信部２５は、出力側電力線１０２を経由して信号制御部２３に入力されるＰＬＣ信号（電力線通信信号）（ステップＳ２０１）を、イーサネット信号（情報信号）へ変換し、このイーサネット信号をルーター２７へ送出する（ステップＳ２０２）。そして、ルーター２７は、変換されたイーサネット信号に記された送信先のアドレスを判定し、外部との通信に必要な情報のみを選択する（ステップＳ２０３）。送信先のアドレスとして宅内電力線に接続された電力線通信装置のアドレスが指定されている場合は、ルーター２７はイーサネット信号を外部電力線通信部２６へ送出する。このイーサネット信号は、図２（ａ）の外部電力線通信部２６において再びＰＬＣ信号（電力線通信信号）に変換され（ステップＳ２０６）、宅内電力線を通じ、他の電力線通信装置と通信を行うことができる（ステップＳ２０７）。
一方、送信先のアドレスとして、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続された電力線通信装置のアドレスが指定されている場合、ルーター２７はイーサネット信号を、電力線通信部２５へ送出する（ステップＳ２０３）。ここで、電力線通信部２５は、イーサネット信号を、ＰＬＣ信号に変換する（ステップＳ２０４）。次に、変換されたＰＬＣ信号は、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続された電力線通信装置に送信される（ステップＳ２０５）。

これにより、電力線通信制御装置２０は、外部電力線通信部２６を介して宅内電力線へ送出されるＰＬＣ信号を、必要最小限に留めることが可能である。

また、図２（ｃ）は、信号制御部２３が出力側電力線１０２側から伝送されるＰＬＣ信号を中継する場合の動作の別の一例を示した図である。また、図８は、信号制御部２３の動作の別の一例を示したフローチャートを示した図である。

まず、電力線通信部（ＰＬＣ）２５は、出力側電力線１０２から信号制御部２３に入力されたＰＬＣ信号（ステップＳ３０１）のフレームのＰＬＣヘッダ２１１からＰＬＣアドレス情報２１１ａを抽出し、それぞれの情報信号の宛先を判定する（ステップＳ３０２）。この判定では、宛先アドレスが接続端子１１ａ〜１１ｄに接続されている電力線通信装置に割り当てられたアドレスであるか、宅内電力線に接続されている機器に割り当てられたアドレスであるかを判定する。
電力線通信部２５が、出力側電力線１０２に接続されている電力線通信装置宛のＰＬＣ信号を検出した場合、受信したＰＬＣ信号のイーサネット信号への変換や情報信号の中継は行わず、そのまま出力側電力線１０２を介し、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続された電力線通信装置へ伝送する（ステップＳ３０３）。
一方、電力線通信部２５が、宅内電力線に接続された機器宛のＰＬＣ信号を検出した場合、検出したＰＬＣ信号をイーサネット信号へ変換し（ステップＳ３０４）、このイーサネット信号を、ルーター２７を経由して外部電力線通信部２６側に送る（ステップＳ３０５）。外部電力線通信部２６は、イーサネット信号を再度、ＰＬＣ信号に変換し（ステップＳ３０６）、宅内電力線を通じ、他の電力線通信装置と通信を行うことができる（ステップＳ３０７）。

これにより、電力線通信部２５が変換を行う信号数が減り、ルーター２７へ送られる情報信号の数が減少するため、トラフィックが減少させることが可能である。

ここで、上位機器を電源端子４３側で接続される機器、下位機器を電力線側で接続される機器とする。
信号制御部２３によれば、例えば接続端子１１ａ〜１１ｄのいずれかに、下位機器として、テレビ、ビデオ、パソコンが接続され、パソコンに関するＰＬＣ信号をさらに宅内電力線を介して、上位機器として、別の機器へ信号を送る場合、ＰＬＣ信号はルーター２７を介して宅内電力線側へ送出される。また、テレビ、ビデオに関するＰＬＣ信号をテレビ、ビデオの間で相互に通信し、さらに宅内電力線を介して、上位機器としての別の機器へ信号を送る必要がない場合、電力線通信制御装置２０内で信号の伝送を完結することが可能である。

このような電力線通信制御装置２０によれば、入力側電力線２０１から宅内電力線に送出されるＰＬＣ信号のトラフィックは必要最小限に抑制され、宅内電力線における伝送容量は必要最小限に抑えることができる。また、入力側電力線２０１に現れるＰＬＣ信号のトラフィックが少なければ、外部への漏洩電波を抑制するために、外部電力線通信部２６が入力側電力線１０１に送出するＰＬＣ信号の送信レベル（振幅）を下げて、低出力の電力線通信を行う場合であっても、効果的な電力線通信を行うことができる。

（第３の実施形態）
図３は、電力線通信制御装置３０の構成及び動作を示すブロック図である。電力線通信制御装置３０は、電力線通信制御装置１０、２０の変形例である。また、図３において図１、図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。なお、電力線通信制御装置１０、２０と同一の構成及び動作については以下の説明を省略する。

図３に示すように、電力線通信制御装置３０は、複数の接続端子１１ａ〜１１ｄと、複数のインピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄと、信号制御部３３と、外部電力線通信部２６と、入力側電力線２０１と、出力側電力線１０２と、電力線１０３と、外部入力信号端子３７と、通信線３０１を有する。

外部入力信号端子３７は、通信線３０１と接続され、イーサネット信号を利用する通信機器を接続するための接続口であり、例えばモジュラージャックである。外部入力信号端子３７に例えば通信機器のＬＡＮケーブルを接続することで、接続された通信機器との間で通信を行うことが可能となる。つまり、外部入力信号端子３７は「機器接続部」の一例である。

通信線３０１は、信号制御部３３に接続され、イーサネット信号が伝送される。

接続端子１１ａ〜１１ｄと、インピーダンス安定化回路１２ａ〜１２ｄと、出力側電力線１０２と、外部電力線通信部２６については、電力線通信制御装置１０、２０と同様である。また、信号制御部３３は、信号制御部１３、２３の機能を含み、更に次に説明する機能も有している。

信号制御部３３は、イーサネットのような標準的な通信インタフェースを内蔵している。信号制御部３３は、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される機器と宅内電力線に接続される機器との間の情報信号の中継を行う中継機能を有するだけでなく、接続端子１１ａ〜１１ｄに接続される機器と外部入力信号端子３７に接続される機器との間、また、宅内電力線に接続される機器と外部入力信号端子３７に接続される機器との間の情報信号の中継を行う中継機能を有する。

図５に示す接続例では、通信装置の一例であるパソコン（ＰＣ）４２を、所定の通信線４２ａを介して、電力線通信制御装置３０の外部入力信号端子３７と接続する場合を示している。

このように、ＰＣ４２を外部入力信号端子に接続することで、電力線通信制御装置３０を介してＰＣ４２と電力線通信装置４１ａ、４１ｂとの間で通信することもできるし、宅内電力線等に接続される電力線通信装置とＰＣ４２との間で通信することもできる。

また、電力線通信機能付機器５０は、電力線通信制御装置３０を内部に組み込んだ機器である。電力線通信機能付機器５０としては、様々な家電機器（テレビ、オーディオ機器など）が考えられる。図６は電力線通信機能付機器５０の使用状態の一例を示した図である。つまり、電力線通信機能付機器５０は「電力線通信装置」の一例である。

このような電力線通信機能付機器５０は、電力線通信機能を内蔵した別の機器に電力を供給するとともに、電力線通信によって高速伝送を実現し、また、従来の電力線通信機能を持たない通信機能付機器（例えば、パソコンなど）も適宜接続できる。

本発明は、電力線通信装置間の伝送特性を改善し高速伝送を可能とするとともに、接続された通信装置の出力を低減させて外部への漏洩電波を抑制することが可能な電力線通信制御装置に有用である。

本発明の第１の実施形態における電力線通信制御装置の構成及び動作を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における電力線通信制御装置の構成及び動作を示すブロック図、ＰＬＣ信号の信号フレームの一例を示した図である。 第３の実施形態における電力線通信制御装置の構成及び動作を示すブロック図である。 本発明の第１及び第２の実施形態における電力線通信制御装置の使用状態の具体例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態における電力線通信制御装置の使用状態の具体例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態における電力線通信制御装置を内蔵した電力線通信機能付機器の使用状態の具体例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態における信号制御部の動作の一例のフローチャートを示した図である。 本発明の第２の実施形態における信号制御部の動作の別の一例を示したフローチャートを示した図である。

符号の説明

１０、２０、３０ 電力線通信制御装置
１１ａ〜１１ｄ 接続端子
１２ａ〜１２ｄ インピーダンス安定化回路
１３，２３，３３ 信号制御部
１４ ブロッキングフィルタ
２５ 電力線通信部
２６ 外部電力線通信部
２７ ルーター
３７ 外部入力信号端子
４１ａ、４１ｂ 電力線通信装置
４２ ＰＣ
４２ａ 通信線
４３ 電源端子
５０ 電力線通信機能付機器
１０１、２０１ 入力側電力線
１０２、１０２ａ〜１０２ｄ 出力側電力線
１０３ 出力側電力線
２１０ ＰＬＣ信号フレーム
２１１ ＰＬＣヘッダ
２１１ａ ＰＬＣアドレス情報
２１２、２１３ 情報信号
３０１ 通信線
４０１、４０１ａ、４０１ｂ 電源コード

Claims (9)

1. 外部電源からの電力供給をうける電源端子と、
   外部機器へ電力供給を行う複数の電力線と、
   前記電力線上に配置され、前記電力線のインピーダンスを安定化させるインピーダンス安定化回路と、
   前記複数の電力線が各々接続され、電力線通信を行う電力線通信装置を接続するための複数の接続端子を有する装置接続部と、
   前記インピーダンス安定化回路を制御する信号制御部と、
   を有し、
   前記信号制御部は、前記装置接続部に接続された電力線通信装置から出力される通信信号の電圧または電力を検出する信号検出部を有し、前記信号検出部によって検出された通信信号の信号数に基づいて、前記インピーダンス安定化回路を制御する電力線通信制御装置。
2. 請求項１に記載の電力線通信装置であって、
   前記信号制御部は、
   前記信号検出部による通信信号の検出に基づいて、所定速度以上の通信速度で前記電力線通信装置との通信が行われているか否かを判定する信号判定部を有し、
   前記信号判定部によって所定速度以上の通信速度で通信が行われていると判定された場合、前記電力線通信装置から出力される通信信号の出力電力を低減させる制御信号を送出する電力線通信制御装置。
3. 請求項１または２に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記電源端子に接続され、前記電源端子を経由して伝送される通信信号を遮断する信号遮断部を有する電力線通信制御装置。
4. 請求項１または２に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記信号制御部は、所定の通信信号が含まれる電力線通信信号をイーサネット（登録商標）信号へ変換する電力線通信制御装置。
5. 請求項４に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記通信信号が含まれるイーサネット（登録商標）信号を電力線通信信号へ変換し、前記電源端子を介して電力線通信を行う第１の信号変換部を有する電力線通信制御装置。
6. 請求項５に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記信号制御部は、
   前記通信信号が含まれる電力線通信信号をイーサネット（登録商標）信号へ変換する第２の信号変換部と、
   前記第２の信号変換部によって変換されたイーサネット（登録商標）信号に含まれる送信先のアドレス情報を参照し、前記送信先のアドレスが前記装置接続部に接続された電力線通信装置のアドレス以外である場合、前記イーサネット（登録商標）信号を前記第１の信号変換部へ送信する経路指定部と
   を有する電力線通信制御装置。
7. 請求項５に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記信号制御部は、
   前記通信信号が含まれる電力線通信信号に含まれる送信先のアドレス情報を参照し、前記送信先のアドレスが前記装置接続部に接続された電力線通信装置のアドレス以外である場合、前記電力線通信信号をイーサネット（登録商標）信号へ変換し前記第１の信号変換部へ送信する第２の信号変換部を有する電力線通信制御装置。
8. 請求項４に記載の電力線通信制御装置であって、
   前記信号制御部に接続され、前記イーサネット（登録商標）信号が伝送される通信線と、
   前記通信線に接続され、前記イーサネット（登録商標）信号を用いた通信を行う通信機器を接続するための機器接続部と
   を有する電力線通信制御装置。
9. 請求項８に記載の電力線通信制御装置を搭載した電力線通信装置。

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