JPH01221028A - 電力線搬送式伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電力線に高周波信号を重畳させて通信する伝
送システムに関する。

従来の技術 従来の電力線搬送式伝送システムを第１６図を使って説
明する。１は商用電源の引き込み線、２は積算電力計で
ある。３は分電盤で、引き込み電流を制限するメインブ
レーカ４、高周波信号が家庭外に漏れるのを防止するブ
ロッキングフィルタ６、各電力線６．７．８に電力を分
岐するブレーカ９．１０．１１が設置されている。電力
線にはこの電力線を搬送波通信路として伝送されるデジ
タルデータで変調した高周波の通信信号を受信して電気
機器のＯＮ・ＯＦＦを制御したり、電気機器のＯＮ・Ｏ
ＦＦ状態を知らせる通信信号を電力線に送出するアダプ
タ１２〜１７及び前記アダプタ１２〜１７をコントロー
ルスルコントローラ１８〜２ｏが接続されている。ここ
で高周波信号の周波数は１２５に田を使用している。各
電力線は分電盤の中でつながっているので例えばコント
ローラ１８からアダプタ１７に対してコントロ−ル信号
を送ることができる。一般家庭ではこの距離はせいぜい
１００ｍ以下なので信号が届くが、これが大きなビルな
どの場合には、電力線の距離が長くなり、高周波信号が
減衰して通信ができなくなってしまう。第１６図で電力
線の等価回路を集中定数であられし、減衰する様子を説
明する。

１２５ＫＦ−ＩＺ付近では搬送波通信路である電力線の
インピーダンスはインダクタンス２１として表わせる。

この値りは電力線の長さに比例して大きくなる。また電
力線には種々の電気製品が接続される。これらの電気製
品の有するインピーダンスは電力線の線間の抵抗Ｒ２２
として表現できる。いま例として第１６図においてブレ
ーカ９．１０゜１１を切り、各電力線６．７．８の１２
５に田における電力線インピーダンスがそれぞれ１２Ω
であったとする。再びブレーカ９，１０．１１を入れる
とそれら３つの電力線が並列接続になるため分電盤３内
における電力線インピーダンスは４Ωに低下してしまう
。電力線数が増えればインピーダンスがさらに低下する
のは明らかである。電圧ｖ１　の高周波信号が搬送波通
信路として使用する電力線の一端２３から他端２４に伝
わる時の電圧ｖ２は、次の式であられせる。高周波信号
の角周波数をωとすると、 で・ある。この式からＬの増大も、Ｈの低下も減衰を大
きくさせる要因としてはたらくことがわかる。

また、電力線が１００／２００Ｖ単相３線式の場合につ
いては第１７図に示す構成で使用されている。すなわち
異る１００Ｖ相に接続されたアダプタ、又はコントロー
ラ２６と２６の間で通信をおこなう場合には、信号周波
数で共振してインピーダンスが零になる信号渡り回路２
７を取付けてＵ線２８とＶ線２９がＮ線３０に対して高
周波の通信信号が同位相に振れるようにしていた。しか
しこの接続では２００Ｖ相に接続されたアダプタ又はコ
ントローラ３１にはＵ線２８とＶ線２９間に高周波電圧
が発生しないため通信できなかった。

同様の問題は三相給電の任意の２相を使う場合にも起こ
る。

発明が解決しようとする課題 このような従来のシステムでは、大きなビル等の場合に
は電力線を伝わる高周波の通信信号が減衰して通信が届
かなくなることがあり、また、単相３線式、三相式の場
合には通信できない相が存在した。本発明は、このよう
な給電方式であっても電力線を伝送通信路として使用す
る電力線搬送式の伝送システムが使用できるようにする
電力線搬送式伝送システムを提供することを目的として
いる。

課題を解決するための手段 本発明は電力線を高周波の通信信号が他へ漏洩しないい
くつかの電力線搬送路（以下系統と呼ぶ）にブロッキン
グフィルタで分割し、各系統間を信号中継装置で結ぶ構
成とした電力線搬送式伝送システムとしたものである。

作用 本発明は上記した構成により、電力線のある系統で通信
信号を受信すると他の各系統にも信号中継装置より再び
通信信号を送出することにより、あたかも１台の送信機
の信号が全系統に届いているようにシステムを作動させ
ることができるものである。

実施例 第１図は本発′明の電力線搬送式伝送システムの一実施
例を示す図である。図中１は商用電源の引き込み線、２
は積算電力計、３は分電盤、４はメインプレーカヤある
。本実施例では１軒の家の中の高周波の通信信号の伝わ
る系統を２つに分割した場合を例示している。ブレーカ
９．１０で分岐された電力線６．７の根本にはブロッキ
ングフィルタ３２が、電力線８の根本にはブロッキング
フィルタ３３が設置されている。ブロッキングフィルタ
のはたらきを第２図を使い説明する。第２図はブロッキ
ングフィルタの内部回路図である。電源側をメインブレ
ーカ４側に、負荷側をアダプタやコントローラのつなが
る側に接続して使用する。

コイル３４とコンデンサ３５が通信信号の周波数で並列
共振を起こし、負荷側３６°から見たインピ−ダンスは
高くなるように接続されている。一方電源側３７の端子
間にコイル３８とコンデンサ３９が直列に接続され、電
源側３７は高周波の通信信号の周波数では短絡状態であ
る。またコイル３４゜３８、コンデンサ３５．３９でＬ
型のフィルタを形成し、負荷側３６の通信信号が電源側
３７へ漏洩しないようにしている。第１図においてブロ
ッキングフィルタを２箇所に挿入したことにより、ブロ
ッキングフィルタ３２の負荷側のインピーダンスは電力
線６．７のみの並列回路となる。各電力線６．７及び８
のインピーダンスをそれぞれ１２Ωとすると、この場合
の並列抵抗は６Ωであり、従来例の４Ωと比べ大きい。

またブロッキングフィルタ３３の負荷側では電力線８以
外に並列になる電力線はないので、インピーダンスは１
２Ωである。これは例えばコントローラ２ｏよりアダプ
タ１６に高周波の通信信号を送った場合、減衰量が低下
し、通信の信号電圧レベルが大きくなることを示す。し
かし、このままでは通信信号の伝わる範囲が２つの系統
に分割され、コントローラ１８からアダプタ１５には信
号を送れるが、アダプタ１７には信号を送ることはでき
ない。そこで両系統間に信号中継装置４ｏを接続して電
力線６゜７の系統と、電力線８の系統とが相互に通信可
能となるようにしている。第３図に信号中継装置めの一
実施例のブロック図を示す。受信手段４１が電力線６，
７の系統より通信信号として使われる周波数の高周波信
号を受信すると信号判別手段４２は、その高周波信号の
持続時間が基準値以上であればそれが通信信号であるか
を判別し、短かければノイズであると判別する。通信信
号である場合には信号判別手段４２よりレベル信号が出
力され送信手段４３が駆動されて電力線８の系統に通信
信号を送出する。同様に高周波の通信信号を電力線８の
系統より受信した時は、信号は受信手段４４、信号判別
手段４６を経由して送信手段４６より電力線６．７の系
統へ送出される。しかし信号を受信したものをそのまま
即時に送信していたのでは、受信手段４１．４４と送信
手段４３．４６は同じ周波数帯域を用いているのでハウ
リングを起こしてしまう。そこで本実施例ではこのハウ
リングを防止するためにタイミング制御手段４７を設け
ている。このタイミング制御手段４７により信号判別手
段４２．４５を動作させる時間を制限し、ハウリングを
防止する。タイミング制御手段４７のはたらきの一例を
第４図を使って説明する。図において＆は、電力線６，
７の系統に重畳されている信号の振幅波形を示す。τ０
は１ビツトの送信時間を示し、例えば商用周波数の半サ
イクル分に相当する。ｂは電力線８の系統に送信手段４
３により送出された信号波形を示す。図中Ｔ１　はタイ
ミング制御手段４７が信号判別手段４２を動作させて受
信信号が通信信号であると判別する時間である。つまり
ａ図のＴｏ時間の極く一部の時間でこの判別を行うもの
である。Ｔ２　は信号判別手段４２が受信信号が通信信
号であると判別した後、送信手段４３から送信する信号
の時間で、前記Ｔｏ−Ｔ、に相当する。次のビットも同
様である。

このような構成により、信号の持続時間は短くなるが、
電力線８の系統にも電力線６．７の系統の信号を送信す
ることができ通信ができる。

第６図は信号中継装置４ｏの別の実施例を示すブロック
図である。第３図と同様の作用を有するブロックには同
一符号を付し説明を省略し、ここでは相違点について説
明する。６３はＯＲ回路であり、信号判別手段４２又は
４６が信号を判別すると送信手段４３と４６の両方を動
作させるものである。この構成の信号中継装置４０は次
の様な場合に有効である。第１図においてコントローラ
１９よりアダプタ１３に信号を送るような場合、すなわ
ち同じブロッキングフィルタ３２を有する電力線６と電
力線７間の通信のような場合において、第３図に示す構
成の信号中継装置では電力線７を伝わる間に信号が減衰
し、さらに電力線６を伝わる間にも減衰し、信号レベル
が非常に低くなってしまう。このような場合にＯＲ回路
６３を有する本実施例では、判別手段４２．４５のどち
らが信号を受信しても送信手段４６．４３の両方を動作
させることができるため、同じブロッキングフィルタを
有する系統であっても増幅された信号を送ることができ
、高い信号レベルで確実な通信が行えるものである。第
６図でその様子を説明する。図においてａは電力線６・
７の系統に重畳されている信号の振幅波形である。この
通信信号を受信手段４１を介して受信した信号判別手段
４２は期間Ｔ１　だけ信号を受信してこれが信号である
と判別し、期間Ｔ２　の間を送信手段４６と送信手段４
３を動作させこの通信信号を増幅して電力線６．７の系
統と電力線８の系統に送信する。この電力線８の系統へ
の通信信号が第６図すで表したものであり、第４図で説
明したとおりである。

第７図は、本発明の電力線搬送式伝送システムの他の実
施例であり、ひとつや系統の伝送通信距離が長い場合に
用いると威力を発揮する。図中、１は商用電源の引き込
み線、２は積算電力計、４はメインブレーカである。第
２図で示した回路のブロッキングフィルタ６６の負荷側
にコントローラ６６と６７、アダプタ６８と６９が接続
されているが、電力線６ｏが長いので、途中にブロッキ
ングフィルタ６１を入れ、電力線を信号が伝わる範囲を
６２と６３の系統に分離している。またその両端を第３
図もしくは第６図で示した構成の信号中継装置６４で結
び、一方の信号を再び他方に送信する。ここでプロスキ
ングフィルタ６１の構成は第８図のようにする。すなわ
ち並列に接続されたコイル６５とコンデンサ６６を系統
６２と６３の間に直列に入れる。この構成とすることに
より、信号周波数ではコイル６５とコンデンサ６６とが
並列共振しインピーダンスが高くなるため、ブロッキン
グフィルタ６１の一方のインピーダンスが、他方のイン
ピーダンスを下げることを防ぎ、信号の伝送減衰を緩和
することができる。

第９図は、本発明の電力線搬送式伝送システムのさらに
他の実施例である。第７図の系統がさらに長い場合の例
である。信号中継装置６７　、６８以外は第７図と同じ
であるので、同一符号を付している。ここで電力線６２
が長くコントローラ５６やアダプタ６８が送信する高周
波の通信信号はブロッキングフィルタ６１の左側の端子
６９まで届かない。このような場合には、信号中継装置
を２つに分離し、その間を商用電源を重畳しないで信号
の通信だけを目的として敷設した専用線７０゜７１で結
ぶ。この時の信号中継装置６７．６８の一実施例のブロ
ック図を第１０図に示す。７２゜７３はそれぞれ電力線
６２．６３に重畳されて・いる高周波信号を受信する受
信手段、７４．７６は受信手段７２．７３が受信した高
周波信号が通信信号であるかどうかを判別し通信信号で
あれば例えばレベル信号を出力する判別手段、７６．７
７はハウリングを防止するために判別手段７４　、７５
の動作タイミングを制御するタイミング制御手段、７８
．７９は通信信号を送信する送信手段、ａＯ。

８１は信号判別手段７４．７５が通信信号であると判別
した信号を増幅して送信手段７９．７８に出力するバッ
ファである。

以上の構成で、電力線６２に重畳された高周波信号が通
信信号であればバッファ８０より出力されたレベル信号
で送信手段７９が駆動され、高周波の通信信号が電力線
６３に送信される。電力線６３に重畳された通信信号が
ある場合には高周波の通信信号が送信手段７８から電力
線６２に送信される。このように構成することで、異る
電力線系統６２．６３間での通信、例えばコントローラ
６６とアダプタ６９間でも通信ができるようになる。な
お信号中継装置のブロックの分割方法はこれに限るもの
ではない。

第１１図は別の実施例である。信号中継装置としての機
能は第１０図と同じであるが、信号中継装置の機能を構
成するブロックの分割方法が異なるものである。信号中
継装置８２は電力線６２に接続されており、受信手段７
２が信号を受信するとバッフ１８３によりこの高周波信
号を増幅して専用線７ｏに出力する。信号中継装置８４
ではバッファ８３で増幅された信号を信号判別手段８６
が通信信号であると判断すると送信手段７９を動作させ
て電力線６３にこの通信信号を送出する。

また電力線６３に重畳されている信号は信号中継装置８
４を構成する受信手段７３に受信され、信号判別手段７
６で通信信号であると判別されると信号判別手段７６の
出力はバッファ８１で増幅され専用線７１にレベル信号
が出力され、信号中継装置８２の送信手段７８より電力
線６２に高周波の通信信号が送出される。このとき、こ
れらの信号を判別する信号判別手段７５．８５の動作タ
イミングはタイミング制御手段８６により規定される。

このような構成とすることによりタイミング制御手段８
６が１台で兼用できる。

第１２図は、第９図に示したような通信路が非常に長い
場合に使用される信号中継装置の別の実施例で信号中継
装置を２つに分割し、機能的には第５図で説明したもの
と同じものである信号中継装置のブロック図である。信
号中継装置８７．８８の構成要素のうち受信手段４１と
４４、信号判別手段４２と４６、送信手段４３と４６は
、第５図に示しだものと同じはたらきをするので同一番
号を付す。それぞれの信号中継装置８７．８８にあるタ
イミング制御手段８９．９０は共に第５図のタイミング
制御手段４７と同じはたらきをする。

信号判別手段３３が信号が有ると判断するとバッファ９
１を通して送信手段４６と送信手段４３を駆動させる。

同様に信号判別手段４６の出力はバッファ９２を通して
送信手段４３と送信手段４６を駆動させる。第６図に示
す回路ではＯＲ回路６３が使われていたが、この場合に
はバッファ９１と９２間を専用線９３でワイヤードＯＲ
結合することにより、２台の信号中継装置８７と８８を
接続している。

以上２箇所間で信号を中継する方式について述べてきた
が、電力線搬送路を３つ以上の系統に分割して信号を中
継する方法を第１３図を使って説明する。これはピルな
どの大きなシステムで用いられる。９４は引き込み線、
９６はメインブレーカである。９６，９７．９８はプロ
ワキングフィルタで、電力線回路で通信信号が信号中継
装置を用いずに直接伝わる範囲を９９，１００．１０１
の３系統に分離している。それぞれの系統にはコントロ
ーラ１０２，１０３，１０４、アダプタ１０５．１０６
，１０７と信号中継装置１０８゜１０９．１１０が接続
されている。それぞれの信号中継装置間は専用線１１１
〜１１６でロジック回路１１７を介して結ばれる。信号
中継装置１０８〜１１０は第１０図で示すブロック図の
ものであり、ロジック回路１１７は専用線１１１より入
力があると専用線１１６と１１６に出力を出し、専用線
１１２より入力があると専用線１１４と１１６に出力を
出し、また専用線１１３より入力があると専用線１１４
と１１６に出力を出すものである。

この構成により例えば信号中継装置１０Ｂが電力線９９
より信号を受信し、専用線１１１を介してロジック回路
１１７に信号を送ると、ロジック回路１１７から専用線
１１５と１１６に接続されている信号中継装置１０９と
１１０より信号が送出される。このようにして例えばコ
ントローラ１０２よりアダプタ１０６や１０７も動作さ
せることが可能となる。なお信号中継装置１０８〜１１
ｏのブロック構成を第１２図に示すようなものにし、信
号中継装置１０８〜１１０間をワイヤードＯＲ接続して
もよい。

第１４図は、単相３線式の電力線に信号中継装置１１８
を設置した図である。交流１００Ｖの異相間は第１７図
で示した信号渡り回路２７で高周波信号は接続するが、
交流２００ｖの系統は第８図に示した構成のブロッキン
グフィルタ１１９で高周波信号を分離し、信号中継装置
１１８で杏周波の通信信号を改めて送受信する。このよ
うにして単相３線式の交流２００Ｖ系統からでも交流１
００Ｖ系統の電力線搬送システムを動作させることがで
きる。同様に三相電源の２線を使っておこなう電力線搬
送式伝送システムでも第１４図の構成で任意のどの相で
も通信できるようになる。

発明の効果 本発明によれば、大きなピル等のような伝送距離が長く
信号周波数の伝送減衰の大きな電力線搬送式伝送システ
ムの高周波の通信信号が確実に届き、また単相３線式、
三相式の任意の２線に高周波の通信信号を重畳させても
使用できるようになる有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電力線搬送式伝送システムの一実施例
を示すブロック図、第２図は本発明の構成要素であるブ
ロッキングフィルタの内部回路図、第３図は信号中継装
置の一実施例のブロック図、第４図はタイミング制御手
段の動作を説明するだめのタイミング図、第６図は信号
中継装置の他の実施例のブロック図、第６図は信号電圧
とタイミングを示す説明図、第７図は本発明の電力線搬
送式伝送システムの他の実施例を示すブロック図、第８
図はブロッキングフィルタの回路図、第９図は本発明の
電力線搬送式伝送システムのさらに他の実施例を示すブ
ロック図、第１０図は信号中継装置のブロック図、第１
１図、第１２図は信号中継装置の他の実施例のブロック
図、第１３図は電力線搬送式伝送システムのさらに他の
実施例のブロック図、第１４図は単相３線式での実施例
を示すブロック図、第１６図は従来の電力線搬送式伝送
システムのブロック図、第１６図は電力線の等価回路図
、第１７図は単相３線式での従来を示すブロック図であ
る。 ６〜８・・・・・・電力線、１２〜１７・・・・・・ア
ダプタ、１８〜２０・・・・・・コントローラ、３２．
３３．５５゜６１．９６．９７．９８．１１９・・・・
・・ブロッキングフィルタ、４ｏ、６４，６７１６８，
８２゜８４．８７，８８，１０８，１０９，１１０゜１
１８・・・・・・信号中継装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 第４図 第　５　図 第６区 第７図 第８図 語 ＼ 第　９　図 第１０図 ＠１１図 第１３図 第１４コ ／／ｑ 第１５図 第１６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力線に通じる商用周波数の電流は通過させるが
   高周波信号の通過を阻止し２つ以上の電力線搬送路とし
   て互いに高周波的に分離するよう挿入された１台又は複
   数台のブロッキングフィルタと、分離された各電力線搬
   送路と、前記電力線搬送路間に接続され、ある電力線搬
   送路で高周波の通信信号を受信すると他の１つ又は複数
   の電力線搬送路に再び通信信号を送出する信号中継装置
   とを備えた電力線搬送式伝送システム。
2. （２）信号中継装置はある電力線搬送路で高周波の通信
   信号を受信すると、当該電力線搬送路及び他の電力線搬
   送路に通信信号を送出する請求項１記載の電力線搬送式
   伝送システム。