JPH0656972B2 - 信号伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電灯線等低圧電路を利用したデータ伝送方法に
関する。

（従来技術） 工場内又は小規模オフィス等では既設の商用電源線即
ち，電灯線を用いてデータ伝送を行う方法が各種提案さ
れている。

従来，この場合の電路使用形態は例えば第２図に示すよ
うに電路１，２を伝送線路とみなしこれに複数の局３，
３，……を並列に接続して局相互間にて変調を施した搬
送波を伝搬せしめてデータ伝送を行っていた。

しかしながら，このような従来の方法では次のような欠
点があり正確なデータ伝送には不向きなものとして実用
に供されることが少なかった。

即ち，電灯線の高周波信号に対するインピーダンスは極
めて複雑かつ分布インダクタンス或は分布キャパシタン
ス及びバイパスキャパシタンス等のため伝送距離が長い
と伝送信号が受信点に至るまでに著しく減衰してしま
う。

又，線間には非常に多くの雑音成分が含まれるうえ，負
荷雑音成分も多くかつ電灯線に接続される負荷機器の接
続状態により伝送特性が大きく変化するから安定したデ
ータ伝送が不可能であった。

（本発明の目的） 本発明は上述したような従来の電灯線を用いたデータ伝
送方法の欠点を除去し簡易ながら正確かつ安定な小規模
信号伝送方法，所謂簡易ローカルエリアネットワーク
（ＬＡＮ）を提供することを目的とする。

（発明の概要） 本発明ではこの目的達成のために，伝送すべき信号を従
来の方法と異なり受電トランス付近に設けた親局からそ
の低圧電路側に施した第２種接地線等を介して前記電路
と大地との間に印加すると共にこれを受信する子局側で
は当該電路と大地との間に於いて前記伝送信号を抽出す
るよう構成する。

又，逆に前記子局から親局にデータを伝送する場合には
子局自身の電路に対するインピーダンスを伝送すべきデ
ータによって変化させ，親局に於いて該子局のインピー
ダンス変化を例えば電路全体のインピーダンス変化とし
て検出することによって当該子局からのデータを受信す
るよう構成する。

このように電路と大地とを往復路として使用すれば電路
負荷の接続状態に関係なく常に一定のインピーダンスを
もった信号伝送路として使用しうるから伝送信号レベル
が安定したものとなる。

又，上述したように電路上の子局では単に電路に関する
自局のインピーダンスを変化させるのみで済むから子局
を多数配置する場合極めて経済的である。

（実施例） 以下本発明を図示した実施例に基いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図に示した例では受電室に設置された受電トランス４の
一次コイル５には高電圧電力が供給され，二次コイル６
には単相３線式電路７,８,９に対応するように変換され
た低電圧電力が出力される。

この低電圧電路７,８,９は例えば工場内全域はオフィス
の所要部に張りめぐらされたもので，この実施例ではこ
の電路を用いて本発明を適用する場合を示す。

通常このような受電設備には二次電路の一つ例えば中線
８に設置線１０を介して大地の所要部１１に接地を施し
漏電等の事故に対する安全対策を行うのが一般的であ
る。

本例では電路に信号を印加する手段としてこの接地線を
用い，送信信号印加のための信号注入トランス１２と該
接地線１０に大地を介して還流する前記送信信号を導出
するための電流検流器，例えば零相変流器１３とを前記
接地線１０に結合せしめる。

更に，前記注入トランス１２と電流検出器１３とは夫々
データ線を介して送信回路１４と受信回路１５に，又こ
の２つの回路は共に所要のインターフェース回路を伴っ
たＣＰＵ１６に接続して親局装置１７を構成する。

一方，親局の通信相手たる子局は前記電路７乃至９の延
長上いづれか一つと大地との間に於いて信号を導出する
もので例えば同第１図の１８の如く構成する。

即ち，子局１８では前記低圧電路８に接続した信号線１
９と大地との接地点２０との２点を入出力端とし，信号
線１９は直流阻止用のコンデンサ２１を介して子局受信
回路２２に接続する。更に該受信回路２２の出力を端末
装置２３に接続すると共に前記信号線１９と大地２０と
の間に挿入した変調器２４及び該変調器２４と前記端末
装置２３との間を接続する送信回路２５とを備えて子局
を構成する。

以上の構成に於いてその動作及び特長を説明する。

まず親局１７から子局１８へデータ伝送する場合はＣＰ
Ｕ１６から送出される制御信号とデータとに従って例え
ば数１０ＫＨｚの搬送波にＡＭ或はＦＭによってデータ
を重畳したのち接地線１０に結合せしめた注入トランス
１２に入力することによって電灯線電路７乃至９に印加
する。

このとき接地線１０と注入トランス１２或は電流検出器
１３との結合方法は接地線１０を夫々のリング形トラン
スの中に貫通せしめるか或は接地線１０の一部を切断し
直接各トランスの二次コイルを挿入接続する方法いづれ
の方法でもよい。

このようにして接地線１０に印加された信号は電路７,
８,９と大地との間に電位を生じ該電路の全域にわたっ
てほゞ均一な信号レベルを生ずる。

これはデータ搬送信号が電路に接続される負荷機器に影
響されず，ただ電路と大地との間に存在する絶縁抵抗と
浮遊容量とにのみ影響を受けこれらを介して僅かながら
大地に漏洩し前記接地線に還流するにすぎないからであ
って，この方法によれば従来の方法と異なり信号伝送特
性は常に安定かつ損失の小さい優れた伝送路となる。

一方親局から送出される信号を受信する子局では，例え
ば前記電路８と大地との間に於いて信号を導出し所要の
復調を施せば所望のデータを検出することができる。

尚，子局に於ける信号導出電路は７,８,９のいづれであ
ってもよいが，接地電路８以外には商用電力電圧が重畳
されているから電路７或は９を用いる場合に商用電力信
号５０Ｈｚ或は６０Ｈｚを除去するための高価なフィル
タを必要とする。

従って，経済的には接地電路８を用いる方が好ましいで
あろう。

親局から子局に対してのデータ伝送方法は以上説明した
如く電路へのデータ信号印加手段の他は従来のものと特
に異なるところはなく，親局と子局が相互に対応しうる
変復調方式を採用すればよい。

次に，子局から親局に対してデータ伝送を行う場合を説
明する。

子局では親局と異なり電路と大地間に搬送波を印加する
のが困難である。そこで本発明では子局から親局に対し
てデータ伝送するに際しては電路に対する子局自身のイ
ンピーダンスを伝送すべきデータに応じて変化させ，親
局に於いて電路のインピーダンスの変化を抽出すること
によってデータを受信するよう構成する。

電路のインピーダンスを測定する方法としては従来から
種々の方法が提案実施されているが，そのいくつかは同
一出願人によって既に出願済みである［特願昭５７−１
０４６３号（特開昭５８−１２７１７３号公報），特願
昭５６−８６３９１号（特開昭５７−２００８６９号公
報），特願昭５６−１７８６５６号（特開昭５８−８０
５６６号公報）等］から詳細な説明は省略するが，要約
すれば例えば受電トランスに設けた第２種接地線を介し
て電路と大地間に所定の周波数の測定用低周波信号を印
加すると共に電路の絶縁抵抗或は浮遊容量を介して大地
に漏洩し接地線に帰還する前記測定用低周波信号の有効
成分を抽出したのち所定の演算処理によって電路と大地
との間の絶縁抵抗或は浮遊容量に対応した信号を得る方
法である。

そこでこのような電路の絶縁抵抗或は浮遊容量検出手段
を親局１７の受信回路１５に備える。

一方，親局に対してデータを伝送せんとする子局１８で
は電路に接続した信号線１９と接地点２０との間に挿入
した変調器２４に於いて電路８と接地点２０との間のイ
ンピーダンスをデータに従って変化せしめる。

このときのインピーダンスは抵抗，或はインダクタンス
又はキャパシタンスによるリアクタンス変化のいづれで
あってもよく更にはこれらを独立して又は総合的に変化
せしめればよい。

この子局に於ける電路に対するインピーダンスの変化は
親局に於いてその接地線１０に還流する測定用低周波信
号の有効成分のレベル変化として表われるから上述した
如き手法によりインピーダンス変化を検出すれば子局か
らのデータを親局に於いて受信することができる。

受信回路１５により復調したデータは所要のインピーダ
ンス回路を備えたＣＰＵ１６に入力したのち所要の信号
処理が施される。

尚，親局に於いて電路のインピーダンスを監視するため
には測定用低周波信号を電路に印加する必要があるか
ら，本発明によって子局から親局へデータ伝送を行うた
めには当然ながら親局からの測定用低周波信号の発信が
必要であるが，このときの該信号は親局から子局へのデ
ータ伝送用搬送波を無変調にて送出すればよい。

又，上述したような電路監視装置を備えた電路にあって
は本発明の適用は極めて容易でありそのほとんどの設備
を利用することができ便利かつ経済的である。

又，以上提案したようにインピーダンスの測定方法以外
に親局から子局へ送出されるデータ伝送用の無変調搬送
波電圧に対し，子局では信号線１９と接地点２０との間
に挿入したインピーダンス素子の絶対値もしくは位相等
を子局の送信データで変化して，振幅変調もしくは位相
変調等をほどこせば，親局の第２種接地線には，子局で
変調を受けた電流が帰還するから，これを復調して子局
のデータを受信することができる。このような方法は電
路と大地間の静電容量が小さい場合に効果的である。こ
の場合搬送周波数が高くても子局受信点における搬送波
電圧の損失が少なく，高速度のデータ伝送が可能となる
からである。

従って，本発明の実施にあたって，既設の電路の絶縁抵
抗測定装置の大半を利用すれば低速ながらデータ伝送を
行うことができるし，又高速度データ伝送を行うには上
述したように電路絶縁監視用とは別の比較的高い周波数
例えば数百キロヘルツ（ＫＨｚ）の信号を搬送波として
使用すればよい。

以上本発明の基本的な動作について説明したが，本発明
は上述の実施例にとどまらず種々の運用形態が考えら
れ，簡易ながら信号伝送特性の安定したローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）として使用することができる。

ＬＡＮとして使用する場合には子局の数も増す必要があ
り，かつ子局相互増の通信も必要である。

その場合の一例としては親局から送出する搬送波ととも
に各子局各々に割あてたアドレスデータを付し任意に子
局選択を行なわしめる方法，或は子局を順次呼び出して
当該子局がそのタイミングに合せて送信する所謂ボーリ
ング操作を行う方法等が考えられる。又子局相互にて通
信を行う場合には一旦親局にデータ伝送し該親局に於い
て記憶しておきしかるのち親局から目的とする子局に対
してデータを再送する。このような方法をとれば子局相
互間通信が容易に行なえる他，一般にＬＡＮにて問題と
なる同時発呼による所謂衝突のおそれがなく便利であ
る。

更に，本発明は一般的なＬＡＮと同じように親局から送
信する搬送波を複数設けうことによって同一電路による
多数チャンネル通信を行うことや，周波数多重等種々の
応用が考えられること明らかであろう。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように構成するものであるから，
本来電力送電用に伸展された電路例えば電灯線の如く雑
音が多くかつ信号伝送特性が不安定な電路であっても極
めて安定した伝送を行うことができるから，既設の電力
線等を利用した簡便なデータ伝送を行ううえで著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図，第２図は
従来の電力送電線を用いた信号伝送方法を説明する結線
図である。 １,２,７,８,９……電路，３……端局装置，４……受電
トランス，５……一次コイル，６……二次コイル，１０
……接地線，１１……大地，１２……信号注入トラン
ス，１３……電流検流器，１４……送信回路，１５……
受信回路，１６……ＣＰＵ，１７……親局，１８，１
８′……子局，１９……信号線，２０……接地点，２１
……コンデンサ，２２……受信回路，２３……端末装
置，２４……変調器，２５……送信回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変圧器の低圧電路に付された接地線を介し
   て商用電源周波数とは異なる低周波信号を電路と大地間
   に印加し、前記接地線に帰還する低周波信号の漏洩成分
   に基づいて当該低圧電路と大地間の絶縁抵抗又は浮遊容
   量を算出する手段を備えた親局と、当該低圧電路と大地
   間に接続された子局とを備え、 前記親局と子局との間でデータや制御信号を伝送する際
   に、前記親局から子局を指定するアドレス情報によって
   変調された低周波信号に続けて無変調の低周波信号を低
   圧電路に印加すると共に、当該アドレス情報によって指
   定された子局のみが低圧電路と大地間のインピーダンス
   を伝送すべき情報に従って変化し、親局において該イン
   ピーダンス変化を検出することによって子局から伝送さ
   れた情報を受信したことを特徴とする信号伝送方法。
2. 【請求項２】変圧器の低圧電路に付された接地線を介し
   て商用電源周波数とは異なる低周波信号を電路と大地間
   に印加し、前記接地線に帰還する低周波信号の漏洩成分
   に基づいて当該低圧電路と大地間の絶縁抵抗又は浮遊容
   量を算出する手段を備えた親局と、当該低圧電路と大地
   間に接続された子局とを備え、 前記親局と子局との間でデータや制御信号を伝送する際
   に、前記親局から子局を指定するアドレス情報によって
   変調された低周波信号に続けて無変調の低周波信号を低
   圧電路に印加すると共に、当該アドレス情報によって指
   定された子局のみが低圧電路と大地間のインピーダンス
   を伝送すべき情報に従って変化し、親局において該イン
   ピーダンス変化を検出することによって子局から伝送さ
   れた情報を受信する信号伝送方法において、 前記子局が他の子局に対して制御信号やデータを伝送す
   る場合に、発信子局は送信相手子局指定アドレスを付し
   た制御信号やデータを一旦親局に対して伝送し、該親局
   は前記相手子局が受信可能な形式の信号に変換して再送
   信するようにしたことを特徴とする信号伝送方法。