JPS6255740B2

JPS6255740B2 -

Info

Publication number: JPS6255740B2
Application number: JP18285881A
Authority: JP
Inventors: Yoshuki Komoda; Hitoshi Fukagawa; Yoshiharu Suzuki; Osamu Tanaka
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1987-11-20
Also published as: JPS5884542A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電力線搬送制御システムの中継器に関
するもので、その目的とするところは、単一の送
受信能力しか持たない中継器を用い、伝送ライン
を分割し長距離伝送を行なう場合にも信号伝送が
円滑にできるようにすることにある。

一般に、電力線搬送制御システムは、第１図の
ように、送信器１および受信器２を伝送ラインと
しての電力線３に接続し、受信器２に負荷４を接
続し、送信器１は第２図に示すようなスタートマ
ークＳ、制御モードを示す４ビツトのモードコー
ドＭ、対象受信器を示すアドレスコードＡおよび
制御内容を示す制御コードＣより成る制御信号を
電力線３に搬送波として重畳し、受信器２はこれ
を受信して制御対象負荷４を制御する。受信器２
は制御信号を受信すると、負荷状態を返信信号と
して送信器１に返信する。第３図は電力線３に送
出される制御信号の電力線３上の波形を示すもの
で、電力線波形の半波を４分割し、それぞれに
ASK変調をかけることによりスタートマーク、
データ０、データ１を伝送する。

このような電力線搬送制御システムは、電力線
４上に同時に１つの信号しか存在できないという
問題があり、同時に２個以上の受信器２に伝送し
た場合、伝送信号にエラーが生じる。これを改善
する方法として他局が送信中、あるいは電力線３
に有害なノイズが乗つている場合、これをbusy
信号と解釈し、他の送信器１は伝送を開始せずに
busy解除待ちをする方法がとられている。又、
全く同時に２局が送信を開始する場合、先にエラ
ーを発生した局が同様のbusy待ち動作を行なう
ことになる。これにより複数の局で制御が行なわ
れても信号は順次伝送され、混信は発生しない。

このようなシステムを用いて長距離を隔てて制
御を行なう場合に問題となるのは、伝送ライン、
即ち電力線３による信号の減衰である。これは伝
送ラインが長距離にわたる場合、伝送ラインのイ
ンピーダンスが低下するためである。信号減衰が
大きい場合、受信器２において制御信号の受信が
不可能となり、制御不能となる。この問題を改善
する手段として中継器の使用が考えられる。

第４図は中継器を用いた電力線搬送制御システ
ムの基本構成図で、電力線３上に第１中継器５_１
および第２中継器５_２で構成される中継器５を接
続し、送信器１より送信された制御信号は第１中
継器５_１で受信される。第１中継器５_１は送信器
１の送信終了後に第２中継器５_２の方向へ中継送
信を行なう。第２中継器５_２は第１中継器５_１の
中継制御信号を受信し、伝送終了後に受信器２に
中継信号を行なう。第２中継器５_１からの中継制
御信号を受信した受信器２は制御信号に従つて制
御を行ない、返信信号を送信する。返信信号は制
御信号とは全く逆の径路、即ち、受信器２、第２
中継器５_２および第１中継器５_１を径て送信器１
へ制御状態を送信する。ここで、第１中継器５_１
および第２中継器５_２は信号を一旦受信し記憶し
た後、再送信を行なう時分割中継方式をとつてい
る。尚、第１中継器５_１および第２中継器５_２は
ブロツクフイルタを用いて、左側の伝送ラインと
右側の伝送ラインとを高周波的に絶縁しており、
伝送ラインのインピーダンスの低下を防止してい
る。

第５図は従来の中継器のブロツク回路図で、６
はブロツクフイルタで、左右の電力線３（伝送ラ
イン）を高周波的に絶縁するものである。７は第
１変復調器で、左側の伝送ラインに対して変復調
を行なうものであり、８は第２変復調器で、右側
の伝送ラインに対して変復調を行なうものであ
る。９は受信信号処理部で、受信した信号に対し
てエラーチエツク等を行なうものである。１０は
メモリで、受信した信号を一旦記憶するものであ
る。１１は送信信号処理部で、記憶した信号を読
み出し、受信した方向と反対側の変復調器へ信号
を送るものである。

第４図のような電力線搬送制御システムでは、
１個の電力線３に同時に１つの信号しか送れない
ため種々の工夫がはらわれている。その１つは
busy待ちで、これは第３図のような信号波形を
有する信号はロで示すサブビツトは常に１になつ
ており、したがつて、これから伝送を行なう送、
受信器および中継器は、電力線３の半波波形のこ
の部分を見ることにより他の送、受信器が伝送中
で、電力線３がbusy状態であることを知ること
ができる。そこで、電力線３がbusyならばbusy
でなくなるまで送信を待ち、busy回復後に送信
を開始する機能をもたせている。もう１つは、送
信エラーの処理機能である。これはノイズ等が送
信信号に重畳したとき、常に電力線３上の信号を
モニターしておき、送信した信号と電力線３上の
信号が異なれば送信エラーとして伝送を停止し、
一定時間後に再度送信を開始する。この動作は一
定回数繰返され、それでも正常な送信ができない
場合は伝送不能と解釈して伝送を完全に終了させ
る。

しかるに、上述のような電力線搬送システムに
おいては、つぎのような問題を有する。まず、一
連の信号伝送が終了する迄の間に、つぎの信号伝
送が開始された場合、例えば、第６図のように、
時刻t₀で送信器１が送信し、第１中継器５_１が時
刻t₁で、又、第２中継器５_２が時刻t₂でそれぞれ
右方へ送信する。このとき、送信器１がつぎの送
信をすると、時刻t₃において受信器２は返信信号
を送信し、第１中継器５_１は右方へ中継送信を開
始する。その結果、第２中継器５_２には時刻t₃に
おいて左右の両方から信号が来ることになる。こ
れを処理するためには、同時に２つの信号を処理
できなければならず、中継器が複雑なものとな
る。通常の１個の信号しか処理できない中継器の
場合、後で伝送が開始された信号、第６図では第
１中継器５_１からの信号は無視され、後で送信さ
れた信号に対しては中継が行なわれなくなる。つ
ぎに、第７図のように、送信器１から２つの信号
が少しの間隔をおいて時刻t₁でつぎの送信を開始
すると、第１中継器５_１は右方へ送信中であるた
め送信器１からの信号を受信できない。そのた
め、後で送信された信号は全く中継されない結果
となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、以
下実施例により詳細に説明する。

第８図は本発明の中継器の一実施例のブロツク
回路図で、６はブロツクフイルタ、７は第１変復
調器、８は第２変復調器、９は受信信号処理部、
１０はメモリ、１１は送信信号処理部であり、１
２はbusy信号発生部で、受信信号処理部９およ
び送信信号処理部１１からの信号により第１変復
調器７又は第２変復調器８を介して電力線３を強
制的にbusy状態にする機能を有するものであ
る。

本発明の第１の機能として信号受信時に他方の
電力線３（伝送ライン）をbusy状態にすること
が挙げられる。今、左側の電力線３、即ち入力１
に第９図ａのようなスタートマークで始まる信号
が受信された場合、出力２に第９図ｂのような
busy信号が出力されて右側の電力線３をbusy状
態として他の端末器が送信できないようにする。
ここで、端末器とは送信器、受信器、中継器等こ
のシステム内にあつて信号伝送を行なうものの総
称である。又、既に送信を開始している端末器の
場合でも連続busy信号により送信エラーを起
し、一旦伝送を中断する。この結果、中継器へは
唯１つの信号のみが受信されて他の信号は伝送終
了後に再開されるので、すべての信号を中継でき
る。即ち、第９図ｂのようなbusy信号が出力さ
れている間、右側の電力線３に接続された端末器
はbusy待ちとなる。この動作を第６図に示した
場合で考えると第１０図のようになる。第１０図
において、直線状矢印は制御信号又は返信信号
で、波形矢印はbusy信号である。時刻t₃で受信器
２は左方向へ、又、第１中継器５_１は右方向へ送
信を開始するが、受信器２が先に送信を開始する
と、それを受信した第２中継器５_２は左方向へ
busy信号を出す。そして、時刻t₄においては第２
中継器５_２が続いて左方向へ信号を送信し、時刻
t₅においてbusy待期していた第１中継器５_１が送
信を開始し、時刻t₆では第１中継器５_１は左方向
へ、第２中継器５_２は右方向へ送信を行ない、各
中継器はすべての信号を中継できる。

本発明の２番目の機能として送信中のbusy信
号出力がある。これは第７図のように、中継器が
一方の伝送ラインに送信中は反対側の伝送ライン
上の信号が受信できなくなるため、送信中は反対
側の伝送ラインを強制的にbusy状態として他の
端末器をbusy待ちとするものである。このとき
のbusy信号のタイミングを第１１図ａ，ｂに示
している。第１１図ａのように出力２に信号が出
力されている間、出力１は第１１図ｂのように連
続Ｈとなる。第７図に対応する動作を第１２図に
示している。時刻t₁で第１中継器５_１は右方向へ
中継送信を行なう。このとき、左方向へはbusy
信号が出力されるため、時刻t₁に送信を開始しよ
うとした送信器１はbusy待ちとなり、時刻t₂に送
信を開始する。これにより第１中継器５_１は時刻
t₃に２番目の信号も中継することができる。とこ
ろで、時刻t₄では、中継器５_２から右方向に送信
される信号と、受信器２から左方向に送信される
信号とが衝突するが、、どちらか一方が僅かに速
く送信を開始した場合には、遅い方が速い方の送
信終了を待つて改めて送信を行い、両方が完全に
重なつた場合には、エラーを発生した端末器が一
旦送信を中止して一定時間後に改めて送信を行う
ようにする所謂CSMA／CD方式によつて双方の
送信を可能にし、双方向伝送を実現している。な
お、信号の重なりによるエラー発生の検出は、例
えば、送信時に受信データを常にモニタしてお
き、送信データと受信データとの照合を１ビツト
毎に行う通常のエラー検出方式によつて容易に実
現でき、これらの処理は、受信信号処理部９およ
び送信信号処理部１１にて行なわれる。

先に述べたものは１つのアドレスに対して送信
器１が１個所しかない場合は有効であるが、２個
所に送信器１がある場合には、第１３図のよう
に、第１送信器１_１および第２送信器１_２より異
なつた制御信号を同一アドレスに対して送信する
と、第１受信器２_１は一旦第１送信器１_１の信号
に従つて動作する。その後、第２中継器５_２、第
１中継器５_１によつて中継された送信器１_２の信
号により動作する。逆に、第２受信器２_２はまず
第２送信器１_２に従つて動作し、その後に第１送
信器１_１に従つて動作する。結果的に同一チヤネ
ルの受信器であるにもかかわらず異なつた動作を
することになる。これは伝送ラインがブロツクフ
イルタ６によつて絶縁されているため、同時に複
数個所で端末器が動作できるためである。この改
善手段として送受信中に無関係に第１４図ａのよ
うに入力１にbusy信号を受信した場合、出力２
に第１４図ｂのようにbusy信号を出力して反対
側の伝送ラインを強制的にbusy状態にする機能
（特許請求の範囲第３項に対応）を設ければ良
い。例えば、第１３図の場合、第１送信器１_１が
送信を始めると第１中継器５_１は右側の第１中継
器５_１と第２中継器５_２の間の伝送ラインを
busy状態にする。又、第２中継器５_２は左側の
伝送ラインがbusy状態になつたことにより右側
の伝送ラインをbusy状態とする。結果として１
個所の端末器が伝送を開始することにより伝送ラ
イン全体がbusy状態となり、ブロツクフイルタ
がない場合と同様の動作が実現できる。この動作
を表したのが第１５図である。

つぎに、第６図において、※印を付した第１中
継器５_１からの制御信号と受信器２からの返信信
号とが全く同時に送信された場合には、中継器の
動作が確定していない場合、busy信号が出ずに
第１０図の動作をしない場合がある。このような
状態をなくする手段として、例えば、左側の信号
を同時の場合には優先的に受信するように定める
ことにより第１０図の動作を得ることができる。

つぎに、第１３図の第１送信器１_１と第２送信
器１_２とが全く同時に送信を開始すると、第１中
継器５_１は第１送信器１_１の信号を右側へ、第２
中継器５_２は第２送信器１_２の信号を左側へ中継
送信する。このとき、中継送信が全く同時に開始
されるため、第１６図のように第１中継器５_１の
信号と第２中継器５_２の信号が重なり合うエラー
を起こす。エラー発生で双方共一旦伝送を中断す
るが、一定時間後に中継を再開し、再びエラーが
起る。これを何度か繰返して最終的に２台とも中
継を中止することになる。これを防止する手段と
して２台の中継器のbusy待ち時間を変える。
busy待ち時間とはbusy状態からnon―busy状態
へ回復し送信を開始するまでの時間をいう。しか
し、中継器の個数が多い場合、最も順位の低いも
のでは待ち時間が長くなつてしまう。そこで、中
継器にとつて右側のbusy信号に対してと左側の
busy信号に対してと待ち時間を異ならせてお
く。このことにより中継器相互間は常に待ち時間
が異なるものが相対することになり、伝送の円滑
化がはかれる。第１６図の場合に適用すると第１
７図に示すような順で伝送が行なわれる。すなわ
ち、中継器５_１，５_２の右側の待ち時間を左側の
待ち時間よりも短くした場合において、図中、時
刻t₁で両中継器５_１，５_２からの信号が衝突する
と、両中継器５_１，５_２ではエラー発生の検出に
よつて送信を一旦中断した後、時刻t₂で、待ち時
間が短い中継器５_１から右側へ改めてデータ送信
が行なわれる。続いて、時刻t₃で、待ち時間が長
い中継器５_２から左側へ改めてデータ送信が行な
われ、左側への送信が終了した次の時刻t₄で、中
継器５_２から右側へのデータ送信が行なわれると
ともに、時刻t₅で左側へのデータ送信が行なわれ
るようになつている。なお、信号衝突時には、前
述した第１２図の場合と同様に、所謂CSMA／
CD方式により双方向のデータ伝送を可能にして
いることになる。

本発明は上述のように、制御信号を送信する送
信器と前記制御信号を受信し負荷を制御するとと
もに返信信号を返信する受信器とを接続した伝送
ラインとしての電力線をブロツクフイルタにより
高周波的に絶縁して複数区間に分割し、各区間の
間に位置し制御信号、返信信号等の伝送信号を時
分割中継方式によりある区間より隣接する区間に
中継伝送する双方向への入出力を有する電力線搬
送制御システムの中継器において、信号受信中は
受信側とは反対側の伝送ラインにbusy信号を注
入するとともに、信号送信中は送信側とは反対側
の伝送ラインにbusy信号を注入する如くしたの
で、単一の送受能力しか持たない中継器を用い、
伝送ラインを分割して長距離伝送を行う場合にも
信号伝送を円滑に行うことができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電力線搬送制御システムの基本ブロツ
ク回路図、第２図は同上の制御信号構成図、第３
図は同上の信号波形図、第４図は中継器を用いた
電力線搬送制御システムの基本ブロツク回路図、
第５図は従来の中継器のブロツク回路図、第６図
は同上の一連の信号伝送が終了する迄の間につぎ
の信号伝送が開始された場合に動作説明図、第７
図は同上の２つの信号が少しの間隔をおいて送信
された場合の動作説明図、第８図は本発明の一実
施例のブロツク回路図、第９図ａ，ｂは同上の信
号受信時に他方の伝送ラインをbusy状態とする
場合の要部信号波形図、第１０図は同上の動作説
明図、第１１図ａ，ｂは同上の信号送信中に他方
の伝送ラインをbusy状態とする場合の要部信号
波形図、第１２図は同上の動作説明図、第１３図
は電力線搬送制御システムの他の例のブロツク回
路図、第１４図ａ，ｂは同上の中継器の要部信号
波形図、第１５図は同上の動作説明図、第１６図
は従来の中継器において複数の送信器から同時に
送信されたときの動作説明図、第１７図は本発明
に中継器において複数の送信器から同時に送信さ
れたときの動作説明図である。１…送信器、２…受信器、３…電力線、４…負
荷、５…中継器、６…ブロツクフイルタ、１２…
busy信号発生部。

Claims

【特許請求の範囲】１制御信号を送信する送信器と前記制御信号を
受信し負荷を制御するとともに返信信号を返信す
る受信器とを接続した伝送ラインとしての電力線
をブロツクフイルタにより高周波的に絶縁して複
数区間に分割し、各区間の間に位置し制御信号、
返信信号等の伝送信号を時分割中継方式によりあ
る区間より隣接する区間に中継伝送する双方向へ
の入出力を有する電力線搬送制御システムの中継
器において、信号受信中は受信側とは反対側の伝
送ラインにbusy信号を注入するとともに、信号
送信中は送信側とは反対側の伝送ラインにbusy
信号を注入する如くして成ることを特徴とする電
力線搬送制御システムの中継器。２一方側の伝送ラインにbusy信号が存在する
と反対側の伝送ラインにbusy信号を注入する如
くして成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の電力線搬送制御システムの中継器。３同時に双方の伝送ラインから信号が来たとき
一方側の伝送ラインの信号を優先して受信し、他
方側の伝送ラインにbusy信号を注入する如くし
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の電力線搬送制御システムの中継器。４中継送信時のbusy待ち時間を２つの出力方
向に対して相異なるように設定してなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電力線搬送
制御システムの中継器。