TW200303658A - Modem for communication through power line carrier system - Google Patents

Description

200303658 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） 1 .發明所屬之技術領域： 本發明係關於一種經由電力線載波系統而用以作通信之 數據機，其係利用例如配電線網絡之電力線網絡作通信者 。在說明上，結合電力線網絡而作爲信號載波之通信系統 ，係稱之爲”電力線載波系統”。本案申請專利說明中之申 請專利範圍暨摘要說明中，均依此稱呼之。相周地，本案 說明書中之相關說明、申請專利範圍及摘要說明中所述：1 經由電力線載波系統而用於通信之數據機’’即爲’’用於電力 線載波系統通信之數據機’’者。 2 .先前技術： 經由電力線路傳輸資料之電力線載波系統爲習知。電力 線載波系統包括一配電線網絡，稱之爲副網絡（s U b n e t )，係 連接於一電桿變壓器（pole U a ns former)及多數接於網絡之 終端機。 所希望者係，將終端機連接於配電線之終端數據機 (t e r m i n a 1 m 〇 d e m )的輸入--輸出阻抗可和配電線之特性阻 抗相匹配。但是，原始之配電線網絡在設計上一般均未考 慮使用作資料之傳輸者。因此，個別之各個配電線路，其 特性阻抗均爲不同。 當終端數據機連接於該種配電線路時，其阻抗即無法和 配電線路相匹配，因而造成了信號之反射。又者，把多數 的終端數據機連接於一配電線時，配電線之傳輸特性即產 200303658 生變化。此種變化使得通常爲可通信之終端數據機的通信 品質劣化，甚或無法通信。 第1圖爲電力線載波系統之系統圖。多數之終端通信機 1 a、1 b及1 c係連接於諸配電線1 3。通常爲連接於例如網 際網絡之高準位網絡的主站（main station)，係經由一光纖 1 4連接於電力線載波系統。同時，主站及終端數據機1 a 兩者間係互作通信，當終端數據機1 b連接於系統時，諸配 電線路1 3之傳輸特性即產生變化。此種變化將使得主站與 終端數據機1 a間之通信品質劣化。最壞狀況時，兩者間之 通信甚或因而中斷。 又者，除了終端數據機1 a、1 b以外之另一終端數據機 1 c連接於系統時，諸配電線1 3之傳輸特性將產生更爲複 雜之變化，此種變化將導致主站與各終端數據機1 a及1 b 間通信之劣化。 解決上述問題根本之道係使各配電線路之特性阻抗均予 標準化，惟就成本及其他觀點而言，此對業已存在之電力 配線事實，誠不切實際。 3 .發明內容： 鑑諸前述，本發明之目的在於提供一種用於電力線載波 系統通信之數據機，該數據機可維持良好之通信，而無關 於所連接終端機數量之多寡者。 爲達成上述目的，依本發明用於電力線載波系統通信之 數據機一實施例係設有阻抗調整裝置，可依時間而改變輸 入…輸出阻抗者。此種阻抗調整裝置可在配置作通信之時 200303658 槽（time slot)內，將輸入…輸出阻抗調整爲”在此狀況下之 通信品質爲良好”之値。本發明係基於電力線載波系統可遂 行時間分割多工通信（t i m e d i v i s i ο n m u 11 i p 1 e X communication)之前提者 。 依上述結構，因輸入…輸出阻抗可依時間而改變，則在 配置用於通信之時槽中，輸入一輸出阻抗即可加以調整爲 達成最佳通信品質之値。”在此狀況下之通信品質爲良好” 之涵義係指，例如，在該狀況下之輸入信號可予監控爲最 高準位，或在該狀況下之輸入信號的記號錯誤率（error rate of sign)可予監控爲最低値等。結果，用於電力線載波 系統通信之數據機乃可在最佳狀況下維持通信。 阻抗調整裝置亦可在非爲配置於數據機之其他時間內， 將輸入…輸出阻抗之値調整爲高於一狀況下可遂行良好品 質通信時之値。達’’較高値之調整”可防止連接於電力線網 絡之其他諸數據機所造成在通信上之反效果（adverse effect)。此種調整可藉例如以一開關將輸入--輸出端啓開 之.，或以一高電阻之電阻器將輸入…輸出端終結之等方式 達成。 爲達成上述目的，依本發明之另一實施例係提供一種用 於電力線載波系統通信之另種數據機，其係具有頻率調整 裝置，可依時間改變輸入…輸出頻率者。頻率調整裝置可 在配置作通信之時槽內調整輸入…輸出頻率爲使配置之頻 率通經裝置。本發明係基於電力線載波系統可同時遂行時 間分割多工通信暨頻率分割多工通信之前提者。 200303658 較特殊者，乃頻率調整裝置可具有多數的過濾器，在配 置之時槽內，可選擇其中之一只過濾器以通過所配置之頻 率。 4 .實施方式： 本發明將佐以附圖說明相關之實施例如下。 第1圖爲電力線載波系統之說明圖。在電桿變壓器1 2 二次側之諸配電線1 3上連接有多數之終端數據機1 a、1 b 、1 c…等。電桿變壓器1 2之一次側的配電線1 1通常爲三 相系統，而電桿變壓器1 2之二次側的配電線1 3通常則爲 單相三線式系統。爲簡化計，第1圖所示之諸配電線均以 單線表示。 通常連接於高位準網絡、例如網際網絡之主站，係經一 光纖14、一光學/電氣（Ο/E)變換器15、及一主數據機16 連接於諸配電線1 3。當通信電路係由：將主數據機1 6連 接於以單相三線系統構成之配電線路中之兩條帶電線中的 一條及中性線之間所構成時，則終端數據機1 a、1 b、1 c… 等即連接在一條帶電線及中性線之間。而當主數據機1 6 係連接在單相三線式系統之兩條帶電線之間時，終端數據 機1 a、1 b、1 c…等即爲連接在該等帶電線之間。 在電力線載波系統中，主站與各終端數據機1 a、1 b、1 c …等間之通信通道係作頻道切割成用於資料傳輸之主通道 及用於系統控制之副通道兩種通道。爲了構成時間切割多 工系統。主頻道可依擬作通信之終端數據機數量而加以切 割（d i v i d e，或稱區分）成多數的時槽（s 1 〇 t s)，例如，當終端 200303658 數據機之數量爲N時，時槽之數量即爲N。 終端數據機1 a、1 b、1 c…等均設有阻抗調整電路。阻抗 調整電路可改變數據機之輸入--輸出阻抗。尤特別者，乃 該阻抗可由接近無限之値（下稱’’高阻抗”）至較低之値依階 段之方式加以改變。阻抗可加以改變，例如，將倂聯連接 於終端數據機la、lb、lc···等之輸入…輸出端的諸電阻器 電阻値予以變換即可達成。得採用一種可高速使電阻値變 化之現有電阻器，即可依無段之方式改變電阻値。 茲假設狀況如下，主站與終端數據機1 a彼此間作通信， 且終端數據機1 b擬連接於系統。當當作者將終端數據機 1 b開機，利用阻抗調整電路將數據機之輸入--輸出阻抗調 整爲高阻抗（此狀態稱之爲初始狀態）。利用副通道作系統 控制，終端數據機1 b乃將通信要求信號送至主站並等待回 應。接著，當主站配置時間分割之通信時槽時，終端數據 機1 b即將其輸入一輸出阻抗調整至：僅供所配設時槽之時 間期間所用、其値低於初始狀態時之高阻抗的”某一値”。 而在所時槽以外之時間期間，數據機係將輸入--輸出阻抗 調整爲高阻抗。上述輸入…輸出阻抗之’’某一値”可找出其 是處於最佳通信功能之値而決定之。而例如改變終端數據 機1 b之輸入…輸出阻抗以達成在該狀況下輸入信號可成爲 最高位準之方式，即可獲知最佳之狀況。該”某一値’’可予 以固定之。下文中，此一匹配之阻抗，稱之爲"低阻抗”。 當主站配置一通信時槽予終端數據機1 b時，用於以終端數 據機1 a作通信之通信時槽的時間相對位置（temparal 200303658 r e 1 a t i v e p 〇 s i t i ο η )及寬度均須改變。此狀況中，主站係將 所配置之通信時槽中的改變通知送至終端數據機1 a。 第2圖爲諸個別終端數據機之輸入…輸出阻抗依時間而 改變之說明圖。此狀況中，諸終端數據機1 a、1 b及1 c均 正通信中。時槽ta、tb及tc係分別配置於終端數據機1 a 、1 b及1 c。此處，上述之通信時槽係表示爲時槽者。僅在 配置於時槽t a之時間期間，終端數據機1 a係將其之輸入 …輸出阻抗調整爲低阻抗，而在其他時間，其阻抗則係調 整爲高阻抗。終端數據機1 b、1 c之輸入…輸出阻抗値之調 整方式類同。因爲各終端數據機只是在所配置之時間期間 內將其之阻抗調整爲低阻抗，則其他的終端數據機可和主 站作通信而無干擾。 以下，說明本發明之另一實施例。 在先前之實施例中，主站與各終端數據機間之通信係藉 時間分割多工系統達成，其中通信時間係切割成複數個時 槽，並將該等時槽配置於個別之各個終端數據機。但在該 種系統中，所配置時槽之寬度將因終端數據機數量之增加 而減少。結果，使資料傳輸之比率減少，且因而滋生了延 遲接收資料之問題。 爲解決此一問題，本發明之另一實施例係除了將時間切 割成多數的時槽外，並係將用於配置目的之頻率予以切割 者。易言之，此一實施例係同時的採用時間分割多工系統 及頻率分割多工系統。此實施例中，一終端數據機係設有 一頻率調整電路。頻率調整電路係依據通過之頻率而改變 -10- 200303658 終端數據機之輸入…輸出阻抗。接收來自主站之控制信號 即可完成該種改變。 第3圖爲頻率調整電路之功能圖。終端數據機配設有作 爲阻抗調整電路之多數只〇 η - 〇 ff開關1 7 a〜1 7 c，及作爲頻 率調整電路之多數只帶通濾波器BPFa〜BPFc。 第4圖爲帶通濾波器BPFa〜BPFc之頻通（frequency-p a s s i n g )性能圖。各不同之頻通f 1、f 2、f 3係分別配置各 帶通濾波器BPFa、BPFb、BPFc。帶通濾波器BPFa〜BPFc 本身係作爲用於所配置頻通之匹配的低阻抗端，當切換帶 通瀘波器時，阻抗値亦自動的隨之切換。此即是第4圖之 垂直軸爲”阻抗”之緣由。當一終端數據機要求主站配置一 通訊時槽時，主站即配置一特定之頻率及一特定之時槽給 予該終端數據機。 第5圖爲用於終端數據機之開關控制演示說明圖。例如 ，終端數據機1 a係使用在時槽t a之頻率f 3，在時槽t b並 不作通信，且在時槽tc係使用頻率f2及f3。終端數據機 lb係使用在時槽tb之頻率f3，且在時槽tc時不作通信。 因爲各終端數據機僅在所配置之頻率及時槽調整其阻抗爲 低阻抗，故其他的終端數據機可和主站作通信而無干擾。 尤特別者，當第1終端數據機使用第1頻率與主站通信時 ，第2數據機可使用第2頻率在相同的時槽與主站作通信 ，第2終端數據機用於第1頻率之阻抗係高阻抗，反之亦 然。因之，即不產生干擾。 不像第2圖所述之實施例僅爲分割時間者，第3圖〜第 -11- 200303658 5圖所說明之實施例係同時分割時間與頻率j 圖而言，此種同時分割時間與頻率之方式可 之數量。因而，可完成高比率之信號傳輸， 傳輸之延遲時間。結果，影像可依實’時（real 且可解決在電話中聲音延遲之問題。 本發明已舉某些實施例詳述如上，但本發 如上陳，例如，在某些狀況下，前述可通過 之信號的帶通濾波器可使用高通濾波器或低 之。進者，在本發明之創新思想下自有諸多 惟應均屬本發明之範疇。 工業上之利用性： 如之前的說明，本發明係利用一種可令輸 依時間作改變之構成。因此，輸入…輸出頻I 之時槽中調整爲所配置之頻率。結果，用於 統通信之數據機即可以最爲適當之輸入…輸ί 貫的且無干擾的，與連接於電力線載波系統 數據機作通信，因之，依本發明所提供之數 佳狀況下獲得維持通信之功能。 5 .圖式簡單說明： 第1圖爲電力線載波系統之系統圖。 第2圖爲諸個別終端數據機之輸入…輸出f 改變之說明圖。 第3圖爲頻率調整電路之功能說明圖。 第4圖爲帶通濾波器（b a n d p a s s f i 11 e 1· s )之 ®者。比較第2 增加有效通道 且可調整資料 t i m e )送出， 明並非限制僅 具有特定頻率 通濾波器取代 技術性變化， 入一輸出頻率 可在所配置 電力線載波系 頻率，而一 之其他諸終端 據機乃可在最 抗依時間而 頻通性能 -12- 200303658 (frequency-passing performance)圖。 第5圖爲用於諸終端數據機之開關控制演示說明圖。 主要部分之代表符號說明

1 a，1 b , 1 c 終 端 數 據 機 11 配 電 線 12 電 桿 變 壓 器 13 配 電 線 14 光 ΛΛΑ[\ 纖 15 光 學 /電氣變換器 16 主 數 據 機 17a，17b，17c on-off 開關

Claims (1)

1. 200303658 拾、申請專利範圍 1 . 一種用於電力線載波系統通信之數據機，該數據機係可 用於經由配電線網絡遂行通信之通信系統，該數據機設 · 有阻抗調整裝置，該阻抗調整裝置爲_· · (a)可依時間改變輸入…輸出阻抗；及 (b )在配置作通信之時槽中，可將輸入--輸出阻抗調整 爲在該狀況下之通信爲良好品質中之値。 2 .如申請專利範圍第1項之數據機，其中該阻抗調整裝置 | 在非配置於數據機之其他時槽中，可將輸入…輸出阻抗 調整爲高於在該狀況下之通信爲良好品質中之値。 3 . —種用於電力線載波系統通信之數據機，該數據機係用 於經由配電線網絡遂行通信之通信系統，該數據機設有 頻率調整裝置，該頻率調整裝置爲： (a)可依時間改變輸入…輸出阻抗；及 (b )在配置作通信之時槽中，可將輸入…輸出頻率調整 爲可令所配置之頻率通經頻率調整裝置。 · 4 .如申請專利範圍第3項之數據機，其中該頻率調整裝置 係： (a )具有多數之濾波器；及 (b )在所配置之時槽內，可選擇一濾波器供一所配置之 頻率通過者。