WO2008010282A1

WO2008010282A1 - appareil de communication de lignes de distribution

Info

Publication number: WO2008010282A1
Application number: PCT/JP2006/314414
Authority: WO
Inventors: Mitsuhiro Shimozawa; Yoshihiro Akeboshi; Seiichi Saito; Noriharu Suematsu; Ryoji Hayashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2008-01-24
Also published as: JPWO2008010282A1

Description

明細書

配電線通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、配電線を通信信号の伝送媒体とする配電線通信装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、例えば、配電線を通信媒体とする配電線通信装置として、 1000〜10万 V程度の電圧の商用電源を供給する中圧 (Middle Voltage,以下 MVと略す)配電線にデータを送信し、これを 100— 240Vの低圧（Low Voltage,以下 LVと略す）配電線を介して各家庭のユーザに送るものがある（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 図 5は、特許文献 1における従来の配電線通信装置の構成図である。この装置は、 MV配電線 1と、変圧器 2a、 2b、 2cを介して MV配電線 1と接続された LV配電線 3a 、 3b、 3cとからなる配電線網を通信信号の伝送媒体としている。 MV配電線 1を流れる中圧の商用電源は、変圧器 2a、 2b、 2cで低圧に変圧されて LV配電線 3a、 3b、 3 cに供給され、これが各家庭へと伝送される。

[0004] 一方、商用電源よりも周波数が高い通信信号は、無線通信にて上位のネットワークに接続されたリピータ 4と、 LV配電線 3a、 3b、 3cに接続されたユーザ端末との間でやりとりされる。具体的には、リピータ 4からの信号は、通信信号伝送用ケーブル 5、 6 を介して、 MV配電線 1および LV配電線 3aに送出される。

[0005] また、 MV配電線 1に送出された信号は、バイパスツール 7a、 7bを介して LV配電線 3b、 3c【こ達し、それぞれユーザ端末 8a、 8b、 8c、 8d、 8e、 8f【こ伝免られる。ユーザ端末 8a〜8fからリピータ 4に向けて送信する場合は、逆の経路で通信信号が伝送される。

[0006] バイパスツール 7a、 7bは、周波数 50Hzまたは 60Hzの商用電源は遮断する力これより周波数が高い通信信号は大きな減衰なく伝送する機能を有する。そして、このバイパスツール 7a、 7bは、変圧器 2b、 2cにおける通信信号の損失が非常に大きいことから、通信信号の経路をバイパスして効率よく信号を伝送するために用いられる。

[0007] このような図 5に示すような配電線通信装置では、 1台のリピータ 4がすべてのユーザ端末 8a〜8fを制御する必要がある。ユーザ端末の数が少ない場合には、可能であるが、数十軒の家庭が同一の LV配電線を使っている場合には、ユーザ端末の数も膨大となり、 1台のリピータ 4のみで制御することは不可能である。

[0008] このため、 MV配電線 1から LV配電線 3b、 3c、 3dへの分岐点の全てに、リピータ 4 b、 4c、 4dを置く必要がある。図 6は、すべての分岐点にリピータを備えた従来の配電線通信装置の構成図である。そして、リピータ 4b、 4c、 4dのそれぞれは、リピータ間通信信号伝送用ケーブル 5a〜5fを介して MV配電線 1と接続され、通信信号伝送用ケーブル 6b〜6dを介して LV配電線 3b〜3dに接続される。

[0009] このとき、例えば、リピータ 4cは、リピータ 4bと通信すると同時に、 LV配電線 3cに接続されたユーザ端末およびリピータ 4dとも通信する必要がある。し力しながら、これらの通信に用いられる周波数が同一であると、互いに干渉を生じて通信が不可能となるため、異なる周波数を使う必要がある。

[0010] 図 6中の flは、リピータ 4bが左隣のリピータ（図示せず）と通信するときの通信信号の周波数帯域である。また、 f2は、リピータ 4bとリピータ 4cが通信する通信信号の周波数帯域である。さら〖こ、 f3は、リピータ 4bと LV配電線 3bに接続されたユーザ端末（図示せず)とが通信する通信信号の周波数帯域である。

[0011] 同様に、リピータ 4cでは、周波数帯域 f 2の通信信号を用いてリピータ 4bと通信するとともに、 LV配電線 3cに接続されたユーザ端末（図示せず)とは周波数帯域 f4で、リビータ 4dとは周波数帯域 f 1で、それぞれ通信を行う。

[0012] ここで、周波数帯域を flから f4の 4種類としているのは、以下の理由による。配電線は、そもそも周波数の高い通信信号を伝送するようには作られていないため、極端な減衰なく通信信号を伝送できる周波数の上限は、せいぜい 30— 40MHzである。さらに、高速なデータ伝送を実現しょうとすると通信信号の帯域幅を数 MHz程度と広くとる必要がある。その結果、使える周波数帯域の数が限られるためである。

[0013] 特許文献 1：米国特許出願公開第 2004Z0135676号明細書

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] このように、すべての分岐点にリピータを備えた従来の配電線通信装置は、 MV配電線の通信信号に対する通過損失がある程度大きい場合には、各リピータ間で問題なく通信が可能である。し力しながら、通過損失が小さい場合には、次のような問題がある。図 7は、すべての分岐点にリピータを備えた従来の配電線通信装置における通過損失が小さ、場合の問題点の説明図である。

[0015] 通過損失が小さい場合には、この図 7に点線矢印として図示されているように、リピータ 4bが受信すべき周波数帯域 flの通信信号は、 MV配電線 1を通って、リピータ 4 dにまで達してしまう。リピータ 4dにとつては、リピータ 4cから送信される周波数帯域 fl の通信信号が所望の信号である。従って、リピータ 4bが受信すべき周波数帯域 flの通信信号は、リピータ 4dにとつては不要波となり、所望信号に干渉して、その SZNを劣化させるという問題がある。

[0016] リピータ同士の距離を離すことで、このような干渉は回避できる力そのためには、 MV配電線と LV配電線の分岐点の一部にリピータを置かないことになる。この結果、分岐点にリピータが置かれない LV配電線に接続されたユーザ端末との通信品質が劣化することになる。

[0017] 本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 MV配電線の変調信号に対する通過損失が小さ!、場合にも干渉が発生せず、 SZN比の劣化を抑えた配電線通信装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明に係る配電線通信装置は、第 1の配電線と、第 1の配電線に接続されるとともに、それぞれ力 ^以上のユーザ端末と接続された n本 (nは、 3以上の整数)の第 2の配電線と、第 1の配電線と n本の第 2の配電線のそれぞれとの n箇所の接続点のうち、 m箇所 (mは、 2以上 n未満の整数)の接続点にそれぞれ設置される m個のリピータとを備えた配電線通信装置であって、 m箇所の接続点に対応する m本の第 2の配電線のそれぞれは、 m本の第 2の配電線のそれぞれに接続されたユーザ端末と、 m箇所の接続点のそれぞれに設置されたリピータとが通信を行うために、通信信号伝送用ケーブルを介してリピータと接続され、 m箇所以外の接続点に対応する (n—m)本の第 2の配電線のそれぞれは、（n—m)本の第 2の配電線のそれぞれに接続されたュ一ザ端末と、 m箇所の接続点のそれぞれに設置されたリピータのうち、（n—m)本の第 2の配電線のそれぞれに隣接するいずれか 1つのリピータとが通信を行うために、通信信号伝送用ケーブルを介して隣接ずるいずれか 1つのリピータと接続されるものである。

発明の効果

[0019] 本発明の配電線通信装置は、リピータ同士の距離を離すために、 MV配電線から L V配電線へのすべての分岐点にリピータを置かず、リピータを置かない分岐点に接続された LV配電線には、リピータが設置されて、る直近の分岐点のリピータ力通信信号伝送用ケーブルを介して通信信号を供給することにより、 MV配電線の変調信号に対する通過損失が小さ、場合にも干渉が発生せず、 SZN比の劣化を抑えた配電線通信装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の構成図である。

[図 2]本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の図 1とは別の構成図である。

[図 3]本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の図 1および図 2とは別の構成図である。

[図 4]本発明の実施の形態 2における配電線通信装置の構成図である。

[図 5]特許文献 1における従来の配電線通信装置の構成図である。

[図 6]すべての分岐点にリピータを備えた従来の配電線通信装置の構成図である。

[図 7]すべての分岐点にリピータを備えた従来の配電線通信装置における通過損失力、さ、場合の問題点の説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明の配電線通信装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

本発明の配電線通信装置は、すべての分岐点にリピータを設置せず、リピータ同士の間隔を広く取れる構成とすることにより、本来受信すべき変調信号と同一の周波数帯域を使う遠方のリピータの送信信号は、十分減衰するので、リピータ同士の干渉を回避することができ、さらに、リピータが設置されない分岐点に接続された LV配電線には、直近のリピータから通信信号伝送用ケーブルを介して変調信号が供給されるので、該当する LV配電線に接続されたユーザ端末との通信の品質も確保できる点を特徴としている。

[0022] 実施の形態 1.

図 1は、本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の構成図である。この配電線通信装置は、 MV配電線 1、変圧器 2b〜2e、 LV配電線 3b〜3e、リピータ 4b、 4 e、通信信号伝送用ケーブル 5a、 5b、 5g、 5h、 6b、 6e、 9a、 9bで構成される。

[0023] ここで、 MV配電線 1は、第 1の配電線に相当し、 LV配電線 3b〜3eは、第 2の配電線に相当する。また、通信信号伝送用ケーブル 5a、 5b、 5g、 5hは、リピータ間の通信を行うために MV配電線 1に接続されるものであり、リピータ間通信信号伝送用ケ一ブルに相当する。

[0024] 図 7における従来の配電線通信装置の構成と比較すると、図 1の構成は、すべての分岐点にリピータを設置せず、リピータの設置されていない分岐点の LV配電線 3c、 3dのそれぞれは、通信信号伝送用ケーブル 9a、 9bを介して、隣接するリピータ 4b、 4eと接続されている点が異なっている。そこで、従来の配電線通信装置と異なる点を中心に、以下に説明する。なお、図 1中の fl〜f4は、それぞれの区間で使用する周波数帯域を示している。

[0025] 図 1に示す本実施の形態 1の配電線通信装置においては、 MV配電線 1から LV配電線 3b、 3eへの分岐点には、それぞれリピータ 4b、 4eが設置されている力 MV配電線 1から LV配電線 3c、 3dへの分岐点には、リピータが設置されていない。そして、リピータ 4bから LV配電線 3bと 3cに向けては、通信信号伝送用ケーブル 6bと 9aがそれぞれ接続されている。同様に、リピータ 4eから LV配電線 3dと 3eに向けては、通信信号伝送用ケーブル 9bと 6eがそれぞれ接続されている。

[0026] 次に、動作について説明する。リピータ 4bとリピータ 4eは、 MV配電線 1および通信信号伝送用ケーブル 5b、 5gを介して、周波数帯域 f2の通信信号で通信を行う。そして、リピータ 4bは、 LV配電線 3b、 3cに接続されたユーザ端末（図示せず）とは、通信信号伝送用ケーブル 6bおよび 9aを介して、周波数帯域 f3の通信信号で通信を行う

[0027] 同様に、リピータ 4eは、さらにその先のリピータ（図示せず）と MV配電線 1および通信信号伝送用ケーブル 5hを介して、周波数帯域 f3の通信信号で通信するとともに、 LV配電線 3d、 3eに接続されたユーザ端末（図示せず）とは、通信信号伝送用ケーブル 9bおよび 6eを介して、周波数帯域 f4の通信信号で通信を行う。

[0028] 通信信号伝送用ケーブルの損失は小さいので、リピータ 4bと通信信号伝送用ケーブル 9aを介して通信を行う LV配電線 3cに接続されたユーザ端末（図示せず）は、通信信号伝送用ケーブル 6bを介して通信を行う LV配電線 3bに接続されたユーザ端末 (図示せず)と同等の通信品質が得られる。

[0029] 同様に、リピータ 4eと通信信号伝送用ケーブル 9bを介して通信を行う LV配電線 3 dに接続されたユーザ端末（図示せず)も、通信信号伝送用ケーブル 6eを介して通信を行う LV配電線 3eに接続されたユーザ端末 (図示せず)と同等の通信品質が得られる。

[0030] さらに、図 1の配電線通信装置は、図 7に示す従来の配電線通信装置とは異なり、 MV配電線 1から LV配電線 3c、 3dへの分岐点にリピータを置かなくてすむので、同一周波数 f2を使うリピータ 4b、 4eの設置間隔を広くすることができる。これにより、リピータ同士の干渉を回避することができる。

[0031] 以上のように、実施の形態 1によれば、 1台のリピータと 2本の LV配電線に接続されたユーザ端末が、それぞれ通信信号伝送用ケーブルを介して通信を行うようにした。この結果、 MV配電線と LV配電線との接続部の全てにリピータを置く必要をなくし、同一の周波数帯域を使用するリピータ同士を遠方に配置することにより、リピータ間の通信における干渉を回避することができる配電線通信装置を実現できる。

[0032] さらに、 MV配電線との接続部にリピータが設置されない LV配電線に接続されたュ一ザ端末につ、ては、直近のリピータと通信信号伝送用ケーブルを介して通信をするので、 MV配電線との接続部にリピータが設置された LV配電線に接続されたユーザ端末と同等の品質で通信することができる。

[0033] なお、本実施の形態 1では、 1台のリピータと 2本の LV配電線に接続されたユーザ端末とが通信信号伝送用ケーブルを介して通信を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。一部のリピータが 1本のみの LV配電線に通信信号伝送用ケーブルを介して接続されて、てもよヽ。 [0034] 図 2は、本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の図 1とは別の構成図である。図 1の構成と比較すると、図 2の構成は、変圧器 2c、 LV配電線 3c、通信信号伝送用ケーブル 9aがない点が異なる。この構成においては、リピータ 4bは、 LV配電線 3bに対してのみ、通信信号伝送用ケーブル 6bを介して接続されている。

[0035] このような場合でも、リピータ 4bとリピータ 4eとの間には、 LV配電線 3dへの分岐点があることによりリピータ間の距離が離れるので、リピータ同士の干渉を回避することができる。そして、リピータ 4eと通信信号伝送用ケーブル 9bを介して通信を行う LV配電線 3dに接続されたユーザ端末（図示せず)も、通信信号伝送用ケーブル 6eを介して通信を行う LV配電線 3eに接続されたユーザ端末 (図示せず)と同等の通信品質が得られる。

[0036] さらに、本発明の配電線通信装置は、 1台のリピータが 3本以上の LV配電線に接続されたユーザ端末と通信信号伝送用ケーブルを介して通信を行うようにしてもよぐ同様の効果を得ることができる。

[0037] 図 3は、本発明の実施の形態 1における配電線通信装置の図 1および図 2とは別の構成図である。この図 3において、 1台目のリピータ 4bは、 1本の LV配電線 3bのみと接続されており、 2台目のリピータ 4は、 3本の LV配電線 3c、 3d、 3eと接続されている

[0038] この構成にぉ、ては、通信信号伝送用ケーブル 9aを用いることで、 LV配電線 3e に接続されたユーザ端末とリピータ 4dとが通信し、通信信号伝送用ケーブル 9を用いることで、 LV配電線 3cに接続されたユーザ端末とリピータ 4dとが通信する。 1台のリビータが通信するユーザ端末の台数が、スループットの著、低下なく制御可能な範囲を超えない限り、リピータと通信信号伝送用ケーブルを介して接続される LV配電線の本数を増やしても、同様の効果が得られる。

[0039] なお、通信信号伝送用ケーブルとしては、例えば、低損失な同軸ケーブルや安価なツイストペアなどを用いる。また、通信信号伝送用ケーブルと第 1の配電線あるいは第 2の配電線との接続部は、両者を直接、接続するほかに、通信信号のみを通過させ、商用電源は遮断する信号注入装置を適用することもできる。これにより、通信信号伝送用ケーブルとリピータとの接続部、もしくは内部に商用電源を遮断する回路を設ける必要がなくなり、リピータの小形ィ匕を実現できる。

[0040] 実施の形態 2.

本実施の形態 2では、リピータと LV配電線とを接続する通信信号伝送用ケーブルの間に無線通信装置を挿入する場合について説明する。図 4は、本発明の実施の形態 2における配電線通信装置の構成図である。図 4においては、リピータ 4dと LV配電線 3cとの間を通信信号伝送用ケーブルにより直接接続する代わりに、通信信号伝送用ケーブルの間に第 1の無線通信装置 1 Oaおよび第 2の無線通信装置 1 Obを挿入して通信接続されてヽる場合を例示してヽる。

[0041] 本実施の形態 2では、リピータ 4dと、 LV配電線 3cに接続されたユーザ端末（図示せず)とは、通信信号伝送用ケーブルに接続された第 1の無線通信装置 10aおよび第 2の無線通信装置 10bを介して通信接続されている。このような構成においても、 L V配電線 3cに接続されたユーザ端末は、通信信号伝送用ケーブル 6dを介して通信を行う LV配電線 3dに接続されたユーザ端末 (図示せず)と同等の通信品質を得ることがでさる。

[0042] さらに、図 2の配電線通信装置は、図 7に示す従来の配電線通信装置とは異なり、 MV配電線 1から LV配電線 3cへの分岐点に、リピータを置かなくてすむので、同一周波数 f2を使うリピータ 4b、 4dの設置間隔を広くすることができる。これにより、リビータ同士の干渉を回避することができる。

[0043] さらに、 MV配電線との接続部にリピータが設置されない LV配電線に接続されたュ一ザ端末については、直近のリピータと無線通信装置を介して通信をするので、 MV 配電線との接続部にリピータが設置された LV配電線に接続されたユーザ端末と同等の品質で通信することができる。

[0044] 以上のように、実施の形態 2によれば、 MV配電線と LV配電線との分岐点に設置された 1台のリピータと、 2本の LV配電線に接続されたユーザ端末とが無線通信端末および通信信号伝送用ケーブルを介して通信するようにした。この結果、 MV配電線と LV配電線の接続部の全てにリピータを置く必要をなくし、同一の周波数帯域を使用するリピータ同士を遠方に配置することにより、リピータ間の通信における干渉を回避することができる配電線通信装置を実現できる。 [0045] さらに、 MV配電線との接続部にリピータが設置されない LV配電線に接続されたュ一ザ端末については、直近のリピータと無線通信端末および通信信号伝送用ケープルを介して通信をするので、 MV配電線との接続部にリピータが設置された LV配電線に接続されたユーザ端末と同等の品質で通信することができる。

[0046] なお、先の実施の形態 1および実施の形態 2に示すような変圧器を介さず、異なる配電線が直接接続された配電線網上に構成された配電線通信装置に本発明の構成を適用することも可能である。

[0047] このような配電線通信装置においても、 2つの配電線の分岐部に設置された 1台のリピータと、分岐した 2本の配電線に接続されたユーザ端末とが通信信号伝送用ケーブルを介して通信を行うようにする。この場合にも、分岐の全てにリピータを置く必要をなくし、同一の周波数帯域を使用するリピータ同士を遠方に配置することにより、リビータ間の通信における干渉を回避することができる配電線通信装置を実現できる。

[0048] さらに、分岐部分にリピータが設置されない配電線に接続されたユーザ端末については、直近のリピータと通信信号伝送用ケーブルを介して通信をするので、分岐部分にリピータが設置された配電線に接続されたユーザ端末と同等の品質で通信することができる。

[0049] また、上述の実施の形態 2では、通信信号伝送用ケーブルと無線通信装置とを介して、リピータとユーザ端末とが通信する場合を説明したが、リピータとユーザ端末とが無線通信装置を介して直接通信することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の配電線と、

前記第 1の配電線に接続されるとともに、それぞれ力 si以上のユーザ端末と接続された n本 (nは、 3以上の整数)の第 2の配電線と、

前記第 1の配電線と前記 n本の第 2の配電線のそれぞれとの n箇所の接続点のうち、 m箇所 (mは、 2以上 n未満の整数)の接続点にそれぞれ設置される m個のリピータと

を備えた配電線通信装置であって、

前記 m箇所の接続点に対応する m本の第 2の配電線のそれぞれは、前記 m本の第 2の配電線のそれぞれに接続されたユーザ端末と、前記 m箇所の接続点のそれぞれに設置されたリピータとが通信を行うために、通信信号伝送用ケーブルを介して前記リピータと接続され、

前記 m箇所以外の接続点に対応する（n—m)本の第 2の配電線のそれぞれは、前記 (n— m)本の第 2の配電線のそれぞれに接続されたユーザ端末と、前記 m箇所の接続点のそれぞれに設置されたリピータのうち、前記 (n—m)本の第 2の配電線のそれぞれに隣接するいずれか 1つのリピータとが通信を行うために、通信信号伝送用ケ一ブルを介して前記隣接ずるいずれか 1つのリピータと接続される

ことを特徴とする配電線通信装置。

[2] 請求項 1に記載の配電線通信装置にお、て、

前記 (n—m)本の第 2の配電線のそれぞれと前記隣接ずるいずれか 1つのリピータとは、前記通信信号伝送用ケーブルの間に無線通信装置を介して通信接続されることを特徴とする配電線通信装置。

[3] 請求項 1または 2に記載の配電線通信装置において、

前記 m個のリピータのそれぞれは、信号注入装置を介して通信信号伝送用ケープルと接続されることを特徴とする配電線通信装置。

[4] 請求項 1な!、し 3の、ずれか 1項に記載の配電線通信装置にお!/、て、

前記 m個のリピータのそれぞれは、隣接するリピータ同士の通信を行うために、リピータ間通信信号伝送用ケーブルおよび信号注入装置を介して前記第 1の配電線に接続されることを特徴とする配電線通信装置。

請求項 1な!、し 4の、ずれか 1項に記載の配電線通信装置にお!/、て、

前記第 1の配電線は、商用電源を供給する中圧配電線であり、

前記第 2の配電線は、家庭用電源を供給する低圧配電線であり、

前記第 1の配電線と前記第 2の配電線とは、変圧器を介して接続されることを特徴とする配電線通信装置。