JP2008072441A - 電力線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 家屋に設置された宅内コンセントに通信モデムの組み込み工事を行わなくても、電力線通信が可能な端末装置に識別情報を自動設定できるようにして、端末装置に対する識別情報の付与を簡単かつ安価に行う。
【解決手段】 本発明は、電力線９が通信媒体となっている電力線通信に使用する電力線通信装置（親モデム）１であって、電源プラグ２８が接続可能な通信制御用のコンセント２５と、電力線通信が可能な端末装置２Ａの電源プラグ２８がコンセント２５に接続されると、その端末装置２Ａの識別情報を自動的に生成かつ記憶するとともにその識別情報を当該端末装置２Ａに送信する通信制御部２２とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電力線を通信媒体とした電力線通信に使用する電力線通信装置に関するものである。

電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムという。）は、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電流が流れる電力線に、通信信号としての高周波信号（数ｋＨｚから高いものでは数十ＭＨｚ以上に及ぶ。）を重畳して通信を行うものである。かかるＰＬＣシステムは専用の通信回線を使用することなく、各家屋等に引き込まれた既設の電力線（配電線あるいは電灯線とも呼ばれる。）を利用して大容量のデータ送受信が可能なシステムとして注目されている。

上記ＰＬＣシステムでＬＡＮなどのネットワークを構築するためには、そのネットワークを構成する電力線通信装置（ＰＬＣ用の親機モデム、子機モデム及び情報家電機器等）が当該ネットワークの認証情報を持つ必要がある。この認証情報としては、当該ネットワークを特定するためのネットワークＩＤ（ＳＳＩＤ：Service Set Identifier）、当該ネットワーク内で送受信される信号を暗号化するための暗号鍵、ハウスコードなどがある。
これらの認証情報を、ネットワークに含まれる電力線通信装置が持つことで、他のネットワークのデータと自ネットワークのデータを区別して通信することができる。

従って、ネットワークを新規に構築しようとする場合や、既設のネットワークに新しい電力線通信装置を追加しようとする場合には、新たにネットワーク内で稼働する電力線通信装置に対して、当該ネットワークにおける共通の認証情報を設定する必要がある。そして、新たな電力線通信装置に対して認証情報を設定する際には、他の電力線通信装置と区別した上で、新たな電力線通信装置をいかに特定するかということが問題となる。
すなわち、まだ認証情報を持たない新たな電力線通信装置に対して、認証情報を通知する際には、他の電力線通信装置による認証情報の不正取得又は意図しない取得を防ぐ必要がある。このためには、新たに追加しようとする電力線通信装置を、他の認証情報を持たない電力線通信装置と区別することが重要である。

電力線通信装置でネットワークを構成する場合におけるＳＳＩＤ、暗号鍵及びハウスコードの設定は、一般にユーザが自ら手動で行う必要があるので、その設定作業が複雑で手間のかかるものであった。
そこで、電力線を用いて通信を行うホームネットワークシステムにおいて、電源プラグの挿入を検出することで、予め家庭ごとに割り当てられたハウスコードを電力線に重畳する電力線通信モデムを家屋の宅内コンセントの内部に内蔵することにより、そのコンセントに電源プラグが接続された電力線通信可能な各端末装置にハウスコードを自動設定するホームネットワークシステムが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−７８４５６号公報

しかしながら、上記特許文献１のホームネットワークシステムでは、ハウスコードを設定するための電力線通信モデムを家屋の宅内コンセントに内蔵しているので、その通信モデムの設置工事が必要であり、この点で設置コストが増大するという欠点がある。
また、特に既設の家屋の場合には、部屋の壁内に通信モデムを組み込むスペースが取られていない場合が大多数であるから、そのスペースを確保する工事から始める必要があり、モデムの設置コストが甚大となる。

本発明は、このような実情に鑑み、家屋に設置された宅内コンセントに通信モデムの組み込み工事を行わなくても、電力線通信が可能な端末装置に識別情報を自動設定できるようにして、端末装置に対する識別情報の付与を簡単かつ安価に行うことができる電力線通信装置を提供することを目的とする。

本発明は、電力線が通信媒体となっている電力線通信に使用する電力線通信装置であって、電源プラグが接続可能な通信制御用のコンセントと、電力線通信が可能な端末装置の前記電源プラグが前記コンセントに接続されると、前記端末装置の識別情報を生成かつ記憶するとともにその識別情報を当該端末装置に送信する通信制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明の電力線通信装置によれば、通信制御用のコンセントと、このコンセントへの電源プラグの接続に基づいて識別情報を自動的に生成、記憶及び送信する通信制御部を備えているので、電力線通信が可能な端末装置（他の電力線通信装置や情報家電機器等）の電源プラグをコンセントに接続することで、当該電力線通信装置が生成した識別情報を端末装置に自動設定することができる。
このため、家屋に設置された宅内コンセントに通信モデムの組み込み工事を行わなくても、端末装置に識別情報を自動設定することができるので、端末装置に対する識別情報の付与を簡単かつ安価に行うことができる。

本発明の電力線通信装置において、前記通信制御用のコンセントは電源供給を行うサービスコンセントとしても使用可能であることが好ましい。この場合、制御通信用のコンセントを認証情報の自動設定に使用しないときでも、電力供給用のサービスコンセントとして兼用できるため、電力線通信装置をより有効に利用することができる。

一方、本発明の電力線通信装置のように、電源プラグを接続するだけで認証情報を自動設定する通信制御用のコンセントを設けると、ネットワーク管理者に無断でそのコンセントに端末装置を接続して認証情報を取得し、その後、その認証済みの端末装置を近くの電力線に接続することでネットワーク内の情報を盗み出す、所謂成りすましが懸念される。
そこで、本発明の電力線通信装置において、前記通信制御部は、前記認証情報の付与がいったん完了した前記端末装置との通信が一定期間行われない場合に、その端末装置の認証情報の記憶を消去する機能を有することが好ましい。

この場合、認証情報が付与された端末装置との通信が一定期間行われない場合に、電力線通信装置の通信制御部がその端末装置の認証情報の記憶を消去するので、上記のような成りすましで認証情報を取得しても、その端末装置を再度電力線に接続するまでの期間が上記一定期間を過ぎている場合には、もはや当該電力線通信装置と通信することができなくなる。このため、成りすましによる情報漏洩を防止することができる。

また、本発明の電力線通信装置において、前記通信制御部は、複数の前記端末装置の電源プラグが前記コンセントに接続されることで、その複数の端末装置の識別情報を個別に生成かつ記憶するとともに、その各識別情報を前記複数の端末装置にそれぞれ送信するものであることが好ましい。
この場合、上記通信制御部が、コンセントに接続された複数の端末装置に対して識別情報の生成、記憶及び送信を行うので、複数の端末装置に対する識別情報の自動設定を同時に行うことができ、端末装置に対する認証情報の設定作業をより効率的に行える。

以上の通り、本発明によれば、家屋に設置されたコンセントに通信モデムの組み込み工事を行わなくても、端末装置にハウスコード等の識別情報を自動設定することができるので、端末装置に対する識別情報の付与を簡単かつ安価に行うことができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔宅内ネットワーク〕
図１は、本発明の電力線通信装置（親モデム）を用いて構築された宅内ネットワーク（ＬＡＮ）の一例を示している。
このネットワークでは、各家屋Ａ，Ｂ，Ｃ内の宅内電力線９ａ，９ｂ，９ｃに電力線通信装置１，２，３が接続されており、各家屋Ａ，Ｂ，Ｃ内にそれぞれ独立したネットワーク（ＬＡＮ）が構築されている。なお、以下において、家屋Ａ，Ｂ，Ｃに構築されたネットワークを、それぞれネットワークＡ、ネットワークＢ及びネットワークＣという。

宅内電力線９ａ，９ｂ，９ｃは、電柱等に設置された変圧器５から各家屋Ａ，Ｂ，Ｃまで延設されている。この変圧器５は、中圧電圧を低電圧（例えば、２００Ｖ）に変換するものであり、その１次側には、三層交流の中圧電圧（例えば、６ｋＶ）を配電する中圧配電線８が接続され、２次側には電力線９が接続されている。
この変圧器５の２次側に接続された電力線９は、複数の家屋Ａ，Ｂ，Ｃに共通する共通電力線であり、この共通電力線９から各家屋Ａ，Ｂ，Ｃの宅内電力線９ａ，９ｂ，９ｃが分岐している。

各宅内電力線９ａ，９ｂ，９ｃには宅内コンセント１０が適宜設けられており、これらのコンセント１０のいずれかに前記電力線通信装置１，２，３がそれぞれ接続されて各ネットワークＡ，Ｂ，Ｃが構築されている。各電力線通信装置１，２，３は電力線９ａ，９ｂ，９ｃを介してＰＬＣ信号の伝送を行うとともに電力供給を受ける。
各ネットワークＡ，Ｂ，Ｃを構成する電力線通信装置１，２，３には、少なくとも１つの親モデム１が含まれており、この親モデム１が本発明の電力線通信装置に該当する。

上記親モデム１は、ネットワークＡ，Ｂ，Ｃ内の子モデム２や、電力線通信が可能な情報家電機器３等よりなる端末装置との間でＰＬＣ信号にて通信を行うものであり、この親モデム１は、子モデム２や情報家電機器３が電力線通信を行うためのアクセスポイント（ＡＰ）となる。このため、子モデム２及び情報家電機器３はネットワークシステムのエンドポイント（ＥＰ）となる。
本実施形態の親モデム１は、ブロードバンドルータ機能を内蔵しており、インターネット等の外部ネットワークへアクセスが可能である。親モデム１がブロードバンドルータ機能を有する場合、親モデム１には、信号線Ｓ１を介して光ファイバ７又はＡＤＳＬ用の終端装置６が接続され、この終端装置６を介して外部ネットワークとの間の通信が可能となっている。

〔親モデム及び子モデムの構成〕
図２は、親モデム１と子モデム２の電力線通信のための基本構成を示している。
これらの親モデム１と子モデム２は、ともに基本構成は同様であり、筐体１９の内部に、電力線９にＰＬＣ信号を重畳させる結合回路２０と、その電力線９に伝送されるＰＬＣ信号の送受信を行うために変復調処理等を行うＰＬＣ送受信部２１と、後述する通信制御を行う通信制御部２２と、認証情報の記憶等を行うメモリ２３と、認証情報の設定処理状態をユーザに報知するＬＥＤ等よりなる表示部２４とを備えている。

また、親モデム１は、上記の基本構成に加えて、サービスコンセントとしても機能する通信制御用のコンセント２５と、このコンセント２５に対する電源プラグ２８の接続を検出する検出部２６とを備えている。
これらの親モデム１及び子モデム２は、筐体１９から延設された電源コード２７の先端部に電源プラグ２８を備えており、この電源プラグ２８を家屋Ａ，Ｂ，Ｃの宅内コンセント１０に接続することにより、ＰＬＣ信号の伝送路及び電力供給線である電力線９ａ，９ｂ，９ｃに接続される。また、これらの各モデム１，２は、イーサーネット（登録商標）ケーブルの接続ポート２９を備えており、このポート２９に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）３０とイーサーネット（登録商標）に基づく通信を行うことができる。

各モデム１，２の通信制御部２２は、各家屋のネットワークＡ，Ｂ，Ｃを区別し、自ネットワークＡ，Ｂ又はＣを認識するためのネットワークＩＤとしてＳＳＩＤを有する。このネットワークＩＤはＰＬＣ信号の送信データに含めて送信され、受信したＰＬＣ信号が自ネットワークから送信されたものであるか、他ネットワークから送信されたものであるかを区別することができる。なお、ネットワークＡ，Ｂ，Ｃの識別情報としては、ハウスコードを使用することもできる。
また、各モデム１，２の通信制御部２２は、ＰＬＣ信号を暗号化するための暗号鍵のデータを有している。この暗号鍵は、ＰＬＣ信号をネットワークＡ，Ｂ，Ｃ外の装置から読みとられないように各ネットワークＡ，Ｂ，Ｃごとに異なるものが設定される。

上記ネットワークＩＤ、暗号鍵及びハウスコード等の認証情報は、ユーザが自由に設定できるようにしてもよいが、ここでは親モデム１が自動生成するよう構成されていて、これによってユーザによる番号や記号入力の手間を省いている。
自動生成されるネットワークＩＤは、親モデム１に付与されているＭＡＣアドレスを基に生成される。より具体的には、ＭＡＣアドレスに乱数を付加することでネットワークＩＤが生成され、このようにネットワークＩＤを作成することで、唯一かつ他者に推測され難いものとすることができる。また、暗号鍵は乱数によって生成され、他のネットワークの暗号鍵と同じになり難く、かつ、他者に推測され難いものとなっている。

また、親モデム１の通信制御部２２は、電源プラグ２８が通信制御用のコンセント２５に接続されたことを前記検出部２６が検出すると、この検出に基づいて識別情報を自動的に生成してメモリ２３に記憶させるとともに、その識別情報をＰＬＣ送受信部２１に送信させるようになっている。
更に、親モデム１の通信制御部２２は、認証情報の付与がいったん完了した子モデム２や情報家電機器３等の端末装置との通信が一定期間（例えば、数時間から１日程度）行われない場合には、メモリ２３に記憶されているその端末装置の認証情報を消去する。

〔検出部の構成〕
図３及び図４は、親モデム１に設けられた前記検出部２６の構成例を示している。
このうち、図３に示す検出部２６は、通信制御用のコンセント２５の中央部から突出するピン型の検出スイッチ３１よりなり、このスイッチ３１はコンセント２５の挿入方向に沿って出退自在に設けられている。このため、コンセント２５に電源プラグ２８が差し込まれると、検出スイッチ３１が筐体１９の内部側に押し込まれ、これによって電源プラグ２８の接続が検出される。

一方、図４に示す検出部２６は、筐体１９に出退自在に設けられた当該通信制御用のコンセント２５自体によって構成されている。このため、コンセント２５に電源プラグ２８が差し込まれると、コンセント２５が筐体１９の内部側に押し込まれ、これによって電源プラグ２８の接続が検出される。
なお、電源プラグ２８の接続の検出方法はこれらに限られず、電源プラグ２８をコンセント２５に接続した時にその電源端子に発生する微小な熱変化や電流変化、インピーダンスの変化を、熱検出センサや電流検出センサ、インピーダンス検出器で検出する方法を採用することもできる。

〔認証情報の設定方法〕
図１に示す宅内ネットワークおいて、ある一つのネットワークＡには、親モデム１と第１の子モデム２と情報家電機器３が既に接続されているものとし、このネットワークＡに第２の子モデム２Ａを新たに追加する場合を想定する。この場合、新たに追加されるモデム２Ａには、親モデム１から、ネットワークＡのネットワークＩＤやネットワークＡで用いられる暗号鍵等の認証情報を設定する必要がある。

図２は、上記のような子モデム２Ａの追加の場合において、子モデム２Ａの認証情報の設定のためのモデム接続方法を示しており、本実施形態では、認証情報の通知元である親モデム１の通信制御用のコンセント２５に、認証情報の通知先である子モデム２Ａの電源プラグ２８を接続することにより行われる。

上記のようにして電源プラグ２８が接続されると、親モデム１の検出部２６がその接続を検出し、この検出に基づいて、親モデム１の通信制御部２２がネットワークＩＤや暗号鍵等の認証情報を自動生成する。この認証情報は、親モデム１のメモリ２３に記憶されるとともに、コンセント２５から電源コード２７を介して子モデム２Ａに一定時間だけ送信される。
他方、子モデム２Ａの通信制御部２２は、ＰＬＣ送受信部２１において上記認証情報を受信すると、メモリ２３にその認証情報を記憶させる。

親モデム１と子モデム２Ａのメモリ２３が認証情報を記憶すると、各モデム１，２Ａの通信制御部２２はＬＥＤ等よりなる表示部２４を点滅させ、これによってユーザに認証情報の設定が完了したことが報知される。
その後は、子モデム２Ａの電源プラグ２８を親モデム１のコンセント２５から取り外して、ネットワークＡ内にある任意の宅内コンセント１０に子モデム２Ａを差し込むことにより、子モデム２ＡがネットワークＡ内の新たな通信装置として増設されることになる。

なお、図２では、親モデム１のコンセント２５に子モデム２Ａの電源プラグ２８を接続して、その子モデム２３に認証情報を設定する場合を例示しているが、電力線通信が可能な情報家電機器３の電源プラグ２８を親モデム１のコンセント２５に接続すれば、当該情報家電機器３に対して認証情報の自動設定を行うことができる。

このように、本実施形態の親モデム１によれば、通信制御用のコンセント２５と、このコンセント２５に対する電源プラグ２８の接続に基づいて識別情報を自動的に生成、記憶及び送信する通信制御部２２を備えているので、新たに増設する子モデム２Ａや情報家電機器３等の電源プラグ２８を上記コンセント２５に接続することで、当該親モデム１が生成した識別情報をその端末装置２Ａ，３に自動設定することができる。
このため、家屋Ａ，Ｂ，Ｃに設置された宅内コンセント１０に通信モデムの組み込み工事を行わなくても、ネットワークＩＤ、暗号鍵及びハウスコード等の識別情報を端末装置２Ａ，３に自動設定することができるので、端末装置２Ａ，３に対する識別情報の付与を簡単かつ安価に行うことができる。

また、本実施形態の親モデム１によれば、通信制御用のコンセント２５が電源供給を行うサービスコンセントとしても使用可能であるから、通信制御用のコンセント２５を認証情報の自動設定に使用しないときでも、電力供給用のサービスコンセントとして兼用でき、当該親モデム１を有効利用できるという利点がある。
更に、本実施形態の親モデム１によれば、認証情報が付与された子モデム等の端末装置２Ａ，３との通信が一定期間行われない場合には、その端末装置２Ａ，３の認証情報の記憶を消去するので、その端末装置２Ａ，３を再度電力線９に接続するまでの期間が当該一定期間を過ぎている場合には、その端末装置２Ａ，３は親モデム１と通信することができなくなる。

このため、ネットワーク管理者に無断で親モデム１のコンセント２５に端末装置２Ａ，３を接続し、親モデム１が生成する認証情報を不当に取得した部外者が居たとしても、上記一定期間をある程度短い期間に設定しておけば、端末装置２Ａを電力線９に再接続するまでにその一定期間が過ぎることで当該端末装置２Ａでの通信が行えなくなり、成りすましによる情報漏洩を未然に防止することができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係る親モデム１を示している。
この実施形態の親モデム１では、その通信制御部２２が、複数の子モデム２Ａ（情報家電機器３であってもよい。）の電源プラグ２８が通信制御用のコンセント２５に接続されることで、その複数の子モデム２Ａの識別情報を個別に生成するものであり、その各識別情報は親モデム１のメモリ２３に記憶され、かつ、複数の子モデム２Ａにそれぞれ送信されるようになっている。

図５に示す接続例では、通信制御用のコンセント２５にテーブルタップ３２の電源プラグ３６が接続される。このテーブルタップ３２は、子モデム２Ａの電源プラグ２８を差込可能な複数の差込口３３を有している。より具体的には、テーブルタップ３２は、複数の差込口３３を有するコンセント本体３４と、この本体３４から延設された延長コード３５と、この延長コード３５の先端部に設けられた電源プラグ３６とを有する。

上記テーブルタップ３２の延長コード３５は、本体３４の内部で分岐して各差込口３３に繋がっている。このため、本体３４の各差込口３３に複数の子モデム２Ａの電源プラグ２８を接続することにより、親モデム１の通信制御用のコンセント２５に対して複数の子モデム２Ａを同時に接続することができる。
従って、テーブルタップ３２の各差込口３３に複数の子モデム２Ａの電源プラグ２８を差し込んだ状態で、当該テーブルタップ３２の電源プラグ３６を親モデム１のコンセント２５に接続することにより、各子モデム２Ａに対する認証情報の自動設定が行われ、このため、子モデム２Ａに対する認証情報の設定作業をより効率的に行うことができる。

なお、図５において、テーブルタップ３２の差込口３３に情報家電機器３の電源プラグを差し込むようにすれば、子モデム２Ａと同時に情報家電機器３に対する認証情報の自動設定も行うことができる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、電源プラグ２８の差込を検出する検出部２６を親モデム１設けているが、認証情報の設定作業を開始するための開始ボタンを親モデム１の筐体１９に設け、そのボタンをユーザが押動操作することで、認証情報の開始を手動で行う構成にすることもできる。

電力線通信による宅内ネットワークの全体構成図である。 親モデムと新規追加される子モデムの接続方法を示す図である。 検出部の構成例を示すためのコンセントの拡大図である。 検出部の他の構成例を示すためのコンセントの拡大図である。 親モデムと新規追加される子モデムの別の接続方法を示す図である。

符号の説明

１ 親モデム（ＡＰ：電力線通信装置）
２ 子モデム（ＥＰ：端末装置）
３ 情報家電機器（ＥＰ：端末装置）
９ 電力線
９ａ 宅内電力線
９ｂ 宅内電力線
９ｃ 宅内電力線
１９ 筐体
２０ 結合回路
２１ ＰＬＣ送受信部
２２ 通信制御部
２３ メモリ
２４ 表示部
２５ 通信制御用のコンセント
２６ 検出部
２８ 電源プラグ
３２ テーブルタップ
Ａ 宅内ネットワーク
Ｂ 宅内ネットワーク
Ｃ 宅内ネットワーク

Claims (4)

1. 電力線が通信媒体となっている電力線通信に使用する電力線通信装置であって、
   電源プラグが接続可能な通信制御用のコンセントと、
   電力線通信が可能な端末装置の前記電源プラグが前記コンセントに接続されると、前記端末装置の識別情報を自動的に生成かつ記憶するとともにその識別情報を当該端末装置に送信する通信制御部と
   を備えていることを特徴とする電力線通信装置。
2. 前記通信制御用のコンセントは電源供給を行うサービスコンセントとしても使用可能である請求項１に記載の電力線通信装置。
3. 前記通信制御部は、前記認証情報の付与がいったん完了した前記端末装置との通信が一定期間行われない場合に、その端末装置の認証情報の記憶を消去する機能を有する請求項１又は２に記載の電力線通信装置。
4. 前記通信制御部は、複数の前記端末装置の電源プラグが前記コンセントに接続されることで、その複数の端末装置の識別情報を個別に生成かつ記憶するとともに、その各識別情報を前記複数の端末装置にそれぞれ送信する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力線通信装置。

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