JP2008141603A - 電力線通信の実体接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内配線における電力線通信の信号減衰を確実に抑制する。
【解決手段】非接地側の電路Ｒ，Ｂ及び接地側の電路Ｗからなる単相３線の電源が供給される屋内配線用の分電盤５と、この分電盤５内の電路Ｂ，Ｗに接続され、電力線通信以外の用に供する複数の第１種コンセントと、分電盤５内の電路Ｒ，Ｗに接続され、電力線通信の用に供する複数の第２種コンセント１０１，２０１，３０１，３０２，４０１と、これら第２種コンセントにのみ接続されたＰＬＣモデム（電力線通信装置）２０，２２，２３とを備えた電力線通信の実体接続構造とする。電路ＲとＢとは逆になってもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力線通信（ＰＬＣ: Power Line Communication）用の実体接続構造に関する。

電力線通信は、電力線を信号伝送路として、商用交流電圧（電流）にデータ通信の信号を重畳させる通信方式であり、新規に通信用の配線を行う必要がないという利点を有する。電力線の利用範囲により種々の電力線通信の形態があり得るが、例えば戸建ての家屋では、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)と、電力線通信によるＬＡＮ(Local Area Network)とを組み合わせたシステムを構築することができる（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、主として屋内配線が電力線通信の信号伝送路として利用され、コンセントに接続された複数のＰＬＣモデム（電力線通信装置）にそれぞれパソコンや情報家電等の端末機器が接続されることにより、宅内ＬＡＮが構成される。一方、家屋内には光ファイバが引き込まれ、メディアコンバータ（ＯＮＵ）及びＰＬＣモデムを介して宅内ＬＡＮへの接続がなされる。これにより、各端末機器において、インターネット等の外部ネットワークとの接続が可能となる。

電力線通信は例えばＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で行われるものであり、信号を搬送する２つの電路（屋内配線の２線）に対して、互いに波形を正負反転した信号が送信され、その差信号から受信信号が得られる。信号レベルが高ければ（信号減衰が少なければ）、多くのビット割付が可能となり、高速な伝送が可能となる。

特開２００５−１５０９７５号公報（図５）

上記のように屋内配線を電力線通信の信号伝送路とする場合、家屋内に引き込まれる電源が単相２線であれば、全てのコンセントに共通の２線が接続されているため、電力線通信の信号伝送路として使用される電路が常に共通している。しかしながら、単相３線の電源が屋内配線用の分電盤に引き込まれている場合、非接地側の電路Ｒ（赤）及び電路Ｂ（黒）と、接地側の電路Ｗ（白）とが存在する。１００Ｖ用のコンセントは、電路Ｒ，Ｗ又はＢ，Ｗに接続されるが、そのどちらになるかは電気工事の施工時に任意に決められている。従って、どのコンセントが、どの電路に接続されているかは、配線を調べない限り不明である。

ＰＬＣモデムの親機と子機とが互いに共通の２線に接続されている場合は、両モデム間での電力線通信の信号減衰が小さいが、互いに異なる２線（Ｒ，Ｗ対Ｂ，Ｗ）に接続されている場合は、信号減衰が大きい（１０〜２０ｄＢ）。減衰により信号レベルが低下すると、所望の通信品質（通信速度）が得られない場合がある。

かかる課題に鑑み、本発明は、屋内配線における電力線通信の信号減衰を確実に抑制することを目的とする。

本発明の電力線通信の実体接続構造は、非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第３電路及び第２，第３電路のうちいずれか一方に接続され、電力線通信以外の用に供する複数の第１種コンセントと、前記第１，第３電路及び第２，第３電路のうち他方に接続され、電力線通信の用に供する複数の第２種コンセントと、前記第２種コンセントにのみ接続された電力線通信装置とを備えたものである。
上記のような電力線通信の実体接続構造では、第２種コンセントに接続された複数の電力線通信装置における電力線通信用の電路は２電路（第１，第３電路又は第２，第３電路）とも全て共通となり、信号減衰が抑制される。

また、上記実体接続構造において、第２種コンセントには電力線通信用のコンセントであることの識別表示が施されていることが好ましい。
この場合、新規に電力線通信装置を接続する場合には、その識別表示を頼りに、確実に第２種コンセントに接続することができる。

また、上記実体接続構造において、第２種コンセント以外の供給先に屋内配線用の分電盤から給電する回路には、下流側から到来するノイズを遮断するフィルタが接続されており、このフィルタは、分電盤内に設けられているように構成してもよい。
この場合、第２種コンセントとは異なる系統の回路に接続された家電製品や照明器具等において発生した高周波ノイズが、フィルタによって遮断され、電力線通信の信号回路には達しない。従って、かかる高周波ノイズが電力線通信の妨害になることはない。また、フィルタは分電盤内に設けられるので、取り付けが便利であり、かつ、安全である。

本発明の電力線通信装置の実体接続構造によれば、第２種コンセントに接続された複数の電力線通信装置における電力線通信用の電路は２電路（第１，第３電路又は第２，第３電路）とも全て共通となり、信号減衰が抑制される。従って、屋内配線における電力線通信の信号減衰を確実に抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態による電力線通信の実体接続構造を示す接続図である。図において、この戸建ての家屋Ｈは、例えば図示の４つの部屋１，２，３，４と浴室（洗面所等を含む。）Ｂとを備えているとする。部屋１に設けられた屋内配線用の分電盤５には、屋外配線から電力量計（図示せず。）を介した引込み線６が接続される。分電盤５からは、２心のケーブル（ＶＶＦ）７〜１６が引き出され、これらは各部屋１〜４及び浴室Ｂのコンセント用配線や照明用配線となっている。

コンセントには、電力線通信以外の用に供する複数の第１種コンセントと、電力線通信の用に供する複数の第２種コンセントとがある。第２種コンセントには、第１種コンセントとの識別のため、何らかの識別表示が施される。具体的には、例えば、正面に第１種コンセントとは異なる色、模様、形状を施してもよいし、あるいは、識別用の標識（例えば「ＰＬＣ」の文字）を付してもよい。なお、逆に、第１種コンセントの方に識別表示を施してもよい。図１において、コンセント２０２，３０３，Ｂ１は第１種コンセントであり、その他の、ハッチングを付して表示しているコンセント１０１，２０１，３０１，３０２，４０１は、例えばプレートの色が第１種コンセントとは異なる、第２種コンセントである。

各ケーブル７〜１６の行き先は、以下の通りである。
ケーブル７：部屋３，４の引掛シーリング３０４，４０２
ケーブル８：部屋４の壁面下方に設けられた第２種コンセント４０１
ケーブル９：部屋３の壁面下方に設けられた第２種コンセント３０１
ケーブル１０：部屋３の壁面上方に設けられた第２種コンセント３０２
ケーブル１１：部屋３の壁面上方に設けられた第１種コンセント３０３
ケーブル１２：部屋１，２の引掛シーリング１０２，２０３
ケーブル１３：部屋１の壁面下方に設けられた第２種コンセント１０１
ケーブル１４：部屋２の壁面下方に設けられた第２種コンセント２０１
ケーブル１５：部屋２の壁面上方に設けられた第１種コンセント２０２
ケーブル１６：浴室Ｂの壁面に設けられた第１種コンセントＢ１及び引掛シーリングＢ２

ここで、ケーブル１０，１１，１５は、分電盤５から非分岐でそれぞれコンセント３０２，３０３，２０２まで配線された「専用電路」となっている。コンセント２０２，３０３は典型的にはエアコン用である。なお、コンセントの設置箇所や数は一例に過ぎない。また、実際にはさらにスイッチ用配線等もあるが、ここでは省略している。

一方、２口の第２種コンセント３０２は、家電製品用ではなく、電力線通信の用に供するためのものである。このコンセント３０２は、家電製品用（例えばエアコン用）のコンセント３０３とは別に、光ファイバ１７の引込口１８が設けられる部屋３の当該引込口１８近傍に設けられる。宅内に引き込まれた光ファイバ１７の終端には、メディアコンバータ（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１９が接続されている。また、メディアコンバータ１９には通信用ケーブル２１を介してＰＬＣモデム２０（親機）が接続されている。メディアコンバータ１９は、ＰＬＣモデム２０との例えばイーサネット（登録商標）によるインターフェース機能を備えている。

コンセント３０２は、引込口１８と同じ壁面か若しくは、部屋３のコーナーを挟んで隣接する壁面に設けられ、引込口１８とは接近している。また、メディアコンバータ１９、ＰＬＣモデム２０及びコンセント３０２の三者は互いに近接して配置され、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０の電源コード１９ａ，２０ａは共に、コンセント３０２に接続される。従って、引込口１８、コンセント３０２、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０は、互いに近接した状態で、部屋３内の同じ壁面又は互いに隣接する壁面に配置されることになる。
なお、実際の取り付けに関しては、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０を、棚等の家具の上に設置してもよいし、また、壁掛け設置にしてもよい。

上記のような配置により、メディアコンバータ１９、ＰＬＣモデム２０及びコンセント３０２の三者は、引込口１８の近傍に集約して配置され、そのため、光ファイバ１７の引き込み長さを短くすることができ、引き回しが簡単になる。
なお、メディアコンバータ１９とＰＬＣモデム２０とが互いに近接していることにより、通信用ケーブル２１はごく短い長さで足りる。この通信用ケーブル２１は長くすることも可能ではあるが、電力線通信の利点の１つである通信用配線の節約という観点からは、長くしないことが好ましい。

一方、図１の部屋２内に設置されるＰＬＣモデム２２は、電源コード２２ａをコンセント２０１に接続することにより、分電盤５を介して、親機のＰＬＣモデム２０と電力線通信が可能な状態となる。同様に、部屋４内に設置されるＰＬＣモデム２３は、電源コード２３ａをコンセント４０１に接続することにより、分電盤５を介して、親機のＰＬＣモデム２０と電力線通信が可能な状態となる。また、図示しないが、各ＰＬＣモデム２０，２２，２３にはパソコンや情報家電等の端末機器が接続され、屋内配線を信号伝送路とした宅内ＬＡＮが構成されるとともに、各端末機器において、光ファイバ１７を介しての、インターネット等の外部ネットワークとの接続が可能となる。なお、ＰＬＣモデム２２，２３の配置や個数は一例に過ぎない。

上記各コンセントに関して、「第１種」となる条件は、コンセントの設置場所から用途が限定され、電力線通信用として用いられる可能性が実質的に無いことである。例えばコンセント２０２，３０３は手が届きにくい壁面の高い位置にあり、実質的にエアコン専用である。また、コンセントＢ１は浴室（洗面所）Ｂ内にあるのでパソコン等を設置することはなく、従って、電力線通信に用いられる可能性は実質的に無い。一方、コンセントが「第２種」となる条件は、コンセントの設置場所から、電力線通信用として用いられる可能性が高いことである。例えば、コンセント３０２は、前述のようにメディアコンバータ１９やＰＬＣモデム２０のために設けられるものである。また、コンセント１０１，２０１，３０１，４０１はそれぞれ容易に手が届く位置にあり、パソコン等がこれらの近くに設置され、電力線通信が行われる可能性が高い。

図２は、図１における電力線通信に関する部分を抜き出して示すとともに、分電盤５の内部構成を示す接続図である。図において、引込み線６は単相３線式で、非接地側の第１電路Ｒ（赤）及び第２電路Ｂ（黒）と、接地側の第３電路Ｗ（白）とを有し、Ｒ−Ｗ間及びＢ−Ｗ間の電圧は１００Ｖ、Ｒ−Ｂ間の電圧は２００Ｖである。引込み線６は、分電盤５内の主幹の回路遮断器５Ｍに接続される。回路遮断器５Ｍの２次側電路は、複数（ここでは１０個）の回路に分岐し、各回路には回路遮断器５０〜５９が設けられている。そして、これらの回路遮断器５０〜５９を介して、家屋内の各所に電源が供給されている。

図示の例は、１００Ｖのみの供給を行う場合であり、回路遮断器５０〜５９はＲ，Ｗ又はＢ，Ｗに接続される。Ｒ，Ｗ及びＢ，Ｗのどちらに接続されるかには規則性があり、第２種コンセント４０１，３０１，３０２，１０１，２０１を配下に置く回路遮断機５１，５２，５３，５６，５７は全て、電路Ｒ，Ｗに接続されている。一方、それ以外の回路遮断機５０，５４，５５，５８，５９は全て、電路Ｂ，Ｗに接続されている。また、これらの回路遮断機５０，５４，５５，５８，５９の２次側には、フィルタ５Ｆが直列に接続されている。
図３は、フィルタ５Ｆの内部回路を示す図である。フィルタ５Ｆは、コイル（リアクタンス）５Ｆ１とコンデンサ５Ｆ２とをπ型に接続してなり、高周波ノイズ遮断機能を有する。

図２において、メディアコンバータ１９及びＰＬＣモデム２０をコンセント３０２に接続するとともに、ＰＬＣモデム２２をコンセント２０１に、ＰＬＣモデム２３をコンセント４０１にそれぞれ接続すると、各ＰＬＣモデム２０，２２，２３の電力線通信用の電路は２電路（Ｒ，Ｗ）とも全て共通となり、電力線通信の信号減衰が抑制される。従って、屋内配線における電力線通信の信号減衰を確実に抑制することができる。
また、前述のように、第２種コンセント１０１，２０１，３０１，４０１には第１種コンセントとの識別表示が施されているので、新規にＰＬＣモデム（子機）を接続する場合には、その識別表示を頼りに、確実に第２種コンセントに接続することができる。

また、親機であるＰＬＣモデム２０に関しては、分電盤５の回路遮断器５３からコンセント３０２までが非分岐で配線された専用電路のケーブル１０であるため、分岐による電力線通信の信号減衰が防止され、この電路における電力線通信の信号減衰も抑制される。なお、コンセント３０２が２口であることにより、厳密にはここに電路の分岐が存在するが、２口間の距離が短い（電力線通信の使用波長λの１／４未満）ため、実質的な分岐にはならない。

一方、第２種コンセント１０１，２０１，３０１，４０１とは異なる系統の、図１の第１種コンセント２０２，３０３，Ｂ１に接続された家電製品（図示せず。）や、引掛シーリング１０２，２０３，３０４，４０２，Ｂ２に接続された照明器具（図示せず。）等において高周波ノイズが発生することがある（特にインバータ機器から発生しやすい）。しかし、このような高周波ノイズはフィルタ５Ｆによって遮断され、各回路遮断機５０，５４，５５，５８，５９以上の上流には達しない。従って、高周波ノイズが電力線通信の妨害になることはない。また、フィルタ５Ｆは分電盤５内に設けられるので、取り付けが便利であり、かつ、安全である。

なお、上記実施形態では第２種コンセントの系統を電路Ｒ，Ｗに接続し、それ以外の系統を電路Ｂ，Ｗに接続したが、逆に、第２種コンセントの系統を電路Ｂ，Ｗに接続し、それ以外の系統を電路Ｒ，Ｗに接続してもよい。

なお、上記実施形態では外部ネットワークとの接続がＦＴＴＨ(Fiber To The Home)であるが、ＡＤＳＬ(Asymmetric Digital Subscriber Line)の回線終端装置に上記のようなＰＬＣの宅内ＬＡＮを接続することも可能である。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の一実施形態による電力線通信の実体接続構造を示す接続図である。 図１における電力線通信に関する部分を抜き出して示すとともに、分電盤の内部構成を示す接続図である。 フィルタの内部回路図である。

符号の説明

５Ｆ フィルタ
２０，２２，２３ ＰＬＣモデム（電力線通信装置）
２０２，３０３，４０２，Ｂ１ 第１種コンセント
１０１，２０１，３０１，３０２，４０１ 第２種コンセント

Claims (3)

1. 非接地側の第１，第２電路及び接地側の第３電路からなる単相３線の電源における第１，第３電路及び第２，第３電路のうちいずれか一方に接続され、電力線通信以外の用に供する複数の第１種コンセントと、
   前記第１，第３電路及び第２，第３電路のうち他方に接続され、電力線通信の用に供する複数の第２種コンセントと、
   前記第２種コンセントにのみ接続された電力線通信装置と
   を備えたことを特徴とする電力線通信の実体接続構造。
2. 前記第２種コンセントには電力線通信用のコンセントであることの識別表示が施されている請求項１記載の電力線通信の実体接続構造。
3. 前記第２種コンセント以外の供給先に屋内配線用の分電盤から給電する回路には、下流側から到来するノイズを遮断するフィルタが接続されており、このフィルタは、前記分電盤内に設けられている請求項１記載の電力線通信の実体接続構造。

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