(57)【要約】【課題】電力線搬送システムにおける通信性能を個々の子局装置ごとに実態に即して事前に評価することを可能とする通信性能事前評価方法の提供。【解決手段】電力線搬送システムに加入した場合に設置される親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件と雑音源に関するデータを収集してデータベース格納装置に格納することでデータベース１４、１５を作成するステップと、このデータベースから取り出したデータをデータ処理装置１３で処理して子局装置における通信性能の推定値を求めるステップを含んで子局装置における通信性能の事前評価をなす。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置が設けられるようになっている電力線搬送システムについて、当該電力線搬送システムへの加入がなされた場合に設置される前記子局装置における通信性能を電力線搬送システムの加入に先立って事前に評価する、通信性能事前評価方法において、
前記電力線搬送システムへの加入時に設置される前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件と雑音源に関するデータを収集してデータベース格納装置に格納することでデータベースを作成するステップと、このデータベースから取り出した前記データをデータ処理装置で処理して前記子局装置における通信性能の推定値を求めるステップを含んで前記子局装置における通信性能の事前評価をなすようにされていることを特徴とする通信性能事前評価方法。
【請求項２】
前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件として、前記変圧器の型式と高周波特性、前記変圧器から前記子局装置までの前記通信伝送路用電力線の線種と長さ、および前記通信伝送路用電力線に介在するブレーカと電力量計それぞれの型式を含ませるようにした請求項１に記載の通信性能事前評価方法。
【請求項３】
電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置が設けられるようになっている電力線搬送システムについて、当該電力線搬送システムへの加入がなされた場合に設置される前記子局装置における通信性能を電力線搬送システムの加入に先立って事前に評価し、この評価結果を、前記電力線搬送システムへの加入を希望する加入希望者からの問合せに応じて回答する、通信性能事前評価サービス提供方法であって、
前記電力線搬送システムへの加入時に設置される前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件と雑音源に関するデータを収集してデータベース格納装置に格納することでデータベースを作成するステップと、このデータベースから取り出した前記データをデータ処理装置で処理して前記子局装置における通信性能の推定値を求めるステップを含んで前記子局装置における通信性能の事前評価をなすようにされている通信性能事前評価サービス提供方法。
【請求項４】
前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件として、前記変圧器の型式と高周波特性、前記変圧器から前記子局装置までの前記通信伝送路用電力線の線種と長さ、および前記通信伝送路用電力線に介在するブレーカと電力量計それぞれの型式を含ませるようにした請求項３に記載の通信性能事前評価サービス提供方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線を通信伝送路とする電力線搬送システムにおける通信性能を事前に評価する方法およびそれを用いた通信性能事前評価サービス提供方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力線搬送システムは、電力線を通信の伝送路に用いるネットワーク方式であり、家庭向けの場合であれば、各家庭の近くまで敷設されている光ファイバケーブルに電力線（電灯線）を伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置が設けられる形態となるのが通常である。
【０００３】
このような電力線搬送システムにおける通信性能（これは通常、通信速度で表される）は、各子局装置とその親局装置における信号の減衰特性や雑音特性が異なるために、個々の子局装置ごとに異なることになる。従来ではこの通信性能の評価にあたって、電力線に信号発生器を接続して実際に信号の伝送試験を行ない、その試験信号の減衰特性や雑音特性をスペクラムアナライザなどの測定器で測定するようにしていた。ただ、こうした実測による通信性能評価を個々の子局装置すべてについて行なうことには多大な費用と手間を必要とすることから、一部の子局装置について通信性能評価を行ない、その結果から統計処理などにより平均的な通信性能を求め、これに基づいて電力線搬送システムによるネットサービスの条件を大まかに決めているというのが実情であった。このように一部の実測試験から全体の平均的な通信性能を推定する評価手法であると、個々の親局装置や子局装置ごとに信号の減衰特性や雑音特性が大きく異なる可能性のあることから、推定に大きな幅をもたせる必要があり、結果としてかなり大まかな通信性能評価にならざるをえない。すなわち従来では電力線搬送システムにおける通信性能を個々の子局装置ごとに実態に即して適切に評価することが十分にできていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電力線搬送システムには、どの部屋からでも情報機器のインターネットへの接続が簡単にできるようなアクセス・ネットワークを一般家庭に構築するについて、新たな配線を必要としないという大きな利点がある。したがって電力線搬送システムは一般家庭の高度情報化にとって有力な手段であるといえる。このような電力線搬送システムを広く普及させるについては、子局装置ごとに異なる通信性能を適切に評価し、電力線搬送システムへの加入を希望する加入希望者の求めに応じて、当該加入希望者が享受可能な通信性能に関する情報を事前に提供できるようにすることが特に重要である。しかし上記したように、従来では通信性能を個々の子局装置ごとに実態に即して事前に評価する手法がなく、この要求に応えることができていない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、電力線搬送システムにおける通信性能を個々の子局装置ごとに実態に即して事前に評価することを可能とする通信性能事前評価方法の提供を目的とする。また本発明ではそのような通信性能事前評価方法を利用した通信性能事前評価サービス提供方法の提供も目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置が設けられるようになっている電力線搬送システムについて、当該電力線搬送システムへの加入がなされた場合に設置される前記子局装置における通信性能を電力線搬送システムの加入に先立って事前に評価する、通信性能事前評価方法において、前記電力線搬送システムへの加入時に設置される前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件と雑音源に関するデータを収集してデータベース格納装置に格納することでデータベースを作成するステップと、このデータベースから取り出した前記データをデータ処理装置で処理して前記子局装置における通信性能の推定値を求めるステップを含んで前記子局装置における通信性能の事前評価をなすようにしている。
【０００７】
また本発明では、上記のような通信性能事前評価方法について、前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件として、前記変圧器の型式と高周波特性、前記変圧器から前記子局装置までの前記通信伝送路用電力線の線種と長さ、および前記通信伝送路用電力線に介在するブレーカと電力量計それぞれの型式を含ませるようにしている。
【０００８】
また本発明では上記目的を達成するために、電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置が設けられるようになっている電力線搬送システムについて、当該電力線搬送システムへの加入がなされた場合に設置される前記子局装置における通信性能を電力線搬送システムの加入に先立って事前に評価し、この評価結果を、前記電力線搬送システムへの加入を希望する加入希望者からの問合せに応じて回答する、通信性能事前評価サービス提供方法であって、前記電力線搬送システムへの加入時に設置される前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件と雑音源に関するデータを収集してデータベース格納装置に格納することでデータベースを作成するステップと、このデータベースから取り出した前記データをデータ処理装置で処理して前記子局装置における通信性能の推定値を求めるステップを含んで前記子局装置における通信性能の事前評価をなすようにされてなる通信性能事前評価サービス提供方法を提供する。
【０００９】
また本発明では上記のような通信性能事前評価サービス提供方法について、前記親局装置と子局装置を取り巻く物理的条件として、前記変圧器の型式と高周波特性、前記変圧器から前記子局装置までの前記通信伝送路用電力線の線種と長さ、および前記通信伝送路用電力線に介在するブレーカと電力量計それぞれの型式を含ませるようにしている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに、より具体的に説明する。まず電力線搬送システムの構成についてその概略を説明する。電力線搬送システムは、家庭向けの場合であると、各家庭の近くまで敷設されている光ファイバケーブルなどの通信系に電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置が配電線路における変圧器単位で設置され、この親局装置の下に複数の子局装置（これはモデム機能などを負った通信端末装置ないしそれを内蔵した情報機器などである）が従属する形態となるのが一般的である。
【００１１】
図１にそのような電力線搬送スシステムの構成例を示す。この例は架空配電線に沿って敷設されている光ファイバケーブルからのアクセス・ネットワークを集合住宅の各戸に構築する場合である。光ファイバケーブルに電力線を通信伝送路用として接続するための親局装置２０は、光信号と電気信号相互の変換をなすなどの機能を負っており、図の例では電柱２１に設置されて、光ファイバケーブル２２に接続されるとともに変圧器２３の２次側つまり電力引込み線２４に接続されている。集合住宅Ｍには、電力引込み線２４を接続するメインブレーカ２５がその側壁などに設置されている。メインブレーカ２５からは集合住宅の各戸２６に屋内配線２７が延びている。また各戸には電力量計２８と戸別ブレーカ２９が設けられるとともに、屋内配線２７から分岐させた戸ごとの屋内配線３０が延びている。この屋内配線３０には複数のコンセント３１が接続されており、このコンセント３１を介して子局装置３２が、通信伝送路として機能する電力線（屋内配線３０、屋内配線２７、電力引込み線２４）に接続される。
【００１２】
次に、このような電力線搬送システムにおける子局装置３２の通信性能を事前に評価する、つまり電力線搬送システムを集合住宅Ｍに導入するに先立って評価する方法の原理について説明する。子局装置３２の通信性能は主に、親局装置２０から子局装置３２までの間での信号の減衰特性と雑音特性により規定される。減衰特性は、親局装置２０から子局装置３２までの間の物理的条件に基づくことにより、かなりの精度で推定することができる。その物理的条件としては、引込み系のそれと屋内系のそれがある。引込み系の主な物理的条件としては、変圧器２３の型式と高周波特性（インピーダンス特性と信号吸収特性）、および電力引込み線２４の線種と長さがある。一方、屋内系の主な物理的条件としては、メインブレーカの型式、屋内配線２７の線種と長さ、電力量計２８の型式、戸別ブレーカ２９の型式、および屋内配線３０の線種と長さがある。なお、図１の例のように親局装置２０を電柱２１に設けるのに代えて、集合住宅の側壁などに設ける場合もある。また、光ファイバーを集合住宅まで張る代わりに柱上に無線ＬＡＮ親局を置き、側壁に無線ＬＡＮ子局と親局装置２０を置いて柱上と無線でつなぎ親局装置２０を接続する場合もある。この場合には電力引込み線２４の影響を考慮する必要はない。
【００１３】
雑音特性については主に、住宅内で使用される家電品から発生する雑音と放送波による雑音を評価すれば足りる。家電品から発生する雑音は、５ＭＨｚ以上は大幅に減衰した弱い信号になるので、ある弱いレベルの一定の雑音がバイアスとして重畳しているというモデルで推定できる。放送波については、集合住宅２４が所在する地域によって放送波の周波数や出力が決まっているので、これに基づいて放送波による雑音の程度を推定することができる。
【００１４】
図２に減衰特性の例を、図３に雑音特性の例を、そして図４に信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の例を示す。図４のＳ／Ｎ比は、親局装置の出力電圧と図２の減衰特性を組み合わせ、さらに図３の雑音特性を組み合わせることで算出される。図５に示すのは、集合住宅への引込み線や屋内配線に使われる代表的な電線の線種（ＤＶ線，ＯＷ線と呼ばれる線種）の違いによる減衰特性の例である。
【００１５】
このような基本的なデータを用いることで、評価対象の子局装置とその親局装置を取り巻く上記のような物理的条件や雑音条件から減衰特性と雑音特性を推定することができる。例えば電力線の長さに応じた減衰特性は、集合住宅に一般的に用いられている線種の場合、一例として１０ｍにつき５ｄＢ程度であり、図１において、仮に電力引込み線２４の長さが２０ｍ、屋内配線２７の長さが２０ｍ、そして屋内配線３０の長さが４０ｍであれば、それぞれ１０ｄＢ、１０ｄＢ、２０ｄＢとなり、合計で４０ｄＢ程度と推定できる。
【００１６】
雑音特性については、不確定要素の多い家電品が雑音の主要な発生源としてあることから、その正確な推定は必ずしも容易でないが、家電品から発生する電磁波の周波数ｆの逆数１／ｆに比例して減衰するようなモデルを用いて推定することが可能である。また、家電品の種類や設置場所によって電力線上の雑音特性は変わるが、家電品から電力線上に出てくる雑音電圧の許容限度値を用いてモデリングすることも可能である。図６に示すのは、家電品から出てくる最大の雑音レベルのデータ例である。このように家電品については、そこから発生する雑音に対し周波数に応じて限度値が決められている。そこで、これより大きい雑音は電力線上には出てくることはないと仮定してモデリングするのが上でいう、雑音電圧の許容限度値を用いたモデリングである。
【００１７】
減衰特性と雑音特性が求められると、それらから上記のようにしてＳ／Ｎ比を求めることができる。そして電力線搬送で用いる周波数帯域についてＳ／Ｎ比をどの程度確保できるかがわかると、通信性能（通信速度）を推定することができる。代表的な変調方式であるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式では、使用するキャリア数をＮ、各キャリアの平均割付けビット数をｍとし、ＴＣＰ／ＩＰなどのプロトコル処理のオーバーヘッドが５０％あるとすると、
Ｎ×ｍ×０．５
という式で、通信性能を推定することができ、そのｍの値は、Ｓ／Ｎ比（ｄＢ）に応じて下記のような形で推定することができる。
９ｄＢ〜１４ｄＢ：ｍ＝１
１４ｄＢ〜２０ｄＢ：ｍ＝２
２０ｄＢ〜２６ｄＢ：ｍ＝４
２６ｄＢ〜３２ｄＢ：ｍ＝６
３２ｄＢ　以上　：ｍ＝８
【００１８】
以上が本発明による通信性能事前評価方法の原理的な背景である。したがって本発明による通信性能事前評価方法では、まず電力線搬送システムを導入した場合に設置される親局装置と子局装置を取り巻く上記のような物理的諸条件と雑音源に関するデータを収集してデータベースを作成するステップがある。それから、このデータベースから取り出したデータをデータ処理装置で処理して各子局装置における通信性能の推定値を求めるステップがあり、これらのステップを含んで個々の子局装置における通信性能の事前評価を行なうことになる。このような通信性能事前評価方法によれば、子局装置の通信性能を個々の実情に即して評価することができるようになり、電力線搬送システムへの加入希望者からの通信性能に関する問合せに対して的確に回答することが可能となる。そしてこのことは電力線搬送システムの普及に大きく寄与するものと期待される。
【００１９】
次に、以上のような通信性能事前評価方法を活用した通信性能事前評価サービス提供方法について説明する。図７に、本発明による通信性能事前評価サービス提供方法を実施するのに用いるシステムの一構成例を示し、図８にこのシステムでの処理の流れを示す。電力線搬送システムへの加入を希望する加入希望者１１は、その加入申し込みに先立って、当該加入希望者１１が享受できる通信性能の程度についての問合せを、例えばインターネットを介して問合せセンターに対して行なう（図８のステップ１００）。この問合せは通信性能評価サービス提供システム１２が受け付ける（図８のステップ１０１）。問合せを受け付けた通信性能評価サービス提供システム１２は、その問合せが通信性能に関する問合せであるか否かを判断する（図８のステップ１０２）。その結果がＹｅｓであったら、データ処理装置１３は、加入希望者１１に対応するデータをデータベース格納装置のデータベース１４、１５から取り込み、そのデータを処理することで加入希望者１１が享受できる通信性能を推定する、より具体的には通信速度の推定値を求める（図８のステップ１０３）。そして、その結果を加入希望者１１に回答する（図８のステップ１０４）。回答を受けた加入希望者１１は、その回答で与えられた通信性能情報を検討し、満足ゆくものであれば電力線搬送システムへの加入を申し込む。
【００２０】
通信性能評価サービス提供システム１２におけるデータベース１４は、減衰特性に影響する上記のような物理的条件に関するデータの集まりである。一方、データベース１５は、上記のような雑音源に関するデータの集まりである。これらのデータベース１４、１５は、後述するような基準で選択した電力線搬送システムの導入対象候補住宅について予め下見をするなどして収集したデータを用いて作成される。なお屋内配線については実際の配線系統を把握できない場合がある。そのような場合には、建物の規模、例えば集合住宅であれば階数や各階の戸数から屋内配線の線種や長さを推定することになるが、これでも実用上十分な精度が得られる。
【００２１】
ここで、加入希望者１１を無差別に許容することは実際上困難である。つまり加入希望者１１から受けた問合せに対して通信性能評価サービス提供システム１２が常に回答することができる状態にあるためには当該加入希望者１１に対応するデータがデータベース１４、１５に蓄積されていることが条件になる。そこで、電力線搬送システムを導入するのに適した条件の住宅を導入対象候補住宅としてピックアップし、このピックアップした導入対象候補住宅について、上記のような通信性能評価に必要な各種データを予め収集する。そしてこの収集を終えた住宅の住人などに対して通信性能評価サービスの案内を送り、この案内を受けた者だけ問合せセンターにアクセスできるようにする。
【００２２】
また通信性能評価サービスの提供先つまり電力線搬送システムの導入対象候補住宅としては、電力線搬送システムを導入するのに適した住宅を選ぶのが通常である。電力線搬送システムには、上記のように、住宅にアクセス・ネットワークを構築するについて新たな配線を必要としないという特徴がある。また電力線搬送システムを住宅に導入するについては、親局装置と子局装置が必要で、これらの費用負担、特に親局装置の費用負担が問題となるが、一つの親局装置でカバーする住宅の戸数が多いほど各戸の費用負担が少なくなるという関係がある。またその一方で、通信性能の確保に関しては、一つの親局装置でカバーする住宅の戸数が少ないほどよいという関係がある。つまり費用対効果の点では、一つの親局装置でカバーする戸数がある程度以上であることが望ましく、通信性能の確保からは、一つの親局装置でカバーする戸数ができるだけ少ないことが望ましく、したがって、一つの親局装置でカバーする戸数が一定の範囲であることが望ましいということである。さらに電力線搬送システムにあっては、親局装置と子局装置の間の距離ができるだけ短いことがその通信性能の確保にとって好ましい条件となる。
【００２３】
電力線搬送システムにおけるこのような特徴や条件を最も効果的に活かし、また満足させることのできるのは集合住宅である。すなわち集合住宅は、アクセス・ネットワークのための新たな配線工事の困難度が一般の戸建住宅に比べて高く、新たな配線不要という電力線搬送システムの特徴が特に活かされる。また集合住宅であると、その全戸が加入するのが通常であることから、一つの親局装置でカバーする戸数を適切な範囲に収めることが容易である。適切な戸数の例としては、例えば、電力線搬送システムにおける使用周波数帯域が２〜３０ＭＨｚで、各子局装置の標準的な通信速度として１０Ｍｂｐｓを確保する条件を考えると、一つの親局装置でカバーする戸数は４０戸以下であること望ましく、これに費用対効果のための下限戸数を１０戸程度とすると、１０〜４０戸程度となる。また集合住宅の場合には、その規模がある程度以上であると、その集合住宅用の変圧器が近接して設置されているのが一般的であり、したがって親局装置を変圧器のある電柱などに設置する場合でも親局装置と子局装置の間の距離が短くて済み、電力線搬送システムの導入に都合がよい。
【００２４】
このように電力線搬送システムについては、それを普及させる上で好ましいターゲットとして集合住宅がある。したがって本発明による通信性能事前評価サービス提供方法においては、そのサービスの提供先となる「電力線搬送システムへの加入希望者」として、例えば１０〜４０戸程度の規模である集合住宅の所有者や管理者に重点をおき、またこれらの者が所有あるいは管理する集合住宅を通信性能評価に必要な各種データの事前収集の主な対象とすることになる。このことは、言い換えれば、既存集合住宅に電力線搬送システムを導入してその付加価値を高めようとする場合に、集合住宅の所有者や管理者を援けるための有効な手法として本発明による通信性能事前評価サービス提供方法を用いることができるということである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における通信性能事前評価方法によれば、子局装置の通信性能を個々の実情に即して評価することができるようになる。また本発明における通信性能事前評価サービス提供方法によれば、電力線搬送システムへの加入希望者が享受できる通信性能についての情報を加入希望者の求めに応じて提供することができる。そしてこのような本発明には、電力線搬送システムの普及への大きな寄与を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電力線搬送システムの一構成例を示す図である。
【図２】減衰特性の例を示す図である。
【図３】雑音特性の例を示す図である。
【図４】Ｓ／Ｎ比の例を示す図である。
【図５】引込み線や屋内配線に使われる代表的な電線の線種の違いによる減衰特性の例を示す図である。
【図６】家電品からの雑音端子電圧の限度値の例を示す図である。
【図７】通信性能事前評価サービス提供方法の実施に用いられるシステムの一構成例を示す図である。
【図８】図７のシステムにおける処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
１１　加入希望者
１３　データ処理装置
１４　データベース
１５　データベース
２０　親局装置
２２　光ファイバケーブル
２３　変圧器
２４　電力引込み線（電力線）
２５　ブレーカ
２７　屋内配線（電力線）
２８　電力量計
２９　ブレーカ
３０　屋内配線（電力線）
３２　子局装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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