(57)【要約】【課題】安価で、かつ伝送容量を高めることが可能な通信システムを提供する。【解決手段】光ファイバ１４内を伝送される光信号を分岐させる光分岐器１５ａ，１５ｂと、複数のユーザ８ａ〜８ｄに電力を供給するための低圧電力線４ａ〜４ｄに接続されて、光分岐器１５ａ，１５ｂから出力される光信号を変換して得られた電気信号を低圧電力線４ａ〜４ｄにより送電される電力に畳重させて電力線搬送によりユーザ８ａ〜８ｄに伝送する光／電力線搬送装置１６ａ，１６ｂと、電力引込線６ｃ〜６ｈに接続され、電力線搬送の通信信号を増幅するリピータ９ｂ〜９ｄを備える。【選択図】　図１
2004015165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を電力線に重畳させた電力線搬送信号により通信する電力線搬送通信に使用されるリピータであって、
前記通信信号としての光信号と前記電力線搬送信号とを相互に変換する光／電力線搬送装置と、前記電力線搬送信号と前記通信信号とを相互変換する電力線搬送装置との間で送受される電力線搬送信号を増幅する増幅手段、を備えたこと、を特徴とする電力線搬送用のリピータ。
【請求項２】
前記リピータは、前記光／電力線搬送装置と前記電力線搬送装置との間の前記電力線搬送信号の減衰を基準として、前記光／電力線搬送装置と前記電力線搬送装置を結ぶ電力線の略中間位置に設置されること、
を特徴とする請求項１に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項３】
前記リピータは、前記電力線搬送装置が設置されるユーザ宅の電力量計の近傍に配置されること、
を特徴とする請求項１に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項４】
前記リピータは、前記電力に重畳された電力線搬送信号をブロックするブロッキングフィルタを備え、
前記増幅手段は、前記ブロッキングフィルタに並列して設けられること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項５】
前記リピータの増幅手段は、スイッチ機能を持っており、該スイッチ機能の開閉動作により、増幅度を少なくともＯＮ・ＯＦＦの２段階にわけられること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項６】
前記電力線が単相３線式の場合は、前記電力線の単相３線のうちの２線間に信号を出力したときに当該信号を単相３線の他の２線に発生させるブリッジ回路を備えたこと、
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項７】
前記電力線が単相３線式の場合は、前記電力線の単相３線のうちの２線間に信号を出力したときに当該信号を結合回路で単相３線の他の２線に発生させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電力線搬送用のリピータ。
【請求項８】
通信信号を電力線に重畳させた電力線搬送信号により通信する電力線搬送通信に使用され、前記通信信号としての光信号と前記電力線搬送信号とを相互に変換する光／電力線搬送装置であって、
通信信号としての光信号が伝送される光ファイバが光分岐器から分岐して接続されると共に、
変圧器により降圧されてユーザ宅に向かう電力線で、所定値以上のインピーダンスを有する信号減衰防止手段を備えるものと、当該信号減衰防止手段の下流側の位置で接続される構成を有すること、
を特徴とする電力線搬送用の光／電力線搬送装置。
【請求項９】
電力線に通信信号を重畳させた電力線搬送信号により通信する電力線搬送通信に使用され、前記通信信号としての光信号と前記電力線搬送信号とを相互に変換する光／電力線搬送装置であって、
通信信号としての光信号が伝送される光ファイバが光分岐器から分岐して接続されると共に、
変圧器により降圧されてユーザ宅に向かう電力線に前記変圧器から１０ｍ以上伸ばされた位置で接続される構成を有すること、
を特徴とする電力線搬送用の光／電力線搬送装置。
【請求項１０】
前記光／電力線搬送装置は、集合住宅の分電盤の近傍に設置されること、
を特徴とする請求項８または請求項９に記載の電力線搬送用の光／電力線搬送装置。
【請求項１１】
通信信号を電力線に重畳させた電力線搬送信号により通信する電力線搬送システムであって、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のリピータ、および／または請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の光／電力線搬送装置と、を備えたこと、
を特徴とする電力線搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個人や企業等のユーザ間で情報の伝送を行うための電力線搬送用のリピータ、光／電力線搬送装置、および電力線搬送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットに代表される通信網を介して企業や個人の間で大量の情報が伝送されるようになってきた。そして、伝送される情報量の増加に伴い、通信路の伝送容量（伝送速度）の向上が求められてきている。通信手段として、光ファイバ通信、無線、ＡＤＳＬ、電力線搬送等があるが、いずれの場合でも高速通信が求められている。電力線を通信路として利用した電力線搬送通信の例としては、例えば特開２００１−１５６８７３号公報が挙げられ、柱上トランスのところに設置される親局装置（マスタ）と各家庭に設置される子局装置（スレーブ）間で、柱上トランスの２次側である低圧配電線を利用して通信を行うことが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、柱上トランスから各家庭間に引き込まれる低圧配電線の距離は、数十ｍから数百ｍであり、この低圧配電線（配電線ともいう）には複数の家庭が接続されている。このため、各家庭内で使用される家電品やその他の機器（例、パソコン、プリンタ等）、特に近年普及しているインバータ機器、ＩＨ（誘導加熱）調理器から高周波の電気ノイズが家電品の電源ラインを介してこの低圧配電線に重畳される。
【０００４】
また、低圧配電線の距離が数十ｍから数百ｍと比較的に長く、かつ低圧配電線は通信ケーブルと異なり通信特性が悪いため、柱上トランスのところに設置される親局装置と各家庭に設置される子局装置間で電力線搬送による通信を実施した場合に、通信信号が減衰してしまい、親局装置や子局装置での受信信号の信号対ノイズの比であるＳ／Ｎが十分確保できなく、結果として通信速度を高くできないという問題が生じる。
【０００５】
さらに、集合住宅の場合、集合住宅入口のところまで光ファイバが敷設されたり、ＡＤＳＬ局が設置されることが考えられる。この場合、集合住宅入口のところに親局装置を設置し、各家庭に子局装置が設置されることになるが、親局装置と各家庭間の配電線の距離は数十ｍ以上になる。しかも家庭の家電機器からの高周波電気ノイズが配電線に重畳される。従って、この場合にも親局装置と各家庭に設置される子局装置間で電力線搬送による通信を実施した場合に、通信信号が減衰してしまい、親局装置や子局装置での受信信号の信号対ノイズの比であるＳ／Ｎが十分確保できなく、結果として通信速度を高くできないという問題が生じる。　つまり、親局と子局間の電力線間距離が数十ｍ以上で、かつ家電品やその他の機器が電力線に接続される環境では、親局装置や子局装置での受信信号の信号対ノイズの比であるＳ／Ｎが十分確保できなく、結果として通信速度を高くできないという問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の主たる目的は、親局装置と子局装置間での伝送速度（伝送容量）を高めることが可能な電力線搬送用のリピータ、光／電力線搬送装置、および電力線搬送システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、通信信号を電力線に重畳させた電力線搬送により通信を行なう際に、親局装置に相当する光／電力線搬送装置と子局装置に相当する電力線搬送装置の間に設置され、この間の電力線搬送信号を増幅する電力線搬送用のリピータとした。また、所定値以上のインピーダンスをもって変圧器に接続される光／電力線搬送装置とした。また、前記リピータ及び／又は前記光／電力線搬送装置を備える電力線搬送システムとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明の実施形態は、（１）電力線搬送信号を増幅するリピータを介して電力線搬送信号による通信システムである第１実施形態と、（２）低圧電力線が単相３線式での電力線搬送信号による通信システムである第２実施形態と、（３）集合住宅での電力線搬送信号による通信システムである第３実施形態とに大別して説明する。
【０００９】
〔第１実施形態〕
第１実施携帯の通信システムを、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１実施形態の通信システムが適用される好適な実施形態である電力線搬送システムの構成を示す図である。
【００１０】
図１において、高圧電力線１は、電柱２ａ，２ｂに架設され、高電圧（本実施例では６．６ＫＶ）の電力を送電する。この高圧電力線１には変圧器３ａ，３ｂの１次側が接続されており、変圧器３ａ，３ｂは高圧電力線１を送電される高電圧の電力を低電圧（本実施例では１００Ｖと２００Ｖ）に変圧して２次側から出力する。なお、図に示すように、電柱２ａに変圧器３ａが設置され、電柱２ｂには変圧器３ｂが設置される。変圧器３ａの２次側には低圧電力線４ａ，４ｂが接続され、また変圧器３ｂの２次側には低圧電力線４ｃ，４ｄが接続される。
【００１１】
低圧電力線４ａ，４ｂは、電柱５ａ，５ｂ，５ｃに架設され、変圧器３ａから出力された低電圧の電力を送電する。一方、低圧電力線４ｃ，４ｄは、電柱５ｄ，５ｅに架設され、変圧器３ｂから出力された低電圧の電力を送電する。なお、本実施形態では、高圧電力線１が架設される電柱が２本示され、また変圧器も２つ示されているが、実際にはより多くの電柱および変圧器が設けられる。
【００１２】
低圧電力線４ａ，４ｂには、電柱５ａにおいて電力引込線６ａ，６ｂが接続され、電柱５ｂにおいて電力引込線６ｃ，６ｄが接続され、さらに電柱、５ｃにおいて電力引込線６ｅ，６ｆが接続される。電力引込線６ａ，６ｂは、電力計７ａを介してユーザ宅８ａ内に引き込まれ、低圧電力線４ａ，４ｂを送電される低電圧の電力をユーザ宅８ａ内の宅内電力線１２ａに供給する。電力引込線６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆについては、後述するリピータ９ｂ，９ｃおよび電力計７ｂ，７ｃを介してユーザ宅８ｂ，８ｃ内の宅内電力線１２ｂ，１２ｃに低電圧の電力を供給する。一方、低圧電力線４ｃ，４ｄには、電柱５ｄ，５ｅを介して電力引込線６ｇ，６ｈが接続され、電力引込線６ｇ，６ｈは、リピータ９ｄ、電力計７ｄを介してユーザ宅８ｄ内に引き込まれ、低圧電力線４ｃ，４ｄを送電される低電圧の電力をユーザ宅８ｄ内の宅内電力線１２ｄに供給する。
【００１３】
以上のようにして、高圧電力線１を送電される高電圧の電力が低電圧に変圧された後、ユーザ宅８ａ〜８ｄに供給される。なお、ユーザ宅８ａ〜８ｄ毎に設けられた電力計７ａ〜７ｄは、ユーザ宅８ａ〜８ｄにおける電力使用量を計測するものである。なお、図１では、低圧電力線４ａ，４ｂを介して電力が供給されるユーザ宅を３つ示し、低圧電力線４ｃ，４ｄを介して電力が供給されるユーザ宅を１つ示しているが、実際には１０軒程度のユーザ宅が同じ低圧電力線を介して電力の供給を受けるのが一般的である。
【００１４】
図１において、インターネット１１には、一例としてサービスプロバイダ１３が接続されると共に、光ファイバ１４が接続されており、光ファイバ１４は高圧電力線１と同様に電柱２ａ，２ｂに架設される。この光ファイバ１４は、ユーザ宅８ａ〜８ｄとサービスプロバイダ１３との間における通信路となる。光ファイバ１４は光分岐器１５ａ，１５ｂによって分岐され、電柱２ａ，２ｂに設けられた光／電力線搬送装置１６ａ，１６ｂに接続される。なお、光分岐器１５ａ，１５ｂを用いずに、光ファイバ同士を融着させることによって分岐させてもよい。この光／電力線搬送装置１６ａは、低圧電力線４ａ，４ｂにも接続され、光ファイバ１４によって伝送されてきた情報を低圧電力線４ａ，４ｂに出力する一方、低圧電力線４ａ，４ｂによって伝送されてきた情報を光ファイバ１４に出力する装置である。ここで、低圧電力線４ａ，４ｂによって伝送される情報は、次のように上り信号と下り信号と２種類がある。
【００１５】
まずは、ユーザ宅８ａ，８ｂ，８ｃに設けられた電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃから出力され、電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃに接続された宅内電力線１２ａ，１２ｂ，１２ｃと電力引込線６ａ〜６ｆ、低圧電力線４ａ，４ｂを介して光／電力線搬送装置１６ａに入力される（上り信号）。
【００１６】
一方、光／電力線搬送装置１６ａから出力され、光／電力線搬送装置１６ａに接続された低圧電力線４ａ，４ｂと電力引込線６ａ〜６ｆ、宅内電力線１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介して、ユーザ宅８ａ，８ｂ，８ｃに設けられた電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃに入力される。なお、電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、一例としてユーザ宅８ａ，８ｂ，８ｃ内に配置されているパソコン（図１では図示せず）に接続されており、パソコンから出力された情報や光／電力線搬送装置１６ａから出力された情報を電力線搬送によって送受信するための装置である（下り信号）。
【００１７】
また、電力線搬送装置１０ｄは電力引込線６ｇ，６ｈに接続されており、電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃと同様にユーザ宅８ｄ内のパソコンと光／電力線搬送装置１６ｂとの間で情報の送受信を行う。
【００１８】
なお、電力線に情報を畳重して伝送する電力線搬送技術については一般に良く知られているため詳細な説明は省略するが、伝送方式については簡単に説明する。一般に、電力線搬送を行う場合、周波数変調方式、位相変調方式、スペクトル拡散方式、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式等のアナログ通信方式が用いられる。このうちスペクトル拡散方式は、データを周波数軸上に拡散して伝送する方式であるため、干渉波に対して強いという利点があり、電力線に接続される機器から発生する電気ノイズの影響を受けづらいが、スペクトルを拡散するため広い周波数帯域が必要となる。このため、使用する通信帯域幅に制約がある場合には、データ通信速度に制約が生じる。一方、ＯＦＤＭ方式は、複数の搬送波（サブキャリア）を使用する多搬送波変調方式であり、各搬送波は直交関係とする。このため、各搬送波の周波数成分が相互に重なり合っても良く、通常の周波数分割多重方式に比べてはるかに多くの搬送波を使用することができる。従って、周波数利用効率が高く、電力線搬送のように限られた周波数帯域で情報の伝送を行わなければならない場合において、大量のデータを高速で通信するのに有効である。
【００１９】
図１０は、変圧器３ａの２次側である低圧電力線４ａ，４ｂにおける電気ノイズを実測した結果を示す。図に示す通り５００ＫＨｚ程度以下では低周波でのノイズレベルが高いことが分かる。この電気ノイズはユーザ宅８ａ〜８ｃから出ている電気ノイズである。そのため、電力線搬送としての通信信号レベルとノイズレベルの比であるＳ／Ｎが低下する。Ｓ／Ｎが低下すると通信エラーが発生し易くなり、高速通信が難しくなる。しかし、ほぼ５００ＫＨｚ以上ではノイズレベルが低いため、Ｓ／Ｎが高く、高速通信が可能となる。このため、数ＭＨｚから数十ＭＨｚの帯域を利用して電力線搬送により数十Ｍｂｐｓ以上の高速データ通信が可能となる。そこで、少なくとも光／電力線搬送装置１６ａ，１６ｂと電力線搬送装置１０ａ〜１０ｄとの間は数ＭＨｚから数十ＭＨｚの周波数帯域を利用した電力線搬送を行う。これにより、通信エラーの発生が少なくなり、誤り訂正による符号化率低下や再送が発生する頻度が大幅に低下するので、より高速なデータ通信が可能となる。
【００２０】
再度、図１において、リピータ９ｂ，９ｃは電力線搬送装置や光／電力線搬送装置によって伝送する電力線搬送通信の通信信号を増幅するが、電力引込線を介してユーザ宅への電力供給を阻害するものでない。ユーザ宅８ａにはリピータが接続されていないが、これは、光／電力線搬送装置１６ａとユーザ宅８ａ内の電力線搬送装置１０ａ間で電力線搬送通信の通信信号があまり減衰することがなく、安定して高速通信が可能であり、通信信号の増幅が必要でないためである。その理由は、光／電力線搬送装置１６ａとユーザ宅８ａ内の電力線搬送装置１０ａ間の電力線の距離が１０ｍ程度と比較的短く、電力線搬送の通信信号があまり減衰することがなく、リピータを取り付けてこの通信信号を増幅する必要がないためである。
【００２１】
これに対して、光／電力線搬送装置１６ａとユーザ宅８ｂ内の電力線搬送装置１０ｂ間の電力線の距離や、光／電力線搬送装置１６ａとユーザ宅８ｃ内の電力線搬送装置１０ｃ間の電力線の距離は数十ｍから百数十ｍにもなるため電力線搬送の通信信号が減衰し、　安定した高速通信が実現できなくなる。このためにリピータ９ｂ，９ｃを設置し、　電力線搬送通信の通信信号を増幅して信号減衰を補償する。特にユーザ宅内は電力線の配線長はさほど長くはないが、電力線の分岐数が多いため、　数ＭＨｚから数十ＭＨｚを通信帯域として使用すると、高周波であることから通信信号の反射の影響が大きくなり、通信帯域内において複数の周波数での減衰が大きくなる。このため、ユーザ宅内での減衰と、　ユーザ宅外での減衰がほぼ等しくなるのは電力量計７ｂ，７ｃの近傍であり、このところにリピータ９ｂ，９ｃを設置すると、光／電力線搬送装置１６ａとユーザ宅８ｂ，８ｃ内の電力線搬送装置１０ｂ，１０ｃ間の電力線搬送通信に対していずれの方向からも同様に通信信号が増幅されるため、　安定した高速通信が実現できるようになる。
ユーザ宅８ｄに対しても同様であり、　リピータ９ｄを電力量計７ｄの近傍に設置することで、　光／電力線搬送装置１６ｂとユーザ宅８ｄ内の電力線搬送装置１０ｄ間の電力線搬送通信に対していずれの方向からも同様に通信信号が増幅されるため、　安定した高速通信が実現できる。
このように、リピータ９ｂ，９ｃは、光／電力線搬送装置１６ａと電力線搬送装置１０ｂ，１０ｃとの間の電力線搬送信号の減衰を基準として、光／電力線搬送装置１６ａと電力線搬送装置１０ｂ，１０ｃを結ぶ電力線の略中間位置（電力量計７ｂ，７ｃの近傍に該当する）に設置することにより安定した高速通信が実現できる。
【００２２】
リピータ９ｂ，９ｃ，９ｄは電力量計７ｂ，７ｃ，７ｄより幾らか宅内側に設置しても通信速度に差は生じないが、その場合には、リピータ９ｂ，９ｃ，９ｄの消費電力が、各家庭の電力使用量に加算され、個人の電力使用料金がわずか増加する。リピータ９ｂ，９ｃ，９ｄを電力量計７ｂ，７ｃ，７ｄより電力引込線６ｃ〜６ｈ側に設置することにより、個人の電力使用量増加を抑制することが可能になる。
【００２３】
次に電力線搬送装置１０ａについて図２を用いて説明する。
ユーザ宅８ａ内のパソコンからユーザ宅８ｄへ電子メールを送付する場合について説明する。図２に示すように、ユーザ宅８ａ内にはパソコン８１が設置されており、このパソコン８１を使って電子メールを送付する。なお、パソコン８１は、ユーザ宅８ａ内に引き込まれた宅内電力線１２ａより電力の供給を受けている。パソコン８１により電子メールを送付する時には、メール本文と共に送付先のメールアドレスおよび自身のメールアドレス（送付元メールアドレス）を入力する。
【００２４】
パソコン８１に入力されたメール本文、送付先メールアドレスおよび送付元メールアドレス（以下、メール本文、送付先メールアドレスおよび送付元メールアドレスをメール情報と呼ぶ）は、電力線搬送装置１０ａのプロトコール変換回路１０３に入力される。なお、パソコン８１とプロトコール変換回路１０３とは、例えばイーサネット（登録商標）によって接続される。
【００２５】
プロトコール変換回路１０３は、入力されたメール情報を図３（ａ）に示すデータフォーマットに変換して電力線通信回路１０２に出力する。具体的には、送信元アドレスＳＡに電力線搬送装置１０ａのアドレス、送信先アドレスＤＡに光／電力線搬送装置１６ａのアドレス、そして送信データＤＡＴＡにメール情報を割り当てて電力線通信回路１０２に出力する。送信する情報が複数ある場合に、プロトコール変換回路１０３は、その複数の情報をどのような順番で伝送するかを決めて図３（ｂ）のように情報を並べて出力する。
【００２６】
電力線通信回路１０２は入力された情報をデジタルからアナログに変換した後、結合回路１０１を介して宅内電力線１２ａを送電される電力に畳重する。宅内電力線１２ａに畳重された電力線搬送通信信号は電力引込線６ａ，６ｂ、低圧電力線４ａ，４ｂを介し、光／電力線搬送装置１６ａに伝送される。なお、結合回路１０１はトランスＴｒ１とコンデンサＣ１から構成しており、宅内電力線１２ａに印加されている商用周波数の電力が電力線通信回路１０２に印加されないようにし、かつ電力線搬送通信信号をそのまま通過させるようにしている。
【００２７】
次に光／電力線搬送装置１６ａについて図４を用いて説明する。
図４に示す光／電力線搬送装置１６ａにおいて、電力線通信回路１６４は、電力引込線６ａ，６ｂを送電される電力に畳重された情報を低圧電力線４ａ，４ｂと結合回路１６５を介して取り込み、前述の送信先アドレスＤＡが光／電力線搬送装置１６ａのアドレスであるか確認する。ＤＡが光／電力線搬送装置１６ａのアドレスでなければ無視し、ＤＡが光／電力線搬送装置１６ａのアドレスであれば電力線通信回路１６４はメール情報をプロトコール変換回路１６３に出力する。プロトコール変換回路１６３は、入力されたメール情報をアナログからデジタルに変換して通信回路１６２に出力する。通信回路１６２は、入力されたメール情報にサービスプロバイダ１３のアドレスを付加し、その情報を光ファイバ１４による伝送を行うのに予め決められたフォーマットに変換して光／電気変換回路１６１に出力する。光／電気変換回路１６１は入力された電気信号の情報を光信号に変換し、光分岐器１５ａに出力する。光分岐器１５ａに入力された情報は、光ファイバ１４およびインターネット１１を介してアドレスが指定されたサービスプロバイダ１３に入力される。サービスプロバイダ１１はメールサーバ（図示せず）を有しており、入力されたメール情報をメールサーバに記憶させる。
【００２８】
ユーザ宅８ｄにはユーザ宅８ａと同様にパソコンが設置されており、そのパソコンを用いて自身宛に送付された電子メールがないかサービスプロバイダ１３のメールサーバを確認することができる。具体的には、自身のメールアドレスとメール確認要求とを電力線搬送装置１０ｄおよび光／電力線搬送装置１６ｂを介してサービスプロバイダ１３に伝送する。なお、電力線搬送装置１０ｄおよび光／電力線搬送装置１６ｂの構成および動作は電力線搬送装置１０ａおよび光／電力線搬送装置１６ａの動作と同じであるので、詳細な説明は省略するが、ユーザ宅８ｄと電力引込線６ｇ，６ｈ間にはリピータ９ｄが設置されており、このリピータ９ｄにより減衰した通信信号を増幅して通信をする。ユーザ宅８ｄよりサービスプロバイダ１１に対してメール確認要求が与えられると、サービスプロバイダ１１はユーザ宅８ｄに割り当てられているメールアドレスが送付先メールアドレスとなっている情報を抽出し、その情報に含まれるメール本文および送付元メールアドレスをユーザ宅８ｄに設置されたパソコンに伝送する。以上のようにして、電子メールの送受信が行われる。
【００２９】
なお、本実施形態において、電力線搬送装置同士で直接情報をやり取りすることも可能である。例えば、ユーザ宅８ａのパソコンからユーザ宅８ｂのパソコンへ情報を伝送する場合に、電力引込線６ａ〜ｄおよび低圧電力線４ａ，４ｂを介して電力線搬送のみを用いて情報を伝送することもできる。その場合、電力線搬送装置１０ａからは、送信先アドレスＤＡを電力線搬送装置１０ｂのアドレスとして情報を送信することとなる。これは、一般にＮ対Ｎ通信と呼ばれるものである。ところで、Ｎ対Ｎ通信を行う場合、非同期通信であるために通信の衝突が発生する可能性があり、そのような場合には１対Ｎ通信を行った方が通信効率が良い。つまり、この場合には、電力線搬送装置間の情報の伝送を光／電力線搬送装置を介して行うことが良い。
【００３０】
次に変圧器３ａと光／電力線搬送装置１６ａの電力線４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂの長さでの位置関係について説明する。
種々実験を繰り返して検討した結果、変圧器３ａにはコンデンサ成分があり、このコンデンサ成分が大きく信号を減衰させることが明らかになった。光／電力線搬送装置１６ａは変圧器３ａから電力線４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂで少なくとも１０ｍ以上伸ばされた位置で接続される構成が好ましい。
電力線のインピーダンスはωを角周波数、Ｌをインダクタンス、ｆを周波数とするとωＬ＝２πｆＬで表すことができる。Ｌは電力線１ｍで０．１μＨ（マイクロヘンリ）、周波数１ＭＨｚの信号を流すとωＬ＝０．６Ω／ｍとなる。
従って、この１０ｍ以上の長さは電力線４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂのインピーダンスにして６Ω（１ｍあたり０．６Ω）以上に相当する。つまり６Ω以上のインピーダンスを有する信号減衰防止手段を備えることにより長さにして１０ｍ以上に設置することと等価になる。すなわち、信号減衰防止手段を備えれば、電力線が実際には変圧器３ａから１０ｍ以上伸ばされていなくとも、１０ｍ以上伸ばしたのと等価の電力線に光／電力線搬送装置１６ａを接続することになる。この信号減衰手段は通常のＬＣＲで構成することができ、信号減衰防止手段は光／電力線搬送装置１６ａの内部にあっても外部にあっても構わない。
一方、上限値は特に限定されるものではない。電力線４ａ，４ｂの距離を長くしても通信とは関係のない部分であり、長くしたことにより電力線搬送信号が減衰するというようなことはない。しかし、引き伸ばす電力線の上限値を長くすると、それに伴って光分岐装置１５ａから引き伸ばす光ファイバの長さも長くなる傾向にある。全ての電柱にメインの光ファイバ１４が通っているわけではなく、変圧器１５ａから伸ばす電力線の長さを長くすると、これに伴ってメインの光ファイバ１４から分岐して引き伸ばす光ファイバの距離も長くなる傾向にある。メインの光ファイバ１４から光ファイバを分岐して引き伸ばすにはコストと手間が掛かる。従ってこれらを考慮すると変圧器３ａから光／電力線搬送装置１６ａに伸ばす電力線は短いほうがよく、特に他の要因が無ければ１０ｍを目安に接続をすればよい。
【００３１】
次にリピータ９ｄについて図５を用いて説明する。
図５はリピータ９ｄを代表に、その構成を示している。電力引込線６ｇ，６ｈとユーザ宅８ｄの電力計７ｄ間にリピータ９ｄが設けられている。リピータ９ｄはブロッキングフィルタ９６を設けている。このブロッキングフィルタ９６は、通信周波数にたいしては高いインピーダンスをもち、帯域商用周波数の電力はそのまま通過し、通信周波数帯域を含め高周波信号を阻止する。従って、宅内で使用する家電品等の機器から宅内電力線に生じる高周波の電気ノイズが宅外に出るのを防止することと、後述するが、リピータで増幅して出力した信号が増幅手段の入力に戻り、さらに増幅し、最終的に発振あるいは飽和してしまうことを防止するために設けている。
【００３２】
リピータ９ｄは双方向の増幅機能を備えている。光／電力線搬送装置１６ｂから送信されてくる通信信号は、結合回路９１ａを介してフィルタ９２に入力される。フィルタ９２は、光／電力線搬送装置１６ｂからの通信信号の周波数帯域のみを通過させ、それ以外の帯域を阻止するバンドパスフィルタである。たえば、図６のように、光／電力線搬送装置１６ｂからの通信信号は周波数ｆ３からｆ４までの帯域（下り通信帯域）の通信信号であり、この帯域の通信信号がフィルタ９２によって出力され、それ以外帯域の信号は抑止される。フィルタ９２によって出力された信号は増幅器９３によって増幅され、結合回路９１ｂを介して宅内電力線１２ｄに重畳される。ブロッキングフィルタ９６により、宅内電力線１２ｄに重畳された増幅器９３の出力信号はフィルタ９２に再入力されることはないため、増幅した信号が最終的に発振あるいは飽和してしまうことはない。
【００３３】
また、フィルタ９４は図６に示すように周波数ｆ１からｆ２までの帯域（上り通信帯域）の通信信号を通過させ、それ以外帯域の信号は抑止するバンドパスフィルタであるため、増幅器９３の出力信号がフィルタ９４、増幅器９５を介してフィルタ９２に再入力されることはないため、この場合も増幅した信号が最終的に発振あるいは飽和してしまうことはない。
【００３４】
一方、ユーザ宅８ｄ内の電力線搬送装置１０ｄから送信されてくる通信信号は、結合回路９１ｂを介してフィルタ９４に入力される。フィルタ９４は、電力線搬送装置１０ｄからの通信信号の周波数帯域のみを通過させ、それ以外の帯域を阻止するフィルタである。つまり、図６の周波数ｆ１からｆ２までの帯域の通信信号がフィルタ９４によって出力され、それ以外帯域の信号は抑止される。フィルタ９４によって出力された信号は増幅器９５によって増幅され、結合回路９１ａを介して電力引込線６ｇ，６ｈに重畳される。ブロッキングフィルタ９６およびフィルタ９２により、増幅器９５の出力信号がフィルタ９４に再入力されることはないため、増幅した信号が最終的に発振あるいは飽和してしまうことはない。
【００３５】
さらに、リピータ９ｄはフィルタ９２およびフィルタ９４のバンドパスフィルタを備え、周波数ｆ１からｆ２までの帯域（上り通信帯域）と周波数ｆ３からｆ４までの帯域（下り通信帯域）の通信信号のみが増幅されて通信され、この帯域外については増幅されないため、増幅された通信信号が電力線を伝播し電力線から放射される漏洩電界は、この増幅した信号による漏洩電界のみとなる。つまり、帯域外のノイズが増幅されて、これが電力線を伝播することにより、漏洩電界が発生するということがなく、リピータ９ｄによって増幅した通信帯域の信号のみに対して漏洩電界が生じ、その他の帯域では漏洩電界が生じないので、漏洩電界を抑制できる効果がある。漏洩電界を抑制することにより、無線通信や放送受信等他の通信に与える影響やその他に影響を与える電波障害を低減できる。
さらにまた、リピータ９ｄは、増幅度を段階的にわけることができるようになっている。図１３はリピータ９ｄが備えている増幅器９３、９５の増幅にかかわるところを示している。増幅度は抵抗をＲ１、Ｒ２とすると増幅度＝Ｒ２／Ｒ１で表すことができる。Ｒ２の値を変化させることによって増幅度を変えることができる。すなわち、増幅器９３、９５と並列に抵抗を配列しこれにスイッチを設ける。このスイッチの操作で入力と出力の増幅度を段階的に分けて変えることができる。段階的にわけるときは図中の点線で追加構成することができるが実際にはＲ２のオンかオフかである。
リピータ９ｄが通信信号を増幅して信号が飽和する可能性がある場合、機械的にスイッチを操作することにより飽和を防ぐことができ、またリピータ９ｄを取り付けるだけ取り付けて増幅をスイッチで調節するという方法にも使用することができる。
【００３６】
次にブロッキングフィルタ９６について図７を用いて説明する。
図７は、ブロッキングフィルタ９６の構成を示す。図示するようにブロッキングフィルタ９６は、ＬＣＲ回路で構成される。なお、Ｌはコイル、Ｃはコンデンサ、Ｒは抵抗である。また、ＺＬは雷ノイズのような大きな電気ノイズを吸収するサージアブソーバーであり、図７では雷ノイズの影響を受けやすい電力引込線６ｇ，６ｈ側に設けているが、宅内電力線１２ｄ側にも設置しても良い。図７は、単相３線式用のブロッキングフィルタの構成を示しているが、単相２線用のブロッキングフィルタは図中の点線で囲まれた部分で構成できる。
【００３７】
以上のようにリピータ９ｄを構成することにより、電力線搬送による通信信号が実時間で増幅されるため、電力線搬送の高速通信速度を損なうことなく通信が可能である。
【００３８】
また、光ファイバ１４と低圧電力線４ａ〜４ｄとを光／電力線搬送装置１６ａ，１６ｂを介して接続し、光ファイバ１４とユーザ宅８ａ〜８ｄとの間は必要によりリピータ９ｂ〜９ｄを介し、電力線搬送によって通信を行うため、光ファイバをユーザ宅内まで敷設する必要がなく、安価な通信システムを構築することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、１つの光／電力線搬送装置に対して複数の電力線搬送装置を設ける構成としたため、１つの光／電力線搬送装置に対して１つの電力線搬送装置を設けた場合と比較して、光／電力線搬送装置の数が少なくて良いので、通信システムとしてのコストが低減される。
【００４０】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の通信システムを、図面を参照して説明する。
図８の通信システムは、電力線搬送装置１０ａと電力線搬送装置１０ｂ′とが同一線間に接続されていない点で図１と異なる。以下、図１と異なる点について説明する。電力線搬送装置１０ｂ′に対してリピータは不要な場合を示しており、リピータが必要な場合は図９で示す。
【００４１】
図８に示すように、本実施例の変圧器３ａ′は、２次側の中性点である低圧電力線４ｂをアースに接続して線間電圧１００Ｖを２系統設けており、これを利用して単相２００Ｖをユーザ宅に供給している。なお、アースを設けているのは、変圧器３ａ′が事故を起こした場合に１次側の高電圧６．６ＫＶの電気がユーザ宅に流れないようにするためである。図に示すように、本実施例において、光／電力線搬送装置１６ａは低圧電力線４ａ，４ｂに接続され、電力線搬送装置１０ａも同様に低圧電力線４ａ，４ｂに接続される。一方、電力線搬送装置１０ｂ′は低圧電力線４ｂ，４ｇに接続される。
【００４２】
このように本実施形態では、電力線搬送装置１０ｂ′が光／電力線搬送装置１６ａとは異なる線間に接続されているため、図８に示すようにブリッジ回路１７を各線間に接続するようにして設けている。ブリッジ回路１７は、つまり、光／電力線搬送装置１６ａから低圧電力線４ａ，４ｂ間の１００Ｖ線間に信号Ｖ１を出力したときに、信号Ｖ１を低圧電力線４ｂ，４ｇ間の線間にも発生させるのがブリッジ回路１７の役目であり、トランスＴｒとコンデンサＣで構成されることによって信号Ｖ１を低圧電力線４ｂ，４ｇ間に誘起するようにしている。
【００４３】
図８中の一点鎖線は光／電力線搬送装置１６ａから低圧電力線４ａ，４ｂ間に出力された信号Ｖ１の伝送経路を示す。図示するように、光／電力線搬送装置１６ａから低圧電力線４ａ，４ｂ間に出力された信号Ｖ１は、ブリッジ回路１７のトランスＴｒによって低圧電力線４ｂ，４ｇ間に誘起されて電力線搬送装置１０ｂ′に伝送される。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、ブリッジ回路１７を各線間に接続するようにして設けたことにより、変圧器３ａ′のように２次側の低圧電力線が単相３線式となっていて電力引込線６ａ，６ｂと電力引込線６ｃ，６ｄが異なる線間に接続されている場合であっても、光／電力線搬送装置１６ａから出力された信号を電力線搬送装置１０ａ，１０ｂ′の両方に伝送することができ、各ユーザ宅に情報を確実に伝送することが可能となる。
【００４５】
図９において低圧電力線４ａ，４ｂ，４ｇ間には、前述のようにブリッジ回路１７が接続されており（図示していない）、低圧電力線４ａ，４ｂ間および低圧電力線４ｂ，４ｇ間に光／電力線搬送装置１６ａからの通信信号は誘起されている。しかしながら、リピータ９ｂ′内にはブロッキングフィルタ９６′があり、このブロッキングフィルタ９６′により、低圧電力線４ａ，４ｂ間および低圧電力線４ｂ，４ｇ間に誘起されている通信信号が直接、それぞれ低圧電力線４ａ′，４ｂ′間および低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間に出力されることはない。この場合には、結合回路９１ａおよび９１ｂにより、低圧電力線４ｂ，４ｇ間の通信信号が低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間に出力され、低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間の通信信号が低圧電力線４ｂ，４ｇ間に出力されることになる。
【００４６】
ここで、図８のブリッジ回路１７と同じブリッジ回路９７が設けられていることにより、低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間の通信信号は低圧電力線４ａ′，４ｂ′間に誘起される。従って、宅内で電力線搬送装置が低圧電力線４ａ′，４ｂ′間あるいは低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間のいずれに接続されても、光／電力線搬送装置との通信が可能になる。なお、単相３線式用のブロッキングフィルタの構成は図７に示す全体回路構成になる。このように、単相３線式低圧電力線であり、かつリピータが必要な場合でも、リピータにブリッジ回路を設けることにより、光／電力線搬送装置と宅内の電力線搬送装置間の通信が可能となる。
なお、ブリッジ回路９７は、リピータ９ｂ′の中に含まれていても、または外付けでも構わない。
【００４７】
図９はブリッジ回路９７を設けることにより、低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間の通信信号は低圧電力線４ａ′，４ｂ′間に誘起されるが、図１１はブリッジ回路の代わりに結合回路９１ｂに加えて結合回路９１ｂ′を設けることにより、４ａ′，４ｂ′間および４ｂ′，４ｇ′間に通信信号を流すことが可能である。
従って、宅内で電力線搬送装置が低圧電力線４ａ′，４ｂ′間あるいは低圧電力線４ｂ′，４ｇ′間のいずれに接続されても、光／電力線搬送装置との通信が可能になる。
【００４８】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態の集合住宅の場合について図面を参照して説明する。
図１２は、集合住宅２０における変圧器３ａと光／電力線搬送装置１６ａの電力線の長さでの位置関係を表している。前にも説明したが、変圧器３ａにはコンデンサ成分があり、このコンデンサ成分が大きく信号を減衰させることが分かった。光／電力線搬送装置１６ａは変圧器３ａから電力線４ａで少なくとも１０ｍ以上伸ばされた位置で接続される構成が良く、このため光ファイバ１４を集合住宅２０の入口まで引いてきて、光／電力線搬送装置１６ａを集合住宅２０の分電盤の近傍に設置する。分電盤と集合住宅内の各家庭間は電力線４ａ′により電力が供給される。
また、集合住宅内の各家庭においては、電力線搬送信号は、光／電力線搬送装置１６ａと集合住宅内の各家庭の電力線搬送装置との距離により１０ｍで４ｄＢ減衰する。光／電力線搬送装置１６ａから５０ｍ離れると２０ｄＢ減衰することになりリピータ９ｂが必要となってくる。従って集合住宅内２０では光／電力線搬送装置１６ａから離れている各家庭には前記リピータ９ｂを具備し、このリピータ９ｂを介することで電力線搬送信号により通信する。
ＦＴＴＨのごとく、１戸１戸の各家庭の近傍に光／電力線搬送装置１６ａを設置するのに比べて（個々の家庭にまで光ファイバを引いてくるのと比べて）、集合住宅２０の場合、光ファイバを分岐して集合住宅の分電盤の近傍まで光ファイバを持ってくるのに掛かる手間とコストは小さいといえる。
【００４９】
以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。
【００５０】
【発明の効果】
電力線搬送通信システムにおいて、安価な構成で、信号対ノイズの比を高くして、伝送速度（伝送容量）を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態である通信システムの構成図である。
【図２】電力線搬送装置１０ａの構成図である。
【図３】電力線搬送にて伝送する情報のデータフォーマットを示す図である。
【図４】光／電力線搬送装置１６ａの構成図である。
【図５】リピータの構成図である。
【図６】通信帯域の説明図である。
【図７】リピータ内のブロッキングフィルタの回路図である。
【図８】本発明の他の実施例である通信システムの低圧電力線とブリッジ回路
との接続関係を示す図である。
【図９】リピータがある場合の通信システムの低圧電力線とブリッジ回路との
接続関係を示す図である。
【図１０】図１の変圧器３ａの２次側である低圧電力線４ａ，４ｂにおける電
気ノイズを実測した結果を示す図である。
【図１１】単相３線式での通信システムの低圧電力線と結合回路との接続関係
を示す図である。
【図１２】集合住宅での光／電力線搬送装置およびリピータの接続図である。
【図１３】リピータの増幅を段階的にわけるスイッチの構成図である。
【符号の簡単な説明】
１…高圧電力線、２ａ，２ｂ，５ａ〜５ｅ…電柱、３ａ，３ｂ…変圧器、４ａ〜４ｄ…低圧電力線、６ａ〜６ｈ…電力引込線、７ａ〜７ｄ…電力計、８ａ〜８ｄ…ユーザ宅、９ｂ〜９ｄ…リピータ、１０ａ〜１０ｄ…電力線搬送装置、１２ａ〜１２ｄ…宅内電力線、１３…サービスプロバイダ、１４…光ファイバ、１５ａ，１５ｂ…光分岐器、１６ａ，１６ｂ…光／電力線搬送装置。２０…集合住宅、９１ａ，９１ｂ…結合回路、９２、９４…フィルタ、９３、９５…増幅器、９６…ブロッキングフィルタ、９７…ブリッジ回路
【図１】
2004015165.tif 000003
【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】
2004015165.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004015165.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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