高速電力線通信(HD-PLC)
ご紹介資料
株式会社ヘルヴェチア

Ver.1.1 (2019/02)

イントロダクション

電力線搬送通信(HD-PLC通信)とは？

２◼ HD-PLC(電力線通信)の概要
HD-PLC(High Definition - Power Line Communication)規格とは、パナソニックが開発した電力線をはじめとする各種線材において、高周波信号を重畳し通信を行う方式です。
これまでの複雑な配線
PowerLineHUB

HD-PLC Solution
SerialEthernet

T

交流・直流などの電力線以外でも同軸線やツイストペアケーブルなどで利用可能！

M

PowerLine

T

通信と電源供給が1本の配線で利用可能！
(Ethernet PoEより高電流の供給が可能！)

TT
SerialEthernet

３◼ HD-PLC規格のメリット
有線接続
無線では電波が届かないことも･･･。
有線接続のHD-PLCなら、安定した通信ができる！

新規の通信配線工事が不要
専用線は壁の穴あけ工事などで工事費が高い･･･。
既設電力線を使うので、工事費が削減できる！

通信速度が速い
Mbpsオーダーの通信が可能である為、多数の通信ノードが接続できる。
制御等における信号の割り込みが行いやすい。

接続設定が簡単
WiFiでは、SSIDやパスワードを設定する手間が面倒･･･。
ワンタッチ設定なので、ライトユーザでも簡単に設置できる！

電源供給
Ethernet PoEよりも高い電流・電圧を供給することが可能！
４◼ 各種PLC通信方式におけるHD-PLCの位置づけ
ＰＬＣ通信規格には、低周波信号(～450KHz)を重畳する｢低速ＰＬＣ｣と、高周波信号(2～28MHz)を重畳する｢高速ＰＬＣ｣があります。
使用周波数帯

通信速度

高速ＰＬＣ（２～28MHz）

高速(Mbpsクラス)

通信距離

～約1km

・画像/動画などの大容量データが取り扱える・多数の接続ノード数に対応
・制御信号の割り込みタイミングがとりやすい～約2km

・屋外での電力線が使用可能。

～240Mbps

低速ＰＬＣ（～450kHz）

低速(kbpsクラス)

特徴

5～200kbps※通信距離は線材に分岐がなく、負荷ノイズ等がない条件下での目安の数値となります。

高速PLCに分類される「HD-PLC」は、その特徴により、お客様のIoT・EMS・Automationサービスに貢献します。
５◼ HD-PLC規格のラインナップ
HD-PLCは、お客様の通信ニーズに応じた２種類の規格があります。
IEEE1901完全準拠
高速電力線通信規格

HD-PLC

Complete
Complete

高速電力線通信240Mbps

MegaChips社製
PLC-LSI

監視カメラ スマートメータ

MasterTerminal

Terminal
Terminal

Terminal

HD-PLC Completeは、1対1の通信を行います。

空調制御

LED照明制御

Multi-hop対応
高速電力線通信規格

Multi-hop

室内センサ
Multi-hop

Multi-hop機能により広範囲をカバー

MegaChips社製
PLC-LSI
MasterTerminal

Terminal

Terminal（人感、照度、温湿度）

計装機器

配線工事レスで広範囲なネットワークの構築が可能！

Terminal

ホッピング機能(最大10段)により、幅広いエリアをカバーします。

６◼ HD-PLC Complete / Multi-hopのトポロジー比較【 HD-PLC Complete】【 HD-PLC Multi-hop】
中継機能により産業用途向け安定性の高い通信を提供

１:１の高速通信を提供
ひとつのPLCネットワークに対して1:Nの形態をとる

Node

ツリー構造のネットワークを構築する

通信が直接できない場合でも、他のTerminalを中継して、通信を行うことができる

NodeTerminal

中継

NodeMasterTerminal

Terminal

Node• IEEE1901(PHY & MAC規格)に準拠。
• 最大実効レート95Mbpsの高速通信を実現。
• Terminalは、最大77台まで接続可能。

• IEEE1901(PHY & MAC規格)の準拠に加え、ﾙｰﾃｨﾝｸﾞﾌﾟﾛﾄｺﾙとして、ITU-T G.9905に準拠。
• 10段ﾎｯﾋﾟﾝｸﾞ/最大接続数1024ﾉｰﾄﾞ(大規模ﾈｯﾄﾜｰｸの構築が可能)。
• 最大実効レート35Mbpsの通信速度を実現。

監視カメラ

エレベーター

メータ・デマコン

ビル オートメーション

照明

重機

街灯制御

太陽光パネル

ドアホン

オフィス機器7７◼ HD-PLCの接続例(１)HD-PLCの接続形態は、HD-PLCのネットワークをSwitching HUBと見立てていただくとイメージが容易になります。
1. Ethernet Bridge (Complete)

2. Serial-Line Bridge (1/3)

T
M

T

Switching HUB

T

T
M

T

Switching HUB

T
Ethernet

T

T

Serial

シリアル通信も行うことが可能です

L2 ブリッジのように動作します3. Serial-Line Bridge (2/3)

4. Serial-Line Bridge (3/3)(Group2)

T
M(Group1)

Switching HUB

T

T(Group1)

T

T

M

Switching HUB

T

T

T

(Group2)

Serial

シリアル通信を複数のグループに分けて使用することが可能です。

Ethernet

SerialEther⇔Serial ブリッジによる通信も可能です。
8８◼ HD-PLCの接続例(２)5. PLC Network Bridge (E4)T
T
M

Switching HUB
TT

M

T

T

T

EthernetSerial複数のPLCネットワークを接続したり、さらに規模を拡張したい場合は、Switching HUBの接続のように、Ethernetケーブルで接続することで拡張できます。
この状況下においても、PLCネットワークをまたぐPLCノード間の通信も行うことができます。

９◼ 多彩な接続方式に対応
HD-PLCは、上流側に電力線・同軸ケーブル・ツイストペアケーブルを、下流側はEthernetやRS-485、UARTの入出力に対応。各種機器が簡単に接続できます。

電力線(AC/DC)PC

Ethernet

Sensor

HD-PLC

同軸ケーブル

Serial

産業用機器

Any Wire !

ツイストペアケーブル

１０◼ HD-PLCのプロトコルスタック
HD-PLCでは、プロトコル上にIPスタックをご用意しています。
これにより、クラウドサービス⇔各ノード間におけるIPベースのアクセスが可能となります。
◼ IP stack 機能を使用しない場合
M

PLC Network(Switching HUB)

TGateway

IPパケットをシリアルに変換する装置(Gateway)が必要だった◼ IP stack 機能を使用した場合
M

PLC Network(Switching HUB)T
TCP/IP

IPパケットを直接末端のPLCノードに送信し、PLCノード側でシリアルデータに変換するため、Gatewayが不要になります
Ethernet
Serial１１◼ PLCの利用における注意点
PLC通信は以下の要因により通信性能が落ちる場合があります。
(１) 配線長(２) 負荷ノイズ

・ 配線長が伸びると減衰して、通信できなくなる。
・ 条件が良い環境下においては、kmオーダーの通信も可能です。(一般的な電力線では数百ｍ程度)

・ 負荷ノイズが受信電力を超えると、通信できなくなる。
・ ただし、家電ノイズはkHz帯が中心に発生するため、HD-PLCが使用するMHz帯はノイズを受けにくい。

S/N(３) 配線分岐(４) トランス(変圧器)をまたぐ

・ 配線分岐が多いと減衰して通信できなくなる。
・ Multi-hop機能により中継することで問題解決が可能。

・ 高圧受電を行っている場合、電力会社は三相交流で給電されます。単相交流に変換する際に位相間の交流波形が120°ずれることから、変圧器をまたぐ通信できなくなる。
・ そこで、異なる位相を接続する
場合は、PLCのネットワークをEtherケーブルで接続することで通信が可能。

Multi-hop(中継)機能の搭載により、安定した通信環境を提供できるようにしておりますが、その際、適切な場所へのノード設置がポイントとなります。ガイドを参考にした設置をお願いいたします。
１２

ブロードバンド電力線搬送通信

HD-PLC製品のご紹介[Module]HD-PLC Complete : VPLC-CORE100/C
HD-PLC Multi-hop : VPLC-CORE100/M[IoT Gateway Adapter]
HD-PLC Multi-hop : VPLC-1000

１３

◼ Helvetia HD-PLC Module
ブロードバンドPLCモジュール
ブロードバンドPLCモジュール

開発元：株式会社ヘルヴェチア
販売元：緑屋電気株式会社

PLCモジュールに加えて、下記ボードもご用意。
・AC電源向け基板

・DC電源向け基板
・同軸ケーブル向け基板
・外部I/F拡張ボード

・外部MCU拡張に対応

１４

◼ Helvetia HD-PLC Module 製品仕様◼製品特徴

Helvetia HD-PLC Module
HD-PLC LSI
GPIO

UART

ARM
946E-S

PLC
PHY

AFE

PLC MAC

SerialMemoryController

SDRAM
Controller

Ether
MAC

Serial
Flash

SDRAM

Ether
PHY

1.2V,3.3V⚫ HD-PLC LSI・SDRAM(128Mbit)・Power Line
I/F・FlashROM・EtherPHYを搭載⚫ HD-PLC規格に対応(HD-PLC Complete, HD-PLC Multi-hop)
PowerLine I/F

◼製品型番

X’tal

Ether

⚫ HD-PLC Completeは最大77ノードまで対応⚫ HD-PLC Multi-hopは最大1024ノード、10段ホッピングまで中継が可能

PLC

電源回路・信号重畳回路

準拠規格

製品型番

HD-PLC Complete

VPLC-CORE100/C

HD-PLC Multi-hop

VPLC-CORE100/M◼モジュール仕様
Frequency band
Modulation

2-28MHz

Supply Voltage

Wavelet OFDMPowerConsumption

1.2, 3.3V

Full access

0.57W (Typ)Power Save
Mode0.07W

PHY/MAC

IEEE1901 full compliant

PHY Rate

240Mbps (Max PHY Rate)

Access method

CSMA/CA

Error correction

Reed-Solomon, LDPC-CC

Encryption

AES-128bit

Peripheral I/F

GPIO, UART, MII(RMII)

Size

PLC

70mm × 30mm１５◼ Helvetia HD-PLC Adapter
IoTゲートウェイアダプタ
ブロードバンドPLCモジュール◼製品仕様 型番：VPLC-1000
Frequency band
Modulation

Wavelet OFDM

PHY/MAC

IEEE1901
full compliant

PHY Rate

240Mbps(Max PHY Rate)

Error correction

Reed-Solomon,
LDPC-CC

Peripheral I/F

Ether(RJ-45)

PLC

◼製品特徴

Operating Temp Range

0～+50℃

Encryption

AES-128bit

Power Supply Voltage

AC100-240V

カスタム対応可能なマルチI/F・マルチプロトコルを搭載し、設備の各種制御デバイスのIP化を容易に実現します。

◆ 容易に各種制御デバイスのIP化を実現◆ マルチI/F・マルチプロトコルを搭載(カスタム対応)◆ 高速通信を実現(最大PHYレート240Mbps)◆ 高い対ノイズ性能とQoSによる制御が可能◆ 長期供給(５年以上)可能◆ 拡張MCUボードによる機能拡張が可能

2-28MHz

Option[I/F]
RS-485/422 × 2ch
Coax Board
16bit DIO
8bit ADC × 4ch
8bit DAC × 4ch[PoE]
48V/15.4W[Extension]
32bit MCU Board
１６

◼ Helvetia HD-PLC Module Tools & Documents
製品開発・評価検証の際のツールやドキュメントをご用意しております。
こちらをご参考にしていただくことで、お客様の開発・評価負担の軽減に寄与します。
◆ 設置に関するガイド◆ 外部コマンドリファレンス◆ 周辺回路リファレンスデザイン(BOM, Schematic)➢ AC100V/200V向け周辺回路➢ DC24V向け周辺回路➢ 同軸線向け周辺回路 など◆ HD-PLCネットワーク管理プログラム➢ シリアル通信の設定、ネットワークトポロジの表示、通信品質(CINR)の表示 など

１７

製品に関するお問い合わせ先株式会社ヘルヴェチア

URL : https://www.helvetia.co.jp[本社]〒700-0856 岡山県岡山市北区十日市西町8-11
電話番号：086-207-2577[東京オフィス]〒141-0022 東京都品川区東五反田2-1-10 Next 100eX Lab
電話番号：080-1925-3999

１８

Appendix

マルチホッピング機能付き高速電力線通信

HD-PLC MULTI-HOP 提案事例
株式会社ヘルヴェチア

Ver.1 (2018/04)

◼ HD-PLCの活用例（ビル・施設向けネットワーク）
BEMS・BA市場

トランス間はEtherケーブルで接続

Building Energy Management System
Building Automation

キュービクル内の各系統に親機(Master)を設置「電力」と「通信」を一本の配線で利用可能

空調室内機

Ether

照明灯具
人感/照度ｾﾝｻ

セキュリティ
カメラ

温湿度ｾﾝｻ
人感/照度ｾﾝｻ

空調室内機

電力線でなく既設の専用線もPLC通信信号を流せます。
高信頼性で高速通信が可能。

••

RS485
電力計測器

分電盤にPLC中継器を設置

温湿度ｾﾝｻ
照明灯具
人感/照度ｾﾝｻ

既設建物内で電力線/専用線、無線通信を組み合わせて広いエリアネットワークを実現。
照明や空調制御システム、各種センサモニタリング、監視カメラなどの通信配線(※)の敷設工事費用を大幅に削減出来ますので既設ビルへのシステム導入を後押しします。
※LANケーブル、RS485ケーブル、PWM調光線、専用線など。
Appendix ２

◼ HD-PLCの活用例（集中検針）

電力会社(PPS)⚫ 配線長が長い環境下においても、ホッピング技術により、施設の末端まで、通信エリアを広げることができます。
⚫ 通信速度に余裕があるため、遠隔検針機能に加えて、HEMSなどのよりきめ細やかなアプリケーションに活用できます。

スマートメータ

コンセントレータ

Appendix ３

◼ HD-PLCの活用例（防犯カメラシステム）
ＩＰカメラ

同軸⇔LAN
コンバータ

同軸ケーブル

同軸⇔LANコンバータ

Peer to Peer

ＩＰカメラ

同軸⇔LANコンバータ

Bus topology

同軸⇔LAN
コンバータ

Ｔ型コネクタ

同軸ケーブル

Ethernet

HUB/Router/DVR

ＩＰカメラ

同軸⇔LAN
コンバータ
同軸⇔LAN
多chコンバータ

Star topology
同軸ケーブル••

アナログカメラからIPカメラに変更する場合、既存同軸ケーブルの再利用が可能です。
これにより、新規にEthernetケーブルの配線工事が不要となりますので、トータルコストの削減が可能です。
Appendix ４◼ HD-PLCの活用例（学校向けネットワーク）
既存配線(TVアンテナ線・電力線)を活用することにより、新たな配線を行うことなく、施設内にWiFi環境の構築を行うことができます。
これにより、ネットワーク環境の整備コストの削減が見込まれます。
衛星通信ルータ

HPF

災害時
切り替え
インターネット

分配器

PLC

ルータ

アンテナ線（同軸ケーブル）

各教室

WiFi
WiFi

Ether OUT

PLC

◎◎

◎

◎

壁面端子
TV OUT

また、災害発生時には衛星インターネットを利用すれば、地上通信網が破壊された状況下でも、避難者への通信インフラとして活用可能。
Appendix ５◼ HD-PLCの活用例（コインパーキング）
一時駐車場への高速電力線通信の活用で、安価にソリューションを構築が可能！

管理センター

照明制御

監視カメラ

・点灯/消灯制御
・不点検知
６

１

５２

フラップ

精算機
・遠隔メンテナンス
・つり銭管理※電線は、地下埋設状態でも通信可能。

・稼動状況の確認
・可動制御「給電」 ＋ 「通信」 が可能な為、１本の電力線敷設だけで構築完了。
通信配線が不要な為、工期短縮・コスト削減を実現できます。
Appendix ６

◼ HD-PLCの活用例（セキュリティゲート）電力線の活用により、配線を単純化したソリューション構築が可能！
主制御装置← ＤＣ電源 →データ記録録画

監視カメラ

つICカードリーダー

１２３４５６７８９Ｃ０＊

テンキー
電気錠
遠隔操作

遠隔監視
遠隔メンテナンス

高速通信かつ直流電源でも使用可能な為、よりセキュリティの高いソリューションの構築ができます。
Appendix ７

◼ HD-PLCの活用例（スマートホーム）
Home Automation市場
照明
コントロールエアコン
コントロール

Ir
Ir

ルータ

ルームマスターInternet

PLC
無線

無線

カーテン
コントロールIr

セキュリティ
センサ

簡易
セキュリティ

無線

遠隔操作
環境センサ

アラート通知センサデータ収集

テレビ
コントロールスマートフォン

•Home Automationなどにおいて、赤外線学習リモコンにPLCを組み込むことで、複雑な設定を行うこと無く、コンセントにさすだけで設置することが可能になります。
Appendix ８◼ HD-PLCの活用例（給湯器）
高速通信を活かしたサービスの提供
データ通信・音声通信に加えて、動画などの大容量コンテンツに対応。
高速通信であるため、各種制御通信の割り込みが行いやすい。
台所リモコン

遠隔操作
浴室リモコン

給湯器

動画サイトな
どの表示

IPベースによる通信

スマートフォン

クラウドサービスなどとの連携により、メンテナンス情報の収集も可能。
データセンター

給湯器

給湯器

駆けつけメンテナンス

Appendix ９

製品に関するお問い合わせ先株式会社ヘルヴェチア

URL : https://www.helvetia.co.jp[本社]〒700-0856 岡山県岡山市北区十日市西町８－１１
電話番号：086-207-2577[東京オフィス]〒150-0022 東京都渋谷区恵比寿南1-1-1 Humax Ebisu 8F
電話番号：03-6871-9346