電力線通信システムとその構築方法
【課題】 通信ケーブルが敷設されていない集合建築物であっても、通信信号の減衰を効率的に低減することができる、汎用性の高い電力線通信システムを提供する。
【解決手段】 本発明の電力線通信システム１は、電力線を信号伝送路として通信を行うものであり、幹線電力線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐する支線電力線とを有する既設の電力線網５を備えている。支線電力線４にはそれぞれ複数の子機モデム９が接続されている。この子機モデム９と通信する親機モデム８は、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブル６を介して、電力線通信のための通信信号を分電盤２０に注入及び抽出する。
【解決手段】 本発明の電力線通信システム１は、電力線を信号伝送路として通信を行うものであり、幹線電力線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐する支線電力線とを有する既設の電力線網５を備えている。支線電力線４にはそれぞれ複数の子機モデム９が接続されている。この子機モデム９と通信する親機モデム８は、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブル６を介して、電力線通信のための通信信号を分電盤２０に注入及び抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムとその構築方法に関する。特に、複数の住戸を有する複数階の集合建築物において、通信信号の減衰を低減して各住戸が良好に通信することができる電力線通信システムとその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムと略記することがある。）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(例えば、非特許文献１参照)。
【０００３】
図８は、ＰＬＣユーザの家屋が複数階の集合建築物である場合の、ＰＬＣシステムを採用した集合建築物の斜視図であり、図９は、同システムの配線構造図である。
図８に示すように、この集合建築物３１では、外部ネットワーク７から変圧器や開閉器等を含む電力機器３２が収納された配電室２までの通信には、光ファイバ１０を用い、電力機器３２ら各住戸３３までの通信には、配電室２から延びる低圧配電線（幹線）３と、この配電線３から分岐して各住戸３３に通じる屋内配線（支線）４とを用いている。
【０００４】
ＰＬＣ信号で通信を行う親機モデム８は配電室２に設けられている。この親機モデム８は、光ファイバ１０を介して外部ネットワーク７と通信が可能であり、光信号と電気信号（ＰＬＣ信号）を相互変換するメディアコンバータとしての機能を併有している。
各住戸３３の屋内配線４のコンセントにはそれぞれ子機モデム９が接続されている。この子機モデム９は、親機モデム８との間で電力線を介したＰＬＣ信号で通信を行い、パソコン等の端末機器１１とＬＡＮケーブルを介してイーサネット（登録商標：以下同様）信号で通信を行う。
【０００５】
なお、図８及び図９に示す例では、親機モデム８が光信号とＰＬＣ信号の相互変換を行うメディアコンバータ（ＭＣ）としての機能を有するが、光信号での外部ネットワークとの通信のためのメディアコンバータを別途設置する場合もある。また、この例では、配電室２が集合住宅の外部に配置されているが、その内部に配置される場合もある。
【０００６】
上記構成のＰＬＣシステムにおいて、例えば、住戸３３のユーザが外部ネットワーク７に通信信号を送信する場合、端末機器１１から伝送されたイーサネット信号は、子機モデム９にて抽出されてＰＬＣ信号に変調され、コンセント(図示せず)を介して屋内配線４に注入される。
そして、このＰＬＣ信号は、屋内配線４→分電盤→電力量メータ→低圧配電線３を経て電力機器３２の低圧側(二次側)に伝搬され、電力機器３２の低圧側に接続された親機モデム８によって抽出されて、光信号に変換される。この光信号は、光ファイバ１０に注入されて外部ネットワーク７に伝送される。なお、ユーザが通信信号を受信する場合は、上記送信の場合と反対の経路を辿る。
【０００７】
図９に示すように、ＰＬＣシステムに利用する低圧配電線３及び屋内配線４よりなる電力線網５には分岐が多く、しかも、電力線には通常シールドが施されていない。
従って、１台の親機モデム８で複数の子機モデム９の通信制御を行う場合、屋内配線４においてＰＬＣ信号の減衰が大きくなり、通信不能ないし通信困難な住戸３３が生じうるという問題があり、住戸数の多い集合建築物３１ではこの問題が特に顕著化する。
具体的には、親機モデム８の信号注入点から離れた住戸３３では、親機モデム８と子機モデム９との間の伝送長さが大きく、かつ、その間の分岐も多くなるので、ＰＬＣ信号の減衰量が多くなる。
【０００８】
例えば、図９に示す配線構造の場合、最上階の屋内配線４の末端部分に位置する子機モデムＳ５では、そこに至るまでの間に電力線が６回分岐しているため、その分岐による信号減衰だけを考慮しても、信号レベルは１／２の６乗＝１／１２８に低下することになる。
このため、特にこのような屋内配線４の末端部分では、ＰＬＣ信号を子機モデム９によって抽出するのが困難になったり、子機モデム９からの通信信号を親機モデム８が抽出できなかったりする場合がある。
【０００９】
そこで、集合建築物にＰＬＣシステムを構築するに当たって、電力線だけではなく、通信信号の減衰がより少ない通信ケーブル（例えば、同軸ケーブルや電話線）を信号伝送路に利用することで、親機モデムと子機モデムの間の通信信号の減衰を低減する技術が既に提案されている（特許文献１参照）。
この従来のＰＬＣシステムは、集合建築物に既に敷設された通信ケーブルと電力線との組み合せからなる信号伝送路と、通信ケーブルに対してＰＬＣ信号の注入及び抽出を行う親機モデムと、通信ケーブルと電力線との間でＰＬＣ信号を中継する中継装置と、電力線に接続された子機モデムとを備えている（特許文献１の図１）。
【００１０】
【非特許文献１】江藤潔、「電力線搬送（ＰＬＣ：Power Line Communication）の現状」、Interface、CQ出版社、2000年9月、pp.70-81
【特許文献１】特開２００５−２９５５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１に記載のＰＬＣシステムでは、親機モデムと中継装置との間の信号伝送路が信号減衰の少ない通信ケーブルであり、信号伝送路の一部に当該通信ケーブルが利用されるので、電力線のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
しかし、かかる従来のＰＬＣシステムでは、集合建築物に敷設された既設の通信ケーブルを利用してＰＬＣ信号の伝送を行っているので、通信ケーブルが敷設されていない集合建築物には適用できず、汎用性が低いという欠点がある。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑み、通信ケーブルが敷設されていない集合建築物であっても、通信信号の減衰を効率的に低減することができる、汎用性の高い電力線通信システムとその構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電力線通信システム（請求項１）は、電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムであって、幹線電力線に接続された分電盤と、この分電盤を介して分岐する支線電力線とを有する電力線網と、前記支線電力線にそれぞれ接続された電力線通信を行う複数の子機モデムと、前記電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を前記分電盤に注入及び抽出する親機モデムと、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記電力線通信システムは、次の各工程を含む構築方法によって構築することができる（請求項４）。なお、かかる構築方法は、各工程（１）〜（３）の順序を入れ替えても成立する。
（１） 分電盤から分岐する既設の支線電力線に電力線通信を行う子機モデムを接続する工程
（２） 前記分電盤を含む電力線網の他に、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを電力線通信のための通信経路として新たに敷設する工程
（３） 電力線通信のための通信信号を前記通信ケーブルに注入及び抽出可能な親機モデムに接続された当該通信ケーブルを、前記分電盤に接続する工程
【００１５】
本発明によれば、親機モデムが、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号（ＰＬＣ信号）を分電盤に注入及び抽出するので、電力線のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
しかも、本発明では、既設の電力線網に含まれる分電盤に通信信号を注入及び抽出するための通信ケーブルを新たに敷設するようにしたので、通信ケーブルを有しない集合建築物に対しても適用可能であり、システム構築の汎用性を向上することができる。
【００１６】
本発明において、電力線通信システムを構築する建物が、前記幹線電力線とこれに接続された複数の前記分電盤とを収容するパイプシャフトを備えている場合には、前記親機モデムと前記通信ケーブルを前記パイプシャフトに収納することが好ましい（請求項２）。
この場合、新設される通信ケーブルや親機モデムが既設の幹線電力線や分電盤とともにパイプシャフトに収容されるので、電力線通信システムを省スペースで構築することができる。
【００１７】
ところで、電力線通信システムでは電力線を通信信号の伝送路として利用するが、電力線は比較的信号の漏洩が大きく、アマチュア無線等に悪影響が生じるおそれがあるため、２００６年１０月に高速ＰＬＣが解禁された際にも、ＰＬＣ信号での通信は「屋内」に限定するという規制がある。
しかし、上記規制の下では、例えばある敷地内に同一所有者の別個の建物がある場合であっても、建物毎に親機モデムを設置する必要があり、システム構築の効率が悪いという欠点がある。
【００１８】
そこで、本発明において、異なる複数の建物に設置された配電系統が分離した前記電力線網を備えている場合には、前記親機モデムは、前記通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の前記建物の前記各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出するものを採用することが好ましい（請求項３）。
この場合、親機モデムが、通信信号の伝送特性が優れた新設の通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の建物の各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出するので、配電系統が分離した電力線網を一つの親機モデムで共通のローカルネットワークとして構築することができる。
【００１９】
また、新設される通信ケーブル（例えば同軸ケーブル等）は、一般に電力線よりも外部漏洩が少ないので、当該通信ケーブルを複数の建物の外部に敷設しても、信号漏洩のおそれが殆どない。このため、アマチュア無線等に悪影響が生じるのを未然に防止しつつ、複数の建物の独立した電力線網に対して、共通のローカルネットワークを構築することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、信号伝送路の一部に伝送特性が優れた通信ケーブルを利用するとともに、その通信ケーブルを新たに敷設するようにしたので、通信ケーブルを有しない集合建築物に対しても、通信信号の減衰が少ない電力線通信システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１は、例えば高層マンション、高層ホテル又はオフィスビル等の集合建築物３１、すなわち、一つの建屋で各階に複数の住戸３３を有する複数階の集合建築物３１を対象として構築されるもので、当該建築物３１に敷設された電力線３，４を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムである。
もっとも、建築物３１は、必ずしも複数の住戸３３を有するものや、複数階のものに限定されるものではなく、一つの建築物３１に後述する分岐状の電力線網５が敷設される場合も包含する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の電力線通信システム１は、配電室２から延びる幹線電力線としての配電線３と、この配電線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐して各住戸３３に通じる支線電力線としての屋内配線４とからなる既設の電力線網５と、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルの一つである同軸ケーブル６とを組み合わせ、ＰＬＣ信号の信号伝送路を構築している。
なお、図１に示す配線構造では、電力線網５の分電盤２０が集合建築物３１の３階〜７階に合計５機あり、この各分電盤２０の主幹ブレーカに配電線３が接続され、同各分電盤２０の分岐ブレーカに屋内配線４がそれぞれ接続されている。
【００２３】
また、この電力線通信システム１は、外部ネットワーク７と光信号等による通信が可能な親機モデム８と、建築物３１の各住戸３３に設置されかつ親機モデム８とＰＬＣ信号による通信が可能な子機モデム９とを備えている。
本実施形態の親機モデム８は、低周波帯域を利用する第一モデム８Ａと、高周波帯域を利用する第二モデム８Ｂとからなり、これらの各モデム８Ａ，８Ｂは、１本の光ファイバ１０と、複数本（図例では２本又は３本）の同軸ケーブル６が接続されており、光信号とＰＬＣ信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。
【００２４】
従って、外部ネットワーク７からの下りの光信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで下りのＰＬＣ信号に変換され、このＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂに分岐接続された各同軸ケーブル６に注入される。
また、各同軸ケーブル６からの上りのＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで上りの光信号に変換され、この上りの光信号は光ファイバ１０に注入される。
もっとも、光信号での外部ネットワーク７との通信のためのメディアコンバータ１２（例えば図４参照）を、親機モデム８の上流側に別途設置する場合もある。
【００２５】
各子機モデム９は、ＰＬＣ信号とイーサネット信号等のローカルネットワーク信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。すなわち、各子機モデム９は、親機モデム８との間で電力線を介したＰＬＣ信号で通信を行い、パソコン等の端末機器１１（図８参照）とＬＡＮケーブルを介してローカルネットワークワーク信号で通信を行うものである。
なお、図１の配線構造では、３階〜７階に設置された各屋内配線４にはそれぞれ１０個の子機モデム９が接続されており、従って、子機モデム９は合計５０台ある。
【００２６】
親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐する同軸ケーブル６は、キャパシティブカップリングユニット（信号結合器）２１を介して各階の分電盤２０の主幹ブレーカに接続されている。このカップリングユニット２１は、電力線と同軸ケーブル６とを物理的に分断し、かつ、それらの間で高周波のＰＬＣ信号のみを伝送できるようにする結合器であり、例えば結合トランスを含んで構成されている。
このため、親機モデム８Ａ，８Ｂから各同軸ケーブル６にそれぞれ注入された下りのＰＬＣ信号は、上記カップリングユニット２１と分電盤２０を介して各階の屋内配線４に注入される。
【００２７】
また、子機モデム９から屋内配線４に注入された上りのＰＬＣ信号は、分電盤２０とカップリングユニット２１を介して同軸ケーブル６に注入される。
図１に示す集合建築物３１では、既設の電力線網５を構成する配電線３とこれに接続された各分電盤２０を収容する、各階に通じるパイプシャフト２２を備えている。
そこで、本実施形態では、電力線通信システム１を構築する際に新設される同軸ケーブル６と親機モデム８を、配電線３や分電盤２０とともに当該パイプシャフト２２に収容することにより、電力線通信システム１を省スペースで構築するようにしている。
【００２８】
上記電力線通信システム１は、例えば、各住戸３３のコンセント１３に子機モデム９を接続して、分電盤２０から分岐する既設の屋内配線４に電力線通信を行う子機モデム９を接続する第一工程と、分電盤２０を含む電力線網５の他に同軸ケーブル６を電力線通信のための通信経路として新たに敷設する第二工程と、ＰＬＣ信号を同軸ケーブル６に注入及び抽出可能な親機モデム８に接続された当該通信ケーブル６を、分電盤２０に接続する第三工程とを行うことによって構築することができる。
なお、上記第一〜第三工程は、必ずしもその順番で行う必要はなく、その順序を入れ替えてもよい。
【００２９】
図２は、第一実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
この比較例の電力線通信システム１が第一実施形態の電力線通信システム１と異なる点は、親機モデム８の下り側の信号伝送路が従来通りの電力線２３よりなり、この電力線２３を分電盤２０の主幹ブレーカに接続している点にある。
なお、図２に示す比較例では、親機モデム８から延びる電力線２３は、４階と７階の分電盤２０に接続され、残りの３階、５階及び６階の分電盤２０には、親機モデム８からのＰＬＣ信号を中継する中継装置２４が接続されている。
【００３０】
図３（ａ）は、第一実施形態の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフであり、図３（ｂ）は、比較例の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフである。
なお、これらのグラフにおいて、横軸は各住戸３３の部屋番号を示し、縦軸は各部屋番号での実効速度（Ｍｂｐｓ）を示している。また、ハッチング（斜線）付きの棒グラフが下り速度であり、ハッチング無しの白抜きの棒グラフが上り速度である。
【００３１】
図３（ａ）と図３（ｂ）を対比すれば明らかなように、比較例の通信システム（図２）の場合には、中継装置２４で信号注入している５階と６階の住戸３３での実効速度が低くなっているのに対して、第一実施形態の電力線通信システム１（図１）の場合には、５階〜７階のすべての住戸３３において良好な実効速度が得られている。
このように、本実施形態の電力線通信システム１によれば、親機モデム８が、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルである同軸ケーブル６を介して、ＰＬＣ信号を分電盤２０に注入及び抽出するので、電力線３，４のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
【００３２】
また、本実施形態の電力線通信システム１では、既設の電力線網５に含まれる分電盤２０に通信信号を注入及び抽出するための同軸ケーブル６を新たに敷設するようにしたので、同軸ケーブル６その他の通信専用のケーブルがなくて電力線網５しか有していない集合建築物３１に対しても、信号減衰が少ないＰＬＣシステムを構築することができ、ＰＬＣによるシステム構築の汎用性を向上することができる。
【００３３】
更に、本実施形態の電力線通信システム１では、伝送特性が優れた複数本の同軸ケーブル６が各親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐しており、この分岐した各同軸ケーブル６をそれぞれ別個の分電盤２０に接続しているので、中継装置２４（図２参照）を設けなくても良好な信号伝送が可能となり、システム構築に必要なモデム数を低減できるという利点もある。
【００３４】
〔第二実施形態〕
図４は、本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１は、例えば学校、役所又は研究所等の集合建築物３１、すなわち、比較的広い敷地の範囲で複数の建屋３１Ａ〜３１Ｄに分かれており、その各建屋３１Ａ〜３１Ｄが複数階建ての集合建築物３１を対象として構築されたもので、当該建築物３１に敷設された電力線３，４を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムである。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態の集合建築物３１は、３階建ての西建屋３１Ａと、２階建ての中央建屋３１Ｂと、３階建ての東建屋３１Ｃと、２階建ての北建屋３１Ｄとから構成されている。
本実施形態の電力線通信システム１は、配電室２から各建屋３１Ａ〜３１Ｄに延びる幹線電力線としての配電線３と、この配電線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐して各建屋３１Ａ〜３１Ｄの各階に通じる支線電力線としての屋内配線４とからなる既設の電力線網５と、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルの一つである同軸ケーブル６とを組み合わせ、ＰＬＣ信号の信号伝送路を構築している。
【００３６】
西建屋３１Ａの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある二つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０に、２階及び３階部分にある分電盤２０が屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
一方、中央建屋３１Ｂの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０は、１階部分にある他の分電盤２０と２階部分にある分電盤２０に屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
【００３７】
東建屋３１Ｃの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０は、１階部分にある他の分電盤２０と２階及び３階部分にある分電盤２０に屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
また、北建屋３１Ｄの場合には、キュービクル２からの配電線３が、２階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この分電盤２０は、１階及び２階部分にあるコンセント１３に屋内配線４を介して通じている。
【００３８】
また、この電力線通信システム１は、外部ネットワーク７と光信号等による通信が可能なメディアコンバータ１２と、このコンバータ１２とレイヤ２スイッチ１５を介して接続された親機モデム８と、各建屋３１Ａ〜３１Ｄのコンセント１３に接続して使用される複数の子機モデム９とを備えている。なお、図４では、図面の簡略化のために、子機モデム９の図示を省略してある。
【００３９】
本実施形態の親機モデム８も、低周波帯域を利用する第一モデム８Ａと、高周波帯域を利用する第二モデム８Ｂとからなり、これらの各モデム８Ａ，８Ｂは、１本のイーサネットケーブル１４と、複数本（図例では２本又は３本）の同軸ケーブル６が接続されており、イーサネット信号とＰＬＣ信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。
【００４０】
従って、外部ネットワーク７からの下りの光信号は、メディアコンバータ１２でイーサネット信号に変換され、このイーサネット信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで下りのＰＬＣ信号に変換され、このＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂに分岐接続された各同軸ケーブル６に注入される。
また、各同軸ケーブル６からの上りのＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで上りのイーサネット信号に変換され、このイーサネット信号は、メディアコンバータ１２で光信号に変換され、この上りの光信号は光ファイバ１０に注入される。
【００４１】
二つの親機モデム８Ａ，８Ｂのうち、低周波用の第一モデム８Ａから分岐する同軸ケーブル６は、西建屋３１Ａの一階部分にある二つの分電盤２０の主幹ブレーカに前記カップリングユニット２１を介して接続されている。
また、高周波用の第二モデム８Ｂから分岐する同軸ケーブル６は、東建屋３１Ｃの一階部分にある分電盤２０の主幹ブレーカと、中央建屋３１Ｂの一階部分にある分電盤２０の主幹ブレーカにカップリングユニット２１を介してそれぞれ接続されている。
【００４２】
このため、親機モデム８Ａ，８Ｂから各同軸ケーブル６にそれぞれ注入された下りのＰＬＣ信号は、上記カップリングユニット２１と分電盤２０を介して各建屋３１Ａ〜３１Ｃの屋内配線４に注入される。
また、各建屋３１Ａ〜３１Ｃのコンセント１３に接続された子機モデム９から屋内配線４に注入された上りのＰＬＣ信号は、分電盤２０とカップリングユニット２１を介して同軸ケーブル６に注入される。
【００４３】
第一モデム８Ａから西建屋３１Ａの左側の分電盤２０まで延びる同軸ケーブル６の長さは約５０ｍであり、第二モデム８Ｂから中央建屋３１Ｂの分電盤２０まで延びる同軸ケーブル６の長さも約５０ｍである。
なお、各建屋３１Ａ〜３１Ｄには、合計で２８個のコンセント１３が設けられており、図４ではその各コンセントに０〜２７までのナンバリングを施してある。また、図４に示す電力線通信システム１では、北建屋３１Ｄの分電盤２０に接続された親機モデム８Ｄについては、下り側の信号伝送路が従来通りの電力線よりなる。
【００４４】
図５は、第二実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
この比較例の電力線通信システム１が第二実施形態の電力線通信システム１と異なる点は、親機モデム８の下り側の信号伝送路が従来通りの電力線２３よりなり、この電力線２３を分電盤２０の主幹ブレーカに接続している点にある。
なお、図５に示す比較例では、従来の親機モデム８は図４に示す第二実施形態の場合と同じ分電盤２０に接続されているとともに、その他の分電盤２０に、親機モデム８からのＰＬＣ信号を中継する中継装置２４が接続されている。
【００４５】
図６は、第二実施形態の通信システムとその比較例の通信システムにおける各コンセントでの実効速度を示す棒グラフである。
なお、このグラフにおいて、横軸は測定対象としたコンセント番号（０〜２７）を示し、縦軸はコンセント番号での実効速度（Ｍｂｐｓ）を示している。また、ハッチング（斜線）付きの棒グラフが下り速度であり、ハッチング無しの白抜きの棒グラフが上り速度である。更に、各コンセント番号に対応して併記した４本の棒グラフのうち、左側２本が第二実施形態の場合（図４）であり、右側２本が比較例の場合（図５）である。
【００４６】
図６を見れば明らかなように、比較例の電力線通信システム１（図５）の場合には、特に上りの実効速度が１０Ｍｂｐｓ以下になる場合が多く、十分な速度が保証できているとは言い難いのに対して、第二実施形態の電力線通信システム１（図４）の場合には、測定対象としたすべての建屋３１Ａ〜３１Ｄのコンセント１３において良好な実効速度が得られている。
このように、本実施形態の電力線通信システム１においても、親機モデム８が、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルである同軸ケーブル６を介して、ＰＬＣ信号を分電盤２０に注入及び抽出するので、電力線３，４のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
【００４７】
また、本実施形態の電力線通信システム１では、既設の電力線網５に含まれる分電盤２０に通信信号を注入及び抽出するための同軸ケーブル６を新たに敷設しているので、同軸ケーブル６その他の通信専用のケーブルがなく電力線網５しか有していない建屋３１Ａ〜３１Ｄに対しても、信号減衰が少ないＰＬＣシステムを構築することができ、ＰＬＣによるシステム構築の汎用性を向上することができる。
【００４８】
更に、本実施形態の電力線通信システム１においても、伝送特性が優れた複数本の同軸ケーブル６が各親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐しており、この分岐した各同軸ケーブル６をそれぞれ別個の分電盤２０に接続しているので、中継装置２４（図５参照）を設けなくても良好な信号伝送が可能となり、システム構築に必要なモデム数を低減することができる。
【００４９】
〔第三実施形態〕
図７は、本発明の第三実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１が第一実施形態のものと異なる点は、異なる複数の建物３１Ｅ，３１Ｆに設置された配電系統が分離した電力線網５，５を備えており、この各電力線網５，５に対して一つの親機モデム８で共通のローカルネットワークを構築している点にある。
【００５０】
すなわち、比較的信号の漏洩が大きい電力線を伝送路とする電力線通信システムでは、アマチュア無線等に悪影響が生じるおそれがあるため、現時点においてもＰＬＣ信号での通信は「屋内」に限定するという規制があるが、かかる規制の下では、例えば図７に示すように、別個の建物３１Ｅ，３１Ｆが同一所有者のものであっても、建物３１Ｅ，３１Ｆごとに親機モデムを設置する必要があり、システム構築の効率が悪い。
【００５１】
そこで、本実施形態では、同軸ケーブル６にＰＬＣ信号を注入又は抽出可能な親機モデム８を一方の建物３１Ｅに設置し、この親機モデム８から分岐する複数本の同軸ケーブル６の一部を当該一方の建物３１Ｅの分電盤２０に接続するとともに、残りの同軸ケーブル６を屋外に敷設して他方の建物３１Ｆまで引き延ばし、この引き延ばされた同軸ケーブル６を、他方の建物３１Ｆの分電盤２０に接続するようにしている。
なお、図７では、建物３１Ｅ，３１Ｆが二棟の場合を例示しているが、三棟以上の建物の分電盤に同軸ケーブル６で信号注入することも可能である。
【００５２】
このように、本実施形態の電力線通信システム１によれば、親機モデム８が同軸ケーブル６を介してＰＬＣ信号を複数の建物３１Ｅ，３１Ｆの各分電盤２０に対してそれぞれ注入及び抽出するので、配電系統が分離した電力線網５，５を一つの親機モデム８で共通のローカルネットワークとして構築することができる。
また、この場合、屋外に敷設される同軸ケーブル６は電力線よりも外部漏洩が少なく、屋外での信号漏洩のおそれが殆どないので、アマチュア無線等に悪影響が生じるのを未然に防止しつつ、複数の建物３１Ｅ，３１Ｆの独立した電力線網５，５に対して、共通のローカルネットワークを構築できるようになる。
【００５３】
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、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルとして同軸ケーブル６を採用しているが、例えば電話線やインタホン用通信線等のその他の通信ケーブルであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図２】第一実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図３】（ａ）は、第一実施形態の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフであり、（ｂ）は、比較例の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図５】第二実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図６】第二実施形態の通信システムとその比較例の通信システムにおける各コンセントでの実効速度を示す棒グラフである。
【図７】本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図８】従来の電力線通信システムを採用した集合建築物の斜視図である。
【図９】従来の電力線通信システムの配線構造図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：電力線通信システム ２：配電室 ３：配電線（幹線電力線）
４：屋内配線（支線電力線） ５：電力線網 ６：同軸ケーブル（通信ケーブル）
７：外部ネットワーク ８：親機モデム ８Ａ：第一モデム ８Ｂ：第二モデム
９：子機モデム １０：光ファイバ １１：端末機器
１２：メディアコンバータ １３：コンセント １４：イーサネットケーブル
１５：レイヤ２スイッチ ２０：分電盤 ２１：カップリングユニット
２２：パイプシャフト ２３：電力線 ２４：中継装置 ３１：集合建築物
３１Ａ：西建屋 ３１Ｂ：中央建屋 ３１Ｃ：東建屋 ３１Ｄ：北建屋
３１Ｅ：建物 ３１Ｆ：建物 ３２：電力機器 ３３：住戸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムとその構築方法に関する。特に、複数の住戸を有する複数階の集合建築物において、通信信号の減衰を低減して各住戸が良好に通信することができる電力線通信システムとその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信システム（Power Line Communication System：以下、ＰＬＣシステムと略記することがある。）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(例えば、非特許文献１参照)。
【０００３】
図８は、ＰＬＣユーザの家屋が複数階の集合建築物である場合の、ＰＬＣシステムを採用した集合建築物の斜視図であり、図９は、同システムの配線構造図である。
図８に示すように、この集合建築物３１では、外部ネットワーク７から変圧器や開閉器等を含む電力機器３２が収納された配電室２までの通信には、光ファイバ１０を用い、電力機器３２ら各住戸３３までの通信には、配電室２から延びる低圧配電線（幹線）３と、この配電線３から分岐して各住戸３３に通じる屋内配線（支線）４とを用いている。
【０００４】
ＰＬＣ信号で通信を行う親機モデム８は配電室２に設けられている。この親機モデム８は、光ファイバ１０を介して外部ネットワーク７と通信が可能であり、光信号と電気信号（ＰＬＣ信号）を相互変換するメディアコンバータとしての機能を併有している。
各住戸３３の屋内配線４のコンセントにはそれぞれ子機モデム９が接続されている。この子機モデム９は、親機モデム８との間で電力線を介したＰＬＣ信号で通信を行い、パソコン等の端末機器１１とＬＡＮケーブルを介してイーサネット（登録商標：以下同様）信号で通信を行う。
【０００５】
なお、図８及び図９に示す例では、親機モデム８が光信号とＰＬＣ信号の相互変換を行うメディアコンバータ（ＭＣ）としての機能を有するが、光信号での外部ネットワークとの通信のためのメディアコンバータを別途設置する場合もある。また、この例では、配電室２が集合住宅の外部に配置されているが、その内部に配置される場合もある。
【０００６】
上記構成のＰＬＣシステムにおいて、例えば、住戸３３のユーザが外部ネットワーク７に通信信号を送信する場合、端末機器１１から伝送されたイーサネット信号は、子機モデム９にて抽出されてＰＬＣ信号に変調され、コンセント(図示せず)を介して屋内配線４に注入される。
そして、このＰＬＣ信号は、屋内配線４→分電盤→電力量メータ→低圧配電線３を経て電力機器３２の低圧側(二次側)に伝搬され、電力機器３２の低圧側に接続された親機モデム８によって抽出されて、光信号に変換される。この光信号は、光ファイバ１０に注入されて外部ネットワーク７に伝送される。なお、ユーザが通信信号を受信する場合は、上記送信の場合と反対の経路を辿る。
【０００７】
図９に示すように、ＰＬＣシステムに利用する低圧配電線３及び屋内配線４よりなる電力線網５には分岐が多く、しかも、電力線には通常シールドが施されていない。
従って、１台の親機モデム８で複数の子機モデム９の通信制御を行う場合、屋内配線４においてＰＬＣ信号の減衰が大きくなり、通信不能ないし通信困難な住戸３３が生じうるという問題があり、住戸数の多い集合建築物３１ではこの問題が特に顕著化する。
具体的には、親機モデム８の信号注入点から離れた住戸３３では、親機モデム８と子機モデム９との間の伝送長さが大きく、かつ、その間の分岐も多くなるので、ＰＬＣ信号の減衰量が多くなる。
【０００８】
例えば、図９に示す配線構造の場合、最上階の屋内配線４の末端部分に位置する子機モデムＳ５では、そこに至るまでの間に電力線が６回分岐しているため、その分岐による信号減衰だけを考慮しても、信号レベルは１／２の６乗＝１／１２８に低下することになる。
このため、特にこのような屋内配線４の末端部分では、ＰＬＣ信号を子機モデム９によって抽出するのが困難になったり、子機モデム９からの通信信号を親機モデム８が抽出できなかったりする場合がある。
【０００９】
そこで、集合建築物にＰＬＣシステムを構築するに当たって、電力線だけではなく、通信信号の減衰がより少ない通信ケーブル（例えば、同軸ケーブルや電話線）を信号伝送路に利用することで、親機モデムと子機モデムの間の通信信号の減衰を低減する技術が既に提案されている（特許文献１参照）。
この従来のＰＬＣシステムは、集合建築物に既に敷設された通信ケーブルと電力線との組み合せからなる信号伝送路と、通信ケーブルに対してＰＬＣ信号の注入及び抽出を行う親機モデムと、通信ケーブルと電力線との間でＰＬＣ信号を中継する中継装置と、電力線に接続された子機モデムとを備えている（特許文献１の図１）。
【００１０】
【非特許文献１】江藤潔、「電力線搬送（ＰＬＣ：Power Line Communication）の現状」、Interface、CQ出版社、2000年9月、pp.70-81
【特許文献１】特開２００５−２９５５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１に記載のＰＬＣシステムでは、親機モデムと中継装置との間の信号伝送路が信号減衰の少ない通信ケーブルであり、信号伝送路の一部に当該通信ケーブルが利用されるので、電力線のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
しかし、かかる従来のＰＬＣシステムでは、集合建築物に敷設された既設の通信ケーブルを利用してＰＬＣ信号の伝送を行っているので、通信ケーブルが敷設されていない集合建築物には適用できず、汎用性が低いという欠点がある。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑み、通信ケーブルが敷設されていない集合建築物であっても、通信信号の減衰を効率的に低減することができる、汎用性の高い電力線通信システムとその構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電力線通信システム（請求項１）は、電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムであって、幹線電力線に接続された分電盤と、この分電盤を介して分岐する支線電力線とを有する電力線網と、前記支線電力線にそれぞれ接続された電力線通信を行う複数の子機モデムと、前記電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を前記分電盤に注入及び抽出する親機モデムと、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記電力線通信システムは、次の各工程を含む構築方法によって構築することができる（請求項４）。なお、かかる構築方法は、各工程（１）〜（３）の順序を入れ替えても成立する。
（１） 分電盤から分岐する既設の支線電力線に電力線通信を行う子機モデムを接続する工程
（２） 前記分電盤を含む電力線網の他に、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを電力線通信のための通信経路として新たに敷設する工程
（３） 電力線通信のための通信信号を前記通信ケーブルに注入及び抽出可能な親機モデムに接続された当該通信ケーブルを、前記分電盤に接続する工程
【００１５】
本発明によれば、親機モデムが、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号（ＰＬＣ信号）を分電盤に注入及び抽出するので、電力線のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
しかも、本発明では、既設の電力線網に含まれる分電盤に通信信号を注入及び抽出するための通信ケーブルを新たに敷設するようにしたので、通信ケーブルを有しない集合建築物に対しても適用可能であり、システム構築の汎用性を向上することができる。
【００１６】
本発明において、電力線通信システムを構築する建物が、前記幹線電力線とこれに接続された複数の前記分電盤とを収容するパイプシャフトを備えている場合には、前記親機モデムと前記通信ケーブルを前記パイプシャフトに収納することが好ましい（請求項２）。
この場合、新設される通信ケーブルや親機モデムが既設の幹線電力線や分電盤とともにパイプシャフトに収容されるので、電力線通信システムを省スペースで構築することができる。
【００１７】
ところで、電力線通信システムでは電力線を通信信号の伝送路として利用するが、電力線は比較的信号の漏洩が大きく、アマチュア無線等に悪影響が生じるおそれがあるため、２００６年１０月に高速ＰＬＣが解禁された際にも、ＰＬＣ信号での通信は「屋内」に限定するという規制がある。
しかし、上記規制の下では、例えばある敷地内に同一所有者の別個の建物がある場合であっても、建物毎に親機モデムを設置する必要があり、システム構築の効率が悪いという欠点がある。
【００１８】
そこで、本発明において、異なる複数の建物に設置された配電系統が分離した前記電力線網を備えている場合には、前記親機モデムは、前記通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の前記建物の前記各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出するものを採用することが好ましい（請求項３）。
この場合、親機モデムが、通信信号の伝送特性が優れた新設の通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の建物の各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出するので、配電系統が分離した電力線網を一つの親機モデムで共通のローカルネットワークとして構築することができる。
【００１９】
また、新設される通信ケーブル（例えば同軸ケーブル等）は、一般に電力線よりも外部漏洩が少ないので、当該通信ケーブルを複数の建物の外部に敷設しても、信号漏洩のおそれが殆どない。このため、アマチュア無線等に悪影響が生じるのを未然に防止しつつ、複数の建物の独立した電力線網に対して、共通のローカルネットワークを構築することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、信号伝送路の一部に伝送特性が優れた通信ケーブルを利用するとともに、その通信ケーブルを新たに敷設するようにしたので、通信ケーブルを有しない集合建築物に対しても、通信信号の減衰が少ない電力線通信システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の第一実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１は、例えば高層マンション、高層ホテル又はオフィスビル等の集合建築物３１、すなわち、一つの建屋で各階に複数の住戸３３を有する複数階の集合建築物３１を対象として構築されるもので、当該建築物３１に敷設された電力線３，４を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムである。
もっとも、建築物３１は、必ずしも複数の住戸３３を有するものや、複数階のものに限定されるものではなく、一つの建築物３１に後述する分岐状の電力線網５が敷設される場合も包含する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の電力線通信システム１は、配電室２から延びる幹線電力線としての配電線３と、この配電線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐して各住戸３３に通じる支線電力線としての屋内配線４とからなる既設の電力線網５と、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルの一つである同軸ケーブル６とを組み合わせ、ＰＬＣ信号の信号伝送路を構築している。
なお、図１に示す配線構造では、電力線網５の分電盤２０が集合建築物３１の３階〜７階に合計５機あり、この各分電盤２０の主幹ブレーカに配電線３が接続され、同各分電盤２０の分岐ブレーカに屋内配線４がそれぞれ接続されている。
【００２３】
また、この電力線通信システム１は、外部ネットワーク７と光信号等による通信が可能な親機モデム８と、建築物３１の各住戸３３に設置されかつ親機モデム８とＰＬＣ信号による通信が可能な子機モデム９とを備えている。
本実施形態の親機モデム８は、低周波帯域を利用する第一モデム８Ａと、高周波帯域を利用する第二モデム８Ｂとからなり、これらの各モデム８Ａ，８Ｂは、１本の光ファイバ１０と、複数本（図例では２本又は３本）の同軸ケーブル６が接続されており、光信号とＰＬＣ信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。
【００２４】
従って、外部ネットワーク７からの下りの光信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで下りのＰＬＣ信号に変換され、このＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂに分岐接続された各同軸ケーブル６に注入される。
また、各同軸ケーブル６からの上りのＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで上りの光信号に変換され、この上りの光信号は光ファイバ１０に注入される。
もっとも、光信号での外部ネットワーク７との通信のためのメディアコンバータ１２（例えば図４参照）を、親機モデム８の上流側に別途設置する場合もある。
【００２５】
各子機モデム９は、ＰＬＣ信号とイーサネット信号等のローカルネットワーク信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。すなわち、各子機モデム９は、親機モデム８との間で電力線を介したＰＬＣ信号で通信を行い、パソコン等の端末機器１１（図８参照）とＬＡＮケーブルを介してローカルネットワークワーク信号で通信を行うものである。
なお、図１の配線構造では、３階〜７階に設置された各屋内配線４にはそれぞれ１０個の子機モデム９が接続されており、従って、子機モデム９は合計５０台ある。
【００２６】
親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐する同軸ケーブル６は、キャパシティブカップリングユニット（信号結合器）２１を介して各階の分電盤２０の主幹ブレーカに接続されている。このカップリングユニット２１は、電力線と同軸ケーブル６とを物理的に分断し、かつ、それらの間で高周波のＰＬＣ信号のみを伝送できるようにする結合器であり、例えば結合トランスを含んで構成されている。
このため、親機モデム８Ａ，８Ｂから各同軸ケーブル６にそれぞれ注入された下りのＰＬＣ信号は、上記カップリングユニット２１と分電盤２０を介して各階の屋内配線４に注入される。
【００２７】
また、子機モデム９から屋内配線４に注入された上りのＰＬＣ信号は、分電盤２０とカップリングユニット２１を介して同軸ケーブル６に注入される。
図１に示す集合建築物３１では、既設の電力線網５を構成する配電線３とこれに接続された各分電盤２０を収容する、各階に通じるパイプシャフト２２を備えている。
そこで、本実施形態では、電力線通信システム１を構築する際に新設される同軸ケーブル６と親機モデム８を、配電線３や分電盤２０とともに当該パイプシャフト２２に収容することにより、電力線通信システム１を省スペースで構築するようにしている。
【００２８】
上記電力線通信システム１は、例えば、各住戸３３のコンセント１３に子機モデム９を接続して、分電盤２０から分岐する既設の屋内配線４に電力線通信を行う子機モデム９を接続する第一工程と、分電盤２０を含む電力線網５の他に同軸ケーブル６を電力線通信のための通信経路として新たに敷設する第二工程と、ＰＬＣ信号を同軸ケーブル６に注入及び抽出可能な親機モデム８に接続された当該通信ケーブル６を、分電盤２０に接続する第三工程とを行うことによって構築することができる。
なお、上記第一〜第三工程は、必ずしもその順番で行う必要はなく、その順序を入れ替えてもよい。
【００２９】
図２は、第一実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
この比較例の電力線通信システム１が第一実施形態の電力線通信システム１と異なる点は、親機モデム８の下り側の信号伝送路が従来通りの電力線２３よりなり、この電力線２３を分電盤２０の主幹ブレーカに接続している点にある。
なお、図２に示す比較例では、親機モデム８から延びる電力線２３は、４階と７階の分電盤２０に接続され、残りの３階、５階及び６階の分電盤２０には、親機モデム８からのＰＬＣ信号を中継する中継装置２４が接続されている。
【００３０】
図３（ａ）は、第一実施形態の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフであり、図３（ｂ）は、比較例の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフである。
なお、これらのグラフにおいて、横軸は各住戸３３の部屋番号を示し、縦軸は各部屋番号での実効速度（Ｍｂｐｓ）を示している。また、ハッチング（斜線）付きの棒グラフが下り速度であり、ハッチング無しの白抜きの棒グラフが上り速度である。
【００３１】
図３（ａ）と図３（ｂ）を対比すれば明らかなように、比較例の通信システム（図２）の場合には、中継装置２４で信号注入している５階と６階の住戸３３での実効速度が低くなっているのに対して、第一実施形態の電力線通信システム１（図１）の場合には、５階〜７階のすべての住戸３３において良好な実効速度が得られている。
このように、本実施形態の電力線通信システム１によれば、親機モデム８が、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルである同軸ケーブル６を介して、ＰＬＣ信号を分電盤２０に注入及び抽出するので、電力線３，４のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
【００３２】
また、本実施形態の電力線通信システム１では、既設の電力線網５に含まれる分電盤２０に通信信号を注入及び抽出するための同軸ケーブル６を新たに敷設するようにしたので、同軸ケーブル６その他の通信専用のケーブルがなくて電力線網５しか有していない集合建築物３１に対しても、信号減衰が少ないＰＬＣシステムを構築することができ、ＰＬＣによるシステム構築の汎用性を向上することができる。
【００３３】
更に、本実施形態の電力線通信システム１では、伝送特性が優れた複数本の同軸ケーブル６が各親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐しており、この分岐した各同軸ケーブル６をそれぞれ別個の分電盤２０に接続しているので、中継装置２４（図２参照）を設けなくても良好な信号伝送が可能となり、システム構築に必要なモデム数を低減できるという利点もある。
【００３４】
〔第二実施形態〕
図４は、本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１は、例えば学校、役所又は研究所等の集合建築物３１、すなわち、比較的広い敷地の範囲で複数の建屋３１Ａ〜３１Ｄに分かれており、その各建屋３１Ａ〜３１Ｄが複数階建ての集合建築物３１を対象として構築されたもので、当該建築物３１に敷設された電力線３，４を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムである。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態の集合建築物３１は、３階建ての西建屋３１Ａと、２階建ての中央建屋３１Ｂと、３階建ての東建屋３１Ｃと、２階建ての北建屋３１Ｄとから構成されている。
本実施形態の電力線通信システム１は、配電室２から各建屋３１Ａ〜３１Ｄに延びる幹線電力線としての配電線３と、この配電線３に接続された分電盤２０と、この分電盤２０を介して分岐して各建屋３１Ａ〜３１Ｄの各階に通じる支線電力線としての屋内配線４とからなる既設の電力線網５と、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルの一つである同軸ケーブル６とを組み合わせ、ＰＬＣ信号の信号伝送路を構築している。
【００３６】
西建屋３１Ａの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある二つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０に、２階及び３階部分にある分電盤２０が屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
一方、中央建屋３１Ｂの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０は、１階部分にある他の分電盤２０と２階部分にある分電盤２０に屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
【００３７】
東建屋３１Ｃの場合には、キュービクル２からの配電線３が、１階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この配電線３が接続された分電盤２０は、１階部分にある他の分電盤２０と２階及び３階部分にある分電盤２０に屋内配線４を介して接続され、この各分電盤２０は屋内配線４を介して複数のコンセント１３に通じている。
また、北建屋３１Ｄの場合には、キュービクル２からの配電線３が、２階部分にある一つの分電盤２０に接続され、この分電盤２０は、１階及び２階部分にあるコンセント１３に屋内配線４を介して通じている。
【００３８】
また、この電力線通信システム１は、外部ネットワーク７と光信号等による通信が可能なメディアコンバータ１２と、このコンバータ１２とレイヤ２スイッチ１５を介して接続された親機モデム８と、各建屋３１Ａ〜３１Ｄのコンセント１３に接続して使用される複数の子機モデム９とを備えている。なお、図４では、図面の簡略化のために、子機モデム９の図示を省略してある。
【００３９】
本実施形態の親機モデム８も、低周波帯域を利用する第一モデム８Ａと、高周波帯域を利用する第二モデム８Ｂとからなり、これらの各モデム８Ａ，８Ｂは、１本のイーサネットケーブル１４と、複数本（図例では２本又は３本）の同軸ケーブル６が接続されており、イーサネット信号とＰＬＣ信号を相互変換するメディアコンバータとしての機能を有する。
【００４０】
従って、外部ネットワーク７からの下りの光信号は、メディアコンバータ１２でイーサネット信号に変換され、このイーサネット信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで下りのＰＬＣ信号に変換され、このＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂに分岐接続された各同軸ケーブル６に注入される。
また、各同軸ケーブル６からの上りのＰＬＣ信号は、親機モデム８Ａ，８Ｂで上りのイーサネット信号に変換され、このイーサネット信号は、メディアコンバータ１２で光信号に変換され、この上りの光信号は光ファイバ１０に注入される。
【００４１】
二つの親機モデム８Ａ，８Ｂのうち、低周波用の第一モデム８Ａから分岐する同軸ケーブル６は、西建屋３１Ａの一階部分にある二つの分電盤２０の主幹ブレーカに前記カップリングユニット２１を介して接続されている。
また、高周波用の第二モデム８Ｂから分岐する同軸ケーブル６は、東建屋３１Ｃの一階部分にある分電盤２０の主幹ブレーカと、中央建屋３１Ｂの一階部分にある分電盤２０の主幹ブレーカにカップリングユニット２１を介してそれぞれ接続されている。
【００４２】
このため、親機モデム８Ａ，８Ｂから各同軸ケーブル６にそれぞれ注入された下りのＰＬＣ信号は、上記カップリングユニット２１と分電盤２０を介して各建屋３１Ａ〜３１Ｃの屋内配線４に注入される。
また、各建屋３１Ａ〜３１Ｃのコンセント１３に接続された子機モデム９から屋内配線４に注入された上りのＰＬＣ信号は、分電盤２０とカップリングユニット２１を介して同軸ケーブル６に注入される。
【００４３】
第一モデム８Ａから西建屋３１Ａの左側の分電盤２０まで延びる同軸ケーブル６の長さは約５０ｍであり、第二モデム８Ｂから中央建屋３１Ｂの分電盤２０まで延びる同軸ケーブル６の長さも約５０ｍである。
なお、各建屋３１Ａ〜３１Ｄには、合計で２８個のコンセント１３が設けられており、図４ではその各コンセントに０〜２７までのナンバリングを施してある。また、図４に示す電力線通信システム１では、北建屋３１Ｄの分電盤２０に接続された親機モデム８Ｄについては、下り側の信号伝送路が従来通りの電力線よりなる。
【００４４】
図５は、第二実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
この比較例の電力線通信システム１が第二実施形態の電力線通信システム１と異なる点は、親機モデム８の下り側の信号伝送路が従来通りの電力線２３よりなり、この電力線２３を分電盤２０の主幹ブレーカに接続している点にある。
なお、図５に示す比較例では、従来の親機モデム８は図４に示す第二実施形態の場合と同じ分電盤２０に接続されているとともに、その他の分電盤２０に、親機モデム８からのＰＬＣ信号を中継する中継装置２４が接続されている。
【００４５】
図６は、第二実施形態の通信システムとその比較例の通信システムにおける各コンセントでの実効速度を示す棒グラフである。
なお、このグラフにおいて、横軸は測定対象としたコンセント番号（０〜２７）を示し、縦軸はコンセント番号での実効速度（Ｍｂｐｓ）を示している。また、ハッチング（斜線）付きの棒グラフが下り速度であり、ハッチング無しの白抜きの棒グラフが上り速度である。更に、各コンセント番号に対応して併記した４本の棒グラフのうち、左側２本が第二実施形態の場合（図４）であり、右側２本が比較例の場合（図５）である。
【００４６】
図６を見れば明らかなように、比較例の電力線通信システム１（図５）の場合には、特に上りの実効速度が１０Ｍｂｐｓ以下になる場合が多く、十分な速度が保証できているとは言い難いのに対して、第二実施形態の電力線通信システム１（図４）の場合には、測定対象としたすべての建屋３１Ａ〜３１Ｄのコンセント１３において良好な実効速度が得られている。
このように、本実施形態の電力線通信システム１においても、親機モデム８が、電力線３，４よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルである同軸ケーブル６を介して、ＰＬＣ信号を分電盤２０に注入及び抽出するので、電力線３，４のみで信号伝送路を構築する場合に比べて、通信信号の減衰を低減することができる。
【００４７】
また、本実施形態の電力線通信システム１では、既設の電力線網５に含まれる分電盤２０に通信信号を注入及び抽出するための同軸ケーブル６を新たに敷設しているので、同軸ケーブル６その他の通信専用のケーブルがなく電力線網５しか有していない建屋３１Ａ〜３１Ｄに対しても、信号減衰が少ないＰＬＣシステムを構築することができ、ＰＬＣによるシステム構築の汎用性を向上することができる。
【００４８】
更に、本実施形態の電力線通信システム１においても、伝送特性が優れた複数本の同軸ケーブル６が各親機モデム８Ａ，８Ｂから分岐しており、この分岐した各同軸ケーブル６をそれぞれ別個の分電盤２０に接続しているので、中継装置２４（図５参照）を設けなくても良好な信号伝送が可能となり、システム構築に必要なモデム数を低減することができる。
【００４９】
〔第三実施形態〕
図７は、本発明の第三実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
本実施形態の電力線通信システム１が第一実施形態のものと異なる点は、異なる複数の建物３１Ｅ，３１Ｆに設置された配電系統が分離した電力線網５，５を備えており、この各電力線網５，５に対して一つの親機モデム８で共通のローカルネットワークを構築している点にある。
【００５０】
すなわち、比較的信号の漏洩が大きい電力線を伝送路とする電力線通信システムでは、アマチュア無線等に悪影響が生じるおそれがあるため、現時点においてもＰＬＣ信号での通信は「屋内」に限定するという規制があるが、かかる規制の下では、例えば図７に示すように、別個の建物３１Ｅ，３１Ｆが同一所有者のものであっても、建物３１Ｅ，３１Ｆごとに親機モデムを設置する必要があり、システム構築の効率が悪い。
【００５１】
そこで、本実施形態では、同軸ケーブル６にＰＬＣ信号を注入又は抽出可能な親機モデム８を一方の建物３１Ｅに設置し、この親機モデム８から分岐する複数本の同軸ケーブル６の一部を当該一方の建物３１Ｅの分電盤２０に接続するとともに、残りの同軸ケーブル６を屋外に敷設して他方の建物３１Ｆまで引き延ばし、この引き延ばされた同軸ケーブル６を、他方の建物３１Ｆの分電盤２０に接続するようにしている。
なお、図７では、建物３１Ｅ，３１Ｆが二棟の場合を例示しているが、三棟以上の建物の分電盤に同軸ケーブル６で信号注入することも可能である。
【００５２】
このように、本実施形態の電力線通信システム１によれば、親機モデム８が同軸ケーブル６を介してＰＬＣ信号を複数の建物３１Ｅ，３１Ｆの各分電盤２０に対してそれぞれ注入及び抽出するので、配電系統が分離した電力線網５，５を一つの親機モデム８で共通のローカルネットワークとして構築することができる。
また、この場合、屋外に敷設される同軸ケーブル６は電力線よりも外部漏洩が少なく、屋外での信号漏洩のおそれが殆どないので、アマチュア無線等に悪影響が生じるのを未然に防止しつつ、複数の建物３１Ｅ，３１Ｆの独立した電力線網５，５に対して、共通のローカルネットワークを構築できるようになる。
【００５３】
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、電力線よりも伝送特性が優れた通信ケーブルとして同軸ケーブル６を採用しているが、例えば電話線やインタホン用通信線等のその他の通信ケーブルであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図２】第一実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図３】（ａ）は、第一実施形態の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフであり、（ｂ）は、比較例の通信システムにおける５階〜７階の各住戸の実効速度を示す棒グラフである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図５】第二実施形態の比較例に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図６】第二実施形態の通信システムとその比較例の通信システムにおける各コンセントでの実効速度を示す棒グラフである。
【図７】本発明の第二実施形態に係る電力線通信システムの配線構造図である。
【図８】従来の電力線通信システムを採用した集合建築物の斜視図である。
【図９】従来の電力線通信システムの配線構造図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：電力線通信システム ２：配電室 ３：配電線（幹線電力線）
４：屋内配線（支線電力線） ５：電力線網 ６：同軸ケーブル（通信ケーブル）
７：外部ネットワーク ８：親機モデム ８Ａ：第一モデム ８Ｂ：第二モデム
９：子機モデム １０：光ファイバ １１：端末機器
１２：メディアコンバータ １３：コンセント １４：イーサネットケーブル
１５：レイヤ２スイッチ ２０：分電盤 ２１：カップリングユニット
２２：パイプシャフト ２３：電力線 ２４：中継装置 ３１：集合建築物
３１Ａ：西建屋 ３１Ｂ：中央建屋 ３１Ｃ：東建屋 ３１Ｄ：北建屋
３１Ｅ：建物 ３１Ｆ：建物 ３２：電力機器 ３３：住戸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムであって、
幹線電力線に接続された分電盤と、この分電盤を介して分岐する支線電力線とを有する既設の電力線網と、
前記支線電力線にそれぞれ接続された電力線通信を行う複数の子機モデムと、
前記電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた新設の通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を前記分電盤に注入及び抽出する親機モデムと、
を備えていることを特徴とする電力線通信システム。
【請求項２】
前記幹線電力線とこれに接続された複数の前記分電盤とを収容するパイプシャフトを備えており、
前記親機モデムと前記通信ケーブルが前記パイプシャフトに収納されている請求項１に記載の電力線通信システム。
【請求項３】
異なる複数の建物に設置された配電系統が分離した前記電力線網を備え、
前記親機モデムは、前記通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の前記建物の前記各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出する請求項１又は２に記載の電力線通信システム。
【請求項４】
次の各工程を含むことを特徴とする電力線通信システムの構築方法。
（１） 分電盤から分岐する既設の支線電力線に電力線通信を行う子機モデムを接続する工程
（２） 前記分電盤を含む電力線網の他に、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを電力線通信のための通信経路として新たに敷設する工程
（３） 前記通信ケーブルに電力線通信のための通信信号を注入及び抽出可能な親機モデムに接続された当該通信ケーブルを、前記分電盤に接続する工程
【請求項１】
電力線を信号伝送路として通信を行う電力線通信システムであって、
幹線電力線に接続された分電盤と、この分電盤を介して分岐する支線電力線とを有する既設の電力線網と、
前記支線電力線にそれぞれ接続された電力線通信を行う複数の子機モデムと、
前記電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた新設の通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を前記分電盤に注入及び抽出する親機モデムと、
を備えていることを特徴とする電力線通信システム。
【請求項２】
前記幹線電力線とこれに接続された複数の前記分電盤とを収容するパイプシャフトを備えており、
前記親機モデムと前記通信ケーブルが前記パイプシャフトに収納されている請求項１に記載の電力線通信システム。
【請求項３】
異なる複数の建物に設置された配電系統が分離した前記電力線網を備え、
前記親機モデムは、前記通信ケーブルを介して、電力線通信のための通信信号を複数の前記建物の前記各分電盤に対してそれぞれ注入及び抽出する請求項１又は２に記載の電力線通信システム。
【請求項４】
次の各工程を含むことを特徴とする電力線通信システムの構築方法。
（１） 分電盤から分岐する既設の支線電力線に電力線通信を行う子機モデムを接続する工程
（２） 前記分電盤を含む電力線網の他に、電力線よりも通信信号の伝送特性が優れた通信ケーブルを電力線通信のための通信経路として新たに敷設する工程
（３） 前記通信ケーブルに電力線通信のための通信信号を注入及び抽出可能な親機モデムに接続された当該通信ケーブルを、前記分電盤に接続する工程
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２１３０５１（Ｐ２００９−２１３０５１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６４１４（Ｐ２００８−５６４１４）
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５０４１２６１１２）住友電工システムソリューション株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５０４１２６１１２）住友電工システムソリューション株式会社 (78)
【Ｆターム（参考）】
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