ＯＦＤＭ方式モデム
【課題】ＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信信号の最大値以上の電圧を発生する高電圧生成回路を設けることなく受信スイッチの動作の信頼性を確保できるようにする。
【解決手段】制御部２が変調および復調を行い回線接続部４を介して通信の回線１０に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路１１に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部２０、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレー２１，２１１，２１２を備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御する。
【解決手段】制御部２が変調および復調を行い回線接続部４を介して通信の回線１０に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路１１に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部２０、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレー２１，２１１，２１２を備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、親機と複数の子機との間でＯＦＤＭ通信方式により相互通信を行う場合の親機や子機に使用されるＯＦＤＭ方式モデムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing（直交周波数分割多重））方式が多く使用されている。
ＯＦＤＭ方式は図１０に示すとおり、キャリアごとにデータを変調した波形を重ね合わせる方式である。局所的な周波数帯域の外来ノイズに強く、また帯域を効率よく使うことで伝送速度を上げることができるなどの利点がある。
【０００３】
親機と複数の子機との間でＯＦＤＭ通信方式により相互通信を行う場合の親機や子機に使用されるＯＦＤＭ方式モデムはツイストペアのメタル線を回線とする上記の利点を備えたモデムであり、１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの帯域を用いて最大１０ｋｍ程度の通信を行うことができる。
【０００４】
ＯＦＤＭ方式モデムの構成を図１１に示す。
図１１において、ＯＦＤＭ方式モデム１は、制御部２、信号増幅部３、回線接続部４、トランジスタからなる受信スイッチ５、信号増幅部６、デジタル信号インタフェース７を備えている。
【０００５】
ＯＦＤＭ方式モデム１は、デジタル信号をＯＦＤＭ信号に変調して回線１０へ送信したり、回線１０から受信したＯＦＤＭ信号をデジタル信号に復調したりする機能を持つ。
ＯＦＤＭ方式モデム１は、送信回路と受信回路、および回線接続部から構成される。
【０００６】
送信回路は以下のように構成される。制御部２で、デジタル信号インタフェース７を介して得たデジタルデータ８のデジタル信号のＯＦＤＭ方式のアナログ送信信号への変調や、外部の他のＯＦＤＭ方式モデムから送信されてきたＯＦＤＭ方式のアナログ受信信号のデジタル信号への復調を行う。信号増幅部３で、制御部２から送信するアナログ信号を増幅する。
【０００７】
受信回路は以下のように構成される。受信スイッチ５は、信号を送信するときのみ絶縁し、それ以外の、信号を受信する状態や待機状態にあるときには導通する。信号増幅部６は、制御部２での受信信号の信号処理を可能とするために、回線接続部４を介して受信通信路１１を経て受信した受信信号を増幅する。
【０００８】
また、外部へのインターフェースとしての回線接続部４は、受信通信路１１および送信通信路１２を介して受信回路および送信回路を回線１０と接続するいわゆる送受信を行う部分である。デジタル信号インタフェース７は、デジタル信号の処理や送受信を行う部分で、例えば、デジタルデータ８のデジタル信号を制御部２内のＣＰＵで処理可能なデジタル信号９へ処理するための信号処理や、イーサネット（登録商標）の回線へ接続するための信号処理を行う。
【０００９】
図１１に示すＯＦＤＭ方式モデムの接続形態のバス型接続方式の例を図１２に示す。
図１２に示すように、１本の基幹回線３０に１台のＯＦＤＭ方式モデムである親機４０を接続し、基幹回線３０に分岐接続された分岐回線３１，３２，・・・，３３に、分岐回線３１，３２，・・・，３３と基幹回線３０とを介して親機４０とＯＦＤＭ通信をする複
数台のＯＦＤＭ方式モデムである子機４１，４２，・・・，４３を接続し、親機４０と子機４１，４２，・・・，４３との間で１対ＮでのＯＦＤＭ通信をする。
【００１０】
しかし、親機（モデム）４０からは、子機（モデム）４１，４２，・・・，４３の台数分だけ回線に並列に接続されているように見えるため、親機４０から見える受信インピーダンスは子機の台数に反比例して低くなってしまう。受信インピーダンスが低くなると信号が減衰してしまうため、通信性能は低下する。
【００１１】
この問題に対して、モデムの受信インピーダンスを高くすることによって、モデムを複数台接続したときの通信性能の低下を抑えることができる。
【００１２】
このような受信インピーダンスを高くする手法については、ＯＦＤＭ通信方式ではないが、例えば特開平８−１８６６５０号公報（特許文献１）の段落［００２５］、図２に挙げられている。この特許文献１では、インターホン設備において、通信していない場合にはトランジスタのＯＮ・ＯＦＦにより高インピーダンスとし、通信しているときには回線とのインピーダンスマッチングをすることによって、複数台の装置を接続したときの性能低下を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１８６６５０号公報（段落［００２５］、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように、受信インピーダンスを高くすると、子機を複数台接続したときの性能低下を抑えることができる。一方で、受信インピーダンスを高くすると、受信信号の振幅電圧が高くなってしまう。ＯＦＤＭ通信方式ではない上記の特許文献１でもそうであるが、従来のＯＦＤＭ方式モデムでも、図１１、図１４に示すように受信の切り替えを行う受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用している。
【００１５】
受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用したときの動作は以下のとおりである。
信号を受信している状態では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に電圧をかけることによって電流を流し、コレクタ−エミッタ間を導通させて信号が通る状態にする。また、受信回路を切るときには、ベースを接地させることで、コレクタ−エミッタ間は絶縁状態となり、受信信号はコレクタ−エミッタ間を通らなくなり、制御部２に至らなくなる。
【００１６】
このような手法を用いて受信の切り替えを行うためには、ベースからエミッタへと電流を流す必要があるため、ベースに印加する制御電圧はエミッタに印加される受信信号の最大電圧より大きい電圧でなければならない。
【００１７】
このような技術的観点において、特許文献１が対象としているインターホンのような通常の通信方式では信号の電圧は低い電圧に定められており、高電圧の信号となることはないため問題とならない。
【００１８】
しかし、ＯＦＤＭ通信方式では、図１３に示すように最大の電圧値は平均の電圧値の数倍のレベルとなることがある。例えば、実効値σは３〜４ボルト程度であっても、瞬間的な最大値（信号電圧の最大振幅Ｎσの２倍）としては６４ボルトもの電圧が発生する可能性がある。
【００１９】
従って、ＯＦＤＭ通信方式に親機や子機として使用するＯＦＤＭモデムでは、送信時にＯＦＦ、受信時・待機時にＯＮと制御される受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用する場合は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧は、信号電圧の実効値は３〜４ボルトを超える程度の制御電圧とするのではなく最大値６４ボルトを上回る高電圧とする方が受信スイッチ５の動作の信頼性が向上する。
【００２０】
しかし、受信スイッチ５の動作の信頼性が向上するためにトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧を受信信号の最大値以上にするにしても、ＯＦＤＭ方式モデム１の内部においてこのような６４ボルトを上回る高電圧は使用していないため、図１４に示すように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧の電源として、ＯＦＤＭ通信方式における受信信号の最大値以上の例えば７０ボルトの電圧を発生する高電圧生成回路１３を新たに設ける必要がある。高電圧を生成する電圧生成回路１３を追設すると、回路の規模が大きくなり、部品点数も増えて、回路構成費用が高くなってしまうだけでなく、高電圧生成回路１３は通信を妨害する周波数帯のノイズを発生しやすく、通信性能への影響の懸念がある。
【００２１】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、ＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信信号の最大値以上の電圧を発生する高電圧生成回路を設けることなく受信スイッチの動作の信頼性を確保できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係るＯＦＤＭ方式モデムは、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御するものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御するので、高電圧生成回路を設けることなく受信スイッチの動作の信頼性を確保でき、ひいてはＯＦＤＭ方式モデムのコスト削減、および、通信性能の向上が期待できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１における主要部の具体的な事例を接続図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、図２における受信スイッチの具体的な事例を接続図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムを適用可能な親機と子機との接続形態の事例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の他の事例を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態５を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５を示す図で、図８のＯＦＤＭ方式モデムの動作フローを例示する図である。
【図１０】ＯＦＤＭ通信方式における信号波形の事例を示す図である。
【図１１】この発明に至る前のＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成を例示するブロック図である。
【図１２】ＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態の一例であるバス型接続方式の事例を示す図である。
【図１３】ＯＦＤＭ通信方式における受信信号の電圧波形の事例を示す図である。
【図１４】ＯＦＤＭ方式モデムにおける受信スイッチがトランジスタの場合の受信スイッチ周りの構成を示す接続図である
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を、図１〜図４によって説明する。図１はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の一例を示すブロック図、図２は図１における主要部の具体的な事例を接続図、図３は図２における受信スイッチの具体的な事例を接続図である。
【００２６】
図１および図２において、ＯＦＤＭ方式モデム１は、制御部２、信号増幅部３、回線接続部４、信号増幅部６、デジタル信号インタフェース７、受信通信路１１、送信通信路１２、高インピーダンス受信部２０、およびフォトモスリレー（Photo MOS Relay）２１１、２１２からなる受信スイッチ２１を備えている。
【００２７】
受信スイッチ２１であるフォトモスリレー２１１，２１２は、光MOSFETリレーとも言われ、通電制御されるＬＥＤ（発光ダイオード）の発光の有無により出力回路のMOS FETがＯＮ・ＯＦＦ動作するリレーであり、光に応動してＯＮ・ＯＦＦする固体スイッチ（Solid State Switch）でもある。
【００２８】
ＯＦＤＭ方式モデム１は、デジタル信号をＯＦＤＭ信号に変調して回線１０へ送信したり、回線１０から受信したＯＦＤＭ信号をデジタル信号に復調したりする機能を持つ。
ＯＦＤＭ方式モデム１は、送信回路と受信回路、および回線接続部から構成される。
【００２９】
送信回路は以下のように構成される。制御部２で、デジタル信号インタフェース７を介して得たデジタルデータ８のデジタル信号のＯＦＤＭ方式のアナログ送信信号への変調や、外部の他のＯＦＤＭ方式モデムから送信されてきたＯＦＤＭ方式のアナログ受信信号のデジタル信号への復調を行う。信号増幅部３で、制御部２から送信するアナログ信号を増幅する。信号増幅部３は内部に送信スイッチ機能を有しており、自身が回線に信号を送信するときには導通し、それ以外のときには絶縁して、制御部２の送信出力が送信通信路１２を介して回線接続部４から回線１０に送信されないようにする。
【００３０】
受信回路は以下のように構成される。受信スイッチ２１は、信号を送信するときのみ絶縁し、それ以外の、信号を受信する状態や待機状態にあるときには導通する。信号増幅部６は、制御部２での受信信号の信号処理を可能とするために、回線接続部４および受信通
信路１１を介して受信スイッチ２１および高インピーダンス受信部２０を経た受信信号を増幅する。
【００３１】
また、外部へのインターフェースとしての回線接続部４は、受信通信路１１および送信通信路１２を介して前記受信回路および前記送信回路を回線１０と接続するいわゆる送受信を行う部分である。デジタル信号インタフェース７は、デジタル信号の処理や送受信を行う部分で、例えば、デジタルデータ８のデジタル信号を制御部２内のＣＰＵで処理可能なデジタル信号９へ処理するための信号処理や、イーサネット（登録商標）の回線へ接続するための信号処理を行う。
【００３２】
高インピーダンス受信部２０は、２本の受信通信路１１に跨って接続された高インピーダンス化回路であり、図２に例示してあるように、一方の受信通信路１１に直列接続の第１のオペアンプ（演算増幅器）２０１ａと、他方の受信通信路１１に直列接続の第２のオペアンプ（演算増幅器）２０１ｂと、抵抗ｒ１，ｒ２，ｒ３と、静電容量ｃ，ｃと実現できる。静電容量ｃ，ｃの中間電位点は接地電位の端子Ｇされており、第１のオペアンプ（演算増幅器）２０１ａおよび第２のオペアンプ（演算増幅器）２０１ｂの差動線間に入れた抵抗値で受信インピーダンスを決定できる。抵抗ｒ１は約５００Ω、ｒ２は約１ｋΩ、ｒ３は約５００Ωとすることで高インピーダンス化できる。
【００３３】
受信スイッチ２１であるフォトモスリレー２１１，２１２は、そのＬＥＤ（発光ダイオード）への制御部２による通電制御により開閉制御される。
【００３４】
受信スイッチであるフォトモスリレー２１１，２１２は、何れも図３に例示してあるように、互いに直列接続されＯＮ・ＯＦＦ出力回路を構成する一対のMOS FET1，MOS FET2と、MOS FET1に並列接続のダイオードＤ１と、MOS FET2に並列接続のダイオードＤ２と、MOS FET1，MOS FET2のゲートに直列接続の光発電セルＰＤＡと、光発電セルＰＤＡに直列接続のダイオードＤ３と、制御部２からの受信スイッチ制御により通電されたときに発光して当該発光光を光発電セルＰＤＡに照射する発光ダイオードＬＥＤと、発光ダイオードＬＥＤへの通電時にＯＦＦとなるスイッチング部SSSとで構成されている。なお、図３には、フォトモスリレー２１１のみ図示し、フォトモスリレー２１２は図示を省略してある。フォトモスリレー２１２は図示を省略してあるが、図示のフォトモスリレー２１１と構成、機能が同じである。
【００３５】
図２に例示のように、前記対を成す受信通信路１１のそれぞれにフォトモスリレーが直列接続されている。つまり、フォトモスリレーの、互いに直列接続されＯＮ・ＯＦＦ出力回路を構成する一対のMOS FET1，MOS FET2が前記対を成す受信通信路１１のそれぞれに直列接続されている。
【００３６】
制御部２からの受信スイッチ制御により通電されて発光ダイオードＬＥＤが発光すると、その発光光が光発電セルＰＤＡに照射され、光発電セルＰＤＡの出力電圧がダイオードＤ３を介して一対のMOS FET1，MOS FET2のそれぞれのゲートに印加され、一対のMOS FET1，MOS FET2のそれぞれが導通し、受信通信路１１の受信信号は、導通した一対のMOS FET1，MOS FET2を通って、高インピーダンス受信部２０および信号増幅部６を経由して制御部２で受信される。
【００３７】
高インピーダンス受信部２０は、一対のMOS FET1，MOS FET2のソース・ドレインに対して直列接続されているのでMOS FET1，MOS FET2のソース・ドレイン間に流れる電流を許容電流値に抑制する。換言すれば、高インピーダンス受信部２０を設けることによって、MOS FET1，MOS FET2を出力回路に有するフォトモスリレー２１を、受信回路をＯＮ・ＯＦＦ（断・続）を行う受信スイッチ２１として使用することができる。しかも、フォトモスリレー２１の出力回路であるMOS FET1，MOS FET2のＯＮ・ＯＦＦ動作は、回線１０から受信線路１１に受信された受信信号の信号振幅の大きさには無関係に行わせることができるので、トランジスタを受信スイッチに使用する場合のような高電圧生成回路１３を設ける必要がなくなり、従って、ＯＦＤＭ方式モデムにおいてトランジスタを受信スイッチに使用する場合における課題、即ち「回路の規模が大きくなり、部品点数も増えて、回路構成費用が高くなってしまうだけでなく、高電圧生成回路１３は通信を妨害する周波数帯のノイズを発生しやすく、通信性能への影響の懸念がある」という課題を解消できる。
【００３８】
また、高インピーダンス受信部２０は、受信インピーダンスを高インピーダンスとする機能も併せ持つので、子機を複数台接続したときの性能低下を抑えることもできる。
【００３９】
なお、フォトモスリレー２１，２１１，２１２は、高電圧受信信号の入切であっても、一般的な信号に使われる３．３Ｖなどの電圧で制御できる。そのため、高電圧を生成するための高電圧生成回路が不要となる。
高インピーダンス受信部２０による高インピーダンス化については、インピーダンスの不整合があると反射波が発生しノイズとなる。そのため、回線インピーダンスと受信インピーダンスを整合させることが一般的である。しかし、ＯＦＤＭ方式ではガードインターバル等の、反射波の影響を抑えるしくみが採用されており、受信回路の高インピーダンス化は、あまり性能に影響を与えない。
【００４０】
上述のように、実施の形態１のＯＦＤＭ方式モデムは、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御することを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４１】
また、実施の形態１のＯＦＤＭ方式モデムは、ＯＦＤＭ方式モデムにおいて、親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑えるために子機の受信インピーダンスを高インピーダンスとする回路を備えたモデムであって、受信ラインの開閉を切り替える手段としてトランジスタではなくフォトモスリレーを備えることによって、通常の信号電圧にて受信ラインの開閉制御を可能としたことを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４２】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、図４および図５によって説明する。図４はＯＦＤＭ方式モデムを適用可能な親機と子機との接続形態の事例を示す図、図５はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の他の事例を示すブロック図である。
【００４３】
ＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態の一例を示す図１２で例示したバス型の構成ではなく、図４に示すようにＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態がスター型の構成の場合、各ＯＦＤＭ方式モデムに接続される各回線がバス型の構成の場合に比べて長くなってしまうため、信号の減衰が大きくなる。そのため、通信性能が低下してしまい、特に親局から最も遠距離に設置された子機Ｎへの通信が困難となる場合がある。これを防ぐためには、親機や子機Ｎから見える他の子機１からＮ−１までの受信インピーダンスをさらに高くする必要がある。そこで、図５に示すようにモデム１に回線接続部４Ａ，４Ｂの２つを設ける。
【００４４】
また、回線接続部４Ａ、４Ｂとモデム１内部の通信路１１，１２との間にはそれぞれ巻
線比の異なるトランス２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ接続する。トランス２２Ａの巻線比を１：１、トランス２２Ｂの巻線比を１：２としたとき、回線接続部４Ａには巻線比が１：１のトランス２２Ａを、回線接続部４Ｂには巻線比が１：２のトランス２２Ｂを接続する。トランスのインピーダンス比は巻線比の２乗に比例するため、１：２のトランス２２Ｂのインピーダンス比は１：４となり、回線接続部４Ｂに接続する回線および回線に接続される全てのモデムの受信インピーダンス、すなわち回線のインピーダンスは他のモデムから見たときに実際のインピーダンスの４倍に見える。
【００４５】
したがって、遠距離に設置する子機Ｎを回線１０Ａに、近距離に設置する子機１から子機Ｎ−１までを回線１０Ｂにそれぞれ接続すると、回線１０Ｂに接続された回線と、回線に接続された子機１から子機Ｎ−１の受信インピーダンス、すなわち回線接続部４Ｂに接続された回線のインピーダンスは、親機や子機Ｎから見たときのインピーダンスを実際の４倍と、高く見せることができる。
【００４６】
図５に示した実施の形態２にように、複数の回線接続部４Ａ、４Ｂを設けると共に、回線接続部４Ａ、４Ｂのそれぞれに対応して巻線比の異なるトランス２２Ａ，２２Ｂを設けることにより、他の回線のインピーダンスを高く見せることができる。そのため、遠距離に設置されたモデムと通信する場合に、他の回線のインピーダンスの影響を減らすことができる。したがって、受信性能を向上させることができる。なお、上記のトランスの巻線比は例であり、他の巻線比であっても、同等の効果を得られる。
【００４７】
上述のように、実施の形態２のＯＦＤＭ方式モデムは、回線接続部が複数設けられると共に、各回線接続部に対応してそれぞれ巻線比の異なるトランスが設けられ、前記各回線接続部および前記各トランスを介して異なる回線に接続されることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４８】
また、実施の形態２のＯＦＤＭ方式モデムは、回線接続部を複数備え、各回線接続部にはそれぞれ巻線比の異なるトランスを備えることによって、モデムの受信回路のインピーダンスを高くするだけではなく、他の回線接続部に接続される回線のインピーダンスを高くすることによって、回線接続がスター型である場合でも通信性能の低下を抑えることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４９】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、図６によって説明する。
実施の形態２では巻線比の異なる複数のトランス２２Ａ，２２ＢをＯＦＤＭ方式モデム１内に設けた事例を例示したが、図６に例示してあるように、巻線比を変えているトランスを外部ユニット化して、ＯＦＤＭ方式モデム１の筐体の外側に、トランス外部ユニット２２を設置してもよい。なお、トランス外部ユニット２２は、巻線比が１：２のトランス２２Ｂを内蔵している。巻線比が１：１のトランス２２ＡはＯＦＤＭ方式モデム１内に設けてある。
【００５０】
実施の形態３によれば、トランス外部ユニット２２を変更するだけで、トランスの巻線比を柔軟に変更できるため、ＯＦＤＭ方式モデム１の設置後からでも適切なトランスを選択することができる。
【００５１】
上述のように、実施の形態３のＯＦＤＭ方式モデムは、前記トランスの少なくとも一が、モデムの筐体の外側に配置されていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５２】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４を、図７によって説明する。
実施の形態２ではトランスの巻線比が固定であった。しかし、トランスの巻線比が１：Ｎの場合、トランスの電圧比は、１：１／Ｎとなるため、近距離のモデムに接続する回線に挿入したトランスは親機から子機への送信信号を１／Ｎのレベルまで減衰させてしまう。すなわち、トランスの巻線比が大きいほど、遠距離のモデムからみえる、近距離のモデムが接続された回線のインピーダンスは高くなるため、親機と遠距離のモデムとの通信性能は向上するが、近距離のモデムへの信号減衰量が大きくなるため、親機と近距離のモデムとの通信性能は低下する。よって、実施の形態４ではトランスの巻線比を変えることによって、遠距離のモデムから見える、近距離のモデムが接続された回線のインピーダンスと、近距離のモデムが接続された回線の減衰量を調整することができるようにする。
【００５３】
そこで、図７のように巻数比を任意に切り替えられるように、複数のトランスを設ける。図７では、巻線比１：２のトランスＢ１（２２Ｂ），巻数比１：√２のトランスＢ２（２２Ｃ）を設けている。さらに、ＯＦＤＭ方式モデム１の内部回路とトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）の間、およびトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）と回線接続部４Ｂの間に、それぞれスイッチ２３を設ける。スイッチ２３を例えば手動で切換設定することによって、回線に接続するトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）の何れかを選択的に接続することが可能となる。
【００５４】
実施の形態４によれば、回線の特性や通信性能に合わせてトランスを変えることができる。したがって、親機と遠距離のモデムとの通信性能と、親機と近距離のモデムとの通信性能のバランスを取りながら、トランスの選択をすることができる。
【００５５】
上述のように、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、少なくとも一の回線に対して選択的に接続されるそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５６】
また、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、各回線に対してそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスと、使用するトランスを手動で変えるための機構を備え、各回線に接続されるモデムの通信性能に合わせて回線のインピーダンスを変更できることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５７】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を、図８および図９によって説明する。図８はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図、図９は図８のＯＦＤＭ方式モデムの動作フローを例示する図である。
【００５８】
実施の形態４において、複数のトランスを設置してインピーダンス比を切り替えられるようにしたが、本実施の形態５は、通信の状態から、使用するのに適したトランスを自動的に選択することができるようにしたものである。
【００５９】
本実施の形態５では、制御部２は現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどを測定しながら、通信の状態を動的に決定している。そこで、各トランスを選択したときの通信状態の測定結果から最適なトランスを選択する仕組みとしてある。実施の形態５を実現可能な形態を図８に例示してある。
【００６０】
図８において、制御部２から切り替え可能なリレー２４の、制御部２からの指令信号による切り替えによってトランス２２Ｂとトランス２２Ｃのどちらを使用するか選択する。
【００６１】
また、制御部２におけるトランス選択処理の流れを図９に例示してある。トランスＡと
トランスＢとから選択できるとき、制御部２では、図９に例示してあるように、制御部２は、例えばトランスＡを選択したときの現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどの通信性能を測定しながら（ステップＳＴ１）、それらの測定信号に基づいて、トランスＡを選択したときの性能が十分であるかどうかを判定し（ステップＳＴ２）、ステップＳＴ２での判定の結果、性能が十分であればトランスＡを選択し（ステップＳＴ７）、性能が十分でなければトランスＢを選択し（ステップＳＴ３）、トランスＢを選択したときの現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどの通信性能を測定しながら（ステップＳＴ４）、それらの測定信号に基づいて、トランスＢを選択したときの性能が十分であるかどうかを判定し（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ５での判定の結果、性能が十分であればトランスＢを選択し（ステップＳＴ８）、性能が十分でなければ、トランスＡとトランスＢのどちらの通信性能がよかったかを判定して（ステップＳＴ６）、トランスＡ，Ｂのどちらかを選択する。
【００６２】
本実施の形態５によれば、使用するトランスを手動で設定する必要がなくなり、モデム設置後に回線の状態に合わせて自動的にトランスを選択できるようになるため、モデム設置を効率化できる。
【００６３】
上述のように、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、前記複数のトランスの前記選択的接続が、前記制御部で検出された通信性能に応じて前記制御部によって行われることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００６４】
また、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、各回線部に対してそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスと、使用するトランスを自動で変えるための機構と、信号処理部で検出した通信性能によって、使用するトランスを選択する機構を備え、各回線に接続されるモデムの通信性能に合わせて、回線のインピーダンスを自動で変更できることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００６５】
なお、図１〜図１４の各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００６６】
１ ＯＦＤＭ方式モデム、
２ 制御部、
３ 信号増幅部、
４ 回線接続部、
５ 受信スイッチ（トランジスタ）、
６ 信号増幅部、
７ デジタル信号インタフェース、
８ デジタルデータ、
９ デジタル信号、
１０ 回線、
１１ 受信通信路、
１２ 送信通信路、
２０ 高インピーダンス受信部、
２１ フォトモスリレー（受信スイッチ）、
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ トランス、
２３ スイッチ、
２４ リレー。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、親機と複数の子機との間でＯＦＤＭ通信方式により相互通信を行う場合の親機や子機に使用されるＯＦＤＭ方式モデムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing（直交周波数分割多重））方式が多く使用されている。
ＯＦＤＭ方式は図１０に示すとおり、キャリアごとにデータを変調した波形を重ね合わせる方式である。局所的な周波数帯域の外来ノイズに強く、また帯域を効率よく使うことで伝送速度を上げることができるなどの利点がある。
【０００３】
親機と複数の子機との間でＯＦＤＭ通信方式により相互通信を行う場合の親機や子機に使用されるＯＦＤＭ方式モデムはツイストペアのメタル線を回線とする上記の利点を備えたモデムであり、１００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの帯域を用いて最大１０ｋｍ程度の通信を行うことができる。
【０００４】
ＯＦＤＭ方式モデムの構成を図１１に示す。
図１１において、ＯＦＤＭ方式モデム１は、制御部２、信号増幅部３、回線接続部４、トランジスタからなる受信スイッチ５、信号増幅部６、デジタル信号インタフェース７を備えている。
【０００５】
ＯＦＤＭ方式モデム１は、デジタル信号をＯＦＤＭ信号に変調して回線１０へ送信したり、回線１０から受信したＯＦＤＭ信号をデジタル信号に復調したりする機能を持つ。
ＯＦＤＭ方式モデム１は、送信回路と受信回路、および回線接続部から構成される。
【０００６】
送信回路は以下のように構成される。制御部２で、デジタル信号インタフェース７を介して得たデジタルデータ８のデジタル信号のＯＦＤＭ方式のアナログ送信信号への変調や、外部の他のＯＦＤＭ方式モデムから送信されてきたＯＦＤＭ方式のアナログ受信信号のデジタル信号への復調を行う。信号増幅部３で、制御部２から送信するアナログ信号を増幅する。
【０００７】
受信回路は以下のように構成される。受信スイッチ５は、信号を送信するときのみ絶縁し、それ以外の、信号を受信する状態や待機状態にあるときには導通する。信号増幅部６は、制御部２での受信信号の信号処理を可能とするために、回線接続部４を介して受信通信路１１を経て受信した受信信号を増幅する。
【０００８】
また、外部へのインターフェースとしての回線接続部４は、受信通信路１１および送信通信路１２を介して受信回路および送信回路を回線１０と接続するいわゆる送受信を行う部分である。デジタル信号インタフェース７は、デジタル信号の処理や送受信を行う部分で、例えば、デジタルデータ８のデジタル信号を制御部２内のＣＰＵで処理可能なデジタル信号９へ処理するための信号処理や、イーサネット（登録商標）の回線へ接続するための信号処理を行う。
【０００９】
図１１に示すＯＦＤＭ方式モデムの接続形態のバス型接続方式の例を図１２に示す。
図１２に示すように、１本の基幹回線３０に１台のＯＦＤＭ方式モデムである親機４０を接続し、基幹回線３０に分岐接続された分岐回線３１，３２，・・・，３３に、分岐回線３１，３２，・・・，３３と基幹回線３０とを介して親機４０とＯＦＤＭ通信をする複
数台のＯＦＤＭ方式モデムである子機４１，４２，・・・，４３を接続し、親機４０と子機４１，４２，・・・，４３との間で１対ＮでのＯＦＤＭ通信をする。
【００１０】
しかし、親機（モデム）４０からは、子機（モデム）４１，４２，・・・，４３の台数分だけ回線に並列に接続されているように見えるため、親機４０から見える受信インピーダンスは子機の台数に反比例して低くなってしまう。受信インピーダンスが低くなると信号が減衰してしまうため、通信性能は低下する。
【００１１】
この問題に対して、モデムの受信インピーダンスを高くすることによって、モデムを複数台接続したときの通信性能の低下を抑えることができる。
【００１２】
このような受信インピーダンスを高くする手法については、ＯＦＤＭ通信方式ではないが、例えば特開平８−１８６６５０号公報（特許文献１）の段落［００２５］、図２に挙げられている。この特許文献１では、インターホン設備において、通信していない場合にはトランジスタのＯＮ・ＯＦＦにより高インピーダンスとし、通信しているときには回線とのインピーダンスマッチングをすることによって、複数台の装置を接続したときの性能低下を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１８６６５０号公報（段落［００２５］、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように、受信インピーダンスを高くすると、子機を複数台接続したときの性能低下を抑えることができる。一方で、受信インピーダンスを高くすると、受信信号の振幅電圧が高くなってしまう。ＯＦＤＭ通信方式ではない上記の特許文献１でもそうであるが、従来のＯＦＤＭ方式モデムでも、図１１、図１４に示すように受信の切り替えを行う受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用している。
【００１５】
受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用したときの動作は以下のとおりである。
信号を受信している状態では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に電圧をかけることによって電流を流し、コレクタ−エミッタ間を導通させて信号が通る状態にする。また、受信回路を切るときには、ベースを接地させることで、コレクタ−エミッタ間は絶縁状態となり、受信信号はコレクタ−エミッタ間を通らなくなり、制御部２に至らなくなる。
【００１６】
このような手法を用いて受信の切り替えを行うためには、ベースからエミッタへと電流を流す必要があるため、ベースに印加する制御電圧はエミッタに印加される受信信号の最大電圧より大きい電圧でなければならない。
【００１７】
このような技術的観点において、特許文献１が対象としているインターホンのような通常の通信方式では信号の電圧は低い電圧に定められており、高電圧の信号となることはないため問題とならない。
【００１８】
しかし、ＯＦＤＭ通信方式では、図１３に示すように最大の電圧値は平均の電圧値の数倍のレベルとなることがある。例えば、実効値σは３〜４ボルト程度であっても、瞬間的な最大値（信号電圧の最大振幅Ｎσの２倍）としては６４ボルトもの電圧が発生する可能性がある。
【００１９】
従って、ＯＦＤＭ通信方式に親機や子機として使用するＯＦＤＭモデムでは、送信時にＯＦＦ、受信時・待機時にＯＮと制御される受信スイッチ５としてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を使用する場合は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧は、信号電圧の実効値は３〜４ボルトを超える程度の制御電圧とするのではなく最大値６４ボルトを上回る高電圧とする方が受信スイッチ５の動作の信頼性が向上する。
【００２０】
しかし、受信スイッチ５の動作の信頼性が向上するためにトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧を受信信号の最大値以上にするにしても、ＯＦＤＭ方式モデム１の内部においてこのような６４ボルトを上回る高電圧は使用していないため、図１４に示すように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間に印加する制御電圧の電源として、ＯＦＤＭ通信方式における受信信号の最大値以上の例えば７０ボルトの電圧を発生する高電圧生成回路１３を新たに設ける必要がある。高電圧を生成する電圧生成回路１３を追設すると、回路の規模が大きくなり、部品点数も増えて、回路構成費用が高くなってしまうだけでなく、高電圧生成回路１３は通信を妨害する周波数帯のノイズを発生しやすく、通信性能への影響の懸念がある。
【００２１】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、ＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信信号の最大値以上の電圧を発生する高電圧生成回路を設けることなく受信スイッチの動作の信頼性を確保できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係るＯＦＤＭ方式モデムは、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御するものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御するので、高電圧生成回路を設けることなく受信スイッチの動作の信頼性を確保でき、ひいてはＯＦＤＭ方式モデムのコスト削減、および、通信性能の向上が期待できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１における主要部の具体的な事例を接続図である。
【図３】この発明の実施の形態１を示す図で、図２における受信スイッチの具体的な事例を接続図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムを適用可能な親機と子機との接続形態の事例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の他の事例を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態５を示す図で、ＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５を示す図で、図８のＯＦＤＭ方式モデムの動作フローを例示する図である。
【図１０】ＯＦＤＭ通信方式における信号波形の事例を示す図である。
【図１１】この発明に至る前のＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成を例示するブロック図である。
【図１２】ＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態の一例であるバス型接続方式の事例を示す図である。
【図１３】ＯＦＤＭ通信方式における受信信号の電圧波形の事例を示す図である。
【図１４】ＯＦＤＭ方式モデムにおける受信スイッチがトランジスタの場合の受信スイッチ周りの構成を示す接続図である
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を、図１〜図４によって説明する。図１はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の一例を示すブロック図、図２は図１における主要部の具体的な事例を接続図、図３は図２における受信スイッチの具体的な事例を接続図である。
【００２６】
図１および図２において、ＯＦＤＭ方式モデム１は、制御部２、信号増幅部３、回線接続部４、信号増幅部６、デジタル信号インタフェース７、受信通信路１１、送信通信路１２、高インピーダンス受信部２０、およびフォトモスリレー（Photo MOS Relay）２１１、２１２からなる受信スイッチ２１を備えている。
【００２７】
受信スイッチ２１であるフォトモスリレー２１１，２１２は、光MOSFETリレーとも言われ、通電制御されるＬＥＤ（発光ダイオード）の発光の有無により出力回路のMOS FETがＯＮ・ＯＦＦ動作するリレーであり、光に応動してＯＮ・ＯＦＦする固体スイッチ（Solid State Switch）でもある。
【００２８】
ＯＦＤＭ方式モデム１は、デジタル信号をＯＦＤＭ信号に変調して回線１０へ送信したり、回線１０から受信したＯＦＤＭ信号をデジタル信号に復調したりする機能を持つ。
ＯＦＤＭ方式モデム１は、送信回路と受信回路、および回線接続部から構成される。
【００２９】
送信回路は以下のように構成される。制御部２で、デジタル信号インタフェース７を介して得たデジタルデータ８のデジタル信号のＯＦＤＭ方式のアナログ送信信号への変調や、外部の他のＯＦＤＭ方式モデムから送信されてきたＯＦＤＭ方式のアナログ受信信号のデジタル信号への復調を行う。信号増幅部３で、制御部２から送信するアナログ信号を増幅する。信号増幅部３は内部に送信スイッチ機能を有しており、自身が回線に信号を送信するときには導通し、それ以外のときには絶縁して、制御部２の送信出力が送信通信路１２を介して回線接続部４から回線１０に送信されないようにする。
【００３０】
受信回路は以下のように構成される。受信スイッチ２１は、信号を送信するときのみ絶縁し、それ以外の、信号を受信する状態や待機状態にあるときには導通する。信号増幅部６は、制御部２での受信信号の信号処理を可能とするために、回線接続部４および受信通
信路１１を介して受信スイッチ２１および高インピーダンス受信部２０を経た受信信号を増幅する。
【００３１】
また、外部へのインターフェースとしての回線接続部４は、受信通信路１１および送信通信路１２を介して前記受信回路および前記送信回路を回線１０と接続するいわゆる送受信を行う部分である。デジタル信号インタフェース７は、デジタル信号の処理や送受信を行う部分で、例えば、デジタルデータ８のデジタル信号を制御部２内のＣＰＵで処理可能なデジタル信号９へ処理するための信号処理や、イーサネット（登録商標）の回線へ接続するための信号処理を行う。
【００３２】
高インピーダンス受信部２０は、２本の受信通信路１１に跨って接続された高インピーダンス化回路であり、図２に例示してあるように、一方の受信通信路１１に直列接続の第１のオペアンプ（演算増幅器）２０１ａと、他方の受信通信路１１に直列接続の第２のオペアンプ（演算増幅器）２０１ｂと、抵抗ｒ１，ｒ２，ｒ３と、静電容量ｃ，ｃと実現できる。静電容量ｃ，ｃの中間電位点は接地電位の端子Ｇされており、第１のオペアンプ（演算増幅器）２０１ａおよび第２のオペアンプ（演算増幅器）２０１ｂの差動線間に入れた抵抗値で受信インピーダンスを決定できる。抵抗ｒ１は約５００Ω、ｒ２は約１ｋΩ、ｒ３は約５００Ωとすることで高インピーダンス化できる。
【００３３】
受信スイッチ２１であるフォトモスリレー２１１，２１２は、そのＬＥＤ（発光ダイオード）への制御部２による通電制御により開閉制御される。
【００３４】
受信スイッチであるフォトモスリレー２１１，２１２は、何れも図３に例示してあるように、互いに直列接続されＯＮ・ＯＦＦ出力回路を構成する一対のMOS FET1，MOS FET2と、MOS FET1に並列接続のダイオードＤ１と、MOS FET2に並列接続のダイオードＤ２と、MOS FET1，MOS FET2のゲートに直列接続の光発電セルＰＤＡと、光発電セルＰＤＡに直列接続のダイオードＤ３と、制御部２からの受信スイッチ制御により通電されたときに発光して当該発光光を光発電セルＰＤＡに照射する発光ダイオードＬＥＤと、発光ダイオードＬＥＤへの通電時にＯＦＦとなるスイッチング部SSSとで構成されている。なお、図３には、フォトモスリレー２１１のみ図示し、フォトモスリレー２１２は図示を省略してある。フォトモスリレー２１２は図示を省略してあるが、図示のフォトモスリレー２１１と構成、機能が同じである。
【００３５】
図２に例示のように、前記対を成す受信通信路１１のそれぞれにフォトモスリレーが直列接続されている。つまり、フォトモスリレーの、互いに直列接続されＯＮ・ＯＦＦ出力回路を構成する一対のMOS FET1，MOS FET2が前記対を成す受信通信路１１のそれぞれに直列接続されている。
【００３６】
制御部２からの受信スイッチ制御により通電されて発光ダイオードＬＥＤが発光すると、その発光光が光発電セルＰＤＡに照射され、光発電セルＰＤＡの出力電圧がダイオードＤ３を介して一対のMOS FET1，MOS FET2のそれぞれのゲートに印加され、一対のMOS FET1，MOS FET2のそれぞれが導通し、受信通信路１１の受信信号は、導通した一対のMOS FET1，MOS FET2を通って、高インピーダンス受信部２０および信号増幅部６を経由して制御部２で受信される。
【００３７】
高インピーダンス受信部２０は、一対のMOS FET1，MOS FET2のソース・ドレインに対して直列接続されているのでMOS FET1，MOS FET2のソース・ドレイン間に流れる電流を許容電流値に抑制する。換言すれば、高インピーダンス受信部２０を設けることによって、MOS FET1，MOS FET2を出力回路に有するフォトモスリレー２１を、受信回路をＯＮ・ＯＦＦ（断・続）を行う受信スイッチ２１として使用することができる。しかも、フォトモスリレー２１の出力回路であるMOS FET1，MOS FET2のＯＮ・ＯＦＦ動作は、回線１０から受信線路１１に受信された受信信号の信号振幅の大きさには無関係に行わせることができるので、トランジスタを受信スイッチに使用する場合のような高電圧生成回路１３を設ける必要がなくなり、従って、ＯＦＤＭ方式モデムにおいてトランジスタを受信スイッチに使用する場合における課題、即ち「回路の規模が大きくなり、部品点数も増えて、回路構成費用が高くなってしまうだけでなく、高電圧生成回路１３は通信を妨害する周波数帯のノイズを発生しやすく、通信性能への影響の懸念がある」という課題を解消できる。
【００３８】
また、高インピーダンス受信部２０は、受信インピーダンスを高インピーダンスとする機能も併せ持つので、子機を複数台接続したときの性能低下を抑えることもできる。
【００３９】
なお、フォトモスリレー２１，２１１，２１２は、高電圧受信信号の入切であっても、一般的な信号に使われる３．３Ｖなどの電圧で制御できる。そのため、高電圧を生成するための高電圧生成回路が不要となる。
高インピーダンス受信部２０による高インピーダンス化については、インピーダンスの不整合があると反射波が発生しノイズとなる。そのため、回線インピーダンスと受信インピーダンスを整合させることが一般的である。しかし、ＯＦＤＭ方式ではガードインターバル等の、反射波の影響を抑えるしくみが採用されており、受信回路の高インピーダンス化は、あまり性能に影響を与えない。
【００４０】
上述のように、実施の形態１のＯＦＤＭ方式モデムは、制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御することを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４１】
また、実施の形態１のＯＦＤＭ方式モデムは、ＯＦＤＭ方式モデムにおいて、親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑えるために子機の受信インピーダンスを高インピーダンスとする回路を備えたモデムであって、受信ラインの開閉を切り替える手段としてトランジスタではなくフォトモスリレーを備えることによって、通常の信号電圧にて受信ラインの開閉制御を可能としたことを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４２】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を、図４および図５によって説明する。図４はＯＦＤＭ方式モデムを適用可能な親機と子機との接続形態の事例を示す図、図５はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の他の事例を示すブロック図である。
【００４３】
ＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態の一例を示す図１２で例示したバス型の構成ではなく、図４に示すようにＯＦＤＭ方式モデムを使用した親機と子機との接続形態がスター型の構成の場合、各ＯＦＤＭ方式モデムに接続される各回線がバス型の構成の場合に比べて長くなってしまうため、信号の減衰が大きくなる。そのため、通信性能が低下してしまい、特に親局から最も遠距離に設置された子機Ｎへの通信が困難となる場合がある。これを防ぐためには、親機や子機Ｎから見える他の子機１からＮ−１までの受信インピーダンスをさらに高くする必要がある。そこで、図５に示すようにモデム１に回線接続部４Ａ，４Ｂの２つを設ける。
【００４４】
また、回線接続部４Ａ、４Ｂとモデム１内部の通信路１１，１２との間にはそれぞれ巻
線比の異なるトランス２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ接続する。トランス２２Ａの巻線比を１：１、トランス２２Ｂの巻線比を１：２としたとき、回線接続部４Ａには巻線比が１：１のトランス２２Ａを、回線接続部４Ｂには巻線比が１：２のトランス２２Ｂを接続する。トランスのインピーダンス比は巻線比の２乗に比例するため、１：２のトランス２２Ｂのインピーダンス比は１：４となり、回線接続部４Ｂに接続する回線および回線に接続される全てのモデムの受信インピーダンス、すなわち回線のインピーダンスは他のモデムから見たときに実際のインピーダンスの４倍に見える。
【００４５】
したがって、遠距離に設置する子機Ｎを回線１０Ａに、近距離に設置する子機１から子機Ｎ−１までを回線１０Ｂにそれぞれ接続すると、回線１０Ｂに接続された回線と、回線に接続された子機１から子機Ｎ−１の受信インピーダンス、すなわち回線接続部４Ｂに接続された回線のインピーダンスは、親機や子機Ｎから見たときのインピーダンスを実際の４倍と、高く見せることができる。
【００４６】
図５に示した実施の形態２にように、複数の回線接続部４Ａ、４Ｂを設けると共に、回線接続部４Ａ、４Ｂのそれぞれに対応して巻線比の異なるトランス２２Ａ，２２Ｂを設けることにより、他の回線のインピーダンスを高く見せることができる。そのため、遠距離に設置されたモデムと通信する場合に、他の回線のインピーダンスの影響を減らすことができる。したがって、受信性能を向上させることができる。なお、上記のトランスの巻線比は例であり、他の巻線比であっても、同等の効果を得られる。
【００４７】
上述のように、実施の形態２のＯＦＤＭ方式モデムは、回線接続部が複数設けられると共に、各回線接続部に対応してそれぞれ巻線比の異なるトランスが設けられ、前記各回線接続部および前記各トランスを介して異なる回線に接続されることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４８】
また、実施の形態２のＯＦＤＭ方式モデムは、回線接続部を複数備え、各回線接続部にはそれぞれ巻線比の異なるトランスを備えることによって、モデムの受信回路のインピーダンスを高くするだけではなく、他の回線接続部に接続される回線のインピーダンスを高くすることによって、回線接続がスター型である場合でも通信性能の低下を抑えることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００４９】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を、図６によって説明する。
実施の形態２では巻線比の異なる複数のトランス２２Ａ，２２ＢをＯＦＤＭ方式モデム１内に設けた事例を例示したが、図６に例示してあるように、巻線比を変えているトランスを外部ユニット化して、ＯＦＤＭ方式モデム１の筐体の外側に、トランス外部ユニット２２を設置してもよい。なお、トランス外部ユニット２２は、巻線比が１：２のトランス２２Ｂを内蔵している。巻線比が１：１のトランス２２ＡはＯＦＤＭ方式モデム１内に設けてある。
【００５０】
実施の形態３によれば、トランス外部ユニット２２を変更するだけで、トランスの巻線比を柔軟に変更できるため、ＯＦＤＭ方式モデム１の設置後からでも適切なトランスを選択することができる。
【００５１】
上述のように、実施の形態３のＯＦＤＭ方式モデムは、前記トランスの少なくとも一が、モデムの筐体の外側に配置されていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５２】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４を、図７によって説明する。
実施の形態２ではトランスの巻線比が固定であった。しかし、トランスの巻線比が１：Ｎの場合、トランスの電圧比は、１：１／Ｎとなるため、近距離のモデムに接続する回線に挿入したトランスは親機から子機への送信信号を１／Ｎのレベルまで減衰させてしまう。すなわち、トランスの巻線比が大きいほど、遠距離のモデムからみえる、近距離のモデムが接続された回線のインピーダンスは高くなるため、親機と遠距離のモデムとの通信性能は向上するが、近距離のモデムへの信号減衰量が大きくなるため、親機と近距離のモデムとの通信性能は低下する。よって、実施の形態４ではトランスの巻線比を変えることによって、遠距離のモデムから見える、近距離のモデムが接続された回線のインピーダンスと、近距離のモデムが接続された回線の減衰量を調整することができるようにする。
【００５３】
そこで、図７のように巻数比を任意に切り替えられるように、複数のトランスを設ける。図７では、巻線比１：２のトランスＢ１（２２Ｂ），巻数比１：√２のトランスＢ２（２２Ｃ）を設けている。さらに、ＯＦＤＭ方式モデム１の内部回路とトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）の間、およびトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）と回線接続部４Ｂの間に、それぞれスイッチ２３を設ける。スイッチ２３を例えば手動で切換設定することによって、回線に接続するトランスＢ１（２２Ｂ），Ｂ２（２２Ｃ）の何れかを選択的に接続することが可能となる。
【００５４】
実施の形態４によれば、回線の特性や通信性能に合わせてトランスを変えることができる。したがって、親機と遠距離のモデムとの通信性能と、親機と近距離のモデムとの通信性能のバランスを取りながら、トランスの選択をすることができる。
【００５５】
上述のように、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、少なくとも一の回線に対して選択的に接続されるそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５６】
また、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、各回線に対してそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスと、使用するトランスを手動で変えるための機構を備え、各回線に接続されるモデムの通信性能に合わせて回線のインピーダンスを変更できることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００５７】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を、図８および図９によって説明する。図８はＯＦＤＭ方式モデムのシステム構成の更に他の事例を示すブロック図、図９は図８のＯＦＤＭ方式モデムの動作フローを例示する図である。
【００５８】
実施の形態４において、複数のトランスを設置してインピーダンス比を切り替えられるようにしたが、本実施の形態５は、通信の状態から、使用するのに適したトランスを自動的に選択することができるようにしたものである。
【００５９】
本実施の形態５では、制御部２は現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどを測定しながら、通信の状態を動的に決定している。そこで、各トランスを選択したときの通信状態の測定結果から最適なトランスを選択する仕組みとしてある。実施の形態５を実現可能な形態を図８に例示してある。
【００６０】
図８において、制御部２から切り替え可能なリレー２４の、制御部２からの指令信号による切り替えによってトランス２２Ｂとトランス２２Ｃのどちらを使用するか選択する。
【００６１】
また、制御部２におけるトランス選択処理の流れを図９に例示してある。トランスＡと
トランスＢとから選択できるとき、制御部２では、図９に例示してあるように、制御部２は、例えばトランスＡを選択したときの現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどの通信性能を測定しながら（ステップＳＴ１）、それらの測定信号に基づいて、トランスＡを選択したときの性能が十分であるかどうかを判定し（ステップＳＴ２）、ステップＳＴ２での判定の結果、性能が十分であればトランスＡを選択し（ステップＳＴ７）、性能が十分でなければトランスＢを選択し（ステップＳＴ３）、トランスＢを選択したときの現状の通信可否や通信速度、受信信号レベルなどの通信性能を測定しながら（ステップＳＴ４）、それらの測定信号に基づいて、トランスＢを選択したときの性能が十分であるかどうかを判定し（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ５での判定の結果、性能が十分であればトランスＢを選択し（ステップＳＴ８）、性能が十分でなければ、トランスＡとトランスＢのどちらの通信性能がよかったかを判定して（ステップＳＴ６）、トランスＡ，Ｂのどちらかを選択する。
【００６２】
本実施の形態５によれば、使用するトランスを手動で設定する必要がなくなり、モデム設置後に回線の状態に合わせて自動的にトランスを選択できるようになるため、モデム設置を効率化できる。
【００６３】
上述のように、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、前記複数のトランスの前記選択的接続が、前記制御部で検出された通信性能に応じて前記制御部によって行われることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００６４】
また、実施の形態４のＯＦＤＭ方式モデムは、各回線部に対してそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスと、使用するトランスを自動で変えるための機構と、信号処理部で検出した通信性能によって、使用するトランスを選択する機構を備え、各回線に接続されるモデムの通信性能に合わせて、回線のインピーダンスを自動で変更できることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデムである。
【００６５】
なお、図１〜図１４の各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００６６】
１ ＯＦＤＭ方式モデム、
２ 制御部、
３ 信号増幅部、
４ 回線接続部、
５ 受信スイッチ（トランジスタ）、
６ 信号増幅部、
７ デジタル信号インタフェース、
８ デジタルデータ、
９ デジタル信号、
１０ 回線、
１１ 受信通信路、
１２ 送信通信路、
２０ 高インピーダンス受信部、
２１ フォトモスリレー（受信スイッチ）、
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ トランス、
２３ スイッチ、
２４ リレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御することを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記回線接続部が複数設けられると共に、各回線接続部に対応してそれぞれ巻線比の異なるトランスが設けられ、前記各回線接続部および前記各トランスを介して異なる回線に接続されることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項３】
請求項２に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記トランスの少なくとも一が、モデムの筐体の外側に配置されていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項４】
請求項２に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、少なくとも一の回線に対して選択的に接続されるそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項５】
請求項４に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記複数のトランスの前記選択的接続が、前記制御部で検出された通信性能に応じて前記制御部によって行われることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項１】
制御部が変調および復調を行い回線接続部を介して通信の回線に接続されるＯＦＤＭ方式モデムにおいて、受信通信路に設けられ子機の受信インピーダンスを親機に対して子機を複数台接続したときの通信性能の低下を抑える高インピーダンスとする高インピーダンス受信部、および受信通信路の開閉を行うフォトモスリレーを備え、前記高インピーダンス受信部が前記フォトモスリレーの出力回路のMOS FETにながれる電流を許容電流以下とし、前記制御部が前記フォトモスリレーを開閉制御することを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記回線接続部が複数設けられると共に、各回線接続部に対応してそれぞれ巻線比の異なるトランスが設けられ、前記各回線接続部および前記各トランスを介して異なる回線に接続されることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項３】
請求項２に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記トランスの少なくとも一が、モデムの筐体の外側に配置されていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項４】
請求項２に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、少なくとも一の回線に対して選択的に接続されるそれぞれ巻線比の異なる複数のトランスを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【請求項５】
請求項４に記載のＯＦＤＭ方式モデムにおいて、前記複数のトランスの前記選択的接続が、前記制御部で検出された通信性能に応じて前記制御部によって行われることを特徴とするＯＦＤＭ方式モデム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１７６６８２（Ｐ２０１１−１７６６８２Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０１０５（Ｐ２０１０−４０１０５）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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