JP2007166111A

JP2007166111A - 伝送システムの分岐器並びに伝送システム

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Publication number: JP2007166111A
Application number: JP2005358093A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Maejima; 真行前嶋; Mitsuru Maeda; 充前田; Naoki Umeda; 直樹梅田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】従来例に比べて低周波信号の減衰を抑えるとともに高周波信号に対するインピーダンス低下を補償する。
【解決手段】分岐器３は、第１の接続端子１０と第２の接続端子１１との間に挿入され、低周波信号の周波数帯における減衰量を高周波信号の周波数帯における減衰量よりも相対的に少なくし且つ高周波信号の周波数帯におけるインピーダンスを低周波信号の周波数帯におけるインピーダンスよりも相対的に高くするフィルタ部１２を備える。而して、フィルタ部１２においては、低周波信号（例えば、数百ｋＨｚ）に対する減衰量（インピーダンス）が相対的に小さくなり、高周波信号（例えば、数ＭＨｚから数十ＭＨｚ）に対するインピーダンスが相対的に高くなるので、従来例に比べて低周波信号の減衰を抑えるとともに高周波信号に対するインピーダンス低下が補償できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で相対的に低い周波数帯を利用した低周波信号と相対的に高い周波数帯を利用した高周波信号を周波数分割多重化して伝送する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器、並びにかかる分岐器を有する伝送システムに関するものである。

従来の伝送システムとして、特許文献１〜４に記載されているような集合住宅用のインターホンシステムがある。かかるインターホンシステムでは、集合住宅の共用玄関（ロビー）に設置されるロビーインターホンと、集合住宅の各住戸に設置される複数の住戸機と、ロビーインターホンに接続される幹線と、幹線を分岐して各住戸機を接続する複数の分岐器とを備え、ロビーインターホンと各住戸機との間で幹線（伝送路）を介して音声信号と映像信号を伝送することにより、住戸機を使用する在宅者がロビーインターホンを使用する来訪者を撮像した映像を見ながら来訪者と通話することができる。但し、ロビーインターホンから住戸機に伝送される映像信号と、ロビーインターホンと住戸機との間で双方向に伝送される音声信号とは、周波数分割多重化して同一の伝送路により伝送されている。

ここで、上述のようなインターホンシステム（伝送システム）においては、伝送路（幹線及び分岐器で分岐された分岐線）と端末器（ロビーインターホン並びに住戸機）との間でインピーダンスを整合させて信号の減衰を抑える必要がある。そのため、分岐器には幹線に対して分岐線を高インピーダンスとする抵抗が設けられている。つまり、分岐器を介して伝送路に接続される端末器のインピーダンスによって伝送路のインピーダンスが低下し、端末器と伝送路とのインピーダンスが整合しなくなって信号が減衰してしまうので、端末器を接続することによるインピーダンスの低下を補償するために分岐器では抵抗を介して伝送路を分岐しているのである。
特開２００４−１８６８３４号公報特開２００４−１８６８３５号公報特開２００４−１８６８３６号公報特開２００４−１８６８３７号公報

ところで、分岐に伴うインピーダンス低下の程度は信号の周波数帯によって異なり、相対的に低い周波数帯を利用した低周波信号に比べて、相対的に高い周波数帯を利用した高周波信号の方がインピーダンス低下の程度、つまり信号の減衰量が大きくなる。さらに、高い周波数になるとインピーダンスの不整合によって発生した反射による共振の影響が顕著になり、共振周波数での電力損失（減衰）が著しく大きくなる。これに対して低い周波数では上述のような共振が発生しないため電力損失（減衰）は小さい。

しかしながら、従来システムの分岐器では固定抵抗を介して伝送路を分岐しているため、低周波信号に対するインピーダンスの低下と高周波信号に対するインピーダンスの低下が同程度に補償され、低周波信号が必要以上に減衰してしまうという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来例に比べて低周波信号の減衰を抑えるとともに高周波信号に対するインピーダンス低下が補償できる伝送システムの分岐器並びに伝送システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で相対的に低い周波数帯を利用した低周波信号と相対的に高い周波数帯を利用した高周波信号を周波数分割多重化して伝送する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器であって、主となる伝送路に接続される第１の接続端子と、分岐用の別の伝送路が接続される第２の接続端子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に挿入され、低周波信号の周波数帯における減衰量を高周波信号の周波数帯における減衰量よりも相対的に少なくし且つ高周波信号の周波数帯におけるインピーダンスを低周波信号の周波数帯におけるインピーダンスよりも相対的に高くするフィルタ手段を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、フィルタ手段は、高周波信号の周波数帯における前記インピーダンスを可変としてなることを特徴とする。

請求項３の発明は、複数の端末器と、請求項２記載の複数の分岐器と、伝送路を介して各分岐器と接続される親機とを有する伝送システムであって、第１及び第２の接続端子に伝送路が接続されたときに認識信号を伝送路に送出する認識信号送出手段が各分岐器に設けられるとともに、伝送路を介して各分岐器より送出された認識信号に基づいて伝送路に接続されている分岐器の台数をカウントするカウント手段と、カウント手段のカウント値を伝送路を介して全ての分岐器に通知する通知手段とが親機に設けられ、親機から通知されるカウント値に応じてフィルタ手段を制御することにより前記インピーダンスを調整する制御手段が各分岐器に設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、低周波信号の周波数帯における減衰量を高周波信号の周波数帯における減衰量よりも相対的に少なくし且つ高周波信号の周波数帯におけるインピーダンスを低周波信号の周波数帯におけるインピーダンスよりも相対的に高くするフィルタ手段を備えているので、従来例に比べて低周波信号の減衰を抑えるとともに高周波信号に対するインピーダンス低下が補償できる。

請求項２の発明によれば、フィルタ手段は高周波信号の周波数帯における前記インピーダンスを可変としているので、システム全体の分岐数に応じて最適なインピーダンス値を選択することができ、その結果、従来例に比べてインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大して分岐数の増減が容易に行える。

請求項３の発明によれば、システム全体の分岐数（分機器の台数）を親機でカウントしたカウント値が各分岐器に通知され、各分岐器において制御手段がフィルタ手段を制御して線路（分岐線）のインピーダンスを最適な値に設定することができるから、各分岐器のインピーダンスの最適化が自動的且つ迅速に行える。

（実施形態１）
本実施形態の伝送システムは、図１に示すようにバス型の配線形態によって複数の端末器１が伝送路（２線式の信号線）２を介して接続され、これら複数の端末器１間で相対的に低い周波数帯を利用した低周波信号と相対的に高い周波数帯を利用した高周波信号を周波数分割多重化して伝送する伝送システムであって、主となる信号線（以下、幹線と呼ぶ。）２の適所に複数の分岐器３が挿入され、分岐器３で分岐された信号線（以下、分岐線と呼ぶ。）２’に端末器１が接続されて構成されている。なお、各端末器１においては、例えば、ＡＳＫ（振幅偏移キーイング）やＦＳＫ（周波数偏移キーイング）あるいはＰＳＫ（位相偏移キーイング）などの方式でディジタル信号を変復調する機能を有し、伝送速度が相対的に遅くても支障のないデータを伝送する場合には相対的に低い周波数帯（例えば、数百ｋＨｚ）を利用するとともに、伝送速度が相対的に速い必要のあるデータを伝送する場合には相対的に高い周波数帯（例えば、数ＭＨｚから数十ＭＨｚ）を利用しており、このような低周波信号と高周波信号を周波数分割多重化して伝送するものである。但し、このような機能を有する端末器１は従来周知の技術を用いて実現可能であるから、詳細な構成並びに動作の説明並びに図示は省略する。また、信号線（幹線２並びに分岐線２'）は平衡線路からなる。

一方、分岐器３は、幹線２に接続される各一対の第１の接続端子１０と、分岐線２’が接続される一対の第２の接続端子１１と、第１の接続端子１０と第２の接続端子１１との間に挿入され、低周波信号の周波数帯における減衰量を高周波信号の周波数帯における減衰量よりも相対的に少なくし且つ高周波信号の周波数帯におけるインピーダンスを低周波信号の周波数帯におけるインピーダンスよりも相対的に高くするフィルタ部１２とを備えている。

フィルタ部１２は、図２に示すように４次の連立チェビシェフ型低域通過フィルタからなり、具体的には、第１の接続端子１０，１０と第２の接続端子１１，１１とをそれぞれ繋ぐ線路（幹線２）に、インダクタＬ１とコンデンサＣ１の並列回路とインダクタＬ２とコンデンサＣ３の並列回路が互いに直列に接続して挿入され、これら２つの並列回路の接続点同士がコンデンサＣ２を介して接続されるとともに、インダクタＬ２とコンデンサＣ３の並列回路と第２の接続端子１１の接続点同士がコンデンサＣ４を介して接続されて構成されている。図３は４次の連立チェビシェフ型低域通過フィルタからなるフィルタ部１２の周波数特性を示しており、およそ１ＭＨｚよりも低い周波数帯域では相対的に減衰量が少なく（インピーダンスが小さく）なっており、１ＭＨｚから２ＭＨｚの範囲で急激に減衰量が増大（インピーダンスが増加）し、さらに２ＭＨｚよりも高い周波数帯域では再び減衰量が減少（インピーダンスが減少）している。

而して、フィルタ部１２においては、低周波信号（例えば、数百ｋＨｚ）に対する減衰量（インピーダンス）が相対的に小さくなり、高周波信号（例えば、数ＭＨｚから数十ＭＨｚ）に対するインピーダンスが相対的に高くなるので、従来例に比べて低周波信号の減衰を抑えるとともに高周波信号に対するインピーダンス低下が補償できるものである。なお、本実施形態ではバス型の配線形態を有する場合について例示したが、分岐器３の分岐線２’にハブ（集線装置）を介して複数の端末器１を接続してバス型とスター型を組み合わせた配線形態においても同様の効果が期待できる。

（実施形態２）
本実施形態は分岐器３におけるフィルタ部１２の構成に特徴があり、その他の構成については実施形態１と共通である。よって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態における分岐器３は、図４に示すように複数（図示例では４つ）のフィルタ回路１３₁，１３₂，１３₃，１３₄と、第１の接続端子１０，１０同士を繋ぐ線路（幹線２）とフィルタ回路１３₁〜１３₄の一端とを択一的に切り替えて接続する切替スイッチＳＷと、第２の接続端子１１とフィルタ回路１３₁〜１３₄の他端とを択一的に切り替えて接続する切替スイッチＳＷとで構成される。但し、フィルタ部１２の切替スイッチＳＷ，ＳＷは、図示しない操作手段が操作されることで互いに連動して切り替わる。フィルタ回路１３₁〜１３₄は、実施形態１で説明した４次の連立チェビシェフ型低域通過フィルタからなり、コンデンサＣ２，Ｃ４の静電容量を変えることで互いに異なる周波数特性に設定されている（図５参照）。すなわち、フィルタ回路１３₁におけるコンデンサＣ２，Ｃ４の静電容量が最小であって高周波数帯域における減衰量が最小となり（図５の実線イ参照）、フィルタ回路１３₄におけるコンデンサＣ２，Ｃ４の静電容量が最大であって高周波数帯域における減衰量も最大となり（図５の実線ニ参照）、フィルタ回路１３₂，１３₃におけるコンデンサＣ２，Ｃ４の静電容量がそれぞれ２番目、３番目であって高周波数帯域における減衰量も２番目、３番目となる（図５の実線ロ、ハ参照）。

而して、切替スイッチＳＷ，ＳＷを切り替えてフィルタ回路１３₁〜１３₄を選択することにより、フィルタ部１２の高周波信号に対するインピーダンス値を幹線２に挿入される分岐器３の台数に応じた最適な値に設定することができる。そのため、高周波信号に対するインピーダンス値が固定であった実施形態１に比べて、分岐器３を挿入したことによるインピーダンスの低下が補償できる範囲を拡大し、分岐数の増減が容易に行えるという利点がある。なお、複数のフィルタ回路１３₁〜１３₄を択一的に切り替えて接続する代わりに、コンデンサＣ２，Ｃ４として静電容量の値が可変である可変コンデンサを用いても構わない。

（実施形態３）
本実施形態の伝送システムは、図６に示すように幹線２に接続される親機４を備えている。但し、本実施形態の基本構成は実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

親機４は、幹線２を介して分岐器３との間で信号伝送を行うための信号伝送部２０と、マイクロコンピュータを主構成要素とする制御部２１と、不揮発性のメモリからなるメモリ部２２とを具備している。

一方、分岐器３は、第１及び第２の接続端子１０，１１とフィルタ部１２に加えて、幹線２を介して親機４との間で信号伝送を行うための信号伝送部１４と、マイクロコンピュータを主構成要素とする制御部１５とを具備している。制御部１５では、第１の接続端子１０に幹線２が接続された状態で最初に起動したときに自己に割り当てられている識別符号を含む信号（識別信号）を信号伝送部１４より幹線２を介して親機４に伝送する。

親機４では、分岐器３から伝送されてくる識別信号を信号伝送部２０で受け取って制御部２１に送り、制御部２１が識別信号に含まれる識別符号に基づいて幹線２に挿入されている分岐器３の台数をカウントし、そのカウント値をメモリ部２２に保存する。さらに制御部２１では、メモリ部２２に保存している最新のカウント値を含む信号（通知信号）を信号伝送部２０より幹線２を介して全ての分岐器３に伝送する。

各分岐器３においては、親機４から伝送されてくる通知信号を信号伝送部１４で受け取って制御部１５に送る。制御部１５では、通知信号に含まれるカウント値に基づいて分岐器３の台数に適した高周波信号に対するインピーダンス値を判断し、切替スイッチＳＷ，ＳＷを制御して当該インピーダンス値に最も近い値を有するフィルタ回路１３₁〜１３₄に切り替える。

而して、実施形態２では切替スイッチＳＷ，ＳＷを手動で操作してフィルタ部１２のインピーダンス値を最適な値に設定する必要があるが、本実施形態では各分岐器３におけるフィルタ部１２のインピーダンス値が人手を介さずに自動的に最適な値に設定できるという利点がある。なお、分岐器３の制御部１５がカウント値に基づいて分岐器３の台数に適したインピーダンス値を判断する方法としては、予め分岐器３の台数と高周波信号に対する最適なインピーダンス値との関係を決めたデータテーブルを不揮発性のメモリ等に保存しておき、当該データテーブルを参照することで制御部１５が最適なインピーダンス値を判断するといった方法を採用すればよい。

ここで、図７に示すようにゲート装置１０３の接続口に対して機能モジュール１０８のコネクタを接続するだけで機能モジュール１０８の電力路と、情報路とを同時に確保でき、しかも機能モジュール１０８をどのゲート装置１０３にも接続できるレイアウトフリーで施工性に優れた配線システムがある。かかる配線システムは、建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス１０２を設け、各スイッチボックス１０２間に壁面内に先行配線した電力線１１０と、情報線１１１とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス１０２に対しては、配線盤１０１内に引き込まれた主幹ブレーカＭＢと分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれた電力線１１０と、外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイ１２０（ルータ、ハブ内蔵）を介して接続されている情報線１１１とが、接続されている。そして、このような配線システムに本発明に係る分岐器３を用いて情報線１１１（すなわち幹線２）を分岐配線することも可能である。

この場合、本発明に係る分岐器３には、電力線１１０からの商用電源供給だけでなく情報線１１１からの信号重畳式電源が供給されることが考えられる。このような電源複数種混同を避けるべく、施工時の異種配線接触によるショートに備えるような分離隔壁部材を分岐器３の外面に形成しておいたうえで、電力線１１０からの商用電源供給がなされる仕様では、情報線１１１については電源供給を避けて信号伝送だけ行えばよいし、また、情報線１１１からの信号重畳式電源供給がなされる仕様では、電力線１１０からの商用電源供給を避けるべく、分岐器３内に電力線１１０を通さないよう施工するか、分岐器３に電力線１１０を接続せざるを得ない仕様では分岐器３内での電力線１１０と情報線１１１との間を絶縁すべく商用交流周波数帯についてハイインピーダンスとしておけばよい。

本発明の実施形態１を示しシステム構成図である。同上におけるフィルタ部のブロック図である。同上におけるフィルタ部の周波数特性を示す図である。本発明の実施形態２を示しシステム構成図である。同上におけるフィルタ回路の周波数特性を示す図である。本発明の実施形態３を示しシステム構成図である。同上を用いる配線システムのシステム構成図である。

符号の説明

１端末器
２幹線（伝送路）
２’ 分岐線（伝送路）
３分岐器
１０第１の接続端子
１１第２の接続端子
１２フィルタ部

Claims

バス型の配線形態によって複数の端末器が伝送路を介して接続され、これら複数の端末器間で相対的に低い周波数帯を利用した低周波信号と相対的に高い周波数帯を利用した高周波信号を周波数分割多重化して伝送する伝送システムに用いられ、主となる伝送路から別の伝送路を分岐する分岐器であって、
主となる伝送路に接続される第１の接続端子と、分岐用の別の伝送路が接続される第２の接続端子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に挿入され、低周波信号の周波数帯における減衰量を高周波信号の周波数帯における減衰量よりも相対的に少なくし且つ高周波信号の周波数帯におけるインピーダンスを低周波信号の周波数帯におけるインピーダンスよりも相対的に高くするフィルタ手段を備えたことを特徴とする伝送システムの分岐器。
フィルタ手段は、高周波信号の周波数帯における前記インピーダンスを可変としてなることを特徴とする請求項１記載の伝送システムの分岐器。
複数の端末器と、請求項２記載の複数の分岐器と、伝送路を介して各分岐器と接続される親機とを有する伝送システムであって、
第１及び第２の接続端子に伝送路が接続されたときに認識信号を伝送路に送出する認識信号送出手段が各分岐器に設けられるとともに、伝送路を介して各分岐器より送出された認識信号に基づいて伝送路に接続されている分岐器の台数をカウントするカウント手段と、カウント手段のカウント値を伝送路を介して全ての分岐器に通知する通知手段とが親機に設けられ、親機から通知されるカウント値に応じてフィルタ手段を制御することにより前記インピーダンスを調整する制御手段が各分岐器に設けられたことを特徴とする伝送システム。