JPH09512393A - ハイブリッド電気および電気通信分配ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の構内を連結するための電気通信ネットワークが開示され、典型的には、ファイバ光学または同軸ケーブル（１３０）と、幹線電力を供給するために構内のそれぞれ１つに各々が接続される複数の電力ケーブル（１３４）とを含む。各電力ケーブル（１３４）はまた、ファイバ光学または同軸ケーブル（１３０）に接続されるため、電気通信信号は、ファイバ光学または同軸ケーブルと各電力ケーブルとの間で伝送可能である。電気通信信号をファイバ光学または同軸ケーブルに沿い、次に各構内のそれぞれの電力ケーブルに沿い伝送することにより、複数の構内に伝送することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ハイブリッド電気および電気通信分配ネットワーク 本発明は信号投入、伝送、相互接続（終端）、および検出、ならびに電力伝送 ネットワークすなわち幹線配電および／または伝送ネットワークに関し、かつそ のためのフィルタに関する。本発明は特に、電気通信伝送（たとえば音声、デー タ、像および／またはビデオ）のために幹線電気ネットワークおよび／またはラ インを使用することに関する。 英国では従来、３３ｋＶ以上のための電力ネットワークについては「伝送ネッ トワーク」とし、３３ｋＶ未満のためのものについては「分配ネットワーク」と して説明している。この明細書において「配電および／または電力伝送ネットワ ーク」という用語が通常用いられるが、一般に電力ネットワークおよび信号の伝 送に言及する場合は、このようなネットワークすべてに適用されると解釈される 。 伝統的に電気通信信号はたとえば電話線といった独立したネットワークで伝送 されている。最近では家庭内または産業用構内への電気通信サービスを簡略化し その効率を高めるために、既存の電気伝送および分配ネットワークを用いて電気 通信サービスを行なうことについての研究がなされている。 伝送ネットワークおよびそのためのフィルタは、本出願人の同時係属中の国際 特許出願である、ＰＣＴ／ＧＢ９３／０２１６３において述べられている。ここ では電力伝送 ネットワークで約１ＭＨｚを上回る搬送周波数を有する電気通信信号を用いるこ とについて述べている。この特許出願の教示および開示は本発明と関連して参照 されるべきものであり、本明細書に引用により援用する。 このような搬送周波数では、電力伝送および／または分配ネットワークのケー ブルに疑似同軸特性が現われ、したがってケーブルに沿い伝送される信号の減衰 が減少する。このようにして、音声およびデータ信号双方を約１ＭＨｚを上回る 搬送周波数で伝送することができ、利用可能なスペクトルが大きくなり、かつ伝 送容量が増大する。 しかしながら、それでもなお減衰効果が所与の搬送周波数および帯域幅の信号 を効果的に伝送することができる距離を制限することがわかっている。たとえば 、４１５ボルトのネットワークでは好ましくは搬送周波数は１−１０ＭＨｚであ り、たとえば１１ｋＶのネットワークではたとえば１−２０ＭＨｚまたはおそら くは５−６０ＭＨｚであろう。この周波数の信号を長距離にわたって（必要であ れば中継局を用いて）伝送することができるのでこのようにして用いられるネッ トワークは一般的な電気通信および電信信号に適している。 しかしながら、テレビ通信などの広帯域電気通信信号は一般に、より大きな搬 送周波数および帯域幅を必要とする。上記のように、このような信号は通常はた とえば同軸ケーブル、光ファイバなどの独立した広帯域電気通信ネットワ ークで伝送される。 搬送周波数の特に高い信号を伝送することができる距離は、ネットワークでの ダイナミックレンジ感度および電力レベルにより制限を受け、おそらくは一般的 な英国のネットワークでおよそ７−４０メートルまでであるが、ＰＣＴ／ＧＢ９ ３／０２１６３で述べられているように数百ＭＨｚまでの搬送周波数をネットワ ークで使用することができる。 本発明は上記の問題のいくつかまたはすべてを軽減する伝送ネットワークを提 供することを目的とする。 したがって本発明は第１の局面において、複数の構内を連結するネットワーク を提供し、このネットワークは、広帯域電気通信ネットワークの部分と、幹線の 電力を供給するために構内のそれぞれ１つに各々が接続される複数の電力ケーブ ルとを含み、この電力ケーブルの各々はまた、広帯域電気通信ネットワークの部 分に接続されるため、電気通信信号は広帯域電気通信ネットワークの部分と、こ の電力ケーブルの各々との間で伝送されることが可能であり、電気通信信号をこ の広帯域電気通信ネットワークの部分に沿い、また各構内のそれぞれの電力ケー ブルに沿って伝送することによりこの複数の構内へおよび／または構内から伝送 可能である。 このようにして、独立した（好ましくは外部の）電気通信ネットワークを用い て長距離にわたって電気通信信号を 伝搬させることができ、（好ましくは外部の）電力伝送／分配ネットワークを用 いて電気通信ネットワークからたとえばユーザの構内へまたはその逆に電気通信 信号を伝搬させる、すなわち通信は双方向とすることが可能である。 「外部」とは、信号伝送ネットワークすなわち電力ネットワークおよび／また は電気通信ネットワークが会社または家庭などの建築物または構内の外部にある ことを意味する。このような建築物内部では、伝送距離は一般に短くしたがって 減衰による損失はあまり重要ではない。 広帯域電気通信ネットワークは、標準的な広帯域分配ネットワークたとえば同 軸の、撚り対線またはファイバケーブルであろう。現在ではこのような電気通信 ネットワークは多くの国において利用することができる。しかしながら典型的に は、このような電気通信ネットワークに関する多大な費用および不便性が伴なう のは、始めに幹線ネットワークを設置することではなく、幹線ネットワークをユ ーザの構内に接続することである。本発明により、既存の電力分配ネットワーク （通常は大抵の適切な構内に供給する）を用いて既存の電気通信ネットワークを 所望の構内に接続することができる。このようにしてさらに標準的な電気通信ネ ットワークを設置することに関連するさらなる費用および不便性を回避すること ができる。 典型的には、既存の電気通信ネットワークのインフラストラクチャと接続が所 望される構内との間の距離は短い。 したがって広帯域電気通信信号を、何らかの重要な効果をもたらす減衰の損失な しで、電力伝送／分配ネットワークで伝送することができる。 好ましくは、本発明はさらに、衛星送信器から電気通信信号を受信するための 衛星受信手段を含み、この衛星送信器から、衛星受信手段、広帯域電気通信ネッ トワークの部分、および電力ケーブルを介して複数の構内へ電気通信信号を伝送 することができる。その代わりとしてまたは追加として、衛星受信手段を、テレ ビアンテナ、電話接続、データ接続などのその他の電気通信信号受信手段と置換 えるまたはそれに補足してもよい。 好ましくは、ネットワークは複数のインタフェースユニットを含み、このイン タフェースユニットの各々は電力ケーブルの１つを上記の広帯域電気通信ネット ワークの部分に接続し、インタフェースユニットの各々は、高周波数電気通信信 号が上記の広帯域電気通信ネットワークの部分と上記の電力ケーブルとの間で送 られることができるようにするため、かつ低周波数の幹線電力信号がその間で送 られるのを防止するための高域フィルタ手段を含む。 本発明はさらなる局面において、１対の建築物間で電気通信信号を伝送する方 法を提供し、幹線電力を第１の建築物に供給するための外部電力ケーブルに沿い 第１の建築物から信号を伝送するステップと、次に広帯域電気通信ネットワーク の部分に沿い信号を伝送するステップと、その次 に幹線電力を第２の建築物に供給するための第２の外部電力ケーブルに沿い信号 を伝送するステップとを含む。 好ましくは、電気通信信号の搬送周波数はおよそ１ＭＨｚよりも大きい。実際 には搬送周波数は１ＭＨｚ未満すなわち８００ｋＨｚまたは６００ｋＨｚでさえ あるかもしれないが、これは減じるに従って帯域幅も減じるものである。「搬送 周波数」という用語は、無変調周波数または搬送信号の周波数を示し、一旦変調 された電気通信信号の周波数を示すものではない。 各々の搬送周波数が異なる複数の電気通信信号を与えてもよい。 電力ネットワークは１つ以上の相を含んでもよく、たとえば２、３、４、６、 ７などの相のいずれか１つ以上を含む多相ネットワークでもよい。ネットワーク の異なる部分は異なる数の相を含み得る。 好ましくは電力ネットワークは、たとえば１つ以上の顧客の建築物または構内 を配電ネットワークの幹線多相（たとえば３相）部分に接続する１つ以上の単相 ケーブルからなる、単相ネットワークである。 広帯域電気通信信号は、適切なインタフェースユニットを介し幹線広帯域分配 ネットワーク（たとえば同軸またはファイバケーブル）から、たとえばタップを 介して取込まれ、適切なコンディショニングユニットを介して顧客の単相ケーブ ルに与えられる。必要であれば信号を増幅しても よい。 好ましくは、電力ネットワークは不平衡すなわち不平衡伝送特性をもたらす。 電力ネットワークのケーブルを、たとえばケーブルが疑似同軸素子として働くこ とができるようにする適切な金属材料で遮蔽または被覆して、本発明の伝送周波 数で不平衡伝送ネットワークを提供することができる。 好ましくは、電力ネットワークは、たとえば１３２ｋｖ、３３ｋｖ、１１ｋｖ 、４１５ｖおよび２４０ｖ部分のいずれかまたはすべてを含む主要な（たとえば 地上および／または地下の）電力ネットワークである。音声およびデータ信号を 、必要に応じて必要なときに、適切な検出、増幅および／または再生および再導 入を行なうことにより、電力ネットワークのいずれかまたはすべての部分に伝送 することができる。 好ましい実施例では、全２重設備が与えられる、すなわち信号を同時にすべて の方向で送信および／または受信することができる。 本発明に従うネットワークを、電気メータの遠隔読出、遠隔バンキングおよび ショッピング、エネルギ管理システム、電信（音声）、交換電信、安全システム および／または対話形データサービス、マルチメディアサービスならびにテレビ などの数多くの音声および／またはデータ伝送目的のために使用することができ る。 本発明はまた、本発明の上記局面に従うネットワークで使用するための通信装 置（以降「ネットワークコンディショニングユニット」として理解される）を提 供する。ネットワークコンディショニングユニットは低域フィルタ部分すなわち 、低周波数で振幅の大きな幹線電力信号をフィルタリングする、すなわち電気通 信信号から分離させるため、かつコンディショニングユニットを通ることができ るようにするための部分を含む。このユニットはまた、電気通信信号のネットワ ークへの入力およびネットワークからの除去のためのハイパス結合素子および、 好ましくはネットワークの特性インピーダンスとそのポイントで類似するインピ ーダンスの終端素子を含む。 このようなユニットを使用することにより、高周波数電気通信信号が構内にあ る内部低電圧配線に悪影響を及ぼさないこと、および／または内部低電圧構内配 線からの雑音ソースが外部電気伝送および／または分配ネットワークで伝送され ている高周波数電気通信信号に悪影響を及ぼすまたはそれを破壊することがない ことが確実になる。 好ましくは、時折ネットワークに結合され電気エネルギ（すなわち電気負荷） を利用するすべてのアイテムの可変の電気負荷効果（すなわち負荷インピーダン ス）は、コンディショニングユニットの低域フィルタ素子の作用により、通信信 号から分離される。 好ましくは、電気フィルタを外部分配ネットワークと、 ユーザの構内、たとえば家屋の内部ネットワークとの間のインタフェースで用い て、確実に２つの信号が分離される。このようなフィルタは通常の家庭内の電源 に与える効果が最小でなければならない。 ユーザの構内の内部ネットワークに入る電気通信信号を減じることを目的とす る本発明のフィルタ素子では、２４０ｖ、５０Ｈｚの単相ソースから１００ａｍ ｐの負荷を供給する一方で、降下はわずか１ボルトである。 好ましくは、ネットワークコンディショニングユニットは、受信／送信装置と 電力ネットワークとの間のインピーダンス整合をもたらす。さらに、ネットワー クコンディショニングユニットは音声およびデータ信号を搬送する一方で電力周 波数で全負荷または故障電流を搬送し得る。 さらなる局面において本発明は、この明細書において説明するネットワークを 用いる信号伝送の方法を提供する。 信号が多相（たとえば３相）電力ケーブルに沿って伝送されている場合、信号 の伝搬は、相のいずれかまたはすべてとグラウンドとの間であろう。好ましい実 施例では、信号は相のうち１つのみとグラウンドとの間に投入され、不平衡伝送 特性をまたもたらし、ケーブルは疑似同軸伝送ラインとして働く。 信号が単相配電サービスケーブルに沿って伝送される場合もまた、疑似同軸効 果がもたらされるだろう。典型的には単相ケーブルは同心または分割同心のいず れかである。 分割同心ケーブルの場合、手段（分割同心シースのパーツ間の容量性結合など） を与えて、所望の周波数でケーブルが標準的な同心ケーブルとして働くようにし てもよい。このようにして疑似同軸効果を達成することができ、ケーブルは不平 衡伝送特性をもたらす。 電力ライン通信で利用するために広範囲にわたる異なる伝送技術を、周波数（ ＦＤＭ）（ＦＤＤ）、時間（ＴＤＭ）（ＴＤＤ）、コード分割（ＣＤＭ）（ＣＤ ＭＡ）などを含む種々の多重化、２重化および多重アクセス技術とともに利用す ることができ、各伝送技術は、振幅、周波数、相、単測波帯、２測波帯および残 留測波帯、パルス位置、幅および振幅、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）、ガ ウスフィルタ処理ＦＳＫ（ＧＦＳＫ）、ガウス最小シフトキーイング（ＧＭＳＫ ）、４相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）、直交４相シフトキーイング（ＯＱＰＳ Ｋ）、直角振幅変調（ＱＡＭ）、Ｐｉ／４ＱＰＳＫを含む種々の変調方法を用い る。スペクトル拡散方法により、固有の安全および優れた干渉拒絶特性がもたら れさることがわかっている。これらの特性は、大きな帯域幅を利用して達成され 、したがって特定的なフィルタの設計が必要となる。 多数の標準的なコードレス電話通信技術は、調整されたネットワークで信号を 伝送するのに適しているであろう。適している標準は、ＣＴＯ、ＣＴ１およびＣ Ｔ２、ＡＭＰＳ、ＤＥＣＴ（デジタルヨーロッパコードレス電話標準）、 ＩＳ−５４、ＩＳ−９５、ＧＳＭ、Ｑ−ＣＤＭＡ、Ｒ−ＣＤＭＡ、ＵＤ−ＰＣＳ 、ＰＨＳ、ＰＡＣＳ、ＴＡＣＳ、ＥＮＴＡＣＳ、ＮＭＴ４５０、ＮＭＴ５００、 Ｃ−４５０、ＲＴＭＳ、ラジコム（Radicom ）２０００、ＮＴＪ、ＪＴＡＣＳ＆ ＮＴＡＣＳ、ＤＣＳ１８００などであろう。 好ましくはネットワークコンディショニングユニットは、幹線電気入力と幹線 電気出力との間に配置され、各々の端部で、幹線電気入力および幹線電気出力に 並列して配置される信号入力／出力ラインに接続される主インダクタを含む低域 フィルタを備え、２つの接続は通信を目的として利用される周波数スペクトルの 部分次第で各々が予め定められたキャパシタンスを有する第１のキャパシタおよ び第２のキャパシタを含む。 この配置において、主インダクタは信号入力／出力ラインからの通信信号が、 家庭内／産業用構内に入ることを防止するように動作できる。このインダクタは したがって好ましくは、１ＭＨｚ以上の周波数に対し１０μＨないし２００μＨ などの高いインダクタンスを有するものである。 幹線電気入力および信号入力／出力ラインを接続する第１のキャパシタは、通 信信号が信号入力／出力ラインから通ることができるようにする結合キャパシタ として働き、一方では幹線電源周波数（すなわち５０／６０Ｈｚ）でまたはおよ そその周波数でのすべての低周波数成分を減衰する。 幹線電気出力と信号入力／出力ラインとの間に配置される第２のキャパシタは 、通信信号のさらなる減衰をもたらし、信号入力／出力ラインを介してグラウン ドに接続される。 第１および第２のキャパシタのいずれかが故障する場合、このようなキャパシ タ各々には好ましくは、第１または第２のキャパシタと信号の入力／出力ライン との間にヒューズがそれぞれ設けられている。さらに、信号入力／出力ラインと 第１および第２のキャパシタとの間の接続間に配置される第２のインダクタを設 けることにより、さらなる安全対策を組み入れることができる。このインダクタ は通信周波数信号には影響を与えないが、第１のキャパシタに故障が生じた場合 にはグラウンドへの経路を与え、電力周波数信号が信号入力／出力ラインに与え られることなく第１のヒューズを溶断することができる。 主インダクタのインダクタンスは、もとになる材料、およびコアのまわりに巻 付けられるワイヤの断面次第である。以前に規定された１０μＨというインダク タンスは好ましくは最小であり、より優れたコア材料を用いることにより、たと えば２００μＨのオーダのより高いインダクタンスを得ることができる。その代 わりとして、直列接続される多数のインダクタを用いることが可能である。 結合キャパシタのキャパシタンスは好ましくは０．０１ないし０．５０μＦの 範囲であり、幹線電気出力を信号入 力／出力ラインおよびグラウンドに連結する第２のキャパシタのキャパシタンス は好ましくは０．００１ないし０．５０μＦの範囲である。 信号入力／出力ラインに配置された第２のインダクタは好ましくはおよそ２５ ０μＨの最小インダクタンスを有する。したがってこのインダクタは、信号入力 ／出力ラインでの通信周波数信号に影響を与えない。２５０μＨのインダクタを 構成するのに用いられるコンダクタは、反結合キャパシタが短絡状態にならない ように故障電流を取込む十分な断面領域を有さねばならない。 好ましくは、誘導または容量性素子におけるスプリアス自己共振が回避される 。コンディショニングユニットのより低いカットオフ周波数が増大するに従い、 インダクタンスおよびキャパシタンスの最小値が比例して減少するであろう。 好ましい実施例では、フィルタは遮蔽されたボックス内で組立てられるため、 優れたアースをもらたし、通信信号の放射を防止する。 本発明はさらなる局面において、少なくとも１つの電気通信ネットワーク部分 および少なくとも１つの電力伝送および／または分配ネットワーク部分を含む単 一の伝送ネットワークを提供する。 本発明はさらなる局面において、電気通信ネットワークから、電気通信信号を 電力伝送ネットワーク（たとえば電 気伝送および／または分配ネットワーク）に入力するための入力手段と、電力ネ ットワークから類似する電気通信信号を取除くための出力手段とを含む、電力伝 送および／または分配ネットワークを提供する。 本発明はさらなる局面において、１、２、４、５、６、７、８、９、…ｎとい うリスト（ｎは９よりも大きな整数である）から選択される数の多くの相を有す るが好ましくは１または２相を有し、かつおよそ１ＭＨｚを上回る搬送周波数を 有する電気通信信号をネットワークの相コンダクタの少なくとも１つに入力する ための入力手段と、ネットワークの相コンダクタの他の少なくとも１つからその 電気通信信号を取除くための出力手段とを含む、電気分配および／または電力伝 送ネットワークを提供する。 本発明はさらなる局面において、不平衡配電および／または電力伝送ネットワ ークを提供し、少なくともその一部はクラッドケーブルを含み、このネットワー クはおよそ１ＭＨｚを上回る搬送周波数を有する電気通信信号をネットワークに 入力するための入力手段と、この電気通信信号をネットワークから取除くための 出力手段とを含み、この信号を上記のクラッドケーブルを有するネットワークの 部分に沿って伝送することができる。 本発明はさらなる局面において、搬送周波数がおよそ１ＭＨｚを上回る電気通 信信号をネットワークに入力するための入力手段と、この電気通信信号をネット ワークから取 除くための出力手段とを含む、トランクおよび分岐マルチポイント配電および／ または電力伝送ネットワークを提供する。 本発明はさらなる局面において、少なくとも一部が建築物の外部にある配電お よび／または電力伝送ネットワークを提供し、このネットワークは、およそ１Ｍ Ｈｚを上回る搬送周波数を有する電気通信信号をネットワークに入力するための 入力手段と、この電気通信信号をネットワークから取除くための出力手段とを含 み、この信号はネットワークの上記の外部にある部分に沿って伝送可能である。 さらなる局面において本発明は、およそ１ＭＨｚを上回る搬送周波数を有する 電気通信信号を電力分配および／または伝送ネットワークの相コンダクタの少な くとも１つに入力すること、および次にネットワークの相コンダクタの他の少な くとも１つから信号を受信することを含む信号伝送の方法を提供し、このネット ワークは数多くの相を有し、その数は１、２、４、５、６、７、８、９、…ｎと いうリスト（ｎは９を上回る整数である）から選択されるが、好ましくは１また は２相である。 上記の局面のいずれかまたはすべては、本明細書においていずれかに述べられ る特徴を含み得る。 本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。 図１は本発明の局面に従うネットワークの一部を示す概略図である。 図２は、図１に示すネットワークのための第１の伝送システムの概略図である 。 図３は、図１に示すネットワークのための第２の伝送システムの概略図である 。 図４は、図１に示すネットワークのための第３の伝送システムの概略図である 。 図５Ａは典型的な３相ケーブルの断面図である。 図５Ｂは典型的な同軸ケーブルの断面図である。 図６は本発明で用いられるネットワークコンディショニングユニットの好まし い実施例である。 図７は、本発明で用いられるネットワークコンディショニングユニットの第２ の実施例である。 図８はネットワークコンディショニングユニットの平面図である。 図９は図８のネットワークコンディショニングユニットのための回路板の図で ある。 図１０は本発明で用いられるネットワークコンディショニングユニットの概略 図である。 図１１Ａおよび１１Ｂは本発明において用いられるネットワークコンディショ ニングユニットの第２および第３の概略図である。 図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃはそれぞれ、同心、分割同心、および疑似同軸 ケーブルの断面を示す。 図１３は本発明の局面に従うハイブリッドネットワーク を示す。 図１は包括的にネットワーク４０を示す。幹線電気は１１ｋＶの伝送ライン４ ２から変圧器４４を介し４１５ｖの３相ネットワーク４６に入る。４１５ｖの３ 相ネットワークは、建築物４８などの数多くの場所に与えられる。各建築物は単 相電気供給のみを受けてもよく、または代わりに３相電力供給を受けてもよい。 音声およびデータ信号を、投入ポイント５０で、電気通信ネットワーク（たと えば同軸、ファイバ、または撚り対線ケーブル）、あるいは配電／伝送ネットワ ークのさらなる部分へまたはそこから、ネットワークに投入して（またはその代 わりとしてネットワークから受取って）、構内４８においてユーザにより送信お よび／または受信されてもよい。これらの信号は、減衰および電力分配ネットワ ークに沿い送られる距離次第で、所望のとおりに、電信信号のように帯域幅が狭 いか、またはテレビ信号のように帯域幅が広くてもよい。 音声およびデータ通信信号を、低周波数で高振幅の電力信号から分離するため に、信号ソースおよび／または目的地の各々には、図１１Ａでより詳細に示すネ ットワークコンディショニングユニット５２が設けられている。このネットワー クコンディショニングユニットは２つの信号を分離するための低域フィルタを含 む。 図１１Ｂにもまた示されるさらなる（高電流）コンディ ショニングユニット５１を、コンディションネットワーク４０から変圧器の雑音 をさらに取除くために、電気および分配変圧器４４と投入ポイント５０との間に 設けることができる。ユニット５１には高電流インダクタが備えられている。 図１３は、本発明に従うハイブリッド信号伝送ネットワークの一部を示す。広 帯域電気通信ネットワークのケーブル１３０（たとえば同軸、ファイバ、または 撚り対線ケーブル）の一部が（この例の目的のために）、たとえば３相配電ケー ブル１３２と並列して通されている。配電ネットワーク１３２はまた、この明細 書において別部分でおよびＰＣＴ／ＧＢ９３／０２１６３において述べられてい るように、適切な搬送周波数および帯域幅の電気通信信号を搬送してもよい。電 気通信ネットワーク１３０は、たとえばテレビ信号といった広帯域電気通信信号 を搬送する。 アナログおよび／またはデジタルフォーマットの、たとえばテレビ信号である 電気通信信号が、電気通信ネットワーク１３０から、コンディショニングユニッ ト１３６を介し、外部配電ネットワーク１３２の部分１３４に入力され、または そこから取除かれる。コンディショニングユニット１３６により、電気通信信号 が配電ネットワーク１３２に入ることなく、または電気信号が電気通信ネットワ ーク１３０に入ることなく、電気通信信号は電気ケーブル１３４に入力される（ またはそこから取除かれる）ことができる。 同様に電気通信信号を配電ネットワーク１３２の部分１３４から電気通信ネッ トワークに入力してもよい。 必要であれば、同軸／ファイバインタフェースユニット１３８および増幅器（ たとえば広帯域増幅器）１４０を用いて、電気通信ネットワーク１３０とコンデ ィショニングユニット１３６との間のインタフェースの役割をするようにしても よい。増幅器１４０は双方向（図示のとおり）でもよく、または単方向（必要に 応じていずれかの方向）のものでもよい。 好ましくは、外部配電ネットワーク１３２の部分１３４は単層ケーブルである 。これは、図１２Ａ，１２Ｂおよび１２Ｃを参照して説明するように、疑似同軸 ケーブルの働きをするように設定される同心単相ケーブルまたは分割同心単相ケ ーブルでもよい。典型的には、この単相ケーブルはユーザの構内１４２をたとえ ば３相配電ネットワーク１３２に接続する。 ユーザの構内１４２にまたはその近くに、電気通信信号１４６を電源１４８か ら分離する第２のコンディショニングユニット１４４を設けてもよい。このよう にして電気エネルギおよび広帯域電気通信信号双方の分配が容易になり、相互に 劣化することはなく、かつ電気通信ネットワーク１３０とユーザの構内１４２と の間にさらなる同軸／ファイバリンクを設ける必要はない。 複数のこのようなリンクが、電気通信ネットワーク１３ ０から対応する複数のユーザの構内に設けられてもよい。また、電気通信ネット ワーク１３０が直接広帯域電気通信信号送信器に接続されてもよく、またはその 代わりとして無線または衛星リンク１５０を介して接続されてもよい。 コンディショニングユニット１３６はたとえばストリートレベルで歩道の縁石 側の柱または地下室に、かつ顧客の構内の電気サービス位置に近接させて設けて もよい。コンディショニングユニット１４４を、たとえば顧客の構内近くまたは ＨＲＣカットアウトユニットおよび／または電気メータ内部などの顧客の構内に 設けてもよい。 図２は、３相ネットワーク４０の一部を示し、ネットワークコンディショニン グユニット５２を用いて、データ信号がネットワークに送信されかつネットワー クから受信される。ネットワークのケーブルはクラッドである、すなわちシース ４１によりその長さすべてまたは実質的にすべてに沿って囲まれている。例とし て、データ信号をネットワークコンディショニングユニット５２Ａによってネッ トワークの黄色相に伝送することができる、すなわち信号は図示のように黄色相 とアースとの間に与えられる。伝送されたデータは次に、黄色、赤色、および青 色相にそれぞれ接続されるコンディショニングユニット５２Ｂ、５２Ｃ、および ５２Ｄのいずれかまたはすべてによって受取られる。言換えれば、伝送されたデ ータを、信号が伝送ユニットにより投入されない相を含めケーブルのいずれかの 相で取上 げることができる。これは、３相ケーブルの効果的な疑似同軸性をもたらす相コ ンダクタ間の相互キャパシタンスのためである。図示のように、各ユニットがデ ータの送受信を行なうことができる。 ネットワーク４０の各々の相は変圧器４３を含んでいる。典型的に、これはす べての３つの相に対し、単一の３相変圧器によって可能となり、３つの別々の単 相変圧器によるものではないが、後者も可能であろう。 図３は、３相電力ネットワーク４０の一部を示し、４つのネットワークコンデ ィショニングユニット５２を用いてデータ信号をネットワークに送信しかつネッ トワークから受信することができる。図示のように、データ信号は３相ネットワ ークの２つの相を通して送信されるが、この場合それは赤色および青色相である 。 もし１つ以上の相が使用されない場合（たとえば図３における黄色相）、使用 ない相は終端とされて適切なインピーダンスを与える。これは「Ｌ」回路、すな わち変圧器側で分路キャパシタを備える直列インダクタを用いて行なわれるだろ う。このことにより、最適インピーダンスがもたらされ、たとえば赤色相と黄色 相との間に結合されるＲＦ信号が低インピーダンス変圧器接続によって分けられ ないことが確実になる。これはたとえば黄色相変圧器接続ポイントで誘導リアク タンスが不十分な場合特に利点がある。 図４は、図２に代替する伝送システムを示し、データ信 号は、３相ネットワーク４０のすべての相、すなわち青色、赤色および黄色を通 して伝送される。 図５Ａは、赤色相５６、黄色相５８、および青色相６０を含む３相電力ケーブ ル５４の断面を簡略化したものを示す。データ信号は青色相６０とアース６２と の間で伝送され、ネットワークコンディショニングユニット５２を介してネット ワークに投入される。周波数が高い場合、相間の相互キャパシタンスは効果的に も短絡をもたらす。したがって、このような伝送システムは、図５Ｂに示す同軸 ケーブルにほぼ等しい疑似同軸特性を与える。３相ケーブルの相のいずれか２つ の間の相互キャパシタンスが、図５Ａの６４で概略的に示されており、同様の相 互キャパシタンスが他の相の部分間においても存在する。 本発明の一局面に従うネットワークコンディショニングユニット１０１の基本 的素子が、図１１Ａおよび１１Ｂに示されている。図１１Ａおよび１１Ｂはそれ ぞれ図１で５２および５１として示されているコンディショニングユニットを示 す。コンディショニングユニットは低域フィルタ１００および結合キャパシタ素 子１０２（高域フィルタ素子とみなすことができる）と等価であると考えること ができる。 低域フィルタ素子１００により、幹線電力を分配ネットワークから顧客に供給 し、一方高周波数の通信信号が顧客の構内に入るのを防止することができる。結 合キャパシタ、 または高域フィルタ素子１０２が設けられて、高周波数通信信号を分配ネットワ ークに結合し、一方で幹線電力が通信装置に入ることを防止する。 コンディショニングユニットの構成部分を、たとえば顧客の構内に配置される 電気メータケースに設けてもよく、またおそらくはそのようなメータの後部でコ ンパートメント内に設置してもよい。その代わりとして、必要な構成部分をたと えば顧客の高溶断容量（ＨＲＣ）ヒューズまたはカットアウトユニットに配置し てもよい。 図６を参照して、本発明の局面に従うコンディショニングユニット（本質的に はフィルタ）の実施例が、包括的に参照番号１０で示されており、幹線電気入力 １２と幹線電気出力１４との間に接続されている。信号入力／出力ライン１６が またフィルタ内に接続される。幹線電力ラインは、標準の５０Ｈｚの幹線電源で あり、通常の使用のために、最大電流が１００ａｍｐで２４０ｖの家庭内電源を 与えるものである。 フィルタ１０は金属ボックスに組立てられ、通信信号の外部に設けられた設備 への放射を防止し、かつ信号入力／出力ライン１６に対しアースへの接続１８を 与えるものである。フィルタ１０は、たとえば直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの フェライト棒に３０回巻付けられた１６ｍｍ²のワイヤから形成される第１また は主インダクタ２０を含む。これはおよそ５０μＨのインダクタンスを与える。 これは 利用する信号特性にとっては最小かもしれない。より優れた材料または複数の直 列インダクタを用いることにより、インダクタのインダクタンスが、たとえばお よそ２００μＨまで増大するだろう。 主インダクタ２０の各端部には、信号入力／出力ライン１６への接続が設けら れている。幹線電気入力１２と信号入力／出力ライン１６との間の第１の接続２ ２は、キャパシタンスが０．０１と０．５０μＦとの間であり好ましくはおよそ ０．１μＦである第１または結合キャパシタ２４を含む。この結合キャパシタ２ ４は、キャパシタ２４で発生する故障または欠陥の際に溶断するように配置され た第１のヒューズ２６に接続される。 第２の接続２８は、キャパシタンスが０．００１と０．５０μＦとの間であり 、好ましくはおよそ０．１μＦである第２のキャパシタ３０を含む。このキャパ シタは、アースまたはグラウンド１８への短絡により、通信信号のさらなる減衰 をもたらす。第２のヒューズ３２が設けられ、第２のキャパシタ３０において故 障が発生した場合に溶断され、そうすることによってさらに装置が損傷を受ける のを防止する。 信号入力／出力ライン１６が接続されてインダクタンスが最小でおよそ２５０ μＨである第２のインダクタ３４を含む。このインダクタは結合キャパシタ２４ に故障が発生した場合の損傷制限装置として設けられる。このような故 障が発生した場合、このインダクタは５０Ｈｚの幹線電力周波数に対しグラウン ド１８への経路を与え、そうすることによってヒューズ２６を溶断する。インダ クタは信号入力／出力ライン１６に存在する通信周波数信号には影響を及ぼさな い。 図７は、本発明の局面に従うフィルタの第２の実施例を示す。フィルタ７０は 幹線電気入力７２と幹線電気出力７４との間に直列に配置された１対のインダク タＬ１、およびＬ２を含む。Ｌ１およびＬ２について好ましい値はおよそ１６μ Ｈである。ＲＦ入力ライン８０と幹線入力７２との間に接続されているのは、第 １のヒューズＦ１およびキャパシタＣ１であり、ＲＦ入力８０とグラウンドとの 間に接続されているのは、ＲＦチョークとして働き典型的な値が２５０μＨであ る第３のインダクタＬ３である。 Ｌ１およびＬ２の接続ポイントとグラウンドとの間に同じようにして接続され ているのは、第２のヒューズＦ２および第２のキャパシタＣ２である。幹線電気 出力７４とグラウンドとの間には第３のヒューズＦ３および第３のキャパシタＣ ３が接続されている。キャパシタについて典型的な値はおよそ０．１μＦであり 、ヒューズについてはおよそ５ａｍｐ ＨＲＣ（高溶断容量）である。 これらの構成部品に与えられる値は例示のためのみであり、その他の設計周波 数については異なる好ましい値が適切であろう。 図８を参照して、本発明の実施例に従うネットワークコンディショニングユニ ットのための典型的なハウジング配置が示される。主インダクタＬ１およびＬ２ は遮蔽ボックス９０内に収容される。ユーザの通信装置が一般には接続される通 信インタフェースポート９２を含め、種々の接続が示される。しかしながら、図 ８に示すように、このポートはインピーダンス整合ポートターミネータ９４で終 端をなしてもよい。 図９は、図８のユニット９０内部に備えられ、かつ図７のネットワークコンデ ィショニングユニットのための回路の残りを収容する回路板９６を示す。図８に 示されるボックスの適切なポイントに接続される接続Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥが 示されている。 図１０は、ネットワークコンディショニングユニット５２の概略図であり、ネ ットワークコンディショニング素子の種々の構成ブロック８０−８６を示す。適 切なネットワークコンディショニングユニットを設計するには、ブロック８１お よび８６で表わされる回路は、必要とされる通信周波数スペクトル（たとえば１ ＭＨｚ以上）に対しては高インピーダンス素子でなければならず、かつ幹線電源 の周波数（すなわち５０／６０Ｈｚ）では低インピーダンス素子でなければなら ない、すなわちこれらの素子はインダクタである。同様にブロック８０および８ ２は、必要とされる通信周波数スペクトルに対しては低インピーダンス結合 素子でなければならず、かつ幹線電源の周波数では高インピーダンス分離素子で なければならない、すなわちこれらはキャパシタである。 ＨＲＣ（高溶断容量）故障電流制限溶断可能安全リンク（８４および８５）が 、素子８０および８２に直列で設けられる。通信ポートへの接続のためにさらな るインピーダンス整合ネットワーク８３を含めてもよい。この素子はネットワー クコンディショニングユニット５２の外部にあってもよい。 アイテム８１、８０、８２、および８６の最適値は以下を含む要因に依存する 。 ａ） ネットワークが調整される所要の周波数レンジ ｂ） 調整されるネットワークの単位長さ ｃ） ネットワークで生じ得る負荷の数およびタイプ ｄ） アースに関するネットワークの相コンダクタの特性インピーダンス、す なわちコンダクタの外側の電気シース ｅ） 通信インタフェース装置のインピーダンス コンディショニングユニットの場所および負荷および／または故障電流定格次 第で、ネットワークコンディショニングユニットを空気、不活性ガス、樹脂成分 または油で充填してもよい。また屋内に設けたり、ポールに装着したり、地下に 埋込んだり、街路のランプの柱に挿入してもよい。 同様に、アイテム８１および８６は、多数の個々のイン ダクタを直列で含んでもよく、相互接続が不要であれば、たとえば街路のライト では、アイテム８４、８０、８３および８６を省略してもよい。 アイテム８０および８２は、動作電圧次第で、すなわち２４０、４１５、１１ ｋＶ、３３ｋＶなど次第で、直列および／または並列構成で多数のキャパシタを 含み得る。その代わりとしてまたは付加的に、アイテム８０および８２は、たと えば５０ＭＨｚないし５００ＭＨｚの比較的大きな周波数範囲でネットワークの 調整を行なうときのキャパシタ設計における欠陥をたとえば克服するために、２ つ以上のキャパシタを並列で含んでもよい。 さらに、ネットワークコンディショニングユニットのアイテム８１、８５およ び８２は必要であればカスケード接続される。典型的な設計では、カスケード接 続される素子の数が多いほど、フィルタのロールオフ応答が鋭くなり、減衰も大 きくなるだろう。 図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃは、単相同心、分割同心、および「疑似」同心 ケーブルの断面をそれぞれ示す。典型的な同心単相ケーブルは（図１２Ａに示す ように）、絶縁層１１２（典型的にはＰＶＣ）により囲まれる中心金属コンダク タコア（典型的にはアルミニウム）１１０からなる。絶縁相１１２のまわりには 、複数の金属コンダクタ１１４（典型的には銅）があり、その上には絶縁および 保護シース１１６（典型的にはＰＶＣ）がある。使用の際には、中 性点およびアースは、金属コンダクタ１１４の外側シースにおいて組合される。 分割同心ケーブルは（図１２Ｂに示すように）、同心ケーブルと同様であるが 、金属コンダクタ１１４の外側の層は２つの部分、たとえば上側部分１１５と下 側部分１１７とに分割されている。これらの部分は絶縁体１１８、１２０によっ て分割され、使用の際には中性点およびアースが分割されるため、外側金属シー スの一部分はそれらの１方のみを備える。 所望の伝送周波数（たとえば１ＭＨｚを上回る）で分割同心サービスケーブル において疑似同軸効果を維持するためには、１つ以上のキャパシタ１２２が、外 側金属シース１１４の上側および下側部分１１５および１１７の間に接続される だろう。これらのキャパシタはケーブルのたとえば終端および／またはコンディ ショニングポイントで設けられてもよい。 上記より、無線通信信号を表わす周波数スペクトルを有する信号を、標準的な 幹線電源の信号からいずれの信号においても電力または質において多大な損失が ないように効果的に分離する、簡単なフィルタが提供されることがわかるであろ う。このようにして、電気分配および／または伝送ネットワークを、電気の供給 、ならびにフォーマットがアナログおよび／またはデジタルである広帯域電気通 信信号の伝搬のために使用することができる。 低電圧の地下配電ネットワークにおける各顧客供給ポイントでそのようなフィ ルタを用いることにより、５０Ｈｚ、２４０ｖの単相電源、および４１５ｖの３ 相電源の分配とともに、高周波数通信信号の伝送に適した、調整されたネットワ ークがもたらされる。 本発明は前述の詳細な説明に限定されるわけではなく、本発明の範囲内におい て変形が考案され得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月１７日 【補正内容】請求の範囲 １．複数の構内（１４２）を連結するネットワークであって、 広帯域電気通信ネットワークの部分（１３０）と、 幹線電力を供給するために構内のそれぞれ１つに各々が接続される複数の電力 ケーブル（１３４）とを含み、 前記電力ケーブルの各々はまた、広帯域電気通信ネットワークの部分に接続さ れるため、電気通信信号の、広帯域電気通信ネットワークの部分と前記電力ケー ブルの各々との間での伝送が可能であり、 電気通信信号を、広帯域電気通信ネットワークの部分に沿い、かつ前記構内の 各々のそれぞれの電力ケーブルに沿い伝送することにより前記複数の構内へおよ び／またはそこから伝送することが可能である、ネットワーク。 ２．衛星送信器から電気通信信号を受信するための衛星受信手段をさらに含み、 電気通信信号は前記衛星受信手段、前記広帯域電気通信ネットワークの部分、お よび前記電力ケーブルを介して前記衛星送信器から前記複数の構内へ伝送可能で ある、請求項１に記載のネットワーク。 ３．複数のインタフェースユニットを含み、前記インタフェースユニットの各々 は前記電力ケーブルの１つを前記広帯域電気通信ネットワークの部分に接続し、 前記インタフェースユニットの各々は高周波数電気通信信号が前記広帯域電気通 信ネットワークの部分と前記電力ケーブルとの間 で送られることを可能にするため、かつ低周波数幹線電力信号がその間で送られ るのを防止するための高域フィルタ手段を含む、請求項１または２に記載のネッ トワーク。 ４．前記広帯域電気通信ネットワークの部分はファイバ光学、撚り対線、または 同軸ケーブルのいずれかまたはすべてを含む、上記の請求項いずれか１つに記載 のネットワーク。 ５．１対の建築物の間で電気通信信号を伝送する方法であって、 （ｉ） 幹線電力を第１の建築物に供給するための外部電力ケーブルに沿い第 １の建築物から信号を伝送するステップと、次に、 （ii） 広帯域電気通信ネットワークの部分に沿い信号を伝送するステップと 、次に、 （iii） 幹線電力を第２の建築物に供給するための第２の外部電力ケーブル に沿い信号を伝送するステップとを含む、電気通信信号を伝送する方法。 ６．前記電気通信信号の搬送周波数は少なくとも１ＭＨｚである、請求項５に記 載の電気通信信号を伝送する方法。 ７．実質的に添付の図面の図１３を参照してこの明細書において説明されるネッ トワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の構内（１４２）を連結するネットワークであって、 広帯域電気通信ネットワークの部分（１３０）と、 幹線電力を供給するために構内のそれぞれ１つに各々が接続される複数の電力 ケーブル（１３４）とを含み、 前記電力ケーブルの各々はまた、広帯域電気通信ネットワークの部分に接続さ れるため、電気通信信号の、広帯域電気通信ネットワークの部分と前記電力ケー ブルの各々との間での伝送が可能であり、 電気通信信号を、広帯域電気通信ネットワークの部分に沿い、かつ前記構内の 各々のそれぞれの電力ケーブルに沿い伝送することにより前記複数の構内へおよ び／またはそこから伝送することが可能である、ネットワーク。 ２．衛星送信器から電気通信信号を受信するための衛星受信手段をさらに含み、 電気通信信号は前記衛星受信手段、前記広帯域電気通信ネットワークの部分、お よび前記電力ケーブルを介して前記衛星送信器から前記複数の構内へ伝送可能で ある、請求項１に記載のネットワーク。 ３．複数のインタフェースユニットを含み、前記インタフェースユニットの各々 は前記電力ケーブルの１つを前記広帯域電気通信ネットワークの部分に接続し、 前記インタフェースユニットの各々は高周波数電気通信信号が前記広帯域電気通 信ネットワークの部分と前記電力ケーブルとの間 で送られることを可能にするため、かつ低周波数幹線電力信号がその間で送られ るのを防止するための高域フィルタ手段を含む、請求項１または２に記載のネッ トワーク。 ４．前記電力ケーブルの全体は前記複数の構内の外部にある、上記の請求項いず れか１つに記載のネットワーク。 ５．前記広帯域電気通信ネットワークの部分はファイバ光学、撚り対線、または 同軸ケーブルのいずれかまたはすべてを含む、上記の請求項いずれか１つに記載 のネットワーク。 ６．１対の建築物の間で電気通信信号を伝送する方法であって、 （ｉ） 幹線電力を第１の建築物に供給するための外部電力ケーブルに沿い第 １の建築物から信号を伝送するステップと、次に、 （ii） 広帯域電気通信ネットワークの部分に沿い信号を伝送するステップと 、次に、 （iii） 幹線電力を第２の建築物に供給するための第２の外部電力ケーブル に沿い信号を伝送するステップとを含む、電気通信信号を伝送する方法。 ７．前記電気通信信号の搬送周波数は少なくとも１ＭＨｚである、請求項６に記 載の電気通信信号を伝送する方法。 ８．実質的に添付の図面の図１３を参照してこの明細書において説明されるネッ トワーク。 ９．多数の相を有する配電および／または電力伝送ネット ワークであって、前記数は１、２、４、５、６、７、８、９、…ｎというリスト から選択されるものであり（ｎは９よりも大きな整数）、かつおよそ１ＭＨｚを 上回る搬送周波数を有する電気通信信号をネットワークの相コンダクタの少なく とも１つに入力するための入力手段と、前記電気通信信号をネットワークの相コ ンダクタの他の少なくとも１つから取除くための出力手段とを含む、配電および ／または電力伝送ネットワーク。 １０．不平衡配電および／または電力伝送ネットワークであってその少なくとも 一部はクラッドケーブルを含み、ネットワークはおよそ１ＭＨｚを上回る搬送周 波数を有する電気通信信号をネットワークに入力するための入力手段と、前記電 気通信信号をネットワークから取除くための出力手段とを含み、前記信号は前記 クラッドケーブルを有するネットワークの部分に沿い伝送可能である、不平衡配 電および／または電力伝送ネットワーク。 １１．トランクおよび分岐マルチポイント配電および／または電力伝送ネットワ ークであって、およそ１ＭＨｚを上回る搬送周波数を有する電気通信信号をネッ トワークに入力するための入力手段と、前記電気通信信号をネットワークから取 除くための出力手段とを含む、トランクおよび分岐マルチポイント配電および／ または電力伝送ネットワーク。 １２．配電および／または電力伝送ネットワークであって、 少なくともその一部分は建築物の外部にあり、ネットワークはおよそ１ＭＨｚを 上回る搬送周波数を有する電気通信信号をネットワークに入力するための入力手 段と、前記電気通信信号をネットワークから取除くための出力手段とを含み、前 記信号は前記ネットワークの外部にある部分に沿い伝送可能である、配電および ／または電力伝送ネットワーク。 １３．およそ１ＭＨｚを上回る搬送周波数を有する電気通信信号を電力分配およ び／または伝送ネットワークの少なくとも１つの相コンダクタに入力すること、 ならびに次にネットワークの他の少なくとも１つの相コンダクタから信号を受取 ることを含む、信号伝送の方法であって、前記ネットワークは数多くの相を有し 、前記数は１、２、４、５、６、７、８、９、…ｎというリストから選択される （ｎは９よりも大きな整数である）、信号伝送の方法。