JP5796217B2

JP5796217B2 - 中継装置及び通信システム

Info

Publication number: JP5796217B2
Application number: JP2011204997A
Authority: JP
Inventors: 友昭水田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP2013070113A

Description

本発明は、端末間で伝送される伝送信号を中継する中継器と、その中継器を含む通信システムに関する。

従来の通信システムとして、例えば、特許文献１に記載されている集合住宅用インターホンシステムがある。特許文献１記載のシステムは、集合住宅の共用玄関に設置されるロビーインターホンや、各住戸に設置される住戸機、ロビーインターホンと住戸機群の間に接続される制御装置などを備える。そして、ロビーインターホンで撮像された映像や来訪者の音声と、住人の音声とが制御装置を介して相互にディジタル伝送される。

この従来システムでは、通信品質を確保するために制御装置に接続可能な住戸機の総数や伝送路の最長距離(最大伝送距離)などが仕様で決められている。したがって、仕様を超える台数の住戸機を接続したり、最大伝送距離を超える伝送距離を確保するために、伝送信号を中継する中継装置が伝送路の途中に設けられる。すなわち、制御装置からみれば中継装置は住戸機と同じ通信端末に相当し、中継装置の先に接続される住戸機及び伝送路は、中継装置を介さずに制御装置に接続される住戸機群のセグメント(ネットワーク)とは別のセグメントとみなされる。

特開２０１０−１７８０７３号公報

ところで、中継装置におけるアイソレーション性能が低下した場合、中継装置で分離されているはずの２つのセグメント間に直接伝送信号が伝送されてしまうことがある。そうすると、制御装置に接続される住戸機の総数や最大伝送距離が仕様を超えてしまい、通信品質の確保が困難になる虞がある。

このような事態を回避するためには、システムの運用前に中継装置におけるアイソレーション性能を検査し、必要に応じてアイソレーションを改善するための対策を実施することが望ましい。ただし、コスト削減のために中継装置が複数の伝送路に対して受信回路及び送信回路を共用した場合、外部から信号を入力しないとアイソレーション性能の検査を行うことが困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、複数の伝送路に対して受信回路及び送信回路を共用しつつアイソレーション性能の低下による伝送信号の劣化防止を図ることを目的とする。

本発明の中継装置は、それぞれに異なる伝送路が接続される２つの接続端子と、前記伝送路に伝送される伝送信号を前記接続端子から受信し、受信した前記伝送信号に中継処理を施した後に前記接続端子より送信する中継手段と、前記２つの接続端子間におけるアイソレーション性能を検査する検査手段と、一方の前記接続端子から前記中継手段への受信経路を遮断する受信経路遮断手段と、前記検査手段の検査結果を報知する報知手段とを備え、前記中継手段は、前記複数の伝送路に対して伝送信号を送信する送信処理部と伝送信号を受信する受信処理部を兼用するものであり、前記検査手段は、前記受信経路遮断手段が前記受信経路を遮断している状態において、前記受信経路が遮断されている前記一方の接続端子より検査要求用の伝送信号を送信し、前記検査要求用の伝送信号に対して返信される伝送信号が、前記一方の接続端子と異なる他方の前記接続端子で受信されるか否かに基づいてアイソレーション性能の検査を行うことを特徴とする。

本発明の通信システムは、前記中継装置と、前記中継装置が備える２つの前記接続端子に前記伝送路を介してそれぞれ接続される複数の通信端末とを有する通信システムにおいて、前記検査手段は、前記検査要求用伝送信号の送信前に前記一方の接続端子から送信要求の伝送信号を送信し、前記通信端末は、前記送信要求の伝送信号を受信した場合に準備完了の伝送信号を前記中継装置へ返信し、前記伝送信号の返信後から所定時間が経過するまでは伝送信号の送信を行わず、前記検査手段は、前記準備完了の伝送信号を受信した後に前記検査要求用の伝送信号を送信することを特徴とする。

この通信システムにおいて、前記検査手段は、何れかの前記通信端末から送信される検査開始要求の伝送信号を前記中継手段で受信した場合に前記送信要求の伝送信号を送信することが好ましい。

本発明の中継装置及び通信システムは、複数の伝送路に対して受信回路(受信処理部)及び送信回路(送信処理部)を共用しつつアイソレーション性能の低下による伝送信号の劣化防止を図ることができるという効果がある。

本発明に係る中継装置及び通信システムの実施形態を示すシステム構成図である。 (ａ)，(ｂ)は同上における混合回路部の回路図である。同上の動作説明用のシーケンス図である。同上の動作説明用のシーケンス図である。同上の動作説明用のシーケンス図である。

以下、本発明の技術思想を集合住宅用インターホンシステム、及びそれに用いられる中継装置に適用した実施形態について詳細に説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な通信システム及び中継装置は集合住宅用インターホンシステムに限定されるものではなく、集合住宅用インターホンシステム以外の通信システム及び中継装置にも適用可能である。

本実施形態の集合住宅用インターホンシステムは、図１に示すように集合住宅の共用玄関(ロビー)に設置された共用部端末(ロビーインターホン)５と、集合住宅の各住戸内に設置された住戸端末３と、制御装置２と、中継装置１とを有している。複数の住戸端末３とロビーインターホン５と中継装置１は、それぞれ平衡２線式の通信ケーブルからなる伝送路で制御装置２と接続されている。ただし、図１では、制御装置２とロビーインターホン５の間の伝送路に4C、制御装置２と中継装置１の間の伝送路に4A、伝送路4Aから分岐されて各住戸端末３に接続される伝送路に4Dの符号を付して区別している。

また、中継装置１には、それぞれ平衡２線式の通信ケーブルからなる伝送路4Bを介して複数台の住戸端末３が接続されている。なお、制御装置２並びに伝送路4Aを介して制御装置２と直接接続されている住戸端末３が属するセグメント(ネットワーク)を第１セグメントS1と呼ぶ。一方、伝送路4Bを介して中継装置１に接続されている住戸端末３が属するセグメント(ネットワーク)を第２セグメントS2と呼ぶ。

ロビーインターホン５は、来訪者を撮像する撮像装置、マイクロホン及びスピーカ、来訪者が訪問先の住戸の住戸番号を入力するためのテンキースイッチ又はタッチパネル、音声や映像を伝送路4Cを通じて伝送信号を伝送する伝送部などを具備している。ロビーインターホン５では、タッチパネル等が操作されて住戸の住戸番号の操作入力を受け付けると、データフィールドに住戸番号を格納したパケット、並びに撮像装置で撮像した来訪者の映像(映像情報)をデータフィールドに格納したパケットを生成する。そして、これらのパケットがディジタル変調されてなる伝送信号が伝送部より伝送路4Cを介して制御装置２のアドレス宛に送信される。

制御装置２は、全住戸の住戸端末３に割り当てられているアドレスと当該住戸の住戸番号との対応関係を記憶している。そして、制御装置２は、ロビーインターホン５から受け取ったパケットのデータフィールドに格納されている住戸番号を前記対応関係と照合してアドレスに変換する。そして、当該アドレスを宛先アドレスフィールドに格納し且つロビーインターホン５からの呼出を通知するための呼出コマンドをデータフィールドに格納されたパケット並びに前記映像情報がデータフィールドに格納されたパケットが変調されてなる伝送信号が制御装置２から伝送路4Aに送出される。

前記住戸番号の住戸に設置されている住戸端末３では、伝送路4A，4Dを介してパケット(伝送信号)を受信すると、スピーカから呼出音を鳴動させるとともに液晶ディスプレイなどの表示デバイスに来訪者の映像を表示する。そして、呼出音を聞いた住人が住戸端末３の表示デバイスに表示されている来訪者の映像を確認した後、応答釦を操作すると、住戸端末３のマイクロホンで集音される住人の音声が伝送路4A，4Dを介して制御装置２に伝送される。制御装置２では、住戸端末３から伝送されてくるパケット(音声パケット)をロビーインターホン５に転送し、且つロビーインターホン５から伝送されてくるパケット(音声及び映像のパケット)を住戸端末３に転送する。その結果、住戸の住人と来訪者が住戸端末３及びロビーインターホン５を用いてインターホン通話することができる。

そして、インターホン通話中に住戸端末３の応答釦が押操作されるか、あるいは通話開始から所定時間(例えば、数分)が経過すると住戸端末３が強制的にインターホン通話を終了する。なお、本実施形態では異なる住戸の住戸端末３同士の間でも制御装置２を介してインターホン通話を行うことができるが、基本的にロビーインターホン５との間のインターホン通話と共通の手順で行われるので、説明を省略する。また、上述のようなインターホン通話を可能とする住戸端末３については従来周知であるから、詳細な構成の図示並びに説明は省略する。

中継装置１は、第１接続端子10A、第２接続端子10B、混合回路部11、受信アンプ12、ADコンバータ13、受信処理部14、中継処理部15、送信処理部16、DAコンバータ17、一対の送信アンプ18A，18Bなどを備える。第１接続端子10Aは、伝送路4Aに接続されるとともに、混合回路部11の片側の受信端11Aと一方の送信アンプ18Aの出力端に接続される。すなわち、制御装置２から送信される伝送信号は、伝送路4Aを介して第１接続端子10Aから混合回路部11の受信端11Aに取り込まれる。第２接続端子10Bは、伝送路4Bに接続されるとともに、混合回路部11のもう片側の受信端11Bと他方の送信アンプ18Bの出力端に接続される。すなわち、伝送路4Bに接続されている住戸端末３から送信される伝送信号は、伝送路4Bを介して第２接続端子10Bから混合回路部11の受信端11Bに取り込まれる。

ここで、本実施形態の通信システムでは、伝送信号の伝送方式として、従来周知のマルチキャリア適応変調方式が採用されている。つまり、制御装置２と第１セグメントS1の住戸端末３及び中継装置１とにおいて、サブキャリア毎の雑音レベルを測定した結果に基づいて変調方式(ディジタル変調における多値変調度)、誤り訂正の符号化率、使用するキャリア等の通信モードが選択される。同様に、中継装置１と第２セグメントS2の住戸端末３とにおいて、サブキャリア毎の雑音レベルを測定した結果に基づいて変調方式、誤り訂正の符号化率、使用するキャリア等の通信モードが選択される。このようにマルチキャリア適応変調方式が採用されたことによって、通信帯域内の伝送損失偏差が大きい場合や、狭帯域ノイズが混入した場合のように、S/N比が周波数によって大きく異なる場合でも、通信品質の低下を抑制することができる。

ここで、本実施形態の中継装置１では、２つの接続端子10A，10Bに対して受信回路(受信アンプ12及びAＤコンバータ13、受信処理部14)を兼用するために、２つの受信端11A，11Bから取り込む伝送信号の受信経路を混合回路部11で混合して受信アンプ12に出力している。ただし、混合回路部11で伝送信号を混合するに当たり、第１セグメントS1の伝送信号で使用されるサブキャリアと、第２セグメントS2の伝送信号で使用されるサブキャリアとが重複しないようにそれぞれの通信モードが選択されれば、衝突を回避しつつ各接続端子10A，10Bから同時に伝送信号を送受信することができる。なお、混合回路部11には、受信端11Aに接続された受信経路を開閉自在に遮断するスイッチ11Cが設けられており、スイッチ11Cがオンしているときにだけ、第１接続端子10Aから混合回路部11に伝送信号を取り込むことができる。

混合回路部11の回路構成例を図２に示す。混合回路部11は、例えば、図２(ａ)に示すように各受信端11A，11Bに受信する伝送信号を増幅する２つの増幅回路AP1，AP2と、各増幅回路AP1，AP2で増幅された伝送信号を入力とする混合増幅回路AP3とを有する。ただし、混合増幅回路AP3は受信アンプ12で代用されても構わない。増幅回路AP1，AP2は、図２(ｂ)に示すようにnpn型のバイポーラトランジスタTRのベース接地型増幅回路からなり、それぞれのバイポーラトランジスタTRのコレクタ端子(出力端子)がエミッタフォロワ回路からなる混合増幅回路AP3(または受信アンプ12)の入力端に接続される。このような回路構成を採用すれば、受信端11A，受信端11B間での伝送信号の漏れを防ぐことができる。そして、受信端11Aに接続されている増幅回路AP1は、バイポーラトランジスタTRのベースに与えられるバイアス信号がハイレベルの場合に動作し、ローレベルの場合に停止する。つまり、増幅回路AP1がスイッチ11Cを兼用し、スイッチ11Cがオフ(増幅回路AP1が停止)しているときの伝送信号の漏れを防ぐことができる。

混合回路部11で混合され且つ受信アンプ12で増幅された伝送信号がADコンバータ13において各サブキャリア毎にディジタル信号(ベースバンド信号)に変換される。受信処理部14は、AＤコンバータ13で変換されたディジタル信号からデータ(パケット)を復号する。

中継処理部15は、受信処理部14で復号されたパケットの宛先アドレスが第１セグメントS1の住戸端末３のアドレスであれば中継不要と判断し、宛先アドレスが第２セグメントS2の住戸端末３のアドレスであれば中継要と判断し、中継要と判断した場合にのみ前記パケットを送信処理部16に出力する。

送信処理部16は、中継処理部15から出力されるパケットを各サブキャリア毎のディジタル信号(ベースバンド信号)に符号化し且つ変調(直交周波数多重変調)してDAコンバータ17に出力する。DAコンバータ17は、送信処理部16から出力されるディジタル信号をアナログの伝送信号に変換して送信アンプ18A，18Bに出力する。つまり、中継処理された伝送信号は、送信アンプ18A，18Bで増幅された後、常に第１接続端子10Aと第２接続端子10Bの両方から同時に伝送路4A，4Bに送出される。

次に、本発明の要旨であるアイソレーション性能の検査方法について、図３のシーケンス図を参照して説明する。なお、本実施形態では、中継装置１の中継処理部15が検査手段に相当する。中継処理部15は、起動時や電源リセットからの復帰時などにアイソレーション性能の検査(以下、単に検査と呼ぶ。)を実施する。

中継処理部15は、検査を開始すると混合回路部11のスイッチ11Cをオフして一方の受信経路を遮断(オフ)した後、制御装置２のアドレスを宛先アドレスフィールドに格納したパケット(検査要求パケット)を生成して送信処理部16に出力する。この検査要求パケットは、送信処理部16及びDAコンバータ17で伝送信号に変換され、送信アンプ18A，18Bを介して第１接続端子10A及び第２接続端子10Bから各伝送路4A，4Bに送出される。さらに中継処理部15は、検査要求パケットの出力時点から検査パケット待ち時間のカウントを開始する。

一方、検査要求パケットを受信した制御装置２は、中継装置１のアドレスを宛先アドレスフィールドに格納したパケット(検査パケット)を伝送信号に変換して伝送路4Aに送出する。

制御装置２から伝送路4Aに送出された伝送信号(検査パケット)は中継装置１の第１接続端子10Aに到達するが、混合回路部11のスイッチ11Cがオフして受信経路が遮断されているため、中継処理部15が検査パケットを受け取る(受信する)ことはできない。しかしながら、アイソレーション性能が低下している場合、第１接続端子10Aに到達した伝送信号が第２接続端子10Bの方に回り込んで混合回路部11に取り込まれ、最終的に検査パケットが中継処理部15で受信されることになる。

中継処理部15は、検査パケット待ち時間のカウント中に検査パケットを受信すれば異常有り、すなわち、アイソレーション性能が低下していると判断する。一方、検査パケット待ち時間のカウント中に検査パケットを受信しなければ、中継処理部15は異常なし、すなわち、十分なアイソレーション性能が確保されていると判断する。ただし、１回の検査だけで異常の有無を判断するのではなく、図３に示すように上述の検査を複数回繰り返して行うことが望ましい。この場合、中継処理部15は、検査パケットを一度も受信しなければ異常なしと判断し、検査パケットを一度でも受信したら、受信回数に応じてアイソレーション性能のレベルを判定することが好ましい。

中継処理部15は、混合回路部11のスイッチ11Cをオンして検査を終了した後、検査結果をデータフィールドに格納したパケット(検査結果通知パケット)を制御装置２へ伝送する。つまり、本実施形態では中継処理部15が検査手段と報知手段を兼ねている。

一方、制御装置２は、検査結果通知パケットを受信すると、当該パケットで通知された検査結果を表示手段(例えば、液晶ディスプレイや発光ダイオードなど)に表示することで本システムの施工者や管理者に知らせる。したがって、異常有りの検査結果であった場合、十分なアイソレーション性能を確保するための処置(例えば、配線工事のやり直しなど)が施工者や管理者によって実施されることが期待できる。

上述のように本実施形態の中継装置１では、接続端子10A，10B間におけるアイソレーション性能を検査する検査手段と、検査手段の検査結果を報知する報知手段とを備えているので、アイソレーション性能の低下による伝送信号の劣化防止を図ることができる。しかも、中継処理部15は制御装置２から返信される検査パケットの受信有無に基づいて検査するので、施工者や管理者が制御装置２に対して何の操作も行う必要がなく、検査作業の簡素化を図ることができる。

ところで、システムの起動直後や電源リセットからの復帰直後には特に、制御装置２と各住戸端末３との間でパケット(伝送信号)が伝送される可能性が高い。そのため、検査要求パケットと前記パケットが衝突して検査に失敗したり、前記パケットの伝送終了後に検査を開始することで検査終了までに多くの時間を要する虞がある。

そこで、図４のシーケンス図に示すように、システムの起動直後や電源リセットからの復帰直後に、中継処理部15から送信要求(RTS)のパケット(伝送信号)を伝送路4A，4Bに送出することが好ましい。すなわち、送信要求パケットを受信した制御装置２及び住戸端末３は、中継装置１に対して準備完了(CTS)のパケットを返信した後、所定時間が経過するまで伝送信号の送信を行わない。そして、中継処理部15が準備完了のパケットを受信した後に検査要求パケットを送信して検査を開始すれば、パケットの衝突を回避しつつ検査終了までに要する時間を短縮することができる。

ところで、システムの起動時や電源リセットからの復帰時以外の任意のタイミングで検査を行いたい場合もある。そこで、図５のシーケンス図に示すようにロビーインターホン５から検査開始要求のパケットが送信され、中継処理部15は、ロビーインターホン５から制御装置２を介して検査要求開始のパケットを受信した場合に検査を開始してもよい。

例えば、何れの住戸番号とも異なる特殊な番号がテンキースイッチで操作された場合にロビーインターホン５から検査開始要求のパケットが制御装置２へ送信される。制御装置２ではロビーインターホン５から受け取った検査開始要求のパケットを中継装置１に転送する。検査開始要求のパケットを受け取った中継処理部15は、図５に示すように送信要求(RTS)のパケットを送信し、準備完了のパケットを受信した後に検査要求パケットを送信して検査を開始すればよい。この場合、中継装置１から送信される検査結果は、制御装置２を介してロビーインターホン５に転送され、ロビーインターホン５において表示されることが好ましい。

なお、上述の説明では制御装置２が検査パケットを返信するとしたが、何れかの住戸端末３が検査パケットを返信しても構わない。また、スイッチ11Cが設けられる受信経路は２つの受信経路の何れでもよいし、２つの受信経路の両方とも設けられてもよい。さらに、集合住宅の管理室に管理室装置が設置されて制御装置２と接続されている場合であれば、ロビーインターホン５の代わりに管理室装置から検査開始要求のパケットが送信されてもよい。

１中継装置
２制御装置
３住戸端末
10A 第１接続端子
10B 第２接続端子
12 受信アンプ(中継手段)
13 ADコンバータ(中継手段)
14 受信処理部(中継手段)
15 中継処理部(中継手段、検査手段、報知手段)
16 送信処理部(中継手段)
17 DAコンバータ(中継手段)
18A，18B 送信アンプ(中継手段)

Claims

それぞれに異なる伝送路が接続される２つの接続端子と、前記伝送路に伝送される伝送信号を前記接続端子から受信し、受信した前記伝送信号に中継処理を施した後に前記接続端子より送信する中継手段と、前記２つの接続端子間におけるアイソレーション性能を検査する検査手段と、一方の前記接続端子から前記中継手段への受信経路を遮断する受信経路遮断手段と、前記検査手段の検査結果を報知する報知手段とを備え、前記中継手段は、前記複数の伝送路に対して伝送信号を送信する送信処理部と伝送信号を受信する受信処理部を兼用するものであり、前記検査手段は、前記受信経路遮断手段が前記受信経路を遮断している状態において、前記受信経路が遮断されている前記一方の接続端子より検査要求用の伝送信号を送信し、前記検査要求用の伝送信号に対して返信される伝送信号が、前記一方の接続端子と異なる他方の前記接続端子で受信されるか否かに基づいてアイソレーション性能の検査を行うことを特徴とする中継装置。
請求項１の中継装置と、前記中継装置が備える２つの前記接続端子に前記伝送路を介してそれぞれ接続される複数の通信端末とを有する通信システムにおいて、前記検査手段は、前記検査要求用伝送信号の送信前に前記一方の接続端子から送信要求の伝送信号を送信し、前記通信端末は、前記送信要求の伝送信号を受信した場合に準備完了の伝送信号を前記中継装置へ返信し、前記伝送信号の返信後から所定時間が経過するまでは伝送信号の送信を行わず、前記検査手段は、前記準備完了の伝送信号を受信した後に前記検査要求用の伝送信号を送信することを特徴とする通信システム。
前記検査手段は、何れかの前記通信端末から送信される検査開始要求の伝送信号を前記中継手段で受信した場合に前記送信要求の伝送信号を送信することを特徴とする請求項２記載の通信システム。