JP2006166273A - 電力・情報一元管理システムの端末管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力線通信が本来持つ設置容易性を犠牲にすることなく、セキュリティ性を高めた通信の提供と未許可端末の接続を防止する電力・情報一元管理システムの端末管理方法を提供する。
【解決手段】各系統の電力線につながるリモートユニット等の端末は通信暗号化機能を有しており、暗号化するための暗号化キーは、ヘッドエンド装置が一元で管理し、そのヘッドエンド装置があらかじめ各端末に暗号化キーを与える機能を有している。また、各端末は最初に電力線ネットワークに接続されたときに暗号化キーを要求する機能をもっていて、暗号化キーを一旦与えられた後、暗号化キーが共有された端末間で、暗号化通信が可能となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸において使用する電力線を用いて情報信号を搬送する電力・情報一元管理システムの端末管理方法に関するものである。

電力線通信は、近年高速化が進み、大規模な工事を実施することなくビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸における、各オフィス・店舗・住居内のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やインターネット環境および、建物の設備監視やセキュリティシステムを構築することが可能となりつつある。

電力線通信の端末装置の設置はビルまたはマンションの店舗施設・集合住戸内の電力線の配線があれば、自由に行うことが可能であり、前記ネットワーク環境や監視システムを柔軟に構成することを可能としている。これらの端末装置には一般的に通信のためのアドレス情報などが設定される必要があるが、端末装置を新たに追加する時に自動的にアドレス設定などが行える方法等が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この方法によれば、追加された制御用のコントローラーやアダプタ等の端末装置が自局アドレス宣言電文を送出する時に、各端末がそのアドレスを記憶することで自動的にアドレスが決定され、端末装置の通信が確立できるものである。
特開平４−６８８３６号公報

高速の電灯線通信を用いたローカルエリアネットワークやインターネット環境下においては、通信内容が単なる制御情報だけではなく、機密情報が送信されたり、ハードディスクの共有によるデータ一元管理等が行えるようになったり、セキュリティシステムの監視カメラが送信するストリームデータが通信されているが、電力線を配線として用いているため、設置時に大規模な工事が発生せず、端末装置の配置が自由であるという利点と共に、許可されていない端末が接続され、通信が傍受される可能性があるという問題を有していた。

本発明は、電力線通信が本来持つ設置容易性を犠牲にすることなく、セキュリティ性を高めた通信の提供と未許可端末の接続を防止する電力・情報一元管理システムの端末管理方法を提供することを目的とする。

本発明の電力・情報一元管理システムの端末管理方法は、上記課題を解決するために、各系統の電力線につながる端末等は通信暗号化機能を有しており、暗号化するための暗号化キーは、ヘッドエンド装置が一元で管理し、そのヘッドエンド装置があらかじめ各端末に暗号化キーを与える機能を有している。

また、各端末は最初に電力線ネットワークに接続されたときに暗号化キーを要求する機能をもっていて、暗号化キーを一旦与えられた後、暗号化キーが共有された端末間で、暗号化通信が可能となっている。

以上のように、本発明はヘッドエンド装置があらかじめ各端末に暗号化キーを与えることにより、許可されていない端末がネットワークに接続されても通信を不可能にすることができ、かつ、許可された端末間であっても暗号化キーの共有が必要なため許可されないデータ受信を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図４を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の電力・情報一元管理システムの端末管理方法の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は当該電力・情報一元管理システムの構成を示すブロック図である。当該電力・情報一元管理システムは、ホテルや集合住宅、ビル等の施設１００に配線されている異なる電力線系統１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに接続されるリモートユニット（ＲＵ）１２０、設備監視用システムのセンサ／制御機器端末１３０、ヘッドエンド装置（ＨＥ）１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃを備える。リモートユニット１２０は電力線系統を介したローカルエリアネットワークの端末である。また、ヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂは、各電力線系統の配電盤近くに設置され、系統内の通信を制御する。

通信と設備の少なくとも一方を管理する管理用中央装置１４０はイーサネット（登録商標）等の既存の上位通信手段１０２によりヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃと接続され、外部インターネット接続手段１５０を経由して光ファイバーやＡＤＳＬ等の通信回線１０３によりリモート監視センター１６０に接続されている。

ここで新たなリモートユニット等の端末１２１を電力線系統１０１Ｂに追加する場合について、その動作を説明する。
ヘッドエンド装置１１０Ｂは、図２に示すように、通信管理や暗号化処理を行うＣＰＵ２１０と、電力線系統１０１Ｂへの高速電灯線通信インターフェース２２０と、上位の監視装置やインターネットに接続するためのイーサネット（登録商標）等の通信手段２３０を通信経路として持ち、電力線系統１０１Ｂに接続されている端末の状況やアドレスや暗号化キーなどを記憶するための記憶装置２４０と、ヘッドエンド装置自体の内部状態を監視するためのメンテナンス端末やＰＣ（パーソナルコンピュータ）を接続するシリアル通信インターフェース２５０とを有した装置である。

端末１２１は図３に示すように、通信管理や暗号化処理を行うＣＰＵ３１０と、電力線系統１０１Ｂへの高速電灯線通信インターフェース３２０と、上位の監視装置やインターネットに接続するためのイーサネット（登録商標）等の通信手段３３０を通信経路として持ち、電力線系統１０１Ｂに接続されている端末の状況やアドレスなどを記憶するための記憶装置３４０を持ち、構造はヘッドエンド装置とほぼ同じである。なお図３に示すように、ＳＤメモリなどの外部メモリに接続する外部メモリ接続インターフェース３５０を持つ構造でもかまわない。

ヘッドエンド装置１１０Ｂはシリアル通信インターフェース２５０に接続されたメンテナンス端末や管理用中央装置１４０から端末追加モードへの移行の指令を受け取り、指令を受け取った後、一定時間（登録モード期間）、端末追加モードに移行する。この移行時間中に新たな端末１２１が電力線系統１０１Ｂに初めて接続されると、端末１２１は自分の記憶装置３４０内に暗号化キーがないことを検知し、キー要求通信をヘッドエンド装置１１０Ｂに送信する。その通信を受けたヘッドエンド装置１１０Ｂは暗号化キーデータを端末１２１へ送信し、追加モードを終了する。この通信処理終了後、ヘッドエンド装置１１０Ｂおよび端末１２１とも通常通信状態に復帰して、指定されたキーにより暗号化通信を開始する（図６参照。）。

なお、登録モード期間中にヘッドエンド装置にキー要求が２つ同時に入った場合など、異常時はモードをただちに終了し、暗号化キーデータの送信は行わない。
また、端末１２１に外部メモリ接続インターフェース３５０がある場合、暗号化キーデータを外部メモリ経由で設定することが可能であり、同時に多数の端末装置を設置する場合などにおいてネットワークに負荷をかけないで設置することができ、他の機器に影響を与えることなく設置が可能である。このとき、端末１２１は電力線系統１０１Ｂに初めてつながれた場合でも、記憶装置３４０の設定内容に従い、通常状態で通信を開始することができる。

以上のように、本実施の形態１によれば同一の暗号化キーをヘッドエンド装置が端末装置に設定することで、通信が可能となるが、未登録の端末はキーが不明のために通信接続を不可能とすることができ、端末の管理が可能となる。

さらに、暗号化キーは端末毎に別々に設定したり、端末グループ毎に設定を変更したりすることができ、擬似的なネットワークのセグメント化を実現することができる。これにより、例えば電力線通信の電源系統１０１Ｂ内だけで通信するグループとヘッドエンド装置１１０Ｂを経由して外部インターネット接続手段１５０から外部へ通信可能になるグループなどを分けることも可能となる。

このときヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの内部での暗号化キーリストの管理テーブルは図４のように構成されていて、複数のキーを設定することが可能である（これを暗号化キーリストという）。また、各端末装置の暗号化キーも同様にテーブルの形式で保持することが可能であり、端末はその端末用暗号化キーテーブルを記憶装置３４０に保持する。

暗号化キーリストは端末用暗号化キーテーブルへ自由にセットすることが可能であり、端末はグループ分けで使用することも可能であるし、時間によって通信先が変わるシステムでは変更スケジュールに従い、暗号化キーを変更することも可能である。

また、上記の様に、端末の登録状態はヘッドエンド装置内の記憶装置に端末用暗号化キーテーブルとして保存されているが、この登録とは別にヘッドエンド装置が設定可能な通信の許可／禁止設定を端末側に設けることで、例えばリモートユニット１２０のコンピュータネットワーク側（図示せず）のユーザーのアクセスを制限することを可能とすることもでき、いっそう厳格な端末管理が可能となる。

（実施の形態２）
本発明の電力・情報一元管理システムの端末管理方法の第２の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図５は当該電力・情報一元管理システムの構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態と先述した第１の実施の形態との違いは、課金管理用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１７０が追加されたことである。その他の構成は、図１と同様であるが、ヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃにはソフトウェアで課金管理機能が追加されている。

ヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃには課金管理用に端末毎の計時機能やデータ転送容量の記憶機能が追加される。上位通信手段１０２に接続された課金管理用ＰＣ１７０は当該電力・情報一元管理システム全体の課金管理を行っており、課金処理、伝票発行、データ保存などの機能を有している。

課金管理用ＰＣ１７０は各ヘッドエンド装置に対して課金開始・終了指令を送信する機能および、課金期間中、一定時間ごとに各ヘッドエンド装置から課金状況データを収集し、積算する機能を持つ。

ヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは課金管理用ＰＣ１７０からの課金開始指令を受けると、その課金期間中ネットワークの使用量（時間、容量）の積算を開始しデータを記憶装置２４０にたくわえ、課金管理用ＰＣ１７０からのデータ要求に対してデータを返送する。

ヘッドエンド装置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは課金管理用ＰＣからの課金終了指令を受けた場合はその指令を受領した時点で、積算処理を終了し、最終データを課金管理用ＰＣ１７０へ送信する機能を持つ。

以上の機能により、ホテルなどで宿泊客がインターネットを使用したい場合、有料でサービスを提供することが可能となる。例えば、チェックイン時に宿泊客からの要望でインターネット接続を依頼された場合、ホテル側は暗号化キーを設定した端末を貸与することで、他の宿泊客のデータと干渉することなく、インターネット接続サービスを提供することができる。このとき、課金管理用ＰＣで課金設定を行えば、ヘッドエンド装置での積算処理が開始され、チェックアウト時に課金終了指令を行うことで、料金清算が可能となる。

さらに、前述したように、端末への許可／禁止設定が可能な場合、あらかじめ設定した使用量まで積算されたとき通信禁止とすることで使用を停止するようなシステムも組めるので、プリペイドのネットワーク使用料システムも構成可能である。

なお、本実施の形態２において、課金管理用ＰＣ１７０をリモート監視センター１６０内に設置して、リモート監視センター１６０で管理するとしてもよい。

本発明の電力・情報一元管理システムの端末管理方法は、未許可の端末の接続を防止、通信傍受を不可能にすることができ、ビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸において使用する電力線を用いた電力線通信（ＰＬＣ）システムの端末管理方法等として産業上有用である。

本発明の実施の形態１における電力・情報一元管理システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における電力・情報一元管理システムに用いるヘッドエンド装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における電力・情報一元管理システムに用いる端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における電力・情報一元管理システムに用いるヘッドエンド装置内の暗号化キーリストを示す図 本発明の実施の形態２における電力・情報一元管理システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における電力・情報一元管理システムに用いるヘッドエンド装置の登録モードを説明するための図

符号の説明

１００ 施設
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ 電力線系統
１０２ 上位通信手段
１０３ 通信回線
１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ ヘッドエンド装置
１２０ リモートユニット
１２１ 端末
１３０ センサ／制御機器端末
１４０ 管理用中央装置
１５０ 外部インターネット接続手段
１６０ リモート監視センター
１７０ 課金管理用ＰＣ
２１０ ＣＰＵ
２２０ 高速電灯線通信インターフェース
２３０ 通信手段
２４０ 記憶装置
２５０ シリアル通信インターフェース
３１０ ＣＰＵ
３２０ 高速電灯線通信インターフェース
３３０ 通信手段
３４０ 記憶装置
３５０ 外部メモリ接続インターフェース

Claims (3)

1. 建物内で電灯線を介して複数の端末装置と接続し、電力線通信によって前記端末装置どうしおよび、前記端末装置と建物外との通信を制御するヘッドエンド部を建物内に備える電力・情報一元管理システムの端末管理方法であって、前記ヘッドエンド部は、前記端末装置のうち認可する端末装置に対し、予め暗号化キーを与え、未認可の接続を防止する電力・情報一元管理システムの端末管理方法。
2. ヘッドエンド部は、認可された端末装置対してのみ端末装置どうしおよび、端末装置と建物外との通信を行なう請求項１記載の電力・情報一元管理システムの端末管理方法。
3. ヘッドエンド部は、認可された端末装置に対してのみ端末使用料または外部との通信に対する課金のための積算を行う請求項２記載の電力・情報一元管理システムの端末管理方法。
   

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