JP2006311428A

JP2006311428A - 電力線通信システム

Info

Publication number: JP2006311428A
Application number: JP2005134156A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yokoo; 兼一横尾
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】隠れ端末となるモデムが発生した場合にも、そのモデムの電力線上の接続位置を変更することなく、隠れ端末となったモデムとシステム内の他の全てのモデムとの間での通信を行うことができるようにする。
【解決手段】隠れ端末となってしまうモデムＥ１５は、確実に通信可能なモデムＤ１４のリンクアドレス「００１１」を自モデムのアドレステーブル１５１に登録すると共に、モデムＤ１４のアドレステーブル１４１内の他のモデムのアドレスを自モデムのアドレステーブル１５１にコピーする。モデムＤ１４は、他のモデムＡ１１〜Ｃ１３にモデムＥ１５のアドレス「００２０」を送信して登録させる。モデムＥ１５とモデムＡ１１〜Ｃ１３との通信は、モデムＤ１４を中継用モデムとして行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）システムに係り、特に、使用する電力線の状態により、特定の電力線通信用モデム相互間での通信を行うことができなくなるようなことを防止した電力線通信システムに関する。

近年、家庭内等において、各種の家電製品等の家庭内機器に電力線通信機能を持たせ、ＰＣ等により構成される親機からそれらの家庭内機器を監視、制御すると共に、外部から公衆通信網を介して前述の親機にアクセスし、外部から家庭内機器を監視、制御することを可能にしたシステムが提案されている。また、より高速な信号を電力線通信により取り扱うことを可能にし、インターネットを含む公衆通信網等を介したＩＳＰ(Internet Service Provider）からの映像情報、音声情報等のマルチメディア情報をリアルタイムにＰＣ等の表示装置に表示させることを可能にしたシステムも提案されている。

前述したようにな電力線通信により各種の信号の授受を行うためには、信号の授受を行う機器と電力線との間のインタフェースとして、電力線通信用モデムが利用される。この電力線通信用モデムは、一般には、電源コンセントを介して電力の供給を受ける電子機器等の内部に設けられ、電子機器からの信号を、自身の電源回路を経由して電力線に重畳し、また、電力線からの信号を分離して自モデムを介して電子機器に渡す機能を備えている。

図３は従来技術による電力線通信システムの構成例を示すブロック図である。図３において、１１〜１５は電力線通信用モデム（以下、単に、モデムという）Ａ〜Ｅ、１６は電力線（ＡＣライン）、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１は各モデムが持つリンク（LINK）アドレステーブルである。

従来技術による電力線通信システムは、複数のモデムＡ１１〜Ｅ１５が電力線１６に接続されて構成されている。そして、複数のモデムＡ１１〜Ｅ１５のそれぞれは、モデム毎に固有のＭＡＣアドレスを有すると共に、電力線通信システム内での相互間の通信を行うために任意に設定されたリンクアドレスを有している。また、複数のモデムＡ１１〜Ｅ１５のそれぞれは、通信可能な相手モデムのリンクアドレスを登録したリンクアドレステーブル１１１、１２１、１３１、１４１、１５１を有している。

図３に示す電力線通信システムの例では、複数のモデムＡ１１〜Ｅ１５のそれぞれは、ＭＡＣアドレスとして、「xx.xx.xx.00.00.01」、「xx.xx.xx.00.00.02」、「xx.xx.xx.00.00.03」、「xx.xx.xx.00.00.04」、「xx.xx.xx.00.00.05」を有し、リンクアドレスとして、「０００Ａ」、「０００Ｂ」、「００１０」、「００１１」、「００２０」を有しているものとする。

前述したように構成される電力線通信システムにおいて、いま、モデムＡ１１〜Ｄ１４の４つのモデムだけが電力線１６に接続されていて、相互に通信可能な状態にあるものとする。この場合、モデムＡ１１〜Ｄ１４のそれぞれが持つリンクアドレステーブル１１１、１２１、１３１、１４１には、通信の相手となる自モデム以外のモデムのリンクアドレスが登録されている。

このリンクアドレステーブルへの相手モデムのリンクアドレスの登録は、新たなモデムが電力線１６に接続されたとき、そのモデムからブロードキャストによりその旨の報告とそのモデムのリンクアドレスが電力線１６に送信されので、その報告とリンクアドレスとを受信することができたモデムが自モデム内のリンクアドレステーブルに受信した新たなモデムのリンクアドレスを登録することにより行われる。このとき、新たなモデムからのリンクアドレスを受領したモデムは、その応答として、新たに電力線に接続されたモデムに対して自モデムのリンクアドレスを送信して、相手モデムのリンクアドレステーブルに自モデムのリンクアドレスを登録させる。

前述したようなリンクアドレスの登録の処理により、モデムＡ１１〜Ｄ１４のそれぞれが持つリンクアドレステーブル１１１、１２１、１３１、１４１には、通信の相手となる自モデム以外のモデムのリンクアドレスが登録されて相互に通信可能な状態になり、各モデムは、相手のリンクアドレスを使用して相互に通信を行うことが可能となる。

いま、前述したように４つのモデムＡ１１〜Ｄ１４が電力線１６に接続されて電力線通信システムが構築されている状態で、もう１つのモデムとして、ＭＡＣアドレス「xx.xx.xx.00.00.01」、リンクアドレス「００２０」を持つモデムＥ１５を電力線１６に接続しようとするものとする。

一般に、電力線１６には、家電機器等の種々の機器が接続されており、電力線１６の状態が線路の場所によって悪化していて、信号の伝送ロスが大きくなっている場合がある。このため、モデムＥ１５を電力線１６に接続した場合、モデムＥ１５との間でリンクを確立して、いつでも確実に通信を行うことができるのはモデムＤ１４だけであり、モデムＥ１５とモデムＡ１１及びモデムＢ１２との間では、全くリンクを確立することができず、また、モデムＣ１３との間では、電力線１６の状況により、接続が不可能となる場合が生じることがある。前述のように、新たに接続されたモデムＥ１５は、モデムＡ１１及びモデムＢ１２からは全く見えない（接続されていることが判らない）ことになる。このような場合におけるモデムＥ１５は、一般に「隠れ端末」と呼ばれている。

なお、前述したような状態におけるモデムＣ１３及びモデムＤ１４のリンクアドレステーブル１３１、１４１には、モデムＥ１５のリンクアドレス「００２０」が登録され、モデムＥ１５のリンクアドレステーブル１５１には、モデムＣ１３及びモデムＤ１４のリンクアドレスだけが登録されることになる。

なお、電力線を利用してデータの授受を行う電力線通信システムに関する従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。
特開２００４−７４９７号公報

前述した従来技術による電力線通信システムは、隠れ端末が生じた場合、その隠れ端末となったモデムとの間でリンクを確立することができず、従って、その隠れ端末となったモデムとの間で通信を行うことができないモデムが発生してしまうという問題点を有している。

また、電力線の状況によっては隠れ端末との間での通信が可能となるモデムがある場合、それらの間、前述したモデムＥ１５とモデムＣ１３との間は、接続可能となる場合もあるので、通信を行おうとする都度リンクの確立（リンクアドレステーブルの更新処理も行われる）をするための電力線１６上のトラフィックが上がってしまう。そして、モデムＥ１５とモデムＣ１３との間のリンクが確立できない場合、再接続の処理が繰り返し行われることになる。この結果、他のモデム相互間の通信を行うことができなくなるという問題点を生じさせてしまう。

前述したような問題を解決するための最も簡易な方法は、隠れ端末となったモデムの接続位置を変更し、図３に一点鎖線で示すように、システム内に接続されている全てのモデムとのリンクを確立させることができる位置の電力線１６上のコンセントに新たなモデムを接続すればよい。しかし、新たなモデムを使用して通信を行おうとする機器によっては、接続位置を移動させることができないものもある。このため、結局、このような機器の使用ができなくなるという問題点を生じてしまう。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、隠れ端末となるモデムが発生した場合にも、そのモデムの電力線上の接続位置を変更することなく、隠れ端末となったモデムとシステム内の他の全てのモデムとの間での通信を行うことができるようにした電力線通信システムを提供することにある。

本発明によれば前記目的は、複数の電力線通信用モデムを電力線に接続して構成される電力線通信システムにおいて、前記複数の電力線通信用モデムは、システムに接続されている他の電力線通信用モデムの一部の電力線通信用モデムとの通信を行うことができない第１の電力線通信用モデムとそれ以外の第２の電力線通信用モデムとを含み、前記第２の電力線通信用モデムは、他の第２の電力線通信用モデムのアドレスと前記第１の電力線通信用モデムのアドレスとを識別可能に格納したアドレステーブルを持ち、前記第１の電力線通信用モデムは、自モデムが通信を行うことができる前記第２の電力線通信用モデムうちの１つである第３の電力線通信用モデムのアドレスと、第３の電力線通信用モデムが持つアドレステーブル内の他の第２の電力線通信用モデムのアドレスとを識別可能に格納したアドレステーブルを持つことにより達成される。

また、前記目的は、前述において、前記第１の電力線通信用モデムのアドレステーブル内に格納される前記第３の電力線通信用モデムが持つアドレステーブル内の第２の電力線通信用モデムのアドレスは、第１の電力線通信用モデムと前記第３の電力線通信用モデムとの間でのリンクの確立時にコピーしたものであることにより達成される。

また、前記目的は、前述において、前記第２の電力線通信用モデムのアドレステーブル内に格納される前記第１の電力線通信用モデムのアドレスは、前記第３の電力線通信用モデムから送信されてきたものであることにより達成される。

また、前記目的は、前述において、前記第１の電力線通信用モデムと前記第２の電力線通信用モデムとの間の通信が前記第３の電力線通信用モデムを経由して行われることにより達成される。

本発明によれば、隠れ端末となるモデムが発生した場合にも、そのモデムの電力線上の接続位置を変更することなく、隠れ端末となったモデムとシステム内の他の全てのモデムとの間での通信を行うことができる。

以下、本発明による電力線通信システムの実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による電力線通信システムの構成例を示すブロック図、図２は隠れ端末となったモデムと他のモデムとの間で通信を行う場合に用いられる通信フレームの構成について説明する図である。図１、図２において、２１は送信元モデムアドレス、２２は中継モデムアドレス、２３は宛先モデムアドレス、２４はデータ部であり、他の符号は図３の場合と同一である。

本発明の実施形態による電力線通信システムは、図３により説明したものと同様に構成されており、各モデムが持つリンクアドレステーブルの構成だけが相違している。従って、まず、図３を参照して説明したように、モデムＡ１１〜Ｄ１４のそれぞれが持つリンクアドレステーブル１１１、１２１、１３１、１４１に、通信の相手となる自モデム以外のモデムのリンクアドレスが登録されて相互に通信可能な状態の電力線通信システムに新たなモデムＥ１５が電力線１６に接続された場合の各モデムが持つリンクアドレステーブル１１１、１２１、１３１、１４１、１５１の更新について説明する。

（１）前述した状態で、新たなモデムＥ１５が電力線１６に接続されて、新たなモデムＥ１５が隠れ端末となってしまうことが判ると、まず、モデムＥ１５は、モデムＤ１４との間でリンクを確立する。その際、モデムＤ１４は、自モデムが持つリンクアドレステーブル１４１に、モデムＥ１５のリンクアドレス、この場合、リンクアドレス「００２０」を追加登録する。

（２）一方、モデムＥ１５は、自モデム内のリンクアドレステーブル１５１に、モデムＤ１４のリンクアドレスであるリンクアドレス「００１１」と共に、モデムＤ１４が持つリンクアドレステーブル１４１の内容をコピーして登録する。このリンクアドレステーブルのコピーの際、モデムＥ１５は、モデムＤ１４のリンクアドレステーブル１４１に登録されていた自モデムのリンクアドレスを削除すると共に、コピーしたリンクアドレスに、モデムＤ１４のリンクアドレステーブル１４１のコピーであることを示すフラグを付けておく。

（３）モデムＤ１４は、モデムＡ１１〜モデムＣ１３に対して、モデムＥ１５のリンクアドレスをそれぞれのモデムが持つリンクアドレステーブル１１１〜１３１に追加して登録するように指示を行う情報を送信する。その際、送信するモデムＥ１５のリンクアドレスには、モデムＡ１１〜モデムＣ１３から直接的にリンクを確立して通信を行うために使用するものではなく、モデムＤ１４を中継してしか通信を行うことができないものであることを示すフラグが付けられる。

なお、前述において、新たなモデムＥ１５が電力線１６に接続されたとき、モデムＥ１５は、モデムＤ１４以外に、モデムＣ１３との間のリンクが確立できる場合もあるが、リンク確立のためのデータの授受における信号のレベル等に基づいて、新たなモデムＥ１５は、モデムＤ１４とだけリンクを確立させる。

前述したように構成される本発明の実施形態は、モデムＥ１５は、モデムＤ１４とだけ直接のリンクを確立することができ、モデムＤ１４とはダイレクトで通信を行うことができるが、他のモデムＡ１１〜Ｃ１３とはダイレクトで通信を行うことはできない。このため、モデムＥ１５とモデムＡ１１〜Ｃ１３との間の通信は、モデムＤ１４を経由して行われる。

モデムＤ１４を経由して通信を行う場合に使用する通信フレームのフォーマットの例を図２に示しており、通信フレームは、送信元モデムアドレス２１、中継モデムアドレス２２、宛先モデムアドレス２３、データ部２４により構成される。モデムＥ１５とモデムＡ１１〜Ｃ１３との間の通信は、このような通信フレームを使用して行うことができる。

例えば、モデムＥ１５がモデムＡ１１との間で通信を行おうとする場合、モデムＥ１５は、自モデムが持つリンクアドレステーブル１５１から通信を行おうとしているモデムＡ１１のアドレスがモデムＤ１４から受領したものであること、モデムＤ１４を中継用のモデムとして使用することが判るので、前述した通信フレームの送信元モデムアドレス２１に自モデムのリンクアドレス「００２０」を、中継モデムアドレス２２にモデムＤ１４のリンクアドレス「００１１」、宛先モデムアドレス２３にモデムＡ１１のリンクアドレス「０００Ａ」、データ部２４に送信したいデータ（通信開始終了等の接続データも含む）を格納して、電力線１６に送信する。

また、例えば、モデムＢ１２がモデムＥ１５との間で通信を行おうとする場合、モデムＢ１２は、自モデムが持つリンクアドレステーブル１２１から通信を行おうとしているモデムＥ１５のアドレスがモデムＤ１４から受領したものであること、モデムＤ１４を中継用のモデムとして使用することが判るので、前述した通信フレームの送信元モデムアドレス２１に自モデムのリンクアドレス「０００Ｂ」を、中継モデムアドレス２２にモデムＤ１４のリンクアドレス「００１１」、宛先モデムアドレス２３にモデムＥ１５のリンクアドレス「００２０」、データ部２４に送信したいデータ（通信開始終了等の接続データも含む）を格納して、電力線１６に送信する。

前述したように本発明の実施形態によれば、隠れ端末となってしまうモデムが存在する場合にも、隠れ端末となるモデムとの間のリンクを確実に確立することができるモデムを中継用のモデムとして用いることができるので、隠れ端末となるモデムとシステム内の他のモデムとの通信を確実に行わせることができる。

また、隠れ端末となるモデムとの間で不確実ではあるがリンク確立の可能性のある他のモデムとの間の通信も、中継用のモデムを介して行われることになり、不確実なリンク確立のための電力線上の不要なトラフィックの増大をも防止することができ、他の通信を邪魔するようなことも防止することができる。

前述した本発明の実施形態は、通信のためのアドレスとしてリンクアドレスを使用するとして説明したが、本発明は、リンクアドレスの代わりに、ＭＡＣアドレスを使用することもできる。但し、一般に、ＭＡＣアドレスは６バイトで構成され、リンクアドレスは２バイトで構成されているので、ＭＡＣアドレスの使用は、ネットワーク的に見ると、通信のためのデータ量が増加することになり効率が悪いことを考慮する必用がある。

本発明の一実施形態による電力線通信システムの構成例を示すブロック図である。隠れ端末となったモデムと他のモデムとの間で通信を行う場合に用いられる通信フレームの構成について説明する図である。従来技術による電力線通信システムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１〜１５電力線通信用モデムＡ〜Ｅ、
１６電力線（ＡＣライン）
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１リンク（LINK）アドレステーブル
２１送信元モデムアドレス
２２中継モデムアドレス
２３宛先モデムアドレス
２４データ部

Claims

複数の電力線通信用モデムを電力線に接続して構成される電力線通信システムにおいて、前記複数の電力線通信用モデムは、システムに接続されている他の電力線通信用モデムの一部の電力線通信用モデムとの通信を行うことができない第１の電力線通信用モデムとそれ以外の第２の電力線通信用モデムとを含み、前記第２の電力線通信用モデムは、他の第２の電力線通信用モデムのアドレスと前記第１の電力線通信用モデムのアドレスとを識別可能に格納したアドレステーブルを持ち、前記第１の電力線通信用モデムは、自モデムが通信を行うことができる前記第２の電力線通信用モデムうちの１つである第３の電力線通信用モデムのアドレスと、第３の電力線通信用モデムが持つアドレステーブル内の他の第２の電力線通信用モデムのアドレスとを識別可能に格納したアドレステーブルを持つことを特徴とする電力線通信システム。
前記第１の電力線通信用モデムのアドレステーブル内に格納される前記第３の電力線通信用モデムが持つアドレステーブル内の第２の電力線通信用モデムのアドレスは、第１の電力線通信用モデムと前記第３の電力線通信用モデムとの間でのリンクの確立時にコピーしたものであることを特徴とする請求項１記載の電力線通信システム。
前記第２の電力線通信用モデムのアドレステーブル内に格納される前記第１の電力線通信用モデムのアドレスは、前記第３の電力線通信用モデムから送信されてきたものであることを特徴とする請求項１または２記載の電力線通信システム。
前記第１の電力線通信用モデムと前記第２の電力線通信用モデムとの間の通信が前記第３の電力線通信用モデムを経由して行われることを特徴とする請求項１、２または３記載の電力線通信システム。