JP2014120845A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】中継局が作業による停止、故障、および電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替し、継続的に、親局から複数の子局に直接通信および中継での通信を行うことができる通信システムを提供する。
【解決手段】各配電子局６〜１０には、親局装置４から直接通信を行う各配電子局６〜９と、親局装置４から直接通信を行わない配電子局１０とを有し、直接通信を行う配電子局６〜９の内、２つの配電子局８、９は、親局装置４からの通信の中継を行う中継機能を有し、親局装置４から直接通信を行わない配電子局１０への通信は、中継機能を有する配電子局８、９のいずれか１つの中継機能を使用するように設定して親局装置４からの通信を行い、第４配電子局９の中継機能が正常で無い場合、第３配電子局８が代替として、親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０への代替中継による通信を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、中継局が故障や電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替することにより、親局から複数の子局に直接通信および中継での通信を継続的に行うことができる通信システムに関するものである。

従来の通信システムは、受電側には開閉器や変圧器等の監視制御対象機器を監視制御する子局が、給電側には子局を統括制御する親局がそれぞれ設けられ、親局と子局とが配電線に沿って設置されたマルチドロップペア線からなる通信ケーブルを介して互いに接続されてなる配電監視制御システムにおいて、親局および子局は、通信ケーブルを経由して送受信される直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）された通信信号と各局内のデータ信号との間で変復調を行うＯＦＤＭモデムを備えるものである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２６７５１７号公報

従来の通信システムは、親局と子局との間の情報通信に際して、高周波数帯域を使用するため、伝送路が長距離となる場合に信号減衰するため、伝送距離に制約がある。このため、長距離伝送を実現するために、無中継伝送可能な区間ごとに専用の中継局を設ける方法が考えられるが、中継局が作業による停止、故障や電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替する手段が設けられないという問題があった。また、全ての子局で中継伝送を行う方法では、中継段数の増加による遅延が問題となる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、中継局が作業による停止、故障、および電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替し、通信を継続できる通信システムを提供することを目的とする。

この発明の通信システムは、
親局と、上記親局に通信線を介して接続される複数の子局とを備えた通信システムにおいて、
上記複数の子局には、上記親局から直接通信を行う複数の子局と、上記親局から直接通信を行わない子局とを有し、
上記直接通信を行う子局の内、少なくとも２つの上記子局は、上記親局からの通信の中継を行う中継機能を有し、
上記親局から直接通信を行わない子局への通信は、上記中継機能を有する子局のいずれか１つの中継機能を使用するように設定して上記親局からの通信を行い、
上記中継機能を使用する子局の当該中継機能が正常でない場合、上記中継機能を有する他の子局が代替として、上記親局から直接通信を行わない子局への代替中継による通信を行うものである。

この発明の通信システムは、上記のように構成されているので、中継局が作業による停止、故障、および電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替し、継続的に親局から複数の子局に直接通信および中継での通信を行うことができる。

この発明の実施の形態１の通信システムの構成を示す図である。 図１に示した通信システムの代替中継を実施した後の中継状態を示す図である。 この発明の実施の形態２の通信システムの構成を示す図である。 この発明の実施の形態３の通信システムの構成を示す図である。 この発明の実施の形態４の通信システムの構成を示す図である。 図５に示した通信システムの代替中継を実施した後の中継状態を示す図である。 この発明の実施の形態５の通信システムの構成を示す図である。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における通信システムの構成を示す図、図２は図１に示した通信システムの代替中継を実施した後の中継状態を示す図である。図において、通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）にて通信（以下、”ＯＦＤＭ通信”と称す）を行う親局としての親局装置４と、親局装置４に例えばメタル線にて構成される通信線２０を介して接続されたＯＦＤＭ通信を行う複数の子局としての複数の第１〜第５配電子局６〜１０と、親局装置４を介して第１〜第５配電子局６〜１０を監視するとともに制御することができる、ＯＦＤＭ通信を行う監視部としての監視装置５とにて構成されている。

各配電子局６〜１０は、通信線２０を介して通信を行うためのＯＦＤＭモデムにて形成されている第１〜第５子局モデム６ａ〜１０ａと、各子局モデム６ａ〜１０ａを介して信号を受信する子局装置６ｂ〜１０ｂとがそれぞれ備えられている。各配電子局６〜１０には、親局装置４から直接通信を行う第１〜第４配電子局６〜９と、親局装置４から直接通信を行わない、すなわち、中継により親局装置４との通信が可能となる第５配電子局１０とを有している。

また、直接通信を行う第１〜第４配電子局６〜９の内、２つの子局は、親局装置４からの通信の中継を行う中継機能を有している。ここでは、第３および第４配電子局８、９の第３および第４子局モデム８ａ、９ａにそれぞれ中継機能を有しているものとする。よって、これら第３および第４配電子局８、９は、親局装置４から第５配電子局１０への通信を、親局装置４から第３および第４配電子局８、９の第３および第４の子局モデム８ａ、９ａを介して中継して通信することができる。さらに、中継機能を使用する配電子局の中継機能が正常でない場合、中継機能を有する他の配電子局が代替として、親局装置４から直接通信を行わない配電子局への代替中継による通信を行う。

そして、親局装置４には、変電所サーバ装置３が接続されている。変電所サーバ装置３にはネットワーク２を介して配電自動化サーバ１が接続されている。よって、親局装置４は給電側に配設され、各配電子局６〜１０は受電側に配設されることとなる。そして、親局装置４と各配電子局６〜１０とは配電線（図示せず）に沿って設置され、通信線２０も当該配電線に沿って配設されている。

各配電子局６〜１０は、受電側の配電線にそれぞれ接続された、例えば開閉器および当該開閉器を監視するセンサを備える各監視制御対象機器６０〜１００を監視し、親局装置４は、各監視制御対象機器６０〜１００の制御を各配電子局６〜１０を介して行うとともに各配電子局６〜１０からの各監視制御対象機器６０〜１００の情報を通信線２０を介してそれぞれ得て配電を制御する。

次に上記のように構成された実施の形態１の通信システムの動作について説明する。まず、親局装置４から直接通信を行う第１〜第４配電子局６〜９への通信は、親局装置４から通信線２０を介して直接通信される。また、中継機能を有する第３および第４配電子局８、９の内、ここでは第４配電子局９の第４子局モデム９ａの中継機能を使用するように、監視装置５から設定する。そして、親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０には、親局装置４から第４配電子局９を中継して第５配電子局１０に通信を行う（図１において、当該通信を黒線矢印にて示す）。

また、様々な運用状態により第４配電子局９が正常でない場合、例えば第４配電子局９のメンテナンスを行う場合、異常を発見した場合などには作業員が、監視装置５から、現在中継を行っている第４配電子局９に対して中継の中断を設定するとともに、第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能を使用するよう設定する。そして、第３配電子局８は、第４配電子局９の代替中継する。そして、第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能を使用して、親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０に対して、親局装置４からの通信は、第３配電子局８を介して第５配電子局１０に通信を行う（図２において、当該通信を点線矢印にて示す）。

上記のように構成された実施の形態１の通信システムによれば、何らかの理由により中継機能が使用不可能になったとしても他の子局の中継機能を設定することにより、親局から子局への通信を維持することができる。またこのことにより、通信負荷が上昇することは防止される。よって、中継局が作業による停止、故障、および電源断などで中継機能を喪失した時に、容易に中継機能を代替し、継続的に親局から複数の子局に直接通信および中継での通信を行うことができる。また、ＯＦＤＭ通信にて通信を行う場合、通信限界距離内が直接通信を行う子局で、通信限界距離を超えるものが直接通信を行わない子局との設定となり、このように簡便な構成により、通信限界距離以降の通信維持の確保を図ることができる。

また、通常の通信システムでは、常時電源が供給されていることが前提であるが、配電監視制御システムは、その供給網そのものを監視するシステムであるため、電源断となることを前提し、かつ継続的に通信可能なシステムを構築する必要がある。常時電源を供給するために、配電子局ごとにバッテリーを設置する方法もあるが、定期的な交換などメンテナンスが必要となる。本実施の形態１においては、配電子局ごとのバッテリーを不要とし、停電区間外の配電子局を中継局とすることで、対応することが可能となる。また、ＯＦＤＭ通信は、高周波帯域を使用して通信を行うため、音声帯域など低周波数帯域を使用する通信と比べて、伝送路が長距離となる場合に信号が減衰し、無中継での伝送距離が短くなるため、長距離伝送時には中継を行う必要があり、本実施の形態１においては、これらに対応することが可能となる。

尚、上記実施の形態１においては、親局と直接通信を行う子局の内、中継機能を有する子局を２つ備える例を示したが、これに限られることはなく、最低限２つの中継機能を有する子局が必要であり、３つ以上の子局に中継機能を備えるようにしてもよい。その場合、切り替え可能な子局が増加し、通信の維持向上をさらに図ることができる。

また、上記実施の形態１においては特に示していないが、中継機能を有する子局は、通信限界距離の最下流に配置されている子局、図１においては、第４配電子局９に設定することが、通信距離の観点から望ましい。よって、切り替える中継機能を有する子局も当該子局に隣接している子局、図１においては第３配電子局８であることが望ましい。これにより、長距離伝送での中継段数を最小とし、中継による伝送遅延を最小限に抑えることができる。

また、上記実施の形態１における、各子局の数は一例であり、他の場合であっても同様に行うことができる。また、このことについては以下の実施の形態においても同様であるため、この説明は適宜省略する。

また、上記実施の形態１における親局と子局との関係は、これに限られることはなく、例えば、中継を行っている第４配電子局９を親局と考え、さらに、第４配電子局９から直接通信を行う子局を、第５配電子局１０等と考え、さらに、通信線２０にて接続されている子局が第４配電子局９から直接通信を行わない子局として存在する場合、上記実施の形態１と同様に設定することは可能であり、同様の効果を奏することは可能である。また、このことについては以下の実施の形態においても同様であるため、この説明は適宜省略する。

また、通常は子局を製造する場合、様々な種類の子局を製造することは煩雑であり、全ての子局、すなわち、中継機能を有するものを製造するのが一般的であるため、全ての子局に中継機能を有する場合も考えられ、同様の効果を奏することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては監視装置から手動による代替中継を設定する例を示したが、これに限られることはなく、代替中継を自動に行う場合について本実施の形態２において説明する。図３はこの発明の実施の形態２における通信システムの構成を示す図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。監視装置５は、中継機能を有する第３および第４配電子局８、９の内、中継を行っている第４配電子局９に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、中継を行っている第４配電子局９が正常でないと判断すると、中継機能を有する他の第３配電子局８に中継機能の使用し代替中継による通信を行うことを設定する自動切替部５ａを備えている。

次に上記のように構成された実施の形態２の通信システムの動作について説明する。まず、通常の中継動作および切り替えた後の中継動作は上記実施の形態１と同様に行う。そして本実施の形態２においては、中継の切り替えを、監視装置５の自動切替部５ａが、中継を行っている第４配電子局９を監視し、正常でないと判断すると、第４配電子局９の中継を中断するとともに、中継を行っていない第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能により代替中継による通信を行うように設定する。

上記のように構成された実施の形態２の通信システムによれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、中継を行っている子局に異常が発生した場合、自動的に中継を切り替えし代替中継による通信を行うことができるため、親局から子局への通信を確実に維持することができる。また、中継の切り替えを短時間にて実施することが可能となる。また、作業員などの手間を省くことができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２においては監視装置に自動切替部を備える例を示したが、これに限られることはなく、監視装置が存在しないような場合には、親局装置４にて代替中継を自動に行う場合について本実施の形態３において説明する。図４はこの発明の実施の形態３における通信システムの構成を示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。親局装置４は、中継機能を有する第３および第４配電子局８、９の内、中継を行っている第４配電子局９に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、中継を行っている第４配電子局９が正常でないと判断すると、中継機能を有する他の第３配電子局８に中継機能の使用し代替中継による通信を行うことを設定する自動切替部４ａを備えている。

次に上記のように構成された実施の形態３の通信システムの動作について説明する。まず、通常の中継動作および切り替えた後の中継動作は上記各実施の形態と同様に行う。そして本実施の形態３においては、中継の切り替えを、親局装置４の自動切替部４ａが、中継を行っている第４配電子局９を監視し、正常でないと判断すると、第４配電子局９の中継を中断するとともに、中継を行っていない第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能により代替中継による通信を行うように設定する。

上記のように構成された実施の形態３の通信システムによれば、監視装置が存在しないような場合であっても、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

実施の形態４．
上記実施の形態２または実施の形態３においては監視装置または親局装置に自動切替部を備える例を示したが、これに限られることはなく、中継機能を有する子局の内、中継を行っていない子局が、中継を行っている子局に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、中継を行っている子局が正常でないと判断すると、監視を行っている子局は当該子局の中継機能の使用を設定する場合について本実施の形態４において説明する。

図５はこの発明の実施の形態４における通信システムの構成を示す図、図６は図５に示した通信システムの代替中継を実施した後の中継状態を示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。中継を行っていない第３配電子局８は、通信線２０および親局装置４を介して、中継を行っている第４配電子局９に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、第４配電子局９が正常でないと判断すると、第３配電子局８に中継機能の使用を設定する。

次に上記のように構成された実施の形態４の通信システムの動作について説明する。まず、通常の中継動作および切り替えた後の中継動作は上記各実施の形態と同様に行う。そして本実施の形態４においては、中継の切り替えを、中継を行っていない中継機能を有する第３配電子局８は、中継を行っている第４配電子局９を、通信線２０および親局装置４を介して監視する（図５において、当該監視を一点鎖線矢印にて示す）。そして、第３配電子局８は第４配電子局９が正常でないと判断すると、通信線２０および親局装置４を介して、第４配電子局９の中継を中断するとともに、当該第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能により代替中継による通信を行うように設定する（図６において、当該通信を点線矢印にて示す）。

上記のように構成された実施の形態４の通信システムによれば、監視装置が存在しないような場合、また、親局装置の通信負荷を増加することなく、上記実施の形態２または実施の形態３と同様の効果を奏することができる。

尚、本実施の形態４においては、第３配電子局８の監視を、親局装置４を介して行う例を示したが、これに限られることはなく、第３配電子局８から通信線２０を介して直接、監視情報を送受信して第４配電子局９の直接監視を行うように設定しても、本実施の形態４と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態４においては、第３配電子局８が第４配電子局９を監視して中継の切り替えを行う例を示したが、これに限られることはなく、第４配電子局９にも第３配電子局８を監視して中継を切り替える機能を有し、第３配電子局８が中継を行っている場合に、上記実施の形態４と同様に、第４配電子局９が第３配電子局８を監視して中継を切り替えることも可能である。

実施の形態５．
上記各実施の形態においては中継機能を有する配電子局を２つ備える例を示し、１つの中継機能を有する配電子局が使用できなくなると、中継機能を有する他の配電子局が中継機能を代替する例を示したが、３つ以上の中継機能を有する配電子局を備えた場合、中継機能の代替えをいずれの中継機能を有する他の配電子局が行うかを決定する必要が生じる。本実施の形態５においては、当該場合について説明する。図７はこの発明の実施の形態５の通信システムの構成を示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態５においては、直接通信を行う第１〜第４配電子局６〜９の全てが、親局装置４からの通信の中継を行う中継機能を有している。よって、これら第１〜第４配電子局６〜９は、親局装置４から第５配電子局１０への通信を、親局装置４から第１〜第４配電子局６〜９の第１〜第４子局モデム６ａ〜９ａを介して中継して通信することができる。さらに、中継機能を使用する配電子局の中継機能が正常でない場合、中継機能を有する他の配電子局が代替として、親局装置４から直接通信を行わない配電子局への代替中継による通信を行う。

そして、自動切替部５ａには、中継機能を有する第１〜第４配電子局６〜９の中継機能を利用する動作順番情報５０を備えている。ここでは、１番が第４子局モデム９ａ、２番が第３子局モデム８ａ、３番が第２子局モデム７ａ、４番が第１子局モデム６ａのように決定されている。尚、この順番は、システムの状況に応じて適宜決定するものであるが、通常は、親局装置４から直接通信を行わない、すなわち、中継により親局装置４との通信が可能となる第５配電子局１０との距離が近い順番に設定されるものである。

上記のように構成された実施の形態５の通信システムは、上記各実施の形態と同様に、親局装置４から第１〜第４配電子局６〜９への直接通信は行われる。また、中継機能を有する第１〜第４配電子局６〜９の内、自動切替部５ａは動作順番情報５０に従って、ここでは第４配電子局９の第４子局モデム９ａの中継機能を使用するように設定する。そして、親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０には、親局装置４から第４配電子局９を中継して第５配電子局１０に通信を行う（図７において、当該通信を黒線矢印にて示す）。

また、様々な運用状態により第４配電子局９が正常でない場合、現在中継を行っている第４配電子局９に対して中継の中断を設定するとともに、自動切替部５ａは動作順番情報５０に従って第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能を使用するよう設定する。そして、第３配電子局８は、第４配電子局９の代替中継する。そして、第３配電子局８の第３子局モデム８ａの中継機能を使用して、親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０に対して、親局装置４からの通信は、第３配電子局８を介して第５配電子局１０に通信を行う（図７において、当該通信を点線矢印にて示す）。

上記のように構成された実施の形態５の通信システムによれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、動作順番情報が存在するため中継機能および代替中継を直ちに選択して実施することができる。

尚、上記実施の形態５においては、動作順番情報５０を自動切替部５ａに備える例を示したが、これに限られることはなく、いずれかに備えていれば同様に利用して実施することが可能であり、例えば、親局装置４に備えるようにしても同様に行うことができ、同様の効果を奏することができる。

実施の形態６．
上記実施の形態５においては、動作順番情報を備えるようにして、動作順番を決定する例を示したが、これに限られることはなく、本実施の形態６においては、例えば図７と同様に通信システムが構成され、第４配電子局９が中継を行っているとする。そして、代替中継を行う場合、例えば親局装置４が、当該親局装置４と、中継機能を有する他の配電子局６〜８とのそれぞれの通信応答時間を測定し、中継機能を使用する第４配電子局９から距離の近い順番に代替を決定する。そして、親局装置４は、当該親局装置４から直接通信を行わない第５配電子局１０への代替中継による通信を第３配電子局８が行うことを設定する。

上記のように構成された実施の形態６の通信システムによれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、動作順番をその時の状況に応じて、例えば、第３配電子局が正常でない場合などは、第２配電子局を代替中継として適確に判断して選択して実施することができる。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

４ 親局装置、４ａ 自動切替部、５ 監視装置、５ａ 自動切替部、
６ 第１配電子局、６ａ 第１子局モデム、
６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 子局装置、
７ 第２配電子局、７ａ 第２子局モデム、８ 第３配電子局、８ａ 第３子局モデム、
９ 第４配電子局、９ａ 第４子局モデム、１０ 第５配電子局、
１０ａ 第５子局モデム、６０，７０，８０，９０，１００ 監視制御対象機器。

Claims (8)

1. 親局と、上記親局に通信線を介して接続される複数の子局とを備えた通信システムにおいて、
   上記複数の子局には、上記親局から直接通信を行う複数の子局と、上記親局から直接通信を行わない子局とを有し、
   上記直接通信を行う子局の内、少なくとも２つの上記子局は、上記親局からの通信の中継を行う中継機能を有し、
   上記親局から直接通信を行わない子局への通信は、上記中継機能を有する子局のいずれか１つの中継機能を使用するように設定して上記親局からの通信を行い、
   上記中継機能を使用する子局の当該中継機能が正常で無い場合、上記中継機能を有する他の子局が代替として、上記親局から直接通信を行わない子局への代替中継による通信を行う通信システム。
2. 上記中継機能を有する各子局において当該中継機能を利用する動作順番情報を有し、
   上記中継機能を使用する子局の当該中継機能が正常で無い場合の上記中継機能を有する他の子局の代替として、
   上記動作順番情報に応じて代替を決定して、上記親局から直接通信を行わない子局への代替中継による通信を行う請求項１に記載の通信システム。
3. 上記中継機能を使用する子局の当該中継機能が正常で無い場合の上記中継機能を有する他の子局の代替として、
   上記中継機能を有する他の子局の内、上記中継機能を使用する子局から距離の近い順番に代替を決定して、上記親局から直接通信を行わない子局への代替中継による通信を行う請求項１に記載の通信システム。
4. 上記中継機能を有する子局の内、中継を行っていない上記子局は、中継を行っている上記子局に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、当該中継を行っている子局が正常でないと判断すると、当該監視を行っている子局は当該子局の中継機能の代替を設定する請求項１に記載の通信システム。
5. 上記監視を行っている子局は、中継を行っている上記子局の接続状態が正常であるか否かを、上記親局に問い合わせて行うか、または、上記通信線を介して監視情報を送受信することにより直接監視を行うかのいずれかにて行う請求項４に記載の通信システム。
6. 上記親局または上記親局に接続されている監視部のいずれか一方には、上記中継機能を有する子局の内、中継を行っている上記子局に対し、正常に動作を行っているか否かの監視を行い、当該中継を行っている子局が正常でないと判断すると、上記中継機能を有する他の子局に中継機能の代替を設定する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 上記親局および上記各子局は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）にて通信を行う請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の通信システムは、
   給電側に配設された上記親局と、
   受電側に配設された複数の上記子局と、
   上記親局と上記各子局とが配電線に沿って設置された上記通信線を介して接続され
   上記子局は、上記受電側の上記配電線に接続された監視制御対象機器を監視し、
   上記親局は、上記監視制御対象機器の制御を、上記子局を介して行うとともに上記子局からの上記監視制御対象機器の情報を得て配電を制御する通信システム。

Images