JP2014155200A - 通信システム、親機、サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】サーバから親機の管理下にある通信装置へのデータの送信時において、親機と通信装置との間での通信の輻輳の発生確率を低減できる通信システム、親機、サーバを提供する。
【解決手段】コンセントレータ３は、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、管理下の通信装置２の台数に基づいて待ち時間を求める演算部３５を有している。サーバ４は、コンセントレータ３の管理下の通信装置２に対し、演算部３５で求められた待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信する送信部４３を有している。これにより、通信システム１は、サーバ４から通信装置２に検針要求や要請情報といったデータを送信するに当たり、コンセントレータ３−通信装置２間での通信の輻輳の発生を回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、需要家での資源の消費量を計測する計測器に付設された通信装置が複数の需要家に設けられ、サーバが親機を介して複数の通信装置にデータを送信するように構成された通信システム、それに用いられる親機、サーバに関する。

従来から、需要家における使用電力を電力計測装置にて計測し、電力計測装置に付設された通信装置（子機）から、親機が、定期的に計測データを取得するように構成された遠隔検針システムが提案されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載のシステムでは、親機は、電力会社が管理するサーバ（上位管理装置）と広域情報通信網を通して通信を行い、需要家の使用電力をサーバに通知する。

ここで、親機は、規定の時間であるスロット間隔で各通信装置から計測データを定期的に巡回して取得する手段と、スロット間隔を通信装置との間の通信条件に応じて可変に決定する手段とを備えている。これにより、親機は、定例検針において、スロット間隔で通信装置から計測データを定期的に取得するので、多数台の通信装置が存在しても輻輳を生じることなく各通信装置から計測データを取得できる。

また、上述したようなシステムでは、サーバは、計測データが欠落していると、計測データの欠落している通信装置に対して親機を通して個別に計測データの取得を試みるバックアップ検針の機能を備えている。これにより、サーバは、定例検針では欠落していた計測データを補完することができる。

特開２０１０−４２６３号公報

ところで、上述したようなシステムにおいては、通常、サーバ−親機間の帯域幅よりも、親機−通信装置間の帯域幅の方が狭い。しかし、特許文献１に記載のシステムでは、親機は、あくまで定例検針時における各通信装置との間の通信間隔がスロット間隔により制限されているだけであって、サーバとの間の通信間隔については特に制限がない。

したがって、サーバは、親機を経由して各通信装置にデータを送信する場合、データ送信の間隔が比較的短ければ、親機−通信装置間において通信トラフィックが増加して通信の輻輳を生じ、通信エラーが発生する可能性がある。たとえば、上述のバックアップ検針時に、同じ親機の管理下の通信装置に対して比較的短い時間間隔で計測データの要求を行うと、親機−通信装置間において通信トラフィックが増加し通信の輻輳を生じる可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、サーバから親機の管理下にある通信装置へのデータの送信時において、親機と通信装置との間での通信の輻輳の発生確率を低減できる通信システム、親機、サーバを提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、需要家での資源の消費量を計測する計測器に付設された通信装置と、複数の前記需要家に設けられた複数の前記通信装置を管理下とし当該複数の前記通信装置と通信可能な親機と、前記親機を介して当該親機の管理下の前記通信装置にデータを送信するサーバとを備え、前記親機と前記サーバとの一方は、前記親機と前記通信装置との間における通信の輻輳の発生を回避するように、前記親機の管理下の前記通信装置の台数に基づいて待ち時間を求める演算部を有し、前記サーバは、前記親機の管理下の前記通信装置に対し、前記演算部で求められた前記待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信する送信部を有することを特徴とする。

この通信システムにおいて、複数の前記通信装置は、各々が他の通信装置を中継器としてデータを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されており、前記演算部は、複数の前記通信装置の各々について、前記親機からのデータのホップ数に基づいて前記待ち時間を求めるように構成されていることが望ましい。

この通信システムにおいて、前記演算部は、複数の前記通信装置の各々について、前記親機との間の通信経路のルートコストに基づいて前記待ち時間を求めるように構成されていることが望ましい。

この通信システムにおいて、前記演算部は前記親機に設けられており、前記親機は、前記サーバに対して前記待ち時間の情報を通知する第１通知部を有し、前記サーバは、前記第１通知部からの情報を取得する第１取得部をさらに有し、前記送信部は、前記第１取得部で取得された情報に従って前記送信間隔を決定することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記演算部は前記サーバに設けられており、前記親機は、前記サーバに対して少なくとも管理下の前記通信装置の台数を含む前記通信装置との間の通信に関する情報を通知する第２通知部を有し、前記サーバは、前記第２通知部からの情報を取得する第２取得部をさらに有し、前記送信部は、前記第２取得部で取得された情報に基づいて前記演算部が求めた前記待ち時間に従って前記送信間隔を決定することが望ましい。

本発明の親機は、上記の通信システムに用いられることを特徴とする。

本発明のサーバは、上記の通信システムに用いられることを特徴とする。

本発明は、親機とサーバとの一方が、親機と通信装置との間における通信の輻輳の発生を回避するように、親機の管理下の通信装置の台数に基づいて待ち時間を求める演算部を有し、サーバが、待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信する送信部を有する。したがって、サーバから親機の管理下にある通信装置へのデータの送信時において、親機と通信装置との間での通信の輻輳の発生確率を低減できるという利点がある。

実施形態１に係る通信システムを示すシステム構成図である。 実施形態１に係る通信システムの動作を示す説明図である。 実施形態１に係る通信システムの他の動作を示す説明図である。 実施形態２に係る通信システムを示すシステム構成図である。 実施形態３に係る通信システムの動作を示す説明図である。

以下の実施形態においては、外部の供給事業者から供給される電力、ガス、水道、熱などの資源の需要家を対象として、各需要家での資源の消費量を計測した計測データを遠隔地にあるサーバで取得するための検針システムを、通信システムの例として説明する。以下では、需要家が集合住宅の各住戸である場合について例示するが、この例に限らず、需要家はたとえば戸建て住宅、事務所、工場などであってもよい。また、以下では、資源が電力である場合を例として説明するが、電力に限らず、電力以外の資源の消費量についてもサーバの取得対象とすることは可能である。

（実施形態１）
本実施形態の通信システム１は、図１に示すように、複数の通信装置２０１，２０２，…２０ｎ（以下、各々を区別しないときには単に「通信装置２」という）と、親機としてのコンセントレータ３と、サーバ４とを備えている。

通信装置２は集合住宅１０の各需要家に設けられている。各通信装置２０１，２０２，…２０ｎは、それぞれ各需要家での資源の消費量を計測する計測器５に付設されている。コンセントレータ３は、集合住宅１０ごとに設けられており、同じ集合住宅１０における複数の需要家に設けられた複数の通信装置２を管理下として、これら管理下の複数の通信装置２と通信可能に構成されている。サーバ４は、コンセントレータ３を介してこのコンセントレータ３の管理下の通信装置２にデータを送信するように構成されている。また、サーバ４は、コンセントレータ３を介して通信装置２から計測器５の計測結果を含む計測データを取得する機能を有している。

検針システムとしての通信システム１は、実際には複数台のコンセントレータ３を備え、これら複数台のコンセントレータ３の各々の管理下にある通信装置２からの計測データを、１台のサーバ４で取得できるように構成されている。コンセントレータ３は、集合住宅１０ごとに設けられる構成に限らず、たとえば需要家を複数含んだ地域ごと、あるいは集合住宅１０のフロアごとに設けられていてもよい。ただし、本実施形態では、１つの集合住宅１０のみに着目して、コンセントレータ３が１台の場合をモデルとして通信システム１の構成および機能を説明する。

以下に、計測器５、通信装置２、コンセントレータ３、サーバ４の各々の具体的な構成について図１を参照して説明する。

計測器５は、電力の供給事業者からの電力（資源）が供給される配電線Ｌ１に接続されており、各需要家での使用電力量（資源の消費量）を計測する電力メータである。計測器５は、通信装置２と共にスマートメータ６を構成し、配電線Ｌ１に接続されているコンセントレータ３と通信装置２とが通信を行うことにより遠隔検針等を可能にする。スマートメータ６は、通信装置２と計測器５とが筐体（図示せず）を共用することが好ましいが、通信装置２と計測器５とが別に筐体を有していてもよい。

通信装置２とコンセントレータ３との間の通信は、配電線Ｌ１を伝送媒体に用いて通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communications）技術を用いて実現される。つまり、通信装置２とコンセントレータ３との間には、配電線Ｌ１を伝送媒体に用いた通信路が形成されている。通信装置２は、この通信路（配電線Ｌ１）を通してコンセントレータ３との間で電力線搬送通信を行うことにより、計測データをコンセントレータ３に送信する。ここでいう計測データは、少なくとも計測器５で所定期間内に測定された使用電力量を含んでいる。なお、通信装置２は、コンセントレータ３との間で電力線搬送通信を行う構成に限らず、その他の有線通信、あるいは無線通信を行う構成であってもよい。

そのため、通信装置２は、コンセントレータ３との通信を行う（第３）通信インターフェイス（以下、インターフェイスを「Ｉ／Ｆ」と表記する）２１と、計測器５から測定結果を取得する検針部２２と、各部の動作を制御する（第１）制御部２３とを有している。なお、図１では、通信装置２０１についてのみ、通信Ｉ／Ｆ２１、検針部２２、制御部２３を図示しているが、他の通信装置２０２，…２０ｎも同様の構成である。

通信Ｉ／Ｆ２１は、上述したように計測器５の上流側の配電線Ｌ１を伝送媒体に用いて、コンセントレータ３との間で双方向に電力線搬送通信を行うように構成されている。検針部２２は、たとえば計測器５の拡張端子（図示せず）に有線接続される構成により、計測器５との間でデータの授受を可能とする。なお、検針部２２は、計測器５と有線接続される構成に限らず、たとえば計測器５と無線通信や光通信を行う構成でもよい。

制御部２３は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたマイコン（マイクロコンピュータ）のようなデバイスを主構成とし、所定のプログラムを実行することにより種々の機能を実現する。ここでは、制御部２３は、少なくとも検針部２２が取得した計測器５の計測結果に基づいて計測データを生成し、この計測データを通信Ｉ／Ｆ２１からコンセントレータ３に送信する機能を有している。さらに、通信装置２は、メモリ（図示せず）を有し、一定時間（たとえば１分、５分、１０分等）ごとの計測データを一定期間（たとえば１日）分、メモリに記憶するように構成されている。

コンセントレータ３は、集合住宅１０の管理人室あるいは電気室などに配置されている。コンセントレータ３は、自らの管理下となる集合住宅１０における複数の需要家の通信装置２から計測データを取得し、取得した計測データをサーバ４に転送する。

そのため、コンセントレータ３は、サーバ４との通信を行う第１通信Ｉ／Ｆ３１と、通信装置２との通信を行う第２通信Ｉ／Ｆ３２と、各部の動作を制御する（第２）制御部３３とを有している。

第１通信Ｉ／Ｆ３１は、光ファイバ等を用いた専用回線ＮＴ１に接続されており、この専用回線ＮＴ１を介してサーバ４との間で双方向に通信を行うように構成されている。第２通信Ｉ／Ｆ３２は、上述したように計測器５の上流側の配電線Ｌ１を伝送媒体に用いて、通信装置２との間で双方向に電力線搬送通信を行うように構成されている。なお、コンセントレータ３は、専用回線ＮＴ１を介してサーバ４との間の通信を行う構成に限らず、インターネットのような公衆網を介して、あるいは無線通信によりサーバ４と通信する構成であってもよい。

制御部３３は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたマイコンのようなデバイスを主構成とし、所定のプログラムを実行することにより種々の機能を実現する。ここでは、制御部３３は、少なくとも集合住宅１０における複数の需要家の通信装置２から第２通信Ｉ／Ｆ３２で計測データを取得し、取得した計測データを第１通信Ｉ／Ｆ３１からサーバ４に送信する機能を有している。

また、本実施形態の通信システム１では、複数の通信装置２は各々が他の通信装置２を中継器としてデータを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されている。そのため、コンセントレータ３と直接通信できない通信装置２は、通信可能な距離にある他の通信装置２がパケットを中継することにより、コンセントレータ３との間で通信可能となる。したがって、コンセントレータ３は通信装置２と通信を行う際、伝送距離やノイズ等の影響により、全ての通信装置２と直接通信できる環境になくても、全ての通信装置２との間で通信可能になる。具体的には、コンセントレータ３は通信装置２との間で、マルチホッププロトコルに従い通信経路（ルート）を構築するための伝送状況の情報のやりとりを行い、その情報を元に通信ルートを決定している。

サーバ４は、管理範囲内の複数の需要家から計測データを収集するサーバコンピュータからなり、供給事業者である電力会社や、電力会社に代わって節電に係る管理や支援を行う節電事業者（節電アグリゲータ）、その他のサービス提供事業者によって運営されている。ここで、サーバ４は、自らの管理下にある需要家の計測データを定期的に収集する遠隔検針の機能を持つ。つまり、サーバ４は、専用回線ＮＴ１を通してコンセントレータ３と通信を行うことにより、このコンセントレータ３の管理下の複数の通信装置２から、コンセントレータ３を介して計測データを収集することができる。

そのため、サーバ４は、コンセントレータ３との通信を行う（第４）通信Ｉ／Ｆ４１と、各部の動作を制御する（第３）制御部４２とを有している。

通信Ｉ／Ｆ４１は、専用回線ＮＴ１に接続されており、この専用回線ＮＴ１を介してコンセントレータ３との間で双方向に通信を行うように構成されている。制御部４２は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたマイコンのようなデバイスを主構成とし、所定のプログラムを実行することにより種々の機能を実現する。ここでは、制御部４２は、少なくとも集合住宅１０における複数の需要家の通信装置２から通信Ｉ／Ｆ４１で計測データを取得する機能を有している。

なお、サーバ４は、供給事業者等によって運営される上位サーバの下位となり、地域ごとに設けられるエリア管理サーバであってもよい。この場合、サーバ４は、地域ごとにコンセントレータ３から計測データを収集し、上位サーバへ送信するように構成される。これにより、供給事業者等によって運営される上位サーバは、複数のサーバ４から計測データを収集することにより、複数地域の需要家の計測データを効率的に収集することができる。また、サーバ４はこのようなエリア管理サーバと上位サーバとの両方を含んでいてもよい。

次に、上述した通信システム１において、サーバ４が通信装置２から計測データを取得するための構成について説明する。

コンセントレータ３は、制御部３３により、定期的に管理下の通信装置２に検針要求を送信するように構成されている。ここで、コンセントレータ３は、予め定められている定期検針時刻（たとえば０：００，０：３０，１：００，…）になると、管理下にある複数の通信装置２０１，２０２，…２０ｎの各々に対して検針要求を順次送信する。このとき、コンセントレータ３は、検針要求を送信するタイミングが通信装置２０１，２０２，…２０ｎごとに異なるように、たとえばスマートメータ６に固有の識別子（メータ番号）に基づいて、あるいはランダムに、検針要求を送信するタイミングを決定する。

通信装置２は、検針要求を受信すると、制御部２３により、この検針要求への応答として計測データをコンセントレータ３へ送信するように構成されている。したがって、コンセントレータ３は、自身の管理下にある複数の通信装置２からの計測データを定期的に収集することができる。コンセントレータ３は、制御部３３により、このように複数の通信装置２から収集した計測データを集約し、検針情報を生成する。

さらに、コンセントレータ３は、制御部３３により、少なくとも管理下にある全ての通信装置２に対し一通り検針要求を送信すると、サーバ４に対して検針情報を送信する。これにより、サーバ４においては、コンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２からの計測データを定期的に取得することができる。このようにサーバ４が複数の通信装置２から定期的に計測データを取得する処理を、以下では「定期検針」という。

なお、定期検針時にコンセントレータ３が通信装置２から計測データを収集する周期は、本実施形態では３０分と仮定するが、この例に限らず、たとえば５分、１０分、１５分など適宜設定可能である。また、定期検針時にコンセントレータ３が収集した計測データ（検針情報）をサーバ４に送信する周期についても、本実施形態では３０分と仮定するが、この例に限らず、たとえば１２時間、１日など適宜設定可能である。

また、本実施形態の通信システム１は、通信状況などにより定期検針においてサーバ４が取得した計測データに脱漏が生じた場合でも、脱漏している計測データを補完するための検針（以下、「バックアップ検針」という）が行われるように構成されている。

すなわち、サーバ４は、制御部４２により、定期検針時に取得した計測データについて、自身の管理下の全ての通信装置２から計測データを取得できているか否かを判断し、脱漏している計測データがあればその計測データを個別に取得するように構成されている。具体的には、サーバ４は、計測データが脱漏している通信装置２に対して、その上位のコンセントレータ３を介して個別に検針要求を送信し、この通信装置２から検針要求への応答として送信される計測データを、コンセントレータ３を介して取得する。

このようにサーバ４は、定期検針において計測データの脱漏があっても、計測データが脱漏している通信装置２からバックアップ検針により個別に計測データを取得するので、脱漏していた分の計測データを補完することができる。

また、サーバ４は、バックアップ検針に限らず、定期検針において、コンセントレータ３を介して通信装置２に個別に検針要求を送信し、この通信装置２から検針要求への応答として送信される計測データをコンセントレータ３経由で取得する構成であってもよい。この場合、コンセントレータ３は、定期検針時、通信装置２からの計測データの収集、集約は行わず、サーバ４から通信装置２への検針要求の中継、通信装置２からサーバ４への計測データの中継を行うことになる。

さらにまた、近年、電力消費に関して、需要家側の電力消費を供給側がある程度制御することにより電力需給の協調を実現するデマンドサイドマネジメント（ＤＳＭ：demand side management）が注目されている。ＤＳＭは、供給事業者である電力会社、あるいは節電事業者によって運営されているサーバ４から各需要家の通信装置２に電力の消費を抑制するための要請である要請情報を送信することで実現される。具体的には、本実施形態の通信システム１においては、サーバ４は、各需要家の通信装置２に対して、その上位のコンセントレータ３を介して個別に要請情報を送信する機能を有している。

この場合に、通信装置２は、たとえば各需要家の設備機器（図示せず）との通信機能を有し、要請情報を設備機器に表示させたり、要請情報に基づいて電力消費のピークを抑制（ピークカット）するように設備機器を制御したりすることが可能になる。

ところで、本実施形態の通信システム１は、サーバ４−コンセントレータ３間の帯域幅よりも、コンセントレータ３−通信装置２間の帯域幅の方が狭い。そのため、サーバ４は、コンセントレータ３を介して各通信装置２に検針要求や要請情報といったデータを送信する際、データ送信の間隔が比較的短ければ、コンセントレータ３−通信装置２間において通信トラフィックが増加して通信の輻輳を生じる可能性がある。そこで、本実施形態の通信システム１は、サーバ４からコンセントレータ３を介して通信装置２に検針要求や要請情報といったデータを送信するに当たり、コンセントレータ３−通信装置２間での通信の輻輳の発生を回避するために、以下の構成を採用している。

すなわち、コンセントレータ３は、上記構成に加えて、（第１）記憶部３４と、演算部３５と、第１通知部３６とを有している。サーバ４は、上記構成に加えて、送信部４３と、（第２）記憶部４４と、第１取得部４５とを有している。

コンセントレータ３の記憶部３４は、少なくとも自身の管理下にある通信装置２の台数の情報を記憶している。ここでは、コンセントレータ３は、自身の管理下の通信装置２を識別するための識別子として各スマートメータ６に固有の識別子（メータ番号）を用いており、自身の管理下の通信装置２の識別子を記憶部３４に記憶している。そのため、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数は、このコンセントレータ３の記憶部３４に記憶されている通信装置２の識別子の数によって表される。コンセントレータ３は、第２通信Ｉ／Ｆ３２にて通信可能な通信装置２の識別子を自動的に取得し、取得した識別子を自身の管理下の通信装置２の識別子として記憶部３４に記憶する。コンセントレータ３は、管理下の通信装置２の追加や交換があった場合でも対応できるように、記憶部３４に記憶されている情報（通信装置２の台数）を定期的に更新している。

演算部３５は、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数に基づいて待ち時間を求めるように構成されている。ここでいう待ち時間は、サーバ４が通信装置２に対してデータを送信する際の時間間隔を規定する時間である。具体的には、演算部３５は、記憶部３４に記憶されている通信装置２の識別子の数から、コンセントレータ３の管理下にある通信装置２の台数を求め、この台数を予め記憶部３４に記憶されている第１テーブルに照合することにより待ち時間を求める。演算部３５は、記憶部３４に記憶されている情報（通信装置２の台数）が更新される度に、待ち時間を求めるように構成されている。

ここで、第１テーブルは、表１に例示するように通信装置２の台数と、待ち時間との対応関係を表すテーブルである。つまり、演算部３５は、第１テーブルにおいて、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数に対応付けられている待ち時間を選択する。

表１の例では、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数が１台以上５０台以下であれば待ち時間はＴ１〔ｓ〕となり、台数が５１台以上１００台以下であれば待ち時間はＴ２〔ｓ〕となる。ここで、Ｔ２はＴ１よりも長く設定されている（Ｔ２＞Ｔ１）。つまり、表１の第１テーブルによれば、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数がある値（ここでは５０台、１００台）を超えた場合に、待ち時間は段階的に長くなる。

ただし、通信装置２の台数と待ち時間とは、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、対応関係が決められていればよく、表１は一例に過ぎず、たとえば通信装置２の台数と待ち時間とが一対一に対応付けられていてもよい。また、演算部３５は、通信装置２の台数の関数として待ち時間を求めるように構成されていてもよい。

要するに、コンセントレータ３の管理下にある通信装置２の台数が増えると、サーバ４からコンセントレータ３の管理下の通信装置２へのデータの送信時、コンセントレータ３−通信装置２間の回線利用率は高くなる。サーバ４が通信装置２に対してデータを送信する際の時間間隔が一定であるとすれば、回線利用率が高くなるに連れてコンセントレータ３−通信装置２間の通信トラフィックが増加して通信の輻輳の発生確率が上がる。そこで、演算部３５は、このような通信の輻輳の発生確率の上昇を抑制するように、通信装置２の台数に基づいて待ち時間を求める。

第１通知部３６は、演算部３５で求められた待ち時間を含む情報をサーバ４に通知するように構成されている。具体的には、第１通知部３６は、サーバ４から取得要求が送信される度に、演算部３５で求められた待ち時間を含む情報を、取得要求に対する応答（取得応答）として第１通信Ｉ／Ｆ３１から専用回線ＮＴ１を介してサーバ４に送信する。

一方、サーバ４の第１取得部４５は、第１通知部３６からの情報を取得するように構成されている。具体的には、第１取得部４５は、取得要求をコンセントレータ３に送信し、この取得要求への応答としてコンセントレータ３から送信された取得応答を、通信Ｉ／Ｆ４１にて専用回線ＮＴ１を介して受信することにより待ち時間の情報を取得する。第１取得部４５は、このようにして取得した情報を、親機情報として記憶部４４に記憶する。第１取得部４５は、取得要求を定期的に送信してもよいし、通信装置２へのデータの送信を開始する直前にこの通信装置２を管理しているコンセントレータ３へ取得要求を送信してもよい。

送信部４３は、コンセントレータ３の管理下の通信装置２に対し、演算部３５で求められた待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信するように構成されている。具体的には、送信部４３は、通信Ｉ／Ｆ４１からコンセントレータ３を介してその管理下の通信装置２に対し、検針要求や要請情報といったデータを送信する機能を有しており、データを送信する際の時間間隔である送信間隔を待ち時間によって規定する。本実施形態では、待ち時間の情報は第１取得部４５で取得されて親機情報として記憶部４４に記憶されているので、送信部４３は、第１取得部４５で取得された情報、つまり記憶部４４に記憶された親機情報に従って送信間隔を決定する。

送信部４３は、たとえばコンセントレータ３の管理下の各通信装置２０１，２０２，…２０ｎに対し順次データを送信する際、通信装置２０１にデータを送信後、待ち時間分の時間間隔を空けてから、次の通信装置２０２にデータを送信するよう動作する。上記表１の第１テーブルが適用される場合、あるコンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数が１〜５０台であれば、送信部４３は、このコンセントレータ３の管理下の各通信装置２に対してはＴ１〔ｓ〕の時間間隔を空けて順次データを送信することになる。同様に、別のコンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数が５１〜１００台であれば、送信部４３は、このコンセントレータ３の管理下の各通信装置２に対してはＴ２〔ｓ〕の時間間隔を空けて順次データを送信することになる。

次に、本実施形態の通信システム１の動作について図２を参照して説明する。図２では、サーバ４が、ある特定のコンセントレータ３の管理下にある通信装置２０１，２０２，…２０ｎに対して、通信装置２０１、通信装置２０２、通信装置２０ｎの順に検針要求のデータを送信する場合を例示する。また、ここでは、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数が５０台以下であって、演算部３５が表１の第１テーブルを用いて待ち時間をＴ１〔ｓ〕とした場合を例とする。

サーバ４は、第１取得部４５にてコンセントレータ３へ取得要求を送信する（Ｓ１）。これに対して、コンセントレータ３は第１通知部３６にてサーバ４へ取得応答を送信する（Ｓ２）。サーバ４は、コンセントレータ３から取得応答を受信することにより待ち時間を取得し、このコンセントレータ３の管理下の通信装置２０１，２０２，…２０ｎへデータ送信時の送信間隔を決定する（Ｓ３）。

その後、サーバ４は、通信装置２へのデータの送信を開始し、まず通信装置２０１へデータを送信する（Ｓ４）。サーバ４は、通信装置２０１へのデータ送信後、送信間隔をＴ１〔ｓ〕だけ空けて、次の通信装置２０２へデータを送信する（Ｓ５）。さらに、サーバ４は、通信装置２０２へのデータ送信後、送信間隔をＴ１〔ｓ〕だけ空けて、次の通信装置２０ｎへデータを送信する（Ｓ６）。

ところで、本実施形態の通信システム１は、上記の構成に加えて、演算部３５が、コンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２の各々について個別に待ち時間を求めるように構成されている。すなわち、演算部３５は、同一のコンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２について、待ち時間を一律に求めるだけでなく、通信装置２ごとに個別に待ち時間を求める機能を有している。

ここでは、演算部３５は、複数の通信装置２の各々について、コンセントレータ３からのデータのホップ数に基づいて個別に待ち時間を求めるように構成されている。要するに、本実施形態では上述したように複数の通信装置２がマルチホップ通信を行うように構成されているので、演算部３５は、マルチホップ通信におけるコンセントレータ３との間のホップ数に基づいて通信装置２ごとに待ち時間を求める。

具体的には、コンセントレータ３の記憶部３４には、このコンセントレータ３の管理下にある通信装置２ごとにホップ数が記憶されており、ホップ数は随時更新されている。演算部３５は、このホップ数を予め記憶部３４に記憶されている第２テーブルに照合することにより待ち時間を求める。ここで、第２テーブルは、表２に例示するようにホップ数と、待ち時間との対応関係を表すテーブルである。つまり、演算部３５は、第２テーブルにおいて、通信装置２のホップ数に対応付けられている待ち時間を、この通信装置２の待ち時間として選択する。

表２の例では、ホップ数が「１」であれば待ち時間はＴ１〔ｓ〕となり、ホップ数が「２」であれば待ち時間はＴ２〔ｓ〕となる。ここで、Ｔ２はＴ１よりも長く設定されている（Ｔ２＞Ｔ１）。つまり、表２の第２テーブルによれば、ホップ数が増えるに連れて、待ち時間は長くなる。

ただし、ホップ数と待ち時間とは、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、対応関係が決められていればよく、表２は一例に過ぎない。また、演算部３５は、ホップ数の関数として待ち時間を求めるように構成されていてもよい。要するに、ホップ数が増えると、コンセントレータ３−通信装置２間の通信に掛かる時間が長くなり通信の輻輳の発生確率が上がるので、演算部３５は、このような発生確率の上昇を抑制するように、通信装置２のホップ数に基づいて待ち時間を求めればよい。

あるいはまた、演算部３５は、複数の通信装置２の各々について、コンセントレータ３との間の通信経路のルートコストに基づいて個別に待ち時間を求めるように構成されていてもよい。ここでいうルートコストは、対象としている通信装置２とコンセントレータ３との間の通信経路の通信品質の評価値であって、マルチホップ通信の場合は、各ノード間のリンクコストを足し合わせた値とする。このようなルートコストは、たとえばコンセントレータ３−通信装置２間のＳＮ比に基づいて決められる。ルートコストには、通信装置２の送信レートを含んでいてもよい。

具体的には、コンセントレータ３の記憶部３４には、このコンセントレータ３の管理下にある通信装置２ごとにルートコストが記憶されており、ルートコストは随時更新されている。演算部３５は、このルートコストを予め記憶部３４に記憶されている第３テーブルに照合することにより待ち時間を求める。ここで、第３テーブルは、表３に例示するようにルートコストと、待ち時間との対応関係を表すテーブルである。つまり、演算部３５は、第３テーブルにおいて、通信装置２のルートコストに対応付けられている待ち時間を、この通信装置２の待ち時間として選択する。

表３の例では、ルートコストが１０以下であれば待ち時間はＴ１〔ｓ〕となり、ルートコストが１１以上２０以下であれば待ち時間はＴ２〔ｓ〕となる。ここで、Ｔ２はＴ１よりも長く設定されている（Ｔ２＞Ｔ１）。つまり、表２の第２テーブルによれば、ルートコストが増える（通信品質が悪化する）に連れて、待ち時間は長くなる。

ただし、ルートコストと待ち時間とは、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、対応関係が決められていればよく、表３は一例に過ぎない。また、演算部３５は、ルートコストの関数として待ち時間を求めるように構成されていてもよい。要するに、ルートコストが増えると、ホップ数は同じでもデータの再送の可能性が高くなり通信の輻輳の発生確率が上がるので、演算部３５は、このような発生確率の上昇を抑制するように、ルートコストに基づいて待ち時間を求めればよい。

演算部３５は、このようにコンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２の各々について個別に待ち時間を求める構成である場合でも、基本的には、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数に基づいて待ち時間を求めている。つまり、演算部３５は、通信装置２の台数に基づいて待ち時間の基準値を求め、さらに、上述したホップ数やルートコストに基づいて、待ち時間の基準値から通信装置２ごとに個別の待ち時間を求める。たとえば、通信装置２の台数が５０台以下で待ち時間の基準値がＴ１〔ｓ〕であれば、上記表２や表３がそのまま適用され最短の待ち時間はＴ１〔ｓ〕となるが、待ち時間の基準値がＴ２〔ｓ〕であれば最短の待ち時間はＴ２〔ｓ〕となる。

次に、本実施形態の通信システム１において、演算部３５が、コンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２の各々について個別に待ち時間を求める場合の動作について図３を参照して説明する。図３では、サーバ４が、ある特定のコンセントレータ３の管理下にある通信装置２０１，２０２，…２０ｎに対して、通信装置２０１、通信装置２０２、通信装置２０ｎの順に検針要求のデータを送信する場合を例示する。また、ここでは、通信装置２の台数が５０台以下であって、演算部３５が待ち時間の基準値をＴ１〔ｓ〕とし、さらにホップ数に基づいて通信装置２０１の待ち時間をＴ１〔ｓ〕、通信装置２０２の待ち時間をＴ２〔ｓ〕とした場合を例とする。

サーバ４は、第１取得部４５にてコンセントレータ３へ取得要求を送信する（Ｓ１１）。これに対して、コンセントレータ３は第１通知部３６にてサーバ４へ取得応答を送信する（Ｓ１２）。サーバ４は、コンセントレータ３から取得応答を受信することにより通信装置２０１，２０２，…２０ｎごとの待ち時間を取得し、このコンセントレータ３の管理下の通信装置２０１，２０２，…２０ｎへデータ送信時の送信間隔を決定する（Ｓ１３）。

その後、サーバ４は、通信装置２へのデータの送信を開始し、まず通信装置２０１へデータを送信する（Ｓ１４）。サーバ４は、通信装置２０１へのデータ送信後、送信間隔を通信装置２０１の待ち時間であるＴ１〔ｓ〕だけ空けて、次の通信装置２０２へデータを送信する（Ｓ１５）。さらに、サーバ４は、通信装置２０２へのデータ送信後、送信間隔を通信装置２０２の待ち時間であるＴ２〔ｓ〕だけ空けて、次の通信装置２０ｎへデータを送信する（Ｓ１６）。

以上説明した通信システム１によれば、コンセントレータ３は、コンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように、管理下の通信装置２の台数に基づいて待ち時間を求める演算部３５を有している。また、サーバ４は、コンセントレータ３の管理下の通信装置２に対し、演算部３５で求められた待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信する送信部４３を有している。

すなわち、サーバ４は、コンセントレータ３の管理下の通信装置２に対し、通信装置２の台数に基づいてコンセントレータ３−通信装置２間における通信の輻輳の発生を回避するように設定された送信間隔でデータを送信することができる。言い換えれば、サーバ４は、単位時間当たりの通信数を送信間隔によって制限することになる。つまり、通信装置２の台数が増えると、コンセントレータ３−通信装置２間の通信トラフィックが増加して通信の輻輳の発生確率が上がるので、このような場合、サーバ４はたとえば送信間隔を広げる（長くする）ことにより、通信の輻輳の発生を回避できる。したがって、本実施形態の通信システム１によれば、サーバ４から通信装置２へのデータの送信時において、コンセントレータ３と通信装置２との間での通信の複数の発生確率を低減できるという利点がある。

しかも、この通信システム１は、データの送信間隔を、闇雲に広くするのではなく、コンセントレータ３の管理下の通信装置２の台数に基づいて設定するので、複数の通信装置２の全てにデータを送信するのに掛かる時間を極力短く抑えることができる。つまり、通信装置２の台数が減ると、コンセントレータ３−通信装置２間の通信トラフィックが低下して通信の輻輳の発生確率は下がる。このような場合、サーバ４は、たとえば送信間隔を狭める（短くする）ことにより、通信の輻輳の発生を回避しながらも、複数の通信装置２の全てにデータを送信するのに掛かる時間を極力短く抑えることができる。

また、サーバ４は、データ（たとえば検針要求）の送信先の通信装置２からの応答（たとえば計測データ）を待ってから次の通信装置２にデータを送信する構成でも、コンセントレータ３−通信装置２間の通信の輻輳の発生を抑制できる。ただし、この構成では、サーバ４は、通信装置２からの応答があった場合に少なくともいずれの通信装置２からの応答かを識別する処理が必要であるから、複数の通信装置２へのデータ送信が完了するまでに掛かる時間が長くなる。これに対し本実施形態では、サーバ４は、予め決められた送信間隔でデータを順次送信することができるので、コンセントレータ３−通信装置２間の通信の輻輳の発生を抑制しながらも、複数の通信装置２へのデータ送信が完了するまでに掛かる時間を短くできる。

また、本実施形態では、待ち時間を求めるための演算部３５はコンセントレータ３に設けられている。したがって、サーバ４は、コンセントレータ３から取得した待ち時間の情報に従ってデータの送信間隔を規定すればよいので、待ち時間を求めるための処理が必要なく、サーバ４のリソースを抑えることができる。

さらに、本実施形態では、演算部３５は、複数の通信装置２の各々について個別に待ち時間を求めるように構成されている。そのため、サーバ４は、データの送信間隔をより細かく設定することができ、送信間隔の最適化を図ることができる。ここで、演算部３５は、コンセントレータ３からのデータのホップ数に基づいて、通信装置２ごとの待ち時間を求める構成であれば、ホップ数が増えてデータの送信に掛かる時間が長くなるような場合に、待ち時間を長くして対応することができる。また、演算部３５は、コンセントレータ３との間の通信経路のルートコスト、通信装置２ごとの待ち時間を求める構成であれば、ルートコストが悪くデータの再送の可能性が高くなるような場合に、待ち時間を長くして対応することができる。

なお、演算部３５は、ホップ数あるいはルートコストに基づいて待ち時間を求める場合、通信装置２ごとに個別に待ち時間を求めるのではなく、同一のコンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２について待ち時間を一律に求める構成であってもよい。たとえば、演算部３５は、同一のコンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２についてホップ数あるいはルートコストの代表値（平均値、中央値等）を算出し、この代表値を加味して待ち時間を求めることができる。

この場合、演算部３５は、ホップ数あるいはルートコストの代表値に応じて、たとえば表１に例示した第１テーブルにおいて待ち時間Ｔ１〔ｓ〕およびＴ２〔ｓ〕の境界となる通信装置２の台数を変化させる。つまり、演算部３５は、ホップ数あるいはルートコストの代表値が増えると、第１テーブルにおいて待ち時間Ｔ１〔ｓ〕およびＴ２〔ｓ〕の境界となる通信装置２の台数を５０台から４０台に変化させる。これにより、たとえば通信装置２の台数が同じ４５台であっても、コンセントレータ３−通信装置２間のホップ数やルートコストによって、待ち時間がＴ１〔ｓ〕とＴ２〔ｓ〕とで変わることになる。

（実施形態２）
本実施形態の通信システム１は、待ち時間を求める演算部がコンセントレータ３ではなくサーバ４に設けられている点で実施形態１の通信システム１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

すなわち、本実施形態では、図４に示すように、コンセントレータ３は実施形態１における演算部３５（図１参照）および第１通知部３６（図１参照）に代えて、第２通知部３７を有している。サーバ４は、実施形態１における第１取得部４５（図１参照）に代えて、演算部４６および第２取得部４７を有している。

第２通知部３７は、少なくとも管理下の通信装置２の台数を含む通信装置２との間の通信に関する情報をサーバ４へ通知するように構成されている。具体的には、第２通知部３７は、記憶部３４に記憶されている通信装置２の識別子の数から、コンセントレータ３の管理下にある通信装置２の台数を求める。第２通知部３７は、サーバ４から取得要求が送信される度に、台数を含む通信装置２との間の通信に関する情報を、取得要求に対する応答（取得応答）として第１通信Ｉ／Ｆ３１から専用回線ＮＴ１を介してサーバ４に送信する。

第２取得部４７は、第２通知部３７からの情報を取得するように構成されている。具体的には、第２取得部４７は、取得要求をコンセントレータ３に送信し、この取得要求への応答としてコンセントレータ３から送信された取得応答を、通信Ｉ／Ｆ４１にて専用回線ＮＴ１を介して受信することにより、第２通知部３７からの情報を取得する。第２取得部４７は、このようにして取得したコンセントレータ３における通信装置２との間の通信に関する情報を、親機情報として記憶部４４に記憶する。第２取得部４７は、取得要求を定期的に送信してもよいし、通信装置２へのデータの送信を開始する直前にこの通信装置２を管理しているコンセントレータ３へ取得要求を送信してもよい。

演算部４６は、記憶部４４に記憶された親機情報に含まれる通信装置２の台数を、予め記憶部４４に記憶されている第１テーブル（表１参照）に照合することにより待ち時間を求める。演算部４６は、記憶部４４に記憶されている親機情報が更新される度に、待ち時間を求めるように構成されている。演算部４６は、求めた待ち時間を記憶部４４に記憶する。

送信部４３は、コンセントレータ３の管理下の通信装置２に対し、演算部４６で求められた待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信するように構成されている。具体的には、送信部４３は、通信Ｉ／Ｆ４１からコンセントレータ３を介してその管理下の通信装置２に対し、検針要求や要請情報といったデータを送信する機能を有しており、データを送信する際の時間間隔である送信間隔を待ち時間によって規定する。本実施形態では、待ち時間の情報は記憶部４４に記憶されているので、送信部４３は、記憶部４４に記憶された待ち時間、つまり第２取得部４７で取得された情報に基づいて演算部４６が求めた待ち時間に従って送信間隔を決定する。

また、演算部４６がコンセントレータ３の管理下にある複数の通信装置２の各々について個別に待ち時間を求める場合、第２通知部３７がサーバ４に送信する情報には、ホップ数やルートコストなどの情報が含まれる。

要するに、演算部４６が、ホップ数に基づいて通信装置２ごとに個別の待ち時間を求める場合には、第２通知部３７がサーバ４に送信する通信装置２との間の通信に関する情報は、通信装置２の台数だけでなくホップ数も含む。同様に、演算部４６が、ルートコストに基づいて通信装置２ごとに個別の待ち時間を求める場合には、第２通知部３７がサーバ４に送信する通信装置２との間の通信に関する情報は、通信装置２の台数だけでなくルートコストも含む。第２取得部４７は、このように通信装置２の台数に加えてホップ数やルートコストなどを含む情報を、親機情報として記憶部４４に記憶する。

したがって、演算部４６は、記憶部４４に記憶された親機情報に含まれる通信装置２の台数と、ホップ数あるいはルートコストとに基づいて、通信装置２ごとに個別の待ち時間を求めることができる。

以上説明した通信システム１によれば、待ち時間を求めるための演算部４６はコンセントレータ３ではなくサーバ４に設けられている。したがって、コンセントレータ３は、少なくとも管理下の通信装置２の台数を含む通信装置２との間の通信に関する情報をサーバ４へ通知すればよいので、待ち時間を求めるための処理が必要なく、コンセントレータ３のリソースを抑えることができる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の通信システム１は、コンセントレータ３を複数台備え、複数台のコンセントレータ３の各々の管理下にある通信装置２の計測データを１台のサーバ４で収集する点で実施形態１または実施形態２の通信システム１と相違する。以下、実施形態１または実施形態２と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態においては、サーバ４は、検針要求等のデータが同じコンセントレータ３の管理下の通信装置２へ続けて送信されることがないように構成されている。すなわち、サーバ４は、別々のコンセントレータ３の管理下の通信装置２へ検針要求等のデータを順番に送信することにより、複数台のコンセントレータ３間においてデータ送信のタイミングを分散させるように構成されている。

本実施形態の通信システム１の動作について、図５を参照して説明する。図５では、サーバ４が、第１のコンセントレータ３００および第２のコンセントレータ３０１の各々の管理下の通信装置２に対して検針要求のデータを送信する場合を例示する。また、サーバ４は、第１のコンセントレータ３００の管理下の通信装置２０１，２０２，…２０ｎに対しては、通信装置２０１、通信装置２０２、…通信装置２０ｎの順に検針要求のデータを送信する。同様に、サーバ４は、第２のコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２１１，２１２，…２１ｎに対しては、通信装置２１１、通信装置２１２、…通信装置２１ｎの順に検針要求のデータを送信する。

サーバ４は、まず第１のコンセントレータ３００の管理下の通信装置２０１へコンセントレータ３００を介してデータを送信する（Ｓ２１）。サーバ４は、通信装置２０１へのデータ送信後、第２のコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２１１へコンセントレータ３１０を介してデータを送信する（Ｓ２２）。

その後、サーバ４は、第１のコンセントレータ３００の管理下の通信装置２０２へコンセントレータ３００を介してデータを送信する（Ｓ２３）。ここで、サーバ４は、同じコンセントレータ３００の管理下の通信装置２０１へのデータ送信後、通信装置２０２へデータを送信するまでに、通信装置２０１の待ち時間の分の送信間隔を確保している。

その後、サーバ４は、第２のコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２１２へコンセントレータ３１０を介してデータを送信する（Ｓ２４）。ここで、サーバ４は、同じコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２１１へのデータ送信後、通信装置２１２へデータを送信するまでに、通信装置２１１の待ち時間の分の送信間隔を確保している。

その後もサーバ４は、第１のコンセントレータ３００の管理下の通信装置２と第２のコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２とに交互にデータを送信する。そして、サーバ４は、第１のコンセントレータ３００の管理下の通信装置２０ｎへデータを送信後（Ｓ２５）、第２のコンセントレータ３１０の管理下の通信装置２１ｎへデータを送信して（Ｓ２６）、全ての通信装置２へのデータ送信が完了する。

以上説明した本実施形態の通信システムによれば、サーバ４は、別々のコンセントレータ３の管理下の通信装置２へ検針要求等のデータを順番に送信することにより、複数台のコンセントレータ３間で通信トラフィック（負荷）を分散させることができる。結果的に、サーバ４は、特定のコンセントレータ３に通信トラフィックが集中することを回避できる。

その他の構成および機能は実施形態１または実施形態２と同様である。

１ 通信システム
２，２０１，２０２，…２０ｎ，２１１，２１２，…２１ｎ 通信装置
３，３００，３１０ コンセントレータ（親機）
３５，４６ 演算部
３６ 第１通知部
３７ 第２通知部
４ サーバ
４３ 送信部
４５ 第１取得部
４７ 第２取得部
５ 計測器

Claims (7)

1. 需要家での資源の消費量を計測する計測器に付設された通信装置と、複数の前記需要家に設けられた複数の前記通信装置を管理下とし当該複数の前記通信装置と通信可能な親機と、前記親機を介して当該親機の管理下の前記通信装置にデータを送信するサーバとを備え、
   前記親機と前記サーバとの一方は、前記親機と前記通信装置との間における通信の輻輳の発生を回避するように、前記親機の管理下の前記通信装置の台数に基づいて待ち時間を求める演算部を有し、
   前記サーバは、前記親機の管理下の前記通信装置に対し、前記演算部で求められた前記待ち時間の分だけ送信間隔を空けてデータを送信する送信部を有する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 複数の前記通信装置は、各々が他の通信装置を中継器としてデータを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されており、
   前記演算部は、複数の前記通信装置の各々について、前記親機からのデータのホップ数に基づいて前記待ち時間を求めるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記演算部は、複数の前記通信装置の各々について、前記親機との間の通信経路のルートコストに基づいて前記待ち時間を求めるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記演算部は前記親機に設けられており、
   前記親機は、前記サーバに対して前記待ち時間の情報を通知する第１通知部を有し、
   前記サーバは、前記第１通知部からの情報を取得する第１取得部をさらに有し、
   前記送信部は、前記第１取得部で取得された情報に従って前記送信間隔を決定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
5. 前記演算部は前記サーバに設けられており、
   前記親機は、前記サーバに対して少なくとも管理下の前記通信装置の台数を含む前記通信装置との間の通信に関する情報を通知する第２通知部を有し、
   前記サーバは、前記第２通知部からの情報を取得する第２取得部をさらに有し、
   前記送信部は、前記第２取得部で取得された情報に基づいて前記演算部が求めた前記待ち時間に従って前記送信間隔を決定する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システムに用いられることを特徴とする親機。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システムに用いられることを特徴とするサーバ。
   

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