JP4154173B2 - 電波鍵を用いた遠方監視制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上デジタル放送の中継送信所を遠方から監視制御する電波鍵を用いた遠方監視制御システムに関し、詳しくは、コントロールセンタからインターネット通信網を利用して、例えば、無人で稼動される放送電波の中継送信所を遠方監視制御する際に、そのシステムの信頼性向上を図りうる電波鍵を用いた遠方監視制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上テレビ放送はアナログからデジタルに大きく変化しようとしており、最終的には、全てデジタル放送に移行することが決定されている。この地上デジタル放送は、高品質・高画質、チャンネルの多様化（現在の３倍）、高齢者や障害者対応も含めた高機能化、および移動体サービスやマルチメディアサービスの提供が可能といった多くの利点を有している。
【０００３】
上記地上デジタル放送のネットワークは従来の地上テレビ放送のネットワークと略同様の構成を有しており、その概念は図５に示すようになっている。すなわち、スタジオで制作された放送番組は、マイクロ回線等（有線、無線を問わない）を用いて送信所へ伝送され、送信所からデジタル電波として各家庭へ送信され放送される。その際、地形等の影響で電波が良好に受信できない地域には、送信所からの電波を山頂等に設置した中継送信所で一旦受信し、この受信電波を増幅するとともに、必要な場合には、この受信電波との干渉を避けるためにチャンネルを変更して再送信する。地域によっては、このような中継送信を何段も行なうことになる。
【０００４】
ところで、上述したような中継送信所は無人で稼動するものがほとんどであり、その設備に対する監視制御はスタジオのある放送局等のコントロールセンタからの遠方制御によりなされる。
【０００５】
中継送信所の遠方制御方法としては、図６に示すように、コントロールセンタ内の監視制御装置が送信した制御信号を所定の通信網で伝送し、中継送信所の被監視制御装置がこの制御信号を受信した場合に設備制御信号を中継送信所の被監視制御設備に出力する方法が考えられる。その場合に、コスト的な面を考慮すると、上記所定の通信網としてインターネット通信網を利用することが望ましい。
【０００６】
インターネット技術を適用して広く解放されたインターネット通信網は広帯域、常時接続、安価等の利点があり、中継送信所の遠方監視制御システムをコスト面で有利に実現できるという点で利用価値が高い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インターネット通信網は悪意ある第三者の接続が極めて容易であり、例えば、暗号化された遠方制御信号であっても、その信号をインターネット通信網から取得して記録しておき、遠方制御信号の送信タイミングであるか否かとは関係なく、記録しておいた偽の遠方制御信号を送出することで、放送業務に妨害を与えるような事態も起こりうる。
【０００８】
このことを、概念的な遠方監視制御システムを表した図６を用いて説明する。地上デジタル放送（ここではISDB-T方式のものにより説明する）では、TS（Transport Stream）送出装置２１から出力された送信TS信号が専用通信網２５により伝送され、例えば基幹送信所に配された、ISDB-T変調器２２および送信機２３を介して電波として発射される。そして、この電波は中継送信所１８の被監視制御設備２４において受信され、信号増幅あるいは信号変換されて次の中継送信所１８に向けて発射されるようになっている。
【０００９】
このような中継送信所１８の被監視制御設備２４の各装置は、コントロールセンタ内の監視制御装置３１から出力され（間欠的に、１回あたり例えば数ｍｓ）、インターネット通信網３２を介して、中継送信所１８内の被監視制御装置３３に伝送された制御信号により制御されるようになっている。これにより、例えば、発電機のON/OFF制御、受電発電切替や複数台の装置間での動作切替を行なうようになっている。
【００１０】
一方、被監視制御設備２４の各装置の状態等を表す設備監視信号は被監視制御装置３３に対して出力され、この後、インターネット通信網３２を介してコントロールセンタ内の監視制御装置３１に伝送されるようになっている。上記設備監視信号は、例えば、発電機のON/OFF状態や受電発電状態の監視、複数台の装置間でいずれの装置を使用しているかの監視、さらには装置故障についての監視等に対する監視結果を表す情報信号である。
【００１１】
このシステムにおいては、制御信号および監視信号を伝送するためにインターネット通信網３２が利用されており、悪意ある第三者３５によるインターネット通信網３２に対しての接続が極めて容易であるから、前述した如く放送業務が妨害される虞が大となり、その対策が必要となる。
【００１２】
このような対策の一つとして、いわゆる使い捨て暗号を用いる方法が知られているが、使い捨て暗号を用いる方法では、監視制御装置のコスト増や貴重な暗号資源の浪費の間題があり、上記システムに適用することは望ましくない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、地上デジタル放送電波の中継送信所の設備等を遠方監視制御する際に、コスト的に有利なインターネット通信網を利用しつつ、使い捨て暗号等を用いることなく、そのシステムの安全の確保および信頼性の向上を図ることができる電波鍵を用いた遠方監視制御システムを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した問題発生の原因は、遠方監視用の制御信号の伝送に一般解放されたインターネット通信網を用いているため、真の制御信号の他に第三者が発した偽の信号が紛れ込む可能性があり、中継送信所においてはこれら両者を識別できない点にある。そこで、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムにおいては、真の制御信号が送信されていることを示す鍵情報を、上記制御信号の通信網とは独立した伝送路で伝送しておき、中継送信所においては、その独立伝送路から鍵情報を受信検出した場合に、その後の所定期間にインターネット通信網を介して伝送されてきた制御信号のみを真の制御信号として識別するようにしている。
【００１５】
すなわち、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムは、監視制御手段から所定の制御信号を出力し、インターネット通信網を介して地上デジタル放送の中継送信所の被監視制御手段に送信し、この送信された制御信号に基づき、該被監視制御手段により該中継送信所の中継送信設備を監視制御する監視制御システムにおいて、
前記監視制御手段から、前記制御信号を有効化する鍵情報を前記地上デジタル放送に係る信号の予備チャンネルに重畳させて前記中継送信所に無線伝送し、
前記中継送信所の電波鍵受信再生手段において受信された該信号の予備チャンネルから前記鍵情報を検出した場合に、該電波鍵受信再生手段から前記被監視制御手段に対して制御信号有効化信号を送出し、
該被監視制御手段では、送出された該制御信号有効化信号に基づき前記制御信号を所定期間に亘り有効化し、前記中継送信設備の監視制御を行なう設備制御信号として前記中継送信設備の所定装置に送出することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記「制御信号」とは装置等を制御するための一般的な制御信号のみならず、被監視制御手段に対し、この制御信号に付帯して、あるいはこの制御信号とは切り離されて送信される種々の情報信号を含むものである。
また、上記「被監視制御手段」は前記中継送信設備と独立して構成してもよいし、この中継送信設備内に配するように構成することも可能である。
【００１７】
また、前記電波鍵受信再生手段において、正常に前記鍵情報が検出される状態とはなっていないと判断された際には、正常に前記鍵情報が検出される状態になったと判断されるまでの期間に亘り、前記電波鍵受信再生手段から前記被監視制御手段に対して前記制御信号有効化信号が継続して送出されるように構成されていることが望ましい。
【００１８】
また、前記制御信号有効化信号は、前記電波鍵受信再生手段において前記鍵情報が検出された際に出力される鍵情報検出信号を前記所定期間に亘り延長するようにして生成されることが望ましい。
ここで、上記「鍵情報検出信号」は、例えばパルス信号とされる。
【００１９】
さらに、前記被監視制御手段は、前記制御信号有効化信号の入力タイミングに応じて前記制御信号を前記設備制御信号として通過させることにより該制御信号の有効化を行なうことが望ましい。
また、前記鍵情報は、所定ビット数の符号列からなるように構成されることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る電波鍵を用いた遠方監視制御システムを、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態においては、地上デジタル放送として日本において使用されることが決定されているISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)方式のものに適用した場合について説明するが、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムはその他の方式に係る地上デジタル放送に適用可能である。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る遠方監視制御システムの概略構成を示すブロック図である。すなわち、この遠方監視制御システムは、コントロールセンタに配された監視制御装置３１、この監視制御装置３１からの制御信号およびこの監視制御装置３１への監視信号を伝送するインターネット通信網３２、ならびに中継送信所１８内に配され、インターネット通信網３２を介して伝送された制御信号を入力される被監視制御装置３３を備えている。
【００２２】
また、この遠方監視制御システムは、コントロールセンタに配された監視制御装置３１からの鍵情報送信要求信号に応じて、所定の鍵情報信号を出力する鍵情報生成装置１０、この鍵情報信号をTS（Transport Stream）送出装置２１から出力された送信TS信号のAC(Auxi1iary Channel；予備チャンネル)多重領域に重畳させて鍵情報多重送信TS信号を出力する鍵情報AC多重装置１１、この鍵情報多重送信TS信号を伝送する、インターネット通信網３２とは独立して設けられた専用通信網２５、この専用通信網２５により伝送された鍵情報多重送信TS信号を所定の変調方式にしたがって変調するISDB-T変調器２２、および変調された鍵情報多重送信TS信号を電波として発射する送信機２３を備えている。
【００２３】
また、中継送信所１８内には、上記被監視制御装置３３のほかに、鍵情報多重送信TS信号の電波を受信し、その電波を増幅あるいは変換して次の中継送信所１８に対して発射する被監視制御設備２４、および鍵情報多重送信TS信号の電波を受信し、その中から電波鍵を検出した場合には被監視制御装置３３に鍵解除信号を出力する電波鍵受信再生装置１２を備えている。上記被監視制御設備２４の各装置は被監視制御装置３３からの設備制御信号によって制御され、また、被監視制御設備２４の各装置の状態等を表す設備監視信号を被監視制御装置３３に対して出力する。
【００２４】
次に、本実施形態による電波鍵を用いた遠方監視制御システムの作用を図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の作用を説明し易くするために、図１の一部をより詳しく表したものである。
【００２５】
本実施形態のシステムにおいては、監視制御装置３１から中継送信所１８の被監視制御装置３３に制御信号を送信するタイミングに同期して略同時に、鍵情報生成装置１０に対して鍵情報送信要求信号を出力する。鍵情報生成装置１０では、この鍵情報送信要求信号に応じて所定の鍵情報信号を出力し、この鍵情報信号は、上述したように鍵情報AC多重装置１１において、TS送出装置２１から出力された送信TS信号のAC多重領域に重畳されるようになっている。なお、AC多重領域とは、地上デジタル信号の予備チャンネル（AC）が多重される所定領域であって、汎用的に用いられることを目的として設けられたものである。このように、鍵情報信号を地上デジタル信号の主チャンネルではなく予備チャンネルに重畳させたのは、主チャンネルが信号復調処理等によって重畳された信号の検出までにある程度の時間を要するのに対し、予備チャンネルではその重畳された信号の検出がほとんど遅延することなく行なわれる利点を考慮したものである。
【００２６】
監視制御装置３１から出力された制御信号は、インターネット通信網３２を介して中継送信所１８の被監視制御装置３３に伝送される。一方、鍵情報信号が重畳された鍵情報多重送信TS信号は、専用通信網２５、ISDB-T変調器２２、および送信機２３を介して電波として発射され、中継送信所１８の被監視制御設備２４で受信されるとともに電波鍵受信再生装置１２によっても受信される。この電波鍵受信再生装置１２では、鍵情報多重送信TS信号中に重畳されている鍵情報信号を検出するように構成されており、鍵情報信号が検出された場合には、検出後所定期間に亘り鍵解除信号を被監視制御装置３３に対して出力し続ける。
【００２７】
被監視制御装置３３では、鍵解除信号が入力されている間、インターネット通信網３２を介して伝送された制御信号を通過させ、これを設備制御信号として被監視制御設備２４に出力し、これにより被監視制御設備２４の各装置が良好に制御されるようになっている。
【００２８】
上記鍵情報要求信号の要求から、被監視制御装置３３に鍵解除信号が入力されるまでの時間に対し、監視制御装置３１から出力された制御信号が被監視制御装置３３に伝送されるまでの時間の方が、インターネット通信網３２を介して伝送される分だけ長くなるように調整する。監視制御装置３１から出力された真の制御信号が被監視制御装置３３に到達するタイミングよりも早く被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７のゲートが開状態となるように設定されており、したがって真の制御信号は確実に被監視制御設備２４に出力されることになる。なお、鍵解除信号が継続的に出力されている期間は、制御信号の最大長および制御信号がインターネット通信網３２を伝送される際の遅延時間を充分考慮し、真の制御信号の通過途中で制御信号通過／阻止回路１７のゲートが閉状態とならないように設定することが肝要である。この所定の期間は例えば３０秒とする。
【００２９】
なお、所定の期間が経過した後あるいは制御信号が通過した後は、制御信号通過／阻止回路１７のゲートが閉状態になり、監視制御装置３１から出力された制御信号以外の偽の信号の通過を阻止するようになっている。
これにより、真の制御信号のみが有効化され、偽の信号は排除されることになる。
【００３０】
上述した電波鍵受信再生装置１２は、図２に示すようにISDB-T受信機１３、AC復調回路１４、鍵情報検出回路１５、および信号延長回路１６を備えている。すなわち、送信機２３から電波として発射された鍵情報多重送信TS信号は電波鍵受信再生装置１２のISDB-T受信機１３により受信され、AC復調回路１４においてAC多重領域に重畳されている信号が復調されるようになっている。この復調されたAC復調信号は鍵情報検出回路１５に出力され、この検出回路１５において鍵情報信号の検出が行なわれる。鍵情報検出回路１５において鍵情報信号が検出された場合には鍵解除検出信号が信号延長回路１６に出力される。鍵解除検出信号はパルス的な信号であるが、信号延長回路１６は、その入力信号の信号期間を延長するようにして、その入力タイミングから所定期間に亘って継続する鍵解除信号を生成し、被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７に出力する。
【００３１】
また、AC復調回路１４からはAC復調不能信号が出力されることがある。これは、受信された鍵情報多重送信TS信号が無変調信号であったり、電波断等の不測の事態が生じて、鍵情報信号の検出が不能となった場合に、制御信号通過／阻止回路１７における真の制御信号の通過が不能となる事態を防止するためである。
【００３２】
すなわち、上記無変調、電波断等の異常事態が発生していることはAC復調回路１４において認識できるので、このような異常事態が発生していると認識された場合には、AC復調回路１４からは鍵情報検出回路１５に対して、AC復調不能信号が出力される。鍵情報検出回路１５では、このAC復調不能信号の入力に応じ、上記AC復調信号の場合と同様に、信号延長回路１６に対して鍵解除検出信号を出力するように構成されているので、このような場合にも被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７に鍵解除信号が出力され、真の制御信号を設備制御信号として被監視制御設備２４に出力することが可能となる。
【００３３】
ただし、AC復調不能信号に対応した鍵解除信号は、上記無変調、電波断等の異常事態が解消されるまで、継続して出力され続けるように構成されているから、この点において上記AC復調信号に対応した鍵解除信号と相違する。すなわち、上述したような異常事態が発生した場合には、まず被監視制御設備２４に対する制御信号の出力を最優先しようとするものである。
【００３４】
また、上述した鍵情報生成装置１０から出力される所定の鍵情報信号は、種々のタイプのものとすることが可能であるが、鍵情報生成装置１０における鍵情報信号生成が容易、かつ鍵情報検出回路１５における鍵情報信号検出（照合）が容易となるような形式のものとすることが望ましく、例えば図３に示すように、１と０をランダムに配列した１２８ビットの鍵情報信号とすることが可能である。勿論、このビット数はこれより多くしても、少なくしても良く、好ましい数を適宜選択すればよい。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、鍵情報信号としてデジタル信号伝送に親和性の高いデジタル信号のビット組を用いる例について説明しているが、鍵情報信号の他の態様のものを用いるシステムとして、単一周波数からなるアナログ信号、あるいは複数の単一周波数の信号を組み合わせたアナログ信号をAD(Analog to Digital)変換して鍵情報信号を作成し、その一方、この鍵情報信号を検出する鍵情報検出回路１５にてこの鍵情報信号をDA（Digital to Analog）変換し、アナログ周波数識別回路等でアナログ信号からなる鍵情報を検出するような構成とすることももちろん可能である。
【００３６】
また、鍵情報検出回路１５には、鍵情報信号検出（照合）のために、鍵情報生成装置１０で生成される鍵情報信号と同一の鍵情報を記憶しておく必要がある。また、図４は、上記実施形態の一部変更例を示すものである。すなわち、この変更例においては、被監視制御装置が被監視制御設備２４内に含まれており、電波鍵受信再生装置１２からの鍵解除信号およびインターネット通信網３２を介して伝送された制御信号（設備制御信号）は被監視制御設備２４に直接入力される。一方、インターネット通信網３２を介して伝送される設備監視信号は被監視制御設備２４から直接出力される形式となっている。
【００３７】
この場合にも、被監視制御設備２４内に配された被監視制御装置の制御信号通過／阻止回路において、鍵解除信号が入力されている間、インターネット通信網３２を介して伝送された真の制御信号を通過させて設備制御信号とし、これにより被監視制御設備２４の各装置が制御されることになる。
【００３８】
さらに、上述した制御信号を伝送するインターネット通信網３２、および鍵情報多重送信TS信号を伝送する専用通信網２５は有線であるか無線であるかを問わず、いずれであってもシステムの構築が可能である。
【００３９】
なお、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムとしては上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては監視制御装置３１から中継送信所１８の被監視制御装置３３に対し制御信号を送信するのと同期して略同時に、鍵情報生成装置１０に対して鍵情報送信要求信号を出力するように構成されているが、上記鍵情報送信要求信号の要求から、被監視制御装置３３に鍵解除信号が出力されるまでの間、または監視制御装置３１から出力された制御信号が被監視制御装置３３に伝送されるまでの間に特別な遅延事情が存在する場合には、上記鍵情報生成装置１０からの鍵情報信号の発生タイミングを適宜調整することになる。ただし、この場合にも、インターネット通信網３２に時間的に不確定な伝播遅延が存在することから、鍵解除信号を所定期間に亘って継続して出力するシステムとすることが必要である。
【００４０】
また、上記実施形態においては、電波鍵受信再生装置１２から所定期間継続する鍵解除信号を出力しているが、鍵情報検出回路１５からの鍵解除検出信号を直接被監視制御装置３３に出力させておいて、被監視制御装置３３ではその鍵解除検出信号の入力から所定期間に亘り制御信号通過／阻止回路のゲート１７を開状態に設定するように構成してもよい。
【００４１】
また、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムを発展させれば、インターネット通信網を介して制御がなされる一般の監視制御手段にも適用可能である。例えば、自動販売機等の業務用装置や家庭内の電気製品等の監視制御をインターネット通信網を介して行なう場合に、上記地上デジタル放送の電波（AC多重領域）に上記電波鍵を重畳させて、その電波鍵がその装置や製品の電波鍵受信再生装置により検出された際にインターネット通信網を介して伝送された制御信号を真の制御信号として認識し、その認識された制御信号により上記自動販売機等の監視制御を安全に行なうようにすることが可能であり、その応用範囲を含めた実用上の価値は極めて大きい。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムにおいては、真の制御信号が送信されていることを示す鍵情報を、制御信号の通信網とは独立した伝送路で伝送しておき、中継送信所においては、その独立伝送路から鍵情報を受信検出した場合に、その後の所定期間にインターネット通信網を介して伝送されてきた制御信号のみを真の制御信号として認識するようにしているので、安価なインターネット通信網を利用しつつ、制御信号の伝送における安全性の確保および信頼性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、鍵情報を送出する上記独立伝送路を、地上デジタル放送の電波を利用して構築しており、新たな伝送路を確保せずともよいので極めて効率的である。
さらに、鍵情報を、地上デジタル放送の予備チャンネルに重畳しているので、鍵情報の伝播遅延をほとんど考慮する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電波鍵を用いた遠方監視制御システムを示すブロック図
【図２】図１に示す電波鍵を用いた遠方監視制御システムの一部詳細ブロック図
【図３】鍵情報信号の一例を示す概略図
【図４】図１に示す電波鍵を用いた遠方監視制御システムの変更例を示すブロック図
【図５】一般的な地上デジタル放送のネットワークを示す概念図
【図６】従来技術による遠方監視制御システムを示すブロック図
【符号の説明】
１０ 鍵情報生成装置
１１ 鍵情報AC多重装置
１２ 電波鍵受信再生装置
１３ ISDB-T受信機
１４ AC復調回路
１５ 鍵情報検出回路
１６ 信号延長回路
１７ 制御信号通過／阻止回路
１８ 中継送信所
２１ TS（Transport Stream）送出装置
２２ ISDB-T変調器
２３ 送信機
２４ 被監視制御設備
２５ 専用通信網
３１ 監視制御装置
３２ インターネット通信網
３３ 被監視制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上デジタル放送の中継送信所を遠方から監視制御する電波鍵を用いた遠方監視制御システムに関し、詳しくは、コントロールセンタからインターネット通信網を利用して、例えば、無人で稼動される放送電波の中継送信所を遠方監視制御する際に、そのシステムの信頼性向上を図りうる電波鍵を用いた遠方監視制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上テレビ放送はアナログからデジタルに大きく変化しようとしており、最終的には、全てデジタル放送に移行することが決定されている。この地上デジタル放送は、高品質・高画質、チャンネルの多様化（現在の３倍）、高齢者や障害者対応も含めた高機能化、および移動体サービスやマルチメディアサービスの提供が可能といった多くの利点を有している。
【０００３】
上記地上デジタル放送のネットワークは従来の地上テレビ放送のネットワークと略同様の構成を有しており、その概念は図５に示すようになっている。すなわち、スタジオで制作された放送番組は、マイクロ回線等（有線、無線を問わない）を用いて送信所へ伝送され、送信所からデジタル電波として各家庭へ送信され放送される。その際、地形等の影響で電波が良好に受信できない地域には、送信所からの電波を山頂等に設置した中継送信所で一旦受信し、この受信電波を増幅するとともに、必要な場合には、この受信電波との干渉を避けるためにチャンネルを変更して再送信する。地域によっては、このような中継送信を何段も行なうことになる。
【０００４】
ところで、上述したような中継送信所は無人で稼動するものがほとんどであり、その設備に対する監視制御はスタジオのある放送局等のコントロールセンタからの遠方制御によりなされる。
【０００５】
中継送信所の遠方制御方法としては、図６に示すように、コントロールセンタ内の監視制御装置が送信した制御信号を所定の通信網で伝送し、中継送信所の被監視制御装置がこの制御信号を受信した場合に設備制御信号を中継送信所の被監視制御設備に出力する方法が考えられる。その場合に、コスト的な面を考慮すると、上記所定の通信網としてインターネット通信網を利用することが望ましい。
【０００６】
インターネット技術を適用して広く解放されたインターネット通信網は広帯域、常時接続、安価等の利点があり、中継送信所の遠方監視制御システムをコスト面で有利に実現できるという点で利用価値が高い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インターネット通信網は悪意ある第三者の接続が極めて容易であり、例えば、暗号化された遠方制御信号であっても、その信号をインターネット通信網から取得して記録しておき、遠方制御信号の送信タイミングであるか否かとは関係なく、記録しておいた偽の遠方制御信号を送出することで、放送業務に妨害を与えるような事態も起こりうる。
【０００８】
このことを、概念的な遠方監視制御システムを表した図６を用いて説明する。地上デジタル放送（ここではISDB-T方式のものにより説明する）では、TS（Transport Stream）送出装置２１から出力された送信TS信号が専用通信網２５により伝送され、例えば基幹送信所に配された、ISDB-T変調器２２および送信機２３を介して電波として発射される。そして、この電波は中継送信所１８の被監視制御設備２４において受信され、信号増幅あるいは信号変換されて次の中継送信所１８に向けて発射されるようになっている。
【０００９】
このような中継送信所１８の被監視制御設備２４の各装置は、コントロールセンタ内の監視制御装置３１から出力され（間欠的に、１回あたり例えば数ｍｓ）、インターネット通信網３２を介して、中継送信所１８内の被監視制御装置３３に伝送された制御信号により制御されるようになっている。これにより、例えば、発電機のON/OFF制御、受電発電切替や複数台の装置間での動作切替を行なうようになっている。
【００１０】
一方、被監視制御設備２４の各装置の状態等を表す設備監視信号は被監視制御装置３３に対して出力され、この後、インターネット通信網３２を介してコントロールセンタ内の監視制御装置３１に伝送されるようになっている。上記設備監視信号は、例えば、発電機のON/OFF状態や受電発電状態の監視、複数台の装置間でいずれの装置を使用しているかの監視、さらには装置故障についての監視等に対する監視結果を表す情報信号である。
【００１１】
このシステムにおいては、制御信号および監視信号を伝送するためにインターネット通信網３２が利用されており、悪意ある第三者３５によるインターネット通信網３２に対しての接続が極めて容易であるから、前述した如く放送業務が妨害される虞が大となり、その対策が必要となる。
【００１２】
このような対策の一つとして、いわゆる使い捨て暗号を用いる方法が知られているが、使い捨て暗号を用いる方法では、監視制御装置のコスト増や貴重な暗号資源の浪費の間題があり、上記システムに適用することは望ましくない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、地上デジタル放送電波の中継送信所の設備等を遠方監視制御する際に、コスト的に有利なインターネット通信網を利用しつつ、使い捨て暗号等を用いることなく、そのシステムの安全の確保および信頼性の向上を図ることができる電波鍵を用いた遠方監視制御システムを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した問題発生の原因は、遠方監視用の制御信号の伝送に一般解放されたインターネット通信網を用いているため、真の制御信号の他に第三者が発した偽の信号が紛れ込む可能性があり、中継送信所においてはこれら両者を識別できない点にある。そこで、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムにおいては、真の制御信号が送信されていることを示す鍵情報を、上記制御信号の通信網とは独立した伝送路で伝送しておき、中継送信所においては、その独立伝送路から鍵情報を受信検出した場合に、その後の所定期間にインターネット通信網を介して伝送されてきた制御信号のみを真の制御信号として識別するようにしている。
【００１５】
すなわち、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムは、監視制御手段から所定の制御信号を出力し、インターネット通信網を介して地上デジタル放送の中継送信所の被監視制御手段に送信し、この送信された制御信号に基づき、該被監視制御手段により該中継送信所の中継送信設備を監視制御する監視制御システムにおいて、
前記監視制御手段から、前記制御信号を有効化する鍵情報を前記地上デジタル放送に係る信号の予備チャンネルに重畳させて前記中継送信所に無線伝送し、
前記中継送信所の電波鍵受信再生手段において受信された該信号の予備チャンネルから前記鍵情報を検出した場合に、該電波鍵受信再生手段から前記被監視制御手段に対して制御信号有効化信号を送出し、
該被監視制御手段では、送出された該制御信号有効化信号に基づき前記制御信号を所定期間に亘り有効化し、前記中継送信設備の監視制御を行なう設備制御信号として前記中継送信設備の所定装置に送出することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記「制御信号」とは装置等を制御するための一般的な制御信号のみならず、被監視制御手段に対し、この制御信号に付帯して、あるいはこの制御信号とは切り離されて送信される種々の情報信号を含むものである。
また、上記「被監視制御手段」は前記中継送信設備と独立して構成してもよいし、この中継送信設備内に配するように構成することも可能である。
【００１７】
また、前記電波鍵受信再生手段において、正常に前記鍵情報が検出される状態とはなっていないと判断された際には、正常に前記鍵情報が検出される状態になったと判断されるまでの期間に亘り、前記電波鍵受信再生手段から前記被監視制御手段に対して前記制御信号有効化信号が継続して送出されるように構成されていることが望ましい。
【００１８】
また、前記制御信号有効化信号は、前記電波鍵受信再生手段において前記鍵情報が検出された際に出力される鍵情報検出信号を前記所定期間に亘り延長するようにして生成されることが望ましい。
ここで、上記「鍵情報検出信号」は、例えばパルス信号とされる。
【００１９】
さらに、前記被監視制御手段は、前記制御信号有効化信号の入力タイミングに応じて前記制御信号を前記設備制御信号として通過させることにより該制御信号の有効化を行なうことが望ましい。
また、前記鍵情報は、所定ビット数の符号列からなるように構成されることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る電波鍵を用いた遠方監視制御システムを、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態においては、地上デジタル放送として日本において使用されることが決定されているISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)方式のものに適用した場合について説明するが、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムはその他の方式に係る地上デジタル放送に適用可能である。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る遠方監視制御システムの概略構成を示すブロック図である。すなわち、この遠方監視制御システムは、コントロールセンタに配された監視制御装置３１、この監視制御装置３１からの制御信号およびこの監視制御装置３１への監視信号を伝送するインターネット通信網３２、ならびに中継送信所１８内に配され、インターネット通信網３２を介して伝送された制御信号を入力される被監視制御装置３３を備えている。
【００２２】
また、この遠方監視制御システムは、コントロールセンタに配された監視制御装置３１からの鍵情報送信要求信号に応じて、所定の鍵情報信号を出力する鍵情報生成装置１０、この鍵情報信号をTS（Transport Stream）送出装置２１から出力された送信TS信号のAC(Auxi1iary Channel；予備チャンネル)多重領域に重畳させて鍵情報多重送信TS信号を出力する鍵情報AC多重装置１１、この鍵情報多重送信TS信号を伝送する、インターネット通信網３２とは独立して設けられた専用通信網２５、この専用通信網２５により伝送された鍵情報多重送信TS信号を所定の変調方式にしたがって変調するISDB-T変調器２２、および変調された鍵情報多重送信TS信号を電波として発射する送信機２３を備えている。
【００２３】
また、中継送信所１８内には、上記被監視制御装置３３のほかに、鍵情報多重送信TS信号の電波を受信し、その電波を増幅あるいは変換して次の中継送信所１８に対して発射する被監視制御設備２４、および鍵情報多重送信TS信号の電波を受信し、その中から電波鍵を検出した場合には被監視制御装置３３に鍵解除信号を出力する電波鍵受信再生装置１２を備えている。上記被監視制御設備２４の各装置は被監視制御装置３３からの設備制御信号によって制御され、また、被監視制御設備２４の各装置の状態等を表す設備監視信号を被監視制御装置３３に対して出力する。
【００２４】
次に、本実施形態による電波鍵を用いた遠方監視制御システムの作用を図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の作用を説明し易くするために、図１の一部をより詳しく表したものである。
【００２５】
本実施形態のシステムにおいては、監視制御装置３１から中継送信所１８の被監視制御装置３３に制御信号を送信するタイミングに同期して略同時に、鍵情報生成装置１０に対して鍵情報送信要求信号を出力する。鍵情報生成装置１０では、この鍵情報送信要求信号に応じて所定の鍵情報信号を出力し、この鍵情報信号は、上述したように鍵情報AC多重装置１１において、TS送出装置２１から出力された送信TS信号のAC多重領域に重畳されるようになっている。なお、AC多重領域とは、地上デジタル信号の予備チャンネル（AC）が多重される所定領域であって、汎用的に用いられることを目的として設けられたものである。このように、鍵情報信号を地上デジタル信号の主チャンネルではなく予備チャンネルに重畳させたのは、主チャンネルが信号復調処理等によって重畳された信号の検出までにある程度の時間を要するのに対し、予備チャンネルではその重畳された信号の検出がほとんど遅延することなく行なわれる利点を考慮したものである。
【００２６】
監視制御装置３１から出力された制御信号は、インターネット通信網３２を介して中継送信所１８の被監視制御装置３３に伝送される。一方、鍵情報信号が重畳された鍵情報多重送信TS信号は、専用通信網２５、ISDB-T変調器２２、および送信機２３を介して電波として発射され、中継送信所１８の被監視制御設備２４で受信されるとともに電波鍵受信再生装置１２によっても受信される。この電波鍵受信再生装置１２では、鍵情報多重送信TS信号中に重畳されている鍵情報信号を検出するように構成されており、鍵情報信号が検出された場合には、検出後所定期間に亘り鍵解除信号を被監視制御装置３３に対して出力し続ける。
【００２７】
被監視制御装置３３では、鍵解除信号が入力されている間、インターネット通信網３２を介して伝送された制御信号を通過させ、これを設備制御信号として被監視制御設備２４に出力し、これにより被監視制御設備２４の各装置が良好に制御されるようになっている。
【００２８】
上記鍵情報要求信号の要求から、被監視制御装置３３に鍵解除信号が入力されるまでの時間に対し、監視制御装置３１から出力された制御信号が被監視制御装置３３に伝送されるまでの時間の方が、インターネット通信網３２を介して伝送される分だけ長くなるように調整する。監視制御装置３１から出力された真の制御信号が被監視制御装置３３に到達するタイミングよりも早く被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７のゲートが開状態となるように設定されており、したがって真の制御信号は確実に被監視制御設備２４に出力されることになる。なお、鍵解除信号が継続的に出力されている期間は、制御信号の最大長および制御信号がインターネット通信網３２を伝送される際の遅延時間を充分考慮し、真の制御信号の通過途中で制御信号通過／阻止回路１７のゲートが閉状態とならないように設定することが肝要である。この所定の期間は例えば３０秒とする。
【００２９】
なお、所定の期間が経過した後あるいは制御信号が通過した後は、制御信号通過／阻止回路１７のゲートが閉状態になり、監視制御装置３１から出力された制御信号以外の偽の信号の通過を阻止するようになっている。
これにより、真の制御信号のみが有効化され、偽の信号は排除されることになる。
【００３０】
上述した電波鍵受信再生装置１２は、図２に示すようにISDB-T受信機１３、AC復調回路１４、鍵情報検出回路１５、および信号延長回路１６を備えている。すなわち、送信機２３から電波として発射された鍵情報多重送信TS信号は電波鍵受信再生装置１２のISDB-T受信機１３により受信され、AC復調回路１４においてAC多重領域に重畳されている信号が復調されるようになっている。この復調されたAC復調信号は鍵情報検出回路１５に出力され、この検出回路１５において鍵情報信号の検出が行なわれる。鍵情報検出回路１５において鍵情報信号が検出された場合には鍵解除検出信号が信号延長回路１６に出力される。鍵解除検出信号はパルス的な信号であるが、信号延長回路１６は、その入力信号の信号期間を延長するようにして、その入力タイミングから所定期間に亘って継続する鍵解除信号を生成し、被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７に出力する。
【００３１】
また、AC復調回路１４からはAC復調不能信号が出力されることがある。これは、受信された鍵情報多重送信TS信号が無変調信号であったり、電波断等の不測の事態が生じて、鍵情報信号の検出が不能となった場合に、制御信号通過／阻止回路１７における真の制御信号の通過が不能となる事態を防止するためである。
【００３２】
すなわち、上記無変調、電波断等の異常事態が発生していることはAC復調回路１４において認識できるので、このような異常事態が発生していると認識された場合には、AC復調回路１４からは鍵情報検出回路１５に対して、AC復調不能信号が出力される。鍵情報検出回路１５では、このAC復調不能信号の入力に応じ、上記AC復調信号の場合と同様に、信号延長回路１６に対して鍵解除検出信号を出力するように構成されているので、このような場合にも被監視制御装置３３の制御信号通過／阻止回路１７に鍵解除信号が出力され、真の制御信号を設備制御信号として被監視制御設備２４に出力することが可能となる。
【００３３】
ただし、AC復調不能信号に対応した鍵解除信号は、上記無変調、電波断等の異常事態が解消されるまで、継続して出力され続けるように構成されているから、この点において上記AC復調信号に対応した鍵解除信号と相違する。すなわち、上述したような異常事態が発生した場合には、まず被監視制御設備２４に対する制御信号の出力を最優先しようとするものである。
【００３４】
また、上述した鍵情報生成装置１０から出力される所定の鍵情報信号は、種々のタイプのものとすることが可能であるが、鍵情報生成装置１０における鍵情報信号生成が容易、かつ鍵情報検出回路１５における鍵情報信号検出（照合）が容易となるような形式のものとすることが望ましく、例えば図３に示すように、１と０をランダムに配列した１２８ビットの鍵情報信号とすることが可能である。勿論、このビット数はこれより多くしても、少なくしても良く、好ましい数を適宜選択すればよい。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、鍵情報信号としてデジタル信号伝送に親和性の高いデジタル信号のビット組を用いる例について説明しているが、鍵情報信号の他の態様のものを用いるシステムとして、単一周波数からなるアナログ信号、あるいは複数の単一周波数の信号を組み合わせたアナログ信号をAD(Analog to Digital)変換して鍵情報信号を作成し、その一方、この鍵情報信号を検出する鍵情報検出回路１５にてこの鍵情報信号をDA（Digital to Analog）変換し、アナログ周波数識別回路等でアナログ信号からなる鍵情報を検出するような構成とすることももちろん可能である。
【００３６】
また、鍵情報検出回路１５には、鍵情報信号検出（照合）のために、鍵情報生成装置１０で生成される鍵情報信号と同一の鍵情報を記憶しておく必要がある。また、図４は、上記実施形態の一部変更例を示すものである。すなわち、この変更例においては、被監視制御装置が被監視制御設備２４内に含まれており、電波鍵受信再生装置１２からの鍵解除信号およびインターネット通信網３２を介して伝送された制御信号（設備制御信号）は被監視制御設備２４に直接入力される。一方、インターネット通信網３２を介して伝送される設備監視信号は被監視制御設備２４から直接出力される形式となっている。
【００３７】
この場合にも、被監視制御設備２４内に配された被監視制御装置の制御信号通過／阻止回路において、鍵解除信号が入力されている間、インターネット通信網３２を介して伝送された真の制御信号を通過させて設備制御信号とし、これにより被監視制御設備２４の各装置が制御されることになる。
【００３８】
さらに、上述した制御信号を伝送するインターネット通信網３２、および鍵情報多重送信TS信号を伝送する専用通信網２５は有線であるか無線であるかを問わず、いずれであってもシステムの構築が可能である。
【００３９】
なお、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムとしては上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては監視制御装置３１から中継送信所１８の被監視制御装置３３に対し制御信号を送信するのと同期して略同時に、鍵情報生成装置１０に対して鍵情報送信要求信号を出力するように構成されているが、上記鍵情報送信要求信号の要求から、被監視制御装置３３に鍵解除信号が出力されるまでの間、または監視制御装置３１から出力された制御信号が被監視制御装置３３に伝送されるまでの間に特別な遅延事情が存在する場合には、上記鍵情報生成装置１０からの鍵情報信号の発生タイミングを適宜調整することになる。ただし、この場合にも、インターネット通信網３２に時間的に不確定な伝播遅延が存在することから、鍵解除信号を所定期間に亘って継続して出力するシステムとすることが必要である。
【００４０】
また、上記実施形態においては、電波鍵受信再生装置１２から所定期間継続する鍵解除信号を出力しているが、鍵情報検出回路１５からの鍵解除検出信号を直接被監視制御装置３３に出力させておいて、被監視制御装置３３ではその鍵解除検出信号の入力から所定期間に亘り制御信号通過／阻止回路のゲート１７を開状態に設定するように構成してもよい。
【００４１】
また、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムを発展させれば、インターネット通信網を介して制御がなされる一般の監視制御手段にも適用可能である。例えば、自動販売機等の業務用装置や家庭内の電気製品等の監視制御をインターネット通信網を介して行なう場合に、上記地上デジタル放送の電波（AC多重領域）に上記電波鍵を重畳させて、その電波鍵がその装置や製品の電波鍵受信再生装置により検出された際にインターネット通信網を介して伝送された制御信号を真の制御信号として認識し、その認識された制御信号により上記自動販売機等の監視制御を安全に行なうようにすることが可能であり、その応用範囲を含めた実用上の価値は極めて大きい。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電波鍵を用いた遠方監視制御システムにおいては、真の制御信号が送信されていることを示す鍵情報を、制御信号の通信網とは独立した伝送路で伝送しておき、中継送信所においては、その独立伝送路から鍵情報を受信検出した場合に、その後の所定期間にインターネット通信網を介して伝送されてきた制御信号のみを真の制御信号として認識するようにしているので、安価なインターネット通信網を利用しつつ、制御信号の伝送における安全性の確保および信頼性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、鍵情報を送出する上記独立伝送路を、地上デジタル放送の電波を利用して構築しており、新たな伝送路を確保せずともよいので極めて効率的である。
さらに、鍵情報を、地上デジタル放送の予備チャンネルに重畳しているので、鍵情報の伝播遅延をほとんど考慮する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電波鍵を用いた遠方監視制御システムを示すブロック図
【図２】図１に示す電波鍵を用いた遠方監視制御システムの一部詳細ブロック図
【図３】鍵情報信号の一例を示す概略図
【図４】図１に示す電波鍵を用いた遠方監視制御システムの変更例を示すブロック図
【図５】一般的な地上デジタル放送のネットワークを示す概念図
【図６】従来技術による遠方監視制御システムを示すブロック図
【符号の説明】
１０ 鍵情報生成装置
１１ 鍵情報AC多重装置
１２ 電波鍵受信再生装置
１３ ISDB-T受信機
１４ AC復調回路
１５ 鍵情報検出回路
１６ 信号延長回路
１７ 制御信号通過／阻止回路
１８ 中継送信所
２１ TS（Transport Stream）送出装置
２２ ISDB-T変調器
２３ 送信機
２４ 被監視制御設備
２５ 専用通信網
３１ 監視制御装置
３２ インターネット通信網
３３ 被監視制御装置
Claims (6)
- 監視制御手段から所定の制御信号を出力し、インターネット通信網を介して地上デジタル放送の中継送信所の被監視制御手段に送信し、この送信された制御信号に基づき、該被監視制御手段により該中継送信所の中継送信設備を監視制御する監視制御システムにおいて、
前記監視制御手段から、前記制御信号を有効化する鍵情報を前記地上デジタル放送に係る信号の予備チャンネルに重畳させて前記中継送信所に無線伝送し、
前記中継送信所の電波鍵受信再生手段において受信された該信号の予備チャンネルから前記鍵情報を検出した場合に、該電波鍵受信再生手段から前記該被監視制御手段に対して制御信号有効化信号を送出し、
該被監視制御手段では、送出された該制御信号有効化信号に基づき前記制御信号を所定期間に亘り有効化し、前記中継送信設備の監視制御を行なう設備制御信号として前記中継送信設備の所定装置に送出することを特徴とする電波鍵を用いた遠方監視制御システム。 - 前記被監視制御手段が前記中継送信設備内に配されていることを特徴とする請求項１記載の電波鍵を用いた遠方監視制御システム。
- 前記電波鍵受信再生手段において、正常に前記鍵情報が検出される状態とはなっていないと判断された際には、正常に前記鍵情報が検出される状態になったと判断されるまでの期間に亘り、前記電波鍵受信再生手段から前記被監視制御手段に対して前記制御信号有効化信号が継続して送出されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電波鍵を用いた遠方監視制御システム。
- 前記制御信号有効化信号は、前記電波鍵受信再生手段において前記鍵情報が検出された際に出力される鍵情報検出信号を前記所定期間に亘り延長するようにして生成されることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の電波鍵を用いた遠方監視制御システム。
- 前記被監視制御手段は、前記制御信号有効化信号が入力されている期間において、前記制御信号を前記設備制御信号として通過させることにより該制御信号の有効化を行なうことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の電波鍵を用いた遠方監視制御システム。
- 前記鍵情報は、所定ビット数の符号列からなることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の電波鍵を用いた遠方監視制御システム。
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