JP5119125B2 - 電力線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、電力線を介してユーザ端末と電力線ネットワーク上のコンピュータと外部のネットワークとの間の通信を可能にし、省電力に資する電力線通信システムに関する。

電力線を介して行われる電力線通信は、ユーザ端末にユーザ端末間の通信、外部のネットワークとの通信等を可能にする。電力線通信は、一般に、複数の電力線通信装置の媒介の下に実現される。電力線通信装置のうちの１つは、通信の全体的な管理を行うネットワーク側電力線通信媒介装置であり、残りのものは一般にユーザ端末が接続されるユーザ側電力線通信媒介装置である。ここで、ユーザ側電力線通信媒介装置には、ユーザ端末が１対１で接続されることも、複数のユーザ端末が接続されることも可能である。

従来、これらの電力線通信装置は、停止による弊害等から電力線通信が行われていないときでも作動し、電力を消費するように構成されている。企業等では夜間においても通信の必要性が残ると共に、管理、セキュリティ等における問題も生じかねないからである。しかしながら、夜間等においては停止可能な場合が多く、このような場合に装置を作動させておくことは、昨今の省電力が求められる状況下において好ましいわけではない。

電力線通信における省電力を促進する技術として、従来、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、各ユーザ側電力線通信媒介装置が、通信を媒介するユーザ端末の停止状態を検出して、全てのユーザ端末が停止状態にあるとき自装置を休停止する技術が記載されている。
特開２００７−３３６１７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の省電力技術では、全体的な管理を行うネットワーク側電力線通信媒介装置の省電力が十分でないという問題を有していた。

以上の現状に鑑み、本発明の目的は、ユーザ側電力線通信媒介装置だけでなく全体的な管理を行うネットワーク側電力線通信媒介装置の省電力も適切に図ることが可能な電力線通信システムを提供することにある。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、電力線を介して相互に通信可能に接続された、ネットワーク側電力線通信媒介装置と１つ以上のユーザ側電力線通信媒介装置とを備え、前記ネットワーク側電力線通信媒介装置が自装置と前記ユーザ側電力線通信媒介装置との間及び前記ユーザ側電力線通信媒介装置間の電力線を介した通信に介在し、前記ユーザ側電力線通信媒介装置に接続されたユーザ端末が前記ユーザ側電力線通信媒介装置を媒介にして前記ネットワーク側電力線通信媒介装置と通信可能な電力線通信システムであって、前記ネットワーク側電力線通信媒介装置が、起動指示の送信元アドレスと通信を行った前記ユーザ端末の送信元アドレスとを取得可能なアドレス取得部と、前記起動指示の送信元アドレスを保存可能なユーザ側装置アドレスデータベースと、前記ユーザ端末の送信元アドレスを保存可能なユーザ端末アドレスデータベースと、前記ユーザ端末アドレスデータベース中の全ての送信元アドレスの前記ユーザ端末に監視信号を送信し、応答の有無を介して前記ユーザ端末の停止状態を検知し前記停止状態が検知された前記ユーザ端末の送信元アドレスを前記ユーザ端末アドレスデータベースから消去し、前記ユーザ端末アドレスデータベースに保存された前記送信元アドレスがなくなったときに、通信を媒介していた前記ユーザ側電力線通信媒介装置の停止要求を行うことが可能な端末停止応答部と、前記ユーザ側電力線通信媒介装置からの起動指示に応答して休止している自装置を起動させ、前記停止要求に応答して前記ユーザ側装置アドレスデータベースに保存された前記送信元アドレスの前記ユーザ側電力線通信媒介装置を停止させる停止指示を送信すると共に自装置を休止させることが可能な状態切替処理部と、を有し、前記ユーザ側電力線通信媒介装置が、前記ネットワーク側電力線通信媒介装置のアドレスを前記起動指示の送信先アドレスとして格納する起動指示先アドレス格納部と、自装置の起動に応答して前記送信先アドレスに前記起動指示を送信可能な起動指示処理部と、前記停止指示に応答して自装置を停止可能な停止指示応答部と、を有することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、電力線を介して相互に通信可能に接続された、ネットワーク側電力線通信媒介装置と１つ以上のユーザ側電力線通信媒介装置とを備え、ネットワーク側電力線通信媒介装置が自装置とユーザ側電力線通信媒介装置との間及びユーザ側電力線通信媒介装置間の電力線を介した通信に介在し、ユーザ側電力線通信媒介装置に接続されたユーザ端末がユーザ側電力線通信媒介装置を媒介にしてネットワーク側電力線通信媒介装置と通信可能な電力線通信システムであって、ネットワーク側電力線通信媒介装置が、起動指示の送信元アドレスと通信を行ったユーザ端末の送信元アドレスとを取得可能なアドレス取得部と、起動指示の送信元アドレスを保存可能なユーザ側装置アドレスデータベースと、ユーザ端末の送信元アドレスを保存可能なユーザ端末アドレスデータベースと、ユーザ端末アドレスデータベース中の全ての送信元アドレスのユーザ端末に監視信号を送信し、応答の有無を介してユーザ端末の停止状態を検知し停止状態が検知されたユーザ端末の送信元アドレスをユーザ端末アドレスデータベースから消去し、ユーザ端末アドレスデータベースに保存された送信元アドレスがなくなったときに、通信を媒介していたユーザ側電力線通信媒介装置の停止要求を行うことが可能な端末停止応答部と、ユーザ側電力線通信媒介装置からの起動指示に応答して休止している自装置を起動させ、停止要求に応答してユーザ側装置アドレスデータベースに保存された送信元アドレスのユーザ側電力線通信媒介装置を停止させる停止指示を送信すると共に自装置を休止させることが可能な状態切替処理部と、を有し、ユーザ側電力線通信媒介装置が、ネットワーク側電力線通信媒介装置のアドレスを起動指示の送信先アドレスとして格納する起動指示先アドレス格納部と、自装置の起動に応答して送信先アドレスに起動指示を送信可能な起動指示処理部と、停止指示に応答して自装置を停止可能な停止指示応答部と、を有するため、ユーザ側電力線通信媒介装置だけでなく全体的な管理を行うネットワーク側電力線通信媒介装置の省電力も適切に図ることが可能な電力線通信システムを実現することができる。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による電力線通信システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。電力線通信システムは、図１に示すように、電力線１００を介して通信可能に接続された、ネットワーク側電力線通信媒介装置１と、１つ以上のユーザ側電力線通信媒介装置２と、を備える。これら１、２は、電力線１００にコンセント１０１を介して接続されている。

以下、ネットワーク側電力線通信媒介装置をＮＷ側媒介装置といい、ユーザ側電力線通信媒介装置をＵ側媒介装置という。ＮＷ側媒介装置１は、また、インターネット等の外部のネットワーク２００と通信可能にする外部ネットワーク通信サーバ（以下、外部通信サーバという。）３に接続されている。Ｕ側媒介装置２は、ユーザ端末４と接続され、ＮＷ側媒介装置１と外部通信サーバ３とを介してユーザ端末４にネットワーク２００へのアクセスを可能する。

図２は、本発明によるネットワーク側電力線通信媒介装置の構成を示すブロック図である。ＮＷ側媒介装置１は、アドレス取得部１１、端末停止応答部１２、状態切替処理部１３、Ｕ側装置アドレスＤＢ１４、ユーザ端末アドレスＤＢ１５、及びＮＷ側ＰＬ（Power Line）通信部１６を備える。

アドレス取得部１１は、Ｕ側媒介装置２からの起動指示中の送信元通信アドレス（以下、通信アドレスを単にアドレスという。）及び通信中のユーザ端末４のアドレスを取得可能となっている。通信中のユーザ端末４のアドレスは、電力線１００を介して送信された通信パケット中から取得される。

端末停止応答部１２は、ユーザ端末４が停止状態にあるか否かを検出可能となっている。ユーザ端末の停止状態の検出は、例えばｐｉｎｇ等の所定の信号に対するユーザ端末４の応答に基づいて可能である。端末停止応答部１２は、また、通信を行っていた全てのユーザ端末４が停止状態にあること（以下、この状態を全端末停止状態という。）を検出したとき、全Ｕ側媒介装置２を停止させる停止要求を状態切替処理部１３に出力可能となっている。

状態切替処理部１３は、Ｕ側媒介装置２からの起動指示に応答してＮＷ側媒介装置１を起動可能となっている。状態切替処理部１３は、また、端末停止応答部１２からの停止要求に応答してＵ側媒介装置２に停止指示を送信可能となっている。状態切替処理部１３は、さらに、停止指示を送信して全てのＵ側媒介装置２が停止したとき、ＮＷ側媒介装置１を休止させることがとなっている。

休止状態にあるＮＷ側媒介装置１においては、状態切替処理部１３の一部と通信部１６が稼働し、他の部分及びＮＷ側媒介装置１と接続される他の通信装置は停止している。これによって、ＮＷ側媒介装置１においても、休止状態に切り替わることによって省電力化が実現される。

Ｕ側装置アドレスＤＢ１４はＵ側媒介装置２のアドレスを保存し、ユーザ端末アドレスＤＢ１５はユーザ端末４のアドレスを保存可能となっている。ここで、アドレスとして、例えば、例えばＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが使用されるのでもよい。以下では、アドレスとしてＭＡＣアドレスが使用されるものとする。

少なくともＵ側装置アドレスＤＢ１４には、Ｕ側媒介装置２とそのＭＡＣアドレスとの対応表が格納され、Ｕ側媒介装置２のアドレスであることが識別可能となっている。また、ユーザ端末アドレスＤＢ１５には、ユーザ端末４のＭＡＣアドレスとこのユーザ端末４の通信を媒介するＵ側媒介装置２のＭＡＣアドレスとの媒介表が格納されている。

ＮＷ側ＰＬ通信部１６は、電力線１００を介したＵ側媒介装置２との通信を可能にする。ＮＷ側ＰＬ通信部１６は、また、外部通信サーバ３との通信も可能とし、もってネットワーク２００を介した通信も可能とする。ＮＷ側ＰＬ通信部１６は、受信したＩＰ信号及び起動指示をアドレス取得部１１に出力し、起動指示を状態切替処理部１３にも出力するものとする。

図３は、ネットワーク側電力線通信媒介装置の状態遷移についての説明図である。ＮＷ側媒介装置１は、図３に示すようにＵ側媒介装置２からの起動指示（Ｃｄ）に応答して休止状態Ｓｒｎから作動状態Ｓｄｎに遷移可能となっている。ＮＷ側媒介装置１は、また、全端末停止状態の検出（Ｄａｏ）に応答して作動状態Ｓｄｎから休止状態Ｓｒｎに遷移可能となっている。作動状態Ｓｄｎにおいては、起動指示（Ｃｄ）の更なる受信、又は個々のユーザ端末４の通信若しくは停止の検出があっても、全てのユーザ端末４の停止が検出されない限り状態遷移は発生しない。

図４は、ネットワーク側電力線通信媒介装置のアドレス取得部の構成を示すブロック図である。アドレス取得部１１は、ＭＡＣアドレス抽出手段１１１及びアドレス検索手段１１２を有する。ＭＡＣアドレス抽出手段１１１は、Ｕ側媒介装置２からの起動指示中のアドレス及び通信中のユーザ端末４のアドレスを抽出可能となっている。

新規アドレス保存手段１１２は、上記の対応表と抽出されたＭＡＣアドレスとに基づいて、Ｕ側媒介装置２を検知可能となっている。識別は、抽出されたＭＡＣアドレスをキーにして上記の対応表を検索することによって可能である。検索で一致するものが抽出されない場合、そのＭＡＣアドレスはユーザ端末４のものと識別される。

新規アドレス保存手段１１２は、また、Ｕ側媒介装置２のＭＡＣアドレスをＵ側装置アドレスＤＢ１４に保存させ、ユーザ端末４のＭＡＣアドレスをユーザ端末アドレスＤＢ１５に保存させることができるようになっている。保存は、ＭＡＣアドレスが対応するデータベース中１４、１５に保存されていない場合に行われる。

図５は、ネットワーク側電力線通信媒介装置の端末停止応答部の構成を示すブロック図である。端末停止応答部１２は、停止検出手段１２１及び周期指示手段１２２を有する。停止検出手段１２１は、図５に示すように、監視信号をユーザ端末４に送信し、その応答信号に基づいてユーザ端末４が停止状態にあるか否かを検出可能となっている。送信対象のユーザ端末４は、ユーザ端末アドレスＤＢ１５に残っているＭＡＣアドレスで特定されるものである。

停止検出手段１２１は、ユーザ端末４が停止したことを検出したとき、対応するＭＡＣアドレスをユーザ端末アドレスＤＢ１５から消去する。停止検出手段１２１は、全端末停止状態を検出したとき、停止要求を状態切替処理部１３（以下に説明する停休止制御手段１３２）に出力可能となっている。

周期指示手段１２２は、例えば１分周期等で停止検出手段１２１に所定の信号（以下、トリガ信号という。）を出力し、停止検出手段１２１にユーザ端末４への監視信号を送信させるようになっている。このトリガ信号は、ＮＷ側媒介装置１が休止状態にあるときは生成されない。

図６は、ネットワーク側電力線通信媒介装置の状態切替処理部の構成を示すブロック図である。状態切替処理部１３は、起動応答手段１３１及び停休止制御手段１３２を有する。起動応答手段１３１は、ＮＷ側ＰＬ通信部１６を介して入力された起動指示に応答して、ＮＷ側媒介装置１を休止状態Ｓｒｎから作動状態Ｓｄｎに切替可能となっている。作動状態Ｓｄｎへの切替は、電源に起動信号を出力することによって行われる。起動応答手段１３１は、入力された起動指示を起動後にＭＡＣアドレス抽出手段１１１に出力する。

停休止制御手段１３２は、停止検出手段１２１からの停止要求に応答して、各Ｕ側媒介装置２に停止指示を送信するようになっている。停止指示の送信対象は、Ｕ側装置アドレスＤＢ１４に残っているＭＡＣアドレスで特定されるものである。停止指示は、ＷａｋｅｕｐＬＡＮで使用されるＭａｇｉｃＰａｃｋｅｔと同様に構成され、他の通信信号、制御信号等から区別される。停休止制御手段１３２は、また、停止要求に応答して、ＮＷ側媒介装置１を休止状態に切り替えるための休止信号を電源に出力可能となっている。

図７は、本発明によるユーザ側電力線通信媒介装置の構成を示すブロック図である。Ｕ側媒介装置２は、起動指示処理部２１、停止指示応答部２２、起動指示先アドレス格納部２３、及びＵ側ＰＬ通信部２４を備える。起動指示処理部２１は、電源が投入されたことを示す作動信号が入力されたとき、ＮＷ側媒介装置１に起動指示を送信するようになっている。

停止指示応答部２２は、ＮＷ側媒介装置１からの停止指示に応答してＵ側媒介装置２を停止するようになっている。起動指示先アドレス格納部２３は、起動指示の送信先アドレスを格納するようになっている。ここで、起動指示の送信先アドレスは、停止指示の送信元のアドレスと同一であり、上記のように、ＮＷ側媒介装置１のＭＡＣアドレスとする。

図８は、ユーザ側電力線通信媒介装置の状態遷移についての説明図である。Ｕ側媒介装置２は、図８に示すようにユーザによる起動操作（Ｔｄｒ）に応答して停止状態Ｓｒｕから作動状態Ｓｄｕに遷移する。Ｕ側媒介装置２は、また、ユーザによる停止操作（Ｔｒｄ）とＮＷ側媒介装置１からの停止指示とに応答して作動状態Ｓｄｕから休止状態Ｓｒｕに遷移する。

図９は、ユーザ側電力線通信媒介装置の起動指示処理部の構成を示すブロック図である。起動指示処理部２１は、上記の作動信号の入力に応答して、ＮＷ側媒介装置１のアドレスを起動指示先アドレス格納部２３から抽出し、起動指示を生成し、Ｕ側ＰＬ通信部２４を介してＮＷ側媒介装置１に送信する。ここで、起動指示は、ＷａｋｅｕｐＬＡＮで使用されるＭａｇｉｃＰａｃｋｅｔと同様に構成され、他の通信信号、制御信号等から区別される。

図１０は、本発明による電力線通信システムが行う起動応答処理について説明するシーケンスダイアグラムである。以下では、企業における夜間等を想定し、ＮＷ側電力線通信機が休止し、全てのＵ側電力線通信機及びユーザ端末が停止した状態を前提にして説明を行う。

Ｕ側媒介装置２とユーザ端末４が利用者によって起動されたとき、Ｕ側媒介装置２がＮＷ側媒介装置１へ起動指示を送信する（Ｓ１０１）。次に、ＮＷ側媒介装置１が、起動アドレス保存処理を行う（Ｓ１０２）。起動アドレス保存処理においては、まず、状態切替処理部１３が起動指示に応答して作動状態に切り替わり、次に、アドレス取得部１１が起動指示中からＭＡＣアドレスを抽出してＵ側装置アドレスＤＢ１４に保存させる。

次に、アドレス取得部１１が、電力線１００を介して送信された通信パケット中から発信元ＭＡＣアドレスを抽出してユーザ端末アドレスＤＢ１５に保存させる（Ｓ１０３）。その後、停止検出手段１２１が、周期検出処理を行う（Ｓ１０４）。周期検出処理では、停止検出手段１２１が、まず、周期指示手段１２２からトリガ信号が入力され、監視信号をユーザ端末４に送信する。

監視信号として、例えばｐｉｎｇ信号が使用される。次に、停止検出手段１２１が、監視信号に対するユーザ端末４からの応答信号に基づいて、ユーザ端末４の停止状態を判断する。応答信号が受信されないとき、停止検出手段１２１は、ユーザ端末４が接続されていないと判断する。停止が検出されたユーザ端末４のマックアドレスの消去等の、周期検出処理において端末停止応答部１２が行う他の処理は、上記のものと同様である。

作動状態において、他のＵ側媒介装置２からの起動指示があったとき、起動応答手段１３１は、起動済みであるために起動指示に応答しない。ただし、追加されたＵ側媒介装置２及びユーザ端末４のアドレスが、アドレス取得部１１によって取得され、対応するデータベース１４、１５に保存される（Ｓ１０５等）。

図１１は、本発明による電力線通信システムが行う休止応答処理について説明するシーケンスダイアグラムである。以下では、ＮＷ側電力線通信機、Ｕ側電力線通信機及びユーザ端末が作動して状態から停止状態又は休止状態に切り替わる処理について説明する。

ユーザ端末４が利用者によって停止されたとき、停止検出手段１２１が、上記の周期検出処理においてこのユーザ端末４の停止状態を検出しＭＡＣアドレスを消去する（Ｓ２０１）。停止状態は、継続して複数回監視信号に対する応答がないときに検出されたこととするのでもよい。

ステップＳ２０１と同様の処理が繰り返されて（Ｓ２１１）全てのユーザ端末４の停止状態が検出されたとき、ＭＡＣアドレスは、全てユーザ端末アドレスＤＢ１５から消去されている。このとき、停止検出手段１２１が停止要求を状態切替処理部１３に出力し、状態切替処理部１３がＵ側装置アドレスＤＢ１４中の全てのＵ側媒介装置２に停止指示を送信する（Ｓ２１２）。その後、各Ｕ側媒介装置２は、停止指示に応答して停止する。ステップＳ２１２において、状態切替処理部１３は、停止指示を送信したＵ側媒介装置２のＭＡＣアドレスをＵ側装置アドレスＤＢ１４から消去する。

次に、状態切替処理部１３が、休止信号を出力してＮＷ側媒介装置１を休止状態に切替える（Ｓ２１３）。

本発明による電力線通信システムは、上記の起動応答処理と休止応答処理とを必要に応じて繰り返し可能に構成されている。もって、全てのユーザ端末が停止したときに、全てのユーザ側電力線通信媒介装置の停止に加え、ネットワーク側電力線通信媒介装置の休止が可能となり、その結果、省電力化の向上が可能となる。

本発明による電力線通信システムは、電力線通信を可能とする通信媒介機器等として使用され、これらの装置を製造する情報機器製造業、電子部品製造業、プログラム製造業等において利用可能であり、このような製品の有用性を増進する。

本発明による電力線通信システムの一実施例を模式的に示すブロック構成図である。 本発明によるネットワーク側電力線通信媒介装置の構成を示すブロック図である。 ネットワーク側電力線通信媒介装置の状態遷移についての説明図である。 ネットワーク側電力線通信媒介装置のアドレス取得部の構成を示すブロック図である。 ネットワーク側電力線通信媒介装置の端末停止応答部の構成を示すブロック図である。 ネットワーク側電力線通信媒介装置の状態切替処理部の構成を示すブロック図である。 本発明によるユーザ側電力線通信媒介装置の構成を示すブロック図である。 ユーザ側電力線通信媒介装置の状態遷移についての説明図である。 ユーザ側電力線通信媒介装置の起動指示処理部の構成を示すブロック図である。 本発明による電力線通信システムが行う起動応答処理について説明するシーケンスダイアグラムである。 本発明による電力線通信システムが行う休止応答処理について説明するシーケンスダイアグラムである。

符号の説明

１ ネットワーク側電力線通信媒介装置
２ ユーザ側電力線通信媒介装置
３ 外部ネットワーク通信サーバ
４ ユーザ端末
１１ アドレス取得部
１２ 端末停止応答部
１３ 状態切替処理部
１４ Ｕ側装置アドレスＤＢ
１５ ユーザ端末アドレスＤＢ
１６ ＮＷ側ＰＬ通信部
２１ 起動指示処理部
２２ 停止指示応答部
２３ 起動指示先アドレス格納部
２４ Ｕ側ＰＬ通信部
１００ 電力線
１０１ コンセント
１１１ ＭＡＣアドレス抽出手段
１１２ 新規アドレス保存手段
１２１ 停止検出手段
１２２ 周期指示手段
１３１ 起動応答手段
１３２ 停休止制御手段
２００ ネットワーク

Claims (1)

1. 電力線を介して相互に通信可能に接続された、ネットワーク側電力線通信媒介装置と１つ以上のユーザ側電力線通信媒介装置とを備え、前記ネットワーク側電力線通信媒介装置が自装置と前記ユーザ側電力線通信媒介装置との間及び前記ユーザ側電力線通信媒介装置間の電力線を介した通信に介在し、前記ユーザ側電力線通信媒介装置に接続されたユーザ端末が前記ユーザ側電力線通信媒介装置を媒介にして前記ネットワーク側電力線通信媒介装置と通信可能な電力線通信システムであって、
   前記ネットワーク側電力線通信媒介装置が、
   起動指示の送信元アドレスと通信を行った前記ユーザ端末の送信元アドレスとを取得可能なアドレス取得部と、
   前記起動指示の送信元アドレスを保存可能なユーザ側装置アドレスデータベースと、
   前記ユーザ端末の送信元アドレスを保存可能なユーザ端末アドレスデータベースと、
   前記ユーザ端末アドレスデータベース中の全ての送信元アドレスの前記ユーザ端末に監視信号を送信し、応答の有無を介して前記ユーザ端末の停止状態を検知し前記停止状態が検知された前記ユーザ端末の送信元アドレスを前記ユーザ端末アドレスデータベースから消去し、前記ユーザ端末アドレスデータベースに保存された前記送信元アドレスがなくなったときに、通信を媒介していた前記ユーザ側電力線通信媒介装置の停止要求を行うことが可能な端末停止応答部と、
   前記ユーザ側電力線通信媒介装置からの起動指示に応答して休止している自装置を起動させ、前記停止要求に応答して前記ユーザ側装置アドレスデータベースに保存された前記送信元アドレスの前記ユーザ側電力線通信媒介装置を停止させる停止指示を送信すると共に自装置を休止させることが可能な状態切替処理部と、を有し、
   前記ユーザ側電力線通信媒介装置が、
   前記ネットワーク側電力線通信媒介装置のアドレスを前記起動指示の送信先アドレスとして格納する起動指示先アドレス格納部と、
   自装置の起動に応答して前記送信先アドレスに前記起動指示を送信可能な起動指示処理部と、
   前記停止指示に応答して自装置を停止可能な停止指示応答部と、を有する、ことを特徴とする電力線通信システム。

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