JP6006670B2

JP6006670B2 - 情報通信端末装置の劣化状況判定システム

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Publication number: JP6006670B2
Application number: JP2013078788A
Authority: JP
Inventors: 芳春広島; 英俊高田; 潤加藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: JP2014204288A

Description

本発明は、情報通信端末装置の劣化状況を判定する劣化状況判定システムに関する。

近年、情報化社会の進展に伴い、多くの一般住宅およびオフィスには、１台または複数台の情報通信端末装置が設置されている。情報通信端末装置とは、例えば、ＯＮＵ（Optical Network Unit：光回線終端装置）、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line：非対称デジタル加入者線）モデムをいう。情報通信端末装置は、情報通信端末装置の内部素子の劣化によって寿命が訪れ、寿命が来る前に適宜交換が必要とされる。

情報通信端末装置の期待寿命は、情報通信端末装置の設計時に内部素子の仕様から算定される。しかし、情報通信端末装置の内部素子の劣化は、実際の情報通信端末装置の使用状況により激しくなったり緩やかになったりする。よって情報通信端末装置の内部素子の劣化が正確に捉えにくい分、情報通信端末装置の劣化状況も明確にはわかりにくい。

情報通信端末装置の内部素子は例えば、整流用のアルミ電解コンデンサで構成され、アルミ電解コンデンサの劣化が、情報通信端末装置の劣化に直接関係している。

アルミ電解コンデンサの劣化は、アルミ電解コンデンサが製造された時点から始まる。またアルミ電解コンデンサの劣化は、含浸された電解液が封口ゴムを透過し、時間とともに内部の電解液の蒸発が進むことで生じる。アルミ電解コンデンサの劣化により、アルミ電解コンデンサの静電容量の減少、損失角の正接の増大が生じる。アルミ電解コンデンサの寿命については、アルミ電解コンデンサの静電容量または損失角の正接が規格値からはずれた段階で寿命に至ったと定義される。

アルミ電解コンデンサの寿命は、アルミ電解コンデンサの使用条件により大きな影響を受ける。通常の平滑回路での使用では、温度とリプル電流による発熱が寿命を大きく決める要素となる。また、高湿度、振動が連続的にかかる用途、充放電を頻繁に行う用途では、アルミ電解コンデンサの使用条件での耐久性を考慮する必要がある（非特許文献１を参照）。

"テクニカルノートアルミ電解コンデンサの上手な使い方"、日本ケミコン株式会社、http://www.chemi-con.co.jp/catalog/pdf/al-j/al-sepa-j/001-guide /al-technote-j-110201.pdf

情報通信端末装置は、ＩＳＰ（Internet Service Provider：インターネットサービスプロバイダー）からユーザにレンタルされる場合が多く、レンタルバックされた後に利活用される。しかしながら現状では、情報通信端末装置の劣化状況は明確にはわからないという理由から、画一的に情報通信端末装置の使用年月で利活用の判断がされていた。よって、まだ利活用に耐える情報通信端末装置が廃棄処分されたり、劣化が進んでいる情報通信端末装置が利活用されたりするという問題があった。

また、レンタルされている情報通信端末装置の劣化が早く進み、情報通信端末装置が期待寿命より早く運転停止する結果、サービス断に至るという問題もあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、情報通信端末装置の劣化状況を判定する機能を提供することにある。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、情報通信端末装置の劣化状況を判断するために、情報通信端末装置の内部素子（例えば、アルミ電解コンデンサ）の劣化状況の判断基準として情報通信端末装置の過電流保護機能に着目する。図１に過電流保護時の電流-電圧特性（I-V特性、電圧・電流の関係式）の例を示す。定格電流（Ｉ_１）は、劣化状況を判断される対象の情報通信端末装置に、通常時に供給される電流であり、過電流保護設定電流（Ｉ_２）は、定格電流（Ｉ_１）より電流値が高い電流であって、過電流保護機能が作動する基準となる電流である。また、短絡電流（Ｉ_３）は、過電流保護機能が作動した後に、過電流保護設定電流（Ｉ_２）が制限されてできる電流である。定電圧で電流が過電流保護設定電流（Ｉ_２）になると、電圧・電流が短絡電流（Ｉ_３）まで制限される。内部素子の劣化により各内部素子のインピーダンスが変化することから、過電流印加時の装置全体のI-V特性が変化することが考えられる。そこで、適宜、情報通信端末装置の過電流印加時のI-V特性を算出し、所定のI-V特性と比較する。所定のI-V特性とは、例えば、情報通信端末装置の機種毎に開発時に算出されたI-V特性をいう。算出された情報通信端末装置の過電流印加時のI-V特性と所定のI-V特性との差異の大きさを、情報通信端末装置の劣化の判断基準とする。I-V特性を算出するために必要な電圧・電流の測定を行う箇所としては、情報通信端末装置と電気的に接続され、情報通信端末装置近傍のＡＣアダプタ内に測定個所を設ける。

また上記課題を解決するための手段として、本発明は、ＡＣアダプタ側からＤＣ給電線を介して電圧・電流の測定を行って情報通信端末装置のI-V特性を算出し、I-V特性の情報を、情報通信端末装置を介して通信センタに送信し、算出されたI-V特性と情報通信端末装置の所定のI-V特性とを比較する。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＡＣアダプタと、該ＡＣアダプタのＤＣ端子へ電気的に接続された情報通信端末装置と、該情報通信端末装置へ接続され、前記情報通信端末装置の状況を監視する通信装置と、を備えた情報通信端末装置の劣化状況判定システムであって、前記ＡＣアダプタは、前記ＡＣアダプタの前記ＤＣ端子の電圧・電流を測定し、該測定した電圧・電流から電圧・電流の関係式を算出する算出部と、前記算出された電圧・電流の関係式および前記情報通信端末装置のＩＤを前記通信装置に転送する情報転送部とを備え、前記通信装置は、前記転送された前記情報通信端末装置のＩＤに対応する所定の電圧・電流の関係式を記憶部から抽出し、前記抽出した所定の電圧・電流の関係式と前記転送された電圧・電流の関係式とを比較し、比較結果を生成する比較部と、前記比較結果を表示する第２の表示部とを備えたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、情報通信端末装置の劣化状況の把握が容易になる。よって、レンタルバック後に利活用に耐える情報通信端末装置が廃棄処分されたり、劣化が進んでいる情報通信端末装置が利活用されたりすることがなくなり、情報通信端末装置にかかるコストが改善される。また本発明によれば、レンタルされている情報通信端末装置の劣化が進んでいる場合にも、通信センタ内で警報表示により情報通信端末装置を予め更新することが可能になる。よって、情報通信端末装置の急な運転停止によりサービス断に至ることがなく、情報通信サービスの信頼性が向上する。

本発明の一実施形態にかかる過電流保護におけるI-V特性の例を示す図である。本発明の一実施形態にかかる情報通信端末装置の劣化状況判定システムを示すブロック図である。本発明の一実施形態にかかる情報通信端末装置の劣化状況を判定する方法を示すフローチャートである。本発明の一実施形態にかかるネットワーク例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図２に本発明の一実施形態にかかる情報通信端末装置の劣化状況判定システムを示すブロック図を示す。ＡＣ電源からＡＣ電力を供給するＡＣ電源線が接続されたＡＣアダプタ１は、ＤＣ給電線によってユーザ側の情報通信端末装置２に接続されている。情報通信端末装置２は、通信線を介して通信ＮＷ（Network）３に接続され、通信ＮＷ３は、通信線を介してＩＳＰ側の通信センタ（通信装置）４と接続されている。

ＡＣアダプタ１は、情報通信端末装置２にＤＣ電力を供給する。ＡＣアダプタ１は、スイッチング電源構成となっており、第１の整流部１０１は、供給されるＡＣ電力を整流し、ＳＷ（Switch）部１０２は、整流された電力をＯＮ／ＯＦＦ制御する。ドライバ１０３は、ＳＷ部１０２を駆動し、トランス部１０４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御された電力を変圧する。そして、第２の整流部１０５は、変圧された電力をＤＣ電力に変換する。

情報通信端末装置２において、電源回路２０１は、ＡＣアダプタ１からのＤＣ電力を供給するＤＣ給電線に接続され、情報通信部２０２は、通信センタ４と情報のやりとりを行う。電源回路２０１は、過電流保護機能が組み込まれている。また電源回路２０１の内部素子には、アルミ電解コンデンサが使用されうる。通信ＮＷ３は、情報通信端末装置２と通信センタ４との間を通信線で接続されている。通信センタ４において、情報処理部４０１は、情報通信端末装置２から送信された情報を受信する。

本発明の一実施形態にかかる情報通信端末装置２の劣化状況判定システムは、ＡＣアダプタ１のＤＣ端子の電圧・電流からI-V特性（電圧・電流の特性曲線）を算出する計算部１１と、算出されたI-V特性と予め記憶された所定のI-V特性とを比較して情報通信端末装置２の劣化状況を判定する判定部４１と、判定された結果を受信して表示する警告表示部２１とを含む。

図２では、ＡＣアダプタ１が計算部１１をさらに備え、情報通信端末装置２が警告表示部２１をさらに備え、通信センタ４が判定部４１をさらに備えた構成になっている。

計算部１１は、I-V特性算出部１１１から第１の制御部１１２に対して、ＡＣアダプタ１から情報通信端末装置２に供給される定格電流Ｉ_１より大きい過電流保護設定電流以上の電流を流す指示命令を送信するI-V特性算出部１１１と、過電流保護設定電流以上の電流を流す指示命令を受信して、過電流保護設定電流以上の電流を流すように第１の整流部１０１を調整する第１の制御部１１２と、過電流保護時のＤＣ給電線にかかる電圧およびＤＣ給電線に流れる電流を測定するための電圧・電流プローブ１１３と、ＤＣ給電線の片方に接続されたコイル１１４と、ＤＣ給電線の他方に接続されたコイル１１５と、電圧・電流プローブ１１３の出力を入力するＡＤ変換回路１１６と、ＡＤ変換回路１１６から出力される信号からI-V特性を算出するI-V特性算出部１１１と、算出されたI-V特性の情報および情報通信端末装置２のＩＤ（例えば、シリアルナンバー）を、情報通信端末装置２を介して通信センタ４へ転送する情報転送部１１７とを含む。I-V特性の情報は、例えば、ＣＳＶ形式にした電流・電圧の時間測定値とすることが可能である。なお、過電流保護設定電流以上の電流を流す指示命令を受信して、過電流保護設定電流以上の電流を流すように調整する場所は、ＳＷ部１０２、トランス部１０４でもよい。

警告表示部２１は、情報通信端末装置２におけるI-V特性算出部１１１で算出されたI-V特性の情報および情報通信端末装置２のＩＤを受信する第２の制御部２１１であって、通信センタ４において生成された、情報通信端末装置２の劣化状況にかかる警告を受信する第２の制御部２１１と、情報通信端末装置２の劣化状況にかかる警告を表示する第１の表示部２１２とを含む。

判定部４１は、情報通信端末装置２におけるI-V特性算出部１１１で算出されたI-V特性の情報および情報通信端末装置２のＩＤを受信する第３の制御部４１１と、受信された情報通信端末装置２のＩＤに対応する情報通信端末装置２の所定のI-V特性と、受信されたI-V特性とを比較する比較部４１２と、情報通信端末装置２のＩＤに対応する情報通信端末装置２の所定のI-V特性の情報を格納する記憶部４１３と、比較部４１２における比較結果に基づき警告を表示する第２の表示部４１４とを含む。所定のI-V特性とは、例えば、情報通信端末装置２の機種毎に開発時に算出されたI-V特性をいう。

なお、記憶部４１３には、情報通信端末装置２を使用するユーザの住所等の情報や前回のI-V特性の算出データも格納しうる。

図３に本発明の一実施形態にかかる情報通信端末装置の劣化状況を判定する方法を示すフローチャートを示す。

ＡＣアダプタ１は、ＡＣ電源から供給されたＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、変換したＤＣ電力を、ＤＣ給電線を通して情報通信端末装置２へ供給する。

電圧・電流プローブ１１３は、ＡＣアダプタ１から情報通信端末装置２に供給される定格電流Ｉ_１より大きい過電流保護設定電流以上の電流を流したとき（過電流印加時）の、ＡＣアダプタ１のＤＣ端子に接続されたＤＣ給電線の電圧・電流を測定する（Ｓ１０１）。

I-V特性算出部１１１は、測定された電圧・電流に基づいて情報通信端末装置２のI-V特性を算出する（Ｓ１０２）。

情報転送部１１７は、算出されたI-V特性および情報通信端末装置２のＩＤを、情報通信端末装置２の第２の制御部２１１、情報通信部２０２、および通信ＮＷ３を介して、第３の制御部４１１へ送信する（Ｓ１０３）。

比較部４１２は、受信された情報通信端末装置２のＩＤによって、情報通信端末装置２に対応する情報通信端末装置２の所定のI-V特性を記憶部４１３から抽出する（Ｓ１０４）。

比較部４１２は、受信されたI-V特性と情報通信端末装置２の所定のI-V特性とを比較し、一定以上の差異があるとき、情報通信端末装置２が寿命であるとして、比較結果を生成する（Ｓ１０５）。

第２の表示部４１４は、生成された比較結果に基づいて、警告を表示する（Ｓ１０６）。

第３の制御部４１１は、第２の制御部２１１に警告情報を送信する（Ｓ１０７）。

第２の制御部２１１は、警告情報を受信し、第１の表示部２１２は、受信された警告情報に基づいて警告を表示する（Ｓ１０８）。

以下に情報通信端末装置２の劣化状況判定システムの概要を示す。
（１）過電流印加時における電圧・電流の測定は、情報通信端末装置２へのＤＣ給電線の２線間の電圧と１線の電流の変化を測定するために、電圧・電流プローブ１１３を使用し、２線に電圧プローブ及び１線に電流プローブを挿入して行う。ＤＣ給電線の、測定点よりＡＣアダプタ１内部側にはコイル１１４、１１５を挿入し、測定時のＡＣアダプタ１側のインピーダンスの影響を抑制している。
（２）ＡＣアダプタ１のI-V特性算出部１１１は、第１の制御部１１２にＤＣ出力電流を増加させる指示命令を送信し、情報通信端末装置２に定格電流（Ｉ_１）以上の電流を印加する。そして定格電流（Ｉ_１）より大きい過電流保護設定電流（Ｉ_２）以上の電流を印加したとき、情報通信端末装置２は過電流保護機能を動作させ、電流を制限する。図１に示すように、過電流保護機能が動作すると、過電流保護設定電流（Ｉ_２）以上であった電流は制限されて、短絡電流（Ｉ_３）の大きさの電流値まで減少する。電流を制限する際のＤＣ給電線２線間の電圧と１線の電流の変化を、電圧・電流プローブ１１３によって測定する。電流プローブによって測定された電流は電圧に変換される。
（３）電圧・電流プローブ１１３の出力はＡＤ変換回路１１６に入力される。ＡＤ変換回路１１６は、入力レベルに応じて直流電圧を出力し、I-V特性としてＡＣアダプタ１の情報転送部１１７に送出する。
（４）ＡＣアダプタ１の情報転送部１１７は、I-V特性の情報および情報通信端末装置２のＩＤを、i) ＡＣアダプタ１と除法通信端末装置２との間を電気的に接続したＤＣ給電線、ii)ＤＣ給電線とは別に配線された通信線、またはiii)無線、により情報通信端末装置２の第２の制御部２１１に送出する。
（５）情報通信端末装置２の第２の制御部２１１は、I-V特性の情報および情報通信端末装置２のＩＤを、通信ＮＷ３を介して通信センタ４の第３の制御部４１１に送る。
（６）通信センタ４の第３の制御部４１１に送信されたI-V特性の情報は、比較部４１２で通信センタ４の記憶部４１３に格納された情報通信端末装置２のＩＤに対応する情報通信端末装置２の所定のI-V特性と比較される。送信されたI-V特性と所定のI-V特性との差異が、あらかじめ設定された数値以上の場合、通信センタ４の第２の表示部４１４は、警告を表示する。また、警告は通信ＮＷ３を介して情報通信端末装置２の第２の制御部２１１にも送信され、第１の表示部２１２は、警告を表示する。
（７）比較部４１２における比較結果は通信センタ４の記憶部４１３に履歴として格納され、比較結果の履歴は、レンタルバックされた情報通信端末装置２の劣化状況把握に使用される。

なお、比較部４１２において行われる判定については、送信されたI-V特性と所定のI-V特性との差異の量に応じて、警告レベルを設定してもよい。

図４（ａ）、（ｂ）に本発明の一実施形態にかかるネットワーク例を示す。図４（ａ）に示すように、一般住宅またはオフィス１００１には、ＰＣ１００２に接続されたルーター１００３が設置され、ルーター１００３には情報通信端末装置であるＯＮＵ１００４が接続されている。ＯＮＵ１００４は、通信経路であるＦＴＴＨ（Fiber To The Home）を通じてＩＳＰ側の通信装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）１００５へ接続される。本発明の一実施形態では、ＯＮＵ１００４は、ＯＮＵ１００４のI-V特性を、ＯＬＴ１００５へ送信する。また本発明の一実施形態では、ＯＬＴ１００５は、送信されたI-V特性と所定のI-V特性との比較を行い、ＯＮＵ１００４の劣化を判定することになる。

図４（ｂ）に示すように、一般住宅またはオフィス２００１には、ＰＣ２００２に無線接続された無線ＬＡＮルーター２００３が設置され、無線ＬＡＮルーター２００３には情報通信端末装置であるＯＮＵ２００４が接続されている。ＯＮＵ２００４は、通信経路であるＦＴＴＨを通じてＩＳＰ側の通信装置であるＯＬＴ２００５へ接続される。本発明の一実施形態では、ＯＮＵ２００４は、ＯＮＵ２００４のI-V特性を、ＯＬＴ２００５へ送信する。また本発明の一実施形態では、ＯＬＴ２００５は、送信されたI-V特性と所定のI-V特性との比較を行い、ＯＮＵ２００４の劣化を判定することになる。

なお、図４（ａ）、（ｂ）に示す通信経路については、ＦＴＴＨの代わりにＡＤＳＬ、ＣＡＴＶを使用し、ＯＮＵ、ＯＬＴの代わりにＡＤＳＬ、ＣＡＴＶに対応するモデムを使用してもよい。

本発明の一実施形態で行われる通信は、一例として、情報通信端末装置と保守を行う最寄りの通信センタの間で発生することができる。また本発明の一実施形態ついて、保守者が情報通信端末装置の過電流保護機能の試験を行う際に、I-V特性の算出を行いうる。また本発明の一実施形態で行われる通信は、無線通信やインターネットを使用してもよい。

本実施形態によれば、情報通信端末装置の劣化状況の把握が容易になる。よって、レンタルバック後に利活用に耐えるに情報通信端末装置が廃棄処分されたり、劣化が進んでいる情報通信端末装置が利活用されたりすることがなくなり、情報通信端末装置にかかるコストが改善される。

また本実施形態によれば、レンタルされている情報通信端末装置の劣化が早く進んでいる場合にも、通信センタ内で警報表示により情報通信端末装置を予め更新することが可能になる。よって、情報通信端末装置の急な運転停止によりサービス断に至ることがなく、情報通信サービスの信頼性が向上する。

１ＡＣアダプタ
２情報通信端末装置
３通信ＮＷ
４通信センタ
１１計算部
２１警告表示部
４１判定部
１０１第１の整流部
１０２ＳＷ部
１０３ドライバ
１０４トランス部
１０５第２の整流部
１１１ I-V特性算出部
１１２第１の制御部
１１３電圧・電流プローブ
１１４、１１５コイル
１１６ＡＤ変換回路
１１７情報転送部
２０１電源回路
２０２情報通信部
２１１第２の制御部
２１２第１の表示部
４０１情報処理部
４１１第３の制御部
４１２比較部
４１３記憶部
４１４第２の表示部
１００１、２００１一般住宅またはオフィス
１００２、２００２ＰＣ
１００３ルーター
１００４、２００４ＯＮＵ
１００５、２００５ＯＬＴ
２００３無線ＬＡＮルーター

Claims

ＡＣアダプタと、該ＡＣアダプタのＤＣ端子へ電気的に接続された情報通信端末装置と、該情報通信端末装置へ接続され、前記情報通信端末装置の状況を監視する通信装置と、を備えた情報通信端末装置の劣化状況判定システムであって、
前記ＡＣアダプタは、
前記ＡＣアダプタから前記情報通信端末装置に供給される定格電流よりも大きい過電流保護設定電流以上の電流を流した時の前記ＡＣアダプタの前記ＤＣ端子の電圧・電流を測定し、該測定した電圧・電流から電圧・電流の特性曲線を算出する算出部と、
前記ＡＣアダプタと前記情報通信端末装置とを接続する通信経路と、
前記算出された電圧・電流の特性曲線および前記情報通信端末装置のＩＤを、前記通信経路を介して前記情報通信端末装置に送信して前記情報通信端末装置を介して前記通信装置に転送する情報転送部とを備え、
前記通信装置は、
前記転送された前記情報通信端末装置のＩＤに対応する所定の電圧・電流の特性曲線を記憶部から抽出し、前記抽出した所定の電圧・電流の特性曲線と前記転送された電圧・電流の特性曲線とを比較し、比較結果を生成する比較部と、
前記比較結果を表示する第１の表示部と
を備えたことを特徴とする情報通信端末装置の劣化状況判定システム。
前記通信経路は、前記ＡＣアダプタのＤＣ端子と情報通信端末装置との間を電気的に接続するＤＣ給電線、該ＤＣ給電線とは別に前記ＡＣアダプタと前記情報通信端末装置との間に設けられた通信線、無線、のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の情報通信端末装置の劣化状況判定システム。
前記通信装置は、
前記比較結果を前記情報通信端末装置に転送する制御部をさらに備え、
前記情報通信端末装置は、
前記転送された比較結果を表示する第２の表示部をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報通信端末装置の劣化状況判定システム。