(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のノードが所定の通信線路を経由して直接または他の前記ノードを介して信号伝送を行うマルチホップ通信のネットワークにおいて前記ノードのそれぞれに配置される通信装置であって、
前記通信線路で隣接する前記ノード（以下では隣接局という）と直接接続される２以上のポートと、
前記２以上のポートに接続されて信号の送信元及び送信先のそれぞれのＭＡＣアドレスを管理する送受信処理部と、
前記送受信処理部に接続されて前記信号の送信元及び送信先のそれぞれのＩＰアドレスを管理する通信制御部と、を備え、
前記通信制御部は、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-demand Distance Vector）プロトコルを用いたルーティング手段を備え、
前記送信先のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを対応付けしたアドレス対応テーブルを作成するためのアドレス対応テーブル作成手段を備え、
前記アドレス対応テーブル作成手段は、前記送受信処理部により所定の周期でブロードキャストまたはマルチキャストで送信される前記隣接局を送信元とする生存確認信号を受信すると、前記生存確認信号から前記隣接局のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを取得して前記ＭＡＣアドレスと前記ＩＰアドレスの組み合わせを前記アドレス対応テーブルに追加または前記周期で更新する
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記ポートのそれぞれに接続される前記隣接局のＭＡＣアドレスを保存するＭＡＣテーブルを作成するためのＭＡＣテーブル作成手段を備え、
前記ＭＡＣテーブル及び前記アドレス対応テーブルから前記ポートとその接続先の前記ＩＰアドレスとを対応付けし、前記ポートに接続された通信経路の状態情報を対応付けしたポート管理テーブルを作成し、前記ポート管理テーブルの情報をもとにポート管理及びルーティング処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記送受信処理部は、
前記ポートのそれぞれに接続される前記隣接局のＭＡＣアドレスを保存するＭＡＣテーブルを作成するためのＭＡＣテーブル作成手段と、前記アドレス対応テーブルを作成するためのアドレス対応テーブル作成手段とを備え、
前記通信制御部は、前記送受信処理部から前記ＭＡＣアドレステーブル及び前記アドレス対応テーブルを入力して前記ポートとその接続先の前記ＩＰアドレスとを対応付けしたポート接続テーブルを作成し、前記ポートのそれぞれの接続先を前記ポート接続テーブルを用いて前記ＩＰアドレスで管理するポート管理手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ポートには、トランシーバが設けられており、
前記トランシーバは、その動作状態を診断するための診断手段を有し、
前記ポート管理手段は、前記トランシーバの前記診断手段から診断情報を入力して前記ポート接続テーブルとともに管理する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記アドレス対応テーブル作成手段は、前記ポートのいずれかから信号を受信すると、前記信号のＩＰヘッダから送信元のＩＰアドレスを取得するとともに前記ＭＡＣテーブルから前記ポートに対応するＭＡＣアドレスを取得し、前記送信元のＩＰアドレスと前記ＭＡＣアドレスとを対応付けて前記アドレス対応テーブルに保存する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記送受信処理部は、
生存確認信号をブロードキャストまたはマルチキャストで前記隣接局に送信するとともに、前記隣接局から前記生存確認信号を受信すると、前記アドレス対応テーブル作成手段を用いて前記生存確認信号から送信元のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを取得し、前記ＩＰアドレスと前記ＭＡＣアドレスとを対応付けて前記アドレス対応テーブルに保存する
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
配電系において用いられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
配電系制御装置及び／またはスマートメータ集約装置が接続される
ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信装置がノードの親局及び子局にそれぞれ設置され、
前記ポート間が前記所定の通信線路で接続されている
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
前記親局に設置された前記通信装置のポート管理手段は、前記子局に設置された前記通信装置の前記ポート管理手段から前記ポート接続テーブルを入力し、前記ポート接続テーブルを用いて前記子局のポート間の接続状態を管理している
ことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
配電系に用いられる通信システムであって、配電系通信装置が、電力配電システムの監視・制御を行うノードの親局及び子局にそれぞれ設置されている
ことを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力配電システムの監視・制御等に好適に用いられる通信装置及び通信システムに関し、特に、システムの構築が柔軟にできかつシステム状態の管理が容易な通信装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統の配電システムにおいて地絡や短絡等の事故が発生すると、事故地点を挟む２つの開閉器で区分される事故区間を早期に切り離すとともにそれ以外の区間に配電するように、監視制御システムが開閉器の開閉制御を行う。電力配電システムを監視制御する従来の監視制御システムの一例を、図１５を用いて説明する。図１５は、電力配電システムに設置された従来の監視制御システムの構成を示すブロック図である。【０００３】
図１５において、電力配電システム９００は、変配電所９０１内に設けられた変圧器９０２から配電線を用いて電力を配電するものであり、配電線の途中で地絡や短絡等の事故が発生したときの影響をできるだけ限定するために、配電系統を変圧器９０２から切り離すためのＣＢ（Circuit Breaker）９１１、９１６と、配電線の途中に複数の開閉器９１２〜９１５、９１７〜９２１が配置されている。また、電力配電システム９００は、事故の発生を監視してこれを適切に処理するための監視制御システム９３０を有している。監視制御システム９３０は、親局（センタ装置）９０３を備えるとともに、開閉器９１２〜９１５、９１７〜９２１毎に子局９３２〜９３５、９３７〜９４１を備えている。子局９３２〜９３５、９３７〜９４１は、所定の通信線で直接または他の子局を介して親局９０３に接続されている。【０００４】
図１５に示す従来例では、変圧器９０２からＣＢ９１１、９１６を介して２系統の配電線が接続されており、それぞれ４つの開閉器９１２〜９１５及び開閉器９１７〜９２０が配置され、２つの配電系統が開閉器９２１で接続可能となっている。また、開閉器９１２〜９１５、９１７〜９２１のそれぞれに設けられている子局９３２〜９３５、９３７〜９４１も、開閉器９１２〜９１５、９１７〜９２１と同様の接続関係で所定の通信線を用いて親局１０３に接続されている。従来の監視制御システム９３０では、通信線に電力線やメタルケーブルが用いられていた。このような従来の監視制御システムの構成が、例えば特許文献１に記載されている。【０００５】
上記のような電力配電システム９００において、一例として地絡事故が発生したときの従来の監視制御システム９３０による事故処理方法（第１の事故処理方法とする）を以下に説明する。図１５において、地点Ａで地絡事故が発生すると、ＣＢ９１１が遮断されてそれより下流側の配電が停止される。その結果、開閉器９１２〜９１５が受電しなくなり無電圧開放される。【０００６】
親局９０３は、ＣＢ９１１が遮断されて開閉器９１２〜９１５が無電圧解放されたことを検知すると、事故区間を検出して事故区間以外に配電を再開させるために、まずＣＢ９１１を閉制御して地絡電流が発生しないことを確認する。その後、親局９０３は子局９３２に対し開閉器９１２の閉制御を指示する。子局９３２は、親局９０３からの指示に従って開閉器９１２を閉制御するが、開閉器９１２が事故区間でないため、地絡電流は発生せずＣＢ９１１は遮断されない。【０００７】
親局９０３は、開閉器９１２を閉制御してもＣＢ９１１が遮断されないことを確認すると、さらに子局９３３に対して開閉器９１３の閉制御を指示する。子局９３３は、親局９０３からの指示に従って開閉器９１３を閉制御する。このとき、事故地点Ａに再び地絡電流が流れるため、ＣＢ９１１が再び遮断される。その結果、開閉器９１２〜９１５が再び無電圧開放される。これにより、親局９０３は事故区間が開閉器９１３と９１４との間であることを判定する。そして、事故区間の開閉器９１３、９１４をロックする。【０００８】
親局９０３は、ロックされた開閉器９１３より上流側に配電を再開させるために、ＣＢ９１１を閉制御した後、子局９３２に対して開閉器９１２を閉制御するように指示する。この指示に従って子局９３２が開閉器９１２を閉制御すると、開閉器９１３より上流側に配電が再開される。また、開閉器９１４がロックされた後、親局９０３は子局９４１に対して開閉器９２１を閉制御するように指示する。この指示に従って子局９４１が開閉器９２１を閉制御すると、開閉器９２１から開閉器９１４までの区間で配電が再開される。これにより、地点Ａを含む事故区間以外のすべてに配電が再開される。【０００９】
上記の従来の監視制御システム９３０による第１の事故処理方法では、事故発生時の地絡電流に加えて、事故区間の検出のために再び地絡電流を発生させることになり、２回の地絡電流による電力設備への負荷が過剰になるといった課題があった。また、事故地点を含む配電系統のすべての開閉器が一時的に開放されるために、事故発生区間以外にも停電が一時的に及んでしまうといった課題がある。さらに、１回の事故で複数の開閉器が開放されてしまうため、その復旧に時間がかかるといった問題もある。【００１０】
これに対し、停電が事故発生時以外に発生しないようにした別の事故処理方法（第２の事故処理方法とする）も知られている。第２の事故処理方法を、図１５に示す電力配電システム９００及び監視制御システム９３０を用いて以下に説明する。第２の事故処理方法では、各子局から事故時の電流波形や位相等を親局９０３に集約することで、再び停電を発生させることなく事故区間が判定され、該当区間が配電系から隔離される。【００１１】
親局９０３は、子局９３３と９３４との間で事故が発生したと判定すると、子局９３３と９３４のみにそれぞれ開閉器９１３、９１４を開放するように指示する。この指示に従って子局９３３、９３４がそれぞれ開閉器９１３、９１４を開放すると、事故区間のみが配電系統から隔離される。開閉器９１４が開放された後、親局９０３は子局９４１に対して開閉器９２１を閉制御するように指示する。この指示に従って子局９４１が開閉器９２１を閉にすると、開閉器９２１から開閉器９１４までの区間で配電が再開される。これにより、地点Ａを含む事故区間以外のすべてに配電が再開される。【００１２】
上記の第２の事故処理方法では、開閉器９１３、９１４が開放されて事故区間が隔離されるまでは、事故状態が継続されて電力設備に過大な負荷がかかることになる。そこで、上記の処理を高速に（例えば数十ｍｓ〜数百ｍｓ）実行させることで、電力設備への負荷を軽減することができる。【００１３】
しかし、上記の第２の事故処理方法を高速に行うためには、親局が、各子局から事故区間の方向情報を入力し、それをもとに事故区間を判定し、判定結果に従って事故区間に対応する２つの子局にそれぞれの開閉器の開放を指示し、さらに事故区間より下流側に配電を再開させるために他の配電系統に接続される開閉器の閉制御を指示するまでの処理を高速に行う必要がある。このように、上記の第２の事故処理方法では親局の負荷が大きくなるとともに、通信量も大幅に増大する。そのため、このような通信量の増大に対応可能な通信装置及び通信システムが求められる。【００１４】
上記の従来の監視制御システム９３０において必要な制御は、各開閉器に対する開閉のみであり、従来の監視制御システムで用いられるメタル線や電力線といった通信線でも充分賄える低容量のものであった。【００１５】
一方、近年の配電線には太陽電池、風力発電設備、燃料電池など、多くの分散電源が接続されるようになってきている。こうした分散電源設備は逆潮流を生み出し、配電線の電圧変動を引き起こす可能性がある。分散電源の導入は今後ますます加速すると考えられ、電圧変動を検知するシステムの導入が必須となっている。【００１６】
電圧変動を検知することができるシステムとしてセンサ付き開閉器を利用したものが使われ始めている。該当システムでは電圧センサが開閉器内に組み込まれ、電圧データを定期的に取得し、変電所等に送信することができるようになっている。【００１７】
分散電源の導入が進めば進むほど高頻度、高精度な電圧データの取得が求められるようになってきており、従来の配電線通信で使われるメタル線、電力線を利用した通信網では容量不足が生じてきており、容量拡大が求められている。またこうした電圧データは電力の安定供給に関わるデータであり、送信を司る通信網にも高い信頼性が求められる。【００１８】
そこで、安定した大容量通信を可能とするために、親局及び各子局に設けられる通信装置、及びこれらを接続して構築される通信システムを光化するのが好ましい。また、配電システムに用いられる監視制御システムでは、子局を多数分散配置する必要があることから、それぞれに設置される通信装置の負荷を軽くするとともに、通信システムの構築や子局の追加等が容易に行えるのが望ましい。ＴＣＰ／ＩＰ規格のネットワークでは、従来より通信ネットワークを柔軟に構築できるルーティング機能を追加することが可能となっている。しかし、ルーティング機能の負荷が重く、装置が大型化してしまうといった問題があった。さらに、信頼性を高めるため経路の冗長化が可能な構成が望ましい。こうした構成の一つとしてＴＣＰ／ＩＰを用い、各通信装置にＬ３ルーティングプロトコルを実装したマルチホップ通信方式が挙げられる。【００１９】
マルチホップ通信技術の一つとして、複数分散するノード間を接続し、別のノードを経由（中継処理）しながら目標のノードと信号伝送を行う例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格の無線通信技術が知られている。ＺｉｇＢｅｅ規格のネットワークに採用されているルート探索アルゴリズムであるＡＯＤＶ（Ad hoc On-demand Distance Vector）は、Ｌ３ルーティングプロトコルの一つであり、ルーティング処理の負荷を軽減するとともに通信装置の小型化や低消費電力化を図ることができる。そこで、大容量通信が可能な光通信に、小型化、負荷軽減、低消費電力化等が容易なＡＯＤＶを採用したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の規格を取り入れることで、大容量通信が可能でかつ演算処理の負荷を軽減できる配電系通信装置及び配電系通信システムの実現が期待される。【００２０】
また、従来、ＩＰを適用した配電線遠方監視制御通信方式が実用化されている。たとえば特許文献２に記載のものがあり、ＩＰ通信が配電線の親子局間の通信網に採用され、経路が二重化されている。特許文献２では、光ＳＷ−ＨＵＢを採用することで一つのノードに複数のポートを設けることができ、インターネット等大容量通信で標準的に使用されるＩＰを利用することで、大容量データの送信が安価に実現できるとされている。これに加えて、高い信頼性が必要となる配電線遠方監視制御通信方式に向けても経路を二重化することで、緊急時の通信の維持機能を備えているとされている。【００２１】
ＩＰを用いた配電線の監視制御システムにおいては、高い信頼性が要求されるため、経路の冗長化を行うとともに、各経路が正常であるか監視することが望まれる。光経路の状況が正常であるか確認するために、トランシーバの持つ物理層情報（たとえば送受信パワー）を管理することが一般的に行われる。この際、ルート切替情報と併せて管理する必要があることから、各トランシーバがどのＩＰアドレスとつながっているかを認識する必要がある。通信装置は、ＩＰアドレスをＭＡＣアドレスとの整合を行うアドレス対応テーブル（ＩＰｖ４ではＡＲＰテーブル、ＩＰｖ６では近隣キャッシュ）を用いて照合することができ、ＳＷ−ＨＵＢのテーブルを参照することでポートとＭＡＣアドレスとの照合が可能である。従って、両テーブルの情報を合わせることでポートとＩＰアドレスの情報を照合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特許第４１５７５５４号公報
【特許文献２】特開２００５―２１０８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等に採用されているＡＯＤＶプロトコルでは、ノード間の通信経路の一部が切断されると、ルーティング手段により別の通信経路を探索して通信を継続することができる。このようなルーティング手段は各ノードで行うことが可能であり、それぞれがアドホックに実施することができる。しかしながら、電力配電システムの監視制御システムでは、通信システムの安定性・信頼性を確保するために、通信装置間を結ぶ通信経路の状態、すなわちどの子局とどの子局とが通信経路で結ばれているかを親局で管理しておく必要がある。そのため、各通信装置でアドホックに通信経路の変更が行われると、親局で通信装置間の通信経路を管理するのが困難になってしまうおそれがある。なお、通信装置間を結ぶ通信経路の状態を管理する通信システムに関しては、上記と同様の課題を有する。【００２４】
また、経路の冗長化を行ったシステムでは、上位層の通信により通常使用されている経路と、通常使用されていない経路が存在する。一般に、アドレス対応テーブルの項目は、当該ＩＰアドレスに向けてユニキャスト送信が行われた際にアドレス情報のやり取りが行われて初めて構築される。そのため、通常使用していない経路についてはアドレス対応テーブルが作成されず、その結果ポートとＩＰアドレスとを合わせて管理することもできない。そのため、経路を切り替える先の状態診断が不可能となってしまう。例えば、特許文献２に記載されたシステムにおいては、二重化された通信経路の双方が既知の経路でない限り、ネットワーク障害時に通信を維持することは困難となる。【００２５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、マルチホップな通信が可能でかつ通信経路の管理が容易な通信装置及び通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の通信装置の第１の態様は、所定の通信線路を含むネットワークを構成するノードに配置されてマルチホップ通信を行う通信装置であって、前記所定の通信線路で隣接する前記ノード（以下では隣接局という）と接続するための２以上のポートと、前記２以上のポートに接続されて信号の送信元及び送信先のそれぞれのＭＡＣアドレスを管理する送受信処理部と、前記送受信処理部に接続されて前記信号の送信元及び送信先のそれぞれのＩＰアドレスを管理する通信制御部と、を備え、前記信号の送信元及び送信先は、それぞれ異なる前記隣接局であり、前記送信先である前記隣接局のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを対応付けしたアドレス対応テーブルを作成するためのアドレス対応テーブル作成手段を備え、前記アドレス対応テーブル作成手段は、さらに前記アドレス対応テーブルに登録されていないＭＡＣアドレスの前記ノードから前記信号を入力すると、前記信号からＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを取得して前記ＭＡＣアドレスと前記ＩＰアドレスの組み合わせを前記アドレス対応テーブルに追加することを特徴とする。【００２７】
本発明の通信装置の他の態様は、前記ポートのそれぞれに接続される前記隣接局のＭＡＣアドレスを保存するＭＡＣテーブルを作成するためのＭＡＣテーブル作成手段を備え、前記通信制御部は、通信経路を決定するルーティング手段を備え、前記ＭＡＣアドレステーブル及び前記アドレス対応テーブルから前記ポートとその接続先の前記ＩＰアドレスとを対応付けし、前記ポートに接続された通信経路の状態情報を対応付けしたポート管理テーブルを作成し、前記ポート管理テーブルの情報をもとにポート管理及びルーティング処理を行うことを特徴とする。【００２８】
本発明の通信装置の他の態様は、前記送受信処理部は、前記ポートのそれぞれに接続される前記隣接局のＭＡＣアドレスを保存するＭＡＣテーブルを作成するためのＭＡＣテーブル作成手段と、前記アドレス対応テーブルを作成するためのアドレス対応テーブル作成手段とを備え、前記通信制御部は、前記送受信処理部から前記ＭＡＣアドレステーブル及び前記アドレス対応テーブルを入力して前記ポートとその接続先の前記ＩＰアドレスとを対応付けしたポート接続テーブルを作成し、前記ポートのそれぞれの接続先を前記ポート接続テーブルを用いて前記ＩＰアドレスで管理するポート管理手段を備えることを特徴とする。【００２９】
本発明の通信装置の他の態様は、前記ポートには、トランシーバが設けられており、前記トランシーバは、その動作状態を診断するための診断手段を有し、前記ポート管理手段は、前記トランシーバの前記診断手段から診断情報を入力して前記ポート接続テーブルとともに管理することを特徴とする。【００３０】
本発明の通信装置の他の態様は、前記アドレス対応テーブル作成手段は、前記ポートのいずれかから信号を受信すると、前記信号のＩＰヘッダから送信元のＩＰアドレスを取得するとともに前記ＭＡＣテーブルから前記ポートに対応するＭＡＣアドレスを取得し、前記送信元のＩＰアドレスと前記ＭＡＣアドレスとを対応付けて前記アドレス対応テーブルに保存することを特徴とする。【００３１】
本発明の通信装置の他の態様は、前記送受信処理部は、生存確認信号をブロードキャストまたはマルチキャストで前記隣接局に送信するとともに、前記隣接局から前記生存確認信号を受信すると、前記アドレス対応テーブル作成手段を用いて前記生存確認信号から送信元のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを取得し、前記ＩＰアドレスと前記ＭＡＣアドレスとを対応付けて前記アドレス対応テーブルに保存することを特徴とする。【００３２】
本発明の通信装置の他の態様は、配電系において用いられることを特徴とする。【００３３】
本発明の通信装置の他の態様は、配電系制御装置及び／またはスマートメータ集約装置が接続されることを特徴とする。【００３４】
本発明の通信システムの第１の態様は、第１乃至第８の態様のいずれか１つに記載の通信装置が、ノードの親局及び子局にそれぞれ設置され、前記ポート間が前記所定の通信線路で接続されていることを特徴とする。【００３５】
本発明の通信システムの他の態様は、前記親局に設置された前記通信装置の前記ポート管理手段は、前記子局に設置された前記通信装置の前記ポート管理手段から前記ポート接続テーブルを入力し、該記ポート接続テーブルを用いて前記子局のポート間の接続状態を管理していることを特徴とする。【００３６】
本発明の通信システムの他の態様は、配電系に用いられる通信システムであって、配電系通信装置が、電力配電システムの監視・制御を行うノードの親局及び子局にそれぞれ設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、マルチホップな通信が可能でかつ通信経路の管理が容易な通信装置及び通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の配電系通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の配電系通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の配電系通信装置に適用されるプロトコルスタックである。
【図４】第１実施形態の配電系通信装置で用いられる通信経路表の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の配電系通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態の配電系通信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４実施形態の配電系通信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態の配電系通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４実施形態の配電系通信装置で用いられるアドレス対応テーブルの一例を示す表である。
【図１０】本発明の第４実施形態の配電系通信装置で用いられるＭＡＣテーブルの一例を示す表である。
【図１１】本発明の第４実施形態の配電系通信装置で作成されるポート情報を有する表である。
【図１２】本発明の第５実施形態の配電系通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の配電系通信装置に配電系制御装置及びスマートメータ集約装置を接続した配電系通信システムの一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第５実施形態の配電系通信装置の別の構成例を示すブロック図である。
【図１５】従来の監視制御システムを用いた電力配電システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における通信装置及び通信システムについて詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。以下では、本発明の通信装置及び通信システムが、配電系通信装置及び配電系通信システムであって、光信号を用いて通信を行う場合を例に説明するが、これに限定されず、他の通信装置及び通信システムである場合や、メタルケーブルを用いた電気信号による通信の場合にも適用可能である。
【００４０】
また、以下では一例として、本実施形態の通信装置及び通信システムを配電系通信装置及び配電系通信システムとして、マルチホップ通信技術にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格で用いられるＡＯＤＶプロトコルを適用した場合について説明する。ＡＯＤＶプロトコルのルーティング機能はネットワーク層の処理であり、これと光ケーブルを用いた通信を組み合わせて本実施形態の配電系通信システムを構成するには、本実施形態の配電系通信システム（ネットワーク）を構成する各ノードに配置する本実施形態の配電系通信装置を、図３に示すようなプロトコルスタックに基づいて構築する必要がある。図３に示すプロトコルスタックは、下位層の物理層及びＭＡＣ層に光イーサネット（登録商標）の規格を適用し、上位のネットワーク層にはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の規格で用いられるＡＯＤＶプロトコルを適用している。このようなプロトコルスタックを適用することで、光通信ネットワークでマルチホップ通信を実現することができる。
【００４１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る配電系通信装置を、図１に示すブロック図を用いて説明する。本実施形態の配電系通信装置１００は、電力配電システムの親局及び子局に設置される通信装置として利用されるものである。配電系通信装置１００は、光ファイバを接続するためのポートを有するポート部１１０と、ポート部１１０に接続される送受信処理部１２０と、送受信処理部１２０に接続される通信制御部１３０と、を備えている。また、本実施形態の配電系通信装置１００は、さらに通信制御部１３０に接続される通信監理部１４０と、通信監理部１４０に接続される子局機能部１５０とを備えるように構成してもよい。
【００４２】
ポート部１１０は、少なくとも２つのポートを有しており、図１では３つのポート１１１、１１２、１１３を有する例を示している。ポート１１１、１１２、１１３のそれぞれには、光信号から電気信号への変換、あるいは電気信号から光信号への変換を行う光トランシーバ１１４、１１５、１１６が設けられている。光トランシーバ１１４、１１５、１１６には、光ファイバが接続される。
【００４３】
送受信処理部１２０は、ＭＡＣ層の処理であるＭＡＣアドレスの管理を行っており、ポート部１１０のポート１１１〜１１３のいずれかから信号を受信すると、受信信号のフレームからＭＡＣヘッダを取り除いて通信制御部１３０に出力する。また、通信制御部１３０から送信信号を入力すると、送信信号のフレームにＭＡＣヘッダを付加するとともに、ＭＡＣアドレスをもとに送信先に接続されるポートをポート１１１〜１１３から選択して出力する。
【００４４】
通信制御部１３０は、ネットワーク層の処理である信号の送信元および送信先のＩＰアドレスの管理を行っており、受信信号のＩＰヘッダから送信元および送信先のそれぞれのＩＰアドレスを取得する一方、送信信号のＩＰヘッダに送信元および送信先のそれぞれのＩＰアドレスを設定する。また通信制御部１３０は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格に採用されているＡＯＤＶプロトコルを用いたルーティング手段１３１を有している。
【００４５】
通信監理部１４０は、ＴＣＰ／ＵＤＰ層の処理を行っており、通信制御部１３０からフレームを入力すると、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダを取り除いてデータをアプリケーション（ＡＰＰ）層に相当する子局機能部１５０に出力する。また、子局機能部１５０からデータを入力すると、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダをデータに付加して通信制御部１３０に出力する。
【００４６】
図１に示す配電系通信装置１００では、ＴＣＰ／ＵＤＰ層の通信監理部１４０及びアプリケーション層の子局機能部１５０を備える構成としている。これに対し、隣接する２つの局間の通信を中継するだけでそれ自身は子局機能部１５０を有さない構成の通信装置を構築することも可能である。すなわち、本実施形態の配電系通信装置１００は、子局間を中継するルータとして機能する配電系通信装置（以下ではルータ用通信装置と称する。）とすることも可能である。ルータ用通信装置は、入力側の隣接局から出力側の隣接局にデータを転送するだけの処理を行うことから、物理層のポート部１１０、ＭＡＣ層の送受信処理部１２０、及びネットワーク層の通信制御部１３０を備える構成とすればよい。
【００４７】
次に、第１実施形態に係る配電系通信システムの構成を、図２を用いて以下に説明する。図２は、本実施形態に係る配電系通信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の配電系通信システム１０は、親局及び子局に配置された配電系通信装置１００を光ファイバで接続して構築される。図２では、親局に設置される配電系通信装置１００を１００−０とし、子局に設置される配電系通信装置１００を１００−１〜１００−１１としている（以下では、簡単のため親局１００−０、子局１００−１〜１００−１１と記す）。各配電系通信装置１００は、隣接する別の配電系通信装置１００との間が光ファイバ１１で接続されている。
【００４８】
親局１００−０には２つの子局１００−１、９が接続され、子局１００−１から子局１００−９まで順次接続されてループを形成している。また、子局１００−９にはさらに子局１００−１０が接続され、子局１００−１０には子局１００−１１が接続された構成としている。ここでは、子局１００−１１が子局１００−１０のみに接続された構成としているが、子局１００−１１はさらに別のポートを有しており、これを別の子局（例えば子局１００−６）に接続することも可能である。図２に示す配電系通信システム１０では、子局１００−９が少なくとも３つのポートを有し、それ以外の親局及び子局は少なくとも２つのポートを有している。
【００４９】
本実施形態の配電系通信装置１００及び配電系通信システム１０では、親局と子局との間の通信、あるいは子局間の通信を行うのに、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）に適用されるＡＯＤＶプロトコルを用いたマルチホップ通信技術を用いており、別の子局又は親局を経由（中継処理）しながら目的の親局または子局（以下では目的局という）まで信号を伝送していく。
【００５０】
配電系通信装置１００は、光ファイバ１１で直接接続された隣接する親局または子局（以下では、隣接局という）に関する情報として、通信制御部１３０が図４に例示するようなテーブル（以下では、通信経路表という）を有している。図４に例示する通信経路表は、当該局から目的局に至る通信経路に接続される隣接局、及びその経路で信号を送信したときの通信コストを保存したテーブルである。
【００５１】
配電系通信装置１００によるマルチホップ通信では、送信元の局が図４に例示する通信経路表を用いて目的局に至る隣接局を選択して信号を送信し、これを受信した隣接局が同様に図４に例示するような通信経路表を用いて目的局に至る隣接局を選択して信号を送信する（中継処理）。以下、目的局に到達するまで上記の中継処理を行っていくことで、信号を目的局まで伝送することができる。
【００５２】
上記のマルチホップ通信において、図４に例示する通信経路表に所望の目的局への通信経路の情報（隣接局、通信コスト）が保存されていない場合、あるいは通信経路表に記載されている隣接局に信号を送信したが正常に送信できなかった場合には、通信制御部１３０がルーティング手段１３１を用いて目的局への通信経路の探索を行う。ルーティング手段１３１による通信経路の探索は、すべての子局に対し目的局への通信経路の問い合わせを行う。そして、いずれかの子局から目的局への通信経路の探索に成功したとの通知を受けると、通知を受けた通信経路のうち通信コストの最も低い通信経路を選択して通信経路表に保存する。
【００５３】
上記の通信経路の問い合わせでは、問い合わせを行う当該局からルート要求パケットが隣接局のすべてに出力され、隣接局から所定のルートを経由してルート要求パケットが目的局に到達すると、探索されたルートと逆のルートで目的局から当該局までルート回答パケットが送信される。また、目的局以外の局がルート要求パケットを受信したときは、これをそのままその隣接局に転送する。問い合わせを行った当該局は、目的局からルート回答パケットを受信すると目的局への通信経路の情報を取得することができる。
【００５４】
上記のようなマルチホップ通信を行う本実施形態の配電系通信装置１００及び配電系通信システム１０では、ネットワーク層において送信先（目的局）だけでなく隣接局の配電系通信装置１００の情報も有している。これにより、ネットワーク層の通信制御部１３０において、ポート部１１０に設けられている各ポートを隣接局のＩＰアドレスを用いて管理することが可能となる。そこで、本実施形態の配電系通信装置１００では、通信制御部１３０で隣接局のＩＰアドレスを用いて各ポートを管理させるようにしており、詳細を以下に説明する。
【００５５】
信号をポート部１１０の複数のポートから１つを選択して送信するには、通信制御部１３０で送信先の配電系通信装置１００を特定するためのＭＡＣアドレスを取得し、これを送受信処理部１２０に指定する必要がある。通信制御部１３０は、送信先のＩＰアドレスを有していることから、これからＭＡＣアドレスを知る必要がある。
【００５６】
一方、ＭＡＣ層の送受信処理部１２０は、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを対応させて保存するアドレス対応テーブル（ＩＰｖ４においてはＡＲＰ（Address Resolution Protocol）テーブル、ＩＰｖ６においては近隣キャッシュ（Neighbor Cache））を有しており、アドレス対応テーブルを作成するアドレス対応テーブル作成手段１２１を備えている。アドレス対応テーブルは、論理的なアドレスであるＩＰアドレスを物理的なハードウェアアドレスであるＭＡＣアドレスに変換するものである。そこで、通信制御部１３０は、送受信処理部１２０が有するアドレス対応テーブルを用いてＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを知ることができる。
【００５７】
アドレス対応テーブルは、送信先の配電系通信装置１００を特定するために、ＩＰアドレスで指定された送信先の配電系通信装置１００をＭＡＣアドレスで指定するのに用いるものであり、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応情報を保存している。また、アドレス対応テーブルに保存された情報は、所定時間経過したものについてはクリアされてしまう。そのため、はじめて送信先に指定された局、あるいは所定時間以上送信先に指定されなかった局については、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応情報がアドレス対応テーブルに保存されていない。
【００５８】
送信先に指定された局のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスがアドレス対応テーブルに保存されていないときは、送信先のＭＡＣアドレスを問い合わせるためのアドレス要求（ＡＲＰ要求（ARP request）または近隣要請（Neighbor Solicitation））信号をブロードキャスト（またはマルチキャスト：オールルータマルチキャストやエニーキャストを含む。以下同じ）で送信する。その結果、いずれかの局からアドレス要求信号に対する応答（ＡＲＰ応答（ARP reply）または近隣広告（Neighbor Advertisement））があると、アドレス対応テーブル作成手段１２１がそのＭＡＣアドレスをＩＰアドレスと対応付けてアドレス対応テーブルに保存する。
【００５９】
本実施形態の配電系通信装置１００の通信制御部１３０では、送信元および送信先のＩＰアドレスに加えて、受信側及び送信側の隣接局のＩＰアドレスを取得することができる。従って、アドレス対応テーブルを用いて隣接局のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応情報を知ることができる。
【００６０】
送受信処理部１２０はまた、アドレス対応テーブルとは別に、ポート部１１０の各ポートに光ケーブル１１で接続されている隣接局のＭＡＣアドレスを保存するＭＡＣテーブルを有しており、ＭＡＣテーブルを作成するＭＡＣテーブル作成手段１２２を備えている。ＭＡＣテーブルは、ポート部１１０の各ポートの番号と、それに接続されている隣接局のＭＡＣアドレスとを対応付けて保存するテーブルである。送受信処理部１２０は、送信信号の送信先のＭＡＣアドレスが通信制御部１３０から指定されると、指定されたＭＡＣアドレスに対応するポート番号をＭＡＣテーブルから取得し、このポート番号のポートから送信信号を送信させる。
【００６１】
ＭＡＣテーブルの情報は、送受信処理部１２０において、信号を受信したときに作成または更新される。送受信処理部１２０は、ポート部１１０のいずれかのポートから信号を受信すると、受信信号のＭＡＣヘッダに記載されている送信元のＭＡＣアドレスを読み込み、これを受信信号を入力したポートの番号と対応付けてＭＡＣテーブルに保存する。また、通信制御部１３０から指定されたＭＡＣアドレスがＭＡＣテーブルに保存されていないときは、送受信処理部１２０はポート部１１０の送信信号を受信したポートを除くすべてのポートに送信信号を送信する。
【００６２】
上記信号を受信した各隣接局では、信号のＭＡＣヘッダに記載されている送信先のＭＡＣアドレスが当該局のＭＡＣアドレスに一致するか否か判定する。その結果、送信先のＭＡＣアドレスが当該局のＭＡＣアドレスに一致しないときは受信信号を破棄するが、一致するときはＭＡＣヘッダに当該局のＭＡＣアドレスを記載した応答信号を送信元に返送させるようにすることができる。その場合には、送信元の配電系通信装置１００で応答信号のＭＡＣヘッダに記載されている送信元のＭＡＣアドレスを取得し、これを応答信号を受信したポートの番号と対応付けてＭＡＣテーブルに保存することが可能となる。これにより、ポート番号とＭＡＣアドレスとの新たな対応付けの情報をＭＡＣテーブルに追加することができる。
【００６３】
上記説明のように、ネットワーク層の通信制御部１３０において、信号の送信元及び送信先である隣接局のＩＰアドレスを取得することができ、また送受信処理部１２０が有するアドレス対応テーブル及びＭＡＣテーブルを用いてＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及びポートの番号を相互に関連付けることが可能となる。
【００６４】
そこで、本実施形態の配電系通信装置１００では、通信制御部１３０にポート管理手段１３２を設け、ポート部１１０に設けられている各ポートを、ポート管理手段１３２により各ポートに接続されている隣接局のＩＰアドレスで管理することが可能となる。ポート部１１０の各ポートとその接続先のＩＰアドレスとを対応付けしたものを、以下ではポート接続テーブルという。
【００６５】
親局及び子局に設けられたそれぞれの配電系通信装置１００は、別の局に設けられた配電系通信装置１００をＩＰアドレスで管理することができる。特に親局の配電系通信装置１００−０は、配電系通信システム１０内の各子局をＩＰアドレスを用いて管理している。そこで、親局の配電系通信装置１００−０が有するポート管理手段１３２では、各子局のポート管理手段１３２からポート接続テーブルを入力し、これをもとに各子局のポート間の接続状態を管理することが可能となる。
【００６６】
図２に示す配電系通信システム１０を例に説明すると、親局の配電系通信装置１００−０では、配電系通信システム１０内の子局１００−１〜１００−１１の接続関係を、それぞれのＩＰアドレスとポート部１１０のポート番号を用いて管理することができる。一例として、子局１００−１、１００−２のそれぞれのＩＰアドレスをＡ１、Ａ２とし、両者を接続しているそれぞれのポートをポート１１３、ポート１１１とするとき、親局１００−０のポート管理手段１３２は子局１００−１と子局１００−２との接続関係を、ＩＰアドレスＡ１のポート１１３とＩＰアドレスＡ２のポート１１１とが接続されているといった情報で管理することができる。
【００６７】
本実施形態の配電系通信装置１００は、ネットワーク層以上のプロトコルを有する通信装置としていることから、ネットワーク層の通信制御部１３０にポート管理手段１３２を設けることで、上記のように子局のポート間の接続情報をＩＰアドレスで管理することが可能となる。すなわち、親局において、子局間の接続関係をポートレベルで管理することが可能となる。これに対し、ＭＡＣ層以下のプロトコルを有するＬ２スイッチングハブでは、ネットワークで接続されているノードのＩＰアドレスがわかっても、それぞれのポートとノードとの接続関係を知ることはできない。
【００６８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る配電系通信装置を、図５に示すブロック図を用いて説明する。本実施形態の配電系通信装置２００では、ポート部１１０の各ポートに設けられたトランシーバ２１４〜２１６がデジタル診断モニタ（ＤＤＭ）手段２１７〜２１９を有する構成としている。各子局のポート管理手段１３２は、自局のポート部１１０の各ポートに設けられたトランシーバ２１４〜２１６のＤＤＭ手段２１７〜２１９から各トランシーバの診断情報を取得し、これをポート接続テーブルとともに管理することが可能となる。
【００６９】
また、親局のポート管理手段１３２は、各子局のポート管理手段１３２からポート接続テーブルとともにそれぞれの診断情報を入力して管理することができる。各ポート（のトランシーバ）の診断情報を取得することで、例えば所定の子局間を接続する通信経路における光信号の出力が低下している場合にはこれを早期に検出してシステム運用者等に警告することができる。また、必要に応じて別の通信経路の探索を行わせることも可能である。これにより、本実施形態の配電系通信システムの信頼性を高めることができる。
【００７０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る配電系通信装置を、図６に示すブロック図を用いて以下に説明する。従来、アドレス対応テーブルには送信先のノードのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応情報のみが記憶される。そのため、光ファイバで接続された２つの局の間で通信が行われていない場合には、その間の接続に用いられている各局のポートについては、その接続関係をＩＰアドレスで管理することができない。親局では、例えば使用不可となった通信経路の代替経路として、それまで使用されていない通信経路が使用可能かを判定する必要が生じることがある。そのため、配電系通信システム内のすべての通信経路の情報を管理できるようにするのが望ましい。
【００７１】
そこで、本実施形態の配電系通信装置３００では、アドレス対応テーブル作成手段１２１に代えて、拡張アドレス対応テーブル作成手段３２１を送受信処理部１２０に設けている。拡張アドレス対応テーブル作成手段３２１は、信号を送信するときだけでなく、隣接局から信号を受信したときにも、送信元の隣接局のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応情報をアドレス対応テーブルに追加する。
【００７２】
また、ＭＡＣ層では従来より定期的に生存確認信号を送受信して各通信経路が使用可能かの確認を行っている。この生存確認信号の送受信は、隣接局のすべてにブロードキャストまたはマルチキャストで行っており、隣接局から生存確認信号を受信するとその間の通信経路および送信元の子局が正常（生存している）であると判定している。従来、ブロードキャストまたはマルチキャストで信号を送信する場合には、送信先のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応関係をアドレス対応テーブルに保存することは行われなかった。
【００７３】
そこで、本実施形態の配電系通信装置３００では、ＭＡＣ層の送受信処理部１２０に生存確認手段３２３を設け、隣接局に定期的に生存確認信号をブロードキャストまたはマルチキャストで送信させるものとしている。そして、拡張アドレス対応テーブル作成手段３２１では、生存確認信号を受信すると、送信元の隣接局のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応関係をアドレス対応テーブルに追加する。これにより、通信経路が正常なすべての隣接局のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応情報を取得してアドレス対応テーブルに保存することができる。さらに、生存確認信号のブロードキャスト（またはマルチキャスト）送信を定期的に行うことで、アドレス対応テーブルを定期的に更新することも可能となる。
【００７４】
（第４実施形態）
本実施形態では、信号送信時だけでなく信号受信時も受信パケットのＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスからアドレス対応テーブルを作成する。これは、送信されたパケットに記述されている送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスの情報を認識し、これをアドレス対応テーブルに書き込む処理を行うことで実現できる。
【００７５】
具体的な受信信号としては、各ノード（配電系通信装置）が定期的に送出している１hopのブロードキャスト（またはオールルータマルチキャスト）信号である生存確認信号（またはハロー信号）が最も適している。この信号は、ブロードキャスト（またはマルチキャスト）を利用するため相手のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせを知ることなく送信され、アドレス対応テーブルが作成されない。しかし、送信元のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスの組み合わせはパケットに記載されることから、これを受信先で認識することが可能である。これを利用し、各生存確認信号の受信先は送信元のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを認識しこれをアドレス対応テーブルに書き加える仕組みを採用する。生存確認信号は上位層の通信に使用されていない経路でも発生するため、当該経路の情報についてもアドレス対応テーブルに記載することができる。本信号は定期的にすべてのノードから相互に出力されるため、その情報を入手することで全ノードのアドレス対応情報を網羅することができる。
【００７６】
また、ルーティング手段で用いるルーティング信号パケット（ルート要求パケット）や、他のブロードキャスト（またはマルチキャスト）／ユニキャストパケットを用いても同様の処理が可能である。
【００７７】
以下では、図７を用いて本発明の第４実施形態に係る配電系通信装置を説明する。図７は、第４実施形態の配電系通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の配電系通信装置（ノード）４００は、配電自動化等の高信頼性が必要なネットワークに接続されるものであり、配電系通信装置４００内の構造として、物理層処理部４１０、送受信処理部４２０、通信制御部４３０、通信管理部４４０、及びノード監視部４５０を備えている。
【００７８】
物理層処理部４１０は、物理層情報を扱っており、トランシーバ４１５〜４１８を有している。トランシーバの数及び通信媒体は任意（光、メタル等）に選択できる。送受信処理部４２０は、データリンク層の処理を行っており、出力先トランシーバを振り分けるためのＭＡＣテーブル４２１を有している。ＭＡＣテーブル４２１にはＭＡＣアドレスごとの出力ポートが示されている。
【００７９】
通信制御部４３０は、ネットワーク層の処理を行い、ルーティング手段４３１を備えている。また、アドレス処理部（アドレス対応テーブル作成手段）４３２を備え、送信すべきＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスをアドレス対応処理（ＩＰｖ４においてはＡＲＰ要求信号及びＡＲＰ応答信号、ＩＰｖ６においては近隣要請及び近隣広告）によって取得し、これをアドレス対応テーブル４２１に記載する。
【００８０】
さらに、通信管理部４４０がＬ４〜Ｌ６の処理を、ノード監視部４５０がＬ７の処理を、それぞれ担う。ノード監視部４５０は、最低限経路やノードの状態監視を行うが、配電系の制御監視機能やスマートメータの集約等の機能を持っていてもよい。ノード監視部４５０は、ポート管理手段４５１を有している。ポート管理手段４５１は、アドレス処理部４３２及びＭＡＣテーブル４２１から情報を収集し、ポートとＩＰアドレスとを合わせて管理する。また、受信パケットから得たＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの組み合わせをアドレス対応テーブルへ書き込むことができる。ポート管理手段４５１は、さらにトランシーバの状態情報を得る手段を有していてもよく、トランシーバの状態情報をポート対ＩＰテーブル（ポート接続テーブル）と一緒に管理してもよい。
【００８１】
以下では、図８に示す本実施形態の配電系通信システムの一例を示すネットワークを用いて本実施形態の配電系通信装置４００の動作う説明する。同図において、送信元４００−Ａ、送信先４００−Ｂ、及びノード４００−１〜４は、本実施形態の配電系通信装置４００を用いて構成されている。送信元４００−Ａから送信先４００−Ｂに通信が行われているとし、通常はノード４００−１、４００−２、４００−３を経由しているとする。
【００８２】
通常アドレス処理は、ノード４００−１、４００−２、４００−３の間でのみ行われ、使われていないノード４００−４とノード４００−１及び４００−３との間では実行されない。そのため、ポートとＩＰアドレスとを合わせた管理は、ノード４００−１と４００−４との間等については行えない。その結果、ノード４００−１〜３の区間に異常が発生した場合、切り替えるべき経路であるノード４００−４側の状態を把握することができない。
【００８３】
そこで、本実施形態の配電系通信装置４００では、ノード４００−４に一部の受信信号が到達することを利用し、アドレス処理部４３２によりノード４００−４の情報についてもアドレス対応テーブルに記載する。具体的には、一部の受信信号としてルーティングプロトコルで使用するハローパケット（生存確認信号）やルート探索パケットがあり、正確なアドレスを有していなくともこの信号をブロードキャストまたはマルチキャストで伝播する。
【００８４】
ハローパケット等の信号がノード４００−４から出力されると、ノード４００−１及び４００−３にノード４００−４の情報が書かれてアドレス対応テーブルが更新され、ポートとＩＰアドレスとの管理が実現できる。上記のようなパケットは、ハローパケットや生存確認信号に限定されずいかなるパケットでも可能であるが、すべてのノードから定期的に出力される生存確認パケットが最も適している。
【００８５】
アドレス対応テーブルの一例を図９に示す。通信要求があったＩＰアドレスを図９に示すアドレス対応テーブルのＩＰ欄から検索し、検索されたＩＰアドレスに対応するアドレス対応テーブルのＭＡＣ欄から該当するＭＡＣアドレスを発見する。また、通信要求があったＩＰアドレスがアドレス対応テーブルのＩＰ欄にないときは、当該ノード４００は、ＭＡＣアドレス問い合わせ信号としてアドレス要求信号（ＡＲＰ要求信号または近隣要請）を送出してＭＡＣアドレスを取得する。また、得られたＭＡＣアドレスをアドレス対応テーブルに追加する。
【００８６】
ＭＡＣテーブル４２１の一例を図１０に示す。ＭＡＣテーブル４２１は、１つの送信ノードが複数の送受信ポートを持っている場合に設定され、送信先となるＭＡＣアドレスごとに転送すべきポートを記載したものである。ＭＡＣテーブルに記載されていないＭＡＣアドレスへ信号を送ることを求められた場合には、全ポートへ送信することで対応する、また記載されていないＭＡＣアドレスから信号を受信したときは、当該ＭＡＣアドレスと受信したポートとを対としてＭＡＣテーブル４２１に記載する。
【００８７】
上記のアドレス対応テーブルとＭＡＣテーブル４２１より、ノード監視部１５０では、これら２つのテーブルあわせてＩＰアドレスとポートの情報を作り出す。これにより、ポートとＩＰアドレスの情報を合わせて管理することが可能となる。また、例えば図１１に示すように、ポート毎のトランシーバの送信（Ｔｘ）信号強度や受信（Ｒｘ）信号強度を合わせて管理することができる。その結果、Ｔｘ信号強度の低下がみられる経路（図１１に示すＮｏ．２の経路）を確認することができ、当該経路の使用を避けるなどの制御が可能となる。
【００８８】
本実施形態の配電系通信装置では、上位層の通信で使われていない冗長経路についてもアドレス対応テーブルに記載することが可能となり、ポートとＩＰアドレスの照合をとることができる。すなわち、トランシーバ情報とポートとを合わせて管理することができる。従って、トランシーバに劣化が判明した際どの経路が問題となり得るか判断することができ、より信頼性の高い通信網が実現される。
また、副次的な効果としてアドレス対応テーブルが既に登録されているため切替時に新たなアドレス処理が必要なく、より高速な通信開始が可能となることがある。
【００８９】
（第５実施形態）
本発明の配電系通信装置及び配電系通信システムは、配電系の監視制御、スマートメータの中継等に用いることができる。配電系の監視制御等に用いる配電制御監視部を備えた本発明の第５実施形態に係る配電系通信装置の一例を図１２に示す。図１２に示す配電系通信装置５０１では、配電制御監視部５６０をノード監視部４５０と並行して一体として配置している。配電制御情報を通信管理部４４０で取り出し、これを配電制御監視部５６０に入力して配電制御を行うトリガーに用いるようにすることができる。また、配電制御監視部５６０が配電の監視制御を行った結果等を、通信管理部４４０及び通信制御部４３０を経由して他ノードに転送するようにすることができる。
【００９０】
本実施形態の配電系通信装置では、物理層処理部４１０のポートの一つに配電制御装置やスマートメータ集約装置を接続することも可能である。一例として、図１３に示すように、ノードに配電系制御装置５７０のみが接続されてもよいし、スマートメータ集約装置５７１のみが接続されてもよい、両方を接続することも可能である。また、ともに接続されない情報転送線用のノードがあってもよい。
【００９１】
スマートメータ集約装置５７１や配電系制御装置５７０は任意のポートに接続することができ、通信制御部４３０によって他ノードや管理サーバ等に転送が行われる。中間ノードに本実施形態の配電系通信装置を採用することで、経路の状況がつかみやすくなり、スマートメータ集約装置５７１や配電系制御装置５７０の要求する高い信頼性が実現できる。
【００９２】
また、ＩＰプロトコル以外の配電系制御装置／スマートメータ集約装置を本実施形態の配電系通信システムに接続することも可能である。ＩＰプロトコル以外の通信装置を接続可能な本実施形態の配電系通信装置の一例を図１４に示す。本実施形態の配電系通信装置５０２は、他プロトコルの通信装置５８０とプロトコル変換部５８１を備えている。通信装置５８０を経由する信号は、プロトコル変換部５８１でＩＰプロトコルの信号へと変換されたのち、他ノード等へ出力される。
【００９３】
なお、上記では光ケーブルを用いた光信号による通信の場合について説明したが、これに限定されず、メタルケーブルを用いた電気信号による通信の場合にも適用可能である。本実施の形態における記述は、本発明に係る配電系通信装置及び配電系通信システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における配電系通信装置及び配電系通信システムの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０      配電系通信システム
１１      光ファイバ
１００、２００、３００、４００、５０１、５０２    配電系通信装置
１１０      ポート部
１１１〜１１３、４１１〜４１４    ポート
１１４〜１１６、２１４〜２１６    光トランシーバ
１２０、４２０    送受信処理部
１３０、４３０    通信制御部
１３１、４３１    ルーティング手段
１４０、４４０    通信監理部
１５０    子局機能部
２１７〜２１９    デジタル診断モニタ手段
３２１    拡張アドレス対応テーブル作成手段
３２３    生存確認手段
４１０    物理層処理部
４１５〜４１８    トランシーバ
４２１    ＭＡＣテーブル
４３２    アドレス処理部
４５０    ノード監視部
４５１    ポート管理手段
５６０    配電制御監視部
５７０    配電系制御装置
５７１    スマートメータ集約装置
５８０    通信装置
５８１    プロトコル変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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