(57)【要約】【課題】停電によって停止した後、復電によって再起動したとき、復電後数秒のうちに通信状態に復帰させることが可能なモデムを提供する。【解決手段】モデム１０は、信号の変復調を行う変復調部１２と、変復調に関する設定情報を記憶するメモリ１６と、設定情報に基づいて変復調部１２を制御する制御部１７と、外部電源ラインからの電力供給を受けて変復調部１２、メモリ１６及び制御部１７に電力を供給する電源回路１９と、電源回路１９からの電力供給を受けて動作し変復調部１２、メモリ１６及び制御部１７にクロック信号を供給する発振器１８と、外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したときメモリ１６及び制御部１７に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路２０とを備える。発振器１８は停電状態のときに動作を停止し、メモリ１６及び制御部１７はクロック信号の供給停止により設定情報を保持したまま動作を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の変復調を行う変復調部と、
前記変復調に関する設定情報を記憶するメモリと、
前記設定情報に基づいて前記変復調部を制御する制御部と、
外部電源ラインからの電力供給を受けて前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部に電力を供給する電源回路と、
前記電源回路からの電力供給を受けて動作し、前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部にクロック信号を供給する発振器と、
前記外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したとき、前記メモリ及び前記制御部に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路とを備え、
前記発振器は、前記停電状態のときに前記バッテリ電源から電力供給を受けることなく動作を停止し、
前記メモリ及び前記制御部は、前記クロック信号の供給停止により前記設定情報を保持したまま動作を停止することを特徴とするモデム。
【請求項２】
前記バックアップ電源回路は、
前記制御部及び前記メモリに電力を供給するバッテリと、
前記電源回路及び前記バッテリのいずれか一方を前記メモリ及び前記制御部に対して選択的に接続する切替回路と、
前記停電状態の有無に基づいて前記充電制御部及び前記切替回路を制御する停電検出制御部とを備え、
前記停電検出制御部は、前記停電状態を検出したとき前記バッテリからの電力供給に切り替え、前記外部電源ラインからの電力供給が再開する復電を検出したとき前記電源回路からの電力供給に切り替える、請求項１に記載のモデム。
【請求項３】
前記バッテリは所定時間まで電力を供給し、前記バッテリの電力が尽きたとき前記設定情報は消去される、請求項２に記載のモデム。
【請求項４】
前記バッテリの充電を制御する充電制御部をさらに備え、
前記充電制御部は、前記電源回路からの電力供給を受けて前記バッテリを充電する、請求項２又は３に記載のモデム。
【請求項５】
複数の配電ルートを含む配電ネットワークと、
前記配電ルートを切り替えるルートスイッチと、
前記配電ルートを監視する監視装置と、
前記監視装置に接続されたモデムと、
前記モデムに接続された通信ケーブルと、
前記通信ケーブル及び前記モデムを介して前記監視装置に制御信号を送信する配電監視制御サーバとを備え、
前記モデムは、
信号の変復調を行う変復調部と、
前記変復調に関する設定情報を記憶するメモリと、
前記設定情報に基づいて前記変復調部を制御する制御部と、
外部電源ラインからの電力供給を受けて前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部に電力を供給する電源回路と、
前記電源回路からの電力供給を受けて動作し、前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部にクロック信号を供給する発振器と、
前記外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したとき、前記メモリ及び前記制御部に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路とを備え、
前記発振器は、前記停電状態のときに前記バッテリ電源から電力供給を受けることなく動作を停止し、
前記メモリ及び前記制御部は、前記クロック信号の供給停止により前記設定情報を保持したまま動作を停止することを特徴とする配電監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モデムに関し、特に、モデムの停電対応機能に関するものである。また、本発明は、そのようなモデムを用いた配電監視制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気は一般家庭だけでなく、工場・オフィスなどの産業分野および病院・交通等の社会インフラに必要不可欠であり、停電によるダメージは計り知れないものがある。停電から復旧までに要する時間は短時間であればあるほど社会が被る損失が少なくて済むことから、電力会社では配電システムの高度化を図ってきた（例えば特許文献１参照）。配電ルートの集中制御もその一環であり、電力会社が電力供給する配電線は、ある場所で停電が発生しても他の地域へ停電が波及することを極力低減させる目的で、複数の配電ルートになるよう設計されている。各配電ルートの分岐点にはルートスイッチが設けられ、配電ルートを切り替えることにより、停電エリアを最小限に抑えることが可能である。
【０００３】
図３は、配電ルートの集中監視制御を実現する配電監視制御システムの一例を示す模式図である。
【０００４】
図３に示すように、変電所２で発電された電力は配電線４により送電され、Ａエリア、Ｂエリア、及びＣエリアに供給される。配電監視制御システム１は、各配電ルートの分岐点（エリア境界点）に設けられたルートスイッチ５ａ〜５ｄを備えており、これらは図示しない制御装置により監視・制御センター３（配電監視制御サーバ）から遠隔制御できるようになっている。監視装置６ａ〜６ｃはモデム７ａ〜７ｃを介して光ファイバ、メタル線などの通信ケーブル８にそれぞれ接続されており、監視・制御センター３から送られてくる制御信号に従って動作し、各種センサを用いて各配電エリアの電圧・電流・周波数・位相などの監視を行う。
【０００５】
通常状態では、ルートスイッチ５ａ、５ｂ、５ｃをオン、ルートスイッチ５ｄをオフにそれぞれ設定し、配電ルートとしてＸルートが選択されている（図３（ａ））。ここで、Ａエリアで停電が発生した場合、ＢエリアやＣエリアにも停電が波及してしまう（図３（ｂ））。しかし、ルートスイッチ５ａ、５ｂをオフ、ルートスイッチ５ｄをオンにそれぞれ設定し、配電ルートをＹルートに切り替えることで、ＢエリアやＣエリアに電力を供給でき、Ａエリアだけの停電で済むようにすることができる（図３（ｃ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４は、従来のモデム７ａ〜７ｃの動作状態を示す模式図であり、図５は、従来のモデム７ａ〜７ｃの状態遷移図である。なお、図４において、一方のモデム（モデム１）がルートスイッチ側のモデム、他方のモデム（モデム２）が図３において図示されていない監視・制御センター３側のモデムである。
【０００８】
図４及び図５において、状態１はモデム設置時であり、モデムの電源がＯＦＦの状態である。モデムの電源をＯＮにすると状態２に移行し、モデム間の伝送路状態を調べ、最適な通信方式を選ぶトレーニングが行われる。トレーニング終了後は状態３へ移行し、トレーニング結果を利用したデータ伝送が行われ、運用開始となる。なお状態３では定期的に伝送路状態を確認するトレーニングと通信方式の動的な切り替えが行われ、常に最適な通信方式が維持される。
【０００９】
停電が発生するとモデムの電源が切れて状態４に移行し、モデム間の通信が途切れる。復電により状態４から状態５を経て状態２へ移行し、モデムの起動およびトレーニングを実施後、状態３へ移行し、通信が復旧する。
【００１０】
しかしながら、モデムの起動およびトレーニングには数分を要するため、通信の再開に時間がかかり、復電後すぐに監視することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、停電によってモデムが停止した後、復電によって再び起動したとき、復電後数秒のうちに通信状態に復帰させることが可能なモデムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのようなモデムを用いて構成された信頼性の高い配電監視制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明によるモデムは、信号の変復調を行う変復調部と、前記変復調に関する設定情報を記憶するメモリと、前記設定情報に基づいて前記変復調部を制御する制御部と、外部電源ラインからの電力供給を受けて前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部に電力を供給する電源回路と、前記電源回路からの電力供給を受けて動作し、前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部にクロック信号を供給する発振器と、前記外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したとき、前記メモリ及び前記制御部に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路とを備え、前記発振器は、前記停電状態のときに前記バッテリ電源から電力供給を受けることなく動作を停止し、前記メモリ及び前記制御部は、前記クロック信号の供給停止により前記設定情報を保持したまま動作を停止することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、停電を検知したとき通常の電源供給からバッテリによる供給へ自動で切り替え、復電を検知したときバッテリによる供給から通常の電源供給へ自動で切り替えることができる。したがって、停電時に設定情報を記憶した状態でモデムを待機状態にすることが可能となり、復電後数秒でモデムを通信状態に復帰させることができる。さらに、このようなモデムを配電監視制御システムに用いることにより、復電後直ちに配電ルートの監視制御が可能となり、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００１４】
本発明において、前記バックアップ電源回路は、前記制御部及び前記メモリに電力を供給するバッテリと、前記電源回路及び前記バッテリのいずれか一方を前記メモリ及び前記制御部に対して選択的に接続する切替回路と、前記停電状態の有無に基づいて前記充電制御部及び前記切替回路を制御する停電検出制御部とを備え、前記停電検出制御部は、前記停電状態を検出したとき前記バッテリからの電力供給に切り替え、前記外部電源ラインからの電力供給が再開する復電を検出したとき前記電源回路からの電力供給に切り替えることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記バッテリは所定時間まで電力を供給し、前記バッテリの電力が尽きたとき前記設定情報は消去されることが好ましい。この構成によれば、停電時の場合とそれ以外（例えばモデム交換作業）の場合とをバッテリ容量だけで区別して動作させることができる。
【００１６】
本発明によるモデムは、前記バッテリの充電を制御する充電制御部をさらに備え、前記充電制御部は、前記電源回路からの電力供給を受けて前記バッテリを充電することが好ましい。この構成によれば、電池交換作業を必要とせず、複数回の停電に対応することができる。
【００１７】
さらに、本発明による配電監視制御システムは、複数の配電ルートを含む配電ネットワークと、前記配電ルートを切り替えるルートスイッチと、前記配電ルートを監視する監視装置と、前記監視装置に接続されたモデムと、前記モデムに接続された通信ケーブルと、前記通信ケーブル及び前記モデムを介して前記監視装置に制御信号を送信する配電監視制御サーバとを備え、前記モデムは、信号の変復調を行う変復調部と、前記変復調に関する設定情報を記憶するメモリと、前記設定情報に基づいて前記変復調部を制御する制御部と、外部電源ラインからの電力供給を受けて前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部に電力を供給する電源回路と、前記電源回路からの電力供給を受けて動作し、前記変復調部、前記メモリ及び前記制御部にクロック信号を供給する発振器と、前記外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したとき、前記メモリ及び前記制御部に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路とを備え、前記発振器は、前記停電状態のときに前記バッテリ電源から電力供給を受けることなく動作を停止し、前記メモリ及び前記制御部は、前記クロック信号の供給停止により前記設定情報を保持したまま動作を停止することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、停電を検知したとき通常の電源供給からバッテリによる供給へ自動で切り替え、復電を検知したらバッテリによる供給から通常の電源供給へ自動で切り替えることができる。そのため、停電時に設定情報を記憶した状態でモデムを待機状態にすることができ、復電後数秒で通信状態に復帰させることができる。したがって、復電後直ちに配電ルートの監視制御が可能となり、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、設定情報を記憶しているメモリや制御部に電源回路へ停電時にバッテリからの電源供給を自動で切り替えるバックアップ電源回路が追加されているので、停電時に設定情報を記憶した状態でモデムの動作を停止させることができ、復電後数秒で通信状態に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態によるモデムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、モデムの状態遷移図である。
【図３】図３は、配電監視制御システムの一例を示す模式図である。
【図４】図４は、従来のモデムの動作状態を示す模式図である。
【図５】図５は、従来のモデムの状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態によるモデム１０の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態によるモデム１０は、インターフェース部１１、変復調部１２、Ｄ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部１３、送受信増幅部１４、混合分離部１５、トレーニング結果やその他の設定情報を記憶するメモリ１６、制御部１７、クロック信号を生成する発振器１８、電源回路１９を備えている。混合分離部１５はメタル線等の通信ケーブル８を介して監視・制御センター３（配電監視制御サーバ）に接続されており、インターフェース部１１は監視装置６（６ａ〜６ｃ）に接続されている（図３参照）。なお、モデム１０は監視装置６に対する外付け機器であってもよく、モジュールとして監視装置６内に組み込まれていてもよい。
【００２４】
インターフェース部１１は、送信用インターフェース部１１ａと受信用インターフェース部１１ｂを有し、変復調部１２は、変調部１２ａと復調部１２ｂを有する。Ｄ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部１３は、デジタル信号をアナログ変換するＤ／Ａ変換部１３ａとアナログ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部１３ｂを有し、送受信増幅部１４は送信増幅部１４ａと受信増幅部１４ｂを有する。変復調部１２およびＤ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部１３は、通信データを直接取り扱うブロック（通信回路部）である。
【００２５】
監視・制御センター３から通信ケーブル８を介して送られてくる制御信号（受信信号）は、混合分離部１５に入力され、受信増幅部１４ｂで増幅される。次いで、Ａ／Ｄ変換部１３ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換され、復調部１２ｂで所定の復調方式に従って復調された後、受信用インターフェース部１１ｂから受信データとして出力される。
【００２６】
一方、監視装置６から送られてくる送信データは、送信用インターフェース部１１ａに入力され、変調部１２ａで所定の変調方式に従って変調される。次いで、Ｄ／Ａ変換部１３ａでデジタル信号からアナログ信号に変換され、送信増幅部１４ａで増幅された後、混合分離部１５から送信信号として出力される。
【００２７】
制御部１７、変復調部１２およびＤ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部１３は、発振器１８からのクロック信号に同期して動作する。またメモリ１６は、制御部１７が内部生成したクロック信号に同期してデータの書き込み及び読み出し動作を実施する。制御部１７は、メモリ１６に記憶された変復調その他の通信方式に関する設定情報に基づいて、変復調部１２およびＤ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部１３の動作を制御する。
【００２８】
電源回路１９は、外部電源ラインから例えばＡＣ１００Ｖの商用電源を取り込み、各回路ブロックに必要な電力を供給する。商用電源は、配電ネットワークを構成する配電線４（図３参照）から供給されるが、停電時には商用電源が供給されなくなり、モデム１０のシャットダウンを余儀なくされる。そこで本実施形態では、バックアップ電源回路２０を用いてモデム１０の最小限の動作に必要な電力を確保している。
【００２９】
本実施形態によるモデム１０は、上記のようにバックアップ電源回路２０を追加的に備え、バックアップ電源回路２０からの電力を受けてスリープモード（待機状態）で動作する。スリープモードでは、メモリ１６および制御部１７だけに電力が供給され、メモリ１６内の設定情報は維持される。バックアップ電源回路２０は、バッテリ２１と、バッテリ２１の充電を制御する充電制御部２２と、電源回路１９及びバッテリ２１のいずれか一方がメモリ１６および制御部１７に接続されるように切り替える切替回路２３と、停電の有無を検出して充電制御部２２および切替回路２３を制御する停電検出制御回路２４とを備えている。
【００３０】
監視・制御センター３側にも同様のモデムが用意され、モデム間の通信が実施されるが、監視・制御センター３側のモデムにはバックアップ電源回路２０を設けなくてもよい。すなわち、監視・制御センター３のモデムは従来構成のモデムであってもよい。
【００３１】
次に、モデム１０の動作について説明する。図２は、モデム１０の状態遷移図である。図２において、モデム１０の設置から通常運用までの動作（状態１→状態２→状態３の遷移）は、図５に示した従来のモデム（状態１→状態２→状態３の遷移）と同じである。
【００３２】
停電が発生すると（図２：状態３→状態４）、停電検出制御回路２４が切替回路２３を動作させて電源回路１９からバッテリ２１に切り替え、メモリ１６と制御部１７にバッテリ電源を供給する。他の回路、特に発振器１８は電源供給断により機能が停止してしまうため、モデム１０の動作は停止する。メモリ１６及び制御部１７には電力が供給されているので設定情報は保持されるが、クロック供給が停止しているためクロック停止直前の状態を維持したまま次のクロックを待ち続けるという、あたかも時間が停止しているような状態（待機状態）となる。
【００３３】
この状態で復電して電源供給が再開されると（図２：状態４→状態５の遷移）、各回路ブロックは機能復帰することになる。メモリ１６と制御部１７には停電中も電力が供給され続けており、メモリ１６は停電直前の設定情報を記憶しているため、クロックの供給再開と共にクロック停止直前の状態から復帰するので、再起動およびトレーニングの必要なしに極めて短時間のうちにモデム機能を復帰させることができる。従来技術では再起動およびトレーニングを実施し、状態５→状態２の遷移となるため、復帰時間に数分を必要としていたが、本発明によれば復帰時間を数秒にすることが可能である。すなわち、本発明によれば、従来技術の問題点を解決して短時間での復帰を実現することができる。伝送媒体が通信線の場合、無線や電力線と違って伝送路の環境条件が短期間で大きく変動することはほとんどない。そのため、本発明のように過去の設定情報を使っての通信再開は問題ない。
【００３４】
バッテリ２１の容量は、停電と定義される一定時間（例えば４８時間）までメモリ１６および制御部１７に電力を供給し続けられるように設定されている。バッテリ２１は充電が無くなるまで制御部１７とメモリ１６へ電圧を供給し続けるが、充電が無くなれば（所定時間を過ぎれば）電圧降下によって電源断となる。それにより、制御部１７とメモリ１６の設定情報は失われ、モデム設置時の状態に戻る（図２：状態４→状態２への遷移）ため停電と機器交換との区別をつけることができる。バッテリ２１は充電可能タイプであり、停電に備えて通常時に充電を行うことが好ましい。また、停電時は制御部１７の設定情報のみをメモリ１６において維持させ、クロックを停止させた状態であるため必要最小限の電源供給で済む。これによりバッテリ２１の小型化、ひいてはモデム１０の小型化を図ることができる。尚、必要に応じて電源立ち上がり時にクロック供給の不安定さを取り除くことを目的とした発振器向けの電源制御回路、もしくは発振信号の供給制御回路を追加することが望ましい。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によるモデム１０は、外部電源ラインからの電力供給がない停電状態を検出したとき、メモリ１６および制御部１７に対してバッテリ電源を供給するバックアップ電源回路２０を備え、設定情報を記憶しているメモリ１６や制御部１７への電力供給を、停電時に電源回路１９からバッテリ２１に自動的に切り替えるので、停電時に設定情報を記憶した状態でモデムの動作を停止させることができ、復電後数秒で通信状態に復帰させることができる。したがって、このようなモデム１０を用いた配電監視制御システムによれば、復電後直ちに配電ルートの監視が可能となり、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３７】
例えば、上記実施形態においては、バッテリ２１として充電タイプのもの（二次電池）を挙げたが、本発明では非充電タイプのもの（一次電池）を使用してもよい。この場合、充電制御部２２による充電制御は不要である。また、停電中に消耗した電池は再利用できないので、次の停電に備えて電池交換が必要である。  さらに、上記実施形態においては、監視装置について挙げたが、本発明のモデムをルートスイッチの制御を行うために利用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１    配電監視制御システム
２    変電所
３    監視・制御センター（配電監視制御サーバ）
４    配電線
５，５ａ〜５ｄ    ルートスイッチ
６，６ａ〜６ｃ    監視装置
７，７ａ〜７ｃ    モデム
８    通信ケーブル
１０    モデム
１１    インターフェース部
１１ａ    送信用インターフェース部
１１ｂ    受信用インターフェース部
１２    変復調部
１２ａ    変調部
１２ｂ    復調部
１３    Ｄ／Ａ−Ａ／Ｄ変換部
１３ａ    Ｄ／Ａ変換部
１３ｂ    Ａ／Ｄ変換部
１４    送受信増幅部
１４ａ    送信増幅部
１４ｂ    受信増幅部
１５    混合分離部
１６    メモリ
１７    制御部
１８    発振器
１９    電源回路
２０    バックアップ電源回路
２１    バッテリ
２２    充電制御部
２３    切替回路
２４    停電検出制御回路
【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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