(57)【要約】【課題】  装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置を提供する。【解決手段】  本発明の一態様に係る通信装置は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置１０である。通信装置１０は、隣接する通信ノードＮとの間で通信フレームを送受信する通信部１３と、データの一時的な記憶領域を有する記憶部１２と、電力供給元として外部電源と補助電源とを切り替え可能な電源供給部１４と、「障害時の退避処理」及び「定期的な退避処理」のうちの少なくとも１つを実行可能な制御部１１と、を備える。【選択図】      図２
2016076820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、
隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、
データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、
電力供給元として外部電源と補助電源とを切り替え可能な電源供給部と、
下記に定義する退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な制御部と、を備える通信装置。
障害時の退避処理：補助電源により通信する補助期間中に、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
定期的な退避処理：外部電源により通信する通常期間中の所定周期ごとに、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
【請求項２】
バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、
隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、
データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、
電力供給元を外部電源とする電源供給部と、
下記に定義する退避処理を実行可能な制御部と、を備える通信装置。
定期的な退避処理：外部電源により通信する通常期間中の所定周期ごとに、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
【請求項３】
前記制御部は、前記退避処理を実行する場合に、退避させる前記データの受入要求を含む前記通信フレームを複数の前記通信ノードに送信する請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記退避処理を実行する場合に、退避させる前記データの退避先の前記通信ノードを複数に分散する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、時間的な変化が小さく個々の前記通信ノードに固有である静的かつ固有データについては、前記定期的な退避処理を実行する請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、時間的な変化が大きく個々の前記通信ノードに固有である動的かつ固有データについては、前記障害時の退避処理を実行する請求項１又は請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記通信ノードと通信可能に接続された対象機器を遠隔監視する管理装置が収集する監視データについては、前記障害時の退避処理を実行する請求項１、請求項５又は請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの設定方法であって、
下記に定義する高耐性ノードと下記に定義する低耐性ノードを、前記通信ネットワークを構成する通信ノードに含める第１のステップと、
前記低耐性ノードが一時的に記憶するデータの退避先をいずれかの前記高耐性ノードに対応させる第２のステップと、を含む通信ネットワークの設定方法。
高耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的長い通信ノード
低耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的短い通信ノード
【請求項９】
前記通信ネットワークを、１つの前記高耐性ノードとこれに対応する１又は複数の前記低耐性ノードとを含む複数のノード群に区分する第３のステップを更に含み、
前記第３のステップにおいて区分した少なくとも２つの前記ノード群について、前記低耐性ノードの数が揃えられている請求項８に記載の通信ネットワークの設定方法。
【請求項１０】
バケツリレー方式を採用する通信ネットワークであって、
下記に定義する退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な通信ノードが含まれる通信ネットワーク。
障害時の退避処理：補助電源により通信する補助期間中に、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
定期的な退避処理：外部電源により通信する通常期間中の所定周期ごとに、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信ネットワーク及び通信ネットワークの設定方法に関する。
具体的には、本発明は、通信ノードが一時的に記憶するデータを他の通信ノードに退避させる通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電前に実行中のコンピュータプログラムによる処理を、復電後に直ちに継続して再開するプログラマブルコントローラ等よりなる制御装置が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
この制御装置は、補助電源であるバッテリの電力により、停電時に揮発性メモリが一時的に記憶するデータを自装置の不揮発性メモリに退避し、このデータを複電時に揮発性メモリに戻すことにより、コンピュータプログラムの再起動を高速化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０９０６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不揮発性メモリへのデータ書き込みは、揮発性メモリの場合に比べて長時間を要する。このため、揮発性メモリのデータを自装置の不揮発性メモリに退避する従来方法では、バッテリの動作時間によってはデータの退避に失敗するおそれがある。
この問題を解決するには、バッテリの動作時間を長くすればよいが、これでは高性能なバッテリが必要となるので、装置の高コスト化に繋がるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置等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】
【０００６】
（１）  本発明の一態様に係る通信装置は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、電力供給元として外部電源と補助電源とを切り替え可能な電源供給部と、下記に定義する退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な制御部と、を備える。
【０００７】
障害時の退避処理：補助電源により通信する補助期間中に、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
定期的な退避処理：外部電源により通信する通常期間中の所定周期ごとに、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
【０００８】
（２）  本発明の別態様に係る通信装置は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、電力供給元を外部電源とする電源供給部と、上記の定期的な退避処理を実行可能な制御部と、を備える。
【０００９】
（８）  本発明の一態様に係る設定方法は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの設定方法であって、下記に定義する高耐性ノードと下記に定義する低耐性ノードを、前記通信ネットワークを構成する通信ノードに含める第１のステップと、前記低耐性ノードが一時的に記憶するデータの退避先をいずれかの前記高耐性ノードに対応させる第２のステップと、を含む。
高耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的長い通信ノード
低耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的短い通信ノード
【００１０】
（１０）  本発明の一態様に係る通信ネットワークは、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークであって、上記の障害時の退避処理及び定期的な退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な通信ノードが含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る通信システムの接続形態を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る通信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図４】第２の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図５】第３の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図６】第４の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図７】第１の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図８】第２の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図９】第３の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
【図１０】第２実施形態に係る通信ノードの内部構成を示すブロック図である。
【図１１】第３実施形態に係る通信システムの接続形態を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る通信システムの接続形態を示す図である。
【図１３】データ種別ごとの退避処理の内容を示す参照テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）  本実施形態の通信装置（補助電源ありのタイプ）は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、電力供給元として外部電源と補助電源とを切り替え可能な電源供給部と、下記に定義する退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な制御部と、を備える。
【００１４】
障害時の退避処理：補助電源により通信する補助期間中に、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
定期的な退避処理：外部電源により通信する通常期間中の所定周期ごとに、一時的に記憶されたデータの一部又は全部を含む通信フレームを他の通信ノードに送信し、当該データを他の通信ノードに記憶させる退避処理
【００１５】
本実施形態の通信装置（補助電源ありのタイプ）によれば、制御部が、上記の退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能であるから、一時的に記憶されたデータを書き込み速度が遅い不揮発性メモリに退避する必要がない。
従って、高性能な補助電源を採用しなくてもデータの退避機能を実装することができ、装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置が得られる。
【００１６】
（２）  他の観点から見た本実施形態の通信装置（補助電源なしのタイプ）は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの通信ノードに使用される通信装置であって、隣接する前記通信ノードとの間で通信フレームを送受信する通信部と、データの一時的な記憶領域を有する記憶部と、電力供給元を外部電源とする電源供給部と、前記定期的な退避処理を実行可能な制御部と、を備える。
【００１７】
本実施形態の通信装置（補助電源なしのタイプ）によれば、制御部が、上記の定期的な退避処理を実行可能であるから、一時的に記憶されたデータを書き込み速度が遅い不揮発性メモリに退避する必要がない。
従って、高性能な補助電源を採用しなくてもデータの退避機能を実装することができ、装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置が得られる。また、補助電源そのものが不要であるため、より一層の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
（３）  本実施形態の通信装置において、前記制御部は、前記退避処理を実行する場合に、退避させる前記データの受入要求を含む前記通信フレームを複数の前記通信ノードに送信することが好ましい。
このようにすれば、退避先ノードを唯一の通信ノードに絞る場合に比べて、退避処理を確実に行うことができる。
【００１９】
（４）  本実施形態の通信装置において、前記制御部は、前記退避処理を実行する場合に、退避させる前記データの退避先の前記通信ノードを複数に分散することが好ましい。
このようにすれば、すべての退避データを１つの退避先ノードに集中させる場合に比べて、退避先ノードのメモリ容量がいっぱいになって退避処理ができなくなるのを防止することができ、退避処理を確実に行うことができる。
【００２０】
（５）  本実施形態の通信装置（補助電源ありのタイプ）において、前記制御部は、時間的な変化が小さく個々の前記通信ノードに固有である静的かつ固有データについては、前記定期的な退避処理を実行することが好ましい。
その理由は、上記の静的かつ固有データ（例えば、子局のＩＰアドレスなど）は、固有データであるため退避処理を行う必要があるが、静的データであるためリアルタイム性が要求されないので、障害時の退避処理を行う必要性が低いからである。
【００２１】
（６）  本実施形態の通信装置（補助電源ありのタイプ）において、前記制御部は、時間的な変化が大きく個々の前記通信ノードに固有である動的かつ固有データについては、前記障害時の退避処理を実行することが好ましい。
その理由は、上記の動的かつ固有データは、他の通信ノードに問い合わせても取得できず、リアルタイム性が高いデータでもあることから、障害時の退避処理を行う必要性が高いからである。
【００２２】
（７）  本実施形態の通信装置（補助電源ありのタイプ）において、前記制御部は、前記通信ノードと通信可能に接続された対象機器を遠隔監視する管理装置が収集する監視データについては、前記障害時の退避処理を実行することが好ましい。
その理由は、上記の監視データは、管理装置に報告するセンシング情報などのリアルタイム性が高い情報であるため、障害時の退避処理を行う必要性が高いからである。
【００２３】
（８）  本実施形態の設定方法は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークの設定方法であって、下記に定義する高耐性ノードと下記に定義する低耐性ノードを、前記通信ネットワークを構成する通信ノードに含める第１のステップと、前記低耐性ノードが一時的に記憶するデータの退避先をいずれかの前記高耐性ノードに対応させる第２のステップと、を含む。
高耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的長い通信ノード
低耐性ノード：外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的短い通信ノード
【００２４】
本実施形態の設定方法によれば、上記の高耐性ノード及び低耐性ノードが通信ノードに含められ、低耐性ノードが一時的に記憶するデータの退避先をいずれかの高耐性ノードに対応させるので、低耐性ノードが退避先ノードを自律的に探索する場合に比べて、退避データを確実に高耐性ノードに退避させることができる。
従って、より確実に退避処理が実行される通信ネットワークを構築することができる。
【００２５】
（９）  本実施形態の設定方法において、前記通信ネットワークを、１つの前記高耐性ノードとこれに対応する１又は複数の前記低耐性ノードとを含む複数のノード群に区分する第３のステップを更に含み、前記第３のステップにおいて区分した少なくとも２つの前記ノード群について、前記低耐性ノードの数が揃えられていることが好ましい。
このようにすれば、概ね同じ記憶容量の高耐性ノードを各ノード群に割り当てれば足りるので、通信ネットワークの設定作業が簡便になる。
【００２６】
（１０）  本実施形態の通信ネットワークは、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークであって、上述の障害時の退避処理及び定期的な退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な通信ノードが含まれる。
【００２７】
本実施形態の通信ネットワークによれば、上記の退避処理のうちの少なくとも１つを実行可能な通信ノードが含まれているので、当該通信ノードについては、一時的に記憶されたデータを書き込み速度が遅い不揮発性メモリに退避する必要がなくなる。
従って、高性能な補助電源を採用しなくてもデータの退避機能を実装した通信ノードを採用することができ、装置の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信ネットワークが得られる。
【００２８】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００２９】
《第１実施形態》
〔通信システムの接続形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの接続形態を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、複数の通信ノードＮ０〜Ｎ６を含む通信ネットワークＮＷと、１つの通信ノードＮ０と上位網３を介して通信する管理装置４とを備えている。
【００３０】
なお、以下の説明において、各通信ノードＮ０〜Ｎ６の共通事項を説明する場合には、それらの通信ノードＮ０〜Ｎ６の代表符号として「Ｎ」を用いる。
図１の通信ネットワークＮＷでは、各通信ノードＮが１又は複数の隣接ノードと伝送路５により通信可能に接続されている。伝送路５を構成する通信媒体は、１芯又は２芯の光ファイバ又はメタル回線などの伝送線路であってもよいし、無線ＬＡＮなどを利用した無線通信路であってもよい。
【００３１】
図１の通信ネットワークＮＷでは、通信ノードＮ０は親局１であり、通信ノードＮ１〜Ｎ６は子局２である。子局２の通信ノードＮ１〜Ｎ６は、リング状のトポロジー（Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ６→Ｎ５→Ｎ４→Ｎ１）となっている。
また、リング内の１つの通信ノードＮ６は、伝送路５により親局１の通信ノードＮ０と接続されている。従って、例えば、通信ノードＮ１から通信ノードＮ０に至る経路は、Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ６→Ｎ０と、Ｎ１→Ｎ４→Ｎ５→Ｎ６→Ｎ０との２つの経路に冗長化することができる。
【００３２】
親局１の通信ノードＮ０は、インターネットなどの上位網３に通信可能に接続されている。子局２の通信ノードＮ１〜Ｎ６には、端末装置６がそれぞれ通信可能に接続されている。
図１では、図示の簡略化のために、１つの子局２（通信ノードＮ３）のみが端末装置６と接続されているが、実際には、すべての子局２（通信ノードＮ１〜Ｎ６）が端末装置６と通信可能に接続されている。
【００３３】
管理装置４は、サーバコンピュータ又はパーソナルコンピュータなどのＩＰ通信が可能なコンピュータ装置よりなる。管理装置４は、上位網３及び親局１を経由したＩＰ通信と通信ネットワークＮＷ内の通信により、所定の端末装置６と通信可能である。
端末装置６は、パーソナルコンピュータなどのＩＰ通信が可能なコンピュータ装置よりなる。端末装置６は、通信ネットワークＮＷ内での通信と親局１及び上位網３を経由したＩＰ通信により、管理装置４と通信可能である。
【００３４】
通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレームを所定の経路制御プロトコルに従って中継することにより、通信ネットワークＮＷ内において通信フレームを「バケツリレー方式」にて転送する。
すなわち、通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレームを自身のどの送信ポートから送信するかを定めたルーティングテーブル（宛先へのホップ数、経路の有効期限などの付随情報を含む。）を有する。また、ルーティングテーブルの決定のために、更に通信ノードＮは通信ネットワークＮＷのトポロジー情報を記憶する場合もある。そして、通信ノードＮは、自身が保持するルーティングテーブルに従って、隣接ノードから受信した通信フレームの送信先を決定する。
【００３５】
具体的には、通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレーム（以下、「受信フレーム」という。）が自身宛のユニキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込んで中継しない。
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛でないユニキャストの場合は、受信フレームに記された宛先に対応する送信ポートをルーティングテーブルから決定し、決定した送信ポートから受信フレームを送信する。
【００３６】
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛のマルチキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込むとともに、受信フレームに記された他の宛先に対応する送信ポートをルーティングテーブルから決定し、決定した送信ポートから受信フレームを送信する。
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛のブロードキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込むとともに、すべての送信ポートから受信フレームを送信する。
【００３７】
通信ネットワークＮ内で用いる通信フレームには、通信フレームの転送ごとにインクリメントされるＴＴＬ（Time To Live）情報の領域が定義されている。
従って、通信ノードＮは、ＴＴＬ情報に記された転送回数が所定値以上の通信フレームについては破棄する。これにより、通信ネットワークＮＷ内におけるループフレームの発生が防止される。
【００３８】
通信ノードＮに対するルーティングテーブルの設定は、端末装置６からの操作入力や管理装置４から受信した制御フレームにより、固定的に行ってもよい（スタティックルーティング）。もっとも、本実施形態では、通信ノードＮが学習機能によって自律的かつ動的に設定する場合を想定している（ダイナミックルーティング）。
なお、後者のダイナミックルーティングのプロトコルの例としては、例えば、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）及びＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）などがある。
【００３９】
〔通信システムの利用形態〕
図１の通信ネットワークＮＷの利用形態には、例えば利用形態１〜３が含まれる。
利用形態１：電力会社が管理する高圧開閉器などの複数の配電機器に対する遠隔制御と、その配電機器に関するリモートセンシング
利用形態２：工場内に設置された複数の製造機械に対する遠隔制御と、その製造機械に関するリモートセンシング
利用形態３：社内のコンピュータ装置及びこの装置に接続された共用機器の遠隔監視
【００４０】
利用形態１では、端末装置６は、配電機器（図示せず）の動作を管理装置４が遠隔制御するための制御指令の中継装置として機能する。
例えば、通信ノードＮ１の端末装置６に接続された配電機器を制御する場合、管理装置４は、当該配電機器のための制御指令を含む下りフレームを、通信ノードＮ１の端末装置６宛てに送信する。この端末装置６は、受信した下りフレームに含まれる制御指令に従って配電機器の動作を制御する。
【００４１】
また、利用形態１では、端末装置６は、配電機器に関するセンシング情報を管理装置４に伝送するための中継装置として機能する。
例えば、通信ノードＮ１の端末装置６に接続された配電機器のセンシング情報を収集する場合、端末装置６は、配電機器の各種センサ（例えば電圧計など）が測定したセンシング情報を含む上りフレームを、管理装置４宛てに送信する。管理装置４は、受信した上りフレームに含まれるセンシング情報を集計する。
【００４２】
同様に、利用形態２では、端末装置６は、製造機械（図示せず）の動作を管理装置４が遠隔制御するための制御指令の中継装置として機能する。
例えば、通信ノードＮ１の端末装置６に接続された製造機械を制御する場合、管理装置４は、当該製造機械のための制御指令を含む下りフレームを、通信ノードＮ１の端末装置６宛てに送信する。この端末装置６は、受信した下りフレームに含まれる制御指令に従って製造機械の動作を制御する。
【００４３】
また、利用形態２では、端末装置６は、製造機械に関するセンシング情報を管理装置４に伝送するための中継装置として機能する。
例えば、通信ノードＮ１の端末装置６に接続された製造機械のセンシング情報を収集する場合、端末装置６は、製造機械の各種センサ（例えば速度計など）が測定したセンシング情報を含む上りフレームを、管理装置４宛てに送信する。管理装置４は、受信した上りフレームに含まれるセンシング情報を集計する。
【００４４】
利用形態３では、端末装置６は、社内の従業員が使用するデスクトップパソコン又はノートパソコンなどのパーソナルコンピュータよりなる。
また、共用機器は、パーソナルコンピュータに通信可能に接続され、当該コンピュータとともに使用されるプリンタ、コピー機又はファクシミリなどのＯＡ機器よりなる。
【００４５】
例えば、通信ノードＮ１の端末装置６に着目すると、端末装置６は、所定の社内規則に反する端末操作（例えば、不正なホームページへのインターネットアクセスなど）があった場合に、その操作内容の情報を含む上りフレームを管理装置４宛てに送信する。
また、通信ノードＮ１の端末装置６の共用機器に着目すると、端末装置６は、所定の社内規則に反する共用機器の操作（例えば、所定枚数以上の印刷）があった場合に、その操作内容の情報を含む上りフレームを管理装置４宛てに送信する。
【００４６】
上記の通り、本実施形態の通信ネットワークＮＷは、管理装置４を運用する管理者が、各通信ノードＮに対応する対象機器（配電設備や製造機械など）を遠隔監視するための通信ネットワークとして利用することができる。
この場合、通信ノードＮは対象機器に近接して設置され、対象機器が多くなるにつれてトポロジーが複雑になる。このため、通信ネットワークＮＷのトポロジーは、図１に示す単純なリング状に限らず、複数のリングを含む形態や、ツリー状又はメッシュ状などの複雑なトポロジーとなる場合もある。
【００４７】
なお、以下の説明において、通信ノードＮが中継する通信フレームのうち、管理装置４宛ての上りフレームに含めるデータを「監視データ」という。監視データには、上記の配電設備や製造機械に関する「センシング情報」や、パーソナルコンピュータや共用機器に対する「操作内容を示す情報」などが含まれる。
また、図１の通信システムにおいて、１つの通信ノードＮに複数の端末装置６に対応させる接続形態であってもよいし、１つの端末装置６に複数の配電設備又は製造機械を対応させる接続形態であってもよい。
【００４８】
〔通信装置の構成〕
図２は、第１実施形態に係る通信装置１０の内部構成を示すブロック図である。図２の通信装置１０は、図１の通信ネットワークＮＷの通信ノードＮに採用されている。
図２に示すように、本実施形態の通信装置１０は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３、電源供給部１４、及びバッテリ１５を備える。また、記憶部１２は、不揮発性メモリ１６と揮発性メモリ１７を含む。
【００４９】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）よりなる。制御部１１は、内部バス１８を介して通信部１３及び各メモリ１６，１７と接続されている。制御部１１は、通信ノードＮの各部を統括的に制御する。
不揮発性メモリ１６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive），ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤメモリカードなどよりなる。揮発性メモリ１７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などよりなる。
【００５０】
不揮発性メモリ１６には、ブートローダプログラム、ＯＳ（Operating System）プログラム、及びアプリケーションプログラムなどがインストールされている。アプリケーションプログラムには、通信制御用のプログラムが含まれる。
揮発性メモリ１７には、制御部１１が不揮発性メモリ１６から読み出した通信制御用のプログラムや、受信した通信フレームから抽出された各種のデータ（上述の「監視データ」や後述の「退避データ」など）などが一時的に格納される。
【００５１】
通信部１３は、通信ネットワークＮＷにおける経路制御プロトコルに従う通信機能と、端末装置６との通信プロトコルに従う通信機能とを有する通信インタフェースである。
制御部１１は、揮発性メモリ１７に記憶させた通信制御用のプログラムに従って通信部１３に対する通信制御を実行する。通信部１３は、制御部１１の指示に従って隣接ノードとの間で通信フレームを送受信する。
【００５２】
例えば、制御部１１は、通信ネットワークＮＷに属する隣接ノードとの通信フレームの送受信については、当該通信ネットワークＮＷに採用された所定の経路制御プロトコル（前述のＲＩＰやＯＳＰＦなど）に則って実行する。
また、制御部１１は、端末装置６との通信フレームの送受信については、当該端末装置６との間で採用された所定の通信プロトコルに則って実行する。
【００５３】
電源供給部１４は、ＡＣ／ＤＣコンバータを内部に含む。電源供給部１４は、商用電源（例えば、１００Ｖの交流）よりなる外部電源を所定電圧の直流に変換し、変換後の直流電圧を、通信ノードＮ内のバッテリ１５を含む各部に供給する。
バッテリ１５は、リチウムイオン蓄電池、電解型又は電機二重層型コンデンサなどよりなる。バッテリ１５は、充電／放電の切り替えが可能であり、通常時は電源供給部１４からの給電によって充電される。
【００５４】
電源供給部１４は、電力供給元を外部電源とバッテリ１５のいずれに切り替える制御スイッチを内部に含む。制御スイッチは、外部電源が所定電圧以上である場合は、電力供給元を外部電源側に設定し、外部電源が所定電圧未満である場合は、電力供給元をバッテリ１５側に設定する。
電源供給部１４がバッテリ１５を選択すると、バッテリ１５の放電電力が電源供給部１４に供給され、その放電電力により通信ノードＮ内の各部が動作を維持する。
【００５５】
なお、電源供給部１４の制御スイッチは、電力供給元が外部電源又はバッテリ１５のいずれであるかを示す制御信号Ｓ１を制御部１１に出力する。従って、制御部１１は、現時点における自装置のための電力供給が、外部電源又はバッテリ１５のいずれであるかを、制御信号Ｓ１に基づいて常時把握している。
【００５６】
このように、本実施形態の通信装置１０では、停電などが原因で電源供給部１４に外部電源からの電力が供給されない場合には、バッテリ１５の放電電力が代わりに通信ノードＮ内の各部に供給される。
従って、本実施形態の通信装置１０は、外部電源から電力供給が消失しても、バッテリ１５の放電電力により、所定期間（例えば数秒〜数十秒）だけ隣接ノードとの通信フレームの送受信を継続することができる。
【００５７】
〔通信ネットワークの課題とその解決方法〕
通信ネットワークＮＷに属する通信ノードＮ（通信装置１０）について、例えば落雷などに伴う停電により、一時的に外部電源からの電力供給がなくなったとする。
上記のような停電は一過性であることが多い。このため、一般的には、例えば数分が経過した後に外部電源が復旧し、通信ノードＮが外部電源により動作する通常の稼働状態に復帰する。
【００５８】
この場合、本実施形態の通信装置１０は、補助電源であるバッテリ１５の放電電力により、所定期間（以下、「補助期間」という。）だけ通信を継続できる。
しかし、補助電源であるバッテリ１５で動作する補助期間には、通信装置１０を製作する場合のコスト面から自ずと限界があるので、補助期間の経過後に外部電源が復旧しない場合には、揮発性メモリ１７が一時的に記憶するルーティングテーブルや監視データなどのデータが消失する。
【００５９】
従って、外部電源の復旧後の通信装置１０は、ＯＳが再起動した後にルーティングテーブルの生成等をやり直す必要があり、通信を正常に再開するまでに長時間を要する。また、消失した監視データは復元できないので、完全にデータの損失となる。
なお、利用形態１〜３のように、通信ネットワークＮＷを対象機器の管理用途に適用する場合は、停電時のセンシング情報も重要な管理ファクターとなるため、揮発性メモリ１７が記憶するデータの損失を回避することは重要である。
【００６０】
そこで、本実施形態では、揮発性メモリ１７が記憶するデータを他の通信ノードＮに退避させる「退避処理」を実行し、外部電源の復旧後における通信を迅速に再開できるようにするとともに、監視データなどの重要なデータの損失を回避する。
なお、以下の説明において、退避の対象となるデータを「退避データ」という。また、退避データの送信元の通信ノードＮを「対象ノードＳＮ」といい、退避データの送信先の通信ノードＮを「退避先ノードＤＮ」という。
【００６１】
〔第１の退避処理〕
図３は、第１の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
なお、図３に示すシーケンスの説明では、動作主体が「対象ノードＳＮ」又は「退避先ノードＤＮ」となっているが、実際の処理は、各ノードを構成する通信装置１０（図２）の制御部１１が実行する。この点は、図４〜図９に示すシーケンスの説明においても同様である。
【００６２】
第１の退避処理では、１つの対象ノードＳＮに対して退避先ノードＤＮが予め１つに設定されている。従って、対象ノードＳＮは、退避データの受け入れ要求のネゴシエーションを１つの退避先ノードＤＮのみと行う。
具体的には、図３に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の供給断を検出すると（ステップＳＴ１０）、設定された１つの退避先ノードＤＮに「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ３１）。
【００６３】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮは、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に十分な余裕があり、退避先データの受け入れが可能であれば、「要求応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ３２）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮの返答内容が「受け入れ可能」であれば、退避先を当該ノードに決定し（ステップＳＴ３３）、退避データを格納した通信フレームを退避先ノードＤＮに送信する（ステップＳＴ３４）。
【００６４】
その後、退避先ノードＤＮが、退避データの「受信通知」の通信フレームを対象ノードＳＮに送信し（ステップＳＴ３５）、この通信フレームを対象ノードＳＮが受信することにより、第１の退避処理が完了する。
対象ノードＳＮは、「受信通知」の送信元のノードＩＤを不揮発性メモリ１６に保存する。その理由は、退避先ノードＤＮのノードＩＤを記憶すれば、後述の退避データの復元処理（図７等）を実行する場合に、退避先ノードＤＮがどれかを対象ノードＳＮが探索する必要がなくなるからである。
【００６５】
〔第２の退避処理〕
図４は、第２の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第１の退避処理（図３）では、退避先ノードＤＮが１つしか設定されていないので、当該退避先ノードＤＮも停電などの障害のために通信できない場合には、対象ノードＳＮが退避処理を実行できなくなる。そこで、第２の退避処理では、１つの対象ノードＳＮに対して複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２が設定されている。
【００６６】
具体的には、図４に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の供給断を検出すると（ステップＳＴ１０）、設定された複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のうちの１つ（図例では、退避先ノードＤＮ１）に「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ３１）。
その後、対象ノードＳＮは、所定のタイムアウト時間だけ、退避先ノードＤＮ１からの応答を待つ。
【００６７】
タイムアウト時間を経過しても、退避先ノードＤＮ１からの応答がない場合には、対象ノードＳＮは、他の退避先ノードＤＮ２に「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ４２）。
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ２は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に十分な余裕があり、退避先データの受け入れが可能であれば、「要求応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ４３）。
【００６８】
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮ２の返答内容が「受け入れ可能」であれば、退避先を当該ノードに決定し（ステップＳＴ４４）、退避データを格納した通信フレームを退避先ノードＤＮ２に送信する（ステップＳＴ４５）。
その後、退避先ノードＤＮ２が、退避データの「受信通知」の通信フレームを対象ノードＳＮに送信し（ステップＳＴ４６）、この通信フレームを対象ノードＳＮが受信することにより、第２の退避処理が完了する。
【００６９】
第２の退避処理の場合も、対象ノードＳＮは、「受信通知」の通信フレームを受信した直後に、退避先ノードＤＮ２のノードＩＤを不揮発性メモリ１６に保存する。
図４に例示する第２の退避処理では、退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２が２つの場合を例示したが、退避先ノードは３つ以上であってもよい。この場合、対象ノードＳＮは、２番目の退避先ノードＤＮ２がタイムアウトの場合には、３番目の退避先ノードＤＮ３に退避データ受入要求を行う。
【００７０】
〔第３の退避処理〕
図５は、第３の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第３の退避処理においても、第２の退避処理（図４）と同様に、１つの対象ノードＳＮに対して複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２が設定されている。
もっとも、第３の退避処理では、退避ノードＳＮはタイムアウト時間を設定せず、一斉送信した受け入れ要求に対して最初に応答したノードを退避先ノードとする。
【００７１】
具体的には、図５に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の供給断を検出すると（ステップＳＴ１０）、設定された複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のすべてに対して、一斉に「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ５１，ＳＴ５２）。
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ２は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に十分な余裕があり、退避先データの受け入れが可能であれば、「要求応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ５３）。
【００７２】
そして、上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、返答内容が「受け入れ可能」であり、かつ、最も早く「要求応答」を返信した通信ノード（図例では、退避先ノードＤＮ２）を退避先ノードとして決定し（ステップＳＴ５４）、退避データを格納した通信フレームを退避先ノードＤＮ２に送信する（ステップＳＴ５５）。
その後、退避先ノードＤＮ２が、退避データの「受信通知」の通信フレームを対象ノードＳＮに送信し（ステップＳＴ４６）、この通信フレームを対象ノードＳＮが受信することにより、第３の退避処理が完了する。
【００７３】
第３の退避処理の場合も、対象ノードＳＮは、「受信通知」の通信フレームを受信した直後に、退避先ノードＤＮ２のノードＩＤを不揮発性メモリ１６に保存する。
図５に例示する第３の退避処理では、退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２が２つの場合を例示したが、退避先ノードは３つ以上であってもよい。この場合、対象ノードＳＮは、３つ以上の候補に退避データ受入要求を行い、最も早く要求応答を返信してきたノードを退避先ノードとする。
【００７４】
〔第４の退避処理〕
図６は、第４の退避処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第１〜第３の退避処理（図３〜図５）では、退避データの送信先である退避先ノードが１つのみに限定されているが、第４の退避処理では、複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２に退避データを送信することにより、退避データを記憶させる退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２を冗長化している。
【００７５】
具体的には、図６に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の供給断を検出すると（ステップＳＴ１０）、設定された複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のうちの１つ（図例では、退避先ノードＤＮ１）に「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ６１）。
【００７６】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ１は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に十分な余裕があり、退避先データの受け入れが可能であれば、「要求応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ６２）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮ１の返答内容が「受け入れ可能」であれば、退避先を当該ノードに決定する（ステップＳＴ６３）。
【００７７】
また、対象ノードＳＮは、設定された複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のうちの残りのノード（図例では、退避先ノードＤＮ２）にも「退避データ受入要求」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ６４）。
【００７８】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ２は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に十分な余裕があり、退避先データの受け入れが可能であれば、「要求応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ６５）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮ２の返答内容が「受け入れ可能」であれば、退避先を当該ノードに決定する（ステップＳＴ６６）。
【００７９】
次に、対象ノードＳＮは、退避データを格納した通信フレームを最初に決定した退避先ノードＤＮ１に送信する（ステップＳＴ６７）。
その後、退避先ノードＤＮ１は、退避データの「受信通知」の通信フレームを対象ノードＳＮに送信する（ステップＳＴ６８）。
【００８０】
また、対象ノードＳＮは、退避データを格納した通信フレームを２番目に決定した退避先ノードＤＮ２にも送信する（ステップＳＴ６９）。
その後、退避先ノードＤＮ２が、退避データの「受信通知」の通信フレームを対象ノードＳＮに送信し（ステップＳＴ７０）、この通信フレームを対象ノードＳＮが受信することにより、第４の退避処理が完了する。
【００８１】
第４の退避処理の場合も、対象ノードＳＮは、「受信通知」の通信フレームを受信した直後に、退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のノードＩＤを不揮発性メモリ１６に保存する。
図６に例示する第４の退避処理では、退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２が２つの場合を例示したが、退避先ノードを３つ以上に冗長化してもよい。この場合、対象ノードＳＮは、３つ以上の候補に退避データ受入要求を行い、要求応答を返信してきたそれぞれのノードに退避データを送信する。
【００８２】
また、図６に例示する第４の退避処理のように、退避データを複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２に送信する場合には、退避データの種別に応じて退避先を分散することにしてもよい。
すなわち、例えば、ルーティングテーブルを退避先ノードＤＮ１に送信し、監視データを退避先ノードＤＮ２に送信して、退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２に応じて退避データの種別が異なるようにしてもよい。
【００８３】
〔第１の復旧処理〕
外部電源からの電力供給が復旧して、対象ノードＳＮが通常の稼働状態に戻ると、対象ノードＳＮと退避先ノードＤＮの間で通信を確立し、退避データを対象ノードＳＮに戻す必要がある。
このように、通信ネットワークＮＷにおける通信によって退避データを対象ノードＳＮに戻す処理を、退避データの「復旧処理」という。
【００８４】
図７は、第１の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第１の復旧処理は、対象ノードＳＮが退避先ノードＤＮを予め把握している場合の復旧処理である。上述の退避処理（第１〜第４の退避処理）では、対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮのノードＩＤを不揮発性メモリ１６に最終的に記憶させるので、第１の復旧処理を実行することができる。
【００８５】
具体的には、図７に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の復旧を検出すると（ステップＳＴ２０）、不揮発性メモリ１６から読み出したノードＩＤの通信ノードである退避先ノードＤＮに、「退避データ存在確認」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ７１）。
【００８６】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮは、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に退避データがあれば、「確認応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ７２）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮの返答内容が「確認応答」であれば、退避データの復旧先を当該ノードに決定し（ステップＳＴ７３）、「退避データ送信要求」の通信フレームを退避先ノードＤＮに送信する（ステップＳＴ７４）。
【００８７】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮは、自身の揮発性メモリ１７に格納してある退避データを含む通信フレームを生成し、その通信フレームを対象ノードＳＮに送信する（ステップＳＴ７５）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、受信フレームから退避データを取り出して自身の揮発性メモリ１７に記憶させ、「受信通知」の通信フレームを退避先ノードＤＮに送信する（ステップＳＴ７６）。これにより、第１の復旧処理が完了する。
【００８８】
〔第２の復旧処理〕
図８は、第２の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第２の復旧処理では、退避先ノードＤＮは予め複数に絞られているが、退避データを送信したノードＩＤを対象ノードＳＮが記憶しなかった場合を想定している。この場合、対象ノードＳＮは、所定の複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２に問い合わせて、退避データを有する通信ノードを探索する必要がある。
【００８９】
具体的には、図８に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の復旧を検出すると（ステップＳＴ２０）、所定の複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のうちの１つ（図例では、退避先ノードＤＮ２）に「退避データ存在確認」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ８１）。
その後、対象ノードＳＮは、所定のタイムアウト時間だけ、退避先ノードＤＮ２からの応答を待つ。
【００９０】
タイムアウト時間を経過しても、退避先ノードＤＮ２からの応答がない場合には、対象ノードＳＮは、他の退避先ノードＤＮ１に「退避データ存在確認」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ８２）。
【００９１】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ１は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に退避データがあれば、「確認応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ８３）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮ１の返答内容が「確認応答」であれば、退避データの復旧先を当該ノードに決定し（ステップＳＴ８４）、「退避データ送信要求」の通信フレームを退避先ノードＤＮ１に送信する（ステップＳＴ８５）。
【００９２】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ１は、自身の揮発性メモリ１７に格納してある退避データを含む通信フレームを生成し、その通信フレームを対象ノードＳＮに送信する（ステップＳＴ８６）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、受信フレームから退避データを取り出して自身の揮発性メモリ１７に記憶させ、「受信通知」の通信フレームを退避先ノードＤＮ１に送信する（ステップＳＴ８７）。これにより、第２の復旧処理が完了する。
【００９３】
〔第３の復旧処理〕
図９は、第３の復旧処理の通信手順を示すシーケンス図である。
第３の復旧処理においても、第２の復旧処理（図８）と同様に、対象ノードＳＮは複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２に対して退避データの存否を問い合わせる。
もっとも、第３の復旧処理では、退避ノードＳＮはタイムアウト時間を設定せず、一斉送信した存在確認に対して応答したノードを復旧先ノードとする。
【００９４】
具体的には、図９に示すように、対象ノードＳＮは、メイン電源（外部電源）の復旧を検出すると（ステップＳＴ２０）、所定の複数の退避先ノードＤＮ１，ＤＮ２のすべてに対して、一斉に「退避データ存在確認」の通信フレームを送信する（ステップＳＴ９１，ＳＴ９２）。
図９の例では、退避先ノードＤＮ１が退避データを記憶しており、退避先ノードＤＮ２は退避データを記憶していない場合を想定している。
【００９５】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ１は、自身の揮発性メモリ１７の記憶領域に退避データがあれば、「確認応答」の通信フレームを対象ノードＳＮに返信する（ステップＳＴ９３）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、退避先ノードＤＮ１の返答内容が「確認応答」であれば、退避データの復旧先を当該ノードに決定し（ステップＳＴ９４）、「退避データ送信要求」の通信フレームを退避先ノードＤＮ１に送信する（ステップＳＴ９５）。
【００９６】
上記の通信フレームを受信した退避先ノードＤＮ１は、自身の揮発性メモリ１７に格納してある退避データを含む通信フレームを生成し、その通信フレームを対象ノードＳＮに送信する（ステップＳＴ９６）。
上記の通信フレームを受信した対象ノードＳＮは、受信フレームから退避データを取り出して自身の揮発性メモリ１７に記憶させ、「受信通知」の通信フレームを退避先ノードＤＮ１に送信する（ステップＳＴ９７）。これにより、第３の復旧処理が完了する。
【００９７】
〔退避先ノードの設定条件〕
ところで、退避先ノードＤＮを対象ノードＳＮから非常に遠い通信ノードＮに設定すると、退避処理や復旧処理を行う場合に対象先ノードＤＮとの通信確立に時間がかかる点で、余り好ましくない。
そこで、退避先ノードＤＮに設定可能な通信ノードＮは、対象ノードＳＮから比較的近隣にある周辺のノード（以下、「周辺ノード」という。）であることが好ましい。
【００９８】
例えば、対象ノードＳＮから３ホップ程度の範囲にある周辺ノードを、対象先ノードＤＮとして設定しておくことが好ましい。
特に、周辺ノードを対象ノードＳＮから１ホップの範囲のノード（すなわち、隣接ノード）に限定すれば、対象先ノードＤＮとの通信を確立する際に経路制御の必要がなくなるので、退避処理及び復旧処理を迅速に行うことが可能となる。
【００９９】
また、総ノード数が１００を超えるような大規模な通信ネットワークＮＷの場合には、例えば、全体の２０％程度である２０ホップの範囲内の通信ノードＮを周辺ノードと考えることが好ましい。
また、外部電源が停電しても動作を確実に継続できる、障害耐性が高い通信ノードＮが通信ネットワークＮＷに含まれる場合には、当該通信ノードＮを退避先ノードＤＮとして指定することで、退避データの損失確率を低減することができる。
【０１００】
〔復旧処理の変形例〕
ここで、センシング情報などよりなる監視データは、最終的に管理装置４に到着すれば足りるので、退避データであるからといって、転送先ノードＤＮは、必ずしも元の対象ノードＳＮに監視データを戻す必要はなく、自身で管理装置４に送信すれば足りる。
【０１０１】
そこで、退避データに監視データが含まれる場合には、退避データを取得した退避先ノードＤＮが、監視データを含む上りフレームを管理装置４宛てに送信してもよい。
このようにすれば、比較的データ量が多い監視データを、復旧処理の対象から外すことができるので、復旧処理の実行に伴う通信負荷を軽減することができる。
【０１０２】
〔第１実施形態の効果〕
第１実施形態の通信装置１０によれば、制御部１１が、揮発性メモリ１７が一時的に記憶するデータを他の通信ノードＮに退避させる退避処理（具体的には、後述の「障害時の退避処理」）を実行するので、外部電源の復旧後における通信を迅速に再開できるとともに、監視データなどの重要なデータの損失を回避することができる。
【０１０３】
また、揮発性メモリ１７に一時的に記憶されたデータを、書き込み速度が遅い不揮発性メモリ１６に退避する必要がないので、高性能な補助電源（バッテリ１５）を採用しなくても、データの退避機能を通信装置１０に実装することができる。また、通信装置１０の不揮発メモリ１６に退避用の領域を用意する必要がないため、自身の不揮発性メモリ１６の容量の増大を抑えることができ、実装面積と装置コストを抑えることが可能となる。
このため、通信装置１０の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置１０が得られる。
【０１０４】
なお、第１実施形態の通信装置１０は、外部電源以外の太陽電池などの主電源が電源供給部１４に接続されていてもよい。この場合、電源供給部１４は、昼間は太陽電池を電力供給元として選択し、夜間は外部電源を電力供給元として選択する。
【０１０５】
《第２実施形態》
〔通信装置の構成〕
図１０は、第２実施形態に係る通信装置２０の内部構成を示すブロック図である。
図１０と図２を対比すれば明らかな通り、第２実施形態の通信装置２０（図１０）は、第１実施形態の通信装置１０（図２）からバッテリ１５が省かれており、その他の構成及び機能は当該通信装置１０（図２）と同様である。
【０１０６】
第２実施形態の通信装置２０は、補助電源であるバッテリ１５を備えていないので、停電などが原因で外部電源を喪失すると即座に動作を停止する。このため、第２実施形態の通信装置２０は、第１実施形態の通信装置１０（図２）が実行可能である、停電後のバッテリ１５からの電力供給による退避処理（図３〜図６）を実行できない。
そこで、第２実施形態の通信装置２０では、外部電源の喪失を契機として退避処理を実行するのではなく、外部電源による通常稼働中に定期的に退避処理を実行する。
【０１０７】
具体的には、通信装置２０の制御部１１は、通信ネットワークＮＷにおける通信に過負荷を与えない程度の比較的長い周期（例えば１分）が経過するごとに、退避データの退避処理を実行する。
この場合、通信装置２０の制御部１１が行う退避処理のシーケンスは、図３〜図６におけるステップＳＴ１０の「メイン電源供給断」を、「所定周期（例えば１分）の経過」に置き換えることによって実現することができる。
【０１０８】
すなわち、通信装置２０が行う第１の退避処理は、図３に示すシーケンスにおいて、ステップＳＴ１０の「メイン電源供給断」を「所定周期（例えば１分）の経過」に置き換えた処理である。
同様に、通信装置２０が行う第２の退避処理は、図４に示すシーケンスにおいて、ステップＳＴ１０の「メイン電源供給断」を「所定周期（例えば１分）の経過」に置き換えた処理である。
【０１０９】
また、通信装置２０が行う第３の退避処理は、図５に示すシーケンスにおいて、ステップＳＴ１０の「メイン電源供給断」を「所定周期（例えば１分）の経過」に置き換えた処理である。
更に、通信装置２０が行う第４の退避処理は、図６に示すシーケンスにおいて、ステップＳＴ１０の「メイン電源供給断」を「所定周期（例えば１分）の経過」に置き換えた処理である。
【０１１０】
一方、退避データの復旧処理は、メイン電源（外部電源）からの電力供給が再開されたことを契機とする処理であり、この処理は、バッテリ１５の有無に関係なく実行することができる。従って、通信装置２０の制御部１１は、通信装置２０の場合と同様の復旧処理を実行すればよい。
すなわち、通信装置２０は、通信装置１０と同様に、図７〜図９に示す第１〜第３の復旧処理を実行することができる。
【０１１１】
第２実施形態に係る通信ネットワークＮＷでは、通信装置１０（図２）の代わりに、通信装置２０（図１０）が通信ノードＮに採用されている。
この場合、通信ネットワークＮＷ中のすべての通信ノードＮが、第２実施形態の通信装置（図１０）であってもよいし、第１実施形態の通信装置１０（図２）と第２実施形態の通信装置２０（図１０）が混在していてもよい。
【０１１２】
通信装置１０と通信装置２０が混在する通信ネットワークＮＷでは、通信装置１０が、外部電源の喪失を契機とする退避処理（以下、「障害時の退避処理」という。）を行い、通信装置２０が、外部電源による通常稼働中における所定期間の経過を契機とする退避処理（以下、「定期的な退避処理」という。）を行うことにすればよい。
もっとも、定期的な退避処理はバッテリ１５の有無に関係なく実行できるので、バッテリ１５を有する通信装置１０が、定期的な退避処理を行ってもよい。
【０１１３】
〔第２実施形態の効果〕
第２実施形態の通信装置２０によれば、制御部１１が、揮発性メモリ１７が一時的に記憶するデータを他の通信ノードＮに退避させる退避処理（具体的には、上記の「定期的な退避処理」）を実行するので、外部電源の復旧後における通信を迅速に再開できるとともに、監視データなどの重要なデータの損失を回避することができる。
【０１１４】
また、揮発性メモリ１７に一時的に記憶されたデータを、書き込み速度が遅い不揮発性メモリ１６に退避する必要がないので、高性能な補助電源（バッテリ１５）を採用しなくても、データの退避機能を通信装置２０に実装することができる。また、通信装置１０の不揮発メモリ１６に退避用の領域を用意する必要がないため、自身の不揮発性メモリ１６の容量の増大を抑えることができ、実装面積と装置コストを抑えることが可能となる。
このため、通信装置２０の高コスト化を招来することなく、一時的に記憶されたデータを退避できる通信装置２０が得られる。
【０１１５】
更に、第２実施形態の通信装置２０によれば、電解コンデンサなどのバッテリ１５よりなる補助電源が不要であるから、この点でより一層の低コスト化を図ることができる。
また、比較的寿命が短い構成部品であるバッテリ１５を通信装置２０に搭載しなくてもよいので、通信ノードＮのメンテナンスがより簡便になり、通信ネットワークＮＷの管理手間を低減することができる。
【０１１６】
《第３実施形態》
〔通信システムの接続形態〕
図１１は、第３実施形態に係る通信ネットワークＮＷの接続形態を示す図である。
図１１に示すように、本実施形態の通信ネットワークＮＷは、子局２の通信ノードＮ１〜Ｎ６が、ノード群Ａとノード群Ｂに区分されている。
【０１１７】
また、本実施形態の通信ネットワークＮＷでは、各ノード群Ａ，Ｂごとに退避先ノードＤＮ（図１１で二重丸で示す通信ノード）が定義されており、ノード群Ａの退避先ノードＤＮは通信ノードＮ３であり、ノード群Ｂの退避先ノードＤＮは通信ノードＮ４である。
退避先ノードＤＮに設定される通信ノードＮ３，Ｎ４は、「高耐性ノード」よりなり、各ノード群Ａ，Ｂに含まれるその他の通信ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５，Ｎ６は、「低耐性ノード」よりなる。
【０１１８】
「高耐性ノード」とは、外部電源の停止からデータの損失までの時間が比較的長い通信ノード、例えば、外部電源の復旧まで通信を継続することが期待される通信ノードのことをいう。従って、高耐性ノードは、退避処理を行う必要性が低い通信ノードである。
高耐性ノードは、例えば、落雷による故障を抑制する保護処理（例えば、静電シールドによる被覆など）が施されており、外部電源が喪失しても予め設定された復旧見込み時間（例えば、数時間〜１日）の間は電力供給し続けるバックアップ電源に繋がっている。
【０１１９】
「低耐性ノード」とは、外部電源が停止からデータの損失までの時間が比較的短い通信ノード、例えば、外部電源が停止すると即座に通信を停止する通信ノード、或いは、復旧までの間に通信を停止する可能性が高い通信ノードのことをいう。従って、低耐性ノードは、退避処理を行う必要性が高い通信ノードである。
低耐性ノードは、上記の保護処理が施されておらず、上記のバックアップ電源に繋がっていない。バッテリ１５の補助期間が比較的短い（例えば、数十秒程度）ために、外部電源の復旧前に通信を停止する可能性が高い通信装置１０（図２）や、バッテリ１５を有しない通信装置２０（図１０）は、いずれも低耐性ノードに該当する。
【０１２０】
ノード群Ａの低耐性ノードＮ２，Ｎ３は、ノード群Ａの退避先ノードＤＮに指定された高耐性ノードＮ３のノードＩＤと、ノード群Ａに属する通信ノードＮのトポロジー情報とを記憶している。
また、ノード群Ｂの低耐性ノードＮ５，Ｎ６は、ノード群Ｂの退避先ノードＤＮに指定された高耐性ノードＮ４のノードＩＤと、ノード群Ｂに属する通信ノードＮのトポロジー情報とを記憶している。
【０１２１】
このように、本実施形態の通信ネットワークＮＷでは、管理者が通信ネットワークＮＷを構築する際に、ノード群Ａとノード群Ｂのそれぞれについて、高耐性ノードと低耐性ノードの種別が予め定義されている。
また、ノード群Ａについて、低耐性ノードＮ１，Ｎ２の退避先が高耐性ノードＮ３となるように、管理者が予め退避先を設定しており、ノード群Ｂについて、低耐性ノードＮ５，Ｎ６の退避先が高耐性ノードＮ４となるように、管理者が退避先を予め設定している。
【０１２２】
更に、ノード群Ａに含める低耐性ノードＮ１，Ｎ２の数と、ノード群Ｂに含める低耐性ノードＮ５，Ｎ６の数が同数に揃えられている。
その理由は、ノード群Ａ，Ｂに含める低耐性ノードの数を揃えない場合には、ノード群Ａ，Ｂごとに、データ容量の異なる高耐性ノードＮ３，Ｎ４をそれぞれ割り当てる必要があり、通信ネットワークＮＷの設定作業が複雑になるからである。
【０１２３】
なお、複数の通信ノードＮ１〜Ｎ６の区分の仕方は、１つのノード群に対して１つの高耐性ノードが対応するように区分されておればよく、図１１のノード群Ａとノード群Ｂの区分に限定されない。
例えば、図１２に示すように、高耐性ノードＮ３を含むノード群Ｃに低耐性ノードＮ５，Ｎ６が属し、高耐性ノードＮ４を含むノード群Ｄに低耐性ノードＮ１，Ｎ２が属する区分としてもよい。
【０１２４】
〔データ種別ごとの退避処理〕
図１３は、データ種別ごとの退避処理の内容を示す参照テーブルである。
本実施形態において、退避処理を行う通信ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５，Ｎ６は、退避データを一律に所定の退避先に退避してもよいが、データ種別ごとに退避処理の種別や退避先などを異ならせてもよい。図１３は、後者の例を示す参照テーブルである。この場合、通信ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５，Ｎ６は、例えば図１３に例示する参照テーブルを予め記憶しており、この参照テーブルに従ってデータ種別ごとに異なる退避処理を実行する。
【０１２５】
なお、図１３は、図１１のノード群Ａに含まれる通信ノードＮ１用の参照テーブルである。また、通信ノードＮ１は、障害時の退避処理と定期的な退避処理の双方を実行することができる、バッテリ１５を有する通信装置１０（図２）であるとする。
以下、図１３の参照テーブルの内容と、この参照テーブルに従って通信ノードＮ１が実行する処理の内容を説明する。
【０１２６】
図１３の参照テーブルにおいて、「データ種別１」は、退避データが静的データであるか動的データであるかを区分する項目である。「データ種別２」は、退避データが共通データであるか固有データであるか監視データであるかを区分する項目である。
「データ例」は、各種別に属するデータの具体例を例示する項目である。「退避処理の種別」は、各種別のデータに対応する退避処理の内容を示す項目である。「退避先ノードの種別」は、各種別のデータに対応する退避先ノードを示す項目である。
【０１２７】
「静的データ」とは、通信ネットワークＮＷにおいて、時間的な変化が小さい（変化がない場合を含む。）データのことである。
「動的データ」とは、通信ネットワークＮＷにおいて、時間的な変化が大きいデータ、すなわちリアルタイム性の要求が高いデータのことである。
【０１２８】
「共通データ」とは、通信ネットワークＮＷにおいて、各通信ノードＮが共通して保持するデータのことである。
「固有データ」とは、通信ネットワークＮＷにおいて、各通信ノードＮが個別に保持するデータのことである。
「監視データ」とは、通信ネットワークＮＷにおいて、各通信ノードＮが管理装置４当ての上りフレームに含めるデータのことである。
【０１２９】
静的／共通データには、親局１のＩＰアドレスや、通信ネットワークＮＷの共通設定情報（ＴＣＰ／ＩＰ）などが含まれる。静的／固有データには、子局２のＩＰアドレスや、子局２の識別情報（ノードＩＤ）が含まれる。
動的／共通データには、通信ネットワークＮＷのトポロジー情報が含まれる。動的／固有データには、子局２のルーティングテーブルが含まれる。動的／監視データ（単に、「監視データ」ともいう。）には、各通信ノードが収集したセンシング情報が含まれる。
【０１３０】
図１３に示すように、通信ノードＮ１は、揮発性メモリ１７に記憶中の退避データのうち、静的／共通データと動的／共通データについては、退避処理の実行を任意とする。すなわち、ユーザー設定によって退避処理を実行してもいし実行しなくてもよい。
その理由は、各通信ノードＮが共通して保持する共通データは、障害が発生していない他の通信ノードＮから何時でも取得できる可能性が高く、退避処理を行う必要性が低いからである。
【０１３１】
通信ノードＮ１は、揮発性メモリ１７に記憶中の退避データのうち、静的／固有データついては、「定期的な退避処理」を実行する。
その理由は、固有データであるため退避処理を行う必要があるものの、時間的な変化が小さい静的データの場合はリアルタイム性が要求されないので、障害時の退避処理を行う必要性が低いからである。
【０１３２】
通信ノードＮ１は、静的／固有データに「定期的な退避処理」を実行する場合、退避先ノードＤＮを、耐障害性が高いノード（高耐性ノード）Ｎ３又は耐障害性が低いノード（低耐性ノード）Ｎ２のいずれかから選択する。
その理由は、定期的な退避処理を行う場合は、耐障害性が低いノードＮ２が外部電源により通常に動作している可能性が高いので、耐障害性が高いノードＮ３でなくても、退避データを受け入れ可能である可能性が高いからである。
【０１３３】
通信ノードＮ１は、揮発性メモリ１７に記憶中の退避データのうち、動的／固有データについては、「障害時の退避処理」を実行する。
その理由は、通信ノードＮ１に固有かつ動的なデータである動的／固有データは、他の通信ノードに問い合わせても取得できず、リアルタイム性が高いことから、障害時の退避処理を行う必要性が高いからである。なお、この場合の退避先ノードＤＮは、耐障害性が高いノードＮ３である。
【０１３４】
通信ノードＮ１は、揮発性メモリ１７に記憶中の退避データのうち、動的／監視データについても、「障害時の退避処理」を実行する。
その理由は、通信ノードＮ１が端末装置６から収集する監視データは、管理装置４に報告するセンシング情報などのリアルタイム性が高い情報であるため、障害時の退避処理を行う必要性が高いからである。なお、この場合の退避先ノードＤＮも、耐障害性が高いノードＮ３である。
【０１３５】
〔第３実施形態の効果〕
第３実施形態によれば、通信ネットワークＮＷの構築に際して、高耐性ノードと低耐性ノードが通信ノードＮに含められ、低耐性ノードが一時的に記憶するデータの退避先をいずれかの高耐性ノードに対応させるので、低耐性ノードが自律的に退避先ノードＤＮを探索する場合に比べて、退避データを確実に退避させることができる。
従って、通信ネットワークＮＷの管理者は、より確実に退避処理が実行される通信ネットワークＮＷを構築することができる
【０１３６】
ここで、例えば、ノード群Ａに１つの低耐性ノードＮ１を割り当て、ノード群Ｂに３つの低耐性ノードＮ２，Ｎ５，Ｎ６を割り当てると、ノード群Ｂの高耐性ノードＮ４に必要な退避データのための記憶容量を、ノード群Ａの高耐性ノードＮ３の場合の記憶容量に比べて大きく見積もる必要があるため、ノード群Ａ，Ｂごとに高耐性ノードＮ３，Ｎ４の記憶容量をどの程度にするかを考慮せねばならない。
【０１３７】
この点、第３実施形態の通信ネットワークＮＷでは、１つの高耐性ノードＮ３，Ｎ４とこれに対応する複数の低耐性ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５，Ｎ６とを含むノード群Ａ，Ｂが設定され、各ノード群Ａ，Ｂについて、低耐性ノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５，Ｎ６の数が揃えられている。
従って、記憶容量がほぼ同じ高耐性ノードＮ３，Ｎ４を各ノード群Ａ，Ｂに単純に割り当てれば足り、通信ネットワークＮＷの設定作業が簡便になる。
【０１３８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３９】
１  親局
２  子局
３  上位網
４  管理装置
５  伝送路
６  端末装置
１０  通信装置
１１  制御部
１２  記憶部
１３  通信部
１４  電源供給部
１５  バッテリ
１６  不揮発性メモリ
１７  揮発性メモリ
１８  内部バス
２０  通信装置
Ｎ０〜Ｎ６  通信ノード
ＳＮ  対象ノード
ＤＮ  退避先ノード
ＮＷ  通信ネットワーク
【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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