JPH09501804A - 送電線送信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遠隔送電線検針システムは、送電線網（１０，１１，１３，１４）と、中央局（ＬＣ）と、上記送電線網を通るメッセージにより上記中央局と通信する複数のメータ（Ｕ１−Ｕ１１）とを具備する。また、上記メータは全て、メッセージ転送（リレー）ユニットとして動作するが、上記送電線網のトポロジー（即ち、どのメータがどれと通信することができるか）の情報は、上記中央局に対するものしか知っていない。メッセージは全て、上記中央局によって発送され、また戻されるもので、そのメッセージのフォーマットは、当該メッセージが通過されるべきメータのリストを含んでいる。上記中央局は、種々の照会（ＳＥＡＲＣＨ）メッセージを発送して、上記送電線網のトポロジーを決定し、また、メータに対してラベルを割り当てることなどを行う。上記送電線網が異なるエリアを間を結合するリンクボックスを含む場合には、これらのボックスはメッセージをフィルタメリングするのが好ましく、上記異なるエリア間を制御可能に結合するリンクユニットを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 送電線送信システム 本発明は主に送電線送信システムに関する。しかしながら、類似の特性を有す る他のシステムにも適用できる。 目次 第１部：概略 送電線送信−一般事項 送電線送信−メーター計測 送電線送信−問題 本発明 メッセージ経路制御 トポロジーの監視 メーター識別 第２部：特定の実施形態 送電線システム及びシステムトポロジー メッセージフォーマット及び伝送 メーター（及びローカルコントローラ）構造 トポロジーの決定 経路の最適化 アドレス、ラベル、及び識別子 多数のコントローラ リンクボックス 概略 送電線送信−一般事項 たいていの主要国においては、電力は電力発生及び送電会社（電力公益事業 ）によって広範囲に供給されている。送電網は概して、家庭や中小企業における 消費者が接続されている多数の消費者電圧網から構成されており、中圧及び高圧 送電システムを介して供給されている。送電網あるいはその各部は、通常、配電 網または送電線と呼ばれている（配電網は中圧及び高圧部に対して用いられ、送 電線は末端の消費者の電圧部に対して用いられる。また、ここでは、“低電圧” は例えば１１０Ｖまたは２３０Ｖ、あるいは４４０Ｖ３相で動作する消費者電圧 網に対して用いる。（これらの電圧は勿論、たいていの電子装置が動作する概し て３．３Ｖあるいは５Ｖの内部電圧と比較すると高い電圧である。） 送信のために送電線を使用することが提案された。電話システムに接続したり 、コンピュータユニット間でデータの送信を行なうために、（概して“baby ala rms”に対する）家庭の建物における部屋間での内部通信のためのシステムが知 られている。リモートメーターの読み取りのために送電線送信を使用する多くの 提案がなされた。（ここでは、電力メーターを主としているが、これに限定され ず、好ましくは電力メーターを介するガス及び他のメーターもこの目的のために 送電線に接続可能である）。このような送信は送電線、mainsborne、電力線キャ リア（ＰＬＣ）送信と呼ばれている。 このような送信に対して３〜１５０ｋＨｚの一般的な領域の周波数を使用する 国際標準が実際存在する。（このような標準は、３〜１４８．５ｋＨｚの周波数 が低電圧電力装備に関する送信に関して利用できることを規定するＣＥＮＥＬＥ ＣＥＮ５００６５．１である）。この帯域は各種の使用とそれに関連する許可に 応じていくつかの小さな帯域に分割されている。例えば、９〜９５ｋＨｚの帯域 は電力供給者及びその許可者のために利用可能である。 送電線送信−メーター計測 電力供給者によって行われる送信は概してメーター計測に、より一般的には負 荷とシステム制御とに関している。これによって、主として送電線の低電圧部に 関して動作する。中間あるいは高電圧の配電網から低電圧の送電線までにおける 配電変圧器には中央局またはコントローラが設けられており、中央局は低電圧の 送電線を介して、送電線に関する（主に家庭あるいは小さな商業地）などの種々 の建物のメーターと通信する。 中央局は通常は通信相手のメーターや、このようないくつかの中央局に結合さ れたマスターステーションなどの高レベル制御手段に結合されたメーターから情 報を収集する。このような結合は、電話システムなどの独立した伝送媒体を介し ているが、送電線あるいは配電網を使用している。これらの高レベル通信は勿論 中央局と消費者メーター間の通信とは独立している。これは、このような信号が 通常電力変圧器を良く通過しないので、異なる周波数帯域を使用するかあるいは 、中間及び高圧配電網を使用することによって達成される。 基本的には単一の中央局によって制御される領域は、直接結合された低圧の送 電線を越えて、中間あるいは高圧の配電網の一部を介してさらに異なる低圧領域 へと延長可能である。これは、必要に応じて電力変圧器周囲の信号を結合するた めの手段を提供することによって達成される。 送電線送信−問題 しかしながら、送電線送信には２つの主な問題点がある。１つは送電線はＯＮ 、ＯＦＦスイッチングされる負荷と、ある種の負荷に固有の特性のために、雑音 が多いということである。２つ目は好ましい周波数において大きな放散または減 衰があるということである。さらに、この減衰は送電線システムの特定の動作状 態に依存し、例えばシステムの負荷に応じて変化する。 したがってリモートメーターの読み取りは実際上重要な手段とならず、この大 きな理由は送信が高い信頼性をもって達成できる距離が限られていることである 。 雑音問題は、受信の承認と失われたメッセージの反復を要求するエラー検出、 訂正の技術などの種々の方法によって克 服できる。 減衰問題は、低レベルの雑音の影響は信号レベルが低下するとともに増大する ので、いくぶん雑音問題に関連している。すなわち、雑音を克服する良い方法は 、ある意味では信号の減衰を補うことである。しかしながら、信号レベルは、大 ききな雑音がないときでも、信頼性をもって検出できるレベル以下に結果的に低 下してしまう。したがって減衰問題を克服する他の方法が要求される。 伝送システムにおける減衰問題を克服する一般的な方法は、適宜配置された中 継局を提供することである。しかしながら、送電線送信であることを考慮した場 合に、この方法はさまざまな問題を提起する。システムに中継局を含めることは 、システムの複雑さとコストを増大させるとともに、中継局の設置は無視できな い困難を伴う。さらに、多数の中継局が概して必要となる。これは、システムの 全部分における“最悪な場合”の状況、すなわち、システムを通して減衰が最大 となることが予想される場合に対処できるように中継局を配置する必要がある。 （例えば、より遠い位置に対する通信がまだ信頼できる反面、信号源に近い位置 で、例えば信号反射による潜在的な“死点”を有する。）さらに、送電線システ ムが時間につれて、拡張あるいは変更されるという事実によって、他の問題が発 生する。 中継局を使用することに代わるものとして、中継機能を実行するためにエンド ユニットを使用することが提案された。 ＵＳ４２３０９８９（Buehrle/Engineered Systems）はリ モート局が中央局と直接通信できない無線通信システムに関している。この間題 を克服するために、中央局はパートナー局と呼ばれるさらなるリモート局を介し てリモート局と通信する。パートナー局は（それ自身及び）リモート局に対して メッセージの送受信を行うように設計されている。リモート局は新しいアドレス が割り当てられ、パートナー局は、リモート局に対するメッセージのアドレスを 、元のアドレスから中央局からのメッセージあるいは、中央局へのメッセージの 新しいアドレスに変更する。 ＥＰ０２０１２５３Ａ（Trask & Wiener/EMI）はメーターが中継局としても使 用できる送電線送信システムを示している。中央局は、遠くのメーターに直接ア クセスできないと判断した場合に、代わりにメッセージを中継メーターに送り、 中継メーターはそのメッセージを遠くのメーターに送る。そして、例えば中央局 と中継メーターとの間で、これらのサブリンクの１つが故障したとき、中央局は 当該メッセージを、（第１の）中継メーターにメッセージを送る第２のより近い 中継メーターに送るようにしている。 本発明 上記した問題は実質的にすべてのメーターにリピータ機能を提供することによ って克服できる。本発明によれば、送電線システムと、中央局と、送電線システ ムを介して送信されるメッセージによって中央局と通信する複数のメーターとを 具備するリモート送電線メーター読み取リシステムが提供される。ここで、実質 的にすべてのメーターはメッセージを送信するための（中継）ユニットとしても 機能する。 実質的にすべての中継ユニットはメーター読み取り（エンドユニット）機能を 有し、同様に、実質的にすべてのメーターは中継ユニット機能を有している。す なわち、中継及びメーターは、（中央局と同様に）、単にユニットと呼ぶ。 メーターは読み取られる他に、（例えば料金を設定するために）、中央局によ って制御される。さらに、メーターは、例えば、（電力メーターを介して適宜接 続された）ガスや水道メーターを読み取るなどの他のメッセージ機能として、あ るいは警報送信システムとして使用される。 各メーターは、メッセージ受信回路とメッセージ送信回路とを含む。各メータ ーはまた、メッセージを連続して聞いたり、メッセージが直接そのメーターに送 信されたかどうかを決定するために、どのようなメッセージをも受信しなければ ならない。ここでは、メーターに到達するメッセージを、メーターがメッセージ を“聞く”と定義し、メッセージがメーターに送信されるときのみ、メッセージ を“受信する”と定義して区別する。 したがって、メーターがリピータとして機能するためには大きな回路の追加は 不要である。付加的処理としてわずかに追加になるのは、メーターが中継ユニッ トとして機能するのかどうかを決定し、機能する場合は受信したメッセージを送 信することである。 通信システムのトポロジーは概して分岐している。すなわち、中央局は通常、 いくつかのメーターと直接通信し、各メーターは通常いくつかのさらなるメータ ーと通信する。（通信システムのトポロジーはいくぶん観念的であり、通信シス テムを支持する送電線システムの物理的トポロジーとは区別されねばならない。 ここでは前者の意味でトポロジーを考慮することにする。） 本タイプのシステムにおいては、メッセージ間で衝突を起こす危険がある。す なわち、１つのユニットが２つのメッセージを同時に聞いている（または受信し ている）ときに、メッセージが互いに干渉して混信してしまう。場合によっては この衝突は、例えば、中央局が他のメッセージを送信する前に、すでに送信した メッセージに対する返答を待つようにすることによって避けることができる。し かしながら、通常は衝突の可能性が本システムでは避けることができない。この ような衝突に対処するための方法が、例えばコンピュータシステムにおけるロー カルエリアネットワークにおいて実現され、本システムに適合したものとして使 用できる。適当なものとして、p-persistentＣＳＭＡ（キャリアセンスマルチプ ルアクセス）が使用される。 メッセージの経路制御 本発明の大きな特徴はメッセージの経路制御、すなわち、メッセージがネット ワーク中を移動する経路の決定、が実質 的にすべて中央局によって決定されることである。これは、メッセージが通過す るところのメーターのリストを各メッセージに含む中央局によって実現できる。 本システムにおいては、システムのトポロジーについての重要な知識を有する ただ１つの局は中央局である。（これは上記したＥＰ０２０１２５３Ａ（Trask Wiener/EMI）とは対照的である。この先行技術では、中継局として機能するメ ーターが中継が要求されているメッセージを送信するために使用される経路情報 を含む）。したがって、メッセージの経路制御は中央局によって独占的に制御さ れる。メーターはどのようにして中央局にアクセスするかについての情報をもた ないので、自身の意志によるメッセージを中央局に送信できない。 メーターを読み取るために、中央局はメーターに対してメッセージを送信し、 メーターは当該読み取りをメッセージに挿入して中央局に送り返す。中央局から のある種のメッセージ、（例えば、メータークロックをセットする、料金を変更 するなど）は重要ではない。しかしながら、メッセージを受信したという中央局 に対する確認として、すべてのメッセージが返信されることが望ましい。 メッセージの経路制御についての最も簡単な管理は、中央局によるメッセージ の初期送信から中央局へメッセージが返信されるまで、メーターリストがメッセ ージ内に継続して残ることである。しかしながら、メッセージが中央局に返信さ れるとき、各メーターはメッセージがそのメーターを通過す るので、リストから削除することができる。さらには、メッセージが通過する各 メーターについて、その識別情報が次のメーターによって維持されるのであれば 、メッセージが出ていくときにメーターをリストから削除することができる。メ ッセージが通過する各メーターは、最小限の経路情報、例えば、中央局へ戻る経 路の次のメーターの識別情報を維持している。 トポロジー監視 本システムの特徴はトポロジーの変更に容易に適合できることである。これは 送電線メーター読み取りの場合は特に重要である。送電線供給システムの伝送特 性は（分から時間の単位での時間間隔に渡って）容易に変更してしまう。また、 システムのメーターの数や位置についての変更も考えられる。これらの変更はシ ステムのトポロジーを変更することになる。 トポロジーを監視するために、中央局はメッセージを受信しているメーターか ら識別情報を要求するために、“だれかそこにいるか？”などの非公式な言い方 を含むサーチメッセージを送信する。（このため、メーターによって聞かれたど のメッセージもメーターによって受信される。） 各メッセージは一連の既知の メーターを介して送信され、最後のメッセージ（一連のメーターの終わり）は識 別に対する要求を放送する。（トポロジー監視の初期では、中央局それ自身は一 連のユニットの終わりと見なされる）。 識別要求を受信するメーターは自身の識別情報を用いて応答し、一連のメータ ーの終わりは識別情報を含む中央局に返答を返す。通常は識別に対する要求に対 して何回かの返答がある。明らかに、一連のメーターの終わりと双方向の通信が できるメーターのみが識別される。 したがって、中央局は次第にシステムのマップを構成していく。まず、識別の ための要求を送信し、それ自身から１ステップ離れたものとして、応答したメー ターを記録する。次に、代わりのメーターの各々に対して、そのメーターを一連 のメーターの終わりとして設定し、それ自身から２ステップ離れたメーターのリ ストを構成するメッセージを送信する。この工程はシステム内のすべてのメータ ーが記録されるまで反復される。このようにしてシステムのトポロジーが決定さ れる。 システムのトポロジーはバックグラウンドプロセスとして連続して維持され、 これによって、トポロジーの変更、（すなわち、互いの連絡がつかなくなったメ ーターあるいは、メーター間の通信が可能になった場合など）、が追跡される。 メーターの識別 これまでは、各メーターが、すべての目的（特に識別したりアドレス指定を行 なうため）に使用される単一の区別され得るアドレスを有するものとして説明し た。しかしながら、各メーターは、（製造中に割り当てられる）独自の識別子を 有するとともに、中央局によって独自のラベルが割り当てられることが望ましい 。各ラベルは識別子から区別される）。実際上、ラベルは識別子よりもかなり短 く、これによりメッセージを小さくしている。 識別子とラベルとを使用することによって、通常と制限の２つのモードの動作 が可能になる。 通常モードにおいては、中央局が識別のための要求を送信したとき、この要求 を受信したメーターはもしある場合はラベルを返し、ない場合は識別子を返す。 中央局は直ちにすでに通信を確立したメーターと、まだ通信を確立していないメ ーターとを区別する。中央局が識別子を受信したとき、ラベルが割り当てられて いる関連するメーターにメッセージを返す。 制限モードは、ラベル付けがされていないメーターが識別のための要求に応答 するためのみに使用される。この動作モードは通常モードよりも単純である。通 常モードは余剰部分を含む完全なトポロジーマップを生成することができる。こ れに対して、制限モードは最小長さのツリーを生成する。 これまでは単一の中央局を想定して説明した。多くの消費者を有する大きな規 模の送電網システムにおいて単一の中央局を使用することは、不必要に長い信号 経路（すなわち、高いホップカウント）と、メッセージの密集とにつながり、シ ステムを無用に送電網と中央局の完璧さに依存させてしまう。したがって、複数 の中央局をもつことが望ましい。 各メーターが単一の区別できるアドレスを有しているとき は、各中央局はネットワーク全体にアクセスできる可能性が大きい。ネットワー クは信号経路の長さを制限するという幾分おおまかな方法によって中央局間で分 割することができる。このことは多くのメーターが１つ以上の中央局と通信する ことになる。各中央局による情報は、第二の中央局によって収集された単一メー ターからの情報の二重複写を削除できるように、当該中央局によって収集された ものと比較されねばならない。 識別子とレベルを使用することにより、この問題を克服できる。レベルは、各 中央局がメーターに割り当てるための独自のラベルセットを有するように選択さ れる。識別のための要求を送信した後、１つの中央局が応答において他の中央局 によって割り当てられたラベルを受信したときは、その応答を無視する。 このシステムは、他の中央局に属するものとしてその中央局がメーターの記録 を保持できるように、わずかに変更及び拡張することができる。例えば、中央局 は当該メーターをエンドユニットとしてではなく、中継ユニットとして使用する 。 システムは、距離（ホップカウント）をラベル内に含めることによってさらに 変更及び拡張することができる。中央局は、あるメーターが当該メーターにラベ ルを与えた中央局よりもより近いと判断したときは、当該メーターに自身のラベ ルを再割り当てることができる。（中央局は情報を交換することができ、メータ ーの分割を配分することができる）。 特定の実施形態 以下に、本発明及びその変形を実現する通信システムについて、図面を参照し て例を用いて説明する。 図１は、送電線配電及びメーター計測システムを示す図であり、 図２は、図１に示すシステムのトポロジーを示す図であり、 図３は、図１に示すシステムのブロック図であり、 図４は、図１に示す中央局のブロック図である。 送電線システム及びシステムトポロジー 図１は副局１０から電力が与えられている送電線システムを示している。この システムは、ライン１２、第２ブランチ１３、及びループブランチ１４を介して 副局１０に接続されている主ブランチ１１を具備している。中央局（ローカルコ ントローラ）ＬＣ）は、副局１０に隣接するシステムに接続されている。さらに 、種々のユーザ消費者メーターＵ１〜Ｕ１１は図示のようにシステム全体に渡っ て接続されている。（ローカルコントローラは副局に配置されることが望ましい が、これに限定されない）。すべてのメーターは中継ユニットとしても機能する 。 送電線システムが簡略化された形態で示されている。実際は概して直径１ｋｍ の領域に渡って延在し、メーターの数は概して１００〜１０００の範囲である。 図２はこのシステムの典型的なトポロジーを示している。ローカルコントロー ラＬＣはメーターＵ１〜Ｕ３と通信可能であり、メーターＵ１はメーターＵ４及 びＵ５と通信可能である。このツリーは、図１に示す物理的ネットワークにおけ るメーターの物理的近さに概して対応しているが、正確なものではない。 このシステムにおける通信は実質的にローカルコントローラを介して制御され る。すなわち、ローカルコントローラはマスターであり、すべてのメーターはス レーブである。概略的に、各メーターは測定した電力消費に関する情報を蓄積し 、ローカルコントローラはメーターからこの情報を収集する。ローカルコントロ ーラはまた、例えば料金レートを変更するなど、メーターを制御することもでき る。要求に応じて、通常のメッセージ暗号化及び／または認証方法を使用するこ とができる。例えば、各メーターはこの目的で適当な鍵を有することができる。 通常のシステムでは、最大経路長さ、すなわち、ローカルコントローラがメー ターにアクセスするのに要するホップの最大数は３あるいは４である。しかしな がら、他のシステムにおいては、最も遠いメーターにアクセスするのに要するホ ップの数は上記の数よりもはるかに大きくなる。 メータの内容（指針値）を読み取るために、若しくは、その制御のためにロー カルコントローラは、そのメータにメッセージを与える。そして、メータは適宜 に修正されたメッセージをリターンする。（原則として、そのメッセージがプリ コントロールメッセージであれば、メータは、その回答のリターンを必要としな い。しかし原則としては、メータに対して、そのメッセージが着信されたことの 確認及び、受け取り通知のようなメッセージをリターンすることが要求される。 このメッセージ形式は、コメントフィールドと、ルートフィールドと、データ フィールドとの３つのメインフィールドによって構成される。（メッセージ形式 の項目は、多少の変更があってもよい。例えば、ローカルコントローラが同じメ ータからの異なるメッセージを識別することができるように、各メッセージにシ リアルナンバーが与えられてもよい。） 前記コマンド（若しくは、命令）フィールドは、メータが読み出しの応答若し くは、トラック設定の変更を行うアクションを定義している。 前記データフィールドは、主としてデータ包含するために用いられる。（例え ば、メータの読み出し開始リターン若しくは、新たなトラックの設定等。） しかし、コマンドフィールドの拡張部分として使用することもできる。（例え ば、様々な実行可能な読み出しの指示に対して、リターンされることである。） 例として、データフィールドは、空若しくは、無くなってもよい。 前記ルートフィールドは、バックアゲイン及びメータに対するローカルコント ローラからのシステムを通して来るメッセージのパスを定義する。そして、その パスが定義するメータラベルシーケンス一所定のラベルシーケンス及び、コント ロールサブフィールドで構成される。そのコントロールサブ フィールドは、管理インディケータ（例えば、サインビットのようにコード化で きる、外国向けのＯ、国内向けのＩ）、ラベルシーケンス長及び、メッセージを 受信する次のメータへ指示に対するシステム通して発せられるメッセージのよう なラベルシーケンスを加えて発するのに効果的なマーカーを含んでいる。そのマ ーカーは、コントロールサブフィールド内のポインタで構成されてもよい。この ラベルは、アクティブラベルのマーカーにより指示されるものである。このマー カーは、本システムを介したメッセージパスのようなラベルシーケンスと共に発 せられる。 メータＵ７に対して送るメッセージ、例えば、データパスフィールドは、コン トロールサブフィールドＯ−３−２及びラベルシーケンスＬＣ−Ｕ３−Ｕ７で最 初に構成される。このコントロールサブフィールドにおいて、第１のキャラクタ Ｏは、１つの外国向けのメッセージであることを示し、第２は、ラベルシーケン ス長を示し、第３は、ポインターであることを示している。メッセージがローカ ルコントローラから送り出されたとき、ポインタは、メータＵ３に指示を行う。 このメッセージは、メータＵ１〜Ｕ３に到達する（そして、必要とする他のメー タにも同様に到達する）。そのメッセージが到達した各メータは、アクティブラ ベルを探しに行く。そして、そのラベルがメータのラベルになかったなら、その メッセージを無視する（放棄する）。この様に、メータＵ１は、メッセージが到 達し、アクティブラベル（Ｕ３）がそのメータのラベルに無ければ、放棄する。 メータＵ２は、同様 に、メッセージを受け取るが、それを放棄する。 メータＵ３は、このメータのラベルが前記アクティブラベルと一致すると、こ のメッセージを受け取る。メータＵ３はそのラベルシーケンスで次のラベルのポ イントのポインターに従い増加する、言い換えればメータＵ７に対して、そのた め、コントロールサブフィールドは、現在、Ｏ−３−３である。メータＵ３は、 さらに、メッセージ出力を送出する。再度、いくつかのユニット（ローカルコン トローラＬＣ、メータＵ６，Ｕ７及びＵ８、受け取り可能な他のメータ等）は、 メッセージを受け取る。メータＵ７を除く、これらの全てのユニットにおいては 、そのメッセージでアクティブレベル（Ｕ７）に一致しないそれらのラベルのメ ッセージが放棄される。 メータＵ７は、それらのラベルがアクティブレベルに一致する意図した受信者 として承認され、メッセージを受信し受け取る。前記アクティブレベルは、ラベ ルシーケンス長とポインタが現在等しいという事実により指示されねように、最 終目的地に到達したメッセージとしての、ラベルシーケンスの最終ラベルである 。メータＵ７は、それ故、そのメッセージのコマンドフィールドにより明確にさ れる操作するものは皆、実行される。例えば、メッセージのデータフィールド内 の読み出しのローディング。このメータもまた、Ｉに対する管理インディケータ 及び、ラベルシーケンス（例えば、Ｕ３のポイント）に添った次のラベルバック のポイントに対する減少量が変化する、そのために、コントローラサプフィール ドは、現在、Ｉ−３−２である。さらに、メッセージ出力として送出される。 前述したように、メッセージは、種々のユニットによって受け取られるように 整合される。そしてそれらのほとんどは、メータＵ３に放棄される。メータＵ３ はそのメッセージを受信し、ラベルシーケンス（そのために、コントロールサブ フィールドは、Ｉ−３−１）に沿った次のラベルバックのポイントに対するポイ ンタをデクリメントし、メッセージ出力が送出される。再度、メッセージは、種 々のユニットによって受け取られるように整合される。そしてそれらのほとんど は、ローカルコントローラＬＣが放棄する。そのローカルコントローラは、それ 自身に一致するアクティブラベルを認可し、それらを受信し、好適にメッセージ を処理する。 このメッセー伝送システムは、原則として、異なるアウトワード及びリターン パスが認められると比較的容易に拡張することができる。従って、有効的に利用 するために、トポロジーインフォーメーションは、ユニット間でアウトワード及 びリターンホップの種々のポテンシャルのために個々に取り入れられなければな らず、その情報は、有効的に取り入れることはとても難しい。 これまで述べたように、フルラベルシーケンスは、ローカルコントローラに対 するバックアゲイン及び最終目的地までのローカルプロセッサからの伝送中のメ ッセージで継続される。このシステムは、どのような該システムを介したメッセ ージパスのようなコンタクトに対しても、ラベルシーケンス を許可するために修正することができる。前記メッセージを通じたメータのため のラベルは、確実に余分であるセントラルプロセッサに対してすでに通過したリ ターンパスを有している。この様に、それらのリターンパスでメッセージのため に、各メータは、メッセージからのそれらのラベルを消去することができる。（ メッセージで最終目的地のラベルのリターンに対して、都合よく通過する。）前 記ポインタは、リターンメッセージではどちらもさらには要求されない。この技 術は、アベレイジメッセージ長の減少では重要なアドバンテージを有している。 むしろ、多くの実質的な修正は、基本的なメッセージ伝送システムにより作ら れる。この修正においては、メッセージ内のラベルは、メッセージのアウトワー ドの工程が１つづつ消去される。メッセージのためのリターンパスを可能とする ために、ラベルシーケンスからの各メータのストリップスオフ、そのシーケンス での上位メータのラベル及び、リターンラベルレジスタのラベルの保存が見いだ される。メッセージのアウトワードの工程において、各メータはリターンラベル レジスタで保存されるべきラベルを持つユニットに対してそのメッセージを発送 する。この技術は、さらにアベレージメッセージ長を短縮させるものである。 このように、ＬＣ−Ｕ３−Ｕ７−Ｕ１５と称されるラベルシーケンスに対して 、メータＵ３は、ローカルコントローラＬＣからのメッセージを受信する。この メータＵ３は、前述したラベル、ＬＣが取り除かれ保持し、そして短縮されたラ ベルシーケンスＵ３−Ｕ７−Ｕ１５を伴うメッセージが伝送される。メータＵ７ は、メッセージを受信し、ラベルＵ１３を取り除き保持し、短縮されたラベルメ ッセージシーケンスＵ７−Ｕ１５を伴うメッセージを転送する。最終段のユニッ トとなるメータＵ１５は、メッセージを受信し、要求された動作を実行し、そし て、ラベルＵ７を伴ったメッセージをリターンする。メータＵ７がメッセージを 受信したときに、保持されるラベルＵ３が調査され、メータＵ３までメッセージ が転送される。メータＵ３がメッセージを受信したときに、保持されるラベルＬ Ｃを調査し、ユニットＬＣにメッセージが送出される。 各メータがメッセージの転送で実行されるべきプロセスの要旨は、重要な影響 を及ぼさない。そして、１つのラベルを保持するための保管命令もまた、重要で はない。この技術は、完全なツリー構造からの種々の異なるメータに対して、メ ッセージパスが要求される。このほかに、やはりツリー構造からの最適条件のパ スが要求される。メータの負担となるプロセスが増加され、しかし単に、各めー ての要求の範囲まで、１つの”リターン”アドレスを保持することができる。こ のリターンアドレスは、メータを通ったアワトワードメッセージパスで常に最新 のものにされる。そして、最終目的地及び元のローカルコントローラに戻るリタ ーンが一致するまでメッセージに対して単に当分の間正当な要求として残さなく てはならない。 メッセージが送出された後、システムのトポロジーが変化 し、さらなるメッセージは、最初のメッセージが同様のルートで送出される。こ れは、最初のメッセージのリターンルートの変化される結果によって可能となる 。これは、リターンルートの信頼性がわずかに増加するということを別にすれば 、システムのオペレーションに影響しない。 メータ（及び、ローカルコントローラ）の構成 図３は、システムの代表的なメータ２０の簡単なブロック構成図である。 この図には、メッセージ伝送に関係するメータの部位が示される。そのメータは 、当然、ロード測定、積算、トラフィックレイトの基礎ロードコントロール等の 通常のメータ機能に関する別の部位（図示せず）を有している。 このメータは、メモリ部２２Ａ、コントロールサブフィールド部２２Ｂ、ラベ ルシーケンス部２２Ｃ、及びデータファイル部２２Ｄで構成されるメッセージメ モリ２２が、モデム２１を介して、メインライン１１に接続される。前記コント ロールサブフィールド部２２Ｂは、ディレクション部Ｄ、ラベル長部Ｌ、ポイン タ部Ｐの３つの部位からなる。（前記データ部は、ラベル長量により決定された これらの分類、ラベルシーケンス部と共に継続されてもよい。） 前記メインライン１１に伝送されているどのメッセージでも、モデム２１を通 ってメッセージメモリ２２の中へ供給される。一度、そのメッセージはメッセー ジメモリ２２に記憶され、ラベルシーケンス部２２Ｃからのアクティプラベル（ コントロールサブフィールド部２２Ｂ内のポインタＰによ り指示された）でコントロールユニット２３に選択される。この選択されたラベ ルは、ラベルコンパレータ２５によりメータラベルユニット２４内に格納される メータ２０のラベルと比較される。 メッセージ中のアクティブなラベルがメータのラベルとマッチしない場合には 、そのメッセージは無視され、消去されるかもしれない。メータは、メッセージ メモリ中に書き込まれるだろう次のメッセージを待つ（それによって、現在のメ ッセージが既に消去されていない場合にはそれを消去する）。 アクティブなラベルがメータのラベルとマッチする場合には、メモリセクショ ン２２Ｂ中の制御サブフィールドのＬ部とＲ部がターゲット比較器２６によって 比較され、その結果が制御ユニット２３に渡される。上記２つがマッチしない場 合には、当該メータは、そのメッセージのターゲット即ち意図された受取部では ない。この場合、セクション２２ＢのポインタＰが抽出され、演算論理装置２７ によって方向Ｄの値に従って１インクリメント又はデクリメントされ、セクショ ン２２Ｂに戻され、そして、メッセージはモデム２１を介して送電線１１上に送 信して戻される。 メモリセクション２２Ｂ中の制御サブフィールドのＬ部とＰ部がマッチするこ とをターゲット比較器２６が見出した場合には、当該メータは、そのメッセージ のターゲット即ち意図された受取部である。この場合、制御ユニット２３は、コ マンドセクション２２Ａから命令を抽出して、適当な動作を行う。これは、一般 に、メモリ２８中へデータセクション２ ２Ｄの内容をコピーすることや、メモリ２８からデータセクション２２Ｄに同じ 情報をコピーすることを伴い、そのメッセージのどこか別の部分（図示せず）の 内容を変更することも可能である。さらに、ＡＬＵ ２７は、ＯからＩへのメモ リセクション２２Ｂの制御サブフィールドのＤセクションの値を変更し、ポイン タＰを１デクリメントする。そして、制御ユニット２３は、モデム２１を介して そのメッセージを送電線１１上に送信して戻す。 当該システムが前述したメッセージ送信システムの修正された形式を使用する ならば、メッセージメモリ２２は、付加的なセクション（図示せず）に「リター ン」ラベルを含み、制御サブフィールド２２Ｂは、それがポインタサブフィール ドを含むことが必要ではない故に、若干単純なものであるだろう。 図４に示すように、ローカルコントローラＬＣの構造も同様であり、モデム２ １’，メッセージメモリ２２’，及びメインメモリ２８’を含む。このローカル コントローラはまた、送信されるべきメッセージを構成すると共に他のユニット から受信して戻されたメッセージを解釈して処理するための制御ユニット３５を 備える。さらに、当該ローカルコントローラがメッセージの最終的な源であると 共に最終的な目的地である故に、これは、どのようなリレー能力も持つ必要がな い。 トポロジーの決定 ここまで述べたようなシステムにおいては、ローカルコントローラには、当該 システムのトポロジーの（一般的には、テーブル形式の）地図を含むことが必要 である。この地図を使用することによって、ローカルコントローラは、メッセー ジ及び特に何れのメータとも通信することをそれに可能とするそれらのラベルシ ーケンスを構成する。 しかしながら、ここまで述べたようなシステムにおいては、そのような地図は 予め決定されていなければならない。特に、ローカルコントローラは、当該シス テムを監視即ち調査して、通信することができるユニットの変更を扱うことと、 新しいメータの随時追加並びに存在するメータの除去に対処することとの両方が できなければならない。 このため、メッセージ種ＳＥＡＲＣＨが使用される。このメッセージ種は、コ マンドフィールドの命令ＳＥＡＲＣＨで前述したようなメッセージフォーマット を有する。ラベルシーケンスは、当該シーケンス中の最後のラベルが無い即ち欠 けている（空である）ことを除いては、標準的なものである。 ＳＥＡＲＣＨメッセージは、他のメッセージと全く同様に、それが、ラベルフ ィールドによって定義された経路に沿って、その経路の最後に達するまで送信さ れる。この点で、それを聞く何れのメータも、ポインタによって指し示されるラ ベルが無いということを見出す。メータがこの状態を検出したならば、当該メー タは、メッセージを単に聞くのは勿論それを受信する。レジスタ２４中のラベル は、データメモリセクション２２Ｄ中にコピーされ、そのメッセージはリターン メッ セージとして（即ち、メモリセクション２２Ｂ中の制御サブフィールドのセクシ ョンがＯからＩに変更され且つポインタＰが１デクリメントされる方向で）送信 される。 上記ラベルシーケンスにおいて、指し示されるラベルが無いということを検出 する代わりに、メータは、ポインタの値がメモリセクション２２Ｂの制御サプフ ィールドのレングス値とマッチすることや、コマンドメモリセクション２２Ａ中 の命令がＳＥＡＲＣＨであるということを検出することができる。同様に、メー タは、データフィールドの代わりにラベルシーケンス中の空の位置に、それ自身 のラベルを挿入することができる。 従って、ローカルコントローラがＳＥＡＲＣＨメッセージを発送すると、それ は一般に、それぞれ異なるメータのラベルを持った戻ってきた当該メッセージの 複数のコピーを受信するだろう。前述したように、リターンメッセージ間の干渉 の可能性及び影響を最小にするために、適当な繰り返し並びに一般的な対衝突法 （anti-collision measures ）が取られることができる。しかして、ローカルコ ントローラは、各メータに順次、ＳＥＡＲＣＨメッセージを発送することにより 、当該システムのトポロジーを決定することができる。 さらに、かつてそのシステムのトポロジーが規定されたことがあり、そのトポ ロジーを認識するためのＳＥＡＲＣＨメッセージをその都度送ることによって、 そのトポロジーを現在の新しいものにできる。 そのためには、ローカルコントローラーは、（そのローカ ルコントローラー自身を含む）各ユニットのための複数のエントリー３７から構 成された１つのトポロジーテーブル３６を含む（図４）。各エントリーは第１の コラム３８と第２のコラム３９の２つのコラムを有し、第１コラム３８は１つの ラベルを含み、これはそのエントリーに関連するメータのものである。また、第 ２コラムは、メータ同士が互いに連絡できる全てのメータのラベルを含んでいる 。（メモリの使用されない部分は斜線で示されている。） トポロジーコントロールユニット４０は、コントロールユニット３５と接続さ れ、イニシャライズ（初期化）およびメンテナンスという２つのオペレーティン グモードを有している。このイニシャライズ・モードにおいては、そのローカル コントローラにトポロジーテーブル３６を構築するように喚起する。そのために はまず、テーブル３６の中の第１エントリーの第１コラムにそのローカルコント ローラのラベルを入れる。そして、そのローカルコントローラのラベルのみを含 むラベルリストと共に、ＳＥＡＲＣＨメッセージを送出するように喚起する。各 々のメッセージをコピーしたものは、メータのラベルのキャリーを返し、そのロ ーカルコントローラと直接に連絡することができる。これらのラベルは、そのロ ーカルコントローラの為にテーブル３６中のエントリーの第２コラムに書き込ま れる。 そのローカルコントローラのエントリーが完了した時、１つの新たなエントリ ーグループが作られて、そのエントリーの第２コラム中の各ラベルのための（そ のコラムからのラベ ルを伴うエントリーが）丁度完了する。そして順次にこれらエントリーのそれぞ れは処理が行われる。それぞれのためにＳＥＡＲＣＨメッセージが、ローカルコ ントローラ・ラベルおよび、それ自身（第１コラム）のラベルを含むラベルリス トと共に送出され、応答したメータのラベルはその第２コラム中にエンターされ る。この第２コラムに新たなラベルがエンターされる都度にチェックが行われ、 そのラベルのために既にエンターされているか否かが見られる。もし、まだエン ターされていないければ、そのラベルの新たなエントリーがそのテーブルの最後 尾に追加される。 このプロセスの継続によって、このシステムのための完成されたトポロジカル テーブルが構築され得る。各ＳＥＡＲＣＨメッセージは既知なメータのチェイン ：連結（ただし、この連結の長さは０でもよい。即ち、ローカルコントローラだ けによる構成でもよい）を通って伝達される。そして、どのメータがその連結の 最後尾からとどくのかを見る。この連結は、プロセスが実行されるに従い全体の ネットワークが検証され、発見できるメータが無くなるまで徐々に増加していく 。そして、すべてのメータからの接続がくまなく探知される。 このトポロジーは様々なその他の形式にも格納され得ることは明かである。前 述のように、テーブルは各リンクまたはホップを２回格納する。各々のホップは 、両ユニットのどちらもそのホップによって接続され、そして、トポロジーを、 ホップのリストとして簡単に格納することが可能である。（この場合、各ホップ は１回だけリストされる）。 テーブル３６がいったん構築されると、トポロジーコントロールユニット４０ はそのモードをメンテナンス・モードに切り換える。このモードにおいては、バ ックグラウンド・プロセッシング・タスクとして、テーブル３６におけるエント リーをゆっくりとした周期で実行する。エントリーは、ネットワークの異なる部 分におけるメッセージ・ローディングの不均衡を最小限にするために、プセウド ランダム順(pseudo-random order)に行てもよい。 各エントリーのためのＳＥＡＲＣＨメッセージは、送出され、既存のエントリ ーは、そのＳＥＡＲＣＨメッセージに対し応答したラベルと比較される。もし、 コラム２の中の既存のラベルの１つが返ってこない場合は、それは消去される。 また、もし新たなラベルが現れたならば、第２コラムにエンターされ、そしてそ のテーブルは、そのラベルの為のエントリーが既に存在するか否かがチェックさ れる。もし、存在しなければ、その新たなラベルのエントリーがクリエートされ 、そして、ＳＥＡＲＣＨメッセージがその新しいラベルがそのエントリーの完了 のために送出される。なお、新ラベルの出現とは違うそれぞれの変更のためには 、他のエントリーのアップデートが勿論必要とされる。 コントロールユニット３５が、あるメータに対して他の種類のメッセージを送 りたい時には、そのメータへのパスを決定するためにトポロジーテーブル３６を 使用する。例えば、そのユニットのためのエントリーから開始し、そして、第１ エントリー（そのローカルコントローラ自身のためのエント リー）の期間には、第２コラムの値から第１コラムの値へのテーブルのバックト ラッキング・アップによって行う。得られたそのラベルのシーケンスは、そのメ ッセージのためのラベルシーケンスとしてメモリ２２Ｃ’にエンターされる。 メッセージ伝送（トランスミッション）は、妨害源となり得るものが多く存在 するので、決して完全に信頼できるものではない。そこで、最初のメッセージに 対する応答が無い場合、所定の時間経過後にローカルコントローラは自動的にそ のメッセージの再送を行う。 しかし、コントロールユニット３５は、メータとの連絡が困難であることを認 識することもある。例えば、数回にわたり再送しても何の応答も無い場合である 。また、ユニット３５は、そのメータに対してほとんどのメッセージを再送しな ければなれない場合もあるかもしれない。その場合には、トポロジーテーブル３ ６が、そのメータへの二者択一的ルートの選択のために利用される。（もしも、 次のセクションで述べるルート最適化システムが使用されれば、リーズナプルな 見込みのある二者択一的ルートの発見を試みるために、このホップの信頼情報を 用いることができる。） また、基本的なＳＥＡＲＣＨメッセージのタイプの変形したＳＥＡＲＣＨ−Ｘ メッセージは、到達するのに困難になったメータに対する取扱いにおいても勿論 便利なものである。このＳＥＡＲＣＨ−Ｘメッセージは、メータＸに対して、こ のＳＥＡＲＣＨ−Ｘメッセージを受信し認識した応答としてそのメータ自身のＩ Ｄを求めるものである。そのトポロジー ユニットの詳細に基づいて、コントロールユニットは、知り得るすべてのルート にこのＳＥＡＲＣＨ−Ｘメッセージを送らなければならないかもしれない。また 、メータＸにうまくほぼ到達できそのメータの認識ができるかもしれない。そし て、それらのメータだけに（または、それらのメータへ最初に）メッセージを送 る。 あるメータの消息が途絶えた場合、即ち、他のどのメータによってもまったく 伝送できない場合には、そのエントリーは明らかにデリートされなければならな い。そして、他のメータのためのエントリーも、そのメータの喪失を反映させて 更新されるべきである。 しかし、その喪失されたメータのためのエントリーを、アーカイブ・ストア（ 不図示）の中にある適宜な期間だけ保持しておいてもよい。もし、そのメーター がただ一時的にアクセス不能になっただけの場合、例えば、そのメーターまたは そのメータを供給するメインシステムのある部分における一時的な誤りによる場 合には、そのメータのエントリーはそのアーカイブ・ストアからリカバーされて もよい。この効果的なトポロジーテーブル３６をそのメータがアクセス不能にな る以前の状態にリストアする。 もし、システムがその発生から極端に変更されないような場合と、一時的なア クセス不能に関連するメータが起因する誤りの訂正の場合に、このリストアされ たトポロジーは、同一ではないにしても実際の現在のシステムのトポロジーに極 めて近いものであろうと思われる。当システムは、このよう に、リストアされたトポロジーに基づき迅速にオペレートされる。また、如何な るマイナーなチェンジでもこのシステムの効果的な運用に影響するようなことな ない。そして、これらは認識され、そのトポロジーテーブルは、実際の現在のシ ステムのトポロジーに合致（マッチ）するように更新される。 また、ローカルコントローラは、その喪失したメータが新たなメータに置き換 えられた場合には、その近くのメータに対しＳＥＡＲＣＨメッセージを送ること ができる。 もし、メインシステムに誤りが発生し、あるメータのグループにおいて一時的 なアクセス不能となった場合は、このアーカイブ・ストレージ技術が、自動的に その一時的アクセス不能に陥ったメータのすべてのルーティング情報をストアす る。そのトポロジーユニットはまた、そのようなシステムの誤りを検知するため にアレンジされ得る。そして、その誤りの発生時に（例えば、連絡が、喪失メー タが少ないうちにリ・エスタブリッシュされる時）、影響されたすべてのメータ のルーティング情報をリストアする。 あるメータの喪失、即ち、ローカルコントローラによって、すべてのあらかじ め知り得るそれへの最終的なホップを使って到達しようとしてもできない場合に は、そのローカルコントローラはそのメータに恐らく問題があるというシグナル を発することができる。もし、数個のメータが同時に喪失すると、ローカルコン トローラは、その代わりに、メイン・ディストリビューション・システム上にお いて誤りが在るというシグナルを発することができる。 また、このローカルコントローラは、システムのある部分をトレースを許すた めのメッセージ・ストリームを送出することもできる。特別なメッセージのタイ プ、いわゆる”ＴＲＡＣＥ”と呼ぶメッセージをこの目的のために使用したい。 サービスエンジニアはまた、それらのメッセージのためにそのメイン・システム の部分をモニタすることができる。また、そのサービスエンジニアは、このＴＲ ＡＣＥメッセージを受けたならば、そのシステムの１ユニットとして機能するモ ニタリングデバイスを供給してもよい。これは、そのエンジニアがそのローカル コントローラと連絡をとれるようにするものである。 ルート・オプティマイゼーション トポロジーユニットは、ここに述べる２つのことを行う。 第１に、システムのトポロジーをエスタブリッシュする。この際の決定の指標 は、どのユニットがどのユニットと相互に連絡がとれているか（ソースのリーズ ナプルなチャンスで）ということである。 第２に、ローカルコントローラが他のどんなユニットとコミュニケートするた めのルートを決定することである。 しかし、このルート決定は最良のルートではないかもしれない。 最良のルートを達成するためには、その他に２つの事項が求められる。すなわ ち、ホップのいくつかの形式の質的な評 価と、ホップの質に基づく最適ルート決定のための幾つかのアルゴリズムである 。 そのアルゴリズムを考慮すると最初に、Ｄｉｊｋｓｔｒａによるよく知られた アルゴリズムがあり、これはノード間の接続の長さが与えられたネットワーク中 の最短ルートを決定するためのものである。基本的に、そのアルゴリズムは、長 さを増加するためのネットワーク中の最適パスを決定するアルゴリズムである。 そのアルゴリズムの中間点においては、ノードの番号の最短パスが知られてい る。そして、そのアルゴリズムが隣りのノードへの各パスの長さを設定し、その パスとノードを最短パスのリストに加える。このプロセスは全ノードが取り扱わ れるまで繰り返される。また、このアルゴリズムは効果的であり、多項式的なア ルゴリズムであり、限界のないシステムには効率的に役立てることができる。こ のアルゴリズムを適用するためには、ホップが、パスの長さ又はコストの最適な 尺度で使われなければならない。これをそのホップの質に対して反比例的に関係 させることは便利なことである。もし例えば、そのホップの長さ又はコストが、 ホップの質としてとられるが、その最も短いパスが伝達の可能性が最も高いパス である。ホップの質を計るための１つの手法は、受信ユニットのための信号の長 さを測定することである。この手法の欠点は、その回路が信号長を測定できるよ うに全ユニットにおける受信回路の実質的なかなりの精巧性を必要とすることで ある。また、他の手法としては、限界ぎりぎりのテストをす るタイプのものである。ノイズ信号が故意にそのメインシステム中に加えられ、 その結果としてホップの誤りを引き起こす。これもまた欠点が１つあり、例えば 、そのシステムを通じあるポイントにおいてノイズ信号発生源の在るようなネッ トワークを生じる。そして、本メッセージシステムはそれをオン・オフすること を拡げなければならない。よって、おそらくそのノイズをオフにすることは困難 であろうと思われる。そこで、ホップの信頼性としてホップの質を測定すること が好ましいとされる。つまり、（成功するようなホップによる伝送の比率として ）これは、他の目的のために行われる伝送モニタリング以外の何物でもない。 このホップの質はローカルコントローラにより決定され得る。ローカルコント ローラは、そのメータに送出されたメッセージの数および、成功利に返って来た これらのメッセージの数をカウントすることにより、そのメータへの第１ステー ジの伝送の成功率を直接的に決定することができる。 同様にして、これをそのパスの第１ステージの質によって割ることで、メータ への第２ステージ・パスの総合的な質も決定できる。上述のように（直接に求め られ）、そのパスの第２ステージの質も決定される。例えば、第２ホップ、第３ ステージのパスの最終におけるホップの質も同様に決定される。この様にして次 々とすべてのホップの質が求まる。しかし、このホップの質を決定する技術には １つの重大な問題を有している。すなわち、もたらされる情報（これも遅いもの であるが）は、実際に使われているこれらホップについての 情報のみであることである。よって、これとは違う手法を用いることが必要とな る。それは、ホップの質を決定するための期間行われる、受動的に配給されるよ うなモニタリングである。これは、メッセージを聞くユニットからのメッセージ を記録するための手段を含むために各ユニットに求められるものである。 １つのユニットが実際にメッセージを送出する場合を除き、すべてのユニット は電源供給ネットワークにおけるメッセージを永い間聞いている。ユニットがメ ッセージを聞く時には、そのメッセージの受信側が行うか否かを決めるため、そ れをストアしてチェックを行う。もし、そのユニットがそのしようとした受信側 のものでなければ、（前述した限りのシステムとしては）そのメッセージを無視 する。受動的に配給されたホップの質のモニタリングのためには、聞いたすべて のメッセージのソースを各ユニットが記録を行う。それには、「聞いたメッセー ジ」リストをメンテナンスすることをユニットに要求することになる。このリス トは、それらの各ユニットから聞いたメッセージの数のカウントと共に、それが 聞いた全ユニットからのメッセージについてのリストである。 また、このほかに本システムは、ＲＥＰＯＲＴ ＨＥＡＲＤ−ＬＩＳＴという 更なるメッセージ・タイプも有している。ローカルコントローラは、このメッセ ージを、通常の方法で如何なるユニットに対しても送ることができる。あるメー タがこのＲＥＰＯＲＴ ＨＥＡＲＤ−ＬＩＳＴというコマンドを受けた際には、 それの聞いたというメッセージを返す。こ のようにするとローカルネットワークは、メッセージ番号を得るが、そのメッセ ージは第２のメータから第１のメータが聞いたものである。ローカルコントロー ラはまた、そのメータが幾つのメッセージを送ったのかも判定することができる 。（最も簡単な方法は、自身が送出したメッセージ番号の聞いたもののリストの 一部として、その記録を各メータのために保持しておくことである）。よって、 ローカルコントローラは、それら２つのメータ間のホップの信頼性をたやすく決 定することができる。メータがその聞いたリストを報告する時はそのリストをク リアしなければならない。これは、ＣＬＥＡＲ−ＨＥＡＲＤ−ＬＩＳＴというメ ッセージ・タイプに応答して行われる。ローカルコントローラがそのリストを受 けるまでそれはクリアされない。それは、もしもＲＥＰＯＲＴメッセージがその ローカルコントローラに到達しない場合にも、そのリストの内容が失われる可能 性を回避してくれる。 このパッシブ分配モニタ技術は、モータ上に特別な負荷を負わせる。この負荷 はメッセージ伝達に影響を及ぼさないが、メータ内の特別な処理とストレージを 必要とする。必要とする特別な処理の量は相対的に小さいので、メータはそれが そのメッセージを受け入れることが可能かどうかを決定するために問うそれを、 あらゆるメッセージについてそれを調べなければならない。要求された特別なス トレージの量は、リストのサイズ、すなわち前記リスト内にエンター可能なメー タの数を限定することによって適正な境界内に保持することができるもので、そ れはリストのサイズが適正であることを提 供し、これは、あまり信用できない、あるいは非常に低い用法、すなわち非常に まれなメッセージの送出を有するユニットからの何れかである除外される電位ホ ップに於いてのみの結果となる。 アドレス、ラベル、及びアイデンティファイヤ 図１のシステムの説明を参照すると、“ラベル”は前記ユニットのいくつかの 一般的な種類のアドレスを単に提供するために与えられ、この点で、アドレスと 名付けたのに等しくすることができる。それはしばしばアイデンティファイヤが 与えられるべくユニットのための都合の良いものであり、例えば製造中、それは 例えば（その製造を全ての他の製造から区別する）製造の番号及び続き番号を連 鎖状にすることによって、世界的に唯一無二のものである。このようなアイデン ティファイヤは、アドレスのため、すなわち（現在まで使用されたセンスに於い て）ラベルとして、使用することができる。 しかしながら、このような世界的に唯一無二のアイデンティファイヤは、かな り長くなるという不利益を有している。前記ラベルリストは多くのラベルを含み うるので、これは対処可能なシステムの通信の量を限定することになる。 それ故、前記システムは、前記ユニットアイデンティファイヤから明確なラベ ルを使用することができることが、好ましくデザインされる。各々のメータはロ ーカルコントローラ により明確なラベルが割り当てられ、且つ（前記アイデンティファイヤよりもむ しろ）これらのラベルがルートフィールドで使用される。 このため、メータがＳＥＡＲＣＨメッセージを受けると、メッセージを有して いればそのレベルを、ラベルを有していなければその（図３のアイデンティファ イヤレジスタ２９からの、そしてそれは通常ハードワイヤードまたは焼き付きと なる）アイデンティファイヤをリターンする。前記ローカルコントローラがアイ デンティファイヤを含んでいるＳＥＡＲＣＨメッセージリターンを受けると、第 ３のコラム４１内のアイデンティファイヤにエンターするトポロジーテーブル３ ６内に於けるニューエントリーを構成し、そのメータ用のラベルを選択して、第 １のコラム内のラベルにエンターする。また、前記アイデンティファイヤ及び新 規のラベルを含むそのメータにＮＡＭＥメッセージを直ちに送り返す。前記メー タはそのラベルレジスタ２４中に前記ラベルをコピーする。 前記ＳＥＡＲＣＨメッセージ等のＮＡＭＥメッセージは、そのラベルリスト内 のエンプティーファイナルラベルを有する。そのアクティブラベルエンプティー と共にＮＡＭＥメッセージを受けるメータは、ＳＥＡＲＣＨメッセージ等を処理 する。前記メータはレジスタ２９内のメータのアイデンティファイヤと整合する その中のアイデンティファイヤかどうかを見るためにＤＡＴＡフィールドを調査 し、それを行うならば、そのラベルレジスタ２４中に前記データフィールド内の ラベルをコピーする。 明確なラベル及びアイデンティファイヤの使用は、基本的なＳＥＡＲＣＨメッ セージの変形の使用を許可する。詳述されたようなＳＥＡＲＣＨメッセージは実 際ＳＥＡＲＣＨ−ＡＬＬメッセージであり、それをヒヤリングする全てのメータ によって受け取り、応答する。２つの変形も使用することができる。ラベルの無 いメータのみの受け取り応答するＳＥＡＲＣＨ−ＮＥＷメッセージと、ラベルの 有るメータのみ受け取り応答するＳＥＡＲＣＨ−ＯＬＤメッセージである。 多重コントローラ 多くのメインシステムは１つのスイッチング及び変電所のみから給電され、そ れはローカルコントローラ用の自然位置となる。このようなシステムは、自動的 に１つのローカルコントローラのみを有している。しかし、前述したように、大 きなメインまたはグリッドシステムは、１つ以上のローカルコントローラを有し ている。これはＬＶ（低電圧）メインシステムに於いて変化した結果として生じ ることができ、例えばスイッチング及び変電所により与えられたシステムの重く ロードされた部分に付加的な供給を提供すること、若しくはスイッチング及び変 電所のＩＶ（中間電圧）側を介して結合するメッセージ信号の結果としてである 。（例えばスイッチング及び変電所のモニタ及び制御を可能にするために、また は相対的に数メータだが地理的に大きい多くのＬＶメインシステムを与えるため にシングルローカルコントローラを可能 にするため、グリッドシステムのＩＶ（例えば１１ｋＶ）とＬＶ（２４０Ｖ）側 との間の現在のシステムのメッセージを結合するために望ましいものである。） これは“二重制御”すなわち、同じメータで通信する２つのローカルコントロ ーラの、リスクを表している。これは２つのローカルコントローラからの相反す る情報、例えば異なった税率または時間変化を受けるメータに於いて結果として 生じ得る。また、両方のローカルコントローラがメータ読み値を読むと、これは 二重チャージを避けるために高いレベルモニタのいくつかの形態を要求する。そ れ故、“二重制御”のリスクを最小にすることが前記システムのために望ましい ものである。また、異なったローカルコントローラ間の分割を合理化するいくつ かの手段を有することが望ましい。 以下は、これに関係する２つの広いタイプの技術である。１つは前記メータを 間接的に経て互いに通信するためのローカルコントローラ用のものであり、他の １つはエリアコントローラのように直接的にまたはいくつかの高い支配を経て、 ローカルコントローラ間の制御及び通信のいくつかの高いレベル形態となるべく ものである。 電位の衝突を変形させるための１つの基本的な原則は唯一無二の識別器を有す る各々のコントローラのためのものであり、それによって使用される全てのラベ ルの一部（都合の良いことに、最初の部分）として含まれる。各々のメータは、 それ故特定のローカルコントローラ（により認めた）に関連しており、且つその ローカルコントローラからのメッセージ にのみ応答するかまたは中継する。 前記ローカルコントローラ識別器はこれらの唯一無二のアイデンティファイヤ とすることができるが、前記ユニットアイデンティファイヤに関するメータラベ ル内のそれと同様の方法で前記アイデンティファイヤに関する前記識別器のため に望ましい。 メータがすでにラベルを有していれば、到達する前記ＳＥＡＲＣＨメッセージ をローカルコントローラに関わらず、そのラベルをリターンすることによって何 れかのＳＥＡＲＣＨメッセージに応答することができる。リターンされたＳＥＡ ＲＣＨメッセージは、勿論、それを送ったローカルコントローラ（第１のローカ ルコントローラ）にリターンするだけとなる。（それはローカルコントローラに 関連したメータによって中継されるだけであり、第２のローカルコントローラに 到達すると、そのローカルコントローラは、前記メッセージのラベルシーケンス 内のローカルコントローララベルが第２のローカルコントローラのそれと整合し ないのでそれを無視する。）リターンされたＳＥＡＲＣＨメッセージが第２のロ ーカルコントローラの識別器を含んでいるラベルを含んでいれば、第１のローカ ルコントローラはそのメータを無視する。 この原則は、各々のメータ内のホップカウント（または距離）レジスタ３０を 含むことによって変更することができる。ローカルコントローラがラベルの無い メータを見出したとき、（前記ローカルコントローラ識別器を含む）ラベルだけ でなく、前記ローカルコントローラから前記メータへのホップカ ウントも含んでいるそれにＮＡＭＥメッセージを送り、前記メータはそのＨレジ スタ３０内のこのホップカウントをストアする。前記メータがＳＥＡＲＣＨメッ セージを次に受けると、そのラベルに沿ってそのホップカウントをリターンする ことによって応答する。 第２のローカルコントローラがＳＥＡＲＣＨメッセージを送出して第１のロー カルコントローラに関連したラベルを含むリターンメッセージを受けると、前記 メータと第１のローカルコントローラ間の距離のために前記ホップカウントをも 受ける。前記距離は第２のローカルコントローラからのメータの距離よりも実質 的に大きいと、第２のローカルコントローラは第２のローカルコントローラに関 連したラベルを伴ったメータを再指名するＲＥＮＡＭＥメッセージを送り返すこ とができる。（前記ＲＥＮＡＭＥメッセージはそのアイデンティファイヤを送り 返すためにメータも要求し、そのため第２のローカルコントローラはそのトポロ ジーテーブルを維持することができる。） 得られるべき過程に於いて、前記第１のローカルコントローラは、前記メータ がそのトポロジーテーブルから消滅し、それ故そのテーブルを更新することを見 出す。それは（明らかに新規のメータとして）ＳＥＡＲＣＨメッセージに応答す るメータを見出し得るが、第２のローカルコントローラとのメータの距離よりも 大きいそれからのメータの距離を見出す。それ故それ自体のメータを取り戻すた めに試みられるものではない。 それ故、多くのローカルコントローラの間でのメータの分配は、徐々に合理化 される。１つのローカルコントローラのホップカウントの差の値は、一方では不 安定性と、他方では異なったローカルコントローラを制御する領域の間の可能な 不変の不均衡とのバランスを設定する別のローカルコントローラからのメータを 獲得するために許可される。 それは勿論、前記メータを制御するローカルコントローラの背景トポロジー維 持プロセスによって維持及び更新されるべくメータのホップカウントのために望 ましいものである。 前述したようなシステムに於いて、メータが１つのローカルコントローラによ って所持されると、別のローカルコントローラからのメッセージを聞くことがで きるが、（前述したように、ＳＥＡＲＣＨメッセージの他は）それらを無視する 。（そのローカルコントローラの一致検出と共に）事実を記録する別のローカル コントローラからのメッセージをメータが問うので、前記メータを変形すること が望ましいものとなる。前記メータがその所持するローカルコントローラからメ ッセージを受けると、別のローカルコントローラ（または他のローカルコントロ ーラの一致検出を含む）からのメッセージを聞いたそれを表示するために前記メ ッセージのリターンバージョンに於いて表示器を設定可能にする。この情報は、 望ましいものであれば、前記メータの所有権を変えることに関係するローカルコ ントローラによって使用することができる。 ローカルコントローラ間のメータの分割のこのローカルな調整に代えて、いく つかの高いレベルの処置による一方また は他方のローカルコントローラ、例えば多くのローカルコントローラリポートに 対するエリアコントローラ、に割り当てられるべく１つ以上のローカルコントロ ーラによって到達可能なメータを好ましいものとすることができる。 メータは標準的にクロックを有しており、フリーランニングであるが、そのロ ーカルコントローラに送ったメッセージに含まれた同期信号に対して適切な間隔 でチェックされる。それ故、前記メータは、そのローカルコントローラ（一次の ローカルコントローラ）からの（何れの種類の）メッセージを最後に受けるので 、経過した時間を整えることができる。他の何れかのローカルコントローラ（二 次のローカルコントローラ）からのＳＥＡＲＣＨメッセージのその応答に於ける この経過した時間を含むことがメータのために都合の良いものである。これは、 それら一次のローカルコントローラとの通信を失うメータの存在に気付くために 前記二次のローカルコントローラを許可する。 前記二次のローカルコントローラは、適切な作用をすることができる。これは 、前記メータの取得制御を含んでも良い。また、より強度のあるメータのその領 域に於けるネットワークを調査することを含んでも良い。二次のローカルコント ローラが一次のローカルコントローラとの通信を失ったメータを見出すと、その 領域または一次のローカルコントローラとの問題となるべく現れる高い支配にリ ポートする、及び／またはそれらの制御を得ることができる。 前記ローカルコントローラは、また、隣接したローカルに 注意した情報を徐々に集める。これは、高いレベルシステム（例えばその各々が いくつかのローカルコントローラを制御するエリアコントローラ）に伝達すると 共に使用することができる。 これらは２つの異なったローカルコントローラ間の境にある多数のメータであ り、それらは２つのローカルコントローラからのメッセージの間の実質的な矛盾 となり得るもので、メッセージのロスを生じる。このような状況に於いて、エリ アコントローラは、おそらくはこの問題を低減するために、所持する各々のロー カルコントローラのメータの数に比例するスロットの幅で、２つのローカルコン トローラに異なった時間スロットを割り当てるために整えることができる。 更に、ローカルコントローラが不完全になると、エリアコントローラが前記不 完全なローカルコントローラの証明コード（例えばＭＡＣ−メッセージ証明コー ド）と１つ以上の隣接した他ローカルコントローラを提供するために整えること ができる。これらの隣接するローカルコントローラは、前記メータの所有権を換 えることなくそれらのメータと通信することができる。不完全なローカルコント ローラが動作を再開すると、そのメータの所有者を再安定することがなく、全て はもう一方のローカルコントローラから取り戻されるべくその証明コードのため に必要なものである。 リンクボックス 前述したように、最も多くのＬＶメインシステムが１つのスイッチング及び変 電所だけから給電されたとしても、前述したように、１つ以上のこのような変電 所から給電されるべくＬＶメインシステムの一部のために可能となる。これは、 永久接続の結果として生じることが可能である。しかしながら、リンクボックを 経て結合されるべく異なったスイッチング及び変電所によって給電された前記メ インシステムのために、より有効である。前記異なったスイッチング及び変電所 により給電された前記メインシステムは、それ故正常に分離する。 しかしながら、メインシステムの特定部分上の負荷がそのスイッチング及び変 電所のために保持することが非常に大きいと、前記メインシステムの一部への供 給はリンクボックスを経て隣接したスイッチング及び変電所から補うことが可能 である。同様に、１つのスイッチング及び変電所が障害を被ると、そのメインシ ステムはリンクボックスを経て１つ以上の隣接したスイッチング及び変電所から 一時的に供給することができる。 現在の信号システムのメッセージは、概して従来のリンクボックスを介して通 過する。これは、隣接したローカルコントローラ間の電位衝突の結果生じ、前述 したように説明することができる。しかしながら、メイン回路内のローパスフィ ルタと特定のタイプのユニット、リンクユニットとを含むことによって前記リン クボックスを限定することが望ましいが、それは前記リンクボックスに接続され たメインシステム全て に結合される。（リンクボックスは２つ以上のメインシステムを接続し得る。） 前記ローパスメインフィルタは、前記リンクボックスを直接的に介して通過し て現在のシステムのメッセージを保護する。このようなフィルタは、適切なイン ダクタンス及びキャパシタンスにより容易に形成することができる。信号周波数 が前記メイン周波数の約３倍であるから、優秀な信号のブロッキングはメイン供 給の重要でない効果を容易に達成することができる。 上記リンクユニットの主な特徴は、それがリピータとして動作するということ であり、即ち、リンクユニットは、全ての別の送電線網(mains system)上のリン クボックスに接続された送電線網のいずれか上で受信された信号を繰り返す。従 って、各ローカルコントローラは、隣接する切替及び変圧局の送電線網と連絡を とることができる。しかしながら、隣接する送電線網へのメッセージ経路は、リ ンクユニットを含まなければならない。リンクユニットは、例えば所定の識別可 能なラベルやアドレスによって、ローカルコントローラにより、そのように認知 される。従って、各ローカルコントローラは、それがリンクユニットを介して連 絡をとったときを知る。 リンクユニットは、リンクボックスが互いに結合するそれらの送電線網間のみ で繰り返すように、あるいは、そのリンクボックスが接続される全ての送電線網 上で自動的に繰り返すように配置されることができる。後者の場合には、リンク ユニットは、（ローカルコントローラからの適当な種類のメッセージに応答して ）リンクボックスの現在状況をローカルコントローラに伝えるように配列される ことができる。ローカルコントローラは、適当なアクションをとることができる ものであり、例えばそれらのトポロジーユニットは、それらのトポロジーリスト を更新することができる。 また、リンクユニットは、ローカルコントローラへのレポートのために、送電 線網の状態、例えば、リンクボックスを通るそれらの電圧や電流を監視するよう に配置されることができる。このリンクユニットは、また、リンクボックス制御 回路に接続されており、よって、リンクボックスは、ローカルコントローラから 、例えば、当該リンクボックスでの電圧が現在のレベルよりも下がるほど一つの 送電線網の部分上の負荷が大きい場合、リンクが逆転するように制御されること ができる。 異なるローカルコントローラ間でのメータの移動は、電力会社が負うコストの 増加がもっとも見込まれる。それは、本電源網によってその信号が運ばれる他の 組織、例えば他の公共網（ガス、水道、等）に、あるいは例えば警報網のための 他の信号通信網に非常に重大な問題を生じることができる。従って、そのような 移動を最小にすることが望ましい。これは、異なるローカルコントローラがリン クボックスやリンクユニットによって分離されるならば、比較的容易に成し遂げ られることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリソン、ロバート・ジョセフ イギリス国、アールジー24・０ティーピ ー、ハンツ、ベイシングストーク、チンハ ム、ビンフィールズ・クロース １ (72)発明者 ショールフィールド、デイビッド・ロジャ ー イギリス国、エスオー23・７オーピー、ハ ンツ、ノース・ウインチェスター、キング スワーシイ、キャンピオン・ウエイ 28 (72)発明者 ファーンスワース、ウイリアム・デイビッ ト イギリス国、エイチピー22・５エヌエス、 バックス、アイレス ベリー、ハルトン・ ビレッジ、トリー・トップス（番地なし) (72)発明者 ファーンスワース、オルガ イギリス国、エイチピー22・５エヌエス、 バックス、アイレス ベリー、ハルトン・ ビレッジ、トリー・トップス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 送電線網（１０−１４）と、中央局（ＬＣ）と、上記送電線網を通るメ ッセージにより上記中央局と通信する複数のメータ（Ｕ１−Ｕ１１）とを具備す る遠隔送電線メータ制御システムであって、上記メータのほぼ全て（図３）が、 メッセージ転送（リレー）ユニットとしても動作することを特徴とする遠隔送電 線メータ制御システム。 ２． 上記中央局は、各メッセージ中に、最終的な目的地（Ｕ７）へのその経 路上の上記メッセージを転送すべき全てのメータ（Ｕ３）のリスト（ラベルリス ト）（例えば、ＬＣ−Ｕ３−Ｕ７）を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の遠隔送電線メータ制御システム。 ３． 各メータは、上記中央局へのメッセージの戻り行程（Ｉ）上のラベルリ ストからそのラベルを削除することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠隔 送電線メータ制御システム。 ４． 上記最終的な目的地へのメッセージの外方への行程（Ｏ）上の各メータ は、上記ラベルリストから先のラベルのラベルを削除してそのラベルを記憶し、 上記中央局へのメッセージの戻り行程上の各メータは、その直次の目的ユニット として上記記憶したラベルを上記メッセージに追加することを特徴とする請求の 範囲第２項に記載の遠隔送電線メータ制御システム。 ５． 当該網のトポロジーを決定するために、上記中央局 は、照会（ＳＥＡＲＣＨ）メッセージを聞くメータにそれらの身元確認に応答す るよう要求する上記照会（ＳＥＡＲＣＨ）メッセージを発送することを特徴とす る請求の範囲第１項乃至第４項の何れかに記載の遠隔送電線メータ制御システム 。 ６． 上記中央局は、互いに聞くことができるメータのペアを記憶するための トポロジーテーブル（３６，図４）を含むことを特徴とする請求の範囲第５項に 記載の遠隔送電線メータ制御システム。 ７． メータ又はメータのグループがもはやアクセス可能でないということを 上記中央局が見出したとき、上記中央局は、上記トポロジーテープルからのそれ ぞれのエントリーを公文書記憶部に転送することを特徴とする請求の範囲第６項 に記載の遠隔送電線メータ制御システム。 ８． 上記中央局は、トポロジーの実質的な変化を検出するのには高いレート で、且つ他のときのバックグラウンド活動としては低いレートで、照合（ＳＥＡ ＲＣＨ）メッセージを発送することを特徴とする請求の範囲第５項乃至第７項の 何れかに記載の遠隔送電線メータ制御システム。 ９． 上記中央局は、特定のメータを身元確認すると共にそのメータによって のみ応答される修正された照合メッセージ（ＳＥＡＲＣＨ−Ｘ）を発送すること ができることを特徴とする請求の範囲第５項乃至第８項の何れかに記載の遠隔送 電線メータ制御システム。 １０． 各メータは、独特な識別名を有すると共に、上記中央局からのメッセ ージに応答してラベルが書き込まれるこ とができるラベルレジスタ（２４，図３）を有し、該メータは、そのラベル記憶 部が空である場合には、その独特な識別名を用いて照合メッセージに応答し、そ のラベル記憶部がラベルを記憶している場合にはそのラベルを用いて照合メッセ ージに応答することを特徴とする請求の範囲第５項乃至第９項の何れかに記載の 遠隔送電線メータ制御システム。 １１． 上記中央局は、ラベルのみを持つ又はラベルのみを持たない何れかの メータ又は何れかの複数のメータから身元確認のために問い合わせる照合（ＳＥ ＡＲＣＨ）メッセージを発送することができることを特徴とする請求の範囲第１ ０項に記載の遠隔送電線メータ制御システム。 １２． 上記中央局は、それがメータに割り当てたラベル中にそれ自身の身元 確認を含むことができることを特徴とする請求の範囲第１０項及び第１１項の何 れかに記載の遠隔送電線メータ制御システム。 １３． 各メータは、上記中央局からのメッセージに応答して距離が書き込ま れることができる距離（ホップカウント）レジスタを有し、該メータは、その応 答照合メッセージ中に上記ホップカウントを含めることを特徴とする請求の範囲 第１２項に記載の遠隔送電線メータ制御システム。 １４． 各メータは、メッセージを聞くメータのリスト（ＨＥＡＲＤ ＬＩＳ Ｔ）を含み、上記中央局は、そのリストの送信を要求するメッセージ（ＲＥＰＯ ＲＴ−ＨＥＡＲＤ−ＬＩＳＴ）を送信することができることを特徴とする請求の 範囲第５項乃至第１３項の何れかに記載の遠隔送電線メー タ制御システム。 １５． 上記中央局は、メータからの上記リストをクリアするメッセージ（Ｃ ＬＥＡＲ−ＨＥＡＲＤ−ＬＩＳＴ）を送信することができることを特徴とする請 求の範囲第１４項に記載の遠隔送電線メータ制御システム。 １６． 各メータは、時間クロック回路を含み、上記中央局に戻すメッセージ 中にその時間カウント値を含めることができることを特徴とする請求の範囲第５ 項乃至第１５項の何れかに記載の遠隔送電線メータ制御システム。 １７． 送電線網は、当該送電線網の２つ以上の部分を互いに結合する少なく とも１つのリンクボックスを含み、該リンクボックスは、それらを通る信号の通 過を妨げるためのフィルタ手段と、上記リンクボックスによって結合された当該 送電線網の別の部分間の信号を制御可能に結合するリンクユニットを含むことを 特徴とする請求の範囲第５項乃至第１５項の何れかに記載の遠隔送電線メータ制 御システム。 １８． 図面を参照して本明細書中で実質的に述べられた遠隔送電線メータ制 御システム。 １９． 国際条約（パリ条約）の第４条Ｈの規定内の特に本明細書中に開示 された新規且つ進歩的な特徴又はそれら特徴の組み合わせ。