DE102012101908A1

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Info

Publication number: DE102012101908A1
Application number: DE201210101908
Authority: DE
Inventors: Christoph Lange; Thomas Scheerbarth
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-12

Abstract

The method involves monitoring of preset static periods, dynamic motion profiles of end-users and/or network activity in the connected network to turn to standby operation. The preset static periods, dynamic motion profiles of end-users and/or network activity in the connected network are monitored to turn to normal operation. The preset static period are determined from times and/or dates. The dynamic motion profiles of end-users connected over mobile terminal are detected. An independent claim is included for home gateway.

Description

Translated fromGerman

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Telekommunikation. Im Speziellen betrifft die Erfindung die Steuerung des zentralen Knotens von Kundennetzen in seinen Betriebszuständen in Abhängigkeit von Aktivitätsinformationen mit dem Ziel der Steigerung der Energieeffizienz.The present invention relates generally to the field of telecommunications. In particular, the invention relates to the control of the central node of customer networks in its operating states as a function of activity information with the aim of increasing energy efficiency.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Der Energieverbrauch von Systemen der Informations- und Telekommunikationstechnologie steigt weltweit zur Zeit stark an. Insbesondere die Kundennetze tragen dazu sehr stark bei, da deren aktive Netzelemente sehr weit im Feld verteilt sind und sich dementsprechend durch eine große Anzahl und Heterogenität auszeichnen.The energy consumption of information and telecommunication technology systems is currently increasing worldwide. In particular, the customer networks contribute to this very strongly, since their active network elements are very widely distributed in the field and are therefore characterized by a large number and heterogeneity.

Vor diesem Hintergrund liefert das Verfahren und die Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindungsbeschreibung eine Möglichkeit, den Energiebedarf in Privatkundennetzen gegenüber dem gegenwärtigen Stand der Technik signifikant zu senken. Es leistet damit einen Beitrag zu einer ökologischeren IT-Struktur (Green IT), welche insgesamt zu einer verbesserten CO₂-Bilanz führt.Against this background, the method and the arrangement according to the present invention description provides a possibility to significantly reduce the energy consumption in private customer networks compared to the current state of the art. It thus contributes to a greener IT structure (Green IT), which leads to an improved CO₂ balance overall.

Stand der TechnikState of the art

Derzeitige Heimnetze verfügen über Zentralelemente, sogenannte Home Gateways (HGW), die einerseits über eine Anschlussleitungsverbindung mit dem Telekommunikationsnetz des Betreibers verbunden sind und andererseits im Heimnetz unterschiedlichen Geräten einen Anschluss bieten: Dazu zählen Rechner, Telefon(e) und NAS (Network Attached Storage) oder Set-Top-Boxen (STB) für IPTV ebenso wie Laptops, Tablet-PCs oder Smartphones. Diese Geräte können über leitungsgebundene, wie auch über Funkverbindungen an das HGW angeschlossen sein.1 zeigt exemplarisch den Prinzipaufbau eines solchen Heimnetzes. Das HGW hat in Richtung des Telekommunikationsnetzes unter der Verantwortung des Netzbetreibers einen Netzabschluss (Network Termination, NT) von dem aus eine Anschlussleitung zum Zugangs(netz)knoten des Betreibers führt, die an eine Line Termination (LT) abgeschlossen ist. Diese Anschlussleitung kann als Kupferleitung oder als Glasfaserverbindung ausgeprägt sein.Current home networks have central elements, so-called home gateways (HGW), which are connected on the one hand via a connection line connection with the operator's telecommunications network and on the other hand provide a connection in the home network of different devices: These include computers, phone (s) and NAS (Network Attached Storage) or set-top boxes (STB) for IPTV as well as laptops, tablet PCs or smartphones. These devices can be connected to the HGW via wired as well as wireless connections. 1 shows an example of the basic structure of such a home network. In the direction of the telecommunications network, the HGW, under the responsibility of the network operator, has a network termination (NT) from which a connection line to the operator's access (network) node terminates, which is terminated by line termination (LT). This connecting cable can be designed as a copper cable or as a fiber optic connection.

Es wird üblicherweise vorausgesetzt, dass das HGW immer eingeschaltet sein muss und entweder gar keinen Standby-Modus beinhaltet oder – falls doch vorhanden – dieser nicht genutzt werden kann, da der Dauerbetrieb des HGW vorausgesetzt wird – um z. B. eingehende VoIP-Anrufe entgegennehmen zu können. Hier wird von der Prämisse ausgegangen, dass Telefonie in naher Zukunft nur noch über Breitbandnetze abgewickelt wird und nicht über ein separates Telefonnetz, das parallel zum Breitbandnetz betrieben wird.It is usually assumed that the HGW must always be turned on and either does not include a standby mode or - if it does exist - this can not be used, since the continuous operation of the HGW is required -. B. to be able to receive incoming VoIP calls. This is based on the premise that in the near future telephony will only be handled via broadband networks and not via a separate telephone network that runs parallel to the broadband network.

Da das HGW ein zentrales Netzelement ist, wird es darüber hinaus auch zunehmend in weitere Steuerungen mit einbezogen, die nicht originär der Telekommunikationswelt zuzuordnen sind, wie z. B. zur Heimautomation, die u. a. die Steuerung von Heizungen, Fensterläden usw. beinhalten kann. Auch dieses wird als Argument verwendet, das HGW immer eingeschaltet zu lassen. Jedoch gibt es derzeit einerseits eine Vielzahl von Heimnetzen, die ausschließlich der Telekommunikation dienen (und keine Heimautomatisierung mit unterstützen) und andererseits benötigen nicht alle Heimautomatisierungsfunktionen permanent ein HGW im Normalbetriebszustand.Since the HGW is a central network element, it is also increasingly included in other controls that are not originally assigned to the telecommunications world, such. B. for home automation, the u. a. may include the control of heaters, shutters, etc. Again, this is used as an argument to keep the HGW always on. However, on the one hand, there are currently a variety of home networks dedicated exclusively to telecommunications (and not supporting home automation), and on the other hand, not all home automation functions permanently require a HGW in normal mode.

Da derzeit HGWs aus den genannten Gründen nicht in einen energiesparenden Zustand versetzt werden (können), verbraucht das HGW unabhängig von der wirklichen Aktivität dauernd – und zum Teil unnötig – die Energie, die es im vollen Betriebszustand benötigt, auch wenn z. B. zu Nachtzeiten keine Aktivität zu beobachten ist.Since currently HGWs for the above reasons are not put into an energy-saving state (can), the HGW consumes regardless of the actual activity continuously - and sometimes unnecessary - the energy that it needs in full operating condition, even if z. B. no activity is observed at night.

Überblick über die Erfindung:Overview of the invention:

Die vorliegende Erfindungsbeschreibung hat das Ziel, den oben beschriebenen momentanen Stand der Technik mit geeigneten Verfahren signifikant zu verbessern, so dass es möglich wird, den Betriebszustand eines Home-Gateways entsprechend der vorliegenden Rahmenbedingungen adaptiv zu gestalten.The present invention description has the aim of significantly improving the above-described current state of the art with suitable methods, so that it becomes possible to adapt the operating state of a home gateway according to the prevailing conditions.

Gelegentlich wird auch der Normalbetriebsmodus als „Standby”-Modus bezeichnet, nämlich dann, wenn das HGW eingeschaltet ist, jedoch keine Datenübertragung erfolgt. Dieses ist hier ausdrücklich nicht gemeint – dies entspräche in der vorliegenden Nomenklatur dem „Normalbetriebsmodus”, aber ohne tatsächlichem Verkehr. Beim Standby-Betrieb werden nicht aktive Ports deaktiviert, die Übertragungsraten reduziert, – soweit vorhanden – Lüfter und Kühler heruntergefahren sowie ggf. WLAN-Schnittstellen deaktiviert. So können z. B. geringere Übertragungs-Frequenzen oder Übertragungsraten gewählt werden, indem von 1 GBit/s auf 100 MBit/s oder 10 Mbit/s im Heimnetzwerk heruntergeschaltet wird, ähnliche Ansätze können auch im DSL-Netzwerk verfolgt werden. Es ist auch denkbar die Ports vollständig abzuschalten bzw. bestimmte Pakete nicht weiterzuleiten, die keine hohe Relevanz haben bzw. nicht zum Aufwecken eines Gerätes führen.Occasionally, the normal operating mode is referred to as a "standby" mode, namely, when the HGW is turned on, but no data transmission takes place. This is explicitly not meant here - this would correspond in the present nomenclature to the "normal operating mode", but without actual traffic. In standby mode, non-active ports are deactivated, the transmission rates are reduced, - if available - the fans and coolers are shut down and, if necessary, WLAN interfaces deactivated. So z. For example, lower transmission frequencies or transmission rates can be selected by switching from 1 Gbps to 100 Mbps or 10 Mbps in the home network, similar approaches can also be followed in the DSL network. It is also conceivable to completely switch off the ports or not to forward certain packets which have no high relevance or do not lead to the waking up of a device.

Im Einzelnen handelt es sich um Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs eines Home Gateways (HGW), der eine Verbindung zwischen einem lokalen Netzwerk, insbesondere einem Heimnetzwerk (LAN, WLAN, Bluetooth etc.), und einem Telekommunikationsnetzwerk eines Netzwerkbetreibers herstellt, wobei das Home Gateway in einen Standby Betrieb schaltbar ist, um weniger Energie zu verbrauchen. Das HGW weist eine Auswerte- und Steuereinheit auf, die das Umschalten zwischen Standby und Normal-Betrieb vornimmt. Das Verfahren erlaubt das Umschalten auf der Basis von unterschiedlichen Ansätzen. In detail, there are methods for controlling the energy consumption of a home gateway (HGW), which establishes a connection between a local network, in particular a home network (LAN, WLAN, Bluetooth, etc.), and a telecommunications network of a network operator, the home gateway switchable to standby mode to consume less energy. The HGW has an evaluation and control unit, which performs the switching between standby and normal operation. The method allows switching based on different approaches.

So erfolgt ein Überwachen von voreingestellten, statischen Zeiträumen, dynamischen Bewegungsprofilen von Endnutzern und/oder Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken, um den Standby Betrieb anzuschalten. Hierbei werden Uhrzeit und/oder Datum berücksichtigt und/oder die Entfernung vom Endnutzer vom HGW. Dies kann z. B. durch die Verbindung eines mobilen Endgerätes, wie einem Smartphone, mit dem HGW bestimmt werden. Sollte z. B. das Smartphone eine WLAN-Verbindung zum HGW aufbauen, so befindet sich der Endnutzer in der Umgebung, wodurch vom Standby-Betrieb in den Normalbetrieb geschaltet wird.Thus, preset preset static periods, dynamic motion profiles of end users, and / or network activities in the connected networks are monitored to turn on standby. The time and / or date are taken into account and / or the distance from the end user to the HGW. This can be z. B. be determined by the connection of a mobile device, such as a smartphone, with the HGW. Should z. B. the smartphone to establish a wireless connection to the HGW, so is the end user in the area, which is switched from standby mode to normal operation.

Auf der gleichen Basis kann ein Umschalten in den Normal-Betrieb erfolgen.On the same basis, a switch to normal operation can take place.

Ferner können Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken überprüft werden, wobei beim Überschreiten oder Unterschreiten einer bestimmten Menge an Daten über einen bestimmten Zeitraum in den Normal-Betrieb oder den Standby-Betrieb geschaltet wird. Hierbei können z. B. Megabyte pro Minute ausgewertet werden. Ebenfalls ist es denkbar, die maximale Bandbreite des aktuellen Netzwerkmodus als Grenzwert zu bestimmen. Sollte z. B. eine 10-Mbit/s-Netzwerkgeschwindigkeit ausreichen, um die Daten ausreichend schnell zu übertragen, so wird dieser Modus beibehalten. Sollte hingegen eine höhere Geschwindigkeit notwendig sein, da die maximale Netzwerkgeschwindigkeit ausgenutzt wird, so kann entsprechend hochgeschaltet werden.Furthermore, network activities in the connected networks can be checked, whereby when exceeding or falling below a certain amount of data over a certain period in the normal mode or the standby mode is switched. This z. B. megabytes per minute are evaluated. It is also conceivable to determine the maximum bandwidth of the current network mode as the limit value. Should z. For example, if a 10 Mbps network speed is sufficient to transmit the data fast enough, this mode is maintained. If, on the other hand, a higher speed is necessary, since the maximum network speed is utilized, then it can be switched up accordingly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird durch einen Prioritätsmechanismus erkannt, ob wichtige Ereignisse im Netzwerk auftreten, insbesondere der Verbindungsaubau durch VoIP, um dann vom Standby-Betrieb in den Normalbetrieb zu schalten. So werden im Standby-Betrieb durch die Auswerte- und Steuereinheit alle Schnittstellen des Home Gateways überprüft, um im Falle eines VoIP-Verbindungsaufbaus durch eine SIP-invite-Nachricht in den Normalbetrieb zu schalten.In a further advantageous embodiment, it is detected by a priority mechanism whether important events occur in the network, in particular the Verbindungsaubau by VoIP, and then switch from standby mode to normal operation. Thus, all interfaces of the home gateway are checked in standby mode by the evaluation and control unit to switch in the case of a VoIP connection setup by a SIP-invite message in normal operation.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist eine Vorrichtung, die das entsprechende Verfahren umsetzt.Another component of the invention is a device that implements the corresponding method.

Das HGW wird somit mit einer Standby-Funktionalität und einer Auswerte- und Steuereinheit ausgestattet. Diese Auswerte- und Steuereinheit (2) ist ein zentraler Bestandteil des Verfahrens, entsprechend der vorliegenden Erfindungsmeldung. Diese Auswerte- und Steuereinheit überwacht zum Einen die Aktivität der Komponenten im Heimnetz und zum Anderen die Signale auf der Verbindung zum Netz des Betreibers. Die Auswerte- und Steuereinheit ist insbesondere auch im Standby-Modus aktiv, um ihrer Überwachungs- und Steuerfunktion nachkommen zu können.The HGW is thus equipped with a standby functionality and an evaluation and control unit. This evaluation and control unit ( 2 ) is a central part of the method, according to the present invention. This evaluation and control unit monitors on the one hand the activity of the components in the home network and on the other hand, the signals on the connection to the network of the operator. The evaluation and control unit is also active in standby mode in particular in order to be able to fulfill its monitoring and control function.

Wird durch die Auswerte- und Steuereinheit weder im Heimnetz noch in Richtung des Betreibernetzes (kommend oder gehend) über eine bestimmte Zeit keine Aktivität beobachtet, wird das HGW in den Standby-Modus geschaltet. Dazu werden in der vorliegenden Erfindung sogenannte „Standby-Trigger” genutzt.If no activity is observed by the evaluation and control unit neither in the home network nor in the direction of the operator network (incoming or outgoing) for a certain time, the HGW is switched to standby mode. For this purpose, so-called "standby triggers" are used in the present invention.

Zur Umschaltung vom Standby- in den Normal-Modus werden sogenannte „WakeUp-Trigger” verwendet. Das bedeutet, dass die Auswerte- und Steuereinheit des HGW Aktivitäten entweder im Heimnetz oder in Richtung des Betreibernetzes (kommend oder gehend), erkennt, so dass das HGW in den Normalbetriebsmodus geschaltet werden kann.To switch from standby mode to normal mode, so-called "wakeup triggers" are used. This means that the evaluation and control unit of the HGW recognizes activities either in the home network or in the direction of the operator network (incoming or outgoing), so that the HGW can be switched to the normal operating mode.

Als „Standby-Trigger” dienen folgende statische und dynamische Ereignisse und Kriterien:The following static and dynamic events and criteria serve as "standby triggers":

StatischStatic

– Es wird zeitabhängig voreingestellt, zu welchen Zeiten Standby- und Normalbetriebsmodus des HGW genutzt werden. Zum Beispiel stellt der Nutzer ein, dass in der Zeit der Nachtruhe, z. B. von 23:00 Uhr bis 06:00 Uhr das HGW im Standby-Modus arbeiten soll, in der verbleibenden Zeit im Normalbetriebsmodus. Denkbar wären hier ebenso die statische Voreinstellung von Urlaubs- und Dienstreisezeiten als vorkonfigurierten Standby-Perioden. Dies entspricht einem relativ statischen Schaltmechanismus. veranschaulicht eine solche zeitabhängige Steuerung.- It is time-dependent preset at which times standby and normal operating mode of the HGW are used. For example, the user sets that in the time of sleep, z. For example, from 11:00 pm to 6:00 am the HGW should operate in standby mode, in the remaining time in normal operation mode. Conceivable here would be the static presetting of holiday and business travel times as preconfigured standby periods. This corresponds to a relatively static switching mechanism. illustrates such a time-dependent control.

DynamischDynamic

– Es wird Ereignis-basiert gesteuert, wann das HGW im Standby- und wann im Normalbetriebsmodus befindet. Dazu wird die Ortsinformation genutzt, d. h. es wird mit Hilfe mitgeführter Smartphones ausgewertet, wo sich der Nutzer gerade befindet. Wenn die Entfernung zwischen Nutzer und HGW-Standort eine bestimmte Distanz überschreitet, wird das HGW in den Standby-Modus geschaltet. Hierbei kann es insbesondere bei Mehrpersonenhaushalten wichtig sein, dass die Ortsinformationen mehrerer Mobilfunkgeräte ausgewertet werden und über eine entsprechende Verknüpfung der dem HGW nächstgelegene (potentielle) Nutzer als Triggerinformation gewertet wird. Diese Fähigkeit soll die Auswerte- und Steuereinheit des HGWs entsprechend der vorliegenden Erfindung ausdrücklich mit umfassen.- It is event-driven when the HGW is in standby mode and when in normal mode. For this purpose, the location information is used, ie it is evaluated with the help of guided smartphones, where the user is currently. If the distance between User and HGW location exceeds a certain distance, the HGW will be put into standby mode. In this context, it may be important, in particular in the case of multi-person households, that the location information of a plurality of mobile radios be evaluated and evaluated via a corresponding link of the HGW nearest (potential) user as trigger information. This capability shall expressly include the evaluation and control unit of the HGW according to the present invention.

GemischtMixed

– Aktivitätsdetektion: Wenn der Datenverkehr im Heimnetz oder in Richtung des Betreibernetzes (kommend oder gehend) einen vordefinierten Wert (Schwelle) für eine bestimmte vordefinierte Zeitdauer unterschreitet, dann wird das HGW in den Standby-Modus geschaltet. Als Wake-Up-Trigger dienen die folgenden statischen und dynamischen Ereignisse und Kriterien: Statisch- Activity detection: If the traffic in the home network or in the direction of the operator network (incoming or outgoing) falls below a predefined value (threshold) for a certain predefined period of time, then the HGW is switched to standby mode.The following static and dynamic events and criteria serve as wake-up triggers: Static
– Es wird zeitabhängig voreingestellt, zu welchen Zeiten Standby- und Normalbetriebsmodus des HGW genutzt werden. Diese Variante ist unter „Standby-Trigger” beschrieben und umfasst die Normalbetriebszeiten mit.- It is time-dependent preset at which times standby and normal operating mode of the HGW are used. This variant is described under "Standby Trigger" and includes the normal operating times with.

DynamischDynamic

– Es wird Ereignis-basiert gesteuert, wann sich das HGW im Standby- und wann im Normalbetriebsmodus befindet. Dazu wird die Ortsinformation, wo sich der Nutzer gerade befindet, ausgewertet (s. unter „Standby-Trigger”): Wenn die Entfernung zwischen Nutzer und HGW-Standort eine bestimmte Distanz unterschreitet, wird das HGW in den Normalbetriebsmodus geschaltet. Hierbei kann es insbesondere bei Mehrpersonenhaushalten wichtig sein, dass die Ortsinformationen mehrerer Mobilfunkgeräte ausgewertet werden und über eine entsprechende Verknüpfung der dem HGW nächstgelegene (potentielle) Nutzer als Triggerinformation gewertet wird. Diese Fähigkeit soll die Auswerte- und Steuereinheit des HGWs entsprechend der vorliegenden Erfindung ausdrücklich mit umfassen.- It is event-based when the HGW is in standby mode and when in normal mode. For this purpose, the location information, where the user is currently located, evaluated (see under "Standby Trigger"): If the distance between the user and HGW location falls below a certain distance, the HGW is switched to the normal operating mode. In this context, it may be important, in particular in the case of multi-person households, that the location information of a plurality of mobile radios be evaluated and evaluated via a corresponding link of the HGW nearest (potential) user as trigger information. This capability shall expressly include the evaluation and control unit of the HGW according to the present invention.

GemischtMixed

– Aktivitätsdetektion: Wenn der Datenverkehr im Heimnetz oder in Richtung des Betreibernetzes (kommend oder gehend) einen vordefinierten Wert (Schwelle) für eine bestimmte vordefinierte Zeitdauer überschreitet, dann wird das HGW in den Normalbetriebsmodus geschaltet.Activity detection: If the traffic in the home network or in the direction of the operator network (incoming or outgoing) exceeds a predefined value (threshold) for a certain predefined period of time, then the HGW is switched to the normal operating mode.

Zusätzlich wird für den Wechsel vom Standby- in den Normalmodus (Aufwecken) ein Prioritätsmechanismus definiert. Dieser Prioritätsmechanismus bestimmt, welche Ereignisse in welcher Gewichtung zu einem Aufwecken führen

• Dazu werden bestimmte Ereignisse definiert, die ein garantiertes Aufwecken des HGWs in den Normalbetriebsmodus bewirken, unabhängig von etwaig voreingestellten Kriterien, wie zum Beispiel der Zeitsteuerung.
• Ein solches Ereignis ist z. B. ein eingehender oder abgehender Telefonanruf. Unter der Annahme, dass das HGW durch eines der o. g. Ereignisse in den Standby Modus ,verfällt', würden an das HGW angeschlossene VoIP Telefone ebenfalls nicht mehr aktiv sein. Um die Grundsicherheit nach funktionsfähigen Telefonverbindungen zu gewährleisten, erkennt die oben beschriebene Steuerlogik entweder einen eingehenden Anruf, oder das Abheben des Telefonhörers des am Heimnetz angeschlossenen VoIP Telefons und schaltet daraufhin das HGW in den normalen Betriebszustand, um die Voraussetzungen für eine gesicherte Telefonverbindung herzustellen.
• Diese Funktionalität kann auch so ausgeprägt sein, dass immer dann, wenn eine beliebige Aktivität im Heimnetz erkannt wird – unabhängig vom Gerät –, das HGW in den Normalbetriebszustand geschaltet wird. Die Auswerte- und Steuereinheit verfügt über einen sogenannten „Trigger-Watcher”, der für diese Funktion zuständig ist.

In addition, a priority mechanism is defined for switching from standby mode to normal mode (wake up). This priority mechanism determines which events in which weighting lead to a wake-up

• To do this, certain events are defined that cause a guaranteed wake-up of the HGW into the normal operating mode, regardless of any preset criteria, such as the timing.
• Such an event is z. For example, an incoming or outgoing telephone call. Assuming that one of the above events causes the HGW to go into standby mode, VoIP telephones connected to the HGW would also no longer be active. In order to ensure the basic security of functioning telephone connections, the control logic described above either detects an incoming call, or lifting the telephone handset of the connected home phone VoIP phone and then switches the HGW in the normal operating condition to establish the conditions for a secure telephone connection.
• This functionality may also be so pronounced that whenever any activity is detected in the home network, regardless of the device, the HGW will be switched to normal operation. The evaluation and control unit has a so-called "trigger-watcher", which is responsible for this function.

Eine weitere Eigenschaft der Auswerte- und Steuereinheit ist es, den jeweiligen Zustand, dessen Dauer und den resultierenden Leistungs- und Energieverbrauch zu speichern und so für spätere Auswertungen (und ggf. darauf basierende Optimierungen) zugänglich zu halten.A further property of the evaluation and control unit is to store the respective state, its duration and the resulting power and energy consumption and thus to keep it accessible for later evaluations (and possibly optimizations based thereon).

Eine Steuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung verspricht dem momentanen Stand der Technik, d. h. dem dauerhaften ,Always-On'-Zustand von Home-Gateways, Abhilfe zu schaffen und eine intelligente Steuerung so zu ermöglichen, dass das HGW in einen Standby-Modus geschaltet werden kann, wenn keine Aktivität vorliegt und entsprechend wieder rechtzeitig in den normalen Betriebszustand geschaltet wird, wenn die beobachtete oder prädizierte Aktivität dies erfordert. Der Standby-Modus, der in dem hier vorgeschlagenen Verfahren genutzt werden soll, beinhaltet das Abschalten von Komponenten des HGW für den Fall, dass kein Kommunikationsbedarf besteht – so dass eine signifikante Energieeinsparung im Standby-Modus gegenüber dem Normalbetriebszustand erzielt werden kann. Die Aktivität kann dabei sowohl reine Kommunikationsbedürfnisse (z. B. Telefonie, Breitbandkommunikation) umfassen, als auch Kommunikationsbedarfe, die durch Heimautomation entstehen (z. B. Signalisierung zur Heizungssteuerung). Es wird erwartet, dass dadurch eine signifikante Steigerung der Energieeffizienz von HGWs erzielt werden kann, die insbesondere in der volkswirtschaftlichen Gesamtsicht – auf Grund der Vielzahl der HGWs in typischen Telekommunikationsnetzen – zu erheblichen Einsparungen bei Energie und damit einhergehend beim CO₂-Ausstoß führt.A controller in accordance with the present invention promises to remedy the current state of the art, ie, the persistent, always-on state of home gateways, and to provide intelligent control so that the HGW can be switched to a standby mode if there is no activity and is accordingly switched back to the normal operating state in due time, if the observed or predicted activity requires it. The standby mode to be used in the method proposed here involves switching off components of the HGW in the event that there is no need for communication - so that a significant energy saving in the standby mode compared to the normal operating state can be achieved. The activity may include both pure communication needs (eg telephony, broadband communication) as well as communication needs arising from home automation (eg signaling to the heating control). It is expected that this will lead to a significant increase in the energy efficiency of HGWs Especially in the overall economic perspective - due to the large number of HGWs in typical telecommunications networks - leads to significant savings in energy and concomitant CO₂ emissions.

Figuren BeschreibungFigures Description

1 zeigt eine Prinzipienanordnung (Beispiel) eines Heimnetzes mit Anbindung an das Betreibernetz entsprechend dem Stand der Technik; 1 shows a principle arrangement (example) of a home network with connection to the operator network according to the prior art;

2 zeigt eine Anordnung mit detaillierter Darstellung des HGW, insbesondere mit der Auswerte- und Steuereinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung; 2 shows an arrangement with detailed representation of the HGW, in particular with the evaluation and control unit according to the present invention;

3 zeigt eine Tabelle für die Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit zeitbasierter Steuerung 3 Figure 10 shows a table for the arrangement according to the present invention with time-based control

4 zeigt eine Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Ereignis-basierter Steuerung bei sich entfernendem Nutzer. 4 shows an arrangement according to the present invention with event-based control as the user moves away.

5 zeigt eine Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Ereignis-basierter Steuerung bei sich annäherndem Nutzer. 5 shows an arrangement according to the present invention with event-based control of the approaching user.

6 zeigt eine Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Aktivitätsdetektion. 6 shows an arrangement according to the present invention with activity detection.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen:Detailed description of embodiments:

Entsprechend der zuvor diskutierten Steuermöglichkeiten

– Zeit-basierte Steuerung,
– Ereignis-basierte Steuerung,
– Aktivitätsdetektion

According to the previously discussed control options

- time-based control,
Event-based control,
- Activity detection

Werden Ausführungsbeispiele angegeben und Details dazu diskutiert.Embodiments are given and details discussed.

In3 ist das Prinzip einer zeitbasierten Steuerung dargestellt.In 3 the principle of a time-based control is shown.

Es lassen sich, ähnlich einer kalenderorientierten Darstellung, die Zeiten für den Moduswechsel einstellen. Dabei gibt es folgende Optionen:

– Fester Tag und Uhrzeit für Standby On und Standby Off
– Zeitraum von <Datum> bis <Datum> und Uhrzeit für Standby On und Standby Off
– Fester Tag für kompletten Standby (24 h)
– Zeitraum von <Datum> bis <Datum> für kompletten Standby (24 h)

It can be set, similar to a calendar-oriented presentation, the times for the mode change. There are the following options:

- Fixed day and time for standby and standby off
- Period from <Date> to <Date> and time for Standby On and Standby Off
- Fixed day for complete standby (24 h)
- Period from <date> to <date> for complete standby (24 h)

In4 ist das Prinzip einer Ereignis-basierten Steuerung für den Fall dargestellt, dass sich das HGW im Normalbetriebszustand befindet und der Nutzer sich von dem HGW entfernt. Der Aufenthaltsort des Nutzers wird anhand seines Mobilfunkgerätes bestimmt: Dies kann über GPS-Ortung (Global Positioning System) – oder ähnliche satellitengestützte Ortungssysteme – ebenso geschehen wie über die Auswertung der Mobilfunkzellen zur Bestimmung des Standortes. Überschreitet die Entfernung zwischen HGW und Standort des Nutzers eine vorgegebene, einstellbare Distanz d, wird dieses an die Auswerte- und Steuereinheit signalisiert und das HGW vom Normalbetriebszustand in einen Standby-Modus geschaltet („Standby-Trigger”).In 4 the principle of an event-based control is shown in the event that the HGW is in the normal operating state and the user moves away from the HGW. The location of the user is determined by his mobile device: This can be done via GPS positioning (Global Positioning System) - or similar satellite-based positioning systems - as well as the evaluation of mobile radio cells to determine the location. If the distance between the HGW and the location of the user exceeds a predetermined, adjustable distance d, this is signaled to the evaluation and control unit and the HGW is switched from the normal operating state into a standby mode ("standby trigger").

Ist demgegenüber im umgekehrten Fall das HGW in einem Standby-Modus und der Nutzer außerhalb des Kreises um den HGW-Standort mit dem Radius d, so wird bei unterschreiten der Distanz d zwischen HGW und Standort des Nutzers (des Mobiltelefons) dieses an Auswerte- und Steuereinheit signalisiert und das HGW in den Normalbetriebsmodus geschaltet („Wakup-Trigger”). Dieses Verhalten ist in5 illustriert.Conversely, in the opposite case, the HGW in a standby mode and the user outside the circle to the HGW location with the radius d, so falls below the distance d between HGW and location of the user (the mobile phone) this at evaluation and Control unit signals and the HGW in the normal operating mode switched ("wakeup trigger"). This behavior is in 5 illustrated.

Unter Aktivitätsdetektion wird verstanden, dass die Auswerte- und Steuereinheit permanent im Standby-Modus die einzelnen Schnittstellen (Interfaces, IF) des HGWs „beobachtet” und das HGW immer dann in den Normalbetriebszustand schaltet, wenn sich dort irgendeine Aktivität ankündigt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn sich das HGW durch die zeitliche Steuerung in einem Standby-Modus befindet, jedoch während dieser Zeit z. B. ein Notruf abgesetzt werden soll oder eine wichtige Nachricht eingeht.Activity detection is understood to mean that the evaluation and control unit permanently "monitors" the individual interfaces (IFs) of the HGW in standby mode and always switches the HGW to the normal operating state whenever any activity announces itself there. This is particularly important if the HGW is in a standby mode due to the timing, but during this time z. B. an emergency call is to be placed or receives an important message.

Die Pfeile in6 veranschaulichen den Fall, dass die Auswerte- und Steuereinheit alle Schnittstellen „beobachtet” und basierend auf der dort festgestellten Aktivität das HGW in den entsprechenden Betriebsmodus schaltet (entsprechend dem unter „Aktivitätsdetektion” beschriebenen Verhalten). Die Pfeile sind dabei ODER-verknüpft: Sobald sich auf mindestens einer Schnittstelle eine Aktivität ankündigt, wird das HGW vom Standby-Modus in den Normalbetriebszustand geschaltet.The arrows in 6 illustrate the case that the evaluation and control unit "monitors" all interfaces and switches the HGW to the appropriate operating mode based on the activity detected there (according to the behavior described under "Activity Detection"). The arrows are OR-linked: As soon as an activity is announced on at least one interface, the HGW is switched from standby mode to normal operating mode.

Als Standby-Trigger können hier verschiedene Kriterien genutzt werden: Bei einer Verkehrsmengenvorgabe wird dann wieder in den Standby-Modus zurückgeschaltet, wenn die beobachtete Verkehrsmenge unter eine bestimmte vorgebbare Schwelle fällt (für eine ebenso vorgebbare Zeitdauer); bei einer reinen zeitlichen Vorgabe kann eine vorgebbare Zeitdauer abgewartet werden – unabhängig von der Verkehrsmenge –, bis wieder in den Standby-Modus geschaltet wird.As a standby trigger, various criteria can be used here: In the case of a traffic volume specification, the system switches back to standby mode when the observed traffic volume drops below a certain predefinable threshold (for an equally specifiable period of time); in the case of a purely temporal specification, a predefinable period of time can be waited for - irrespective of the traffic volume - until it is switched back to standby mode.

Als Beispiel sei ein Voice-over-IP-Telefonat angeführt, das während einer vorkonfigurierten Standby-Phase (also z. B. zwischen 23:00 Uhr und 06:00) geführt werden soll: Handelt es sich um einen externen kommenden Anruf, so wird ein entsprechend des genutzten Kommunikationsprotokolls definiertes Signalisierungskommando dem eigentlich Anruf vorausgehen – hier z. B. eine SIP-invite-Nachricht. Diese Nachricht wird von der Auswerte- und Steuereinheit auf der NT-Schnittstelle detektiert und entsprechend das HGW in den Normalbetriebsmodus geschaltet. Soll das Voice-over-IP-Telefonat aus dem Heimnetz gehend initiiert werden, werden sich vorstehend beschriebene Vorgänge sinngemäß genauso abspielen – mit der Änderung, dass die SIP-invite-Nachricht von der Auswerte- und Steuereinheit auf der dem Voice-over-IP-Telefon zugeordneten Schnittstelle (IF) des HGW detektiert wird und nicht auf der NT-Schnittstelle. Nach Beendigung dieses Telefonats wird dann wieder in den Standby-Modus geschaltet.An example of this is a voice-over-IP call that is to be made during a preconfigured standby phase (ie between 11:00 pm and 6:00 am): If it is an external incoming call, then a defined according to the communication protocol used signaling command the actual call precede - here z. B. a SIP-invite message. This message is detected by the evaluation and control unit on the NT interface and switched according to the HGW in the normal operation mode. If the voice-over-IP call is initiated from the home network, the processes described above will play the same way - with the change that the SIP-invite message from the evaluation and control unit on the voice-over IP Telephone associated interface (IF) of the HGW is detected and not on the NT interface. After completing this call, it will switch back to standby mode.

Vorstehend voneinander isoliert beschriebene Steuerungsmöglichkeiten können in der Praxis auch in Kombination auftreten. Ein Beispiel, bei dem eine Kombination aus zeitbasierter Steuerung und Aktivitätsdetektion auftritt, ist mit dem Voice-over-IP-Beispiel bereits angegeben worden.Control options described above isolated from each other can in practice also occur in combination. An example in which a combination of time-based control and activity detection occurs has already been indicated with the Voice-over-IP example.

Wenn diese Kombinationen auftreten, entscheidet eine einstellbare Priorisierung über die tatsächliche Ausführung der Aktion.When these combinations occur, an adjustable prioritization decides the actual execution of the action.

Beispielsweise kann eine Kombination aus zeit- und ereignisbasierter Steuerung dann auftreten, wenn sich ein Nutzer in einer vordefinierten Standby-Zeit (also z. B. nachts) seinem HGW nähert und damit den zugehörigen Wakeup-Trigger aktiviert: Hier ist es denkbar, dass ein Nutzertyp diesem Trigger Priorität gegenüber dem vordefinierten zeitlichen Standby-Modus einräumt, während ein anderer Nutzertyp dieses ggf. nicht möchte: Deshalb ist diese Prioritätsfrage als einstellbar vorzusehen. Es erscheint jedoch sinnvoll, dass der Aktivitätsdetektion gegenüber einer vordefinierten Standby-Phase in jedem Fall Priorität eingeräumt wird, um den im Beispiel des Voice-over-IP-Telefonats oben beschriebenen Aufweck-Mechanismus nutzen zu können.For example, a combination of time-based and event-based control can occur when a user approaches his HGW in a predefined standby time (eg, at night) and thus activates the associated wakeup trigger: Here, it is conceivable that a User type grants this trigger priority over the predefined time standby mode, while another type of user may not want it: Therefore this priority question should be set as adjustable. However, it makes sense that prior to a predefined standby phase, priority is always given to activity detection in order to be able to use the wake-up mechanism described above in the example of the voice-over-IP telephone call.

Claims

Translated fromGerman

Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs eines Home Gateways (HGW), der eine Verbindung zwischen einem lokalen Netzwerk, insbesondere einem Heimnetzwerk, und einem Telekommunikationsnetzwerk eines Netzwerkbetreibers herstellt, wobei das Home Gateway in einen Standby Betrieb schaltbar ist, um weniger Energie zu verbrauchen, mit einer Auswerte- und Steuereinheit, die das Umschalten zwischen Standby und Normal-Betrieb vornimmt, umfassend die Schritte: – Überwachen von voreingestellten statischen Zeiträumen, dynamischen Bewegungsprofilen von Endnutzern und/oder Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken, um den Standby Betrieb anzuschalten; – Überwachen von voreingestellten statischen Zeiträumen, dynamischen Bewegungsprofilen von Endnutzern und/oder Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken, um den Normal-Betrieb anzuschalten.A method for controlling the energy consumption of a home gateway (HGW), which establishes a connection between a local network, in particular a home network, and a telecommunications network of a network operator, wherein the home gateway is switchable to a standby mode to consume less energy, with a Evaluation and control unit, which performs the switching between standby and normal operation, comprising the steps:- monitoring preset static periods, end user dynamic motion profiles and / or network activity in the attached networks to turn on standby;- Monitor preset static time periods, dynamic motion profiles of end users and / or network activity in the connected networks to enable normal operation.

Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die voreingestellten Zeiträume durch Uhrzeiten und/oder Datumsangaben bestimmt werden, in denen ein Standby-Betrieb oder ein Normal-Betrieb zu erfolgen hat.The method according to the preceding claim, wherein the preset periods are determined by times and / or dates in which a standby mode or a normal mode has to be performed.

Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei dynamische Bewegungsprofile von Endnutzern erfasst werden, die über ein mobiles Endgerät mit dem Home Gateway verbunden sind, wobei bei Unterschreiten oder Überschreiten einer Entfernung zum Home Gateway in den Normal-Betrieb oder den Standby-Betrieb geschaltet wird.The method according to one or more of the preceding claims, wherein dynamic movement profiles are detected by end users who are connected via a mobile terminal to the home gateway, wherein when falling below or exceeding a distance to the home gateway in the normal mode or the standby mode is switched.

Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken überprüft werden, wobei beim Überschreiten oder Unterschreiten einer bestimmten Menge an Daten über einen bestimmten Zeitraum in den Normal-Betrieb oder den Standby-Betrieb geschaltet wird.The method according to one or more of the preceding claims, wherein network activities are checked in the connected networks, wherein when exceeding or falling below a certain amount of data over a certain period of time in the normal mode or the standby mode is switched.

Das Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch Prioritätsmechanismus erkannt wird, ob wichtige Ereignisse im Netzwerk auftreten, insbesondere der Verbindungsaubau durch VoIP, um dann vom Standby-Betrieb in den Normalbetrieb zu schalten.The method according to one or more of the preceding claims, wherein it is detected by priority mechanism, whether important events occur in the network, in particular the Verbindungsaubau by VoIP, and then switch from standby mode to normal operation.

Das Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Standby-Betrieb die Auswerte- und Steuereinheit alle Schnittstellen des Home Gateway überprüft, um im Falle eines VoIP-Verbindungsaufbaus durch SIP-invite-Nachricht in den Normalbetrieb zu schalten.The method according to the preceding claim, wherein in standby mode, the evaluation and control unit checks all interfaces of the Home Gateway to switch in the case of a VoIP connection setup by SIP-invite message in the normal mode.

Home Gateways zur Reduzierung des Energieverbrauchs, der Anschlüsse aufweist, um eine Verbindung zwischen einem lokalen Netzwerk, insbesondere einem Heimnetzwerk, und einem Telekommunikationsnetzwerk eines Netzwerkbetreibers herzustellen, das in einen Standby Betrieb schaltbar ist, um weniger Energie zu verbrauchen, umfassend die: – mit einer Auswerte- und Steuereinheit, die das Umschalten in den Standby Betrieb vornimmt, durch Überwachen von voreingestellten statischen Zeiträumen, dynamischen Bewegungsprofilen von Endnutzern und/oder Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken; wobei die Auswerte- und Steuereinheit, auch das Umschalten in den Normalbetrieb vornimmt, durch Überwachen von voreingestellten statischen Zeiträumen, dynamischen Bewegungsprofilen von Endnutzern und/oder Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken.Home power-reduction gateways having terminals for establishing a connection between a local area network, in particular a home network, and a telecommunication network of a network operator switchable to a standby mode to consume less energy, comprising: - a Evaluation and control unit that switches to standby mode by monitoring preset static time periods, dynamic movement profiles of end users and / or network activity in the connected networks; the evaluation and control unit, also switching to the Perform normal operation by monitoring preset static periods, dynamic motion profiles of end users, and / or network activity in the attached networks.

Home Gateways nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die voreingestellten Zeiträume durch Uhrzeiten und/oder Datumsangaben bestimmt sind, in denen ein Standby-Betrieb oder ein Normal-Betrieb zu erfolgen hat.Home gateways according to the preceding claim, wherein the preset periods are determined by times and / or dates in which a standby mode or a normal mode has to be made.

Home Gateways nach einem oder mehreren der vorhergehenden Home-Gateway-Ansprüche, wobei die Auswerte- und Steuereinheit dynamische Bewegungsprofile von Endnutzern erfasst, die über ein mobiles Endgerät mit dem Home Gateway verbunden sind, wobei bei Unterschreiten oder Überschreiten einer Entfernung zum Home Gateway in den Normal-Betrieb oder den Standby-Betrieb geschaltet wird.Home gateways according to one or more of the preceding home gateway claims, wherein the evaluation and control unit detects dynamic movement profiles of end users, which are connected via a mobile terminal to the home gateway, wherein when falling below or exceeding a distance to the home gateway in the Normal operation or standby mode.

Home Gateways nach einem oder mehreren der vorhergehenden Home-Gateway-Ansprüche, wobei die Auswerte- und Steuereinheit Netzwerkaktivitäten in den angeschlossenen Netzwerken überprüft, wobei beim Überschreiten oder Unterschreiten einer bestimmten Menge an Daten über einen bestimmten Zeitraum in den Normal-Betrieb oder den Standby-Betrieb geschaltet wird.Home gateways according to one or more of the preceding home gateway claims, wherein the evaluation and control unit checks network activities in the connected networks, whereby when a certain amount of data is exceeded or undershot for a certain period of time, it is switched to normal operation or standby mode. Operation is switched.

Home Gateways nach einem oder mehreren der vorhergehenden Home-Gateway-Ansprüche, wobei die Auswerte- und Steuereinheit durch Prioritätsmechanismus erkennt, ob wichtige Ereignisse im Netzwerk auftreten, insbesondere der Verbindungsaubau durch VoIP, um dann vom Standby-Betrieb in den Normalbetrieb zu schalten.Home gateways according to one or more of the preceding home gateway claims, wherein the evaluation and control unit detects by priority mechanism, if important events occur in the network, in particular the Verbindungsaubau by VoIP, and then switch from standby mode to normal operation.

Home Gateways nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Auswerte- und Steuereinheit im Standby-Betrieb alle Schnittstellen des Home Gateway überprüft, um im Falle eines VoIP-Verbindungsaufbaus durch SIP-invite-Nachricht in den Normalbetrieb zu schalten.Home gateways according to the preceding claim, wherein the evaluation and control unit checks all interfaces of the Home Gateway in standby mode to switch in the case of a VoIP connection setup by SIP-invite message in the normal mode.