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Technisches Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Telekommunikation und
insbesondere auf die Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement.
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Hintergrund
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Telekommunikationsnetze übertragen
Signale zwischen Benutzerausrüstung
an verschiedenen geografischen Lagen. Ein Telekommunikationsnetz umfasst
eine Anzahl von Bauteilen. Zum Beispiel umfasst ein Telekommunikationsnetz
typischerweise eine Anzahl von Schaltelementen, die eine selektive Leitweglenkung
von Signalen zwischen den Netzelementen bereitstellen. Zusätzlich umfassen
Telekommunikationsnetze Übertragungseinrichtungen,
z.B. geschirmte Paarkabel, Glasfaserkabel, Koaxialkabel oder dergleichen,
welche die Signale zwischen Schaltstellen übertragen. Darüber hinaus
umfassen manche Telekommunikationsnetze Teilnehmernetze.
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Zu
Zwecken dieser technischen Beschreibung bedeutet der Begriff Teilnehmernetz
einen Abschnitt eines Telekommunikationsnetzes, z.B. das öffentliche
Telefonwählnetz
(PSTN), das es einer Teilnehmerausrüstung oder Teilnehmergeräten ermöglicht,
sich in ein Kernnetz einzuwählen.
Beispielsweise handelt es sich bei einem Teilnehmernetz um die Kabelanlage
und -ausrüstung,
die sich normalerweise in einer Zentrale oder in außenliegenden
Anlagenstationen befinden, die eine Versorgungsschnittstelle für Teilnehmer
in einem Versorgungsbereich bereitstellen. Das Teilnehmernetz stellt
die Schnittstelle zwischen den Teilnehmerversorgungsendstellen und dem
Kommunikationsnetz bereit, das den bestimmten Dienst bereitstellt.
Ein Teilnehmernetz umfasst typischerweise eine Anzahl von Netzelementen.
Bei einem Netzelement handelt es sich um eine Einrichtung oder die
Ausrüstung
im Teilnehmernetz, welche die Service- oder Versorgungsschnittstellen
bei der Bereitstellung von Telekommunikationsdiensten bietet. Ein
Netz element kann eine eigenständige
Vorrichtung sein, oder kann auf eine Anzahl von Vorrichtungen verteilt
sein.
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Es
gibt mehrere herkömmliche
Formen von Teilnehmernetzen. Beispielsweise ist das digitale Teilnehmermultiplexsystem
eine frühe
Form eines Teilnehmernetzes. Das herkömmliche digitale Teilnehmermultiplexsystem übertrug
Signale zu und von einer Teilnehmerausrüstung mittels zweier Netzelemente.
Auf der Kernnetzseite wird ein Fernsprechvermittlungsstellenanschluss
bereitgestellt. Der Fernsprechvermittlungsstellenanschluss ist über eine
digitale Hochgeschwindigkeitsverbindung an das abgesetzte Endgerat,
z.B. eine Anzahl von T1-Leitungen oder eine andere geeignete digitale Hochgeschwindigkeitsübertragungseinrichtung
angeschlossen. Das abgesetzte Endgerät verbindet das digitale Teilnehmermultiplexsystem
typischerweise über
einen herkömmlichen
geschirmten Paarkabelhausanschluss mit dem Teilnehmer.
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Das
abgesetzte Endgerät
kommt oftmals tief im Kundenversorgungsbereich zum Einsatz. Das
abgesetzte Endgerät
verfügt
typischerweise über
Leiterplatten und andere elektronische Schaltungen, die Energie
brauchen, um richtig zu arbeiten. In manchen Anwendungen wird das
abgesetzte Endgerät lokal
mit Strom versorgt. Um einen Ausfall des abgesetzten Endgeräts zu verhindern,
der von einem Verlust des lokalen Strom herrührt, wird typischerweise eine
lokale Batterie verwendet. Dies bedeutet Zusatzkosten und macht
die Wartungsmöglichkeit
des abgesetzten Endgeräts
kompliziert, besonders, wenn die Batterie kalt ist.
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In
manchen Netzen wird dem abgesetzten Endgerät über eine Leitung aus der Zentrale
Energie zugeführt.
Dies wird als Netzspeisung oder Fernspeisung bezeichnet und lässt sich
durch die Verwendung einer AC- oder DC-Quelle bewerkstelligen. Falls
die lokale Stromversorgung ausfällt,
funktioniert somit das abgesetzte Endgerät immer noch, weil es typischerweise über eine
Leitung mit Strom versorgt wird, die eine batteriegeschützte Stromquelle
verwendet. Dies ermöglicht
es dem abgesetzten Endgerät,
auch während
eines Stromausfalls ausschlaggebende Funktionen wie den einfachen
altherkömmlichen
Amtstelefondienst (POTS) zu erfüllen.
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Mit
der Zeit hat sich die Vielfalt der Dienste, die über Telekommunikationsdienste
angeboten werden, verändert.
Ursprünglich
waren die Telekommunikationsnetze dazu ausgelegt, Schmalband-Sprachverkehr
zu übertragen.
In jüngerer
Zeit wurden die Netze modifiziert, um auch Breitbanddienste anzubieten.
Diese Breitbanddienste umfassen Dienste wie digitale Teilnehmerleitungsdienste
(DSL-Dienste). Im Laufe der Zeit werden auch andere Breitbanddienste
unterstützt
werden. Diese neuen Dienste gehen oftmals mit zunehmendem Strombedarf
einher.
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Obwohl
sich die Dienstangebote verändert haben,
ist die Art und Weise, in der abgesetzte Endgeräte mit Strom versorgt werden,
gleich geblieben. Die verschiedenen Dienste, die nun angeboten werden,
bauen nicht alle auf der gleichen Grundlage auf. Im Gegensatz zum
Amtstelefondienst POTS wird ein Datendienst heute nicht als Notwendigkeit
angesehen. Darüber
hinaus gibt es auch bei den anderen Breitbanddiensten ein Spektrum
an Variablen, das sich auf das Ausmaß des Dienstes auswirkt, den
ein bestimmter Teilnehmer möchte
und was er dafür
zu bezahlen bereit ist. Trotz dieser Veränderungen bei den Dienstangeboten
hat sich die Art und Weise, in der die Zugangsgeräte mit Strom
versorgt werden, nicht so verändert,
dass sie mit den Dienstweiterentwicklungen Schritt hält.
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Deshalb
besteht auf dem Gebiet ein Bedarf nach Verbesserungen an der Art
und Weise, in der den Netzelementen in einem Teilnehmernetz Strom zugeführt wird.
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Die
WO 00/41496 offenbart ein
lokales Datennetz mit einem Hauptnetzknoten, mehreren Knoten, einer
Nachrichtenverkabelung, welche die mehreren Knoten an den Hauptnetzknoten
anschließen, um
für eine
Datenübertragung
zu sorgen, und einem Stromversorgungsverteiler, der so wirkt, dass
zumindest ein gewisser Betriebsstrom zumindest einigen der mehreren
Knoten über
die Nachrichtenverkabelung bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform
besitzt der Stromversorgungsverteiler Energieverwaltungsfunktionalität, wie etwa
die Zufuhr einer reduzierten Strommenge zu zumindest einigen der
Knoten im Falle, dass eine ungenügende
Energieverfügbarkeit
erfasst wird.
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Die
US 5,774,689 beschreibt
eine Einrichtung, um Infrastrukturbauteile in einem digitalen Kommunikationsnetz
unter Verwendung eines objektorientierten Relationenparadigmas zu
versorgen. Ein Netzkonfigurationssystem, das auch als Videounterstützungssys tem
bezeichnet wird, speichert die gesamte diesbezügliche Information über jedes
der Infrastrukturbauteile (IFCs – Infrastructure Components)
als Objekte in einer objektorientierten relationalen Datenbank ab,
einschließlich
der Funktionen, Befähigungen,
Standorte, wann und wie die IFCs zugeteilt werden, und Arbeits-
und Reservekapazitäten, die
in und zwischen verschiedenen Standorten bestehen. Die Objekte werden
auf Grundlage gemeinsamer Eigenschaften in Gruppen angeordnet, und die
Objektgruppen (Objektbausteine oder -module) greifen selektiv auf
andere Module zu, um funktionale und logische Verbindungen bereitzustellen,
die unabhängig
von nichtrelevanten Objekten sind, wie etwa dem realen Standort.
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Netzkomponentenbeziehungen
legen die Relevanz verschiedener Objekte und Objektgruppen fest.
Das objektorientierte Relationenparadigma ermöglicht es, dass der Infrastruktur
neue technologische Vorrichtungen hinzugefügt werden können, und lässt intelligente Infrastrukturbauteile
dynamische und adaptive Konfigurationen mit minimaler Modifizierung
im Versorgungssystem durchführen.
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Zusammenfassung
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wenden sich den Problemen bei der Bereitstellung
von Strom an Netzelemente in einem Zugangsnetz zu. Insbesondere
stellen die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eine Energieverwaltung für netzgespeiste
Netzelemente bereit. Die Energieverwaltung wird durch einen Energieverwalter
bewerkstelligt, der einen Leistungsregler, der mit dem Netzelement
verbunden ist, mit mindestens einem Leistungskriterium versorgt,
das bei der Steuerung/Regelung des Netzelements auf Grundlage eines überwachten
Leistungszustands verwendet werden soll. Wenn Leistung verloren
geht oder abfällt,
ergreift der Leistungsregler eine geeignete Maßnahme, wie etwa den Stromverbrauch
zu senken, Dienste abzuschalten und die Übereinstimmung mit Klauseln
einer Dienstgütevereinbarung
für einen
bestimmten Dienst sicherzustellen, der über das Netzelement bereitgestellt
wird.
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Insbesondere
stellt eine Ausführungsform des
vorliegenden Erfindung ein System zur Verwaltung von Energie aus
einer Stromquelle für
mindestens ein netzgespeistes Netzelement in einem Zugangsnetz bereit.
Das System umfasst einen Energieverwalter, der mindestens ein Leistungskriterium für das mindestens
eine Netzelement festlegt. Darüber hinaus
umfasst das System einen Leistungsregler, der auf den Energieverwalter
anspricht. Der Leistungsregler und der Energieverwalter sind zum
Kommunizieren ausgelegt, um den Betrieb des mindestens einen Netzelements
auf Grundlage des mindestens einen Leistungskriteriums zu verwalten.
Der Energieverwalter ist dazu ausgelegt, mehrere Instanzierungen
einer Energieverwaltungsanwendung ablaufen zu lassen, wobei jede
Instanzierung mindestens einem Netzelement zugeordnet ist. Die Energieverwaltungsanwendung
wird auf Grundlage der Bereitstellung eines zugeordneten Dienstes
im Netzelement instanziert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschema einer Ausführungsform
eines Systems zur Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement.
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2 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines Systems zur
Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement.
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3 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines Systems zur
Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement eines Ringnetzes.
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4 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines Systems zur
Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement durch einen
Zwischenverstärker.
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5 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines Systems zur
Energieverwaltung in einem netzgespeisten Netzelement in einem linearen
Netz.
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6 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines Systems zur
Energieverwaltung in mehreren Netzelementen in einem Zugangsnetz.
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Ausführliche
Beschreibung
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In
der folgenden ausführlichen
Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen,
die einen Teil von dieser bilden und in denen durch Darstellung
spezielle veranschaulichende Ausführungsformen gezeigt sind,
in denen sich die Erfindung praktisch umsetzen lässt. Diese Ausführungsformen
werden ausreichend detailliert beschrieben, um es dem Fachmann auf
dem Gebiet zu ermöglichen,
die Erfindung praktisch umzusetzen, und es sollte klar sein, dass
auch andere Ausführungsformen
eingesetzt werden können,
und dass logische, mechanische und elektrische Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne dass dabei vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abgewichen
würde. Die
folgende ausführliche
Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung stellen eine Verwaltung von netzgespeisten Netzelementen
in einem Zugangsnetz bereit. Mehrere Ausführungsformen sind nachstehend
im Einzelnen beschrieben. Als Übersicht
verwalten die verschiedenen Ausführungsformen
die netzgespeisten Netzelemente auf Grundlage auswählbarer
Leistungskriterien, z.B. verfügbare
Energie, Leistungsreserven, Dienstpriorität oder Klauseln von Dienstgütevereinbarungen
für verschiedene
Teilnehmer. Im Allgemeinen legt ein Energieverwalter die Leistungskriterien
für das
verwaltete Netzelement und die im verwalteten Netzelement bereitgestellten
Dienste fest. Ein Leistungsregler kommuniziert mit dem Energieverwalter
und verwendet die Leistungskriterien, um den Betrieb des Netzelements
auf Grundlage überwachter
Leistungsbedingungen des Netzelements zu steuern/regeln. Zum Beispiel
wird der Betrieb des Netzelements selektiv eingestellt, wenn Leistung
verloren geht oder abfällt,
d.h., Bauteile des Netzelements werden in eine leistungsarme Betriebsart
versetzt, Funktionen gesperrt oder Anschlüsse oder Versorgungen selektiv
abgeschaltet.
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Eine
Verwaltung von Netzelementen auf Energiebasis bietet beim Betrieb
eines Zugangsnetzes viele Vorteile. Erstens führt geregelte Energie zu höheren Wirkungsgraden,
was eine Gesamtstromeinsparung ermöglicht. Dies drückt sich
in Kosteneinsparungen aus. Darüber
hinaus ermöglicht
eine hohe Energieeffizienz eine längere Reichweite des Netzelements
in den Kundenversorgungsbereich hinein. Versorgungsintervalle können auch
planmäßig festgelegt
oder während
längerer
Perioden hinausgeschoben werden, wenn eine Leistungsreserve in energieverwaltete
Zugangsnetze eingeplant wird. Auch kann die Energieverwaltung sicherstellen,
dass Prioritätsdienste
während
Element- oder Batterieanlagenfehlern im Betrieb bleiben, z.B. durch
den Einsatz einer kontrollierten Dienstabschaltung auf Grundlage der
Dienstpriorität
und zeitlich festgelegter Ereignisse. Schließlich lässt eine Energieverwaltung
am Netzelement Flexibilität
bei der Schaffung differenzierter Dienste zu. Zum Beispiel kann
einem ausgewählten Dienst
auf der höchsten Prioritätsebene
das Recht eingeräumt
werden, eine ausgewählte
Zeitdauer lang zu laufen, wenn ein Stromausfall eine Umschaltung zu
einer batteriegesicherten Stromquelle bewirkt.
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Mehrere
Ausführungsformen
sind in den verschiedenen nachstehenden Abschnitten beschrieben.
Abschnitt I bietet eine Übersicht über die
Verwaltung von netzgespeisten Netzelementen in einem Zugangsnetz.
Abschnitt II beschreibt mehrere spezifische Ausführungsformen, die verschiedene
Optionen in Bezug auf den Standort der Stromquelle, den Standort
des Leistungsreglers, und die Art des verwalteten Zugangsnetzes
darstellen. Schließlich
beschreibt Abschnitt III eine Ausführungsform, die eine Gesamtverwaltung
von Netzelementen in einem Zugangsnetz bereitstellt. In dieser Ausführungsform werden
Netzelemente von verschiedenartigen Lieferanten nach einem konsistenten
Schema über
verschiedene Elementverwaltungssysteme verwaltet.
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I. Übersicht
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1 ist
ein Blockschema einer Ausführungsform
eines System, das allgemein mit 100 angegeben ist, um Energie
in einem netzgespeisten Netzelement 102 zu verwalten. Bei
dem Netzelement 102 handelt es sich um ein Netzelement,
das in einem Zugangsnetz eines Telekommunikationsnetzes angeordnet
ist. Die Begriffe Netzelement und Zugangsnetz sind vorstehend definiert.
Das Netzelement 102 ist typischerweise tief in einem Zugangsnetz
angesiedelt. In einer Ausführungsform
umfasst das Netzelement ein über
einen Kupferleiter gespeistes abgesetztes Endgerät. In anderen Ausführungsformen
umfasst das Netzelement 102 ein über einen Faserleiter gespeistes
abgesetztes Endgerät,
wie etwa in einem FTTC-Zugangsnetz (FTTC – Faser bis in Teilnehmernähe), einem
FTTN-Zugangsnetz (FTTN – Faser
bis zur Vermittlung), oder einem FTTH-Zugangsnetz (FTTH – Faser
bis zum Teilnehmer). Vorteilhafter Weise wird der Betrieb des Netzelements 102 auf
Grundlage mindestens eines Leistungskriteriums verwaltet, um auf
Veränderungen
der Leistungsbedingungen am Netzelement 102 anzusprechen
und zu ermöglichen,
dass ausgewählte Dienste
in gewissem Maße
auch dann weiterarbeiten können,
wenn der an das Netzelement 102 geschickte Strom abfällt. Diese
Möglichkeit,
den Betrieb eines Netzelements auf Grundlage von Leistungsbedingungen
zu verwalten, ermöglicht
es Dienstean bietern, ihren in Dienstgütevereinbarungen (SLAs – Service
Level Agreements) niedergelegten Verpflichtungen angesichts gesenkter
Leistung nachzukommen.
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Ein
Energieverwalter 104 und ein Leistungsregler 106 verwalten
das Netzelement 102. In einer Ausführungsform ist der Leistungsregler 106 zusammen
mit dem Netzelement 102 angeordnet. In anderen Ausführungsformen
ist der Leistungsregler 106 nicht zusammen mit dem Netzelement 102 angeordnet.
Auch wenn der Leistungsregler 106 nicht zusammen mit dem
Netzelement 102 angeordnet ist, können die nachstehend beschriebenen
Leistungsschaltvorgänge
auf Grundlage einer vom Leistungsregler 106 her eingehenden
Eingabe am Netzelement 102 durchgeführt werden. Dies trifft auf
jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zu, bei denen
die Leistungsreglerfunktion nicht zusammen mit dem verwalteten Netzelement
angeordnet ist.
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In
einer Ausführungsform
lässt der
Energieverwalter 104 dem Leistungsregler 106 mindestens ein
Leistungskriterium zukommen, um das Netzelement 102 auf
Grundlage von Eingaben 105 zu verwalten. In einer Ausführungsform
werden die Eingaben 105 dem Energieverwalter 104 als
Teil des durchgängigen
Bereitstellungsvorgangs eines Dienstes bereitgestellt, der durch
das Netzelement 102 geboten werden soll, z.B. einen neuen
DSL-Dienst, der einem
Teilnehmer über
einen Port des Netzelements 102 bereitgestellt wird. Vorteilhafter
Weise schafft der durchgängige
Bereitstellungsvorgang von Leistungskriterien, der an die Dienstbereitstellung
gekoppelt ist, einen vorhersagbaren Dienst, der Dienstgarantien
bieten kann. In anderen Ausführungsformen
werden die Eingaben 105 dem Energieverwalter 104 zum
Beispiel über
eine grafische Benutzeroberfläche bereitgestellt,
um die Leistungskriterien für
einen geleisteten Dienst festzustellen. In noch anderen Ausführungsformen
gehen die Eingaben 105 dem Netzelement 102 vorgeordnet
ein. In diesem Fall werden die Eingaben 105 von einem Ereignis
am Netzelement 102 ausgelöst, wie etwa der Installation
und der Anmeldung des Netzelements im Zugangsnetz.
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Eine
Stromquelle 108 liefert über eine stromleitende Einrichtung 110 Energie
an das Netzelement 102. In einer Ausführungsform wird die leitende
Einrichtung 110 auch dazu verwendet, Nachrichtensignale
an das Netzelement 102 zu übertragen. In einer Ausführungsform
umfasst die leitende Einrichtung 110 eine einzige Nachrichtenverbindung.
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In
anderen Ausführungsformen
umfasst die leitende Einrichtung 110 mehrere Nachrichtenverbindungen.
Wenn vorteilhafter Weise mehrere Leitungen verwendet werden, um
einem energieverwalteten Netzelement Strom zuzuführen, stellt dies eine robuste
Energieübertragungsschnittstelle
mit hoher Verfügbarkeit
bereit. Beispielsweise ermöglicht
es der Einsatz mehrfacher Leitungen, dass ein System mit ausreichender
Leistungsreserve ausgelegt werden kann, um die Dienstversorgung
trotz Stromverlusts über
irgendeine bestimmte Leitung aufrechtzuerhalten.
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Das
Netzelement 102 stellt einer Anzahl von Teilnehmern Kommunikationsdienste über Teilnehmerhausanschlüsse 112 bereit.
Beispielsweise stellt in einer Ausführungsform das Netzelement 102 den Teilnehmern über die
Teilnehmerhausanschlüsse 112 den
einfachen altherkömmlichen
Amtstelefonanschlussdienst (POTS), den digitalen Teilnehmerleitungsdienst
(DSL-Dienst) oder andere geeignete Kommunikationsdienste bereit.
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Im
Betrieb verwaltet der Energieverwalter 104 den Funktionsablauf
des Netzelements 102 zumindest teilweise auf Grundlage
von Leistungskriterien mit einer Leistungssteuerungshierarchie.
Der Energieverwalter lässt
dem Leistungsregler 106 Leistungskriterien zukommen, um
den Funktionsablauf des Netzelements 102 zu verwalten.
Wenn eine Netzstromquelle aus- oder abfällt, lässt der Leistungsregler 106 eine
von mehreren Stromsparoptionen ablaufen. Als Erstes kann der Leistungsregler alle
Dienste aufrechterhalten, wenn eine ausreichende Leistungsreserve
im System eingebaut ist. Falls nicht, kann der Leistungsregler 106 die
Dienstleistung herunterfahren, indem er verschiedene vorgesehene
Stromsparfunktionen für
die bereitgestellten Dienste ablaufen lässt. Beispielsweise lässt der
Leistungsregler 106 Stromsparfunktionen ablaufen, die Folgendes
umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind: eine Abschaltung
(oder Senkung des Stromverbrauchs) bei netzseitigen realen Schnittstellen,
kundenseitigen realen Schnittstellen, Lüftern, Rufstromgeberversorgungen,
Strombegrenzung in analogen AFE- oder Vorfeldgeräten (AFE – Analog Front End), Eintritt
in eine leistungsarme Betriebsart bei Prozessoren, eingebetteten
Funktionen (z.B. ATM-Vermittlung, Paketvermittlung) in zentralen
Prozessoreinheiten (CPUs), und anderen digitalen Vorrichtungen. Wenn
die Stromsparfunktionen nicht ausreichen, schaltet der Leistungsregler
selektiv Dienste ab, wobei er mit den Diensten mit der niedrigsten
Priorität beginnt.
Beispielsweise hat in ei ner Ausführungsform der
POTS-Dienst die höchste
Priorität
und andere Dienste werden zuerst ausgeschaltet, so dass die Amtsdienste
weiterlaufen können.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird der Leistungsregler 106 mit Leistungskriterien versorgt, die
Dienstgütevereinbarungen
für am
Netzelement 102 bereitgestellte Dienste entsprechen. Zum
Beispiel kann ein ausgewählter
Dienst so vorgesehen sein, dass er eine ausgewählte Zeitdauer lang eingeschaltet
bleibt, nachdem ein Stromausfall in der Stromquelle 108 eine
Umschaltung auf Batterieunterstützung
bewirkt hat. Auf ähnliche
Weise können
andere Dienstgüteverpflichtungen über den
Leistungsregler 106 und geeignete Leistungskriterien überwacht
und aufrechterhalten werden.
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II. ZUSÄTZLICHE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 2 bis 5 stellen
mehrere Ausführungsformen
dar, die das Energieverwaltungsgerüst anwenden, das vorstehend
mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. In jeder
dieser Ausführungsformen sind
mehrere Leistungsregler und Stromquellen dargestellt. Zum Beispiel
zeigt 2 zwei Stromquellen; eine im Zugangsnetz und die
andere außerhalb
des Zugangsnetzes. In einer typischen Ausführung ist eine Stromquelle
an einem der beiden ausgewiesenen Standorte vorgesehen, obwohl es
auch möglich ist,
mehrere Stromquellen zu verwenden. Darüber hinaus zeigt 2 Leistungsregler
in jedem Netzelement im Zugangsnetz und einen Leistungsregler außerhalb
des Zugangsnetzes. In einer typischen Ausführung befindet sich der Leistungsregler
entweder in einem der Netzelemente oder in mehreren Bausteinen,
die über
mehrere Netzelemente verteilt sind, oder der Leistungsregler ist
außerhalb
des Zugangsnetzes angeordnet. Wie vorstehend angemerkt, werden jedoch
auch dann Stromversorgungsfunktionen im Netzelement unter der Steuerung/Regelung
des Leistungsreglers vorgenommen, wenn sich der Leistungsregler
nicht im verwalteten Netzelement befindet.
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Schließlich stellen
die 2 bis 5 noch den Einsatz der Energieverwaltung
für netzgespeiste Netzelemente
in verschiedenartigen Zugangsnetzen dar. Es sollte klar sein, dass
die Ansprüche
dieser Anmeldung nicht auf die gezeigten Arten von Zugangsnetzen
beschränkt
sind, sondern vielmehr jede geeignete Zugangsnetzkonfiguration abdecken
sollen, die gegenwärtig
bekannt ist oder zukünftig
noch entwickelt wird. Jede der Figuren wird nachstehend der Reihe
nach beschrieben.
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2 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines allgemein
mit 200 bezeichneten Systems zur Energieverwaltung in einem
netzgespeisten Netzelement 202 in einem Zugangsnetz 204.
In dieser Ausführungsform
verwaltet der Energieverwalter 206 das Netzelement 202 über einen oder
mehrere Leistungsregler (PCs) 208, 210 und 211 auf
der Grundlage mindestens eines Leistungskriteriums. In dieser Ausführungsform
umfasst das Zugangsnetz 204 zwei Netzelemente, und zwar
die Netzelemente 202 und 203. Das Netzelement 202 stellt ein
netzgespeistes Netzelement dar. In einer Ausführungsform handelt es sich
beim Netzelement 202 um ein abgesetztes Endgerät (RT – Remote
Terminal) und beim Netzelement 203 um ein Vermittlungszentralenendgerät (COT – Central
Office Terminal) in einem digitalen Teilnehmerleitungssystem. Das
Netzelement 202 stellt eine Schnittstelle zum Teilnehmergerät, z.B.
einem DSL-Modem bereit, und das Netzelement 203 stellt
eine Schnittstelle zu einem Netz, z.B. einem Datennetz wie dem Internet
bereit.
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In
einer Ausführungsform
ist der Energieverwalter 206 eine Instanzierung einer Energiesteuerungsanwendung,
die in einem Prozessor in einem Elementsteuerungssystem (EMS – Element
Management System) 212 abläuft. Die Energiesteuerungsanwendung
enthält
maschinenlesbare Befehle, die auf einem maschinenlesbaren Datenträger gespeichert sind,
um auf dem Prozessor abzulaufen und ein Verfahren für den Energieverwalter 206 auszuführen. Zu Zwecken
dieser technischen Beschreibung ist ein Elementsteuerungssystem
ein System mit Funktionen, die eine Verwaltung für ein Zugangsnetz oder mehrere
Zugangsnetze und eine Fülle
von Netzelementen im Zugangsnetz, z.B. ein Vermittlungszentralenendgerät, ein abgesetztes
Endgerät,
usw. bereitstellen. Die Funktionen eines EMS umfassen Nachschubregelung,
Leistungszustandsüberwachung, Alarmgebung
bei kritischen Funktionen, Listenerstellung, statistische Aufzeichnungen
und viele andere Funktionen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle für das EMS 212 umfasst
typischerweise eine grafische Benutzeroberfläche. In einer Ausführungsform
unterstützt
das EMS 212 vielfache Instanzierungen des Energieverwalters 206.
Jede der Instanzierungen erfüllt
dieselben oder unterschiedliche Arten von Energieverwaltungsfunktionen.
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Der
Energieverwalter 206 legt mindestens ein Leistungskriterium
zur Steuerung von Diensten fest, die vom Netzelement 202 bereitgestellt
werden. In einer Ausführungsform ist
eine Datenbank (DB) 214 mit dem EMS 212 und dem
Energieverwalter 206 verbunden. Die Datenbank 214 speichert
Daten, die sich auf verfügbare
Leistungskriterien beziehen, die bei der Verwaltung netzgespeister
Netzelemente verwendet werden sollen. Der Energieverwalter 206 wählt mindestens
ein Leistungskriterium aus der Datenbank 214 aus, wenn
ein Dienst bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform wird das ausgewählte mindestens
eine Leistungskriterium in der Datenbank 214 mit dem über das
Netzelement 202 bereitgestellten Dienst in Bezug gesetzt.
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Der
Energieverwalter 206 kommuniziert über eine Verwaltungsschnittstelle
(M I/F) mit einem oder mehreren der Leistungsregler 208, 210 und 211.
Diese Verwaltungsschnittstelle wird mit irgendeiner bekannten oder
später
noch zu entwickelnden Verwaltungsschnittstelle ausgeführt, z.B.
SNMP oder einer anderen geeigneten Verwaltungsschnittstelle.
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In
einer Ausführungsform
liegt die Leistungsreglerfunktion einzig und allein beim Leistungsregler 210 im
Netzelement 202. Somit wird der Leistungsregler 210 direkt
durch eine Verbindung vom Energieverwalter 206 über die
Verwaltungsschnittstelle (M I/F) versorgt. Bereitgestellte Information
wird in der Datenbank 224 abgespeichert, die dem Leistungsregler 210 zugeordnet
ist. Darüber
hinaus teilt der Leistungsregler 210 Zustands- und Alarminformation dem
Energieverwalter 206 direkt über die Verwaltungsschnittstelle
(M I/F) mit. Der Leistungsregler 210 steuert auch den Funktionsablauf
des Netzelements 202 auf der Grundlage des bereitgestellten mindestens
einen Leistungskriteriums, das in der Datenbank 224 gespeichert
ist.
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In
anderen Ausführungsformen
erfüllt
entweder der Leistungsregler 211 oder 208 die
Leistungsreglerfunktion mit seiner zugeordneten Datenbank 226 bzw. 228.
In noch anderen Ausführungsformen umfasst
die Leistungsreglerfunktion Bauteile, die über zwei oder mehrere der Leistungsregler 208, 210 und 211 verteilt
sind. In einer Ausführungsform
sind die Leistungsregler 208, 210 und 211 als
maschinenlesbare Befehle ausgeführt,
die auf einem maschinenlesbaren Datenträger gespeichert sind und auf
einem eingebetteten Prozessor ablaufen.
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Strom
wird dem Netzelement 202 aus einer Stromquelle oder mehreren
Stromquellen (PSs) 216 und 218 geliefert. Wenn
beispielsweise die Stromquelle 216 verwendet wird, wird
der Strom in eine stromleitende Einrichtung 220 eingeleitet.
Der Strom wird dann über
eine stromleitende Einrichtung 222 zum Netzelement 202 geleitet.
In einer Ausführungsform übertragen
die stromleitende Einrichtung 220 und die stromleitende
Einrichtung 222 auch Nachrichtenverkehr zu und vom Zugangsnetz 204.
In einer Ausführungsform
umfassen die stromleitende Einrichtung 220 und die stromleitende
Einrichtung 222 jeweils mehrfache Übertragungsleitungen. In anderen
Ausführungsformen
wird der Strom über
eine von der Kommunikationseinrichtung separate Einrichtung bereitgestellt.
In anderen Ausführungsformen
liegt die Stromversorgung im Zugangsnetz 204, wie durch die
Stromversorgung 218 dargestellt ist.
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Im
Betrieb verwaltet der Energieverwalter 206 den Funktionsablauf
des Netzelements 202 auf der Grundlage des mindestens einen
Leistungskriteriums. Der Energieverwalter 206 wählt das
mindestens eine Leistungskriterium aus und liefert es an einen oder
mehrere der Leistungsregler 208, 210 und 211 auf
Grundlage von in der Datenbank 214 hinterlegten Daten,
um den Funktionsablauf des Netzelements 202 anzuleiten.
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In
einer Ausführungsform
legt der Energieverwalter 206 das mindestens eine Leistungskriterium
als Teil einer „durchgängigen" Bereitstellung für einen
Dienst dar, der am Netzelement 202 geleistet wird. Der
Energieverwalter 206 legt das mindestens eine Leistungskriterium
entweder durch explizite oder implizite Auswahl fest. Eine implizite
Auswahl erfolgt dadurch, dass ausgewählte Leistungskriterien oder
ein „Leistungsprofil" mit einer Dienstart
assoziiert wird. Wenn der bereitzustellende Dienst ausgewählt wird,
läuft somit
das Leistungskriterium oder das Leistungsprofil, das mit diesem
Dienst assoziiert ist, automatisch bis zu dem Netzelement durch,
in dem der Dienst bereitgestellt wird. Beispielsweise ist der POTS-Dienst
so aufgebaut, dass er Amtsdienstmerkmale aus einem Standardleistungsprofil übernimmt.
Dieses Leistungsprofil legt zum Beispiel fest, dass der POTS-Dienst
die höchste
Priorität
hat und somit der letzte Dienst ist, der abgeschaltet werden soll,
wenn Strom ab- oder ausfällt.
Wenn eine POTS-Leitung versorgt wird, gibt der Energieverwalter 206 Parameter
für dieses
Leistungsprofil an den geeigneten Leistungsregler 208, 210 und/oder 211 weiter.
Das Leistungsprofil wird jeweils in der dazugehörigen Datenbank gespeichert,
z.B. der/den Datenbank/en 228, 224 und/oder 226.
Alternativ erfolgt eine explizite Versorgung, indem ein Dienst selektiv mit
mindestens einem Leistungskriterium oder Leistungsprofil assoziiert
wird, z.B. über
eine Bedieneroberfläche
des EMS.
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Der
versorgte Leistungsregler, z.B. der Leistungsregler 208, überwacht
den Funktionsablauf des Netzelements 202. Wenn Strom aus-
oder abfällt,
erfasst und berichtet der Leistungsregler 208 den Leistungszustand
und unternimmt alle notwendigen Einstellungen am Funktionsablauf
des Netzelements 202 auf Grundlage der aktuellen Energiezustände. Zum
Beispiel schaltet der Leistungsregler 208 in einer Ausführungsform
Dienste je nach einem Prioritätsschema
ab, bis der geeignete Stromverbrauchspegel erreicht ist. Jedes geeignete
Prioritätsschema lässt sich
verwenden, z.B. ein Prioritätsschema,
das auf der Dienstart, der Portzahl, Dienstgütevereinbarungen, Zufall oder
einem anderen geeigneten Schema beruht. In anderen Ausführungsformen
versetzt der Leistungsregler 208 Bauteile im Netzelement 202 in
eine leistungsarme Betriebsart. Die Verwendung der leistungsarmen
Betriebsart kann auch entsprechend einem Prioritätsschema erfolgen.
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3 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines allgemein
mit 300 angegebenen Systems zur Energieverwaltung in einem
netzgespeisten Netzelement 302 eines Ringnetzes 304. In
einer Ausführungsform
umfasst das Ringnetz 304 ein synchrones optisches Netz
(SONST) oder einen synchronen Digitalhierarchiering (SDH-Ring).
In anderen Ausführungsformen
umfasst das Ringnetz 304 irgendein anderes geeignetes Ringnetz.
Das Netzelement 302 wird auf eine ähnliche Weise verwaltet wie
vorstehend mit Bezug auf die Verwaltung des Netzelements 202 von 2 beschrieben
wurde. In einer Ausführungsform
sind die Netzelement NE2 und NE4 auch netzgespeist und lassen sich
auf eine ähnliche
Weise verwalten wie das Netzelement 302. Darüber hinaus
wird in einer Ausführungsform
die Netzspeisung zu den Netzelementen über ein Übertragungsmittel bereitgestellt,
das sich vom Kommunikationsmittel unterscheidet. Beispielsweise
werden Signale um den Ring des Zugangsnetzes 304 herum unter
Verwendung eines Glasfaserkabels übertragen, wohingegen Strom über einen
Träger
auf Kupferbasis verteilt wird. 4 ist ein
Blockschema einer anderen Ausführungsform
eines allgemein mit 400 angegebenen Systems zur Energieverwaltung
in einem netzgespeisten Netzelement 402 über einen Verstärker 405 in
einem Zugangsnetz 404. In dieser Ausführungsform überträgt der eine Verstärker 405 oder übertragen
die mehreren Verstärker 405 Strom und
Kommunikationssignale zum Netzelement 402 im Zugangsnetz 404.
Das Netzelement 402 wird auf ähnliche Weise verwaltet wie
vorstehend mit Bezug auf die Verwaltung des Netzelements 202 von 2 beschrieben
wurde.
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5 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines allgemein
mit 500 angegebenen Systems zur Energieverwaltung in einem
netzgespeisten Netzelement 502 eines linearen Netzes 504.
Das Netzelement 502 wird auf ähnliche Weise verwaltet wie
das Netzelement 202 von 2. In einer
Ausführungsform
sind Netzelemente NE1, NE2 und NE3 auch netzgespeist und lassen
sich auf ähnliche
Weise verwalten wie das Netzelement 502.
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Gesamtenergieverwaltung
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6 ist
ein Blockschema einer anderen Ausführungsform eines allgemein
mit 600 angegebenen Systems zur Gesamtenergieverwaltung
in mehreren Netzelementen in einem Zugangsnetz 604. Das
Zugangsnetz 604 umfasst mehrere Netzelemente, die durch
die Netzelemente 602 und 603 dargestellt sind.
Die Netzelemente 602 und 603 übertragen Signale zwischen
Teilnehmern und einem Netz, z.B. dem Internet, dem öffentlichen
Telefonwählnetz.
In einer Ausführungsform
stellt das Zugangsnetz 604 Teilnehmern Dienste bereit wie
etwa den digitalen Teilnehmerleitungsdienst (DSL-Dienst) oder den
einfachen altherkömmlichen
Telefondienst (POTS).
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Das
System 600 setzt einen Gesamtenergieverwalter 606 ein,
um den Funktionsablauf mehrerer netzgespeister Netzelemente zu verwalten,
die durch die Netzelemente 602 und 603 dargestellt
sind. Vorteilhafterweise verwaltet das System 600 den Funktionsablauf
der Netzelemente 602 und 603, um auch dann ein
Gesamtenergieverwaltungsschema umzusetzen, wenn die Netzelemente
von verschiedenen Herstellern produziert wurden und von unterschiedlichen
Elementverwaltungssystemen verwaltet werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser
Gesamtenergieverwalter auch dann eine zentralisierte Verwaltung
des Stromverbrauchs mehrerer aus einer gemeinsamen Stromquelle gespeister
Netzelemente in einem Zugangsnetz, wenn dieses verschiedenartige Elementverwaltungssysteme
enthält.
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6 stellt
die Gesamtenergieverwaltung für
netzgespeiste Netzelemente unter Verwendung eines Beispiels mit
zwei netzgespeisten Netzelementen dar, die jeweils von unterschiedlichen
Elementverwaltungssystemen gesteuert werden. Es sollte klar sein,
dass in anderen Ausführungsformen
jede geeignete Anzahl von netzgespeisten Netzelementen und jede
geeignete Anzahl von Elementverwaltungssystemen verwendet werden.
Deshalb ist die Ausführungsform
mit zwei Elementverwaltungssystemen und zwei netzgespeisten Netzelementen
beispielhaft und keineswegs einschränkend wiedergegeben.
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In
der dargestellten Ausführungsform
kommuniziert der Gesamtenergieverwalter 606 mit Energieverwaltern 607 und 609 in
einem Elementverwaltungssystem (EMS) 612 bzw. 613 über eine
geeignete Verwaltungsschnittstelle. Der Gesamtenergieverwalter 606 umfasst
eine Instanzierung einer Gesamtenergieverwaltungsanwendung, die
auf einem Prozessor eines Netzverwaltungssystems (NMS) 614 abläuft. Der
Gesamtenergieverwalter 606 legt Leistungskriterien auf
Grundlage einer Gesamtübersicht über den
Strombedarf des Netzes für
Dienste fest, die in den Netzelementen 602 und 603 ablaufen.
Darüber
hinaus erhält
der Gesamtenergieverwalter 606 Zustands-, Alarm- und andere
Daten aus den Netzelementen 602 und 603. Diese
Leistungskriterien werden, wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben,
implizit oder explizit festgelegt. In einer Ausführungsform werden Leistungsprofile
verwendet, damit die Leistungskriterien als Teil einer durchgängigen Bereitstellung
von Diensten in den Netzelementen 602 und 603 bereitgestellt
werden können.
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Außerdem verwalten
die Energieverwalter 607 und 609 den Funktionsablauf
des Netzelements 602 bzw. 603. Die Energieverwalter 607 und 609 sind Instanzierungen
von Energieverwaltungsanwendungen, die in Prozessoren des Elementverwaltungssystems
(EMS) 612 bzw. 613 ablaufen. In diesem Beispiel
tauscht der Energieverwalter 607 Leistungskriterien mit
einem Leistungsregler 620 aus, um das Netzelement 602 zu
steuern. Darüber
hinaus kommuniziert der Energieverwalter 609 mit dem Leistungsregler 622,
um das Netzelement 603 zu steuern.
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Eine
Stromquelle 608 ist über
eine gemeinsame stromleitende Einrichtung, z.B. Übertragungsleitungen 610 und 611,
an das Netzelement 602 bzw. 603 angeschlossen.
In anderen Ausführungsformen stellt
die Stromversorgung 608 den Netzelementen 602 und 603 Strom über eine
separate Einrichtung bereit.
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Im
Betrieb verwaltet der Gesamtenergieverwalter 606 den Funktionsablauf
der Netzelemente 602 und 603 über die Energieverwalter 607 und 609 und
Leistungsregler 620 und 622 auf Grundlage bereitgestellter
Leistungskriterien. Die Leistungskriterien werden den Leistungsreglern 620 und 622 für Dienste
bereitgestellt, die in den Netzelementen 602 und 603 geleistet
werden. Diese Leistungskriterien werden entweder implizit oder explizit
beschafft. Sobald sie bereitgestellt werden, überwachen die Leistungsregler 620 und 622 ihre
zugeordneten Netzelemente 02 und 603. Wenn Strom aus- oder
abfällt,
verwalten die Leistungsregler 620 und 622 den
Funktionsablauf des Netzelements 602 bzw. 603 entsprechend
den bereitgestellten Leistungskriterien, schalten zum Beispiel Dienste
entsprechend vorgesehener Prioritäten ab, versetzen sie in eine
leistungsarme Betriebsart, oder ergreifen andere geeignete Maßnahmen
aufbauend auf den verfügbaren
Leistungspegeln.