prop · GN0386 · 2000-01-01 00:00:00 — routing Processen att välja nästa väg i nätet för ett datapaket. SDH Synkron Digital Hierarki, teknik för överföring av teletrafik. server Program i ett datorsystem som erbjuder tjänster till program i andra datorer. stadsnät Nät begränsad till stad eller annan ort. stamnät Ett näts huvudstråk som i ett antal noder ansluter sig till accessnät. svart fiber Optisk fiber utan definierad ändutrustning. symmetrisk Symmetrisk kommunikation innebär att kommunikation överföringskapaciteten är lika hög till respektive från användaren. TCP Transmission Control Protocol, protokoll som delar upp data i paket och garanterar felfri överföring. telefoni Teletjänst bestående i överföring av tal och som medger överföring av telefaxmeddelanden samt datakommunikation via låghastighetsmodem. telefonnät Nät för förmedling av tjänsten telefoni. telenät Anläggning avsedd för förmedling av telemeddelande (inkluderar data m.m.). TNC Teknisk nomenklaturcentralen transmissionsnät Nät i vilket telefoni och data överförs. UDP User Datagram Protocol. , tredje generationens system för mobil kommunikation. Obligation, ung. krav på samhällsomfattande tjänster. WCDMA Wideband Code Division Multiple Access, radiokodningsteknik som kommer att användas för UMTS. WDM Wavelengt Division Multiplexing, teknik för att överföra flera signaler över en optisk fiber. webb Se www. WPIE The Working Party on the Information Economy, en arbetsgrupp inom www World , funktion på Internet eller på ett intranät som medger att man enkelt kan hämta sammanlänkad information i form av text, bild och ljud. xDSL x , där x kan bytas ut mot A (Asymmetric), H (High data rate), S (line), eller V (high data rate). Begreppet xDSL är en definition på en teknik som används för ett modem (modempar). Generellt för alla xDSL-modem är att de som bärare av signalen kan använda tvinnad koppartråd för datatrafik med hög överföringskapacitet. Tekniska begrepp inom IT-infrastrukturområdet Syftet med denna bilaga är att ge en orientering om den pågående IT- utvecklingen och då speciellt inom kommunikationsområdet. Inledningsvis behandlas den successiva sammansmältningen konver- gensen som sker mellan områdena tele-, data- och massmedie- kommunikation. Detta kan sägas vara grunden till att nya kommunikationsmöjligheter uppstår, vilket leder till ett ökat behov av digital kommunikation med högre kapacitet än vad de tekniklösningar medger som varit allmänt tillgängliga. I denna bilaga har förenklingar gjorts i betydelsen att t.ex. alla varianter av olika tekniska lösningar inte har beskrivits. Ett sådan exempel är standarden för lokala nät (), Ethernet, vilken omfattar ett flertal delstandarder, vilka således inte behandlas här. Konvergens mellan tele och data Teknikutvecklingen på IT-området innebär att skillnaderna mellan olika former av tele-, data- och multimediekommunikation blir allt otydligare. Detta brukar beskrivas som att det sker en konvergens mellan områdena (sammansmältning). Det är i huvudsak tre faktorer som utgör grunden för den tekniska utvecklingen mot konvergens. Den första är utvecklingen av digital teknik, vilket medför att all typ av information kan representeras på samma sätt (som ettor och nollor) oavsett om det handlar om text, ljud (t.ex. tal, musik) eller bild (t.ex. stillbilder, rörliga bilder). Den andra är utvecklingen av tekniken för kodning och kompression av digital information. Detta leder till bättre kapacitetsutnyttjande i olika IT-infrastrukturer samt att infrastrukturer som tidigare endast kunde förmedla enkla tjänster utvecklas till att kunna förmedla mer kapacitetskrävande tjänster. Den tredje faktorn gäller vad som brukar kallas för interoperabilitet (samverkan) och innebär bl.a. att IT-infrastrukturer som varit åtskilda kan integreras i gemensamma distributionssystem. Det är främst utvecklingen och användningen av de kommunikationsprotokoll som konstruerats för Internet som ska tillskrivas denna del av utvecklingen. Digital teknik Överföring av information kan ske analogt eller digitalt. Vid analog överföring av ett telefonsamtal varierar signalen beroende på vad som överförs, t.ex. med tonhöjd och annat hos den som talar. Vid en digital sändning däremot tas ett stort antal mätvärden (s.k. samples) med fastställda tidsintervall på den analoga signalen, t.ex. talet. Dessa mätvärden omvandlas sedan till digitala signaler, dvs. vad som kan beskrivas som en följd av ettor och nollor. Varje sådan etta eller nolla kallas en bit och signalen kan ses som en serie av sådana bitar. Fördelen med en digital signal är att den bl.a. är tåligare mot störningar och brus än en analog signal. Vidare kan en digital signal komprimeras vilket gör att befintlig infrastrukturs kapacitet utnyttjas bättre. Avgörande betydelse för konvergensutvecklingen är att all typ av information, oavsett om det handlar om text, ljud, stillbilder eller rörliga bilder, kan representeras på samma sätt, dvs. digitalt, och förmedlas som en bitström. Detta är en grundläggande förutsättning för att förmedla och kombinera olika typer av information genom IT-infrastrukturer som varit utvecklade och avgränsade för en viss typ av tjänster. Kodning och kompression Även om olika typer av information genom digitaliseringen kan representeras på samma sätt, dvs. som en bitström, har olika typer av kommunikationsnät olika förutsättningar (kapacitet) att förmedla informationen. Genom att den information som ska överföras kodas och komprimeras ökas kapaciteten i befintliga IT-infrastrukturer avsevärt, den möjliga mängden transporterad information ökar. Här spelar MPEG- standarderna en mycket viktig roll. Utvecklingen av olika tekniker för kodning och kompression gör att tjänster som tidigare bara kunde levereras via nät med mycket hög kapacitet nu i allt högre grad också kan överföras i nät som har lägre kapacitet. Det finns ett flertal metoder och standarder för komprimering av ljud (t.ex. musik), bild respektive video. Kommunikationsprotokoll Ett kommunikationsprotokoll kan sägas vara en uppsättning regler för kommunikationen mellan olika enheter i ett kommunikationsnät och där de kommunicerande parterna måste följa samma regler. Dessa regler gäller felövervakning, sekvenskontroll, start- och avslutningsprocedurer, adressering, m.m. Ju fler nättekniker eller tjänster som kan utnyttja samma protokoll, desto större är möjligheterna till konvergens. En viktig faktor bakom Internets genomslagskraft är att den protokolluppsättning som används, Internet Protocol (IP), är standardiserad och att den fått en spridning till i stort sett alla dator- miljöer över hela världen. Internet, liksom andra nät som använder IP- protokollen, kan användas för överföring av text, ljud (tal, musik), stillbilder och rörliga bilder. IP-protokollen kommer i allt större utsträckning också att användas för nya tillämpningsområden som styr- och övervakningsfunktioner. finns det således möjlighet att skapa kommunikation med allt; bilar, hushållsapparater, värme- och reglersystem, varuautomater m.m. Protokolluppsättningen för IP vidare- utvecklas kontinuerligt av Internet Task Force (IETF) vilket möjliggör nya användningsområden. Bandbredd Bandbredd är ett mått på kapaciteten i kommunikationsnät. Uttrycket bandbredd kommer från radioområdet och anger då vidden på det frekvensutrymme som finns till förfogande för att överföra information (skillnaden mellan den högsta och den lägsta frekvensen) och anges i enheten Hz (: perioder ). Inom datakommunikationsområdet används nu begreppet bandbredd för att ange ett näts kapacitet i antal överförda bit (bit/s). Bit/s är en liten enhet och behöver ofta förstavelser för att indikera en högre storleksordning, vanligen används följande: kbit/s kilobit : 1 000 bit/s Mbit/s megabit : 1 000 000 bit/s Gbit/s gigabit : 1 000 000 000 bit/s Bredband Vad som skall betecknas som bredband, dvs. ett nät som har en hög överföringskapacitet har dels varierat över tiden, dels varierar med olika personers, företags eller operatörers uppfattning vad som är högt. har det funnits stamnät (nätets huvudledningar) med hög kapacitet på nivån transmissionsnät (se nedan avsnittet om nätnivåer) där multiplexering, dvs. samman- slagning av flera överföringar på samma förbindelse, sker av olika samtal. finns även accesstjänster för att nå Internet för hushåll och privatpersoner som har en betydligt högre kapacitet än vad som erhålls via telefonnätet och uppringd modemanslutning. I betänkande (SOU 1999:85) angavs som bredbandsanslutning nät med kapaciteten lika med eller större än /s i båda riktningarna, dvs. både till och från slutanvändaren Bandbreddsbehov för olika tjänster Undre gräns Övre gräns 10 kbit/s 100 kbit/s För det vanliga telefoninätet används 64 kbit/s; vid GSM 10 13 kbit/s för tal beroende på kodningsteknik (av totalt 33,8 kbit/s). Radioprogram och musik. 80 kbit/s /s Vid DAB (digital rundradio) ryms 4 6 samtidiga radiokanaler per frekvenskanal som är /s . 64 kbit/s /s /s /s TV och högupplösande TV (HDTV). 200 kbit/s /s För det markbundna nätet för digital-TV används per kanal normalt 5 /s. Telefonnät och Internet Det allmänna telefonnätet och Internet är båda världsomspännande nät. Telefonnätet är optimerat och används i huvudsak för en tillämpning, för telefoni. Internet kan utnyttjas för ett flertal tillämpningar som kan om- fatta text, ljud (t.ex. tal och musik), bild (t.ex. stillbilder, rörliga bilder). Telefonnätet Telefonnätet är ett kretskopplat nät som använder telefonväxlar för uppkopplingen mellan den uppringande och svarande användaren. Uppkopplingen garanterar alltid den bandbredd (kapacitet) som krävs för tal och som för det vanliga telefonnätet är 64 kbit/s. I ett kretskopplat nät förekommer ingen konkurrerande trafik på den uppkopplade talkanalen. Således garanteras samma kapacitet . Unika telefonnummer används för att identifiera slutanvändare. Internet Ett internet kan tekniskt sett betraktas som en samling datornät som är sammankopplade och fungerar som ett enda stort virtuellt nät. Det finns flera sådana nät. Ett av dessa kallas Internet. De olika nät som sammantaget utgör Internet ägs och förvaltas av olika organisationer. Internet är ett paketförmedlande nät som använder IP-protokollet (Internet Protocol) för förmedlingen. Det innebär att den information som skall sändas delas upp i ett antal datapaket. Noder i nätet (routrar) avgör vid varje förgreningspunkt vägvalet för ett paket, baserat på ett antal olika kriterier. Routrarna är sammankopplade med varandra och förbindelserna mellan dom kan ha olika kapacitet och varierande belastning, dvs. det är inte möjligt att förutsäga hur stor bandbredd som finns tillgänglig för respektive användare. Detta innebär i sin tur att man inte vet när ett datapaket kommer fram. Unika IP-adresser för datorsystem och logiska portnummer inom datorsystemet används för adressering. För att Internet ska fungera finns ett antal stödsystem. De viktigaste stödsystemen är det logiska vägvalssystemet (routingsystemet) och domännamnssystemet (DNS, ). Ändamålet med routingsystemet är att finna bästa trafikväg till en viss destination i nätet. Detta sker genom att routrarna signalerar till varandra vilka andra destinationer de känner till. Routinginformationen skickas i nätet via routingprotokoll på samma sätt som all annan trafik, dvs. I finns ett flertal Internetoperatörer där varje operatör har sitt eget IP-baserade nät. Trafikutväxling mellan operatörerna för att möjliggöra kommunikation alla till alla sker via knutpunkt i eller i . Dessutom förekommer ett bilateralt trafik- utbyte mellan vissa operatörers IP-nät. Access till Internet För en enskild användare (t.ex. från bostaden) eller för företag och motsvarande sker anslutningen till Internet via en operatör. Det finns två grundsätt för att ansluta sig till Internet, uppringt och fast. Fast anslutning sker vanligen via en hyrd fast förbindelse från användarens dator eller, oftare, hela lokala nät vid ett företag. Detta innebär att användaren är uppkopplad och när som helst kan nå Internet och att andra anslutna till Internet kan nå användaren. Vid uppringd anslutning är den enskilda användaren temporärt inkopplad till Internet. används telefonen och modem för denna typ av anslutning. har dock ett flertal nya accessformer börjat användas. Vid samtliga accessformer gäller att anslutningen till en operatörs Internettjänst (nät) delas av flera användare. Anslutningen kan ske med olika kapacitet som varierar från fall till fall. Prestanda som en användare i praktiken erhåller vid kommunikation via Internet är beroende på ett flertal faktorer, bl.a. på följande: anslutningskapaciteten, antalet samtidiga användare, belastningen i operatörens stamnät, prestanda och belastning på den dator (exempelvis webbserver) varifrån man exempelvis skall hämta information. Nättopologier och nättyper Med ett näts topologi avses vanligen det geometriska utseendet, formen och läget av nätets kablar (kabelförläggningen), noder och övriga enheter respektive vid trådlös radiokommunikation placeringen av och antenner. Nättopologin har ringa betydelse för användaren, men är viktig för dem som anskaffar, installerar och underhåller näten samt för nätets kapacitet och utvecklingspotential. Nät kan t.ex. indelas i fastighetsnät, områdesnät (t.ex. inom ett bostadsområde), stads- och kommunnät, regionala nät och rikstäckande nät. En annan indelning är accessnät och stamnät (ibland används också stomnät). Dessa indelningar utgår från nätets placering relativt användaren och kan ha olika topologier. Någon helt entydig indelning och uppfattning existerar inte, speciellt gäller det vad ett accessnät omfattar, dvs. det nät som användaren utnyttjar för att nå ett annat nät. Med stamnät avses vanligen ett näts huvudledningar. Redundanta förbindelser För att kunna upprätthålla en kommunikation med hög tillgänglighet och driftsäkerhet behöver nätet ha en genomtänkt topologi. En god topologi löser vissa säkerhetsproblem och kan göra andra lättare att åtgärda. Överallt i nätet, både på stamnätsnivån och regionnätsnivån måste det alltså finnas redundans och alternativa framdragningsvägar. Orsaken till det är att kablar kan grävas av, kan förstöras vid hård väderlek. Den fysiska överföringen måste vara säker (i nät, kopplingspunkter och annan utrustning) så att den fungerar i enlighet med ställda krav. Det är viktigt med en topologi som ger möjlighet till många olika reservförbindelser eller att dubblerade förbindelser utnyttjas som har olika framdragningsvägar. Speciellt viktigt är detta om ett stort antal användare skulle drabbas av längre trafikbortfall. Nätnivåer Det är inte helt lätt att på ett enkelt och enhetligt sätt beskriva hur flera olika nätnivåer förhåller sig till varandra vid digital kommunikation mellan två parter (användare i bred bemärkelse). Det hela försvåras av att det råder olika uppfattningar om vad ett nät omfattar. De olika nät- nivåerna förekommer i alla typer av nät. För att förklara principen med de olika nivåerna och hur de förhåller sig till varandra används här IP (Internet Protocol), som exempel bl.a. beroende på att IP används för Internet. De olika nivåerna är: 1. Tillämpningsnivån På denna nivå finns användarens utrustning med bl.a. tillämpnings- program och data (filer, databaser) samt nödvändig programvara (protokoll) och anslutningar för kommunikation. På denna nivå används ett antal olika protokoll beroende på typ av tillämpning, exempelvis för e-post respektive för webbtrafik. IP-nivån På sker bl.a. vägval i nätet (växling) utgående från datapaketens IP-adresser. IP-protokollet finns installerat i de utrustningar som ska kommunicera med varandra, likaså i de mellanliggande utrustningarna som förmedlar trafiken mellan ändpunkterna. IP-protokollet kan sägas utgöra gränssnittet mellan tillämpningen och det underliggande transmissionsnätet. När en användare abonnerar på den grundläggande Internettjänsten är det denna nätnivå som avses, dvs. användarens utrustning erhåller data i form av paket (som kan innehålla text, bild, ljud) respektive kan sända sådana datapaket. Transmissionsnivån På transmissionsnivån (transmissionsnätet) sker bl.a. multiplexering. Ett antal tekniker används nu för transmission, exempelvis SDH (Synkron Digital Hierarki). En annan teknisk lösning som har börjat användas är att IP-nivån direkt utnyttjas över en fiberoptisk förbindelse, IP över fiber . Detta innebär att utrustningen för även utför funktioner som vanligen utförs på transmissionsnivån. På en fiberoptisk förbindelse kan även s.k. våglängdsmultiplexering utnyttjas, vilket betyder att flera signaler (dataströmmar) överförs i en enskild fiber genom att skicka signaler i olika våglängder. Kabel- och antennivån (ledningsnivån) Med kabel avses här det passiva kabelnätet respektive den passiva antennen och luftrummet för trådlös radiokommunikation. Det finns ett antal olika typer av kablar, exempelvis sådan som består av kopparledning eller av optisk fiber. I samband med fiberoptisk kabel talar man om svart fiber , dvs. en kabel utan transmissionsutrustning. Kanalisationsnivån Kanalisationen utgörs av den fysiska utrustning som rymmer kablar och radioutrustning, t.ex. plaströr för att skydda kabeln eller radiomaster för antennmontering. Figur Hur de olika nivåerna förhåller sig till varandra (Källa: SOU 1999:85) Nättyper och accessmetoder att nå Internet A. Trådbunden kommunikation 1. Kopparkabel för telefoni I princip alla hushåll och företag i har kopparkabel (tvinnad parkabel) installerad för analog telefoni. Till denna telefon- ledning kan kopplas modem på maximalt 56 kbit/s vilket exempelvis möjliggör Internetanslutning via operatör. Två utvecklingar baserad på tvinnad parkabel är dominerande: ISDN-anslutning () innebär att överföringen blir digital. Man kan därmed öka kapaciteten. Ett vanligt abonnemang kan omfatta två kanaler med vardera 64 kbit/s, tillsammans 128 kbit/s. Anslutning till Internet sker vanligen via en operatörs ISDN- pool och det brukar kunna ske till lokal taxa för telefoni. ISDN är inte tillgängligt i hela och där det är tillgängligt varierar avgifterna kraftigt (engångs- och kvartalsavgift). ADSL () är en teknik som gör det möjligt att använda den befintliga telefonanslutningen för överföring av data med hög kapacitet. Överföringskapaciteten är asymmetrisk. Det innebär att kapaciteten i nedåtriktningen (i riktning till slutanvändaren) kan vara /s, i praktiken bl.a. beroende på avståndet till telestationen och kvalitén på telefonförbindelsen dock inte mer än 2 /s. I riktning från användaren är gränsen 150 kbit/s. Uppkopplingen är fast. ADSL-tekniken kräver ett speciellt modem på ömse sidor av förbindelsen och att telefonstationen uppgraderas samt att nät med hög kapacitet finns tillgängliga i stationen. Denna uppgradering kommer att utföras av men kommer först och främst att ske i tätorter. På några större orter i har haft en provtjänst med ADSL (Flexicom) som har en volymbaserad taxa (per megabyte överförda data). planerar successivt att införa en ADSL-tjänst med en engångsavgift och en fast månadskostnad oberoende av utnyttjandet. Beroende på belastningen på Telias nät anges bandbredden till 512 kbit/s av tiden. Koaxialkabel och kabel-TV Koaxialkabel är mycket vanligt i företag som bärare av trafik för datakommunikation inom respektive byggnad, dvs. för lokala nät () I många hyreshus och bostadsområden finns lokala nät av koaxialkabel dragna för att förse hushåll med TV. Dess överföringskapacitet är dock större än över vanlig telefontråd. Förekomsten av kabel TV system med tvåvägskommunikation bli alltmer utbredd genom ombyggnad av befintliga system. Med vissa förändringar i utrustningen kan överförings- kapaciteten t.ex. bli /s till användaren och /s från användaren. Den överföringsteknik som används är Ethernet vilken är mycket vanlig i organisationers lokala nät. Vid kabel-TV måste användaren dock i vissa fall dela tillgänglig kapacitet med andra användare anslutna till samma kabelsegment. I praktiken är kapaciteten lägre än vad som anges ovan. Vanligen garanterar kabel-TV-operatören en viss kapacitet per hushåll, t.ex. 512 kbit/s till användaren. Kommunikationen är asymmetrisk. Ingen tids-eller volymbaserad taxa tillämpas. Tillgången är begränsad utanför tätorter. Fastighetsnät med kategori 5 kabel (kopparkabel) Fastighetsnät eller liknande för datakommunikation är ofta baserade på kategori 5 kabel . Som överföringsteknik används vanligen Ethernet. Symmetrisk kommunikation kan erhålls med hög kapacitet, vanligen /s eller högre. Ny kabel och utrustning måste installeras i bostadshus, villaområden eller liknande. Fiberoptisk kabel I är de flesta stamnäten och moderna stadsnäten uppbyggda med fiberoptiska kablar. En fiberkabel omfattar ett antal optiska fiber, exempelvis 48 par, dvs. Jämfört med kopparbaserade förbindelser har den optiska fibern en låg signaldämpning. Fiber är det medium som har den största potentialen vad gäller överföringskapacitet. Genom att uppgradera eller byta ut ändutrustning kan överförings- kapaciteten på befintlig fiber ökas. Med dagens teknikutveckling kan kapaciteten tredubblas på samma fiberkabel . Ett sätt att göra detta på är med s.k. våglängdsmultiplexering, WDM (Wavelength Division Multiplexing). Detta innebär att flera signaler kan överföras per fiber och på så sätt ökas överföringskapaciteten ytterligare. Optisk fiber i fastighetsnät har ännu inte nått slutanvändaren i någon större utsträckning än bl.a. beroende på att kostnaden för anslutnings- utrustningen på användarsidan är för hög. Det finns dock bostadsbolag som av miljöskäl väljer att installera fastighetsnät baserat på fiberoptik i stället för kategori 5 kabel. Elnät Elnätet är, på samma sätt som kopparkabeln för telenätet, kopplat till nästan alla hushåll och företag i . Detta gör elnätet till ett tänkbart alternativt accessnät. Flera svenska aktörer testar på olika sätt elnätet för datakommunikation. Systemen brottas med problem bl.a. störningar från övrig utrustning i huset och de begränsningar som själva eldistributionen bär med sig. B. Trådlös kommunikation Jämfört med kommunikation via fiberkabel erbjuder radiobaserade förbindelser normalt sett betydligt lägre bandbredd. Orsaken till det är inte att det saknas frekvenser med tillräckligt stor bandbredd. I en kabel finns tillgång till hela bandbredden medan en signal i luften skall samexistera med andra signaler. Det går dock att uppnå hög kapacitet med radiolänk, t.ex. LMDS (se nedan). Den grundläggande enheten i ett cellulärt nät, t.ex. för GSM, är en radiostation (basstation). Kommunikationen mellan en mobiltelefon och en basstation sker med radiovågor och den exakta gränsen för cellens räckvidd är beroende på atmosfäriska förhållanden och telefonens signalstyrka. Ofta har en basstation större räckvidd än den mobila telefonen vilket gör att räckvidden kan begränsas av telefonen. Det är bara mellan telefonen och närmaste basstation som signalen sänds med radiovågor. Förutom de nedan redovisade accessformerna finns det även andra tekniska lösningar som bygger på trådlös radiokommunikation som kan användas för access till Internet. for Mobile transmission (GSM) GSM är den digitala standarden för mobila teletjänster upp till 9,6 kbit/s och ger möjlighet att skicka korta textmeddelanden. GSM används nu parallellt med NMT, den analoga tekniken. Vid mobil kommunikation av typen GSM delar användarna som be- finner sig i samma cell (område som täcks av en sändare och mottagare) på den tillgängliga kapaciteten (bandbredd). Utvecklingen av GSM vad gäller datatjänster omfattar ett antal olika steg. GSM klarar nu dataöverföring på upp till ca. 14,4 kbit/s. Det pågår en utveckling i flera steg för att höja överföringskapaciteten. Med användning av kretskopplad teknik (HSCSD, ) uppnås maximalt 28,8 64 kbit/s och med paketförmedlingsteknik (, GPRS) uppnås teoretiskt maximalt 56 115 kbit/s.