sou · GNB385d2 · 2000-01-01 00:00:00 — Något om tekniken 161 7 Något om tekniken 7.1 Infrastrukturens olika nivåer Infrastruktur är ett omfattande begrepp, som dessutom är relativt, dvs. infrastrukturen är det som befinner sig under eller bakom vad som upp- fattas som leverantören av en tjänst eller produkt. Om man i ett stort nät av sammankopplade datorer betraktar datorn som tjänsteleverantör och allt annat som infrastruktur, kommer bl.a. följande komponenter inne- fattas i infrastrukturen: -kanalisation104 och , -ledningar och antenner, -utrustning på ledningar och men också -varierande delar av gemensamma procedurer och regelsystem. Problemet kompliceras av att det inte är givet vilka delar av infrastruk- turen som skall ligga i datorn och vilka som ligger utanför, eftersom de valda tekniska lösningarna kan variera på denna punkt. Huvudämnet för denna utredning är den infrastruktur som ger möjlighet till bredbandig överföringskapacitet. Ett näraliggande begrepp är nät. Detta är mångtydigt i vanligt språk- bruk. Det avser ömsom enbart ett system av sammankopplade ledningar (vid trådburen kommunikation), ömsom ledning inklusive teknisk utrustning av olika slag som möjliggör kommunikation. I texten talas ibland om infrastruktur som ett allmänt begrepp, ibland om nät, ibland med den betydelse som inkluderar även utrustningen, ibland avseende enbart ledningen. När det är viktigt att precisera innebörden till att enbart avse ledningen, vanligen kabeln, används ordet ledning. Den avser den oförädlade ledningen, s.k. svart fiber eller rå koppar, dvs. ledning utan någon påkopplad utrustning. Detta gäller överföring med tråd (av koppar, fiber etc.). När det gäller trådlös överföring motsvaras ledning av antennen. används i texten, för korthetens skull, det lite oegentliga be- greppet bredbandsledning. I verkligheten är ingen ledning vare sig av 104 T.ex. rör i marken som kan rymma flera kablar. 162 Något om tekniken bredbands- eller smalbandskaraktär, utan det är först när utrustningen kopplas på som kapaciteten bestäms. För att konkretisera nätstrukturen skall här en nivåindelning föreslås. Nivåindelningen kommer att återkomma vid diskussionen längre fram om kostnads- och ansvarsfördelningen mellan slutanvändare, opera- törsmarknadens aktörer och nätägare. Det är inte helt lätt att på ett en- kelt och enhetligt sätt beskriva hur flera olika nätnivåer förhåller sig till varandra vid elektronisk kommunikation mellan två parter (användare i bred bemärkelse). Det hela försvåras av att det i litteraturen förekommer olika benämningar för de olika nivåerna och att personer har olika uppfattarningar om vad ett nät och vad en infrastruktur omfattar. För att förklara principen med de olika nivåerna och hur de förhåller sig till varandra – med syftet att förstå vad som behandlas i denna rap- port – används här ett exempel. För exemplet förutsätts att IP-arkitektu- ren utnyttjas bl.a. beroende på att Internet bygger på denna arkitektur (vad IP-arkitekturen omfattar förklaras i Bilaga 10). IP, som står för Internet Protocol, har valts då bedömningen är att det är den kommuni- kationsarkitektur som kommer att vara grunden för olika typer av elek- tronisk kommunikation som kan överblickas. Det bör dock påpekas att utredningens förslag inte begränsas till att IP-arkitekturen utnyttjas. De olika nivåerna är: På denna nivå finns användarens utrustning med bl.a. tillämpningspro- gram och data samt nödvändig programvara (eller protokoll, dvs. regler för kommunikationen) och anslutningar för kommunikation. Denna nivå består i sin tur av flera nivåer där olika protokoll bl.a. utnyttjas beroende på typ av tillämpning (exempelvis för e-post och webb). Dessa delnivåer behandlas inte i detta avsnitt. Infrastrukturen för slutanvändaren kan sägas utgöras av den underlig- gande IP-nivån (IP-nät), vilken exempelvis kan erhållas som tjänst från operatör eller utgöras av företaget interna nät (intranät). Något om tekniken 163 IP-protokollet finns installerat i de utrustningar som ska kommuni- cera med varandra, likaså i de mellanliggande utrustningarna som för- medlar trafiken mellan ändpunkterna. IP-protokollet kan sägas utgöra gränssnittet mellan tillämpningen och det underliggande transmis- sionsnätet. Infrastrukturen för IP-nätet utgörs av transmissionsnät (som även ibland kallas för bärarnät eller transportnät), som i många fall kan erhållas som en tjänst (nätkapacitet) från en operatör. I vissa fall omfattas infrastrukturen för IP-nät även av ledningsnivån. På transmissionsnivån sker bl.a. multiplexering, dvs. överföringska- paciteten delas mellan olika kommunicerande parter (mellan olika samtal). Ett antal olika tekniker används nu för transmission, exem- pelvis Ethernet, SDH och ATM. En annan teknisk princip är att IP-ni- vån direkt utnyttjas över en fiberoptisk förbindelse, IP över fibern, vilket betyder att utrustningen för även utför funktioner som vanligen utförs på transmissionsnivån. På fiberoptisk kabel kan även s.k. våglängdsmultiplexering utnyttjas. Det bör här påpekas att utredningens förslag inte anger eller begränsar vilken typ av teknik som skall användas för transmissionsnät. Infrastrukturen för transmissionsnivån är ledningsnivån. I vissa fall kan en operatör eller ett företag som tjänst hyra oförädlad ledning från annan operatör. I samband med fiberoptisk kabel kallas det att man hyr svart fiber. Med ledning avses här det passiva nät som inte bara utgörs av en fy- sisk ledning (förbindelsen) utan det kan också vara en trådlös radioför- bindelse. Antenner omfattas därför här av begreppet ledning. Det finns ett antal olika typer av ledningar (kablar), exempelvis sådan som är ba- serad på koppartråd eller optisk fiber. Infrastrukturen för ledningsnivån kan utgöras av kanalisation exempelvis i form av rör och . 164 Något om tekniken Figur Hur de olika IT-infrastrukturnivåerna förhåller sig till varandra 7.2 Vad är bredband? Begreppet bredband används i denna utredning i en speciell mening vilken måste definieras. I 1997 används bredband (broadband) för kommunikation vid hög hastighet med höga kapaci- tetskrav. För att definiera bredbandskapacitet mer precist i utrednings- arbetet har vi valt verklig överföringskapacitet på minst /s105 i en ledning (trådburet) eller bärvåg (trådlöst), i båda riktningarna. Obser- vera att även andra gränser förekommer i debatten. , Mbit/s, motsvarar /s eller kbit/s, två vanliga mått när man talar om överföringskapacitet i en ledning. Något om tekniken 165 avses kapaciteten i accessnätet, dvs. den del av nätet som är närmast användaren. Observera att detta inte säger något närmare om vilken speciell teknik som används. Att definiera bredbandsbegreppet har dock stor betydelse för att alla ska tala om samma sak. I regeringens skrivelse 1997/98:19 beskrevs att Telias satsning på ADSL skulle komma att innebära att två miljoner abonnenter kan erbjudas bredbandskommunikation. Men ADSL ger bredbandskapacitet, med vår definition, bara i ena riktningen (under vissa förhållanden), dvs. i riktning mot användaren, och betydligt mindre i andra riktningen. Definitionen har därför samband med en av de centrala bedömningsfrågorna i denna utredning. När vi talar om bredbandsteknik är det lite oegentligt, eftersom ledning i sig inte har någon kapacitet, utan får denna först när man applicerar utrustning. Vad kan bredband användas till? När bandbredden, särskilt i accessnätet, ökar, förbättras tillämpning- arna. Enligt en utvärdering i DUKOM:s106 betänkande (1998) stördes distansutbildningen ibland av avbrott och av dålig bild- och ljudkvalitet på grund av att kommunikationsnäten inte hade tillräcklig kapacitet för överföring av rörlig bild och ljud. Jämförelser gjordes mellan vanliga videokonferenser å ena sidan och bildkonferenser med direktkommunikation och högre överföringskapacitet å andra sidan. Slutsatsen var att de senare medgav helt andra handledningsmöjlighe- ter. Man känner entusiasmen i följande kommentar från en lärare: Äntligen, äntligen fungerade Video-On-Demand! Efter blod, svett och tårar lyckades vi få ljud och bild att fungera . ... Fortfa- rande finns det saker som kan bli bättre, t.ex. ljudet, där man störs av att alltid få orden man säger upprepade . En större och flimmerfri bild vore också en bra förbättring. Men i ljuset av dagens händelse är dessa små fläckar samt annat strul som hänt som en snöflinga i universum.... Slutet gott allting gott. (Sid 80) Allt fler hushåll och företag kommer med all sannolikhet efter hand att efterfråga olika typer av överföring av rörliga bilder med god kvalitet, möjlighet att snabbt skicka och ta emot omfattande dokument samt nät- kapacitet som klarar att flera tjänster utnyttjas på nätet, dvs. ökade krav på kapacitet. Skolorna ställer redan ökande krav på kapaci- tet. 106 SOU 1998:84, sid 58. 166 Något om tekniken En konsult107 har på vårt uppdrag analyserat effekter av bredband på företagsamheten. Rapporten beskriver bl.a. ett antal tillämpningars be- hov av bredband i accessnätet. Det påpekas att e-post och fax sannolikt inte kommer att påverkas av ökad bandbredd, dagens kapacitet är fullt tillräcklig. Mer avancerade tjänster, t.ex. överföring av video- och ljud- filer över Internet, kan dra nytta av ökad kapacitet. Möjligheter finns att t.ex. den lokala videouthyraren får konkurrens av digital videouthyrning. Möjligen kan en marknad för privat producerade filmer och musik uppstå. Elektronisk handel kan fungera mycket bra med dagens ut- rustning, främst vid försäljning av standardiserade varor, t.ex. cd-skivor och böcker. Efterhand som kunden kan få allt bättre uppfattning om pro- dukten kommer fler och fler varukategorier att handlas via webbplatsen. är många kunder nöjda med att handla mat över Internet. Ingen av dessa tjänster, med undantag av överföring av videofilmer, har behov av speciellt stor bandbredd. Bilden blir annorlunda när man också tar med de nya tekniker som kan komma. IP-telefoni kan bli en viktig tjänst och resultera i omfattande förändringar inom telefonibranschen och kraftigt ökat behov av bandbredd på grund av belastning. Videokonferenser mellan företag eller mellan privatpersoner kommer sannolikt att växa kraftigt (av samma skäl som mobiltelefonin har växt kraftigt) bara tekniken blir tillräckligt enkel att använda. Företag kommer att mötas både internt och med kunder oftare än . Speciellt viktigt kan videokonferenser komma att bli i de företag som satsar på distansarbete. Många arbetsresor skulle kunna sparas in om bara en del av alla möten kunde genomföras digitalt istället. erbjuder företag möjligheter att lagra säkerhetskopior av filer på servrar på Internet. finns stora möjligheter att mer och mer av datorhanteringen centraliseras och att den enskilde, antingen hemma eller på jobbet, i princip bara har en bildskärm (eller varför inte ett par glasögon) och ett tangentbord. Vi har då chans att få de stabila, enkla, billiga och flexibla datorer som många efterfrågar. Kraven på bandbredd kommer då att bli mycket omfattande. VR, virtuell verklighet (virtual reality), ställer mycket stora krav på beräkningskapacitet och datalagring. Genom att centralisera datakraften och bara distribuera bilder, ljud och användarens input kan VR göras tillgängligt i många fler sammanhang. VR förutsätter stor bandbredd. Kraven på datakommunikation kommer att bli mycket stora. VR har många spännande tillämpningar, visning av hus, både existerande och planerade, utbildning och träning, möten och arbete. Ännu har vi bara sett början av utvecklingen. 107 Per konsultrapport, se /it/infrastruktur.htm Något om tekniken 167 En av de begränsande faktorerna i de funktionshindrades datoran- vändning utgörs av kapaciteten i påfarterna ut på de elektroniska motor- vägarna, dvs. kapaciteten på accessförbindelserna till Internet utgör en begränsning. Det finns en stor, men ändå begränsad mängd saker som går att göra med ett 28.8 kbit/s-modem, och de begränsningarna blir inte mycket mindre ens med ISDN (128 kbit/s i basutförande). Mycket energi går åt till att hitta på sluga kodningsalgoritmer för hur man skall kunna komprimera ihop en videosignal så att den går att ta hem över ett modem. Ökad bandbredd anses därför av många som något mycket önskvärt för funktionshindrade. Alla som suttit vid en dator som varit ansluten till Internet med ett modem, vet att den uppkopplingshastighet modemet påstår att det har mot leverantören, sällan motsvarar den faktiska nedladdningshastigheten. är det en fråga om bekvämlighet, det är irriterande att sitta och vänta på något man håller på att ladda hem, särskilt när det är stora saker, t.ex. grafiskt material, eller när det är realtidsapplikationer av typen direktuppspelat (streaming) ljud eller video. Det finns numera applikationer som klarar att ladda ner direktuppspelat ljud och i vissa fall video, med en kvalitet som kan sägas vara acceptabel om man inte har några större krav. Men andra tillämpningar kräver högre kapacitet. S.k. Virtual Reality, VR, är något mycket speciellt för rörelsehindrade genom att de att i den virtuella världen kan göra sådant som de inte kan i den fysiska. Ett exempel: En man som använder elektrisk rullstol för sin förflytt- ning ringer till en researrangör och vill beställa en resa till . Han berättar att han sitter i rullstol och frågar om det finns några handi- kappanpassade rum. Man svarar honom att det finns ett rum på hotell X, på bottenvåningen, där det går bra att komma in med rullstol. Han beställer resan och när han kommer dit upptäcker han att rummet visser- ligen ligger på bottenvåningen men att det finns en hög kant för att ta sig in på området. Med VR-tekniken installerad och det aktuella resmålet avbildat i datorn hade han kunnat följa sin väg på skärmen och upptäcka var hindren fanns, före resan. I kapitel 12 behandlas frågan om bredband för funktionshindrade mer utförligt. 168 Något om tekniken 7.3 Teknikläget 1999 jämfört med För att illustrera vad som hänt utgår vi från en kartlägg- ning och bedömning som gjorde 1995108 och som användes som underlag för den första stora IT-politiska propositionen, prop. 1995/96:125. beskrev på ett tydligt sätt behoven hos såväl privatpersoner, dvs. vanliga konsumenter eller allmänheten som mindre och större företag och organisationer. Ett par av rapportens slutsatser var att ingen kommunikationssituation tagen för sig krävde en momentankapacitet högre än ca /s och att de flesta tillämpningar klarade sig med mindre än /s. tillsammans kan de dock summera till bandbreddskrav långt över detta, både över en enskild abonnentaccess och framförallt givet- vis i stamnäten, där ´trängsel´ leder till fördröjningar och fördröj- ningstidsvariationer.... Men ´trängseln´ är en kvalitetsfråga som nätleverantören kan bygga bort i takt med behoven genom successiv ökning av antalet länkar och överföringskanaler per länk i nätet. Detta kan göras på många sätt och vi tror att den svenska infra- strukturen är väl utbyggd för att klara detta (´motorvägarna finns´). (, 1995, sid. 30) ISDN109 bedömdes vara tillräcklig för många av tillämpningarna men otillräcklig för de mest avancerade, bl.a. videokonferenser med fullgod kvalitet. Enligt bedömning 1995 kunde ISDN vara tillräcklig för mindre företag med lokala, interna datornät, även om det ansågs bero på situationen. Ett företag i kommunikationsbranschen bedömdes ha betydligt större behov110. Problem finns uppenbarligen hur man till ett rimligt pris täcker behoven (främst från datakommunikation) i has- tigheter över /s, menade man i . På vårt uppdrag har författarna till 1995 gjort en förnyad bedömning111. Den preliminära bedömningen är att de tillämpningar och applikationer som diskuterades fortfarande har 108Teletjänster och IT-användning i 109av typen Basic Rate Access 110Idag används större filer och program som ofta lagras på en för organisationen gemensam server, vilket kräver stor intern bandbredd. Ethernet, som normalt används i , har vanligen en kapacitet på /s, vilket gör ISDN otillräckligt för motsvarande extern kommunikation. 111Se webbplatsen /it/infrastruktur.htm Bakom rapporten står enskilda handläggare på , samt och . Författarna understryker att man på grund av att uppdraget kom sent, inte har kunnat göra fältarbete eller kontrollerat sakuppgifter. Något om tekniken 169 Några kanske inte har infriat de förväntningar man hade, det gäller t.ex. distansarbete och olika former av telemöten, några har utvecklats, det gäller t.ex. teleshopping som kallas elektronisk handel. Med några undantag gäller slutsatsen att de inte kräver särskilt mycket bandbredd (i rapporten112 kallad momentan bithastighet) och att detta inte har ändrats . Undantagen skulle vara underhållning, telemedicin och datorstött samarbete där terminalutrustning och former utvecklats (t.ex. Distribuerat konstruktörssamarbete). Slutsatsen att ingen kommunikationssituation tagen för sig skulle kräva mer än /s står sig (ingen talar om HDTV? ), snarare kan man minska den siffran. Underhållning, och annan gestaltning, i form av virtual reality skulle dock kunna ge andra exempel. Slutsatsen att de flesta eller många tillämpningar klarar sig med /s står sig också enligt den nya rapporten. Den tekniska utvecklingen, där xDSL börjar vinna mark åtminstone i medvetandet, har gjort att 64 kbit/s som en ISDN-kanal ger, börjar kän- nas litet. En tillämpning som inte nämns i rapporten och som ligger bakom Internets snabba utbredning, är webbsökning och -surfning. Den som sitter med ett 56 kbit/s-modem och surfar, vill nog gärna att det gick snabbare.--- En slutsats av detta återbesök är att förvånansvärt lite hänt under dessa år. Några tekniska genombrott (om inte xDSL skall räknas som sådant) som radikalt förändrar förutsättningarna har inte gjorts. Den s.k. WDM-tekniken, våglängdsmultiplexering, har nått kommersiell mognad och har ytterligare utökat fiberkabelns kapacitet. Slutsatsen att den svenska infrastrukturen i sina kärndelar räcker till, kvarstår och den kan lätt utökas vid behov. Den största skillnaden mellan rapporten och dagens bedömning gäller, enligt författarna, förekomsten av överensstämmande föreställ- ningar om framtida teknik. Det fanns tidigare en samstämmig bild om att ATM-tekniken var nyckeln till ett integrerat, enhetligt bredbandigt tjänsteintegrerat nät. Dagens uppfattning är mer splittrad, säger för- fattarna, även om det finns en vanlig uppfattning att IP-nät kommer att ersätta dagens traditionella (kretskopplade) nät för alla typer av trafik.Man kan rent av tala om ett genombrott för IP, säger författarna . Författarna beskriver det strategiska problemet, som i koncis form beskriver en del av denna utrednings kärnfråga: Vad det gäller är frågan om man kan utnyttja befintligt kablage (ISDN, xDSL, TV-kabel) eller om man skall börja dra ny kabel (fiber) ut till ändpunkterna eller om ett radiogränssnitt kan ge till- 170 Något om tekniken I den tidigare rapporten talades om ett tänkbart genombrott för bred- bandstjänster vilket skulle flytta fibern närmare hemmet. Om detta sägs : Genombrottet för bredbandstjänster låter dock alltjämt vänta på sig, varför en inkrementell113 utbyggnad fortfarande förefaller vara en lämplig strategi. Fiber till hemmet kan vara ett alternativ, menar författarna, i tätbe- byggda områden där fibern kan dras ihop och delas av många. Telekomvärlden beskrivs som fortfarande delad mellan traditionellt telefoni och datatrafik, dvs. mellan traditionellt kretskopplade nät för ´realtidstrafik´ dvs. nät för överföring av trafik där fördröjningstider och fördröj-ningsvariationer måste hållas nere, och paketkopplade datanät. IP-protokollet är i själva verket baserat på principen ´best effort´ dvs. ´jag gör så gott jag kan men garanterar ingenting. Det blir alltmer tydligt, menar författarna, att marknaden aldrig kommer att ta ansvaret för alla. Det strategiska problemet löses av författarna genom att de tänker sig å ena sidan framväxten av ett kostnadsfritt, lågkvalitativt, landstäckande medborgarnät, å andra sidan ett kommersiellt nät där man betalar för att trafiken prioriteras och är kva- litetssäkrad. 1995 sattes ISDN-utbyggnaden i fokus – nu bör istället uppgraderingen av medborgarnätet ha målet minst 128 kbit/s från abonnenten och minst /s till abonnenten. Finansiering föreslås ske med hjälp av en investeringsfond, exempelvis med medel från en eventuell privatisering av . 7.4Värdering av accessformer för anslutning till Internet Nedan följer en bedömning som gjorts inom utredningen och som om- fattar en värdering av ett antal accessformer för anslutning till en ope- ratörs Internettjänst. För förklaring av de olika accessformerna hänvisas till Bilaga 4. Värderingen bygger, så långt möjligt, på den kapacitet som användaren beräknas erhålla och inte på den nominella kapaciteten. För samtliga accessformer gäller att anslutningen till operatörens tjänst (nät) delas av flera användare. Denna anslutning sker med olika kapacitet och varierar från fall till fall, dvs. det gäller i princip samma Något om tekniken 171 förhållande som när en organisations lokala nät () ansluts till en operatörens tjänst (nät) via en hyrd fast förbindelse (se nedan). Prestanda som en användare i praktiken erhåller vid kommunikation via Internet är beroende på ett flertal faktorer, bl.a. på följande: Anslut- ningskapaciteten, antalet samtidiga användare, belastningen i operatö- rens stomnät, prestanda och belastning på den dator (server) varifrån man exempelvis skall hämta information från. Förutom de nedan redovisade accessformerna finns det även andra tekniska lösningar som kan utnyttjas för att nå Internet. Speciellt gäller det olika radiobaserade lösningar. Fast uppkopplad anslutning för access En organisations lokala nät () ansluts ofta till en Internetoperatörs tjänst via en hyrd fast förbindelse. Utgående från behov, antal användare m.m. varierar anslutningskapaciteten från fall till fall. Hög hastighet kan erhållas, delas dock av samtliga användare inom en organisation. Tjänsten erbjuds av flera opera- törer. Ingen tids- eller volymsbaserad taxa. Hög fast kostnad för anslutningen. 172 Något om tekniken Uppringd anslutning via telefon och modem för access Denna anslutningsform är den vanligaste för privatpersoner. Anslutning- en till Internet sker via en operatörs modempool. Användaren erbjuds vanligen att uppkopplingen kan ske till lokal telefontaxa. Stor tillgång till telefonförbindel- ser, finns i alla bostäder och kontor. Tjänsten erbjuds av många opera- törer. Låg kapacitet, maximalt 56 kbit/s (nominell hastighet). Taxan, båda vad gäller uppkopp- ling till modempoolen och för anslutningen till Internet, är baserad . Något om tekniken 173 Anslutningen till Internet sker vanligen via en operatörs ISDN-pool. An- vändaren erbjuds vanligen att uppkopplingen kan ske till lokaltaxa. Be- dömningen nedan gäller vid användning av en eller två kanaler om var- dera 64 kbit/s. Snabb uppkoppling av ISDN-för- Inte tillgänglig i hela till samma avgift (engångs- och kvar- Maxkapaciteten är 128 kbit/s. Taxan, båda vad gäller uppkopp- ling till ISDN-poolen och för an- slutningen till Internet, är baserad ling gäller dubbla taxan vid 128 kbit/s. 174 Något om tekniken ADSL är en teknik som gör det möjligt att använda den befintliga tele- fonförbindelsen för att med hög kapacitet överföra data. Kommunika- tionen är asymmetrisk och kapaciteten är cirka 2–/s till använda- ren och några 150 kbit/s från användaren. Avståndet till närmaste tele- station (eller motsvarande) får högst vara . Stor tillgång till telefonförbindel- ser, finns i alla bostäder och För att kunna erbjuda tjänsten måste operatören komplettera sin Fast uppkopplad förbindelse. växel och nätet anslutet till växeln. Samtidig tal- och datakommuni- Anslutningsformen är först till- gänglig i tätorter. Den verkliga hastigheten som an- vändaren erhåller är beroende av avståndet till växeln och kvalitén på som tjänst från i vissa större Något om tekniken 175