sou · GNB3134d1 · 2000-01-01 00:00:00 — LEAF = Large Effective Area Fiber (CorningTM) AllWaveTM = Fiber med vattentoppen borta () Tekniken utvecklas kraftigt. Bl a går det nu att förstärka ljus med ljus. Det betyder att det går att överbrygga avstånd med en fiber utan att ha en elektrisk förstärkning. Tekniken med s k våglängdsmultiplexering som kom , gör att kapaciteten i en enda fiber närmar sig 1 Tbit/s, d v s 1 000 Gbit/s. Det är den fibern som vore möjlig att förlägga till alla hushåll. De nät som börjar byggas i kommer att ha en kapacitet på över 1 000 Tbit/s. Det är en enorm överföringskapacitet. Några tekniska begränsningar av fiberns kapacitet är dämpningen – d v s att ljussignalen försvagas ju längre fibern är, men det är inga problem att med vanlig utrustning överbrygga avstånd runt och i extremfall Lösningen på detta problem är att utveckla bättre fiber och/eller bättre fiberförstärkare. dispersionen – d v s att ljuspulsen breddas med fiberlängden, men det problemet är hanterbart inom och i extremfall . Lösningen är att använda s k dispersionsskiftad fiber samt s k smalbandiga lasrar. icke-linjära effekter – d v s felaktigheter i överföringen vid användning av särskilt höga lasereffekter (gäller långdistanssystem) och det försvårar våglängdsmultiplexering. Lösning- en är förbättrad fiber, s k LEAF, Large Effective Area Fiber. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Kapaciteten ö kar snabbt Ojä mfö rlig kapacitet Fiberkapaciteten utvecklas mycket kraftigt. Tillsammans med ännu bättre fiberförstärkare och våglängdsmultiplex- ering går det att spänna bågen ytterligare upp till Tbit/s-området och ännu högre. Det ger en enorm framtidstrygghet vad gäller tillgången på kommunikationskapa- citet. Någon brist kommer överhuvudtaget inte att uppstå under förutsättning att det finns god tillgång till förlagd fiber. Teknikframsteg som visar fiberns kapacitet Gbit km/s = Erbium Doped Fiber Amplifier Prestandamätning sker genom att sända ett antal bit över en viss sträcka, t ex 1 Gbit/s ger 300 Gbit km/s. Det går att optiskt förstärka signalen när som helst. För att sända 5 Gbit/s över en fibersträcka går det att använda ett flertal Erbium-dopade fiberförstärkare (EDFA) längs vägen. Används dessutom flera hundra våglängder , går det att nå närmast osannolika prestanda. En jämförelse med andra Fiber i jä mfö relse med andra ö verfö ringsmedier att fibertekniken ger en kapacitet som är vida ADSL kan gå upp till /s. Mobiltelefoni kan klara upp till /s med den senaste tekniken, men till en orimligt hög kostnad. Satellit ger en ganska bra nedlänk, men en dålig upp- länk. En fiberförbindelse i vanliga system är på /s och det ger en diagramstapel. Upp till 1 Gbit/s blir stapeln . De allra bästa av dagens system i Tbit/s-klassen motsvarar en stapel . Den teoretiska kapaciteten för fiber ger en diagramstapel med toppen halvvägs till månen. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Ett tekniskt vägval vid nätbygge är om man ska satsa på få fibrer med mycket hög kapacitet eller många fibrer med en beprövad och allmänt tillgänglig kapacitet. Eller om det ska vara många fibrer och fler våglängder? Det lutar åt de två sistnämnda alternativen eftersom de ger enklare system. Vilken fiber man bör välja för att bygga ett fiberoptiskt beror på användningsområdet. Standard singelmod-fiber passar för förbindelser mellan städer, ringar i städer, de sista metrarna till industrier, skolor och kontor, till bostadsområden och även inne i bostadshus. Det betyder att singelmod-fiber går att använda i de flesta sammanhang. Om det är höga kapacitetskrav mellan städer och i stadsnät kan man använda non-zero dispersion shifted singelmod-fiber. När det gäller de sista metrarna till arbetsplatser och i bostäder är det standard singelmod-fiber som är både enklast och billigast att använda. Ett problem är att systemen är lite dyrare, för de kräver laser – men det ger å andra sidan utrymme för en miljonindustri för att tillverka alla de lasrar som behövs i en svensk bredbandssatsning. Ett alternativ skulle kunna vara multimod-fiber för den sista biten ända hem. Multimod- fiber är 2–3 gånger dyrare än singelmod-fiber, men elektroniken är billigare. Slutkostnaden blir troligen densamma. Den vanliga singelmod-fibern går alltså att använda till de flesta lösningar. det som gä ller är billigast – t o m billigare än koppartråd går att använda utan problem på avstånd passar för system på upp till 10 Gbit/s och ibland högre klarar av flera system (våglängdsmultiplexering) ett singelsystem på 10 Gbit/s motsvarar över 60 mikrovågslänkar av bästa sorten kan ingå i kablar med 100–1 000 fibrer bör kontakteras och skarvas professionellt. Oö verträ ffad kapacitet För fiber till kvarteret, fiber till skrivbordet eller fiber till hemmet ger singelmod-fiber i praktiken obegränsad kapacitet. Transmissionsmediet i en framtidssäker infrastruktur måste ha en mycket stor bandbredd, det ska vara billigt, inte skapa miljöproblem och vara energisnålt. Det är bara optisk fiber som kan klara de kraven . Några slutsatser är att den optiska fibertekniken har – och fortsätter att få – en enorm överföringskapacitet som vida överträffar andra transmissionsmedier några avgörande begränsningar finns inte i fibertekniken – dagens fiber klarar distanser lätt och med viss ansträngning utan intermittent förstärkning av signalen med standard singelmod-fiber går det att klara de flesta behov fiber är billigare än koppartråd i inköp och kan också vara billigare än koppar vad gäller skarvning och kontaktering livslängden är vid kall och torr förläggning av fiberkabeln. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Frå gor till , Hur påverkas fiberkablars livslängd av miljön – det finns uppgifter på allt ? Svar: Ingen kan säga hur länge en fiberkabel håller. Det har mycket att göra med hur man förlägger fibern. Den största faran är värme och väta. Det yttersta akrylatskiktet är det sista skyddet för vatten. När vatten kommer in så långt som fram till glaset, börjar vätet sakta förenas med glasmolekylerna och bildar kiselhydroxid istället för kiseldioxid. Kiselhydroxiden är inte genomskinlig och därför ökar dämpningen i fibern. I princip mår en fiber bra om den ligger kallt och torrt. Exakt hur länge fibern håller ute i verkligheten vet vi inte. I finns erfarenhet, i . Accelererat åldrande sker i laboratorier och på basis av det anses vara en rimlig livslängd. Är det möjligt att utföra våglängdsmultiplexering på 10–fiber? Svar: Ja. Det enda problemet med äldre fibrer är att de kan ha blivit en aning sköra och kan vara svårare att reparera. Akrylatisoleringen på de första 2–3 årens kommersiella kablar i var inte lika bra som den som finns . Moderna kablar håller mycket bättre. De kablar som säljer till kunderna, är det de dyrare våglängdsmultiplexerade kablarna? Svar: Än så länge har vi inte börjat – kablarna blir dyrare. Det börjar komma frågor från marknaden, men det rör sig ännu inte om riktigt stora volymer. Vem gör fiberinstallationer? Svar: gräver inte själv ner fiber och kommer inte att göra det. För installationer av landstäckande nät utomlands, har alltid lokala entreprenörer använts. Det är mycket enklare med lokala resurser som känner trakten och människorna för att göra just dessa jobb. Det finns många olika företag som gör det. Kommunerna är på hugget och utför ofta förlägg- ningsarbetena i egen regi. Det finns också entreprenörsfirmor som kan göra skarvning av fiber, d v s koppla ihop näten. Har resurser att klara en omfattande utbyggnad av ett fibernät? Var finns begränsningarna? Svar: Det finns många begränsningar. T ex den enorma mängd fiberkabel som skulle krävas för hela , går med dagens produktionskapacitet inte att få fram . Men kommer det en klar signal om att ska satsa på ett landsomfattande fibernät med en viss inriktning, så kan man bygga upp produktionskapaciteten och för det krävs mång- miljonsatsningar. Om skulle göra investeringen – hur stor del av världens fiberproduktion skulle tas i anspråk? Svar: Några procent. Det skulle ge ett där världen kan se ett stort fungerande fibernät. Kostnadsbilden för fiberskarvning? Svar: Skarvkostnaderna fördelas på personal, utrustning (100–för ett s k skarvteam) och material (per svetsning och 200–per kabelkontakt). I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Finns det någon genombrottsteknik som förbilligar installationer? Svar: Den enda metod som är legitim för fiber utomhus är att smälta fibern, alltså svetsa ihop den. Det kostar och är inte dyrt. Lika mycket kostar skarvning av en kopparkabel. har störst erfarenhet av detta i . De använder s k ribbonfiberkabel som snabbar upp skarvtiden genom att fler fibrer skarvas . I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Kommunikationsarkitekturen ska bygga på IP52 är verksam i teknikstaben vid . ger utrymme fö r en dynamisk utveckling Detta avsnitt belyser egenskaper hos IP, Internet Protocol, vilket är den naturliga basen och gemensamma kommunikationsarkitekturen för den IT-infrastruktur som diskuteras. Nät som är baserade på IP leder till enklast tänkbara infrastruktur. en tydlig separation av – och isolering mellan – tillämpningar och infrastruktur, mellan tjänster och nät. Det möjliggör en dynamisk marknad för både tjänster och IP är oberoende av vilken teknik som används. utrymme för en stark dynamisk utveckling. Inget är, med ekonomiska förtecken, bättre än IP. Allt gå r att digitalisera Ny teknik och lä gre priser Det som driver framväxten av en digital infrastruktur är den digitala konvergensen. är det möjligt att i stort sett digitalisera allting – utom fysiska varor och persontransporter. Det betyder att med tillgång till ett bra digitalt kommunikationsmedium går det att i princip överföra allt över det mediet. Ett sådant medium får ett högre värde ju enklare, mer primitivt, det är och ju mer generellt det är. Minsta gemensamma nämnare är mycket mer generell än högsta gemensamma nämnare. Mediet ska alltså vara enkelt med en bred tillämpbarhet. I det infrastrukturella perspektivet är det hellre nätekonomi som dominerar än storskalig ekonomi. Det är radikalt annorlunda jämfört med en traditionell teleinfrastruktur, där det storskaliga gäller. Det gäller inte i digital infrastruktur och detta är en viktig förutsättning. Det pågår en mycket snabb teknik- och prisutveckling. Det betyder regelbundna tekniska generationsskiften. T ex när det gäller routrar53 (nyckelkomponent i IP-nät) kommer teknikskif- tena ungefär var tredje eller fjärde år. Varje generation har uppåt 100 gånger bättre pris/prestanda-relation. Samma sak gäller fiber. En ny generation förändrar förutsättningarna ungefär . korta livscykler på produkter korta investeringscykler – även om det håller , kan nyinvestering löna sig heterogena nät, d v s en blandning av flera olika nättyper. 52IP, Internet Protocol, är det kommunikationsprotokoll som adresserar och väljer väg för datapaket i Internet och andra IP-baserade nät. 53Router, dator som väljer väg för och vidarebefordrar data i ett datornät av IP-typ. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Prioriteringar Om vi vill datafiera54 , och skapa en infrastruktur för detta, är prioriteringsordningen att Allt mer lokalt Internet-bruk 1.skapa en enkel infrastruktur som är tillgänglig (d v s finns på platser där folk är beredda att betala för den), öppen (inga bindningar i form av äganderätt till teknik eller nät) och billig 2.användarna är fast uppkopplade och att de kan nå önskade tjänster – inklusive att alltid själva kunna bli nådda märk väl att dagens Internet-lösningar när det gäller uppringda förbindelser endast är en halv lösning, ungefär som att ringa från telefonautomat på stan i jämförelse med att ha en egen telefon hemma Att alla människor stän- digt kan vara uppkopplade gör att själva tjänsteområdet exploderar – vem som helst kan bli producent på nätet på ett helt annat sätt än vad som är möjligt 3.ha prestanda och kapacitet. Bredbandskapacitet i sig är inte det viktigaste. Används bra teknik i de båda första prioritering- arna, uppstår sannolikt så pass mycket bandbredd som faktiskt behövs. Hanteras detta klokt, går det att efterhand uppgradera till precis så mycket bredband som behövs i den takt som behoven uppstår. När man bygger nät är det viktigt att utgå från vad kapaciteten ska användas till. Trafikutvecklingen har förändrats – inte minst genom alltfler personaldatorer och mycket högre Internet-penetrering. hamnade av trafiken som genererades i vårt nät i . är det 40–. Tendensen är alltså att Internet-användningen blir alltmer lokal. Det är naturligt. En använda- re har oftast större anledning att söka information eller utnyttja tjänster i närområdet än i ett annat land. IP separerar tjä nst och nä t Det påverkar sättet att bygga och dimensionera näten. Nätstrukturen som vi ser bygger på användningen av IP, Internet Protocol. Detta beror inte på att någon kommitté har beslutat att IP är det bästa valet, utan för att IP finns allmänt tillgängligt. Det är en stark dynamik bakom hela IP- IP är accepterat över hela Det finns en omfattande industri inriktad på IP. Det finns inte något som är bättre än IP med ekonomiska förtecken. 54Datafiering innebär att ge tillgång till data/IP-konnektivitet. Att vara datafierad motsvarar att vara elektrifierad, d v s ha tillgång till elkraft. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Så enkelt som mö jligt IP ger annan ekonomi Telenä t ger last mile problem Ett av de viktigaste kriterierna när man började konstruera nät baserade på IP, var att göra infrastrukturen så enkel som möjligt. Man skulle skilja allt som inte hade att göra med just datatransporten från transport. Man gjorde en tydlig separation av och isolering mellan tillämpningar och infrastruktur, mellan tjänster och nät. Det intressanta är att det på så vis uppstår två dynamiska marknader: dels en dynamisk tjänstemarknad, dels en dynamisk teknikmarknad för infrastrukturen. IP är oberoende av vilken teknik som används. Det ger utrymme för den dynamiska utveck- lingen. Det är inte nödvändigt att låsa sig till en teknik. Det går att blanda tekniker i samma nät. är det en bra strategi att konsekvent gå på extrapris för att finna det bästa och billigaste för tillfället. IP är grunden för detta agerande. En annan aspekt av att skilja tillämpningar från själva infrastrukturen är att det ger en annorlunda ekonomi. Den vertikala bundling (t ex att nätaccess och telefoni säljs som en integrerad tjänst eller att koaxialkabel och kabel-TV-tjänst säljs tillsammans) som är vanlig på teleområdet, blir olönsam i sig. Bundlingen innebär att man kombinerar tjänster och medier och att det finns en stark koppling dem emellan. Bundlingen utnyttjas för att subventionera. Någon bygger en infrastruktur och hoppas få igen pengarna på att sälja tjänster. Om infrastrukturen är öppen kan vem som helst gå in och utnyttja investeringen. Infrastruk- turbyggaren har själv därmed ett sämre konkurrensläge gentemot andra som inte haft kostnader för att etablera infrastrukturen. Den som däremot skapar en sluten infrastruktur, avstår frivilligt från att göra andra affärer. Vertikal bundling är alltså olönsam. Den viktigaste egenskapen hos IP-nät är den mycket bredare tillämpbarheten. Det finns utrymme för att göra många helt nya saker. Detta gör att de nya näten till sina egenskaper påminner mera om elnät än om telenät. Ett telenät är storskaligt och ett IP-nät är i princip småskaligt – det blir så helt naturligt. Ett telenät är byggt med stor och stark kärna och mindre avancerad teknik ju längre ut mot abonnenten man kommer. Ytterst i nätet sitter en telefon. Detta är en nätcentrisk struktur. Inför uppgiften att skapa ett bredbandsnät i telenätet finns ett last mile problem, d v s svårigheten att nå ut till kunderna med bredband till en rimlig kostnad. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g I T - i n f r a s t r u k t u r I ett IP-nät däremot är det naturligt att man bygger lokalt för att kopplar ihop sina datorer och det sker med allmänt tillgänglig och billig teknik som sällan går under /s. blir det smalare stigar ju längre in man kommer i IP-nätet. Det betyder i princip en tvärtom-struktur. När telenätet är nätcentriskt, är IP-nätet Kostnader i jä mfö relse Ruttna delar i kombination När det gäller bredband till användarna i ett IP-nät – så finns bandbredden redan där. Det som är ett problem i telenätet, blir istället en möjlighet i IP-nätet, ett first mile opportunity. Tvärtom-egenskaperna gäller även kostnadsstrukturer. Kostnadstyngdpunkten vid användningen av ett telenät ligger i accessen. Kostnaderna för ett telefonsamtal är till för accessen, för resten. Det beror på att accessdelen i telenätet består av utrustning som är unik för varje abonnent, d v s kostnaden är till största delen oberoende av hur länge och hur långt man ringer. Det innebär att enhetspris, flat rate, skulle kunna vara en lämplig betalningsmodell. I IP-näten tenderar det att vara tvärtom. Här är kostnaden för accessen och för resten , d v s tyngdpunkten är den motsatta jämfört med telenätet. Förklaringen är att accessen i ett IP-nät är delad. Normalt rör det sig om ett lokalt datanät, ett . Det innebär att användningskostnaden i ett IP-nät till största delen är beroende av hur länge och långväga man kommunicerar, d v s betalningsmodellen i ett datanät borde inte vara enhetspris eller flat rate. När det gäller investeringskostnaderna för näten blir skillnaderna än mer uppenbara. Normerar vi investeringen i dataaccessen till 1, så gäller 2–3 för IP-nätets kärna. För telenätet är det ungefär 5 och för telenätets access är det 20. Alltså, accessen är styrkan i IP-nätet, men den svaga delen i telenätet. Det som är last mile problem i telenätet blir ett first mile opportunity i IP-nätet. Dagens användning av IP-telefoni bygger på en kombination av de två ruttna delarna i de båda nättopologierna, d v s användningen av den dyra accessen i telenätet och den förhållan- devis dyra kärnan i IP-nätet. Det märkliga är att det går med vinst att göra så här. Egentligen visar det att prissättningen inte är kostnadsrelaterad. Samma sak gäller Internet-leverantörer55, d v s Providers, ISP. Dessa använder telenätet som en overlay-struktur för att komma åt Internet-strukturen. Det kan duga för 3–4 användare. Men med dagens volymer är det dåligt. Användningen inte alls är relaterad till kostnaderna. 55 Internet-leverantör, företag eller institution som tillhandahåller anslutningsmöjlighet till Internet, d v s IP-tjänst. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Bygga nytt blir billigare Kalkylen gå r att variera Bredbandsö ar kopplas ihop Att nu bygga nytt och annorlunda blir billigare. visade vid detta i praktiken. Vår hypotes var att de nuvarande sanningarna inom televärlden inte gäller datakommunika- tion. Vi utmanade resonemangen som bl a ligger bakom dagens ADSL56-satsningar hos många teleoperatörer, d v s att infrastrukturer är dyra (= koppartråden måste återanvändas) och att det är storskalighet som gäller (= data och tele måste blandas i samma system). Det vi gjorde var att installera ett accessnät i form av ett lokalt nät, , på /s i flerfamiljshus som komplement till den telestruktur som redan fanns. Sedan anslöt vi lokalnätet, LANet, till ett IP-stamnät. Hushållen anslöts som grupp (som ) till Internet. Det intressanta resultatet var att det blev cirka fem gånger lägre kostnad för att bygga en ny access än att återanvända en gammal. Dessutom ökade prestanda med mer än tio gånger. Förklaringen är att vi använde ny teknik till det som den är bra på, inte för att rationalisera gamla strukturer. Det är dessa tekniklösningar som olika aktörer nu marknadsför som bredband, d v s de bygger lokalnät, , för 10 eller /s lokalt i fastigheten. Det lokalnätet, d v s hushållen som grupp, ansluts sedan till Internet via en betydligt smalare förbindelse. Vi vände också på affärsupplägget. Istället för att ta fram en produkt och sedan ett pris på denna, utgick vi från vad som kunde vara ett rimligt pris för kunden. kunde vara rimligt. Sedan byggde vi det bästa möjliga erbjudandet som teknik, geografi och annat gav just där och då. Kalkylen är intressant: Utgångspunkten är att kunden betalar för. Av detta går 10–till fiber för stamnätet, ungefär lika mycket för nätinstallation i fastigheten hos kunden och lika mycket för affärsvinst. Det innebär att merparten av intäkten går att lägga på köp av IP-kraft från stamnätet – och det behövs eftersom det är den dyra ingrediensen. Kalkylen går sedan att variera. Skulle det visa sig att installation av teknik eller förbindelse till stamnätet57 blir dyrare, t ex i glesbygd, går det att kompensera det genom att köpa mindre IP-kraft eller att se till att det blir fler kunder i gruppen som delar på kostnaderna. Notera att i dagens diskussioner ligger fokus på själva fiber-delen, d v s anslutningen till stamnätet och kalkylmässigt utgör den i sig en tunn och liten del. Men diskussionen missar helt det faktum att ur den enskilde kundens synvinkel är IP-konnektiviteten oftast en betydligt mindre kostnad än kostnaden för att skaffa dator och kompetens. Den utveckling som vi ser som naturlig är att denna typ av accesser byggs ut i snabb takt. Det innebär att ett antal bredbandsöar etableras. Det blir naturligt att koppla ihop dessa direkt med varandra – utan att gå via nätkärnan. Det som kännetecknar denna struktur är att det blir gott om billig bandbredd lokalt. Men ska man kommunicera långt, blir det smalare och dyrare. Detta kommer att vända upp och ned på de prisstrukturer som gäller . 57Stamnät, samling av huvudledningar och noder för nättrafik, engelska: backbone. I T - k o m m i s s i o n e n s s t r a t e g i s k a v i s i o n e r i n g f ö r e n n y I T - i n f r a s t r u k t u r Affä rslogiken fö rä ndras IP ä r minsta gemensamma nä mnaren Affärslogiken förändras också. Det är inte endast så att tjänsterna separeras från infrastruktu- ren. Infrastrukturen i sig blir ett antal egna och lönsamma affärer som att det blir mycket lokala affärer, där man bygger lokalnät i den egna fastigheten som en del av fastighetsaffären mäklare som förbinder lokala nätöar med varandra och eftersom dessa mäklare hanterar även andra utility-affärer som el, vatten, etc, har de anledning att förlägga fiber på mar- ginalen grossister i IP, d v s sådana som förfogar över stamnät. Det intressanta är förekomsten av många olika och sinsemellan oberoende aktörer. Det är en marknad. Ingen stor enskild aktörer kan bestämma teknik och affärsupplägg för andra. Det går att dra fördel av lokal närvaro och anpassning, något som gäller för de flesta infrastrukturer av utility-typ. det mesta går att digitalisera – utom fysiska varor och personer – och det ger en bred användning av ett IP-nät som klarar all typ av kommunikation Internet-användningen blir alltmer lokal, även i bemärkelsen att är lokalt i ett globalt perspektiv och det påverkar hur man bygger den nya typen av nät IP ger en mycket bredare konvergensbas än enbart kommunikationstjänster datanätets egenskaper och kostnadsstruktur är tvärtom mot det traditionella telenätet det är billigare att bygga nytt än att använda det gamla och det kan vara så att den gamla infrastrukturen är ett hinder för den fortsatta utvecklingen IP är en bra minsta gemensam nämnare – något bättre alternativ är ännu inte känt. Frå gor till m,