sou · GNB385d4 · 2000-01-01 00:00:00 — För att kunna erbjuda alla medborgare, företag, offentlig sektor och andra organisationer i möjlighet att på ett enkelt och säkert sätt utbyta elektronisk information med varandra krävs att en gemensam kommunikationsarkitektur utnyttjas. En kommunikationsarkitektur för exempelvis vägnät anger hur man skall trafikera vägnätet, vilka trafikregler som gäller, utformning av vägskyltar, hur mycket last man får framföra m.m. På samma sätt som man har riktlinjer och normer för vägtrafik krävs att man har riktlinjer och normer för det elektroniska (väg)nätet. I det elektroniska nätet finns det olika bredd, lastförmåga och hastighetsbegränsningar. I det elektroniska nätet sätts dessa begränsningar bl.a. av beskaffenheten hos vald transmissionsmetod. Den allra viktigaste komponenten sett från dem som koordinerar ett lands IT-infrastruktur är att ta hänsyn till vilken kommunikationsarki- tektur som skall användas för elektronisk kommunikation. 2 Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... Utgångspunkten är att en kommunikationsarkitektur skall vara öppen och omfatta minst följande funktioner: Regler för kommunikation, s.k. protokoll, för både transport av data och för olika tillämpningar. Regler för fördelning av nätelement som identifierar ändsystem så att identifieringen blir globalt unik. Ofta kallas detta (nät)adressplan. Regler för fördelning av logiska ändsystemidentifierare. Exempel på detta är domännamn och e-postadresser. System för styrning av trafik och vägval (routing). System för översättning mellan logiska och fysiska ändsystemiden- tifierare (t.ex. mellan domännamn och nätadress). System för övervakning och felsökning. System för säkerhetsfunktioner; autentisering (identifiering), signe- ring och kryptering (som också måste stödjas av kommunikations- protokollen). I övrigt krävs att arkitekturen är definierad i en internationellt accepterad öppen standard och likaså att arkitekturen stödjer användning av olika typer av transmissionsresurser (dvs. kan användas över olika typer av fysiska nät inklusive trådlösa förbindelser). Det måste också finnas väl fungerande produkter från ett flertal le- verantörer att tillgå på marknaden och dessa olika produkter måste kunna kommunicera med varandra (interoperabilitet) utan problem. På marknaden måste det även finnas väl spridd kunskap om regler, system och produkter samt hur man lämpligast fogar samman dem för att på effektivaste sätt få fungerande system för avsett ändamål. I en väl fungerande kommunikationsarkitektur är också möjligheten att använda kryptering och andra säkerhetsfunktioner fundamentala. Genom att utveckla och använda system som bygger på en öppen kommunikationsarkitektur uppnås sådana effekter som dels en enhetlig miljö för att olika datorsystem skall kunna samverka, dels en enhetlig miljö för utveckling och drift av tillämpningsprogram, samt en gemen- sam miljö för säkerhetsfrågor. Genom konkurrensen mellan olika leve- rantörer erhålls kostnadsbesparingar jämfört med att anskaffa produkter som bygger på leverantörsspecifika lösningar. Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... 3 byggde man vanligen sin elektroniska kommunikation ända från grunden (från transmissionsnätet) till den tillämpning man egentligen hade för avsikt att utveckla, se figur 1. Att bygga på det sätt som beskrivs ovan har som konsekvens att det blir mycket svårt att byta transmissionsnät eller ändra i en tillämpning utan att behöva göra om allt från grunden. Möjligheten att kommunicera med andra system blir i det närmaste obefintlig. Man tvingas i stället bygga speciella översättare som överför information från ett system till ett annat. Ett exempel, vilket man kanske inte tänker på, är det allmänna telefonnätet som är uppbyggt på detta sätt, se figur 2. 4 Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... Vid utveckling av tillämpningar för elektronisk kommunikation bör man alltså använda en kommunikationsarkitektur som bygger på öppna standarder och som i övrigt omfattar de komponenter som anges ovan under rubriken . Det finns endast två öppna och leverantörsoberoende kommunikationsarkitekturer att välja mellan. Den ena bygger på OSI (Interconnection) och den andra är IP-arkitekturen (Internet Protocol). finns väl fungerande produkter till alla typer av datorsystem av betydelse från ett stort antal leverantörer. Likaså finns det en väl spridd kunskap på marknaden om hur dessa produkter kan användas. Motsvarande kan inte sägas föreligga för OSI, även om det för vissa tillämpningar, såsom elektronisk post, finns produkter som i begränsad omfattning används i praktiken. Även OSI-tillämpningar kan använda IP för datatransporten. är det endast IP-arkitekturen som uppfyller de krav som kan ställas på en öppen kommunikationsarkitektur. För Internet används IP-arkitekturen. Internet är ett paketförmedlande nät för förmedlingen av trafiken. Det innebär att de data som skall dist- ribueras delas upp i ett antal datapaket. I varje paket finns adresser. Noder i nätet (routrar) bestämmer vid varje förgreningspunkt vägen för ett paket. IP-protokollet är förbindelsefritt vilket bl.a. innebär att paketen kan dirigeras olika vägar genom nätet och således kan de komma fram i fel ordning. Med hjälp av transportprotokollet TCP sker kontroll mellan ändsystemen (sändare och mottagare). Routrarna är sam- mankopplade ofta med fasta förbindelser. Dessa förbindelser kan ha olika kapacitet och varierande belastning, dvs. det är inte möjligt att förutsäga hur stor bandbredd som finns tillgänglig för respektive an- vändares trafik. Detta innebär i sin tur att man inte vet när ett datapaket kommer fram, dvs. paketfördröjningen kan variera. IP-arkitekturen utvecklas fortlöpande med nya protokoll och tillämp- ningar, som exempel kan nämnas protokoll för multicasting (en-till- många) och garanterad bandbredd. Utöver nu vanliga tillämpningar som e-post och webb kommer IP och Internet allt mer också att användas för telefoni, videoöverföring, videokonferenser och för andra tillämpningar som kräver stor bandbredd. Dessutom kommer IP att användas för nya tillämpningsområden som styr- och övervakningsfunktioner för exempelvis larm och reglering av värmen i lokaler och liknande. Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... 5 Standardiseringen och vidareutvecklingen av IP-arkitekturen sker inom IETF (Internet Task Force). IP-arkitekturens princip anges förenklat i figur 3. för e-post, webb, filöverföring, nätövervakning osv. Anpassning till olika former av nät Av figur 4 framgår principen med att använda IP-arkitekturen för ut- veckling av tillämpningar och där olika typer av transmissionsnät kan utnyttjas över olika fysiska nät eller via trådlösa förbindelser. 6 Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... Anpassning till TCP/IP-arkitekturen för e-post,webb, filöverföring, nätövervakning osv. INTERNETPROTOKOLLET (IP) Anpassning till olika former av nät Ethernet, ATM, SDH, xDSL Koppar, koax, fiber, radio Det bör observeras att det som i figur 4 anges som transmissionsnät inte omfattas av IP-arkitekturen. Det finns ett antal olika tekniker som an- vänds för transmissionsnätet. Dessa bygger på olika principer hur data transporteras i nätet (som ram-, paket-, cell- eller kretsförmedling). Vid en viss överföring mellan de kommunicerande parterna kan olika tek- niker utnyttjas i olika delar av förbindelsen (i olika delnät). För att visa principen med hur de olika skikten utnyttjas vid kommunikation - i ett paketförmedlande nät - används här ett enkelt exempel. Se figur 5. I exemplet sänder användare (A) ett kort meddelande (data i form av ett paket) till användare (B). För varje skikt adderas ett huvud till paketet. Ett huvud innehåller adresser, styrinformation m.m. vilket bl.a. utnyttjas av motsvarande skikt på mottagarsidan. Meddelandet inklusive styrinformationen överförs via en fysisk förbindelse eller via en trådlös förbindelse. På mottagarsidan packas huvud och meddelandet upp av respektive skikt. Värdet av en gemensam kommunikationsarkitektur... 7 CB A Hej B Hej B A B Hej B A B C D C B A Hej B Utredningen har gjort en studieresa till . Reserapporten bifogas för att belysa vissa frågeställningar ur ett amerikanskt perspektiv. T.ex. angående teknikval, konkurrens och effekter av avreglering. Nedan följer referat av något av det som fram- kom vid olika besök. Anteckningarna har inte stämts av med de inter- vjuade personerna. Reserapport från utredningens resa till , , 25 feb- ruari till . Deltagare: , , och . City and county of city, nications and Mötet inleddes med en föredragning om () och dess verksamhet. startade och är nu inne på det andra verksamhetsåret och skall pågå i totalt Bakgrunden till COIT är att en konsultföretag 1997 genomförde en beskrivning av stadens IT-status med nedslående resultat. De närvarande vid mötet ansåg att de frågor som IT-infrastruktur- utredningen behandlade och sökte svar på överensstämde väl med de som ställde sig. COIT bedriver en affärsmässig verksamhetstyp vilket ansågs vara ett för offentlig sektor ovanligt angreppssätt. Service är det viktiga, inte kostnaden. Projektet omfattar sex olika förvaltningsområden och inom förvaltningen finns 42.000 anställda. Skolor omfattas inte av COIT:s verksamhet. IT har blivit en viktig politisk fråga och finansieringen sker via ka- pitalfonder, varifrån pengar avropas från de olika delprojekten. Pengar till fonden kommer från skatter, obligationer som säljs men också från försäljning av vatten till stora delar av norra och från lön- samma myndigheter som t.ex. flygplatsen. Fonden används för att ge stabilitet och långsiktighet i IT-utvecklingen. Ett delprojekt inom COIT gäller upphandling och tecknande av avtal för olika IT-produkter exempelvis PC, servrar, nätverksprodukter. Avtal har tecknats med fem leverantörer och på så sätt blir det konkurrens och prispress. Man anser att COIT har varit mycket framgångsrikt och blivit en "god affär" för staden. Bra service till allmänheten är det övergripande målet för staden och det har bl.a. tagits fram en ny webbplats och adressen för city och county är: . Det som driver utvecklingen av IT i är nya program i förvaltningen, utökad service till medborgarna, besparingar och effektivisering i förvaltningen. Telecommunications Act innebar att telemarknaden av- reglerades för att konkurrensen skulle bli bättre. fanns små lokala telefonbolag i olika områden men avregleringen innebar att alla operatörer kunde gå in i andra områden. Det som istället har hänt enligt representanterna från "the city" är att stora bolag köpt upp de mindre och den förbättring av konkurrensen man förväntat sig har inte uppstått. finns det t.ex. bara en stor operatör för kabel-TV. AT&T och Pacific är de stora operatörerna som äger det mesta. De sjunkande priser som man hoppats på genom att konkurrensen skulle förbättras har inte infriats och istället har priserna ökat. Borgmästaren i ansåg nu att staden borde äga infrastrukturen. Som en sammanfattning av marknadssituationen på den avreglerade amerikanska telemarknaden ansågs att marknaden utvecklats på ett sådant sätt att den visat att "the last mile" är ett naturligt monopol. och (Statt), . Små Internetoperatörer kommer att få det besvärligt då de har svårt att konkurrera med de stora operatörerna vad gäller QoS (Quality of Service) som är en stor fråga som sysselsätter operatörerna. Kontrakt skrivs på att viss bandbredd skall tillhandahållas. En viktig fråga är hur en operatör uppnår en bra kvalitet på sin Internettjänst. Ska det lösas med att det alltid finns tillräcklig bandbredd för tjänsten eller ska det lösas via nya typer av kommunikationsprotokoll (som tas fram inom IETF)? och HP har samarbete om hur man ska mäta Internettrafiken. MIT, som är ett litet företag i , har tagit fram en produkt för att mäta trafiken på Internet. Ett annat exempel på svårig- heter för små operatörer är att de inte alltid är anslutna till den bästa eller närmaste knutpunkten (dvs. den plats där trafiken utväxlas mellan olika operatörer) i , vilket betyder att trafiken får ta onödigt långa vägar. Troligen kommer av Internetoperatörer som finns att försvinna. De specialiserar sig och blir uppköpta. En kortfattad beskrivning gavs över hur utvecklingsländer (exempelvis ) på ett relativt billigt sätt kan bygga upp en infrastruktur för att få tillgång till telefonitjänster med hjälp av satellit och trådlös telefoni. Tekniken finns redan för att förverkliga detta och där utvecklingslän- derna kan själva tillverka utrustningen. har visat stort intresse för projektet. En verksamheten vid är utbildning som sker via nätet. Ungefär 300 företag stödjer och an- vänder utbildningen och de hastigheter som används är 28,8 kbit/s och 128 kbit/s. Den effekt som märkts av att tillhandahålla utbildning via nätet är att studenterna sitter hemma mer än tidigare och den största användningen är . (Se ). På frågan om hur utbildningarna skulle kunna utvecklas om det fanns mer bandbredd fanns det flera svar. Tidskompression – 1–2 timmars föreläsning på 1–1,istället, virtuella anteckningar, textning, avancerade sökmöjligheter, flera ljudkanaler för översättningar, bättre ljud- och bildkvalité och fler digitala ingångar för t.ex. pennor och whiteboard. State of , Public Utilities Commission (CPUC), Public Utility Commissions uppgift är att reglera och implementera den federala lagstiftningens intentioner om att fri konkurrens skall råda på telemarknaden. Konkurrensen fungerar inte bra, troligen gäller samma sak i andra delstater. Man försöker att uppmuntra konkurrensen sedan avregleringen 1996 då alla delar öppnades för konkurrens; accessnät, switchar osv. men det har kommit igång långsamt. Troligen finns flera olika orsaker men en orsak är att tjänster köps av konkurrenter. Den säljande konkurrenten har intresse av att inte leverera bra tjänster. På det sättet får den som köper tjänsten dåligt rykte, vilket bl.a. drabbat AT&T. CPUC (myndigheten) får klagomål på att avregleringen inte fungerar i praktiken är inte kopparförbindelserna helt öppna för andra aktörer. En diskussion pågår om huruvida det bör finnas mer eller mindre omfattande reglering för att uppnå målet om konkurrens. State of , , Sacra- mento Det är POTS-förbindelser dvs. förbindelser via det vanliga telefonnätet som är det vanligaste . Fiberkabel används mellan städer. Radiolänk används i liten utsträckning för kommunikation. T1-förbindelser (T1 = /s) ersätts med T3-förbindelser (T3 = /s) för stamnät. Fiberkabel finns till större kontorsbyggnader och företag men inte till affärslokaler. Ingen har varit villig att investera utbyggnad av fiber till hushåll och någon utbyggnad är inte planerad. Utanför städer är det bara förbindelser via det vanliga telefonnätet med kapacitet om högst 64 kbit/s som gäller (dvs. Troligen kommer vanliga modemförbindelser via POTS att ersättas med: anslutning via kabel-TV, xDSL-anslutningar (som konkurrerar med T1-förbindelser). görs försök med ADSL (10.000 användare), i städer kommer trådlösa förbindelser (). Problemet med trådlösa radioförbindelser är topologin (geografin) mellan sändare och mottagare samt frekvensutrymmet. Den största aktiviteten sker inom området för trådlösa förbindelser. Något som troligen också kommer (3–) är användningen av satelliter. Både Microsoft och satsar på satelliter. Hastigheten blir då asymmetrisk dvs. mer till användaren än från an- vändaren. En viktig förutsättning är att kommunikationen via satellit är pålitlig. Men det är kvar innan det kan konkurrera, det måste bli billigare. Om staten inte gör några insatser kommer det inte att bli några hög- hastighetsförbindelser utanför städerna. När det gäller stora ödeområden är vanlig telefon det enda man kan tänka sig. Regeringen kan göra följande: lämna ekonomiskt stöd till vissa projekt eller tillämpningar, göra det som gäller för telefoniområdet, dvs. Obligations även för höghastighetsområdet vilket skulle betyda att en aktör även måste erbjuda tjänster utanför mindre attraktiva områden. Den stora frågan är hur detta ska finansieras. Den vanligaste hastigheten är 56 kbit/s. Vilket betyder att de flesta nu använder textbaserade webbsidor. Skulle det finnas tillgång till högre hastighet skulle det innebära att trafiken ökade 2–3 gånger på en . Något som kommer är video på webbsidor. Avgiften för ADSL varierar beroende på operatör. I bland är det "flat rate", ibland är det en rörlig kostnad som är beroende av tid eller volym. Det som är begränsande nu är Internetoperatörernas stamnätsroutrar – inte förbindelserna. ISDN finns inte tillgängligt till alla orter i . De första tillämpningarna som kräver stor bandbredd ansågs av de intervjuade vara underhållning och telemedicin och det är dessa områden som först kommer att driva på efterfrågan på bandbredd. Det kommer att ta att genomföra än vad många tror och man menade att den troliga tekniken är trådlös. En vanlig regel för hur det brukar ta för ny teknik från laboratorium till att bli allmänt spridd är att det tar . För att elektronisk handel via Internet skall slå igenom krävs tillgång till kryptering och digitala signaturer. Det som saknas är öppna standarder. gäller leverantörsspecifika lösningar för nyckelhantering (den publika nyckeln, dvs. den öppna nyckeln) och smarta kort. En stor bank har genomfört försök och kommit fram till att tekniken inte är klar att användas. En diskussion pågår också angående skatter på varor som säljs via Internet. För att erhålla Quality of Service för ett IP-nät löses det enklast ge- nom att alltid se till att det finns bandbredd (det har ju alltid varit lös- ningen vid telefoni). Man löser således inte kvalitén via nya kommuni- kationsprotokoll. ATM som underliggande teknik för IP-nät har i prak- tiken blivit för svårt att hantera. På frågan om vad staten borde göra var svaret att staten inte skall leda när det gäller investeringar. Ett exempel var när man köpte dubbla utrustningar som byggde på olika protokoll uppsättningar, både OSI och TCP/IP. Det är vad som händer när staten (som vid den aktuella tid- punkten förordade OSI) inte är tillräckligt stor för att leda, det blir kost- samt. När det gäller elektronisk handel däremot bör staten visa den rätta vägen, annars kommer alla att gå olika vägar. När det gäller statens roll ansåg representanten från att den allmänna uppfattningen vara att om regeringen är med så försenar det utvecklingen. Act kom var alla förväntansfulla över vad det skulle ge men det har inte hänt något. FCC är för långsamma. Skarp kritik riktades mot FCC:s sätt att hantera fre- kvensspektrumtillgången. Spektrumauktionerna borde gynna entrepre- nörer i stället. Det som driver bredbandsutvecklingen är elektronisk handel och att inte har fast avgift (flate rate) ansågs vara ett stort hinder för elektronisk handel och skälet till varför det inte har tagit fart. På frågan om staten bör subventionera glesbygden lämnades svaret att det skulle kunna förstöra marknaden eftersom de verkliga kostna- derna inte visas. I pågår ingen diskussion om subventioner. Skall staten göra något? Ja, staten skulle kunna finnas med i form av "non- profit"-organisationer i teknikutvecklingen tillsammans med forskning inom näringslivet. För att uppmuntra entreprenörer. Dessutom vore kanske subventionering av utrustning en bra idé. Staten bör i ett lång- siktigt perspektiv ta bort regleringar. Det kommer att locka riskvilligt kapital till marknaden. FCC borde öppna spektrumet, öppna allt som går. Representanten för Icon i menade att när den elektroniska handeln tar riktig fart kommer det att krävas minst /s . Han ansåg att det främst är sådant man vill ladda hem som kommer att kräva bandbredd. Under den inledande diskussion framfördes följande: De traditionella telebolagen har få experter på IP-nät (TCP/IP). Te- lebolagen har sin största kunskap inom fast och mobil telefoni. Vad gäller marknaden har dessa operatörer snart bara mobiltelefoni kvar, pga. att IP-telefoni kommer att öka. Det finns få experter i världen som kan bygga stora IP-nät. ATM har inte slagit igenom på det sätt som många trodde . En orsak är att det inte har blivit billigare för slutanvän- daren. ATM är inte skalbart med hänsyn till ökad belastning. De traditionella telebolagen är dock mer bekanta med ATM-tekniken (dvs. att förbindelser kan sättas upp mellan de kommunicerande parterna; jämför med kretskoppling) än med IP-tekniken (som är förbindelsefri på IP-nivå, dvs. ingen förbindelse sätts upp innan pa- keten sänds). Internet Commerce – Ciscos egen användning Uppskattnigsvis sker av Ciscos totala försäljningen via In- ternet och för det behövs det endast en personalstyrka på ca 30 personer. gör stora besparingar med en betydligt mindre pappershantering . Undersökningar som genomfört visar att kunderna är mycket nöjda med systemet. har använt handel över Internet . var det 1.300 företag och 50.000 som använder sig av systemet. Det ansågs märkligt att inte flera företag använder handel över Internet då samma princip även kan användas av mindre företag. Vid den efterföljande diskussion framkom följande: Försäljning av hus sker nu med hjälp av webb (och med användning av video). Video kräver stor bandbredd. Likaså kan man vid bilköp få en uppfattning om av vad som erbjuds innan man besöker bil- handlaren. Det är viktigt att skolor får tillgång till datorer, utbildningssektorn kommer att kräva stor bandbredd. Avseende trafiktillväxten: är det mer datakommunikation än tal- kommunikation (telefoni över telefonnätet). Prognosen är att är datatrafiken 5 gånger högre än telefontrafiken och uppskattas den till 23 gånger högre. Kostnaden för bandbredd (kostnaden per Mbit/s) har minskat kraftigt. Hastigheten över optiska nät (fiber) med WDM (våglängdsmultiplexering) och för routrar har ökat kraftigare än för TDM (SDH/SONET-utrustning). Ökningen beräknas att fortsätta. Jämfört med tidigare kommunikationsnät anger att med ut- nyttjande av fiberförbindelser och våglängdsmultiplexering kommer kostnaden att reduceras, uppskattningsvis till en tiondel. Detta beror på att mindre utrustning används i nätet (ingen TDM- eller ATM-utrustning används i stamnätet). Vilket innebär att man utnyttjar IP direkt över fiber med WDM utan SDH/SONET (se även nedan). I mitten av 1998 började denna teknik att användas. Man kan nu använda upp till 32 våglängder över en fiber. En effekt är att bandbredden på detta sätt kan öka mycket kraftigare än vid TDM (SDH/SONET). Den "traditionella" modellen (nätelementen) bestående av Fiber (med eller utan WDM) ersätts med den "optiska" modellen Fiber (med eller utan WDM) En effekt av ovanstående är lägre kostnad för utrustning och näthante- ring (personalkostnaden) och att kapaciteten kan öka vid behov av mer bandbredd. Vid "IP över fiber" sker således ingen tidsmultiplexering (TDM), dock används SDH-ramar (för paketering av IP-paket) och SDH-tekniken för restaurering ("självläkning") vid avbrott i ringformade nät. Protokollet för restaurering är DPT (Dynamic Pack Transport). använder företaget produkter för WDM. Ett nät kan bestå av olika delnät. I stamnät (som är utformad som en ring) används "IP över fiber", men i de ringnät (t.ex. inom en kommun) som ligger närmare användaren kan IP över SDH/SONET utnyttjas, vilket innebär att olika nätelement används för transmissionsnät i olika delar av nätet. Detta betyder att en stegvis migrering kan ske. finns det stora fibernät som kan uppgraderas med hjälp av WDM (100 våglängder över en fiber är möjligt ). Trafiken för- dubblas var 6–9 månad. Flaskhalsen blir switchar och routrar. behöver och andra operatörer routrar som klarar Tera- bit/sek-hastigheter (nuvarande produkter klara max 100 Gbit/s). beräknar att ha nya produkter klara . Staden startade ett projekt för att bygga ett stomnät av fiber och tillhandahålla svart fiber till låg kostnad. Tanken vara att även hus- håll skulle kunna ansluta sig och en undersökning gjordes där det fram- kom att de flesta var positiva till detta.