Kuidulla kestävää kehitystä kohti gigabitin tietoyhteiskuntaa

Transkriptio

1 Lapin laajakaistahankkeiden yhteinen päätösseminaari, Levi Sähköiset kuntapalvelut ja tietoliikenne Kuidulla kestävää kehitystä kohti gigabitin tietoyhteiskuntaa Esa Kerttula, prof. Prof-Tel Oy Prof-Tel Oy 1 Sisällysluettelo 1. Gigabit-internetin ajovoimia 2. Trendejä 3. Kaupallisia Gigabit-internet palveluja 4. Tilanne Suomessa ja johtopäätöksiä 5. Tilastoja ja ennusteita Prof-Tel Oy 2 1

2 1. Gigabit-internetin ajovoimia kysymys ei Giga-nopeuksista vaan kuidusta ja laadusta sekä teknisestä kehityksestä kohti gigan yhteiskuntaa Paikallisia tarpeita ja kehityksen edellytysten luomista kestävä kehitys gigabittinopeuksiin samoilla investoinneilla uusien sovellusten ja paikallisen talouden kehittäminen, kuten mm. o kunnalliset tarpeet, mm. terveydenhoito visuaalinen etähoito 3D medicine koulutuspalvelut verkosta huippuyliopisto paikkakunnalle virtuaalikoulu (kokonainen koulu verkossa) kirjaston uudistaminen o kirjasto kotiin paikallisen pienyrityksen verkkotarpeet, mm. matkailu ja maatilat ohjelmistokehitys, mm. Peliyhtiöt Kotitalouksien internetin teknologiakehitys Kuitu ja mobiili eivät kilpaile keskenään Prof-Tel Oy 3 Kestävä kehitys: Käytössä olevia kuidun access-teknologioita Käytetyimmät / Eurooppa Käytetyimmät / Eurooppa 10/100/1000b/s 1 10G/s Cabinet / Basement Ethernet Switch A) Direct Fiber (Point to Point) Reach: ~20Km Future proof architecture Protocol independent Completely passive ODN Follows established telco wiring practice High CO/LO Fiber Management cost Un-economical for countrywide FTTH B) AON (Active Optical Network) Reach: up to 40Km, (typ. ~7-15Km) Easy BW upgrades Flexible user & line rate deployment Simple deployment Shared Bandwidth Requires active equipment Increases OSP costs Increased OpEx 2.5G DS / 1.25G US Passive Splitter Athermal DWDM Filter C) G-PON G.984 Reach: ~20Km D) WDM-PON Simplified Fiber management Reach: ~20Km Low cost passive OSP (no PSU, MNS) Passive ODN, symmetric BW Low power consumption Independent Lambda per subscriber Low OpEx Protocol Independent Video Broadcast (DS) Reach amplification possible Bandwidth sharing in US and DS Reduced OSP costs, single fiber ONT must filter rogue channels Security per line Security (MBH port shared with FTTH subscriber?) Easy BW upgrades Splitter attenuation limits tree size Filters complicate OSP design Prof-Tel Oy 4 2

3 bit/s Kotitaloudet: Internet- ja 4K-televisiot seuraavia teknologiatrendejä UHD, eli 4K: 3840 x 2160 pikseliä, eli 4 kertaa FullHD (1920 x 1080) o YouTube tukee 4K-videoita (7/2010) o Netflix tukee 4K-videoita o tietokone- ja pelikonsoleissa o liittymänopeuden tarve: Mbit/s o jos useampia samanaikaisia käyttäjiä taloudessa, nopeustarpeet kasvavat o 4K-aikakaudella 100 Mbit/s alkaa olla kotitalouksissa yleinen liittymänopeus Prof-Tel Oy: ennuste G 100 M Edelläkävijä kotikäyttö Tyypillinen kotikäyttö 10 M K UHD 1 M 100 k 10 k 1k 0.1 k tai tai Prof-Tel Oy 5 SD 2K FHD 4K UHD 2014 Accenture Digial Consumer Survey (poimintoja) 23,000 haastateltua kuluttajaa (2014) TV-ohjelmia ja elokuvia yhä enemmän verkon kautta o Kohti yksilöllisempiä TV-katselutottumuksia o 44 % vastaajista internetin kautta elokuvia ja TV-ohjelmia päivittäin o vaikka 86 % vastaajilla keskeytyksiä streaming-palvelussa o vaikka 71 % ilmoittaa hidastuneesta katselukokemuksesta 60 % verkkovideopalveluista valmis maksamaan nopeammasta nettiyhteydestä 62 % valmis maksamaan yhteyden laadusta ylimääräistä, jos voi katsella videoita milloin ja missä haluaa Kuluttajat selvästi arvostavat laitteisiin saumattomasti liitettyjä palveluita o Google, Amazon, Samsung 18 % kuluttajista halukas ostamaan 4K-television seuraavan 12 kk:n aikana o Ennustaa 4K:lle samanlaista kehityskaarta kuin HD:lla ollut Johtopäätös Prof-Tel Oy 6 3

4 Kiinteä ja mobiililaajakaista tukevat ja tarvitsevat toisiaan mobiililaajakaista (esim. LTE) ei korvaa kiinteää laajakaistaa (esim. FTTH) o nopeusrajoitukset (esim. 4K-video, suurten tietomassojen siirto,...) o laaturajoitukset (radio-olosuhteet herkkiä) o todelliset kustannukset kiinteä lisää mobiilin tarvetta, koska palvelut pitää saada mukaan o esim. 100 Mbit/s FTTH lisää LTE:n kysyntää o ja päinvastoin, esim. LTE -HD/UHD-videon kapasiteettirajoitukset/ laatuvaatimukset lisäävät kuidun kysyntää o ks. tilastoja, liite 2 mitä suurempi mobiilin nopeustarve (esim. 250 Mbit/s, LTE-A) (4G/5G), sitä pienempi solu, ja sitä lähempänä tarvittava kuitu (tukiasema) o kuituverkkoa pitää rakentaa yhä lähemmäs kuluttajaa mitä enemmän mobiililaajakaistakäyttäjiä alueella, sitä enemmän soluja o tukiasemakuituverkkoa ja peittoa pitää rakentaa tiheämmin Wi-Fi: ac alkaa olla yleistä tekniikkaa o giga-nopeudet jo kotien sisällä o HomePlug ja G.hn-tekniikat Kuituverkkoa pitää rakentaa myös mobiililaajakaistan tarpeisiin, 100 Mbit/s ei riitä, 1000 Mbit/s tulee teknologian kehityksen kautta lähemmäs kuluttajaa (2020-luvulla...?) Prof-Tel Oy 7 2. Kehitystrendejä Prof-Tel Oy 8 4

5 Trendi 1: Päätelaitekehitys muuttaa verkkojen kysyntää ja käyttöä Globaali laitteiden ja liittymien kasvu M2M: älymittarit, videovalvonta, terveyden valvonta kuljetusten, pakkausten ja omaisuuden seuranta... Liitteessä 1 lisää Cisco VNI:n ennusteita Prof-Tel Oy 9 Globaali Internet-liikenne kuidun tarve kotiin kasvaa Prof-Tel Oy 10 5

6 Videon resoluutio kasvaa: Vuonna 2018 yli 20 % verkkoon liitetyistä TV-paneeleista 4K-päätteitä Prof-Tel Oy 11 4K videoliikenteen kuidun tarve kotiin kotiin kasvaa Prof-Tel Oy 12 6

7 Globaali Internet-liikenne, kiinteä ja kuidun tarve kotiin kasvaa Prof-Tel Oy 13 Trendi 2: Kiinteän laajakaistan nopeudet lähes kolminkertaistuvat 2018 mennessä Kasvava videon ja muun sisällön siirto pääasiallinen IP-liikenteen syöppö o Lähes kolminkertaistuu (Taulukko 1) 16,1 Mbit/s (2013) 42,2 Mbit/s (2018) o FTTH, nopea DSL (VDSL,...), kaapeli o Laajakaistan kasvava kysyntä Korkea FTTH-penetraatio: Japani, Etelä-Korea, Ruotsi (Liitteet 2 ja 3) HD-elokuvan lataaminen: o 5 Mbit/s : 41 min o 10 Mbit/s : 20 min o 100 Mbit/s: 2 min Nopeuksien kehittyminen eri luokissa Länsi-Euroopassa (Liite 1) o yli 50 Mbit/s : 2 % - 25 % o yli 100 Mbit/s: 1 % - 3 % Yhteysnopeuden ja videon katseluun käytettävän ajan välillä iso korrelaatio (oheinen kuva) Prof-Tel Oy 14 7

8 Kiinteän laajakaistan suurempi kasvu lisää käyttäjän videon katseluaikaa Prof-Tel Oy 15 Mobiili ja langattomat verkot Mobiili liittymien nopeudet kasvaneet räjähdysmäisesti 3.5G- ja 4Gliittymien myötä (HSPA+, LTE, WiMAX) o erityisesti älypuhelimissa ja tablet-laitteissa Wi-Fi mobiili laitteissa: o liittymänopeudet 2013: 9,9 Mbit/s, 2018: 21 Mbit/s (Taulukko 4) o riippuu oleellisesti laajakaistayhteydestä Wi-Fi tukiasemaan ac yleistyy todellinen lankayhteyden vaihtoehto mm. HD- ja UHD-video stream HomePlug- G.hn-standardit, Gbit/s kotitalouksissa yleistyvät gigayhteydet o hotspot-verkkojen saatavuus globaalisti 53 miljoonaa hotspot-verkkoa 2018, 22 milj. vuonna 2013 Suomessa vähäinen määrä Prof-Tel Oy 16 8

9 Trendi 3: Wi-Fi dominoi access-tekniikoissa Globaali Internet-liikenne, kiinteät ja kuidun tarve kotiin kasvaa Prof-Tel Oy 17 Trendi 4: Internet of Everything (IoE)-ilmiö Ihmiset, prosessit, data ja esineet liittyvät Internetiin ja toisiinsa M2M (machine-to-machine) toimii ajovoimana o 2,3 mrd liittymää vuonna 2013 o 7,3 mrd liittymää vuonna 2018 M2M-sovelluksia ja ajovoimia o videovalvonta o älymittarit o älyautot o omaisuuden ja pakkausten seuranta ja jäljitys o kotieläinten ja karjan elektroniikka o digitaaliset terveysmonitorit o muut M2M-palvelut M2M-liittymät ( ) o määrä kolminkertaistuu o globaali IP-liikenne 11-kertaistuu 179 petatavua 2013 (0,4 % globaali IP-liikenteestä), (peta= ) 3,7 eksatavua 2018 (2,8 % globaali IP-liikenteestä), (eksa= ) o missä videosovellusten määrä lisääntyy o Telelääketieteen sovellukset lisääntyvät kaistan tarve kasvaa pienemmän latenssin tarve Prof-Tel Oy 18 9

10 Trendi 5: Metro-liikenne kasvaa nopeammin kuin runkoyhteyksien liikenne Trendi 6: IP-video kiihdyttää IP-liikenteen kasvua Trendi 7: Kotitalous-, bisnes- ja kuluttajan mobiili palveluiden käytön kehittyminen Trendi 8: Kiiretunnin liikenne kasvaa nopeammin kuin keskiliikenne Trendi 9: IPv6-laitteet ja liittymien määrä kasvaa nopeasti Trendi 10: Portaittainen hinnoittelu, mobiili/kiinteä, data caps Prof-Tel Oy Kaupallisia Gigabit-internet -palveluja Lähde: Netmanias, October Prof-Tel Oy 20 10

11 Google Fiber Lähde: Wikipedia Prof-Tel Oy 21 Korea Telecom (KT) (johtava globaalisti) KT:n Internet-laajakaistatarjonnan kehitys Lähde: Netmanias, October Prof-Tel Oy 22 11

12 KT:n Gigabit-internetin access-tekniikat KT käyttää PON-tekniikkaa (optiset splitterit), ei käytetä Suomessa Prof-Tel Oy Tilanne ja johtopäätöksiä (1/2) Suomessa laajakaistaa rakennettu mobiili edellä o vain taajamiin ja teiden varsille (ks. tilastot, liitteissä) o laatu usein ongelmana mobiilin todellinen nopeus, esim. LTE:llä (100/50 Mbit/s) useimmiten alle 30 Mbit/s (DL)/5 Mbit/s (UL), riittää moniin sovelluksiin, mutta ei korkeatasoiseen elokuvien ja TV-ohjelmien siirtoon varsinkaan 4K (roadmap) laatu ei useinkaan riittävä (latenssit, jitteri, katkokset) Lääketieteen ja terveydenhoidon sovellukset o missä innovatiiviset tariffiperiaatteet esim. kiinteän laajakaistan ja mobiili laajakaistan yhteishinnoittelu o esim. kuitu 100 Mbit/s ja LTE 50 Mbit/s (DL), ovat samaa palvelua o palveluita ei käytetä yhtä aikaa o prosessit eivät jousta! operaattorit eivät avaa kuitukanavia edes lähellä sijaitsevalle rivitaloyhtiölle (!), esimerkkejä Helsingistä Suomi jäänyt jälkeen suurinopeuksisen kiinteän laajakaistan tarjonnassa, ks. tilastot (liite 2 ja 3) Prof-Tel Oy 24 12

13 tehokas verkkoinfrastruktuuri kuntakehitykselle välttämätön o kunnan tulisi olla kuiturakentamisen kehityksen aktiivinen vetäjä ja kehittäjä o lukuisia kansainvälisiä esimerkkejä missä harvaan asutuille seuduille muuttanut uutta teollisuutta kun kunnan tietoverkkoinfrat kunnossa ongelmana kuitenkin myös muuttoliike poispäin (myös Suomessa) syy vai seuraus? (2/2) kuitu ainoa kestävän kehityksen teknologia pitkälle tulevaisuuteen o laajakaistadirektiivi (2014/61/EU, ) yhteisrakentamiselle vaatimukset/lainsäädäntö, Suomessa voimaan ehdotus: uusi kansallinen Giga-ohjelma o seuraavaan hallitusohjelmaan 10 vuoden teollinen projekti ministerivetoinen pysyvä valtakunnallinen projektitoimisto /yritys kuidun (1 Gbit/s), mobiili laajakaistan (4G/5G) ja liike-elämän symbioosi yhteishanke: elinkeinoelämä, operaattorit, palvelunantajat, kunnat, käyttäjät, tiedeyhteisö edellyttää hyvää suunnitelmaa o perustuu konkreettisiin hyötyihin saavutetaan säästöjä, uutta liiketoimintaa, muuttoliike takaisin päin o rahat mm. Soneran osakkeiden myynnistä (esim. 100 milj. /vuosi) o Suomi uudelleen maailman kärkeen Prof-Tel Oy 25 Kuntanäkökulma: sähköiset kuntapalvelut ulottuvat kaikkialle kuntalaisen elämään o toimistot, sairaalat, hoitokodit, koulut, kodit,... o työpaikoille, sosiaaliseen elämään (some),... o kaikenikäisille,... o lisäävät kunnan ja kuntalaisen hyvinvointia tehokas kuituinfra, kestävää kehitystä tälle tielle Prof-Tel Oy 26 13

14 Kiitos! Prof-Tel Oy Tilastoja ja ennusteita (poimintoja ao. raporteista) Liite 1: Cisco VNI 2014 Liite 2: European Union, Broadcast market, 2014 Liite 3: Viestintävirasto, FiCom, Prof-Tel Oy 28 14

15 Kuva 2. Globaali IP-liikenne laitetyypeittäin Liite Prof-Tel Oy 29 M2M liittymien kasvu M2M liikenteen kasvu Prof-Tel Oy 30 15

16 Kiinteän laajakaistan nopeudet (Mbit/s), Prof-Tel Oy 31 Laajakaistanopeudet: suurempi kuin 10 Mbit/s, Prof-Tel Oy 32 16

17 Langattomat ja mobiili liittymät Keskimääräiset mobiili liittymänopeudet (kbit/s) alueittain Prof-Tel Oy 33 Keskimääräiset Wi-Fi liittymänopeudet (Mbit/s) Prof-Tel Oy 34 17

18 Trendi 5: Metro-liikenne kasvaa nopeammin kuin runkoyhteyksien liikenne Prof-Tel Oy 35 Trendi 6: IP-video kiihdyttää IP-liikenteen kasvua IP-video eri muodoissaan Prof-Tel Oy 36 18

19 Trendi 7: Kotitalous-, bisnes- ja kuluttajan mobiili palveluiden käytön kehittyminen Kotitaloudet: videon käyttö jatkaa kasvuaan Prof-Tel Oy 37 Kuluttajan mobiili palvelut (LBS: Location based services) Prof-Tel Oy 38 19

20 Bisnes-palvelut Prof-Tel Oy 39 Trendi 8: Kiiretunnin liikenne kasvaa nopeammin kuin keskiliikenne verrattuna keskimääräiseen Internet-liikenteen kasvuun Prof-Tel Oy 40 20

21 Trendi 9: IPv6-laitteet ja -liittymät Tärkeimmät IPv6-kykyiset laitesegmentit globaali tasolla 2018: 80 % älypuhelimista ja tableteista (2013: 43 %) 2018: 3,9 Mrd älypuhelinta ja tablet-laitetta (2013: 882 milj.) 2018: 94 % kannettavista (laptop), eli 797 milj. läppäriä 2018: 34 % M2M-yhteyksistä, eli 2,4 Mrd. laitetta Prof-Tel Oy 41 Trendi 10: Portaittainen hinnoittelu, mobiili/kiinteä, data caps siirtonopeudet vaikuttavat sovellusten käyttöön ja kuluttajan käyttäytymiseen, mitä o operaattorit haluavat manageerata, optimoida, ja rahastaa, ja missä o huomioidaan suurkuluttajien (top usage) käyttäytyminen, ja o käyttöön perustuva portaittainen hinnoittelurakenne operaattorikohtainen, kilpailu muuttuvat parametrit kuukausirajat (GB) Data caps mobiilissa saavutettu saturoitumispiste o painetta rahastaa suurkuluttajia enemmän kiinteässä erot suuremmat, koska video dominoi o 2018: esim. jopa 500 GB/kk, ja 30 GB/päivä Prof-Tel Oy 42 21

22 Laajakaistamarkkinat Digital Agenda Scorecard 2014 Liite 2 Broadband coverage: Basic broadband (xdsl, Cable, FTTP, WiMAX, HSPA, LTE, Satellite) is available to everyone in the EU, while fixed (fixed, fixed wireless (WiMAX) technologies cover 97% leaving 6 million homes unconnected. Next Generation Access (NGA) (VDSL, Cable Docsis 3.0, FTTP) capable of delivering at least 30 Mbit/s download covers 62%, up from 54% a year ago. Deployment of 4G mobile increased sharply. Rural coverage remains significantly lower for fixed (89,8 %), and especially in NGA (18,1 %). EU target: basic broadband for all by 2013: 100 % fast broadband (> 30 Mbit/s) for all by Prof-Tel Oy Prof-Tel Oy 44 22

23 Mobile broadband In 2013, deployments of 4G (LTE) speeded up. Nevertheless, 4G coverage is still substantially below that of 3G (HSPA). As of October 2013, close to 60% of Mobile Network Operators in the EU offered 4G services on LTE networks. LTE deployments have focused so far on urban areas except for Sweden, Estonia, Germany, Luxembourg and Slovenia. LTE is most widely developed in Sweden, Portugal and the Netherlands, and has not yet been launched in Bulgaria, Cyprus and Malta Prof-Tel Oy 45 Liite 3 Viestintäpalveluiden kuluttajatutkimus 2014 Kiinteä internet-liittymän tyyppi Prof-Tel Oy 46 23

24 Tulisiko toimeen pelkällä mobiililla internet-yhteydellä? Kumpi internet-liittymistä teille tärkein: kiinteä vai mobiili? Tärkeimmällä tarkoitetaan sitä liittymää, josta viimeisenä luovutaan Prof-Tel Oy 47 Mikä on internet-littymänne nimellinen tiedonsiirtonopeus? Mitä mieltä nykyisen internetliittymän tiedonsiirtonopeudesta? Prof-Tel Oy 48 24

25 Mikäli käytössä olisi nopeampi liittymä, käyttäisittekö internetiä enemmän seuraaviin palveluihin? Mikäli käytössä olisi nopeampi liittymä, käyttäisittekö internetiä enemmän seuraaviin palveluihin? Prof-Tel Oy Prof-Tel Oy 50 25

26 Prof-Tel Oy 51 Lukumäärässä ovat mukana sekä kotitalouksien että yritysten liittymät. Vuodesta 2011 Viestintävirasto on jaotellut mobiililiittymät kuukausimaksullisiin mobiililaajakaistaliittymiin, joissa ei ole datamäärän rajoitusta sekä niihin kuukausimaksullisiin mobiililaajakaistaliittymiin, joissa määrärajoitus on. Niiden lisäksi kerrotaan myös niiden mobiililiittymien määrä, joista käytettiin määrän mukaan veloitettavaaa tiedonsiirtoa ilman kuukausimaksullista tiedonsiirtopalvelua Prof-Tel Oy 52 26