Jorma Axelsson. TEKNOLOGISEN TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOKSET JA NIIDEN ANALYSOINTI - NetHawk Oyj ja mobiiliverkkojen evoluutiot

Transkriptio

1 Jorma Axelsson TEKNOLOGISEN TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOKSET JA NIIDEN ANALYSOINTI - NetHawk Oyj ja mobiiliverkkojen evoluutiot Opinnäytetyö KESKI-POHJANMAAN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ylempi ammattikorkeakoulututkinto Teknologiaosaamisen johtaminen - koulutusohjelma Kesäkuu 2008

2 KESKI-POHJANMAAN TIIVISTELMÄ AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ylempi ammattikorkeakoulututkinto Teknologiaosaamisen johtaminen - koulutusohjelma Työn tekijä: Jorma Axelsson Työn nimi: Teknologisen toimintaympäristön muutokset ja niiden analysointi NetHawk Oyj ja mobiiliverkkojen evoluutiot Päivämäärä: Sivumäärä: 51 Työn ohjaajat: Kauppatiet.lis. Pekka Nokso-Koivisto Dipl.ins. Timo Ainali Matkapuhelinverkot kuten teknologiat yleensäkin kehittyvät ja muuttuvat nopeasti. Uudet tekniikat tarjoavat mahdollisuuden valmistaa yhä nopeampia verkkoja ja tarjoavat monipuolisempia palveluja käyttäjien tarpeisiin. Tässä työssä on tutkittu työn tilaajan, NetHawk Oyj:n, toimintaympäristöä eli mobiiliverkkoja ja niissä tapahtuvaa kehitystä. Tavoitteena on löytää muutokset, joihin tuotekehityksen painopiste tulisi suunnata tulevaisuuden kilpailukyvyn vahvistamiseksi. Mobiiliverkkojen uudet evoluutiot tuovat mukanaan niin uusia tekniikoita kuin rakenteellisiakin muutoksia joihin sopeutuminen vaatii osaamisen kehittämistä. Teoriaosuudessa tarkastellaan nykyistä ja tulevaa toimintaympäristöä sekä teknologiastrategioita yleisellä tasolla. Työ on luonteeltaan tapauskohtainen toimintatutkimus ja siinä analysoidaan muutokset sekä niiden vaikutuksia NetHawk Oyj:n tuotekehitysstrategian osalta. Tehdyn Analyysin perusteella löydettiin NetHawk Oyj:lle tärkeitä teknologiatrendejä sekä osaamisalueita joiden vahvistamisella voidaan turvata tulevaisuuden kilpailukykyä. Avainsanat: toimintaympäristö, teknologiastrategia, osaaminen

3 CENTRAL OSTROBOTHNIA UNIVERSITY ABSTRACT OF APPLIED SCIENCES Master s Degree for Technology Competence Management Author: Jorma Axelsson Name of Thesis: Analysing the changes of technological operating environment NetHawk Oyj and the evolution of mobile networks Date: 12 June 2008 Pages: 51 Supervisors: Pekka Nokso-Koivisto Timo Ainali Technologies like mobile networks are evolving and changing rapidly. New techniques will allow faster networks and more complex services to growing number of users. This thesis studies the evolution and the changes of business environment where the orderer of thesis, NetHawk Oyj, is operating. By analyzing the current and future operating environment it is possible to identify new business opportunities and create a strategies for product development. New mobile network evolutions will introduce not only new technologies but also change the current infrastructure of radio access networks which will require new competencies. Theory focus in the thesis were in operating environment and technology strategies. Based on the results of operating environment analysis some technology trends and strategies were identified which will impact NetHawk Oyj s competitive position. Keywords: Operating environment, technology strategy, competence

4 ESIPUHE Sanotaan, että opiskelu kannattaa aina. Minun kohdallani väite pitää hyvin paikkansa. Kaksi vuotta opiskelua työn ohessa ei ehkä ole aina se helpoin tie, mutta minulle ylemmän ammattikorkeakoulututkinnon suorittaminen on ollut hyvin antoisaa aikaa. Lopputyön aihe liittyy hyvin läheisesti työtehtäviini, joten motivaatiota sen tekemiseen on löytynyt vaikka prosessi oli pitempi kuin osasin aavistaa. Työ hautui ensin mielessäni noin puoli vuotta, jolloin keräsin hiljalleen materiaalia siihen normaalien työtehtävien ohessa. Erinäisten ajatusten siirtäminen paperille luettavaan muotoon vei toiset puoli vuotta, mutta työn tulokset ovat olleet suoraan hyödynnettävissä ja auttaneet tarkastelemaan useita asioita eri näkökulmasta ja siten lisänneet omaa osaamistani. Näiltä osin prosessi on ollut hyvin onnistunut. Haluan kiittää työnantaajani, NetHawk Oyj:tä, mahdollisuudesta opiskella työn ohessa, sekä esimiestäni ja työnohjaajaa Dipl.ins Timo Ainalia kiinnostavasta aiheen valinnasta. Suuret kiitokset myös muille työtovereille kaikesta tuesta jota olen opiskelun aikana saanut. Erityiskiitokset kaikille lopputyötäni kommentoineille tai muuten sen syntyyn edesauttaneille, etenkin Tuure Mäkelälle sekä Jouko Sankalalle. Kiitän suuresti myös Kauppatiet.lis. Pekka Nokso-Koivistoa työn ohjaamisesta sekä kaikkia muitakin Keski-Pohjanmaan ja Kajaanin ammattikorkeakoulujen henkilökuntaan kuuluvia, jotka ovat tähän tutkintoon ottaneet osaa. Opiskelutovereille kiitos antoisasta ja värikkäästä kokemuksesta. Suurin kiitos kuuluu kuitenkin perheelleni. Kiitos Miia, Jesse ja Justus. Ilman teitä tämä ei olisi ollut mahdollista. Oulunsalossa 9 kesäkuuta 2008 Jorma Axelsson

5 LYHENTEET Työssä esiintyvät lyhenteet sekä termit. 2G 3GPP 3G LTE ARP ADM agw ASN ATCA ATM Bps CAPEX CDMA CPRI CS GAN GERAN GGSN GPRS GSM GTP GW HARQ HLR HSDPA HSPA HSPA+ HSUPA Hz E-UTRAN E-GPRS E-HSD EDGE enb EPS EoS Eth HDLC IEEE IMS IMT IP ITU LAN MAC 2nd Generation 3G Partnering Project 3rd Generation Long Term Evolution AutoRadioPuhelin Add Drop Multiplexer Access Gateway Access Service Node Advanced Telecommunication Computing Platform Asynchronous Transfer Mode Bits per second Capital Expense Code Division Multiple Access Common Public Radio Interface Circuit Switched Global Area Network GSM EDGE Radio Access Network Gateway GPRS Support Node General Packet Radio Service Global System for Mobile communications General Tunneling Protocol Gateway Hybrid Automatic Repeat Request Home Location Register High Speed Downlink Packet Access High Speed Packet Access (HSDPA with HSUPA) HSPA Evolution High Speed Uplink Packet Access Hertz Enhanced UMTS Terrestrial Radio Access Network Enhanced GPRS Enhanced High Speed Data Enhanced Data for GSM Evolution Enhanced NodeB Evolved Packet Core Ethernet over SDH Ethernet High Level Data Link Control Institute of Electrical and Electronic Engineers IP Multimedia Subsystem International Mobile Telecommunications Internet Protocol International Telecommunications Union Local Area Network Medium Access Control

6 MIMO ML-PPP MME MPLS MSC MSPP NGN NMT OBSAI OFDMA OPEX PBB-TE PCM PDCP PHY PS PSTN QoS RAN RF RLC RNC RRC SAE SC-FDMA SDH SGSN SGW SIP SLA TDMA UMA UMTS UTRAN VCAT VoIP WCDMA WDM WiMAX WLAN Multiple Input Multiple Output MultiLink Point-to-Point Mobile Management Entity Multiprotocol Label Switching Mobile Switching Center Multiservice Provisioning Platform Next Generation Networking Nordic Mobile Telephone Open Basestation Architechture Initative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Operating Expense Provider Backbone Bridges Traffic Engineering Pulse Code Modulation Packet Data Convergence Protocol Physical Layer Packet Switched Public Switched Telephone Network Quality of Service Radio Access Network Radio Frequency Radio Link Control Radio Network Controller Radio Resource Control System Architecture Evolution Single Carrier FDMA Synchronous Digital Hierarchy Serving GPRS Support Node Service Gateway Session Initiation Protocol Service Licence Agreement Time Division Multiple Access Unlicensed Mobile Access Universal Mobile Telecommunications System UMTS Terrestrial Radio Access Network Virtual Concatanation Voice over Internet Protocol Wideband CDMA Wavelength Division Multiplexing Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network

7 TIIVISTELMÄ ABSTRACT ESIPUHE LYHENTEET 1 JOHDANTO TUTKIMUS JA SEN TEKEMINEN - tavoitteet, rajaus ja rakenne Tutkimuksen tavoite ja tutkimusongelma Tutkimuksen viitekehys sekä tutkimusmenetelmät TEKNOLOGISEN TOIMINTA YMPÄRISTÖN TUNNISTAMINEN teknologiakehitys mobiiliverkoissa Tietoliikenneverkot Mobiiliverkot Nykyiset mobiiliteknologiat Uudet mobiiliteknologiat TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOKSET - uudet teknologiat ja osaamisen merkitys STRATEGIA TEKNOLOGIAMUUTOKSEEN teknologia- ja tuotestrategioiden kehittäminen Teknologisten muutosten analysointi Teknologiatrendit Osaamisen painopisteet ja teknologiapyramidi Tuotestrategiat SWOT Riskianalyysi JOHTOPÄÄTÖKSET...45 LÄHTEET...49

8 1 1 JOHDANTO Vuonna 1991 perustettu NetHawk Oyj on yksi maailman johtavista telekommunikaatioverkkojen analysaattoreiden, simulaattoreiden ja kuormitustestaustuotteiden toimittajista. NetHawk-tuotteita ja järjestelmiä käyttävät johtavat laitevalmistajat ja operaattorit maailmanlaajuisesti verkkojen tuotekehityksestä niiden operointiin. NetHawk tuotteet mukautuvat kannettavista työkaluista laajoihin jaettuihin järjestelmiin. NetHawkissa on vahva asiantuntijaorganisaatio, jossa on tehokkaat tuotekehitysprosessit. Asiakkaat hyötyvät uusien toiminnallisuuksien nopeasta tuotteistamisesta, sekä viimeisimmän teknologian soveltamisesta. NetHawk on ollutkin pioneeri toisen ja kolmannen sukupolven matkapuhelinverkkojen testauksessa. NetHawk-konsernin henkilömäärä oli vuoden 2007 lopussa 395 henkilöä, josta noin 2/3 työskentelee tuotekehityksessä. Yritys on yksi alan suurimmista tuotekehittäjistä. Toimipisteitä NetHawkilla on yhdeksässä maassa. Yrityksen taloudellinen tilanne on hyvä ja vuoden 2007 liikevaihto oli n. 29m. NetHawk palvelee asiakkaitaan omien alueellisten toimistojen ja kattavan jälleenmyyjäverkoston avulla yli 60 maassa. NetHawkin asiakkaat voidaan jakaa kahteen pääryhmään eli segmentti?: 1. Laitevalmistajat (Nokia-Siemens, Ericsson, Nortel, Alcatel-Lucent jne.) 2. Operaattorit (Vodafone, Telefonica jne.) Laitevalmistajat käyttävät sekä simulaattori- että analysaattorituotteita, kun taas operaattorit pääasiassa verkon monitorointiin tarvittavia tuotteita eli analysaattoreita. Laitevalmistajien ja operaattorien tarpeet ovat usein hyvin erilaiset tuotteen käyttöön liittyen. Laitevalmistajat käyttävät simulaattoreita omassa tuotekehityksessään yhdessä analysaattorituotteiden kanssa jolloin käyttötilanne on usein verkkolaitteen toiminnallista testaamista ennen sen

9 2 tuotantovaihetta. Operaattorien tarpeet sen sijaan ovat enemmän varsinaisen verkon ja sen toiminnan testaamista käyttöönoton jälkeen. NetHawk analysaattorit ovat skaalautuvia ja tehokkaita testaus-, vianetsintä- ja optimointityökaluja useita rajapintoja ja verkkoteknologioita sisältäviin verkkoihin (Kuvio 1). Analysaattorituotteita käytetään matkapuhelinverkkojen tuotekehitysvaiheessa toiminnalliseen testaukseen, sekä systeemi- että kuormitustestaukseen. Tuotteita käytetään myös verkon rakentamisen ja operoinnin aikana. Sovellukset protokollamonitorointiin, puhelujen ja palvelun laadun seurantaan, sekä matkapuhelinverkon optimointiin, ovat esimerkkejä NetHawkin analysaattorin käyttökohteista. NetHawk analysaattorit voidaan myös liittää osaksi automatisoituja testausjärjestelmiä. Televerkkojen laadun parannus on syklinen prosessi, joka alkaa suunnittelusta ja päättyy verkkojen poistuessa käytöstä. NetHawk simulaattoreita käytetään verkon laadun parantamiseen sen koko elinkaaren ajan. Tuotteilla voidaan simuloida eri verkkoelementtejä kuten esimerkiksi tukiasemia tai niiden ohjaimia. Lisäksi NetHawk kehittää erikoistuotteita viranomaistahoille. KUVIO 1. NetHawkin toimintaympäristö (NetHawk 2008.)

10 3 Nykyinen tilanne on matkapuhelinverkkoteknologian testaustoimialalle erittäin haastava. Maailman johtavien matkapuhelinverkkotoimittajien keskuudessa tapahtui v.2006 alalla rakenteellinen muutos, kun alan johtavista yrityksistä seitsemän joko ilmoitti yhdistävänsä toimintonsa jonkin toisen toimijan kanssa, myyvänsä osan toiminnastaan tai siirtävänsä toimintaansa uuteen yhteisyritykseen. Testilaitteiden ja -ratkaisujen kysynnälle tämä tarkoitti merkittävää laskua asiakasmäärän pienentyessä ja uudelleenjärjestellessä toimintojaan. Yritysjärjestelyjen lisäksi kiihtyvä teknologiakehitys luo jatkuvasti uusia haasteita liiketoiminta-alueelle. Matkapuhelinverkkojen ja tiedonsiirtoteknologioiden kehitys yleensäkin ovat suuren muutoksen toisen ja kolmannen sukupolven verkkojen kehittyessä kohti neljännen sukupolven verkkoja. Kehityksen myötä verkot muuttuvat täysin pakettikytkentäiseksi, piirikytkentäisten osien poistuessa tai muuttuessa, luoden testauslaitteille uusia haasteita, jotka tulee huomioida yrityksen tuotekehitys- ja osaamisstrategioiden yhteydessä. Kiristyvä ja kansainvälistyvä kilpailu vaatii nopeita tuotekehityssyklejä sillä teknologioiden nopea kehittyminen on tänään suurin muutostekijä yritysten toimintaympäristöissä. Nykytuotteille on tunnusomaista useiden, toisistaan riippumattomien teknologioiden yhdistyminen. Muutokset luovat yritykselle uusia mahdollisuuksia, mutta myös uusia uhkia. Teknologioiden hallinta on tämän päivän tähtiyritykselle erittäin tärkeä kilpailutekijä joten on tärkeää, että yrityksen avainhenkilöt tunnistavat vahvat ja vahvistamista edellyttävät teknologiset ydinosaamisalueensa ja myös teknologiat, joiden hankinta voidaan jättää arvoketjun muiden yritysten huoleksi. Teknologioiden tunnistaminen ja hyödyntäminen ovat avainasemassa yhdessä tutkimus- ja kehittämistoiminnan sekä teknologiajohtamisen kanssa. Teknologiajohtamisen tavoite on teknologiaa hyödyntämällä säilyttää ja ennen kaikkea parantaa yrityksen kilpailuasemaa. (D Aveni 1994, Sjöholm 2006.) Teknologiastrategia on teknologiajohtamisen osa-alue jolla hahmotetaan tulevaisuutta. Yhdessä markkinointistrategian kanssa se määrittää useimmille

11 4 yrityksille keskeisimmät liiketoiminnalliset menestymisen keinot (Sjöholm 2006, 4). Kuvio 2 esittää teknologiastrategian ja liikentoimintastrategian suhteen verrattuna muihin strategioihin. Teknologiastrategia on suunnitelma siitä, mihin osaamiseen ja avainteknologiaan liiketoiminnan kilpailukyky perustuu. KUVIO 2. Liiketoimintastrategian jakautuminen (Sjöholm 2006, 4.) Markkinoiden globalisoituessa ja kilpailun kiristyessä ydinosaamisen ja teknologisen osaamisen merkitys kasvaa. Teknologiastrategiaa tarvitaan 1. Ydinosaamisen ja avainteknologian määrittämiseen ja kohdistamiseen 2. Liiketoiminnan teknologialähtöiseen suuntaamiseen 3. Nykyisen sekä ennen kaikkea tulevan kilpailukyvyn varmistamiseen 4. Vision jalkauttamiseen Osaamista ja avainteknologioita voidaan viestiä asiakkaille ja pyrkiä sen avulla erottautumaan kilpailijoista ja profiloitumaan omassa arvoverkossaan.

12 5 Onnistuneessa teknologiastrategiaprosessissa avainteknologioiden valinta ja määrittelyt ovat tärkeitä. Niiden avulla voidaan luoda kuva teknologioiden osuudesta yrityksen liiketoimintaan ja kilpailukykyyn. Avainteknologinen osaaminen voi olla yhdistävä tekijä yrityksen eri toiminnoille ja antaa vastauksen, kuinka vastata toimintaympäristön muutoksiin sekä miten hyödyntää uusia teknologiamahdollisuuksia. Kuvio 3 esittää kuinka teknologiastrategiaprosessi voi toimia avainosaamisen määrittäjänä ja toiminnan vauhdittajana yrityksessä. (Sjöholm 2006.) KUVIO 3. Teknologiastrategiaprosessin suhde avainosaamiseen (Sjöholm 2006,2.) Teknologiastrategia määrittää ulkoiset ja sisäiset teknologiamahdollisuudet syötteen tullessa toimintaympäristön muutoksista. Näitä muutoksia ovat tyypillisesti kilpailuasetelman muutokset, trendit, resurssit sekä markkina- ja asiakkaiden tarpeet. Strategia tekee syötteistä valintoja ja määrittää mikä tulee olemaan yrityksen avainteknologia ja avainosaaminen tulevaisuudessa. Tässä tutkimuksessa analysoidaan tämä ketju ja sen vaikutukset NetHawk Oyj:n tuotekehityksen toimintaan.

13 6 2 TUTKIMUS JA SEN TEKEMINEN - tavoitteet, rajaus ja rakenne 2.1 Tutkimuksen tavoite ja tutkimusongelma Tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa uusien matkapuhelinteknologioiden vaikutukset NetHawkin tuotekehitykseen sekä luoda strategia kuinka osaaminen ja sitä kautta kilpailukyky varmistettaisiin. Tutkimuksen pääpaino on 3G Long Term Evolutionin (LTE) sekä siihen vaikuttavien muiden tekniikoiden analysoinnissa. Tavoitteena oli rakentaa kuva nykyisestä toimintaympäristöstä sekä siihen kohdistuvista muutoksista ja evaluoida siinä tapahtuvia muutoksia NetHawkin kannalta. Evaluoinnin tulosten perusteella voidaan tunnistaa tulevaisuuden mahdollisuudet ja riskit tuotekehityksen osalta sekä luoda strategisia suuntaviivoja mihin suuntaan kehitystä kannattaisi suunnata. Lisäksi toimintaympäristöjen yksityiskohtaisella auki purkamisella saadaan aikaan materiaalia, jota voidaan hyödyntää yrityksen sisäisessä koulutuksessa sekä erinäisissä sisäisissä ja ulkoisissa tuotedokumenteissa. Tutkimusongelmaksi muodostui kuinka tunnistaa NetHawkin teknologinen toimintaympäristö ja analysoida sen tulevat muutokset. Analysoinnin avulla voidaan tunnistaa muutosten merkitys NetHawkin tuotteiden teknisille ominaisuuksille sekä arvioida minkälaisia haasteita ne tuotekehitykselle tuovat; mitkä ovat näiden teknologioiden keskeiset asiat NetHawkin kannalta ja miten ne huomioidaan tuotekehitysstrategiassa jotta yrityksen teknologinen etumatka sekä korkea osaamisen taso säilyvät tai parantuvat entisestään.

14 7 2.2 Tutkimuksen viitekehys sekä tutkimusmenetelmät Tutkimuksen viitekehykseksi muodostui NetHawkin teknologiastrategiaan vaikuttavat ulkoiset sidosryhmät ja tekijät. Kuviossa 4 esitetyistä sidosryhmistä merkittävimmät ovat teknologia ja asiakkaat joiden kautta syntyy takaisinkytkentä osaamiseen ja sen hankintatapoihin. Standardit Asiakkaat Teknologiat NetHawk Osaaminen Yhteistyökumppanit KUVIO 4. Tutkimukseen vaikuttavat ulkoiset sidosryhmät Tuotekehityksen strategiaan suoraan vaikuttavia tekijoitä ovat teknologiset muutokset, osaamisen taso sekä asiakastarpeet. Menestyksekkääseen strategiaan tarvitaan näiden arvointia suhteutettuna omaan toimintaan sekä riskien tunnistamista. Kuvio 5 esittää NetHawkin tuotekehitykseen vaikuttavia tekijöitä.

15 8 Teknologia muutos Osaamisen varmistus Toiminnan analysointi Riskit NetHawkin teknologiastrategiaan vaikuttavia tekijöitä All IP 3G LTE WiMAX NGN SWOT Osaamisalueet Riskianalyysit KUVIO 5. NetHawkin tuotekehitykseen vaikuttavia tekijöitä Suurin teknologiaprosessin kautta tuotekehityksen toimintaan vaikuttava tekijä on luonnollisesta teknologiakehityksestä johtuva markkina- ja asiakastarve. Teknologiamuutos ja uusien teknologien ilmaantuminen toiminta-alueelle vaativat uutta osaamista joka tulee varmistaa. Osaamisalueiden tunnistuksen lisäksi toimintaa voidaan analysoida tunnistamalla mahdollisuuksia ja heikkouksia sekä riskejä. Tutkimus rajautui nykyisen ja tulevan toimintaympäristön tunnistamiseen, niiden analysoimiseen sekä uusien tarpeiden ja mahdollisuuksien esittämiseen (Kuvio 6). Toimintaympäristön tunnistaminen Toimintaympäristön muutosten aiheuttamat uudet tarpeet Sopeutumisstrategia teknologiamuutokseen KUVIO 6. Tutkimuksen rakenne

16 9 Tutkimus on luonteeltaan toimintatutkimus ja täyttää sen tyypilliset piirteet. Tutkimuksen aihe on noussut käytännöstä johon etsitään parannusta ja joka on altis muutoksille. Tutkimus on edennyt spiraalimaisesti suunnittelun, toiminnan, havannoinnin ja pohdinnan kautta ja jossa näitä vaiheita on toteutettu ja suhteistettu toisiinsa systemaattisesti ja kriittisesti. Tutkija on ollut projektissa vastuullinen henkilö kontrolloiden käytännön toimintaa. (Metsämuuronen 2006, 13.) Tutkimus toteuttettiin analysoimalla nykyistä toimintaympäristöä ja selvittämällä minkälaisissa ympäristöissä asiakkaat tuotteitta käyttävät. Nykyisen toimintaympäristön teknisen rakenteen selvittäminen on tärkeää, sillä sen avulla löydetään yrityksen vahvimmat osa-alueet. Teoreettinen osuus sisältää NetHawkin nykyisen toimintaympäristön teknisen esittelyn sekä tulevien mobiiliverkkoteknologioiden ja osaamisalueiden tarkastelun kappaleissa 3 ja 4. Nämä luovat teoriapohjan niiden subjektiiviselle evaluoinnille ja analysoinnille kappaleessa 5. Tutkimuksellinen osa on NetHawkille tärkeiden uusien tulevaisuuden teknologiaosa-alueiden tunnistamista, niiden teknistä esittelyä, ja niihin liittyvän osaamisen analysointia. Tutkimuksen luonteesta johtuen myös prosessi eli teknisten ominaisuuksien erottelu ja tarkastelu toimintaympäristön kannalta voidaan katsoa olevan osa tutkimuksen tuloksia. Tutkimus on tehty pääosin tutkijan toimesta perustuen hänen arvioihinsa eri teknologioiden merkityksestä. Tutkimusprosessin aikana näitä asioita on käsitelty NetHawkin sisällä runsaasti, ja tutkijana olen osallistunut NetHawkin tuotekehitysstrategian luomiseen testaustuotteiden ja verkkoon kytkytymiseen liittyvien teknologioiden osalta. Tämän vuoksi sisältöä ja näkemyksiä on saatu myös NetHawkin tuotekehitykseltä sekä tuotehallinnalta.

17 10 3 TEKNOLOGISEN TOIMINTA YMPÄRISTÖN TUNNISTAMINEN teknologiakehitys mobiiliverkoissa Teknologiakehitys tietoteknisillä aloilla on ollut nopeaa ja kehityksen hidastumiselle ei ole näkyvissä selkeitä merkkejä. Kuluttajat haluavat yhä nopeampia tietoteknisia laitteita ja tietoliikenneyhteyksiä. Investoinnit tekniikan kehitykseen sekä yksityisellä että julkisella sektorilla kasvavat edelleen nopeasti. (Celtic 2007.) Tutkija Gordon Moore, yksi elektroniikkayritys Intelin perustajista, kirjoitti vuonna 1965 Electronics-lehteen artikkelin, jossa hän esitti kuuluisan ennustuksena siitä, että sirulla olevien transistorien määrä kaksinkertaistuu muutaman vuoden välein. Laki on kasvanut ennustuksesta säännöksi. Mikropiirien valmistajat uskovat, että jos ne eivät tuota edelleen tiheämpiä piirejä lain kertomassa nopeudessa, ovat he kehityksestä jäljessä ja silloin sen pitää jälleen investoida tuotantoon. Myös laiteostajat suhteuttavat hankintansa Mooren lakiin, eivätkä osta lain vanhentuneeksi tuomitsemaa tekniikkaa. Mooren lakiin tehty myöhemmin laajennuksia kuten että suorittimen kellotaajuus kaksinkertaistuu 18 kuukauden välein ja että prosessorin suorituskyky riippuu siitä, kuinka suuren tietomäärän se pystyy käsittelemään aikayksikössä. (Intel 2007.) Mooren laki vaikuttaa suoraan myös tietoliikennetekniikkaan. Yhä nopeammat tietokoneet sekä vaativat, että mahdollistavat, nopeammat tietoliikenneyhteydet. Valokuitutekniikan mikroprosessoreitakin nopeampi kehittyminen mahdollistaa jo useiden Gigabittien nopeuden suoraan kuluttajille, jotka haluavat nopeuden lisäksi myös yhä suuremmassa määrin mobiliteettia; mukana liikkuvaa teknologiaa ja yhteyksiä. Tietoliikenneverkkojen nopeus on kehittynyt jopa nopeammin kuin prosessoreiden, joka johtaa verkkojen toimintalogiikan muutokseen. (Herity 2001.) Teknologisesti NetHawkia voidaan pitää oman alansa huipputeknologiarityksenä. NetHawk asemoituu teknologia-akselilla tietoliikennealan, etenkin matkapuhelinverkkojen testauksen, edelläkävijäksi. Matkapuhelinverkot säilynevät tärkeänä osana NetHawkin toimintaa, mutta teknologisen kehityksen yhdistäessä

18 11 eri verkkoja ja mobiliteetin yleistyminen vaikeuttavat varsinaisen toimintaympäristön määrittämistä tulevaisuudessa. Tietoliikenneverkkojen testauslaitteille on tyypillistä että niiden suurin kysyntä ajoittuu elinkaaren alkupäähän. Näin varsinkin toiminnalisten testauslaitteiden kanssa joihin NetHawkin tuotteet voidaan pitkälti lukea. Toimintaympäristön luonteesta johtuen NetHawkin tulee toimittaa testauslaitteita uusiin teknologioihin joita ei vielä ole juurikaan käytetty. Tämä tarkoittaa että teknologisesti NetHawkin tulee olla askeleen edellä asiakkaitaan ja seurata aktiivisesti ympärillä tapahtuvia muutoksia ja hiljaisia signaaleja. Menestyvälle yritykselle on tyypillistä, että se pystyy luomaan menestysstrategioita ja toteuttamaan ne hyvin ja uusimaan strategioita muuttuvien vaatimusten myötä (Kamensky 2000, 20-24). 3.1 Tietoliikenneverkot Tietoliikenneverkkoja on lukuisia eri tyyppisiä mutta käyttötarkoituksensa vuoksi ne voidaan jakaa (tässä tutkimuksessa) karkeasti kahteen pääkategoriaan: accessverkkoihin sekä metro/core-verkkoihin. Esimerkki tyypillisestä verkkotopologiasta on esitettu kuviossa 7. Access (UMAN) Access (RAN) MSPP METRO ADM Router CORE MSPP Access (WAN) Access Edge Core Edge KUVIO 7. Access- ja Metro/Core verkkojen välinen suhde

19 12 Access-verkkoja ovat mm. RAN (Radio Access Network) radioverkot, LAN (Local Area Network) lähiverkot ja muut matkapuhelinverkot, kun taas puolestaan Metro ja Core verkkohin lasketaan kuuluvaksi laajempien alueiden verkot jotka yhdistävät eri tyyppisiä access-verkkoja sekä mantereiden väliset runkoverkot. Suurin osa access-verkoista käyttää fyysisenä transmissiona eli siirtotienä joko Pulse Code Modulation -teknikkaan (PCM) pohjautuvia aikajakoisia E1/T1 yhteyksiä, optisia Synchronous Digital Hierachy (SDH) linkkejä tai Ethernetiä. Siirrettävä data on pääosin Asynchronous Transfer Mode (ATM) dataa tai Internet Protocol (IP) paketteja, mutta IP on selkeästi tulossa yhä dominoivammaksi. Yksi suurimmista haasteista onkin kuinka nykyisiä E1/T1 ja SDH yhteyksiä voidaan hyödyntää IP liikenteen kuljettamisessa. Olemassa olevia verkkoja ei kannata poistaa vaan ne tulee hyödyntää ilman että ne muodustuvat rajoittavaksi tekijäksi. Tätä evoluutiota ja siihen pyrkiviä tekniikoita kutsutaan yleisesti nimellä Next Generation Networks (NGN) jonka määrityksistä vastaa pääosin International Telecommunications Union (ITU). NGN sisältää useita tekniikoita hitaiden E1/T1 linkkien multipleksaamisesta sekä IP ja Ethernet liikenteen siirtämisestä SDHkehysten päällä. NGN:n myötä on esitetty erilaisia protokollia kuten Virtual Concatanation (VCAT), Ethernet over SDH (EoS) ja Multilink Point-to Point Protocol (ML-PPP) jotka voisivat olla ratkaisu paketti- ja piirikytkentäisten verkkojen yhdistämiseen. (IDT 2007.) Metro- ja Core verkot pohjautuvat pääosin optisiin Wavelength Division Multiplexing (WDM) ja Digital Wavelength Division Multiplexing (DWDM) pohjaisiin 1 10 Gigabittiä sekunnissa (Gb/s) Ethernet tai SDH linjoihin. SDH on kuitenkin väistymässä uusien nopeiden Ethernet linjojen tieltä (Celtic 2007).

20 Mobiiliverkot Nykyiset mobiiliteknologiat Matkapuhelinverkkojen kehitys voidaan karkeasti jakaa neljästä seitsemään eri vaiheeseen tai sukupolveen kuvion 8 mukaisesti. 4G: IMT-A 1G: ARP NMT 2G GSM CDMA 2.5G: HSCSD GPRS EDGE 3.75G: HSUPA 3G: UMTS CDMA G: HSDPA 3.9G: LTE KUVIO 8. Mobiiliverkkojen eri sukupolvet Matkaviestinjärjestelmien lyhyen historian aikana sukupolvet ovat vaihtuneet noin kymmenen vuoden välein. Uude sukupolven radioverkkojen tullessa kaupalliseen käyttöön täytyy seuraavan sukupolven tutkimuksen olla täydessä vauhdissa, jotta uudet tekniset ratkaisut ymmärretään riittävän hyvin standardoinnin aikanaan alkaessa. Ensimmäisellä sukupolvella (1G) tarkoitetaan analogisia mobiiliverkkoja kuten suomalainen AutoRadioPuhelin (ARP) ja pohjoismainen Nordic Mobile Telephone (NMT). ARP, joka avattiin vuonna 1971 ja se kattoi koko maan 1978, toimi vain

21 14 Suomessa ja sen suosion perustana oli hyvä kuuluvuus erämailla ja vesialueilla, missä muut matkapuhelinverkot eivät tarjonneet kuuluvuutta. Tämän mahdollisti sen toiminnan perustuminen 150 Megahertsin (MHz) radiotekniikkaan, jossa signaalin etenemisominaisuudet ovat erinomaiset. Datansiirtopalveluita ARPverkko ei tarjonnut. NMT-verkko otettiin käyttöön Suomessa 1982 ja muualla pohjoismaissa jo vuonna Ensin käyttöön otettu 450 MHz:n järjestelmä havaittiin pian kapasiteetiltaan ahtaaksi ja vuonna 1987 otettiin käyttöön 900 MHz:n verkko. NMT- verkko tarjosi 1200 ja 2400 bittä sekunnissa (bps) datasiirtomahdollisuuden. (Laukkanen 2001.) Toisen sukupolven (2G) verkoilla tarkoitetaan ensimmäisiä digitaalisia verkkoja kuten esimerkiksi Global System for Mobile communications (GSM) ja sen pääasiassa Yhdysvalloissa käytössä olevaa kilpailevaa Code Division Multiple Access (CDMA) järjestelmää. GSM mahdollistaa datasiirron langattomasti matkapuhelinverkossa ja perustuu laajaspektriseen lähetykseen, taajuushyppelyn ja aikajakomultipleksoinnin (TDMA) käyttöön. Perus GSM-verkko tarjoaa datansiirtomahdollisuudet nopeuksin 4800 ja 9600 bps. Verkko toimii pääasiassa 900 MHz:nja 1800MHz:n taajuuksilla mutta. Yhdysvalloissa on lisäksi käytössä 1900 Mhz:n alueella toimiva GSM CDMA perustuu aikajaon ja taajuushyppelyn lisäksi matemaattisten koodien käyttöön. Näin ollen CDMA:n tarjoama kapasiteetti on suuri ja se tarjoaakin tiedonsiirtonopeuden 64 kbit/s. GSM verkon rakenne on esitetty kuviossa 9. Verkko rakentuu GSM Edge Radio Access Network (GERAN) radioverkko-osasta sekä piirikytkentäisestä runkoverkosta, Circuit Switched Coresta (CS Core). Kuvio 9 esittää tärkeimmät verkkoelementit sekä niiden väliset rajapinnat. (Mehrotra 1997.)

22 15 KUVIO 9. 2G verkon rakenne (NetHawk 2008.) Toisen ja kolmannen sukupolvien väliin sijoitetaaan GSM verkon kehittämisratkaisut (2.5G) jotka otettiin käyttöön GSM jälkeen kuten High Speed Circuit Switched Data (HSCSD), General Packet Radio System (GPRS) ja Enhanhed Data rates for Global Evolution (EDGE). HSCSD on nopea piirikytkentäinen datansiirtotekniikka johon sisältyvät sekä monikanavatekniikka sekä kevennetty kanavakoodaus. HSCSD:ssä neljän kanavan rinnakkaiskäytöllä datansiirtonopeudeksi saavutetiin 57.6 kbit/s. GPRS on nopea pakettikytkentäinen datansiirtotekniikka joka mahdollistaa IP-liikenteen matkapuhelimen ja verkkopalvelimen välillä. GPRS:n datansiirto nopeus on 144 kbit/s. EDGE on modulaatio menetelmä, jonka nopeus muuttuu automaattisesti verkon ominaisuuksien mukaan. Tukiaseman läheisyydessä voidaan käyttää suurempaa nopeutta kuin solun reunoilla. Kaupungin piensolu alueilla päästään jopa 384 kbit/s

23 16 nopeuteen. EDGE:ä käytetään ensisijaisesti GPRS- ja HSCSD-palvelujen laajentajana, jolloin niitä kutsutaan termeillä Enhanced GPRS (E-GPRS) ja Enhanced High Speed Data (E-HSD). Radiotekniikaltaan nämä 2.5G ratkaisut pohjautuvat GERAN rakenteeseen. (Rysavy 2007, Heine 2007.) Kolmannen sukupolven (3G) matkapuhelinverkoista laajimmin käytössä oleva järjestelmä on Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), joka pystyy hyödyntämään osittain nykyisiä GSM-verkkoja. UMTS-järjestelmän maanpäällinen runkoverkko perustuu pitkälti nykyiseen GSM-järjestelmään. Sen sijaan radioverkossa käytetään useita radiorajapintoja kuten GSM, Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) ja Time Division Code Division Multiple Access (TD-CDMA). Käytetyt taajuusalueet ovat MHz ja MHz. Verkon tulee tukea tarpeesta riippuen eri siirtonopeuksia ja asymmetrista tiedonsiirtoa, johtuen palveluiden erilaisesta kapasiteettitarpeesta. Radioverkon, UTRAN:in (UMTS Radio Access Network), rakenne on samankaltainen kuten edellisenkin sukupolven verkoissa kuten kuviossa 10 esitetään.

24 17 KUVIO 10. 3G verkon rakenne (NetHawk 2008.) Piirikytkennäisen ytimen sijaan 3G verkko käyttää GPRS:n tavoin pakettikytkennäisen runkoa. Packet Switched Corea (PS Core), joka soveltuu IP pohjaisen liikenteen kuljettamiseen. PS Core on esitetty kuviossa 10. (Rysavy 2007, Heine 2007.) Uudet mobiiliteknologiat 3G verkkojen kapasiteettia haluttiin kasvattaa ja kehitys kohti neljännen sukupolven (4G) verkkoja alkoi 3G verkkojen laajennuksilla samankaltaisesti kuin

25 18 tehtiin siirryttäessä 2G verkoista 3G verkkoihin. Suurimmat muutokset tapahtuivat 3G verkkojen radiorajapinnassa joihin standardoinnista ja kehityksestä vastaava 3G Partnership Project (3GPP) järjestö teki useita päivitysversioita taulukon 1 ja kuvion 13 mukaisesti. (Barth 2006.) TAULUKKO 1. Vaiheet 3G:stä 4G:hen Teknologia Versio Muutokset 3G 3GPP Release99 * Radiorajapinnalla käytössä WCDMA * UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) 3GPP Release 4 * Hajautettu verkkoarkkitehtuuri (signalointi ja data erotettu toisistaan) 3.5G 3GPP Release 5 * All IP verkkoarkkitehtuuri * IP Multimedia Subsystem (IMS) * HSDPA 3.75G 3GPP Release 6 * HSUPA * WLAN Interworking * MIMO antennit 3.9G 3GPP Release 7 ja 8 * Long Term Evolution * High Speed OFDM Packet Access (HSOPA) 4G? * Aina parhaalla tavalla kytketty, joustavat yhteydet eri verkkojen välillä. Laajakaistainen tiedonsiirto mobiiliin. * IMT-A High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) on pakettipohjainen tiedonsiirtopalvelu (protokolla) WCDMA tekniikkaan fyysiselle yhteydelle mobiilista verkonsuuntaan (uplink). Sen teoreettinen tiedonsiirtonopeus on 14.4 Mbps downlink suuntaan. Verkosta mobiilin suuntaan (downlink) nopeus on UMTS:n mukainen 2 Mbps. HSDPA toi uuden modulaatiomenetelmän radiorajapinnalle käyttäen kuitenkin samaa 5 MHz:n taajuuskaistaa kuin aiemminkin.

26 19 3GPP Release 5 spesifikaatio määritteli myös IP Multimedia Subsystemin (IMS). Vaikka IMS kehitettiin alun perin tarjoamaan multimediapalvelut GERAN ja UTRAN-verkoissa, tuli siitä 3GPP Release 6:n myötä liityntäverkosta riippumaton jolloin palvelusovellukset eivät näe eroa ollaanko kytkeytyneenä langattomaan vai langalliseen verkkoon. IMS on avainteknologia uusien multimediapalveluiden tarjoamiseen ja tuo dynaamisuutta sekä uusia mahdollisuuksia ihmisten välisen viestintään. IMS:n avulla matkapuhelinten ja kiinteiden verkkojen (laajakaistaverkot ja Wireless LAN (WLAN)) päätelaitteiden välille voidaan muodostaa IP-yhteys ja näin kuka tahansa voi käyttää missä tahansa mm. internet-pohjaisia palveluita kuten nettiselailu, sähköposti, sisällönjakamispalvelut, uudentyyppiset verkkopelit, pikaviestit, videoneuvottelut ja tietysti myös pakettipohajinen ääni Voice-over-IP (VoIP). IMS:n arkkitehtuuri ja sen sisäiset rajapinnat on esitetty kuviossa 11. (Heine 2007) KUVIO 11. IMS rakenne (NetHawk 2008.) Unlicensed Mobile Access Network (UMAN) ja Generic Access Network (GAN) - teknologiat, joiden standardointi on käynnissä, voidaan käyttää mm. matkaviestinverkon peittoalueiden täydentämiseen alueilla, joilla peitto on heikko, sekä lisäämään verkon kapasiteettia ruuhka-alueilla (esim. messuhallit, urheilutapahtumat). UMA mahdollistaa matkaviestinverkkojen palveluiden käytön

27 20 lisenssivapaan taajuusalueen teknologioita (mm. Bluetooth ja ) hyödyntävän liityntäverkon kautta kuten esitetty kuviossa 12. KUVIO 12. UMAN rakenne (NetHawk 2008.) High-Speed Uplink Packet Access (HSUPA) toi puolestaan uuden siirtotien protokollan mahdollistaen uplink suunnan tiedonsiirtonopeuden 5.76 Mbps asti. 3G LTE määritykset tuovat mukanaan uusia radiorajapintoja kuten Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access (OFDMA) downlink suuntaan ja Single Carrier FDMA (SC-FDMA) uplinkin suuntaan. Myös moniantennitekniikka MIMO (Multiple In Multiple Out) otettiin käyttöön neljällä samanaikaisella antennilla per tukiasema. Kuvio 11 esittää evoluution 3G:stä kohti 4G:tä sekä arvion mahdollisesta ajankohdasta Rysavyn mukaan (Rysavy 2007, Dahlman, Parkvall, Sköl & Beming 2007.)

28 21 Kuvio 13. Matkapuhelinverkon kehitys 3G:stä kohti 4G verkkoja (Rysavy 2007.) 3G LTE tuo mukanaan selvästi suurempia muutoksia kuin aiemmat teknologiaevoluutiot sillä tarpeet sen luomiselle ovat olleet suuremmat. Pakettipohjaisen datan määrä on kasvanut räjähdysmäisesti ja VoIP on tehokkain tapa datan lisäksi myös äänen kuljettamiseen. Lisääntyneen datamäärän johdosta tarvitaan lisää kapasiteettia pienemmillä kustannuksilla mutta paremmalla laadulla. LTE vaatimukset voidaan jakaa neljään ryhmään: (3GPP TR , Barth 2006.) 1. Palveluun liittyvät vaatimukset: Tuki nykyisille ja tuleville kehittyneille VoIP palveluille Nopeat yhteydet 2. Radio vaatimukset: Tuki nykyisille ja tuleville kehittyneille VoIP palveluille Parannettu keskimääräinen suorituskyky

29 22 3. Kustannuksiin liittyvät vaatimukset: Kustannustehokkuus, pienemmät pääoma- ja operatiiviset kulut (CAPEX/OPEX) Yksinkertaisempi verkkoarkkitehtuuri Radio Access Netwok (RAN) puolella Runkoverkon hyödyntäminen taloudellisemmin (IP käyttäminen) 4. Yhteensopivuusvaatimukset: Toiminta aiempien 3G laitteiden kanssa 3GPP:n System Architechture Evolution (SAE) jakaa LTE verkon Evolved UMTS RAN (E-UTRAN) ja Evolved Packet Core (EPS) osiin kuvion 14 esittämällä tavalla. KUVIO 14. SAE arkkitehtuuri sekä sisäiset rajapinnat 3GPP TR spesifikaation mukaisesti (NetHawk 2008.) Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) tekniikan tarkoituksena on tarjota käyttäjille liikennöintinopeuksiltaan nykyisiä laajakaistayhteyksiä vastaava langaton verkkoyhteys. Kiinteää WiMAXia voidaankin verrata tietyiltä osin WLANiin mutta sen toiminta-alue on huomattavasti suurempi. Institution of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) järjestö on määrittänyt WiMAX standardit ja ne voidaan jakaa käyttötarkoituksen mukaan joko kiinteään WiMAX:iin joka pohjautuu IEEE802.16d standardiin tai IEEE802.16e:n määrittämään langattomaan mobiili WiMAXiin. Mobiili WiMAXia voidaan pitää 3G

30 23 LTE:n kilpailevana tekniikkana. Radiorajapintana mobiili WiMAX:ssa on kapeakaistainen OFDMA tekniikka kuten LTE:ssä, ja tavoite nopeutena on jopa 28Mbit/s. Lisäksi mobiili WiMAX tarjoaa päästä päähän olevat Quality of Service (QoS) laatuparametrit jotka ovat operaattoreille tärkeitä ominaisuuksia e toimii taajuusalueella 2-6 GHz ja käyttää dynaamista modulaatiota, jossa käytettävää modulointitekniikkaa voidaan vaihtaa tarpeen mukaan. Paremman kantaman saavuttamiseksi yhteydessä käytettyä taajuutta voidaan pudottaa. Mobiili WiMAX:in rakenne ja sisäiset rajapinnat on esitetty kuviossa 15. (WiMAX forum 2007). KUVIO 15. Mobiili WIMAXin rakenne (NetHawk 2008.) Kolmannen sukupolven ja sen evoluutioiden kuten LTE:n jälkeisistä teknologioista eli neljännestä sukupolvesta (4G) käytetään termiä International Mobile Telecommunications -Advanced (IMT-Advanced tai IMT-A). Kuten tapahtui 3G:n tapauksessa myös 4G verkot tulevat kehittymään askelin, muuttuen visiosta teknisiksi määrittelyiksi. IMT-Advanced kattaa tulevaisuuden järjestelmät jotka tukevat International Telecommunication Union (ITU) järjestön suosituksessa ITU- R M.1645 kuvattuja tavoitteita kuten 100 Mbit/s 1 Gbit/s tiedonsiirtonopeuksia. ITU:n yhtenä tavoitteena on valmistaa IMT-Advanced tekniikoita koskevia suosituksia ja raportteja sisältäen sekä ilmarajapinnan tai ilmarajapintojen määritelmät. Ilmarajapinta eli radiorajapinta (RF) tarkoittaa tukiaseman ja langattoman terminaalin kuten matkapuhelimen välistä tiedonsiirtoa. Prosessi joka

31 24 on aloitettu vuonna 2005 ja jonka uskotaan saatavan päätökseen vuoteen 2010 mennessä pitää sisällään mm: teknisten minimivaatimusten ja arviointikriteerien määrittelyn kutsukirjeet joilla ITU jäseniä sekä muita organisaatioita pyydetään lähettämään ilmarajapintaehdokkaansa tähän prosessiin ilmarajapintaehdotusten evaluointi mahdollinen ilmarajapintaehdotusten harmonisointi standardointivaihe teknisten minimivaatimusten ja arviointikriteereiden uudelleen arvioinnin Prosessin tavoitteena on että suosituksiin voidaan joustavasti ehdottaa uusia ilmarajapintaehdokkaita ja olemassa olevia ilmarajapintoja voidaan päivittää. (Engwer 2007, Wikström 2007.)

32 25 4 TOIMINTAYMPÄRISTÖN MUUTOKSET - uudet teknologiat ja osaamisen merkitys Toimintaympäristön muutokset ovat nykyisessä kansainvälisessä liiketoiminnassa niin nopeita, että niiden ennakoiminen ja analysoiminen etukäteen luo hyvät mahdollisuudet menestyvälle teknologiastrategialle. Muutoksiin pystytään valmistautumaan paremmin mikäli siihen vaikuttavat trendit pystytään havannoimaan. Trendit voidaan jakaa viiteen segmentiin: (Sjöholm 2006, Pitkämäki 2000.) 1. Globaalit ja yleiset trendit (vastuu markkinoinnilla tai yrityssuunnittelulla) 2. Asiakas- ja markkinalähtöiset trendit (vastuu markkinoinnilla) 3. Teknologialähtöiset trendit (vastuu teknisellä johdolla) 4. Toimialan muutostrendit (vastuu johdolla) 5. Ympäristötrendit (vastuu markkinoinnilla ja teknisellä johdolla) Tulevaisuudessa tarvittava osaaminen on osittain ennakoitavissa mutta lukuiset kytkennät asiakkaiden, käytettyjen standardien ja niiden jatkuvan muuttumisen vuoksi toimintaympäristön voidaan sanoa olevan kompleksisen ja kaoottisen välimaastossa. NetHawkin kaltaisen teknologiayrityksen on jatkuvasti seurattava alan kehitystä etenkin toimialan ja teknologialähtöisten trendien osalta, sillä tietoliikennealalla ne luovat usein asiakaslähtöisiä tarpeita. Teknologiset muutokset mm. alan standardeissa vaativat usein tuotekehityksen kannalta muutoksia paitsi tuotteen tekniseen toimintaan niin myös tiettyihin toimintatapoihin ja prosesseihin. Uudistuminen on kuitenkin välttämätöntä, jotta yritys pärjäisi kiristyvillä markkinoilla. Kaikki uusiutuminen lähtee tiedosta (Ståhle & Wilenius 2006). Yrityksen teknologinen tilanne voidaan esittää teknologiapyramidin avulla (Kuvio 16). Yrityksen tulisi säännöllisesti arvioida pyramidin sisältöä vastaamaan trendejä, toimintaympäristön muutoksia sekä ulkoisia teknologisia

33 26 mahdollisuuksia. Teknologiapyramidin rakenteelle tyypillisimpiä muutoksia ovat uusien teknologia-alueiden nouseminen avainteknologioiden joukkoon, vanhojen avainteknologioiden putoaminen yhteistyökumppaneiden hoidettaviksi liitännäisteknologioiksi sekä kehityskelpoisimpien ja tulevien menestymisen osaalueden nostetaminen merkittävien panostusten avulla keihäänkärjiksi. (Sjöholm 2006.) KUVIO 16. Teknologiapyramidi (Sjöholm 2006, 23.) Teknologiamuutoksia analysoimalla ja toimintaympäristöä tarkkailemalla voidaan tunnistaa keihäänkärjet, avainteknologiat sekä liitännäisteknologiat. On tärkeää tunnistaa ajankohta jolloin entisen keihäänkärkiteknologian elinkaari on lopussa ja panostuksen siihen tulee vähentää. NetHawkin toimintaympäristön muutokseen vaikuttavista ja liittyvistä ulkoisista tekijöistä on tämän tutkimuksen kannalta oleellisin teknologian vaihtuminen matkapuhelinverkoissa, jonka suurinpana aiheuttavana tekijänä ovat niin teknologialähtöiset kuin asiakaslähtöisetkin trendit. Osaaminen voidaan nähdä sisäisenä muutostekijänä, joka ei itsessään aiheuta muutosta mutta jonka tulisi muuttua ulkoisten tekijöiden mukana, jotta yritys säilyttäisi kilpailukykynsä. Mitä nopeammin osaaminen muuttuu ympäristön mukana sen paremmin yritys on ajan hermolla.

34 27 Osaamista nyt ja tulevaisuudessa arvioitaessa tulisi tunnistaa nykyinen ja tuleva ydinosaaminen verrattuna nykyiseen ja tuleviin markkinoihin, ja sitä kautta varmistaa kilpailukyky. Arvioitaessa tulevia ydinosaamistarpeita olemassa oleville markkinoille tulisi pohtia mitä uusia ydinosaamisia tulisi rakentaa suojatakseen ja laajentaakseen nykymarkkinoita, kun taas puolestaan tuleville markkoillle mentäessä tulisi pohtia mitä ydinosaamista tarvitaan niihin osallistumiseen. (Viitala 2005.) Osaamisen merkitystä organisaatiolle voidaan lähestyä kahdesta suunnasta. Yksi tapa on yksilötason kompetenssien kytkeminen organisaation visioon. Strategialla ilmaistaan organisaation johdon käsitys toiminta-ajatuksesta, jolla organisaation tehtäviä toteutetaan ja visiossa asetettu päämäärä voidaan saavuttaa. Strategia puretaan organisaation toimintaprosesseiksi ja toisaalta toiminnassa tarvittaviksi osaamisalueiksi. (Salonen 2002.) Osaamisen voidaan muodostaa osaamiskartta teknologiapyramidin tapaan. Teknologiamuutoksista tunnistettuihin keihäänkärkiin, avainteknologioihin sekä liitännäisteknologioihin voidaan yhdistää eri osaamistasot, joita on kolme: 1. Avainosaaminen (tarvittava osaaminen) 2. Strateginen osaaminen (välttämätön osaaminen) 3. Ydinosaaminen (organisaation; ei yhden henkilön osaamista, muodostuu usein useammasta avainosaamisesta) Ydinosaamisen ja strategisen osaamisen tulisi liittyä selkeästi yrityksen keihäänkärkiteknologioihin, kun taas puolestaan avainosaaminen kuuluu avain- tai jopa liitännäisteknologioihin. Eri osaamisalueet liittyvät yrityksen asettamiin tulevaisuuden strategioihin ja visioihin, ja ne voidaan esittää kuvion 17 mukaisesti.

35 28 Ydinosaaminen Strateginen osaaminen Avainosaaminen Tulevaisuuden visio ja tavoitteet KUVIO 17. Osaamisalueiden ja yrityksen vision välinen suhde NetHawkin tulevan osaamisen tulee liittyä uusiin verkkoteknologioihin, sillä vanhan teknologian testaus pienenee. Nykyinen osaaminen liittyy pitkälti toimintaympäristön tuntemiseen ja ohjelmistokehitykseen ja nämä yhdistävään tuotteistamiseen. Ydinosaaminen on kumuloituvaa eli lisääntyy ja kehittyy ajan mukaan. Ydinosaamisen tulisi olla sellaista mitä kilpailijalla ei ole ja mikä luo perustan asiakkaan saamalle tuotteen lisäarvolle (Viitala 2005). Kokemukseni mukaan pystyäkseen luomaan kilpailukykyisiä ja haluttuja tuotteita NetHawkin tulee tuntea toimintaympäristö ja sen rakenne, etenkin tekniikka, pystyäksen kehittämään huipputeknologian tuotteita oikea-aikaisesti. Usein tuotekehityshankkeet (etenkin tietoliikenteen testausalueella) tulee aloittaa ennenkuin asiakaskenttä varsinaisesti sitä tarvitsee, sillä hankkeet voivat kestää vuosia. Jotta tämä on mahdollista, tarvitaan osaamista ja näkemystä teknologioiden trendeistä ja miten tiettyjä teknologioita todennäköisesti tullaan asiakaskentässä käyttämään.

36 29 5 STRATEGIA TEKNOLOGIAMUUTOKSEEN teknologia- ja tuotestrategioiden kehittäminen 5.1 Teknologisten muutosten analysointi 3G verkkojen evoluutiot tuovat matkapuhelinoperaattoreille sekä haasteita että mahdollisuuksia. UMTS, HSDPA ja HSUPA mahdollistavat runsaasti uusia palveluja jotka voivat tuoda liikevaihtoa puheen lisäksi sekä tarjoavat erilaisia kilpailumuotoja. Toisaalta uusien verkkojen pystyttäminen merkitsee investointeja uusiin siirtotekniikkoihin. Lisäksi operaattoreiden täytyy tukea myös olemassa olevia 2G ja 3G asiakkaita. Silti operaattoreille on hyvin houkuttelevaa rakentaa uudet verkot tukemaan tulevaisuuden pakettipohjaisia palveluja sillä pakettipohjaisen datan määrä oli toukokuussa 2007 jo yhtä suuri verkoissa kuin puheenkin (Rysavy 2007, 11). Matkapuhelinverkon rakenteen yksinkertaistattamiseksi ja siten kustannusten pudottamiseksi verkkoarkkitehtuuri tulee muuttumaan.erityisesti RAN:in puolella. SAE muuttaa vanhaa arkkitehtuuria poistamalla tukiasemia ohjaavat Radio Network Controllerit (RNC) jolloin 3G LTE tukiasema Enhanced NodeB (enb tai enodeb) tulee sisältämään enemmän toimintoja verrattuna 3G tukiasemaan, NodeB:hen. Kuvio 18 esittää RNC:n poistumisen aiheuttaman muutoksen verkkotopologian kannalta. (Barth 2006.)

37 30 GGSN agw agw SGSN RNC RNC NodeB NodeB NodeB enb enb enb KUVIO 18. 3G ja LTE erot verkon rakenteen osalta. NetHawk on perinteisesti ollut vahva tekijä nimenomaan 2G:n Abis-rajapintojen sekä 3G:n Iub-rajapintojen monitoroinnissa jotka ovat sijainneet nimenomaan tukiaseman ja kontrollerin välissä. 3G LTE verkoista ei vastaavaa rajapintaa löydy. Toisin kuin esim. 3G:ssa radioon liittyvä signalointi terminoituu jo tukiasemaan eikä 3G LTE:n S1 rajapinta enää sisällä näitä sanomia. Kuvio 19 esittävät rajapinnat ja protokollat terminaalin UE, enb:n ja yhdyskäytävän (Gateway, GW) osalta 3G LTE verkoissa käyttäjän datan (User Plane) osalta. UE enb agw IP IP PDCP RLC MAC PHY PDCP RLC MAC PHY Air S1 KUVIO 19. 3G LTE User plane protokollapino terminaalista yhdyskäytävään

38 31 Tutkimuksen mukaan erityisesti radiorajapintaan liittyvien asioiden testaus vaikeutuu. Tietyn rajapinnan ja siinä olevan protokollapinon kuten Iub-rajapinnan rinnakkainen monitorointi esimerkiksi optisten jakajien kautta ei ole enää mahdollista tukiaseman jälkeen 3G LTE:ssä. Ainoa mahdollisuus kytkeytyä fyysisesti Iub-tyyppiseen rajapintaan on nyt tukiaseman sisällä. Koska testaus on oleellinen osa mitä tahansa tietoteknistä laitetta on oletettavaa että valmistajat lisäävät laitteisiinsa erilliset testipisteet. Toisaalta säästääkseen rahaa useat valmistajat pyrkivät sovittamaan paremmin tuotteitaan yhteen luomalla yhtenäisiä standardeja. Tukiasemien rakenteeksi on luotu kaksi standardia: Open Base Station Architecture Initiative (OBSAI) sekä Common Radio Protocol Initiative (CPRI). Luomalla yhteisä standardeja laitevalmistajilla on parempi mahdollisuus ostaa tiettyjä tukiasemamoduuleja, kuten radio-osia, erillisiltä toimittajilta. Sekä OBSAI että CPRI määritykset tarjoavat avoimen rajapinnan tukiaseman sisältä jonka kautta radiosanomien testaus voisi olla mahdollista. (Plante & Wong 2004.) IP-pohjaisiin verkkoihin siirtyminen vaikuttaa myös NetHawkin tuotekehitysstrategioihin. 2G verkot olivat pääosin PCM pohjaisia ja käyttivät mm. High-Level Data Link Control (HDLC) kehyksiin perustuvaa dataa tiedonsiirtoon. 3G:ssä siirryttiin käyttämään SDH:ta ja ATM:ää. Vaikkakin IP liikennettä on jonkinverran käytetty sekä 2G että 3G verkoissa vaatii sen tehokas hyödyntäminen muutoksia nykytuotteisiin niiden kilpailukyvyn parantamiseksi. Koska IP on yleinen tekniikka myös muissa Access verkoissa voi kilpailevia tuotteita ilmaantua enemmän. Mobiiliverkoissa käytetyt dynaamiset IP tunnelit ja General Tunneling Protocol (GTP) protokollat ovat haaste, mutta toisaalta mahdollisuus, joiden tehokkaalla hyödyntämisellä voidaan luoda lisäarvoa asiakkaalle etenkin IP liikenteen yhteyksien visualisoinnissa sekä tehokkaassa protokolla-analyysissä. Kuvio 20 esittää 3G LTE:n IP pohjaisen S1-rajapinnan sekä siinä käytetyt GTP-u tunnelit. (Heine 2007.)

39 32 Header compression & ciphering UE RF & CPRI enb S1-U S-GW S5 PDN GW SGi Server Application Application TCP/UDP IPv6/v4 PDCP RLC MAC u PDCP RLC MAC ENC GTP-U UDP IP L2 GTP-U UDP IP L2 GTP-U UDP IP L2 GTP-U UDP IP L2 L2 L1 TCP/UDP IPv6/v4 L2 L2 L1 L1 Radio L1 Radio L1 L1 L1 L1 L1 KUVIO 20. Esimerkki GTP-u tunneloinnista 3G LTE S1-rajapinnassa Verkon rakennetta sekä protokollapinoja radiorajapinnoissa vertaamalla voidaan todeta, että WiMAXin osalta tilanne on teknologisesti hyvin paljon 3G LTE:n kaltainen. NetHawkin kannalta vastaavaa haastetta kuin RNC:n poistuminen ei kuitenkaan ole, sillä WiMAXin rakenne on siltä osin erilainen eikä WiMAX tukiaseman sisällä ole yhtäpaljon toiminnallisuutta kuin 3G LTE:n enb:ssä. WiMAX tulee kuitenkin olemaan täysin IP pohjainen verkko joten niiltä osin haasteet ovat samat kuin 3G LTE:ssä. Myös päällekkäisiä IP kerroksia tullaan käyttämään sekä IPSec salausta. Salauksenpurku voi olla haastellista erityisesti datan passiivisessa monitoroinnissa. Kuvio 21 esittää WiMAX:in protokollapinot.

40 33 KUVIO 21. WiMAX protokollapinot (Riegel 2005.) WiMAXin hyväksyminen yhdeksi 4G/IMT-A radiotekniikaksi osittain vahvisti sen asemaa suhteessa 3G LTE:hen, mutta NetHawkin kannalta WiMAXia lukuunottamatta IMT-A määritykset tai asiakastarpeet eivät vielä ole selvillä (Rysavy 2007, 27-28). Kokemukset ja osaaminen IP maailmasta voitaneen hyödyntää myös siellä. Erot 4G:n ja LTE:n välillä eivät ole niin suuret kuin LTE:n ja 3G:n. Metro/core verkkojen osalta tullaan siirtymään myös yhä enemmän ethernet pohjaiseen IP dataan. Nopeudet tulevat nousemaan aina 100Gbit/s asti (Celtic 2007). Runkoverkkojen uusiminen on kuitenkin hyvín vaikeaa ja koska yli 70% nykyisistä yhteyksistä on PCM pohjaisia ei niitä tulla kokonaan uusimaan vaan tekniikat IP:n ja Ethernet liikenteen siirtämiseksi PCM ja SDH linkkien yli tulevat yleistymään. Erilaiset Multiprotocol Label Switching (MPLS) teknikkat, ML-PPP sekä Provider Backbone Technology (PBB-TE) tulevat yleistymään NGN verkkojen myötä. (TPACK 2007.)