Mihin uusia verkkoja tarvitaan

Transkriptio

1 Mihin uusia verkkoja tarvitaan Mitä tulevilta verkoilta vaaditaan? Kuinka paljon tarvitaan nopeutta? Mitä verkoilla voisi tehdä? Esa Kerttula toimitusjohtaja Prof-Tel Oy professori LTY Prof-Tel Oy 1

2 1. Mitä tulevilta verkoilta vaaditaan? mitkä tekijät ovat kaistanleveyden driver-voimia? prosessorien kustannus/tehokkuus-kehitys muistien kustannus/tehokkuus-kehitys DSP-kehitys kompression kehitys näyttöjen kehitys kotielektroniikka CD DVD Blue-ray TV HDTV Home-bus PAN, UWB, g n jne. Mitä ovat uudet verkot? puolijohderoadmap viihde-elektroniikkaroadmap kotiverkkojen roadmap Prof-Tel Oy 2

3 Mooren laki: Haasteet In 10 years, processors will be 100 times more powerful Think of a handset with 100 times more capability in 10 years! What should be the applications and services for that handset? Prof-Tel Oy 3

4 Growth of Storage Capabilities Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 4

5 Kännykkä: Multimedialaite jokaisella aina mukana Voice Walkie-Talkie PDA Television Camcorder Photo Album Glucometer Camera Wallet FM Radio Bar Scanner Game Console PC MP3 Player Newspaper GPS Device Rolodex Pager Prof-Tel Oy 5

6 Viihde-elektroniikan huima kehitys Prof-Tel Oy 6

7 CD vs. DVD vs. Blue-ray Disc (BD) CES 2007: LG BH100 Blue-ray and HD-DVD player CD 0.7 GB /kerros DVD 4.7 GB /kerros BD 25 GB /kerros DVD 50 GB (2-kerros) - 9 tuntia HD-videoa - 23 tuntia SD-videoa HD-DVD (Toshiba, ) BD (Sony, ) Prof-Tel Oy 7

8 IEEE Standards (Published/Proposed) Standard a b d e f g h i j k n Subject Original spec, 1 Mb/s & 2 Mb/s OFDM, 5GHz, 54Mb/s DSSS, 2.4GHz, 11Mb/s Additional regulatory domains Quality of Service Enhancements Inter-access point protocol OFDM, 2.4GHz, 54Mb/s European regulatory requirements Security standards Regulatory enhancements (Japan) Radio Resource Measurements High Throughput Year (actual or expected) m p r s Maintenance of the standard Dedicated short range communications Fast roaming Mesh networking Prof-Tel Oy 8

9 100 Mbit/s puhelinjohdoille? v Prof-Tel Oy 9

10 DSL: Speed over Twisted Pairs Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 10

11 DSL Future Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 11

12 Access Networks Prof-Tel Oy 12

13 2. Mitä ovat uudet verkot? Prof-Tel Oy 13

14 Uusia verkkoja ja platformeja (tässä esityksessä kurkistetaan vain muutaman vuoden päähän ) Fixed Broadband DOCSIS Mb DSL FTTx Flash-OFDM Wireless Broadband DSL WiMax 3.5g Mobile evolution 4g B3g Ubiquitous Future networks, platforms IMS NGN All-IP VDSL n DVB-H2 DVB-T2 Lyhyt kantama DVB-H DVB-T/C Broadcast WiHD UWB ZigBee Prof-Tel Oy 14

15 Langattomat verkkotekniikat Alueverkot 3g Hsdpa Wimax 2 14,4 70 Lähiverkot g n Lyhyt kantama Bluetooth 2.0 Uwb 2, Wireless HD Mbit/s Maksiminopeus Prof-Tel Oy 15

16 Langattomien tekniikoiden vertailu Hsdpa Wimax n Uwb Wireless HD Käyttötarkoitus Mobiiliverkko Laajakaista Lähiverkko Lisälaitteet Näyttöliitäntä Taajuus 2 GHz 2-11 GHz 2,4/ 5 GHz (4) 3-10 GHz 60 GHz Maksiminopeus verkkoon/ verkosta 14,4 / 0,384 Mbit/s 70 / 70 Mbit/s 540 / 540 Mbit/s (5) 1300 / 1300 Mbit/s 5000 Mbit/s (6) Tyypillinen nopeus verkosta 2 Mbit/s 10 Mbit/s 200 Mbit/s - - Kantama Soluverkko n. 50 km m 5-10 m alle 10 m Päätelaitteen hinta ( ) n. 500 (2) Kuukausihinta ( ) 39,90 (1) n. 40 (3) ) Elisa Nopea Mobiilidata 1 Mbit/s, 2) joillakin operaattoreilla pakettihintoja, tarjolla myös vuokralaitteita, 3) Yhden megabitin liittymä, tarjolla useita nopeusluokkia 0, Mbit/s, 4) Suurin osa laitteista käyttää 2,4 gigahertsin taajuutta, 5) Wimedia tukee 480 Mbit/s siirtoa, 6) WiHD tukee vain kahden laitteen välistä siirtoa. Lähde: MikroPC 1/ Prof-Tel Oy 16

17 IEEE 802 Wireless Space Prof-Tel Oy 17

18 ZigBee: Wireless Personal Area Network Prof-Tel Oy 18

19 WiMax BWA (Broaband Wireless Access) Intel formed WiMax Forum based on IEEE IEEE (Fixed) and e (Mobile) obsolete, together with a, c OFDM, Scheduled (DOCSIS-like) MAC Both TDD and FDD WiMax Forum focused on 2.5 and 3.5 GHz (licensed), 5.8 GHz (unlicensed) bands Potential uses: Fixed BWA Mobile cell site backhaul Wi-Fi backhaul 3G alternative for mobile Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 19

20 Intelin uudet prosessorituotteet 64-bit Core 2 Duo n Wimax pelit - broadband verkkovalmiudet Intel Centrino 2 Duo Mobile -Intel Core2 Duo Processor Intel Next-Gen Wireles-N a/b/g/n Mbit/s (2,4 ja 5 GHz) -PCIexpresscard -SOC (Systemon Chip) Streaming video from Intel Viiv PC into Centrino 2 Duo -laptop The Intel WiMax Connection and e SOC Prof-Tel Oy 20

21 Status of WiMax? Sprint decided to get back into using its 2.5 GHz spectrum for 4G Wireless Networks to be built Sprint and Nextel (acquired) jointly hold 2.5 GHz spectrum (MMDS) in 80 of the 100 top U.S. markets Previously Nextel considered Flarion, Sprint considered Navini and IP Wireless Sprint finally decided on WiMax as the technology, Motorola and Samsung as the equipment suppliers, and Intel as the chip maker Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 21

22 Prof-Tel Oy 22

23 Mobile WiMax Equipment Market Forecast Prof-Tel Oy 23

24 DOCSIS: Data Over Cable System Interface Specifications DOCSIS Evolution DOCSIS 1.0: Best Effort Data DOCSIS 1.1: Data and VoIP DOCSIS 2.0: Data, VoIP,, MPEG (ITU J.122, 12/02) DOCSIS 3.0: Higher speed, mobility Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 24

25 Next generation DOCSIS 3.0 DOCSIS Version DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0 DOCSIS 3.0 Services Broadband Internet Tiered Services VoIP Video Conferencing Commercial Services Entertainment Video X X X X X X X X X X X X X X X Consumer Devices Cable Modem VoIP Phone (MTA) Residential Gateway Video Phone Mobile Devices IP Set-top Box X X X X X X X X X X X X X X Downstream Bandwidth Mbps/channel Upstream Bandwidth Mbps/channel Lähde: Conexant, Prof-Tel Oy 25

26 Broadband Evolution Lähde: Ender Ayanoglu UC Irvine EECS/CPCC/Calit2 11/01/2006, UCI EECS Colloquium Prof-Tel Oy 26

27 3. Kuinka paljon vaaditaan nopeutta? Prof-Tel Oy 27

28 Laajakaistatarpeita Nopeus 100 kbit/s 1 Mbit/s 1,5 Mbit/s 10 Mbit/s 50 Mbit/s Tyypillisiä palveluita Interaktiiviset Internet-sovellukset (http, , ftp, pelit, puhe,.) Musiikki Broadcast-laatuinen MPEG 2 -video Yksi HDTV-kanava ja kaksi peruskanavaa (web, TV, ) Täysi HDTV-tuki, triple play Prof-Tel Oy 28

29 1 Gbit/s per tilaaja vuonna ? Oheisessa kuvassa liittymänopeuksien kehitys viimeisten 20 vuoden aikana. Siirtonopeudet per käyttäjä ovat kasvaneet ISDN-nopeuksista (64, 128 kbit/s) 20-kertaisiksi (2 Mbit/s) viimeisten 10 vuoden aikana Mikäli sama trendi jatkuu, mikä on hyvinkin todennäköistä, tulisi seuraavan sukupolven tilaajaverkoissa varautua jopa 1 Gbit/s nopeuteen per tilaaja jo seuraavien vuoden aikana Prof-Tel Oy 29

30 Liittymäkapasiteetin kehitystrendi Lähde: Tjelta, Bråten, L-E., Howson, C., Montalant.T, Development in broadband wireless access, Broadband Europe, Brugge, Belgium, 8-10 Dec Julkaisussa: LVM-julkaisuja, 76/2005, Verkkojen avoin käyttö (E. Kerttula) Prof-Tel Oy 30

31 4. Triple-play play vaatimukset verkolle ja operoinnille Prof-Tel Oy 31

32 Triple-play play -ajovoimat kohtaavat Source: Alcatel, Prof-Tel Oy 32

33 Triple-play play palvelun tärkeimmt rkeimmät t onnistumistekijät Source: Alcatel, Prof-Tel Oy 33

34 Operointi asettaa suuria haasteita Prof-Tel Oy 34

35 Seamless Wireline Wireless Access Network Source: Alcatel, Prof-Tel Oy 35

36 Seuraavan sukupolven palveluvaatimukst Prof-Tel Oy 36

37 Kodin viestintäteknologiasta painetta suuremmille verkkonopeuksille n PC/Laptop - 12 x G-nopeus - 4 x G-kantama PC/Laptop Tukiasema USB 10/100 LAN PC-card SD HDTV Triple Play -Gold -Pronze -ON-net Mbit/s 1920x1080 (1080i,p HD) 1280x1024 (SXGA) 1024x768 (XGA) VLAN /tilaaja HSI 1280x720 (720p HD) 640/720x480/483 (NTSC, SDTV) 800x600 (SVGA) Video n x 20 Mbit/s 352x240 (QCIF) esim. FTTH GigaE VoIP VoIP n x 1 Mbit/s VoIP Equipment Sales $493M 1Q 05 (up 40% over 1Q 04) $614M 2Q 05 (up 55% over 2Q 04) %5.8B ( 08) (proj.) HSI, High Speed Internet VoIP VoIP is is likely likely to to take take over over conventional telephony Expected Expected to to carry carry 40% 40% of of voice market in 2008 conventional telephony voice market in 2008 VoIP Service Revenue $1.3B 04 $19.9B 09 (proj.) Prof-Tel Oy 37

38 Miten tänne laajakaistaa Mbit/s? Prof-Tel Oy 38

39 Prof-Tel Oy 39

40 5. Mitä verkoilla voidaan tehdä - Open access verkot Prof-Tel Oy 40

41 Multimedia kilpailee vapaa-ajasta! Keskimääräisen Suomen teollisuudessa työskenyelevän henkilön ajan käyttö ikäalueella vuotta (Saukkonen 1991) Ajan käyttö Työpäivän jälkeinen vapaa-aika (16 h/vrk) Viikonloput ja arkipyhät Varhaiseläke (keskim. eläkeikä 57 vuotta) Työssäoloaika Koulutus ennen työelämää Vuosilomat Sairaus Työajan lyhennys Muut poissaolot Armeija Vanhempainloma Aika 14 vuotta 10,6 vuotta 8 vuotta 6,2 vuotta 5 vuotta 2,4 vuotta 1,4 vuotta 1,2 vuotta 220 päivää 180 päivää 90 päivää % 28 % 21 % 16 % 12 % 10 % 5 % 3 % 2,4 % 1,2 % 1,0 % 0,3 % Työajan ulkopuolista aikaa on koulutus-, armeija- ja varhaiseläkeajat pois lukien työikäisestä 37 vuoden ajasta reilut 30 vuotta. Varsinaista työaikaa on vain 6,2 vuotta Prof-Tel Oy 41

42 Kodin multimediapalvelut Prof-Tel Oy 42

43 Parempi TV ei pelkästään TV IP:n päällä ---vaan IPTV Prof-Tel Oy 43

44 2006: Video on the Internet Prof-Tel Oy 44

45 Global IPTV subscriber forecast Lähde: Multimedia Research Group, Prof-Tel Oy 45

46 Global IPTV service revenue forecast Lähde: Multimedia Research Group, Prof-Tel Oy 46

47 Open access -verkot Määritelmä Open access tarkoittaa sitä että palveluntarjoajat voivat vapaasti ja yhtenäisin ehdoin liittyä haluamaansa siirtoverkkoon ja tavoitella omia asiakkaita ja että käyttäjä voi vapaasti valita palveluntarjoajan. Open access on laajentunut käsittämään ISP-palvelujen lisäksi myös VoIP-palvelut ja videopalvelut (mm. VoD, IPTV) sekä sovelluspalvelujen tarjonnan (ASP) Prof-Tel Oy 47

48 Open access konseptin ominaisuudet siirtoverkko yhdistää tilaajat ja niiden valitsemat palvelun tarjoajat toisiinsa transparenttisesti (läpinäkyvästi) tilaajat pystyvät liittymään mihin tahansa valitsemaansa palveluntarjoajaan ISP- ja ASP-tarjoajat on yksinkertaista liittää siirtoverkkoon palveluntarjoajat huolehtivat IP-osoitteiden allokoinnista ja tilaajien autentikoinnista ja laskutuksesta tilaajien liikenne on täysin eristettyä toisistaan kaikilla palveluntarjoajilla voi olla oma peering-sopimus paikallisen liikenteen välityspisteen kanssa (Suomessa FICIX, L2-reititys) Prof-Tel Oy 48

49 Yleinen Open access periaate Open Access Platform Palvelut Loppukäyttäjät Palveluliitäntä Puhelin Tietokone LAN/WLAN TV PDA Access Palvelunhallinta Access-hallinta Laskutus Asiakastuki Access-palvelut Internet access (ISP) - portaalit, Internet Puhe VoIP, paikalliset + kansainväliset puhelut, mobiili Video VoD, TV-kanavia, (headend-liittymät) Sovelluspalvelut (ASP) Transport -palvelut Prof-Tel Oy 49

50 Looginen Open access Application Layer ISP/ASP Voice Switch Networked Storage Server Router / BRAS Core Switch Internet IP Service Layer RGW Access Concentrator Residential Gateway Set-top box FE Demarcation Core Layer Transport Network RGW RGW Access Layer Residential SOHO Med-Large Enterprise Prof-Tel Oy 50

51 Esimerkki nopeasta optisesta laajakaistaverkosta Dual-homing GbE Access 10 GbE N x 10 GbE runkoverkko Kansallinen backbone 10 GbE Kotiliittymä 100Base-FX Access Dual-homing GbE Access Edge Core Aggregation MPLS-pohjainen Metro/Core -verkko Monipalvelu Edge/Access Prof-Tel Oy 51

52 Käytännön n esimerkki optiseen Ethernet-verkkoon perustuvasta Triple-play play Open access toteutuksesta Video headends VoDpalvelimet Softswitch tai SIP-palvelimet Puhe- Set-top box Video lähteet gateway PSTN/ Class 5 Optinen Ethernet-transport ISP Internet Kotigateway BRAS BRAS (Broadband Remote Access Server) Fyysiset liitännät: Ethernet ja POTS Protokollat: DHCP (palvelin ja client), PPPoE, NAT, perusreititys, Ethernetkytkentä ja 802.1p/Q Hallittavuus VoIP: MGCP tai SIP Video: transparenttinen IGMP:n ja muiden vastaavien protokollien kanssa Portti- ja sovellus-pohjainen VLAN Virtuaaliyhteydet tilaajien ja palvelunantajien välillä MPLS-pohjainen multicast-puu ja pakettien replikointi Täysi IGMP v2 -tuki Taattu kaistanleveys ja päästä-päähän QoS < 50 ms katkossuoja Hallinta ja yhteyksien varaus Älykkyyttä reitittää ohjaussignaalit haluttuihin portteihin -DHCP - PPPoE -IP paketti L2TP tunnelointi ISP:eille Tilaajien tunnistus IP reititys Prof-Tel Oy 52

53 Kansannetti hanke Huom. Kansannetti on työnimi Ehdotus /E Kerttula (lokak. 2006) Prof-Tel Oy 53

54 Taustaa LVM-julkaisuja 76/2005, Verkkojen avoin käyttö, (Prof-Tel Oy, Esa Kerttula), ehdotus ensimmäisen kerran syksyllä 2005 julkinen keskustelu televisioluvista julkinen keskustelu digi-tv:stä /teknologia siirtyminen HD-tasoiseen katseluun kodeissa nopeaa (HD-DVD, Blue Ray, litteät isot näytöt /kotiteatteri) paine HDTV-tekniikkaan kasvaa, tulee tv-jakeluna arviolta 5 vuoden sisällä (teknisiä määrittelyitä jo valmistellaan) keskustelu hybridi-päätteistä (iptv, maanpäällinen HDTV) julkinen keskustelu analogisesta tv:stä, siirtyminen kansannetti -kirjoitus HS-mielipideosastossa , Kalevassa (Esa Kerttula) Prof-Tel Oy 54

55 Perusajatus (2 milj. TV-lupaa, 1.5 milj. laajalaistaliittymää) TV-maksu + laajakaistamaksut: /vuosi/kotitalous: 1 1,3 Mrd /vuosi onko tämä iso vai pieni määrä euroja? Laajakaista ja internet kansalaisten tasa-arvon ja tiedonsaannin kannalta vähintään yhtä tärkeitä kuin televisio kootaan kansannetti -paketti peruspalveluiksi triple-play -liittymän (laajakaista, Internet, voip, video) ja digi-tv:n ympärille huippunopea laajakaista ja Internet tavoite 100 Mbit/s /kotitalous (minimi) kaupungit ja taajamat (kuitu) 2-10 Mbit/s syrjäseudut (langaton laajakaista) voip (standardoitu) iptv (aluksi broadcast siirtyminen unicast (VoD)) digi-tv, ja nykyiseen tv-maksuun sisältyvät tv- ja radio-ohjelmat (paketti 1, kuva) tai vaihtoehtoisesti malli, missä kaikki sisällöt olisivat vapaan kilpailun alaisia (uutiset, kulttuuri, dokumentit,..), (paketti 2, kuva) Prof-Tel Oy 55

56 Kansannetti -paketti, vaihtoehdot 1 ja 2 Vapaa kilpailu 1 Kansannetti -paketti 1 Muut sisällöt Maksulliset radio- ja TV-sisällöt Perus radio- ja TV-sisällöt Vapaa kilpailu 2 Kansannetti -paketti 2 Triple-play VoIP Internet Laajakaista IpTV Digi-TV Teknologiaplatform Prof-Tel Oy 56

57 valinta pakettien 1 ja 2 välillä on pitkälle poliittinen päätös aikataulu, (vrt. uusi tietoyhteiskuntaohjelma) varsinainen tekninen toteutus riippuu paikallisista verkko-olosuhteista (kaupungit, taajamat, syrjäseudut), mutta oleellista olisi että toteutuksissa kuljettaisiin koordinoidusti samaan, hyvin määriteltyyn suuntaan koko maassa kansannetin eri komponenttien tarjonta asiakkaille (laajakaista, Internet, voip, iptv, digi-tv, sisällöt), mallina : vapaa kilpailu komponenteittain triple-play paketti yksi kokonaisuus säännelty kilpailu (verkoissa tuottokatto?) muu malli siirrytään televisiomaksusta ns. kansannetti maksuun (3-5 vuodessa), millä uutta verkkoa (kuitu, langaton laajakaista, maanpäällinen HDTV) ja peruspalveluja rakennetaan (vrt. TV-maksu nykyisin n. 200 /v, eli n. 400 M /v, laajakaista nyt n /v, yht. n /v kotitalous) Prof-Tel Oy 57

58 rahoitusmalleja useita nykyinen malli (markkinat hoitavat) budjettivaroista (esim. valtion omaisuutta myymällä) investoijakonsorttio muu malli TV-maksu + laajakaistamaksut: /vuosi/kotitalous: 1 1,3 Mrd /vuosi voisiko tällä rahalla tehdä jotain paremmin/hyödyllisemmin? onko tämä pieni vai iso rahamäärä? = vain 2 x Fortumin viskaalien 1. optiot! = ¼ x Soneran Saksan 3g-lisenssi! molemmissa valtiolla keskeinen rooli! TV-lupiin ja laajakaistaan kuluttajien itse panostama 1-1,3 Mrd /vuosi on suuri, valtiolle tämä on pieni summa! valtion tulisi panostaa kansannettiin myös itse! Prof-Tel Oy 58

59 FINNET FOCUS OY Koko kansan Netti! Prof-Tel Oy 59

60 Kiitos! Prof-Tel Oy 60