Norsk forskning kan gjøre nettet stabilt, raskere og sikrere. Lar deg ringe selv om din operatørs nett har kollapset. (Bilde: Montasje)

SIMULA-FORSKNING PÅ DELING AV MOBILNETT

Løsningen telegigantene ikke vil ha

Norske forskere har knekket koden for å la deg ringe hjem selv om din operatørs nett har kollapset.

  • IT

TELEOPERATØRENES HODEPINER

Dataeksplosjon

  • Under årets World Mobile Congress i Barcelona framholdt mange bransjeaktører at den eksplosive veksten i datatrafikken kommer til å gi teleindustrien store utfordringer i årene fremover.
  • Allerede i dag er datatrafikken ulønnsom, men subsidieres av inntekter fra tale. Samtidig er det datatrafikken som står for all veksten.
  • Operatørenes utfordring er å finne penger til å investere i den takten som er nødvendig for å holde tritt med forbrukernes forventninger.
  • Mye takket være LTE-teknologiens forventede inntog, peker mange undersøkelser på vekstrater fra 30 til over 80 ganger mer trafikk i mobilnettverkene de neste fire årene.

 

Signaleringstrafikk

  • Signalering innen mobiltelefoni startet med NMT 450, primært for å holde rede på hvor mobiltelefonene befant seg. Slik kunne samtalen rutes ut til riktig basestasjon og flyttes mellom basestasjoner når den beveget seg fra ett dekningsområde til et annet.
  • Med smarttelefonens inntog ble teleselskapene tatt på senga med hensyn til signaleringskapasitet. Metoder for å håndtere det som nå bare kalles «signaleringsstormen» har høyeste prioritet i bransjen.
  • Dagens tallrike mobilapplikasjoner oppdaterer seg jevnlig og gjerne uten brukerens viten gjennom opprop mot telenettet for overføring av data. Signaleringen er helt nødvendig for administrasjon av ressurser og forbindelser.
  • For at dataoverføringen skal skje, må terminalen ( en telefon, et nettbrett, en pc eller noe med et sim-kort i seg) og nettverket gå gjennom 30 ulike signaleringstrinn, der bare to av dem er overføring av selve dataene.
  • Målinger som Nokia Siemens Networks har gjort over en periode hvor datatrafikken økte 65 prosent, viste at signaleringstrafikken økte 177 prosent i samme tidsrom.
  • En såkalt signaleringsstorm var en sentral årsak til Telenors mobilkollaps i fjor sommer.

SIMULA-PROSJEKTET

  • Høyere ytelse og lav nedetid: Testene som er utført ved Simula har bare gitt positive resultater. Forskerne har fokusert på tester av to nett, selv om teknologien åpner for å kombinere uendelig mange nett. Typen nett spiller heller ingen rolle, enten du har kabel, WiFi, 3G eller LTE.
  • Overføringen skjedde alltid med høyere hastighet enn med det raskeste nettet alene. I de fleste tilfellene ble begge nettene utnyttet fullt ut.
  • Større båndbredde er ikke den eneste fordelen. Surfingen blir også mer stabil. Dersom ett nett faller ut, mister du ikke forbindelsen, men blir sømløst flyttet fra ett nett til et annet.
  • Sentralt problem løst: Ulike forsinkelser på forskjellige nett kan eksempelvis for WiFi og 3G være på flere størrelsesordener. Datapakkene vil derfor ikke komme fram i samme rekkefølge som de ble sendt, og det kan skape store problemer for transportprotokollene.
  • Et latent problem har vært relatert til TCP, hovedtransportprotokollen på internett. Om forskjeller i forsinkelsen gjør at den tror pakker er gått tapt, slik at den ber om å få sendt dem på nytt, kollapser ytelsen. Simula mener en av deres teknikker har løst dette problemet.
  • Skal på markedet: Forskerne har implementert og evaluert teknikkene i den virkelige verden, og jobber nå med kommersialisering med plan om å vise fram løsningene til sommeren. Målet er løsninger for de mest vanlige terminalene – fra laptoper med Windows, Linux eller Apples OS X til smarttelefoner og nettbrett enten de kjører med Android, Windows eller IOS.
  • Robuste Nett: Kartleggingsprosjekt fra Simula om kvaliteten på mobile datatjenester. Målenoder skal settes ut over hele landet for å sjekke de ulike operatørenes mobile bredbånd.
  • Simulas målinger skal bli tilgjengelige på en egen nettside, med øyeblikksdata i tillegg til statistikk. Planen er å presentere dette rundt årsskiftet.

 

GJENSTÅENDE UTFORDRINGER:

  • Skalerbarhet: For å kommersialisere løsningene må flere tusen brukere kanaliseres gjennom maskinene, og bruke så lite ressurser som mulig. Dette er ikke testet enda.
  • Hardware: For å kunne bruke løsningene, må du ha ett trådløskort for hvert nett du skal koble deg til.

 

Tanken er i og for seg enkel: Hvorfor ikke «låne» kapasitet fra konkurrentene hvis din egen mobiloperatør opplever kritisk nedetid? Eller rett og slett kombinere krefter for å øke stabilitet, kapasitet og hastighet på steder der konkurrenten har bedre dekning?

– At vi skal være bundet til ett nett er sløsing med ressurser når vi ser hvor store fordeler vi kan få ved å bruke flere nett samtidig, sier Simula-forsker Kristian Riktor Evensen.

Les også: Slik lager smarttelefonene trøbbel i mobilnettet

Norsk gjennombrudd

Simula-resultatene tyder på at en delingsmodell mellom teleoperatørene gir både bedre tjenester og et mottrekk ved framtidige kollapser i mobilnettene.

Lignende løsninger som hittil har kommet fra industrien, krever gjerne også at nettene du bruker er koblet direkte til samme endepunkt – altså at du holder deg til én operatør.

Slikt gjør det vanskelig å kombinere nett fra eksempelvis Telenor og Netcom. Men det Evensen i sitt doktogradsarbeid har greid sammen med kollegene på det statseide Simula-laboratoriet på Fornebu, er å finne løsninger som er kompatible med dagens utstyr og teknologi.

– Tidligere arbeid har ofte gått ut på å foreslå fundamentale endringer i operativsystem eller transportprotokoller, endringer som er svært vanskelige å få til, sier Evensen.

Simula-forskerne har funnet en metode for å håndtere de ulike IP-adressene som tildeles datamaskiner og mobiler for hvert nett. En maskin som plasseres mellom deg og den du ønsker å kommunisere med skjuler at du bytter IP-adresse, og du får sømløs surfing over flere nettverk.

– Maskinen kan stå hvor som helst, for eksempel hos teleoperatøren. Teknikkene for å ta i bruk slike mellommaskiner er ganske standard, blant annet til å begrense hva slags internett-innhold folk skal ha tilgang til, sier Evensen.

1200003703.jpg

Utnytter ulike styrker

Et illustrerende, om enn ikke helt dekkende, eksempel på prinsippet om deling av nett kan norske togkunder benytte seg av allerede i dag.

Bruker du WiFi om bord på NSBs tog, benytter du nettene fra både Ice og Telenor. Hvert av togene har to Telenor-abonnementer og ett Ice-abonnement, som kombineres ved hjelp av et system fra den britiske leverandøren Nomad Digital.

– 3G-dekningen til Telenor er omfattende, men ikke i grisgrendte strøk. Der kommer Ice inn med sin gode flatedekning. Resultatet er at kundene opplever et stabilt trådløst nett ombord, sier Arne Vidar Hesjedal, prosjektleder for strategi og forretningsutvikling i NSB.

Vil samarbeide

Eivind Helgaker er administrerende direktør i Ice, en av de mindre operatørene som har valgt å samarbeide med Simula i det såkalte Robuste nett-prosjektet.

– Etter hendelsene i fjor sommer hvor de store aktørene hadde nedetid, ble det klart at det å ha robuste løsninger er blitt fryktelig viktig. Spørsmålet er om noen operatører klarer å levere dette helt alene. Vi kan samarbeide med alle, sier han.

Teleselskapene under press

Det begynner å nærme seg ett år siden Telenor-ledelsen fikk føle opinionens vrede da Norges viktigste mobilnett gikk ned så det sang to ganger på forsommeren.

Les også: Her er synderen bak mobilsammenbruddet

Den største av mobilkollapsene skjedde 10. juni, da rundt 3 millioner ble rammet – attpåtil i en akutt nødsituasjon under flommen i Gudbrandsdalen. Også det store bortfallet etter stormen Dagmar har synliggjort hvor lammende slike bortfall av teletjenester er blitt for det moderne samfunnet.

Stortinget var alt annet enn fornøyd i fjor sommer, og i etterspillet har vi blant annet fått Post- og teletilsynets sårbarhetsanalyse for mobilnettet fra januar, igangsatt i kjølvannet av Telenor-problemene. Det resulterte blant annet i skjerpede krav om reservestrøm til basestasjoner.

Les også: Staten vil ikke betale for stormsikring

Dataflodbølge

Slike tiltak rokker imidlertid ikke ved et av de største strukturelle problemene norsk og internasjonal telebransje står overfor (se fakta): Den kolossale (og potensielt ulønnsomme) dataveksten i mobilnettene på grunn av smarttelefonenes og nettbrettenes inntog. Og et vel så stort problem på kjøpet: Signaleringstrafikken fra utallige dataanrop mot nettet, en utløsende faktor for Telenors problemer også i talenettet i fjor.

Les også: – Datavekst kveler både kapasitet og økonomi

Mens Telenor-svikten var på sitt mest intense i mai og juni, målte Simula tilgjengeligheten for datatrafikk til de forskjellige operatørene fra mobile terminaler på rundt hundre forskjellige steder i Norge.

– Dersom man kunne velge fritt mellom eksisterende operatører, ville målepunktene våre hatt 99,98 prosent oppetid, sier sier Amund Kvalbein, seniorforsker ved Simula og leder av prosjektet Robuste nett, hvor målenoder skal settes ut over hele landet for å sjekke de ulike operatørenes mobile bredbånd.

De mobile bredbåndsforbindelsene til alle operatører i Norge skal nemlig måles. Prosjektet lever uavhengig av Evensens doktorgradsprosjekt, men resultatene kan raskt vise seg å øke presset mot de store aktørene, og interessen for å kombinere flere nett.

– Hvert enkelt nett kan bygges tryggere og sikrere med flere føringsveier og batteribackup eller dieselaggregater på basestasjonene. Men om vi virkelig skal få til mer robust nettilgang, trengs det løsninger som gjør det mulig å bruke flere nett, sier han.

Om operatørene ikke vil være med på dette, kan løsningen være en uavhengig integrator som gir brukeren sømløs tilgang til flere nett.

– Men det er bedre å gjøre dette sammen med operatørene, sier Kvalbein.

Les også: Han tar ansvar for det norske mobilnettet

Lunkent fra de største

Men forskerne ved Simula har ikke inntrykk av at de største operatørene jubler over tanken på brukere som beveger seg mellom ulike tilbyderes nett.

– De store tilbyderne vil vel helst holde kundene hos seg selv, og ikke bidra til at andre selskap tjener penger, sier Kristian Riktor Evensen.

Den raske utviklingen innen datatjenester for mobiltelefoner truer også SMS- og talegullgruvene, fordi meldingstjenester som Skype og iMessage går på bekosting av de tradisjonelle tjenestene.

Alle operatørene i Norge har blitt invitert til å bli med på måleprosjektet med sin ekspertise og abonnementer til målenodene. Telenor og Netcom har takket nei.

Audun Fosselie Hansen, direktør for Simula Innovation AS, forteller at industrien likevel viser interesse for arbeidet til Simula-forskerne.

– Det er stort sett bare positive tilbakemeldinger, kanskje bortsett fra de store operatørene, sier han.

Les også: Mini-basestasjoner vil bedre dekningen

Article1119_Image1949.jpg

Kan ta over taletrafikken

Helgaker i Ice ser fram til Simulas kommende målinger av kvalitet og robusthet i nettene.

– De går vitenskapelig til verks, og det er viktige, samfunnsnyttige observasjoner de gjør. Jeg tror dette er informasjon som best kan presenteres av en nøytral tredjepart, sier han.

Tele2 går også inn med støtte til Simulas måleprosjekt, og teknisk direktør Geir Løvnes sier at selskapet er veldig interessert i resultatene. Løvnes syns dessuten det virker fornuftig med samarbeid hvor operatørene kan ta over deler av hverandres trafikk om ett nett faller ned.

– Med dagens utbygging av mobilt bredbånd vil man i alle fall kunne ta over taletjenesten. Kapasiteten som er satt av til tale er etter hvert en mindre og mindre del av totalkapasiteten. I en krisesituasjon kan datakapasiteten reduseres i ett nett, for å ta over taletjenesten for et annet, sier han.

Les også: – Kraftselskapene bør bruke nødnettet

Vil stille krav

Hos det enkelte teleanalytikere ynder å kalle «duopolet» – Telenor og Netcom – er entusiasmen mindre.

Informasjonssjef Anders Krokan i Telenor ønsker ikke å kommentere tanken om å kombinere flere nettverk for økt båndbredde og robusthet. Han er riktignok enig i at Simulas måleprosjekt kan gi nyttig forbrukerinformasjon.

– Men vi kan ikke se at denne typen data kan gi Telenor økt innsikt i driftssituasjonen utover den kontinuerlige overvåkningen vi gjør i alle våre systemer. Derfor takket vi nei til å delta i prosjektet, sier han.

Randi Punsvik, samfunnskontakt i TeliaSonera Norge (Netcom) sier at selskapet har prioritert andre prosjekter i forbindelse med robusthet i nett.

– Vi ser at myndighetene kommer til å stille krav når det gjelder robusthet og sårbarhet, og må forberede oss på disse, sier hun.

Punsvik tror det blir interessant å se Simulas målinger av nettene, men ønsker en prinsipiell debatt om hvor mye oppetid som skal kreves av operatørene. Til spørsmålet om å kombinere ulike nett, sier hun at selskapet vil studere eventuelle løsninger med interesse.

Les også: 20 ganger så høy datatrafikk i 2016

– Trenger en løsning

Ett av motargumentene fra Telenor har vært at operatørene ikke kan dimensjonere sine nett ut fra et premiss om at de plutselig skal kunne ta over all trafikken fra en annen operatør.

– Det er helt klart urealistisk, men vi mener likevel at for spesielt interesserte brukere, med spesielle behov for oppetid og robusthet, kunne det gå an å tilby en egen type abonnement, sier Kvalbein.

Han tror konkurranseforholdet er en av årsakene til de store operatørenes tilbakeholdenhet.

– Å få dem til å samarbeide om en tjeneste på den måten sitter nok litt langt inne, sier han.

Samtidig har viktige samfunnsinstitusjoner behov for svært robuste nett, for eksempel nødetater.

– Jeg tror behovet vil melde seg sterkere og sterkere. Vi trenger en eller annen form for løsning i løpet av få år. Vi mener muligheten til å bruke flere nett er den mest realistiske og beste løsningen, sier Kvalbein.

Les også:

Hvem skal betale for bedre mobilnett? 

– Blir aldri helt trygge med bare én mobil

5 spørsmål til Telenor etter mobilskandalen

Slik kan hackere mørklegge Norge

– Sikrere telenett kan ta år og dag