pasi lehtonen pasi.lehtonen@hut.fi

Asiakaspäätelaitteiden etähallinnan tekniset ja kaupalliset toteutusmahdollisuudet laajakaistaisessa

DSL-verkossa

Pasi LehtonenPasi.Lehtonen@hut.fi

Työn taustat

• Laajakaistaliittymien määrä Suomessa saavuttamassa huippunsa– Laajakaistaliittymien uusmyynnin tuotot vähentyneet– Kilpailun painopiste siirtymässä palveluihin ja palvelunlaatuun

• Operaattorien mielenkiinto uusista palveluista saataviin tuottoihin kasvanut– Etähallintaa voidaan hyödyntää uusien palveluiden tuottamisessa

• Tarve etähallita asiakkaiden kotiverkon päätelaitteita kasvanut– Operaattorit tarvitsevat laite- ja valmistajariippumattoman

asiakaspäätelaitteiden etähallintajärjestelmän

• Operaattoreiden tavoitteena tehostaa laajakaistaliittymien ja –palveluiden käyttöönottoa, hallinnointia ja häiriönkorjausta

Työn tavoitteet ja rajaukset

• Selvittää asiakaspäätelaitteiden etähallintaan soveltuvia protokollia ja niiden avulla toteutettuja järjestelmiä– Selvitetään työn toimeksiantajan tarpeisiin parhaiten soveltuvimpia

etähallintaprotokollia ja kaupallisia järjestelmiä

– Rajoitutaan tutkimaan etähallintaa laajakaistaisessa DSL-verkossa

• Erityisesti selvittää DSL Forumin uudenlaista asiakaspäätelaitteiden etähallinta-arkkitehtuuria

• Laatia etähallintajärjestelmän taloudellinen kannattavuuslaskelma

• Ei selvitetä etähallintajärjestelmän integrointia operaattorin muihin järjestelmiin

Työn rakenne

• Toisessa luvussa esitellään tunnettuja etähallintaan soveltuvia protokollia• Kolmannessa luvussa esitellään DSL Forumin asiakaspäätelaitteiden

etähallintaprotokollaa ja –arkkitehtuuria• Neljännessä luvussa esitellään kaupallisia ja muita etähallintajärjestelmiä

– Kartoitetaan asiakaspäätelaitteiden tukea erilaisille etähallintaprotokollille ja –järjestelmille

– Vertaillaan järjestelmien etuja ja heikkouksia etähallinnassa

• Viidennessä luvussa selvitetään etähallintajärjestelmällä mahdollisesti saavutettavia taloudellisia ja muita hyötyjä– Kustannus-hyötyanalyysin perusteella selvitetään olisivatko taloudelliset

hyödyt kustannuksia suuremmat

• Kuudennessa luvussa käydään läpi työn taustat, tavoitteet, tutkimusmenetelmät ja tulokset– Tietojen perusteella joko suositellaan tai hylätään etähallintajärjestelmän

hankinta

Etähallintaprotokollat

• SNMP-verkonhallintaprotokolla

• Triviaali tiedostonsiirtoprotokolla TFTP

• Automaattinen asetustietojen hallinta BOOTB ja DHCP

• TELNET-etäkäyttöprotokolla

• DSL Forum ja asiakaspäätelaitteiden etähallinta-arkkitehtuuri

SNMP (Simple Network Management Protocol)

• Hallinta-asema vastaa verkon laitteiden eli hallinta-agenttien hallinnasta– Kykenee lukemaan ja muuttamaan verkon laitteiden asetustietoja

• SNMP muodostuu kolmesta erillisestä standardista1) Hallintatietokanta eli MIB määrittelee laitteiden hallintatiedot2) Hallintatietojen rakenne SMI määrittelee hallintatietojen rakenteen,

esitystavan ja nimeämisen3) SNMP-yhteyskäytäntö määrittelee hallinta-aseman ja hallinta-

agenttien välisen tiedonvaihdon• Kolmas versio (SNMPv3) tukee hallinta-aseman

tunnistamista, sanomien salaamista ja pääsynvalvontaa• Erityisesti operaattorin runkoverkon laitteiden

etähallintaprotokolla

TFTP (Trivial File Transfer Protocol)

• Yksinkertainen tiedonsiirtoprotokolla tiedostojen siirtoon

• Mahdollistaa tiedoston lukemisen ja tiedostoon kirjoittamisen palvelimelle

• Soveltuu laitteiden asetustiedostojen tallentamiseen ja palauttamiseen

• Ei tue käyttäjien tunnistamista tai muita tietoturvaominaisuuksia

Automaattinen asetustietojen hallinta

• BOOTP (Bootstrap Protocol) ja DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol

• Käytetään verkon laitteiden kuten verkkopäätteiden asetustietojen hallinnassa

• DHCP-palvelin vastaa usein asiakaspäätelaitteiden verkko-osoitteiden ja nimipalvelimien määrittämisestä– Tärkein tehtävä on myöntää verkko-osoitteita asiakaspäätelaitteiden käyttöön

– Tehostaa julkisten verkko-osoitteiden käyttöä

– Vähentää asiakaspäätelaitteiden virheasetusten määrää

• DHCP-sanoman vaihtoehtokenttä (Options) mahdollistaa asetustietojen, kuten asetuspalvelimen paikantimen, välittämisen päätelaitteille

Telnet

• TCP/IP-protokollaperheeseen kuuluva etäkäyttöprotokolla• Löytyy valmiina lähes jokaisesta käyttöjärjestelmästä• Suosioon vaikuttaa myös asiakaspäätelaitteiden laaja tuki

Telnetille• Tukee käyttäjien todentamista• Kaikki asiakkaan ja palvelimen välinen liikenne välitetään

täysin salaamattomana• Hyödynnetään laajasti suljettujen verkkojen laitteiden

etähallinnassa• Puutteellisten tietoturvaominaisuuksiensa vuoksi ei sovellu

julkisen verkon laitteiden etähallintaan

DSL Forum

• Noin kahden sadan tietoliikenteen, laite- ja ohjelmistovalmistajien, operaattoreiden, palveluntarjoajien ja televerkon toimijoiden muodostama yhteenliittymä– Elisa yksi jäsenyrityksistä

• Kehitystyö laajentunut DSL-tekniikoiden määrittelystä kehittyneempien laajakaista-arkkitehtuurien standardointiin

• Pyrkii edistämään ja nopeuttamaan uusien palveluiden tarjontaa– On määritellyt, että asiakaspäätelaitteiden etähallinnan puute heikentää

uusien palveluiden tarjontaa tarve yhtenäiselle standardille

TR-069

• Laite- ja valmistajariippumaton asiakaspäätelaitteiden etähallinta-arkkitehtuuri– Määrittelee asetuspalvelimen ja asiakaspäätelaitteiden välisen

tiedonvaihdon

– Asetuspalvelin vastaa asiakaspäätelaitteiden asetustietojen, vian, suorituskyvyn ja turvallisuuden hallinnasta

– Mahdollistaa myös asiakaspäätelaitteiden ohjelmistoversioiden päivitykset

– Määrittelee verkkopäätteen pakolliset ja valinnaiset hallintatiedot

– Määrittelee asetuspalvelimen pakolliset ja valinnaiset metodit

TR-111

• Mahdollistaa lähiverkonpäätelaitteiden etähallinnan– Analogi- ja televisiosovittimet– VoIP-puhelimet– Kodin mediapalvelimet– jne.

• Lähiverkon päätelaitteiden sisäiset verkko-osoitteet hankaloittavat etähallintaa– Käsittelee NAT:n takana sijaitsevien asiakaspäätelaitteiden etähallintaa– Mahdollistaa lähiverkon päätelaitteen ja verkkopäätteen yhdistämisen– Mahdollistaa asetuspalvelimen kyvyn toimia yhteydenmuodostajana

TR-064

• Mahdollistaa asiakaspäätelaitteiden asetustietojen hallinnan lähiverkon liitännän kautta tietokoneella– Suunniteltu yksinkertaistamaan

asiakaspäätelaitteiden käyttöönottoa– Vastaa asiakaspäätelaitteiden esiasetusten, kuten

asetuspalvelimen paikantimen määrittämisestä– Asetuspalvelin vastaa yhteydenmuodostuksen

jälkeen muiden hallintatietojen määrittämisestä– Ei varsinainen etähallintaprotokolla

Etähallintajärjestelmät

• Hewlett-Packard Network Node Manager• Cisco Systems CiscoWorks Lan Management

Solution• Voyence VoyenceControl!• Siemens Tango Subscriber Manager• Alcatel Home Network Manager• Motive Home Device Manager• Saunalahti TR-069 asetuspalvelin

Network Node Manager NNMKaupallinen järjestelmä

• SNMP-pohjainen verkonhallintajärjestelmä

• Soveltuu lähinnä verkon laitteiden vikojen ja suorituskyvyn hallintaan

• Tukee standardien hallintatietokantojen kohteiden lisäksi myös laitevalmistajakohtaisten asetustietojen hallintaa

• Kykenee sekä lukemaan että vastaanottamaan laitteiden hallintatietojen arvoja

• Tietokanta mahdollistaa hallintatietojen laajan hyödyntämisen

• Kykenee muodostamaan graafisen kuvan verkon rakenteesta

• Kykenee suodattamaan ja esittämään tiedon verkon ylläpitäjän tahdon mukaisesti

CiscoWorks LMS Kaupallinen järjestelmä

• SNMP-pohjainen verkonhallintajärjestelmä

• Soveltuu lähinnä Ciscon laitteiden hallintaan

• Kykenee laitteiden asetustietojen, vian, suorituskyvyn ja turvallisuuden hallintaan

• Muodostaa verkon rakenteesta graafisen näkymän

• Soveltuu lähinnä muutamista tuhansista laitteista muodostuvien verkkojen hallintaan

Voyence VoyenceControl! Kaupallinen järjestelmä

• Verkonhallinnan kokonaisratkaisu– Integroi muiden laite- ja ohjelmistovalmistajien erilliset verkonhallinta-

ja valvontajärjestelmät yhdeksi järjestelmäksi– Yhdistää asetustietojen, vian, suorituskyvyn ja turvallisuuden erilliset

järjestelmät– Soveltuu kaiken tyyppisten ja valmistajien laitteiden hallintaan

• Tarjoaa verkon ylläpitäjille ja suunnittelijoille yhtenäisen rajapinnan kaikkien verkon laitteiden hallintaan

• Mallinteiden käyttö asetustietojen hallinnassa tehostaa verkonhallintaa ja vähentää virheasetusten määrää

Siemens, Alcatel ja MotiveYhteenveto

• Asetuspalvelimet ovat toteutettu DSL Forumin standardien pohjalta• Kaikki soveltuvat eri tyyppisten ja laitevalmistajien päätelaitteiden etähallintaan• Asetuspalvelimet kykenevät hallitsemaan sekä verkkopäätteitä että lähiverkon

päätelaitteita• Asetuspalvelimet vastaavat päätelaitteiden asetustietojen, vian, suorituskyvyn ja

turvallisuuden hallinnasta• Kaikki tukevat tunnistamista ja liikenteen salaamista• Vastaavat ohjelmistoversioiden päivityksistä

Asetuspalvelimien ominaisuuksissa ei laite- ja ohjelmistovalmistajien materiaalien perusteella ole merkittäviä eroja

– Siemens TSM tukee myös Telnettiä päätelaitteiden etähallinnassa– Motive HDM tukee vastaavasti myös SNMP:a päätelaitteiden etähallinnassa– Siemens ja Motive tarjoavat päätelaitteiden käyttöönoton sekä palveluiden ja yhteyksien

toimivuuden tueksi asiakasohjelmistoja– Siemens ja Alcatel valmistavat myös asetuspalvelimella etähallittavia päätelaitteita– Motive on puhtaasti ohjelmistovalmistaja

Saunalahden asetuspalvelinSaunalahden itse toteuttama

• DSL Forumin standardien pohjalta toteutettu asetuspalvelin

• Suunniteltu noin 50 000 asiakaspäätelaitteen etähallintaan

• Asetuspalvelimen kuormitusta voidaan tarvittaessa jakaa– mahdollistaa suuremman päätelaitekannan etähallinnan

• Asetuspalvelin on integroitu muihin operaattorin tukiohjelmistoihin

• Asiakkaat voivat ohjata liittymiensä ja palveluidensa toimintaa Saunalahden verkkosivujen kautta

Asiakaspäätelaitteiden etähallintajärjestelmän kannattavuuslaskelma

• Aluksi arvioidaan järjestelmällä saavutettavissa olevat säästöt

• Seuraavassa vaiheessa arvioidaan järjestelmän hankinta- ja ylläpitokustannukset

Lasketaan vuosittaiset tulosvaikutukset (säästöt vähennettynä kustannuslisäyksillä)

Laskentaan nykyarvolaskentaa käyttämällä arvio saavutettavista kokonaishyödyistä

Asiakaspäätelaitteiden etähallintajärjestelmän kannattavuuslaskelma

• Pohjautuu etähallittavien päätelaitteiden arvioituun määrään sekä asiakastuen ja häiriönkorjausprosessin tietoihin

– Pohjana käytetty nykyisen päätelaitekannan kokoa ja myyntiennusteita– Käytettävissä on ollut tilastoja asiakastuen ja häiriönkorjausprosessin puhelu-

ja työmääristä sekä niiden kustannuksista

• Kannattavuuslaskelmassa on arvioitu liittymien ja palveluiden käyttöönotossa, hallinnoinnissa ja häiriönkorjausprosessissa saavutettavia kustannussäästöjä järjestelmän käyttöönottoa seuraavien viiden ensimmäisen vuoden osalta

– Tehostamisen voidaan arvioida muun muassa:1) Vähentävän asentajien asennuskäyntien tarvetta 2) Vähentävän tarpeettomia asiakastuen kontakteja3) Torjuvan häiriöiden muodostumista (mm. ohjelmistoversioiden päivitykset)

• Laskelma perustuu kahteen vaihtoehtoiseen näkemykseen etähallittavien päätelaitteiden määrästä

Etähallintajärjestelmän kustannukset

• Arvio etähallintajärjestelmän hankinta- ja ylläpitokustannuksista pohjautuu Motiven laskelmaan

– Motiven arvio etähallintajärjestelmän kustannuksista vaikutti perustelluimmalta

• Motiven kustannusarvio perustuu etähallittavien päätelaitteiden määrään

1) Hankintakustannus2) Käyttöönottokustannus3) Ylläpitokustannus

Kannattavuuslaskelman tulokset

• Laskelmassa käytettiin 7 % tuottovaadetta• Vuosittainen tulosparannus laskelman oletuksilla NPV-

laskentaa käyttäen asettui 6,6 ja 6,8 miljoonan euron haarukkaan– Elisan vuosikustannukset vuoden 2006 tilinpäätöksessä olivat noin 1,1

mrd euroa suhteutettuna konsernin kokonaiskustannuksiin, järjestelmällä saavutettaisiin n. 0,6 % vuosittaiset säästöt

• Kustannussäästöjen toteutuminen riippuu siitä, kuinka hyvin operaattorin on mahdollista hyödyntää prosessin tehostumisen myötä vapautuvat resurssit

• Säästöjen toteutuminen edellyttää myös, että etähallinnan käyttöönottoon sitoudutaan ja päätelaitekanta saadaan mahdollisimman nopeasti tukemaan etähallintaa

Johtopäätökset ja suositukset

• Suosittelen DSL Forumin standardeihin perustavan etähallintajärjestelmän hankintaa

– Järjestelmätoimittajan valinta vaatii tarkempaa tarjouskilpailua sekä järjestelmien integrointimahdollisuuksien selvittämistä