Internet se zrodil poměrně nedávno. Do České republiky přišel zhruba před čtvrt stoletím. Prochází bouřlivým vývojem. Není divu, že podmínky jeho užívání se teprve vytváří a hledají. Proto se o kvalitativních a přenosových parametrech začalo na veřejnosti mluvit poměrně nedávno. V roce 2015 Evropská komise připravila a Evropský parlament přijal nařízení, které upřesňuje obchodní a provozní podmínky pro poskytování služby přístupu k internetu [1]. Cílem je transparentní, technologicky neutrální, nediskriminační chování poskytovatelů ISP (Internet Service Provider) ke všem zákazníkům. Jedná se o pokus nastavit a stabilizovat pravidla provozu na sítích elektronických komunikací. K tomu patří i definice a garance kvalitativních parametrů připojení k internetu v rámci jednotného evropského digitálního trhu. Hlavním kvalitativním parametrem je rychlost. Podle tohoto nařízení [1] musí všichni ISP uvádět ve svých obchodních podmínkách i ve všech smlouvách o poskytování internetu následující rychlosti, které jsou k dispozici zákazníkovi pro stahování a vkládání (download, upload):
1. Maximální rychlost
2. Běžně dostupná rychlost
3. Minimální rychlost
4. Inzerovaná rychlost
Ty první tři rychlosti musí mít jasné technické definice. Jejich interpretace a význam jsou vysvětleny v článku dále. Ta čtvrtá, inzerovaná je marketingový pojem používaný ve stylu „rychlost až 500 Mbit/s“ a podobně. Pro inzerovanou rychlost platí, že nesmí být větší než uváděná maximální rychlost. To je logické. Nemohu nabízet a prodávat něco, co není technicky možné.
Zrychlujeme, nejrychlejší internet, datový fičák, apod., s tím vším se můžete setkat v nabídce různých provozovatelů sítí a ISP (Internet Service Provider = poskytovatel internetu). Rychlost začala být klíčovým prodejním argumentem, na který slyší zákazníci.
V honbě za zákazníkem se proto používají různé výrazy: rychlost garantovaná, reálná, skutečná, zaručená, spolehlivá, přístupová, dostupná, až do… To všechno jsou výrazy, se kterými se můžete setkat. Různé výrazy mají různé významy, častokrát lze jen těžko odhadnout jaké. Kdo se v tom má vyznat? Obchod a marketing všech ISP se předhánějí v tom, kdo vyvolá u zákazníků silnější pocit, že právě ten jejich nabízený internet je nejrychlejší a nejkvalitnější. Samozřejmě při rozumné ceně. Na cenu rezidenční klient v ČR slyší především.
Proto je důležité, že do marketingového chaosu líbivých slov, vnáší nařízení Evropského parlamentu [1] aspoň základní pravidla k rychlosti provozu na našich internetových dálnicích a veřejných komunikacích, a že tato pravidla implementoval ČTÚ do pravidel platných v ČR [3], [4], [5].
Jak je to ale u služby vysokorychlostní internet s rychlostí vkládání (upload)? Kdo si myslí, že rychlost je také 30 Mbit/s, bude zklamán. U kategorie vysokorychlostní internet se o rychlosti ve vzestupném směru (upstream), o rychlosti vkládání vůbec nemluví. Rychlost ve vzestupném směru může být proto 30 Mbit/s (symetrické připojení) ale také jen 64 kbit/s (silně nesymetrické připojení). To záleží na technologii a obchodní politice, kterou používá konkrétní ISP.
„Jsme tu jen pro Vás“ – je napsáno na obchodě, kam chodíme nakupovat. Všem nám dojde, že tím majitel obchodu určitě nemyslel, že tu je pouze pro nás, pro jednu osobu a nikoho jiného obsluhovat nebude. Rychlost bez agregace, to je obdobné. Jen naivní zákazník si může myslet, že síť je vyhrazena pouze jemu, s nikým ji nesdílí a s nikým se nemusí dělit o přenosovou kapacitu sítě. Bohatý zákazník si může samozřejmě v případech zvláštního zřetele vyhrazenou kapacitu koupit (příkladem je velkoobchod – nákup konektivity ISP). Rezidenční zákazník a malý podnik však vždy nakupuje konektivitu s agregací.
Když se podíváme na referenční model sítě NGA/ NGN, který je například uveden v Národním plánu rozvoje sítí nové generace (NPRSNG) [2], zjistíme, že k přirozené koncentraci provozu (agregaci provozu) dochází v několika uzlech sítě. Důležité je si uvědomit, že služba přístupu k internetu, vyžaduje celistvou síť od zákazníka, od jeho CPE (Customer Premises Equipment, účastnické zařízení) až po NIX (Neutral Internet Exchange, neutrální internetová ústředna, národní přestup do světového internetu).
Obr. 1 Referenční schéma sítě nové generace NGN, zdroj Národní plán rozvoje sítí nové generace [2]
Pokud je inzerováno, že služba přístupu k internetu je bez agregace, je tím většinou myšleno: bez agregace na prvním aktivním prvku sítě nebo na prvním koncentrátoru (nebo agregačním prvku) sítě, který je nastaven na 1:1 poměr kapacity uplink : downlink. Tento prvek „bez agregace“ pak většinou bývá umístěn v uzlu AP (Access Point, v NPRSNG zaveden výraz soustřeďovací bod) nebo někdy až DP (Distribution Point, distribuční bod). Pojem agregace však pomalu, ale jistě, pro zákazníka ztrácí význam. Stává se pro zákazníka prázdným pojmem, který nic neříká o dostupnosti a skutečné kvalitě poskytované služby přístupu k internetu. Ano, je pravda, že míra agregace ovlivňuje dostupnou rychlost a kvalitu poskytované služby. Je to však parametr důležitý pro provozovatele sítě a poskytovatele služby. Je jenom na ISP, zda zvolí například 1:4, 1:20, 1:50 atd. míru aggace na prvním koncentrátoru v síti. Každý ISP si vytváří vlastní inženýrská pravidla návrhu a dimenzování sítě. Je jenom na něm, jak zodpovědně k nim přistoupí. Musí přitom zohlednit topologii sítě, parametry přenosových cest a kanálů, přenosovou technologii, chování zákazníků, rozložení zákazníků po síti a řadu dalších aspektů. Když to ISP udělá špatně, jeho síť bude poddimenzována a zákazníci na síti přijdou o slibovanou rychlost a kvalitativní parametry služby. Proto je důležitější i administrativně jednodušší, kontrolovat výsledné parametry, zejména běžně dostupnou rychlost připojení k internetu. A pravidla designu a dimenzování sítě ponechat na zodpovědnosti ISP. Toto je i přístup ČTÚ, který od letošního roku v tomto duchu aktualizuje metodiku pro měření a kontrolu datových parametrů služby přístupu k internetu [2], [3]. Agregační funkce už dále nebude ze strany ČTÚ předepsána a kontrolována.
Teprve v posledních letech se prosadilo pravidlo, že reálná rychlost přenosu dat, která je rozhodující pro zákazníka, je TCP propustnost sítě. Tato objektivní rychlost odpovídá vrstvě L4 referenčního modelu ISO/OSI (to se rovná L3 protokolu TCP/IP). V minulosti telekomunikační operátoři a poskytovatelé konektivity raději uváděli přenosové rychlosti na L1, L2. Bylo to pro ně provozně, technicky a obchodně jednodušší. Zákazníkovi však informace o tabulkové rychlosti rozhraní přípojky na L1 nic neřeknou. Nevypovídají o reálné rychlosti přenosu dat, které zákazník potřebuje stahovat nebo vkládat v aplikaci. Pro zákazníka je naopak důležitý přenos na L7 aplikační vrstvě modelu ISO/OSI. Pro provozovatele sítě, potažmo poskytovatele služby naopak není přijatelné garantovat kvalitu přenosu na nejvyšší, aplikační vrstvě, protože ta podléhá mnoha subjektivním faktorům. K těmto subjektivním faktorům mimo jiné patří HW a SW na zařízení (typicky na počítači) u zákazníka, dále aplikace, které má zákazník spuštěné atd. Transportní vrstva je proto rozumný kompromis, který umožňuje provozovateli sítě mít garanci kvality ve své režii. Navíc je tento kompromis objektivní a přijatelný pro různé přenosové technologie, pro kaskádu různých úseků sítě, navíc také v kombinaci od různých provozovatelů. Proto rychlost připojení ke službě internet = TCP propustnost sítě.
Z referenčního modelu ISO/OSI je patrné, že záhlaví a zápatí přidávané na jednotlivých vrstvách zmenšuje prostor na přenos užitečných dat. Výsledkem toho je, že rychlost přenášených zákaznických dat s vyšší vrstvou klesá. Jako příklad je v tabulce Tab.1 uveden Fast Ethernet 100BASE- -TX metalické rozhraní s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s na L1. Potom přenosová rychlost zákaznických dat na L4 bude jen 92,4 Mbit/s.
Tab. 1 Přepočet rychlostí Fast Ethernet 100BASE-TX na jednotlivých vrstvách modelu ISO/OSI
Pokud hovoříme o vysokorychlostním internetu +30 Mbit/s, znamená to TCP propustnost alespoň 30 Mbit/s. Z toho když provedeme přepočet rychlostí, zahrneme záhlaví a zápatí jednotlivých vrstev potřebujeme přenosovou rychlost na L1 minimálně 32,465 Mbit/s, abychom mohli službu garantovat. Výsledky jsou v Tab.2.
Obdobně je tomu i pro službu přístupu k internetu v kategorii +100 Mbit/s. U takové služby potřebujeme přenosovou rychlost na L1 minimálně 108,217 Mbit/s.
Tab. 2 Přepočet rychlostí na jednotlivých vrstvách L1-L4 pro vysokorychlostní internet +30 Mbit/s (sloupec vlevo) a superrychlý internet +100 Mbit/s (prostřední sloupec).
Obdobně lze přepočítat rychlosti pro jednotlivé vrstvy v případě jakékoliv služby přístupu k internetu pro upstream i downstream. V obchodních podmínkách poskytovatele služby (ISP) musí být jednoznačně uvedeno k jaké vrstvě je vztažena rychlost minimální/maximální/běžně dostupná/ inzerovaná. ČTÚ kontroluje od léta 2017, zda jsou tyto kvalitativní parametry a definice rychlosti korektně uvedeny ve smluvní dokumentaci podnikatelů poskytujících službu přístupu k internetu [3].
Skutečná, okamžitá rychlost připojení k internetu kolísá podle provozní zátěže sítě v daném okamžiku. V době provozní špičky se reálná rychlost zpomaluje, tzn. propustnost sítě klesá. Toto běžné kolísání propustnosti musí provozovatel sítě ošetřit při dimenzování sítě a promítnout do své nabídky a obchodních podmínek.
Při určení maximální rychlosti si ISP nemusí dělat starosti. Většinou je maximální rychlost co nejvyšší číslo, aby uspokojilo, nebo ohromilo zákazníky. Často je proto udávána na vrstvě L1. Také často maximální rychlost je jen teoreticky možná nebo ideální. Nikdy ji nenaměříte. Je to hodnota, která většinou odpovídá rychlosti linkového rozhraní u účastníka. Takže pro Fast Ethernet je to 100 Mbit/s, pro Gigabit Ethernet je to 1 000 Mbit/s, pro DOCSIS a kabelové modemy 500 Mbit/s.
Při určení minimální rychlosti je třeba být obezřetný. Protože pokud reálná rychlost, tj. propustnost sítě poklesne pod tuto hodnotu, považuje se to za situaci, kdy služba není vůbec poskytována. Se všemi důsledky a sankcemi podle sjednané smlouvy. Proto někteří operátoři, kteří nemají provoz na síti zcela pod kontrolou, nabízejí přípojku k internetu s minimální rychlostí např. 64 kbit/s.
I když připouštíme kolísání propustnosti sítě (viz Obr.2), je vhodné toto kolísání kvantifikovat a dát tak zákazníkovi představu, jaké kolísání může očekávat. Přesněji řečeno, kam až může poklesnout propustnost sítě. K tomu slouží parametr běžně dostupná rychlost. Můžeme si ji představit jako rychlost, kterou ISP deklaruje, že ji budeme mít na síti za běžných provozních podmínek (mimo poruchy, havárie atd.). Pokud reálná rychlost poklesne pod hodnotu 50% běžně dostupné rychlosti, považuje se to za detekovatelnou poruchu služby a lze uplatňovat sankce a kompenzace dle smlouvy. V tomto případě se nejedná o výpadek služby ale o měřitelnou ztrátu kvalitativních a výkonnostních parametrů služby.
Obr. 2 Interpretace maximální, minimální, běžně dostupné a inzerované rychlosti [1], [3].
ČTÚ je vybaveno a připraveno od podzimu 2018 měřit kvalitu přípojek k internetu. Takto aktivita ČTÚ je v kompetenci Sekce kontroly a ochrany spotřebitele. I když metodika ČTÚ [4], [5] a s tím související diagnostické nástroje (viz Obr.3) mají primárně sloužit pro řešení reklamací od zákazníků, jedná se o zásadní krok, který může přispět k nastavení standardů v oboru, a tím přímo i nepřímo motivovat ke kvalitě sítí elektronických komunikací v ČR.
Metodika měření rychlosti, tzn TCP propustnosti, je založena na referenční metodě IETF RFC 6349.
V uvedeném zapojení je možné měřit podle metody ITU-T Y.1564 další přenosové parametry pomocí protokolu UDP. Patří k nim zpoždění, kolísání zpoždění a ztrátovost rámců. Lze očekávat, že povědomí o kvalitě a o přenosových parametrech sítí se bude i nadále zvyšovat. Stejně tak budou přibývat nástroje na diagnostiku a monitorování těchto parametrů.
Vrátíme-li se k původní myšlence v nadpisu článku: „Jak rychlý je vysokorychlostní internet?“, je vhodné shrnout závěr do věty: Vysokorychlostní internet je taková služba připojení k internetu, která splňuje podmínku běžně dostupné rychlosti stahování na vrstvě L4 modelu ISO/OSI o hodnotě minimálně 30 Mbit/s.
Nebo jinými slovy:
Vysokorychlostní síť elektronických komunikací je taková síť, která v celistvém úseku od NIX k zákazníkovi vykazuje v kterémkoliv okamžiku TCP propustnost minimálně 30 Mbit/s v sestupném směru (downstream). Jinými slovy „vysokorychlostní síť„ je síť s potenciálem běžně dostupné rychlosti 30 Mbit/s pro každého účastníka.
Trochu krkolomná formulace, bylo by asi těžké ji pochopit bez předchozího vysvětlení. Snad si na její význam časem zvykneme.
O rychlostech se budeme bavit v souvislosti s internetem čím dál tím více. A už to asi nebude jen o 30 Mbit/s. Kategorie označované jako vysokorychlostní internet +30 Mbit/s a superrychlý internet +100 Mbit/s jsou poněkud idealistické a poplatné době kdy vznikly. Za pár let se nad nimi budeme jen usmívat.
Literatura a zdroje: [1] NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY (EU) 2015/2120 ze dne 25. listopadu 2015, kterým se stanoví opatření týkající se přístupu k otevřenému internetu a mění směrnice 2002/22/ES o univerzální službě a právech uživatelů týkajících se sítí a služeb elektronických komunikací a nařízení (EU) č. 531/2012 o roamingu ve veřejných mobilních komunikačních sítích v Unii https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1536061919563&uri=CELEX:32015R2120 [2] Národní plán rozvoje sítí nové generace, vydalo Ministerstvo průmyslu a obchodu 27.9.2016, schválen vládou ČR 5.10.2016 https://www.mpo.cz/cz/e-komunikace-a-posta/elektronicke-komunikace/koncepce-a-strategie/narodni-plan-rozvoje-siti-nga/ narodni-plan-rozvoje-siti-nove-generace-byl-schvalen--222120/ [3] Vyjádření Českého telekomunikačního úřadu k vybraným otázkám přístupu k otevřenému internetu a evropským pravidlům síťové neutrality, zveřejněno ČTÚ 23. 3. 2017. https://www.ctu.cz/vyjadreni-ceskeho-telekomunikacniho-uradu-k-vybranym-otazkam-pristupu-k-otevrenemu-internetu [4] Měření datových parametrů sítí pomocí TCP protokolu, který je zveřejněn a je ze strany ČTÚ uplatňován v případě kontrolních měření na pevných i mobilních sítích. Návrh ČTÚ ze dne 12.7.2018 předložený pro diskusi s odbornou veřejností. [5] Metodika pro měření a vyhodnocení datových parametrů pevných sítí elektronických komunikací, verze 2.0, který je zveřejněn a je ze strany ČTÚ uplatňován v případě kontrolních měření na pevných sítích. Návrh ČTÚ ze dne 12.7.2018 předložený pro diskusi s odbornou veřejností.
Jan Brouček
Kontakt CZ
PROFiber Networking CZ s.r.o.
Mezi Vodami 205/29
143 00 Praha 4
Tel.: + 420 225 152 050
info[zavinac]profiber.eu
www.profiber.eu
Kontakt SK
PROFiber Networking s.r.o.
Bernolákova 2
917 01 Trnava
Tel.: + 421 335 522 355
info[zavinac]profiber.eu
www.profiber.eu
Technická podpora 
linked in