Ökonomische Grundlagen des Wettbewerbs im Internet

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1 1 Marktplatz Internet: Anforderungen an Wettbewerbspolitik und Regulierung Düsseldorf 20. Juni 2011 Ökonomische Grundlagen des Wettbewerbs im Internet Jörn Kruse

2 2 Herausragender Erfolgsfaktor des Internet : Eine universelle Infrastruktur (Übertragungswege, Router, Server etc.) für zahlreiche Dienste, Anwendungen und Inhalte ( s, Websurfen, Downloads, interaktive Spiele, Onlien- Banking etc) mit zahlreichen Darstellungsarten (Texte, Zahlen, Bilder, Grafiken, Sprache, Musik, Videos etc.) Möglich durch äußerlich homogene Transporteinheiten, Datenpakete, aufgrund sehr früher Standardisierung (Analogie : Container im Güterverkehr)

3 3 Die einzelnen Datenpakete werden separat versandt (oft über verschiedene Transportwege und Trägermedien und beim Empfänger wieder zusammengesetzt. Keine dienstespezifische Infrastruktur bewirkt * Starke Skaleneffekte und Kostendegressionen * Keine dienstespezifischen Investitionen der Netzbetreiber ( geringeres Investitions-Risiko) * Keine Netz-Investitionen der Dienste- und Inhalte- Anbieter nötig ( geringeres Investitions-Risiko und geringere Markteintrittsbarrieren)

4 4 Internet ist eine zweiseitige Plattform Seite 1 : Nutzer, Konsumenten etc (vereinfacht) Seite 2 : Anbieter von Diensten, Anwendungen und Inhalte Nutzen auf beiden Seiten Welche Seite soll wieviel der Netzleistungen zahlen?

5 5 Ist irgend etwas Besonderes (anders als woanders) an der ökonomischen Funktionsweise des Internet? Ist irgend etwas Besonderes am Wettbewerb im Internet? Gibt es ein besonderes Wettbewerbspolitisches Problem? Führt es evtl. zu Ineffizienzen? Führt es evtl. zu anderen, relevanten gesellschaftlichen Zielverletzungen

6 6 Soll der Staat etwas tun? evtl. Wettbewerbsbehörden, Regulierungsbehörden, Medienbehörden? Oder ist alles US-amerikanische Hysterie? Madison River Fall Comcast Fall

7 7 Im Kern der Diskussion: Eingriffe der Netzbetreiber etc. in den Datenverkehr Sollte der Staat das verbieten / regulieren? Unstrittig: Eingriffe der Netzbetreiber oder anderer Institutionen (incl. Staat) wegen * inhaltlicher Zensur * Benachteiligung substitutiver Dienste sollten verboten sein und sind es auch. Oder? siehe juristische Session

8 8 Gliederung 1 Einleitung 2 Engpässe / Überlast im Internet 3 Netzneutralität und ihre Folgen 4 Overprovisioning (Überdimensionierte Kapazität) 5 Volumentarife (Abkehr von Flatrates) 6 Marktliche Priorisierung (Priority Pricing) 7 Netzwerkmanagement 8 Fazit

9 9 2 Engpässe / Überlast im Internet

10 10 Eigentliches Kernproblem der Internet-Politik : Umgang mit Überlast (Stau) Def. Überlast / Kapazitätsengpass : Die Zahl der an einem Router ankommenden Datenpakete ist höher als dessen Kapazität (relevante sehr-kurze Zeitslots in Millisekunden), so dass nicht alle sofort weitergeleitet werden können. Zunächst nur kurzfristige Betrachtung d.h. Kapazität ist vorgegeben Optimaler Preis vor und nach der Kapazitätsgrenze?

11 GK ME P Z Preis (Flatrates) = GK = 0 ist O.K. (Nicht-Rivalität) 11 N * GK > 0, Preis (Flatrates) = 0 ist nicht O.K. (partielle Rivalität) J C IGK C C 7 MSE C P C E C IGK C SDK C P 0 0 X 3 X C X 7 X 9 X

12 Gründe für Überlast Kapazitätsinduzierte Überlast durch Katastrophen, techn. Störungen Beispiel: Seebeben vor Taiwan 2. Nachfrageinduzierte Überlast (hier im Vordergrund) zufällige Nachfragespitzen (z.t. sehr kurzfristig) insb. bei daten-intensiven Diensten mit Flatrates

13 13 Bei Überlast erst Zwischenspeicherung (Buffer), dann Datenverlust Folgen auf der Datenebene: Datenverzögerung (Delay, Latency) Jitter (diff. Reihenfolgen und Abstände) Verlust von Datenpaketen (Loss) Folgen auf der Anwendungsebene (Diensteebene) Qualitätsminderungen... allerdings sehr unterschiedlich nach einzelnen Diensten

14 14 Spezifikum 1: Sehr-kurzfristige Lastschwankungen Spezifikum 2: Datenpaket-Menge oberhalb Kapazität bei längeren Zeitslots (Sekunden, Minuten) möglich (Buffer, Resending etc) Folgen auf DP-Ebene : mehr Latency, Jitter, Paketverlust Folgen auf Dienste-Ebene : Qualitätsminderungen Aber: Sehr unterschiedlich bei den einzelnen Diensten

15 15 (a) Qualitätssensitivität Relativ gering z.b. bei elastischen Diensten , Webbrowsing, Downloads, incl. Filesharing Hoch bei inelastischen Diensten insb. interaktive Dienste z.b. VoIP, IP-TV (Internet-TV), Online-Spiele viele Business Dienste, E-Health

16 bei zunehmender Verkehrslast (Datenstau) im Internet ist die Qualitätsminderung der Dienste sehr unterschiedlich 16 Bei einigen ist die Qualitätsminderung hoch Dies sind oft hochwertige Dienste (z.b. Interaktive Dienste, VoIP, IP-TV), P 100 D1 Bei anderen ist sie sehr gering / null Dies sind oft geringwertige Dienste mit zum Teil hoher Datenrate z.b. Downloads, P2P Filesharing (Video, Musik) D2 X S X Z Daten-Menge

17 17 (b) Wirtschaftlicher Wert (staufreien Transports) Zahlungsbereitschaft pro Datenpaket Wirtschaftlich hochwertig * VoIP * viele Business-Dienste * E-Health * IP-TV Wirtschaftlich geringwertig * Downloads (ins. P2P) * Video Streaming, YouTube

18 18 insbesondere, weil (c) Datenrate (Zahl der Datenpakete) stark differierend (wichtig, da alle Effekte und Preise pro Datenpaket) hohe Datenrate * Download, P2P-Filesharing (Video, Music) * Video Streaming (YouTube) geringe Datenrate * , * Web browsing * VoIP

19 19 3 Netzneutralität und ihre Folgen

20 20 Die Verwendung des Begriffs Netzneutralität suggeriert implizit etwas Positives für die Konsumenten (und soll es auch). Dies ist jedoch irreführend, wenn damit strikte Netzneutralität gemeint ist

21 Definiton vieler Diskutanten : Netzneutralität bedeutet, dass sämtliche Datenpakete aller Dienste und Nutzer immer strikt gleich behandelt werden. Alle Datenpakete sollen die gleiche Chance haben, sofort weitergeleitet zu werden. Dies soll auch dann gelten, wenn bei Überlast die Kapazitäten im Einzelfall nicht ausreichen, alle Datenpakete verzögerungsfrei weiterzuleiten. Diese strikte (oder blinde) Netzneutralität * führt zur Nicht-Diskriminierung * jedoch zu ökonomischer Ineffizienz 21

22 22 Alternative Definition von Netzneutralität : Alle Datenpakete werden gleich behandelt, die den gleichen Preis für den Transport zahlen, vorausgesetzt, jeder Nutzer kann nicht-diskriminierend selbst frei entscheiden, welche Priorität er wählt. Diese adäquate Definition von Netzneutralität. * führt ebenfalls zur Nicht-Diskriminierung * jedoch zu ökonomischer Effizienz

23 23 Als Folge * einer strikten Netzneutralität * und der Flatrates erfolgt eine Schädigung / Verdrängung ökonomisch hoch-wertiger Dienste durch gering-wertige, bezeichnet als Crowding-Out Also: Ökonomische Ineffizienz durch reduzierte/verdrängte hochwertige Dienste

24 24 Qualitätssensitivität D 1 D 3 sehr gering hoch Datenrate hoch gering oder hoch Ökonomischer Wert gering hoch Beispiele: Download, P2P Interactive services, Filesharing VoIP, IP-TV (Video, Music) Business Services YouTube

25 Z Nachfrage D 3 = Hoher ökon. Wert (z.b. Interaktive Businessdienste, VoIP, IP-TV) Nachfrage D 1 = Geringer Wert (z.b. P2P Filesharing) 20 D

26 D 1 Filesharing-Platform (supported by advertising) 26 P D Zab Hypothetische Konsumentenrente in T 1 Filesharing user price (P U = 0) 4 Z N 14 N N 11 N X 1 X X P W W 1 W 2 N W Y Y Y Konsumentenrente der Werbetreibenden Werbeerlöse der Filesharing-Plattform (Ad-Preis P W = 1)

27 D 3 Interaktiver Business-Dienst, VoIP 27 Zab 100 Z Z 2 Konsumentenrente N 31, P B = 20, in T 1 Nachfrage N 31, in T 1 (keine Überlast) N 31 =N 3 * 40 Z 3 N N 34 N 33 D Erlös for N 31, P = 20 in T 1 0 N 35 M 5 M 4 M 3 M 2 M

28 P D D 1 Filesharing-platform (supported by advertising) Dienst - nicht qualitätssensitiv - hohe Datenrate - geringer Wert 28 4 Z T 1 T 2 T 3 T N 14 N 11 N 12 N 13 X 1 X X P W W 1 W 2 N W Y Y Y ansteigender geringwertiger internet traffic N 11 N 12 N 13 N 14 Überlast

29 D 3 Interaktiver Dienst, VoIP Z Z 2 Z 3 N 34 N 35 N 33 Qualitätssensitiver, hochwertiger Dienst. Ergebnis der Überlast * geringe Qualität geringe Nachfrage * geringe Erlöse * geringe Konsumentenrente N 32 N 31 =N 3 * M 5 M 4 M 3 M 2 M Schädigung / Verdränung * hochwertiger Dienste * durch geringwertige Dienste Crowding-Out als Folge der Netzneutralität

30 30 4 Lösungsperspektiven: Kap. 4 Kap. 5 Kapazitäts-Overprovisioning Volumen-Tarife (Abkehr von Flatrates) Rationale Priorisierung Kap. 6 Kap. 7 Marktliche Priorisierung : Priority Pricing Priorisierung durch Netzwerkmanagement

31 31 4 Kapazitäts-Overprovisioning

32 32 Theoretisch könnte man die Internet-Kapazität immer weiter erhöhen, (so dass auch das letzte Video noch in HD-Qualität zwischen 2 oder mehr Nutzern in Windeseile ausgetauscht werden kann). = Overprovisioning, bewusste Überkapazität Dies wirft die Frage nach der optimalen Kapazität des Internet auf (langfristige Fragestellung)

33 LGN(Y) LN(Y) LGK(Y) Optimale Internet- Kapazität Overprovisioning ist 1. Volkswirtschaftlich nicht effizient, da der Ressourcenaufwand durch den Nutzen nicht zu rechtfertigen ist. 2. Keine Invest-Anreize der Netzbetreiber, da diese Investitionen nicht amortisierbar sind (Fass ohne Boden) 33 LN max LGN(Y) LGK(Y) LN(Y) ideales Overprovisioning 0 Y opt Y M Kapazität Y

34 34 Overprovisioning würde dennoch nicht gegen große Netzausfälle (kapazitätsinduzierte Überlast) helfen, d.h. man bräucht trotzdem eine Priorisierung

35 35 5 Volumen-Tarife (Abkehr von Flatrates)

36 36 Flatrates sind ein Teil des Problems Ist ihre Abschaffung eine Lösung? * Ersetzung durch volumenbasierte Tarife * Mengen-Caps vor allem zur Prime Time. Preis = Grenzkosten = 0?? (vor und nach Kapazitätsgrenze) Reduziert zwar die Menge (und damit kurzfristig die Überlast), aber..

37 es existieren (mindestens) zwei gravierende Gründe, warum dies in der Praxis nicht optimal ist Mangelnde Lenkungswirkung der Preise Spitzenlast-Preise, Prognosefähigkeit 2 Stark unterschiedliche Toleranz für Verzögerung, d.h. Wartezeit (einige können problemlos warten) Bei pauschalen Transportpreisen für alle Datenpakete würde mehr geringwertiger Verkehr (Zab < P C ) eliminiert als ökonomisch effizient (=Ineffizienz). Latency-Toleranz Besser: Priorisierung der Datenpakete

38 GK ME P Z Überlast und Optimale Internet-Nutzung 38 N * Optimale Internetnutzung? X C J C IGK C R 2 R 1 C 7 MSE C Alle Dienste mit Zab < P C pro Paket würden eliminiert. P C E C IGK C SDK C R 3 NQ C 0 X 3 X 4 X C X 7 X 9 X Nichtrivalität partielle Rivalität

39 39 Rationale Priorisierung Wenn Zahl der Datenpakete größer ist als die Kapazität wird immer eine Rationierung vorgenommen. (Einige Datenpakete müssen warten, andere evtl. nicht). Auch bei strikter Netzneutralität würde bei Überlast eine Rationierung vorgenommen werden. = Rationierung durch Zufall ohne Rücksicht auf Wert einer verzögerungsfreien Weiterleitung verschiedener Datenpakete.

40 40 Problem : Adäquate Priorisierung der Datenpakete. Aufgabe: Priorisierung möglichst effizient gestalten, d.h. (a) Datenpakete qualitätssensitiver, höherwertiger Dienste sofort, und (b) Datenpakete nicht-qualitätssensitiver, geringerwertiger Dienste nachrangig. folgt: 6. Rationale Priorisierung I : Priority Pricing 7. Rationale Priorisierung II : Netzwerkmanagement

41 41 6 Marktliche Priorisierung (Priority Pricing)

42 42 Priority Pricing = Priorisierung durch den Markt Priority Pricing = Preissetzung für das Recht, vorrangig bedient zu werden, falls Angebotsengpässe bestehen sollten. * Premium Service (evtl. verschiedene Klassen) vorrangig * Best Effort Service ( s, Web, Downloads) evtl. nachrangig (d.h. nur zu Überlast-Zeiten)

43 43 Wahl der Anbieter/Nutzer Premium Service: qualitätssensitive, höherwertige Dienste * höhere Erlöse der NB durch Premium Service * geringere Preise für Konsumenten (best effort) Best-effort-Qualität sinkt nicht * Wettbewerb * Best-Effort ist Kundenbasis für Premium Service * Premium Service erfordert hohe Kapazität Leerkapazität nutzbar durch Best-effort

44 Kapazitätsersparnis 44 LMU(Y) LU(Y) LMC(Y) Nutzengewinn durch Priorisierung über alle Lastperioden bei konstanter Infrastruktur LU max LU(Y) LU 2 LU1 0 Y 1 Y 2 Y M Capacity Y

45 45 7 Netzwerkmanagement

46 46 Netzwerkmanagement ist eine diskretionäre Priorisierung durch Netzbetreiber im Idealfall so, dass die Datenpakete aller qualitätssensitiven Dienste im Überlastfall Priorität erhalten, damit die Dienste gut funktionieren und bei den Nutzern Akzeptanz finden. erfolgt schon bei VoIP Kann funktionieren wenngleich second best zu Priority Pricing

47 47 Potentielle Nachteile von nicht-pretialem (diskretionären) Netzwerkmanagement * NWM ist grundsätzlich diskriminierend * Mißbrauch der Priorisierung denkbar, aber durch Transparenzregeln zu beherrschen * Es entstehen keine zusätzlichen Erlöse der Netzbetreiber für Investitionen, Quality of Service, niedrige Konsumentenpreise * Gefahr politischer Eingriffe

48 48 8 Fazit

49 49 Priority-Pricing (Quality-of-Service-Klassen zu diff. Preisen) besser als Nicht-pretiales (diskretionäres), transparentes Netzwerkmanagement besser als Strikte Netzneutralität besser als Willkürliche Eingriffsmöglichkeiten

50 50 Wichtig: * Wettbewerb * Nicht-Diskriminierung * Transparenz (Konsumenten-Info) Das allgemeine Wettbewerbsrecht ist ausreichend Keine besondere staatliche Regulierung nötig.

51 Literatur download : 51 Brenner, Walter; M. Dous; R. Zarnekow, J. Kruse (2007), Qualität im Internet. Technische und wirtschaftliche Entwicklungsperspektiven, Studie, Universität St. Gallen, März 2007 (auch in Englisch verfügbar) Kruse, Jörn (2008), Internet-Überlast, Netzneutralität und Service- Qualität, in: Wirtschaftsdienst, Februar 2008, S Kruse, Jörn (2008), Network Neutrality and Quality of Service, in: Intereconomics, Review of European Economic Policy, Vol 43, No. 1, January/February, pp Kruse, Jörn (2009), Crowding-Out bei Überlast im Internet, in: Kruse, Jörn und Ralf Dewenter (Hrsg.), Wettbewerbsprobleme im Internet, Schriftenreihe HFM, Baden-Baden (Nomos Verlag), pp Fortsetzung

52 download : 52 Kruse, J. (2010), Priority and Internet Quality, in: Falch, M. and J. Markendahl (editors), Promoting New Telecom Infrastructures. Markets, Policies and Pricing, Cheltenham and Northampton (Edward Elgar) 2010, pp Kruse, Jörn (2011), Netzneutralität. Soll die Neutralität des Internet staatlich reguliert werden? Diskussionspapier (auch in Englisch verfügbar) Berger-Kögler, Ulrike and J. Kruse (2011), Net Neutrality Regulation of the Internet?, erscheint in: International Journal of Management and Network Economics

53 53 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

54 54 Backup

55 Beispielhaftes Klassenkonzept mit vier unterschiedlichen Qualitätsklassen (aus Brenner/Zarnekow/Kruse) 55 Qualitätsklasse Beispielhafte Dienste Technische QoS-Parameter Interaktiv Voice Telephony/Conferencing Bandwidth: Kbps Video Telephony/Conferencing Delay (one way): ms Online-Gaming Jitter: < 30 ms Interactive TV Feedback Packet Loss: < 1 % Multimedia Broadcast TV Bandwidth: 384 Kbps - 14 Mbps Video on Demand Delay (one way): ms Streaming Audio Jitter: < 1000 ms Internet Radio Packet Loss: < 0,1 % Voice Messaging Critical Business Applications Bandwidth: 16 Kbps - 16 Mbps e.g. SAP, ehealth Delay (one way): ms Jitter: < 100 ms Packet Loss: < 0,1 % Best Effort Bandwidth: up to line rate Web-Browsing Delay (one way): < 2000 ms P2P Jitter: n.a. Internet Downloads Packet Loss: n.a.

56 56 Qualitätssensitivität VoIP Online- Spiele ehealth/ elearning. Interactive TV Videotelefonie IPTV VoD Webbrowsing File Sharing (Download) Datenrate