Economia dell’Informazione: Strategia, Network ed Esternalità di rete

Il programma di oggi Network e informazione Un esempio famoso: la qwerty Esternalità di rete Rendimenti crescenti da adozione Il lock-in Il lato della domanda

Strategia e teoria dei giochi Ingredienti: Giocatori: agenti che partecipano alla competizione Pay-off: Profitti/ utilità dei giocatori Azioni: le opzioni dei giocatori Strategia: un piano sistematico di azioni. La migliore risposta per ogni azione degli avversari. Highlight the idea of plan of action, the role of information set, the option set, enlarging the option set (innovative) What according to them a strategy

Un esempio: il dilemma del prigioniero Due criminali vengono arrestati e portati in due sale di interrogatorio separate. La polizia spiega loro che dispone di evidenza per condannarli a tre anni. Se un prigioniero confessa e l’altro no, la sentenza di quel prigioniero verrà ridotta di un anno, mentre il prigioniero che non confessa verrà imprigionato per 15 anni. Se entrambi confessano verranno imprigionati per 10 anni. Please note: everyone know the rules of the game

MAX WELFARE NASH EQUILIBRIUM: Per convenzione il primo giocatore è rappresentato sulle righe, mentre il secondo sulle colonne The Prisoners’ Dilemma Ogni riga corrisponde ad un’azione del giocatore 1 NASH EQUILIBRIUM: I giocatori non hanno incentivo a cambiare strategia MAX WELFARE Ogni colonna corrisponde ad un’azione del giocatore 2 Ogni cella rappresenta un possibile risultato del gioco ed elenca I pay-off dei giocatori Giocatore 2 Experimental economies… people can coordinate in the long run, this is one shot game. Like collusion Nega Confessa Nega 3, 3 15, 1 Giocatore 1 Confessa 1, 15 10, 10

Strategia Pensare in modo strategico significa solo giocare la migliore risposta dato il comportamento dell’avversario?

Network “networks are composed of links that connect nodes” The link is a relation that has to be defined, node are agents or firms or nation or whatever

Figure 2: A simple star network. Networks where services AB and BA are distinct are named "two-way" networks in Economides and White (1994). Two-way networks include railroad, road, and many telecommunications networks. When one of AB or BA is unfeasible, or does not make economic sense, or when there is no sense of direction in the network so that AB and BA are identical, then the network is called a one-way network. In a typical one-way network, there are two types of components, and composite goods are formed only by combining a component of each type, and customers are often not identified with components but instead demand composite goods. For example, broadcasting and paging are one-way networks.4

Figure 3: A simple local and long distance network. The classification in network type (one-way or two-way) is not a function of the topological structure of the network. Rather, it depends on the interpretation of the structure to represent a specific service. For example, the network of Figure 3 can be interpreted as a two-way telephone network where SA represents a local switch in city A, Ai represents a customer in city A, and similarly for SB and Bj.5 In this network, there are two types of local phone calls AiSAAk and BjSBBl, as well as long distance phone call AiSASBBj. We can also interpret the network of Figure 3 as an Automatic Teller Machine network. Then a transaction (say a withdrawal) from bank Bj from ATM Ai is AiSASBBj. Connections AiSAAk and BjSBBl may be feasible but there is no demand for them.

Formally, networks are composed of links that connect nodes Formally, networks are composed of links that connect nodes. It is inherent in the structure of a network that many components of a network are required for the provision of a typical service. Thus, network components are complementary to each other. Figure 1, represents the emerging Information Superhighway network. Clearly, services demanded by consumers are composed of many complementary components. For example, interactive ordering while browsing in a "department store" as it appears in successive video frames requires a number of components: a database engine at the service provider, transmission of signals, decoding through an interface, display on a TV or computer monitor, etc. Clearly, there are close substitutes for each of these components; for example, transmission can be done through a cable TV line, a fixed telephone line, a wireless satellite, PCN, etc.; the in-home interface may be a TV-top box or an add-on to a PC, etc. It is likely that the combinations of various components will not result in identical services. Thus, the information superhighway will provide substitutes made of complements; this is a typical feature of networks. Figure 2 shows a simple star telephone network. A phone call from A to B is composed of AS (access to the switch of customer A), BS (access to the switch of customer B), and switching services at S. Despite the fact that goods AS and BS look very similar and have the same industrial classification, they are complements and not substitutes. 3

We have pointed out earlier that the crucial relationship in both one-way and two-way networks is the complementarity between the pieces of the network. This crucial economic relationship is also often observed between different classes of goods in non-network industries. In fact, Economides and White (1994) point out that a pair of vertically-related industries is formally equivalent to a one-way network. Figure 4 can represent two industries of complementary goods A and B, where consumers demand combinations AiBj. Notice that this formulation is formally identical to our long-distance network of Figure 3 in the ATM interpretation. The discussion so far was carried under the assumption of compatibility, i.e., that various links and nodes on the network are costlessly combinable to produce demanded goods. We have pointed out that links on a network are potentially complementary, but it is compatibility that makes complementarity actual. Some network goods and some vertically related goods are immediately combinable because of their inherent properties. However, for many complex products, actual comlementarity can be achieved only through the adherence to specific technical compatibility standards. Thus, many providers of network or vertically-related goods have the option of making their products partially or fully incompatible with components produced by other firms. This can be done through the creation of proprietary designs or the outright exclusion or refusal to interconnect with some firms. Traditionally, networks were analyzed under the assumption that each network was owned by a single firm. Thus, economic research focussed on efficient use of the network structure as well as on the appropriate allocation of costs.6 In the '70s, partly prompted by the antitrust suit against AT&T, there was a considerable amount of research on economies of scope, i.e., on the efficiency gains from joint operation of complementary components of networks.7 Once one of the most important networks (the AT&T telecommunications network in the US) was broken to pieces, economic research focused in the '80s and '90s on issues of interconnection and compatibility. Similar research on issues of compatibility was prompted by the reduced role of IBM in the '80s and '90s in the setting of technical standards in computer hardware and software. Significant reductions in costs also contributed and will contribute to the transformation toward fragmented ownership in the telecommunications sector in both the United States and abroad. Costs of transmission have fallen dramatically with the introduction of fiberoptic lines. Switching costs have followed the fast cost decreases of microchips and integrated circuits. These cost reductions have transformed the telecommunications industry from a natural monopoly to an oligopoly. The same cost reductions have made many new services, such as interactive video and interactive games, feasible at low cost. Technological change now allows for joint transmission of digital signals of various communications services. Thus, the monopoly of the last link closest to home is in the process of being eliminated,8 since both telephone lines and cable lines (and in some cases PCS and terrestrial satellites) will provide similar services. 9, 10 In a network where complementary as well as substitute links are owned by different firms, the questions of interconnection, compatibility, interoperability, and coordination of quality of services become of paramount importance. We will examine these issues in detail in the next few sections. We first focus on a fundamental property of networks, i.e., the fact that they exhibit network externalities.

Network I Reti Fisiche Hardware/software system: Telecomunicazioni Strade e ferrovie ATM Hardware/software system: Macchine per scrivere Sistemi operativi Sistemi di registrazione Hardware definition of hardware and software as two complenatary good (later we will see why it can be cenceived as a netwrok) Video/audio player Computers Durable eq. Printers Typewriter Software Tapes CD, DVD OS, Appl. Software Repairs and parts Ink cartridges Experience

Il paradigma Hardware/software L’acquisto nel tempo di due beni complementari

Il paradigma Hardware/Software : QWERTY 1867: viene introdotto un design simile a qwerty. Motivazione: Minimizzare gli incastri delle barre 1873: standard QWERTY adottato da Remington 1880: Miglioramenti tecnologici rimuovono la motivazione micro-tecnologica dell’utilizzo di QWERTY Nello stesso momento tuttavia l’industria si mosse verso lo standard di fatto QWERTY e non fu più possibile tornare indietro. Perché?

…perchè? SELF FULL-FILLING EXPECTATIONS: Qwerty era conosciuta come “the universal” nonostante non fosse la sequenza ideale. Tutti ritenevano che qwerty sarebbe diventato lo standard nel futuro. COMPLEMENTARIETA’ NEL SOFTWARE: questa è la conoscenza delle dattilografe. Esse hanno dovuto sviluppare delle competenze per scrivere con la QWERTY. SYSTEM SCALE ECONOMIES. Tendenza di un processo di competizione tra sistemi a muoversi verso la standardizzazione de facto. QUASI IRREVERSIBILITA’ DEGLI INVESTIMENTI. Per i produttori era semplice spostarsi da uno standard all’altro, mentre NON lo era per le dattilografe. For instance with the line DHIATENSOR you can write 70% of all the English word. Buyers of typewrites no prference among different competing technology Suppose typist were heterogenous. Some like qwerty, some like another one. But they were also attentive to the ditribution of the keyborad style. Imagine as well at the beginning for the industry there were no advantage for anyone. It is straightfroard that evrytime a typist what type of typing traning to buy. Everytime a typist choose say qwerty imporve the likelihood that the next one will buy qwerty training.

QWERTY meccanismo I: la domanda Probabilità di adottare Numero di dattilografe Numero di adottanti Inizialmente, il ruolo più importante viene giocato da costi e aspettative. Questi fanno sì che l’economia si muova verso uno standard

QWERTY mechanism II: supply side Probabilità di adottare Numero di dattilografe Numero di adottanti Proiettare excel, discussion on it… this is random…without startegy, we have the survior of the fittest 8if not one maybe two) strategy means to do the right things. Moreover what we do in early days is really important! Quasi irreversibilità Le quasi-irreversibilità del software hanno creato un lock-in

Arthur’s model Arthur tentò di modellare questa situazione: N tipi di possibili standard; Al tempo t tutte le imprese hanno la stessa possibilità di vincere la competizione; In ogni istante le dattilografe decidono di comprare un training; Le dattilografe non hanno una preferenza specifica sullo standard; La loro scelta è casuale ma la probabilità di scegliere uno standard aumenta all’aumentare del numero di altre dattilografe che l’hanno scelta; La popolazione delle dattilografe cresce nel tempo.

…QWERTY C’è una tendenza del sistema a muoversi verso un standard di fatto Un vantaggio all’inizio della diffusione è cruciale History matters! Strategia nelle scelte tecnologiche è cruciale!

Network ed esternalità di rete Nei sistemi organizzati a network osserviamo le esternalità di rete! Cosa sono? Le esternalità in generale Le esternalità di rete: se industrie, prodotti o tecnologie sono più attraenti tanto più vengono adottati.

Positive externalities: Private vs. Social Efficiency Costs and benefits MC = S MSC External benefit P D Q1 Q2 O Social optimum Quantity

Origini delle esternalità di rete Effetti diretti Reti di telecomunicazioni Effetti indiretti Sistemi Hardware/software Ci sono molti agenti in gioco: utenti, produttori, L’effetto passa attraverso prezzi e varietà Sia la domanda che l’offerta giocano un ruolo importante

Dove ci portano le esternalità di rete?? Rendimenti crescenti da adozione e Lock-in! NB: le reti sono più attraenti tanto più vengono adottate Discussion: the role of increase returns, natural monopoly, lock in,

L’economia delle reti: la domanda

Nuova definizione di network: Sistemi in cui il valore per un utente dipende in qualche modo dalle scelte di acquisto degli altri utenti Ui = ( x, n) e What do you think is the shape of this?? Normally the numebr of users has not direct influence on utility. Just through prices. Here not only. Direct and undirect effects Ui n= numero di utenti n

U = ( x, N) : for for n= numero di utenti U Congestione! n Congestion, the problem of congestion U Congestione! n

Economia standard: la domanda P, MC D S=MC Comment on this…comment on equlibrium. Why is downsloping? Firs individual have a higher willingness to pay q V’ V’’ V’>V’’

Competizione ed esternalità di rete Individui: 1,…,1000. Ognuno può comprare una unità di un bene che presenta esternalità di rete. Per la persona v una unità del bene vale nv, dove n è il numero di persone che hanno comprato il bene. Al prezzo p qual è la quantità domandata del bene?

Competizione ed esternalità di rete se v è il compratore marginale, per cui il valore del bene è nv = p, tutti gli altri compratori v’ > v danno un valore maggiore al bene e per cui lo comprano. (nota bene: v = p/n) P= nv = n (n – 1), in questo caso p = n (1000-1) La domanda inversa è p = n(n-1)

V’ V’’ V’>V’’ Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda 1000 are ordered according to their willingness to pay, higher for their absolute willingness…this is decreasing ( as in the normal case) but the value of the network remember is n*v. till the top the network externalities is higher that then the decrease in the willingness to pay. Moreover we can imagine that there congestion effect (there are not considered here tho) plus think about it if your willingness to pay il decreasing, probably it means that you users use less the network (the value decrease (this is not our analytical derivation either) V’ V’’ 1000 n V’>V’’

Competizione ed esternalità di rete Ora immaginate che il costo marginale di produzione sia c

Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda c Curva di offerta 1000 n

Quali sono gli equilibri del mercato? D=S

Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda (a) Curva di offerta c 1000 n

Market Eq. 1 (a) Nessuno compra nessuno vende: Se n = 0, allora nv = 0 per tutti i compratori, quindi nessuno compra. Se nessuno compra ovviamente nessuno vende

Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda (a) Curva di offerta c n’ 1000 n

Market Eq 2 Pochi utenti comprano, n’: piccolo n’  poche esternalità di rete. valore = n’v Il bene è comprato solo da coloro per cui n’v  c = p; i.e. solo compratori con v  v’ = p/n’=c/n’

Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda (a) Curva di offerta c (b) (c) n’ n” 1000 n

Market Eq. 3 C’è un grande numero di compratori, n” Grande n”  molte esternalità di rete. valore = n”v Il bene è comprato da quei compratori per cui n’v  c; i.e. fino ad un piccolo v  v” = c/n”.

Quale equilibrio osserveremo sul mercato? Disponibilità a pagare p = n(n-1) Curva di domanda (a) Curva di offerta c (b) (c) n’ n” 1000 n Quale equilibrio osserveremo sul mercato?

Equilibrio e stabilità: l’altalena

3 equilibri:

Torniamo ai network… Quali equilibri sono stabili? Ricordatevi: Le imprese producono di più quando la disponibilità a pagare supera il costo marginale e quindi possono fare profitti!

N’ è la massa critica! instabile stabile Disponibilità a pagare p = n(n-1) instabile stabile c stabile n’ n” 1000 n N’ è la massa critica!

n’ è la massa critica Fattori che influenzano il raggiungimento della massa critica: Qualità del prodotto Promozione del prodotto: Quaulità percepita Commitment Aspettative Disponibilità di prodotti complementari

Il lato della domanda: conclusioni Ci sono diversi tipi di network I network mostrano esternalità di rete Le esternalità di rete portano a rendimenti crescenti da adozione I rendimenti crescenti da adozioni portano all’emergere di standard, lock in