Verkkoliikenteessä on tulossa entistä nopeampaa ja samalla verkon tiedonsiirtokapasiteetti kasvaa ja viive vähenee, kun mobiilin tiedonsiirron 5G-teknologia otetaan käyttöön.
TULLESSAAN 5G-VERKKO mullistaa perinteisiä tuotantoprosesseja. Se avaa kokonaan uusia mahdollisuuksia palveluihin, tehokkuuteen, koulutukseen ja turvallisuuteen. 5G-verkko mukautuu erilaisiin tarpeisiin. Sen avulla voidaan liittää suuri laitemäärä esineiden internetiin, tarjota erittäin matalan viiveen palveluita tai erittäin suurta tiedonsiirtokapasiteettia.
5G on erinomainen alusta esineiden internetit (IoT)-ratkaisuille, joissa dataa kerätään tuotteista, laitteista, koneista tai käytännössä mistä tahansa, ja siirretään viiveettömästi tekoälyn tai muiden sovellusten analysoitavaksi sekä jatkojalostettavaksi.
5G toimii alustana myös muun muassa erilaisille tekoälysovelluksille, lisätyn ja virtuaalitodellisuuden ratkaisuille ja itseohjautuville sekä etäohjattaville laitteille ja ajoneuvoille.
Kehittyvää teknologiaa
5G on vielä kehittyvää teknologiaa. 5G-verkko rakennetaan ensi vaiheessa nykyisen 4G-verkon päälle. Nopeutta saadaan siirtymällä suurempiin taajuuksiin. 5G:n tärkein taajuusalue on 3,5 gigahertsiä. Käytännössä datanopeudet noin kymmenkertaistuvat. Huippunopeudet nousevat jopa gigabitteihin sekunnissa. Alussa muutos näkyy erityisesti mobiililaitteiden datayhteyden huikeana nopeuden nousuna ja laadun parantumisena.
Myös verkon vasteaika putoaa parhaimmillaan murtoosaan 4G:n viiveestä. Samoin yhteyksien energiatehokkuus paranee.
Ensimmäiset 5G-pohjaiset langattomat reitittimet ja mobiililaitteet otetaan käyttöön vuoden 2019 alkupuolella. Ensimmäiset standardin mukaiset puhtaasti 5G-verkot eli standalone-verkot nähtäneen ensi vuosikymmenen alussa.
Tavalliset kuluttajat ja liikkuva yhteisöllisyys hyötyvät uudistuksista, mutta ensisijaisesti 5G on kehitetty IoT:n tarpeisiin.
Mullistuksia tuotanto- ja palveluprosesseihin
Yksi suurimmista muutoksista 5G-teknologiassa on verkon viipalointi eli slicing, joka mahdollistaa liikenteen eriyttämisen joustavasti. Viipaloinnin avulla voidaan taata tietyille käyttäjäryhmille tietty osa radiokaistasta ja tietyt viivebudjetit, joiden sisällä data pitää pystyä käsittelemään. Käytännössä muu liikenne väistää korkeammalle priorisoitua liikennettä.
Viipalointi muuttaa tavan, jolla yritysverkkoja voi rakentaa. Yrityksille voi varata omaa tiedonsiirtokapasiteettia mobiiliverkosta ja toteuttaa sujuvasti mobiiliteknologialla suoran ja nopean liitynnän erilaisiin pilvipalveluihin. Esimerkiksi tuotannonohjaukselle, pää- ja sivutoimipisteille sekä logistiikan ohjaukselle voi kaikille olla oma verkkonsa.
Kattavan 5G-verkon avulla saadaan korkean tietoturvallisuuden takaava langaton verkko minne tahansa Suomeen, esimerkiksi tehdasalueelle, satamaan tai rakennustyömaalle. Enää ei tarvita paikallisen WLAN-verkon tai kiinteän verkon asennusta ja ylläpitoa. Laitteet kytkeytyvät mobiilisti suoraan 5G-verkkoon. Tämä antaa paljon uusia mahdollisuuksia etäohjaukselle ja etäohjattaville laitteille.
Viipaloinnin avulla voidaan myös taata organisaatiokohtainen kapasiteetti. Tietyllä alueella osa verkon kapasiteetista voidaan antaa esimerkiksi alueella toimivan tehtaan käyttöön, jolla on näin aina käytössään tarvitsemansa kapasiteetti riippumatta siitä, mitä muualla verkossa tapahtuu.
Kokonaan uusille alueille
5G nopeuttaa IoT-ratkaisujen leviämistä kokonaan uusille alueille. Esimerkiksi terveydenhoidossa sairaalalle voi viipaloida oman, nopean mobiiliverkon, jossa tulevaisuudessa vaikkapa robottiavusteinen tähystysleikkaus onnistuu ilman kirurgin fyysistä läsnäoloa. Sama pätee muidenkin koneiden etäohjaukseen tai älyliikenteeseen.
Teollisuudessa esimerkiksi röntgen-, infrapuna- ja lämpökameran välittämä tieto saattaa olla yhtä tärkeä kuin HD-tasoinen optinen kuva kohteesta. 5G:n erittäin pienen viiveen ansiosta on mahdollista kerätä reaaliaikaisesti suuria määriä dataa. Energiantuotannossa pienet sähköntuottajat voivat muodostaa virtuaalisen voimalaitoksen, jonka kautta kuka tahansa voi ryhtyä myymään ylijäänyttä sähköä.
Lähivuosina 5G mahdollistaa uusien töiden tekemisen etänä. Esimerkiksi huoltoammateissa 5G-verkot jaksavat pyörittää erilaisia virtuaalitodellisuuden ja lisätyn todellisuuden sovelluksia, joiden avulla huoltotyöntekijä voi tulevaisuudessa auttaa korjaamaan laitteita ympäri maailmaa.
Uusia sovellusmahdollisuuksia innovoidaan kovalla vauhdilla, mutta voi kestää vielä varsin pitkään ennen kuin niistä tulee todellisuutta. Tällä hetkellä pisimmälle ovat kehittyneet erilaiset 5G:n päälle rakentuvat IoT-ratkaisut, jotka on standardoitu jo aiemmin osana 4G-evoluutiota. Yhä useampi kone, rahtikontti ja auto on varustettu erilaisilla dataa tuottavilla sensoreilla.
Verkon rakenteen muuttuminen pilvipalveluiden ja käyttäjien vapaan liikkumisen kautta monimutkaistaa tietoturvaa. Verkon reunan suojaaminen ei riitä eikä suojausta voi tehdä enää pelkällä tilallisella palomuurilla. Tietoturva pitää tuoda verkkoihin ja palveluihin sisäänrakennettuna ominaisuutena.
5G:n myötä tietoverkoista tulee nykyistä vikasietoisempia, ja yhteyksiä voidaan varmentaa monilla eri teknologioilla. Tällöin yhden teknologian vikaantuminen ei aiheuta käyttökatkoa palveluihin tai vaikuta palvelun käyttäjäkokemukseen.
Mobiilin perustana kiinteä kuituverkko
5G-teknologia tarjoaa suuria lupauksia, mutta lupausten lunastaminen edellyttää hyvin suuria investointeja myös kiinteään runkoverkkoon, joka on internetin perusta, jota ilman 5G ei voi toimia.
Data liikkuu internetissä aina kiinteässä verkossa. Data on mobiilia ainoastaan tukiaseman ja langattomien laitteiden, kuten älypuhelinten ja muiden kannettavien päätelaitteiden välillä. Koti- tai matkapuhelintukiasemasta data kulkeutuu ennemmin tai myöhemmin kuituverkon kautta internetiin.
EU:n tavoitteena on, että vuoteen 2025 mennessä julkisissa tiloissa ja työpaikoilla on yhden gigabitin yhteys, ja kotitalouksissa vähintäänkin valmius tähän.
”Jotta voisimme vastata yhden gigabitin haasteeseen ja samalla mahdollistaa 5G:n kehittymisen, tarvitaan koko valtakunnassa rohkeampia investointihankkeita kuituinfraan. Yhden gigabitin yhteyden takaa ainoastaan kiinteä kuituverkko, jossa 5G tukiasemat ovat kiinni ja lähellä käyttäjiä”, sanoo Finnet-liiton toimitusjohtaja Jarmo Matilainen.
Tämä tarkoittaa sitä, että kiinteistöjen tiedonsiirtokapasiteettia on parannettava reilusti ja 1,5-2 miljoonaan kiinteistöön on rakennettava kuituyhteys seuraavan 10 vuoden aikana. Kiinteän kuituverkon edetessä tukiasemien määrä tulee kasvamaan moninkertaisesti.
Kun nykyisessä 4G-verkossa tukiasemia on parin kilometrin välein, 5G-verkossa tukiasemia tarvitaan kadulle 50 metrin välein esimerkiksi lyhtypylväisiin.
5G-verkko voi toimia pientaloasukkaille vaihtoehtona kuituliittymälle. Jatkossa on mahdollista tuoda kuitu lähelle taloa ja hoitaa viimeiset sadat metrit 5G-yhteyksillä.
5G:ssä käytetty 3,5 gigahertsin ja sitä lyhyempien aallonpituuksien nykyistä heikompi läpäisevyys tulee todennäköisesti tarkoittamaan sitä, että signaali on nykyistä vaikeampi saada sisälle tiiviisti rakennettuihin, energiatehokkaisiin rakennuksiin.
Jatkossa uusilla 5G-taajuuksilla joudutaan nykyistä enemmän turvautumaan siihen, että signaali pitää tuoda rakennuksiin varta vasten toteutetuilla sisätilaratkaisuilla. Myös ulkoantenneita voidaan tarvita.
Lähteinä käytetty:
Telian 5G opas yrityksille: 5G:n mahdollisuudet
DNA:n opas: Verkon laatu ratkaisee liiketoiminnan sujuvuuden
Teksti: Jari Peltoranta
Kuva: DNA
