02.11.2020

Turun ammattikorkeakoulu on vahvasti mukana 5G-verkon kehitystyössä. Useat hankkeet antavat 5G-teknologialle sysäyksiä eteenpäin. Yksi ylpeydenaihe on Turun AMK:n rakentama oma liikuteltava 5G-testiverkko, jolla voidaan muun muassa testata yksityisten mobiiliverkkojen toimivuutta.

5G on viimein täällä, julistavat mainokset. Puhelinoperaattorit mainostavat jo uutta 5G-aikakautta, mutta tosiasiassa 5G ei vielä ole täysissä voimissaan kuluttajien keskuudessa.

Parhaillaan 5G-verkon ensimmäiset versiot ovat kaupallisesti saatavilla Suomen isoissa kaupungeissa. 5G puhuttaa paljon ja on herättänyt kansainvälisesti niin innostusta, mutta myös epäluuloa ja huolta: aiheuttaako 5G merkittäviä terveysvaaroja? Levittääkö 5G koronavirusta? Eksyvätkö linnutkin taivaalla?

Jarkko Paavola toppuuttelee. Hän on Turun AMK:n johtava yliopettaja ja tutkimusvastaava Wireless Communications and Cybersecurity -tutkimusryhmässä. Ryhmä keskittyy erityisesti 5G-teknologiaan ja IoT-kyberturvallisuuteen.

– 5G ei tuo mitään uutta uhkaa verrattuna 4G:hen. 5G-tukiasemassa ei ole teknisesti mitään mullistavaa eroa verrattuna aiempaan. 5G tarjoaa vain lisää kapasiteettia. Salaliittoteoriat pitäisi pystyä suodattamaan ja keskittyä faktoihin, Paavola sanoo.

Hän muistuttaa, että Suomessa viranomaiset ovat määritelleet tukiasemien asentamisen siten, että ne ovat turvallisia eivätkä aiheuta terveysriskejä. Toki 5G:n turvallisuutta tutkitaan ja seurataan tulevaisuudessakin.

Kohti 5G-visiota

Kun 5G:stä kuulee uutisia, pitäisi Paavolan mukaan osata erottaa 5G:n nykytila ja 5G-visio, sillä ne ovat eri asioita.

– Visio on se, mikä toteutuu noin 10–15 vuoden aikana. Nykytila on se, mitä puhelinoperaattorit kauppaavat, eli lähinnä nopeampi nettiyhteys, hän sanoo.

Mobiiliverkkoteknologian kehityksessä on tapahtunut niin paljon muutosta, että uusin kehitysversio on päätetty nimetä uudella tavalla markkinoille – 5G:ksi. Käytännössä 5G sisältää kuitenkin useita standardiversioita ja on osa aiempaa jatkumoa.

Siitä, kun 5G on suunnitelmana paperilla, menee Paavolan mukaan pitkä aika, että se on todellisuutta.

5G-visiossa pyritään langattomuuteen, joustavuuteen ja uusiin bisnesmahdollisuuksiin.

– Prosessi menee niin, että ensin on standardiversio. Sitten piirivalmistajat toteuttavat standardin ominaisuudet mikropiireille. Sitten laitevalmistajat laittavat mikropiirit tukiasema- ja vastaanotintuotteisiinsa. Tämä on pitkä prosessi ja siksi tarvitaan hankkeita, jotta 5G-visio toteutuu.

5G-visiossa pyritään langattomuuteen, joustavuuteen ja uusiin, entistä tehokkaampiin bisnesmahdollisuuksiin. 5G:stä rakennetaan myös kilpailijaa IoT (Internet of Things) -markkinoille mahdollistamaan globaalin ja turvallisen ratkaisun esineiden internetille, jossa laitteet ja järjestelmät ovat saumattomasti yhteydessä toisiinsa.

AMK:n rooli soveltavassa tutkimuksessa

Turun AMK:lla on useita hankkeita, jotka pureutuvat juuri 5G-vision toteuttamiseen: 5GFORCE, 5GVIIMA, Priority ja SecurePax. Käytännössä AMK:lla on iso rooli soveltavassa tutkimuksessa. Turun AMK on mukana testaamassa uuden teknologian mahdollisuuksia ja rajoitteita. Hankkeissa mietitään, miten uutta teknologiaa hyödynnettäisiin liiketoiminnan kehittämisessä eri sovellusaloilla.

– Yksi iso asia on testiverkkojen kehittäminen. Testiverkossa pystytään tekemään sellaisia asioita, joita kaupallisessa verkossa ei pystytä, Paavola sanoo.

Kaksivuotinen Business Finlandin rahoittama 5GFORCE-hanke on ollut testiverkon kehityshanke. Hankkeen suurempana tavoitteena on yhdistää eri kaupunkien testiverkot toisiinsa. Paavola on erityisen ylpeä hankkeessa kehitetystä Turun ammattikorkeakoulun omasta testiverkosta.

– Siihen on ostettu Nokialta tukiasemat. Meillä on omat sim-kortit, Traficomilta operaattorilupa ja käytämme kaupallisia vastaanottimia, hän luettelee.

5G-testiverkon rakentaminen oli suuritöinen ponnistus.

Testiverkon ulkoiset osat eli antennit on sijoitettu Kupittaan kampukselle EduCity-rakennuksen katolle.

5G-testiverkon rakentaminen oli suuritöinen ponnistus. Paavola tiimeineen sai huomata, että 5G:n rakentaminen olikin paljon monimutkaisempaa kuin 4G:n, sillä verkkoevoluutiossa pitää aina rakentaa vanhan päälle. Lisäksi 5G-visiossa halutaan tukea entistä laajemmin erilaisia sovellusalueita kuin ennen, mikä aiheuttaa uudenlaisia haasteita.

 

 

Turun AMK:n testiverkko on liikuteltava ja lähtee tarvittaessa mukaan. Esimerkiksi SecurePax-hankkeessa testiverkko vietiin Turun satamaan. Tukiasema kiinnitettiin sataman mastoon ja 5G-verkon toimintaa testattiin sataman tarpeiden pohjalta.

Liikuteltavuudella on iso merkitys, jotta eri tahot, kuten satamat ja tehtaat, näkevät verkon toimivuuden omista lähtökohdistaan. Näitä tahoja kiinnostavat digitalisaation mahdollistamat uudet, tehokkaammat liiketoimintamahdollisuudet. Yksi houkutteleva mahdollisuus on käyttää omaa yksityistä mobiiliverkkoa, joka turvaa käyttökapasiteetin ja on tietoturvallisempi, jos on varmistettava, ettei toimintaan liittyvä data kulje alueen ulkopuolelle.

– Kaupallisen verkon kapasiteetti on rajallinen. Esimerkiksi sataman mobiiliverkon alueelle pölähtää valtava määrä ihmisiä risteilylle kahdesti päivässä, joka aiheuttaa kuormituspiikin. Tällöin esimerkiksi korkealaatuinen videovalvonta ei välttämättä toimi, Paavola huomauttaa.

Testiverkko tositoimissa

Kun 5GFORCE-hankkeessa testiverkkoa vielä kehitettiin, 5GVIIMA-hankkeessa on päästy seuraavaan vaiheeseen hyödyntämään jo rakennettua testiverkkoa.

Vuodenvaihteessa päättyvässä 5GVIIMA-hankkeessa on testattu 5G-teknologiaa teollisuusalueilla ja energiaverkoissa. Hanke liittyy ajatukseen tulevaisuuden tehtaasta, jossa koneet ja järjestelmät liittyvät yhteen ja vaihtavat keskenään tietoa.

Turun AMK:n rooli on ollut tutkia paikallisten mobiiliverkkojen liiketoimintamalleja. Paavola näkee 5GVIIMA-hankkeen yhtenä tärkeimpänä saavutuksena yhteistyön Traficomin kanssa liittyen taajuusregulaatioon.

Suomessa Traficom määrittää, mitä taajuuksia mobiiliverkoille annetaan ja mihin käyttöön radiotaajuudet menevät.

– Langattomassa tietoliikenteessä taajuus on kaikista arvokkain resurssi, sillä taajuudet on jo jaettu ja jos ne jaetaan uuteen käyttöön, se on aina joltain muulta pois, Paavola sanoo.

Olemme voineet hyödyntää Turun AMK:n testiverkkoa koko Suomen eduksi.

Traficomin uudet säädökset mahdollistavat luvan hakemisen yksityisen mobiiliverkon käyttöön. Turun AMK on tarjonnut tähän taustatietoa tekemällä Traficomille testejä ja mittauksia. Niiden avulla on voitu selvittää, miten kaksi yksityistä mobiiliverkkoa käyttäytyy ollessaan lähekkäin vai häiritsevätkö ne toisiaan.

– Tutkimus on antanut Traficomille lisätietoa lupien myöntämiseen siten, etteivät verkot ole toisilleen häiriöksi. Tällainen tutkimustyöskentely olisi mahdotonta ilman testiverkkoa ja sen liikuteltavuutta. Näin olemme voineet hyödyntää Turun AMK:n testiverkkoa koko Suomen eduksi, Paavola sanoo.

Suomessa myönteinen suhtautuminen

Paavola on iloinen, miten poikkeuksellisen hyvin suomalainen viranomaistaho suhtautuu kehitystyöhön ja korkeakoulujen kanssa tehtävään yhteistyöhön. Hän huomauttaa, että ulkomailla vastaavien tahojen suhtautuminen voi olla päinvastaista.

– Uusi liiketoiminta voi syntyä vain, jos viranomaiset antavat luvan ja mahdollisuuden testata uutta. Suomessa meillä suhtaudutaan hyvin ja siten olemmekin 5G-teknologiakehityksen etujoukoissa.

Tulevaisuudessa Suomen viranomaisviestintä siirtyy käyttämään kaupallisia 5G-verkkoja. Paavola myöntää, että mobiiliverkossa on oma haavoittuvaisuutensa. Priority-hankkeessa on selvitetty, miten viranomaisviestintää voidaan toteuttaa kaupallisessa verkossa luotettavasti ja turvallisesti.

– 4G:stä on kuitenkin opittu vuosikymmenen verran asioita. 5G:ssä on paljon tekijöitä, jotka tekevät siitä turvallisemman kuin 4G. 5G:hen on paranneltu haavoittuvia kohtia ja pyritty myös ennakoimaan asioita.

Paavolan arvion mukaan 5G alkaa olla 4G:tä yleisempi kaupallisessa käytössä vuonna 2025 ja siitä eteenpäin.

Kuvat: Martti Komulainen, Mari Loikkanen ja Juha Kalliovaara