5g erillisverkot

Luotettavuus ja lyhyt viive vaikea yhdistelmä

5G-verkon kehittämisessä on tavoitteena saada aikaan hyvä luotettavuus ja lyhyt viive, jotka tukevat yhdessä järjestelmien turvallisuutta ja vakautta.

”Lyhyen viiveen ja luotettavuuden yhdistäminen on haastava tehtävä. Mutta sehän on sinänsä hyvin mielenkiintoinen tutkimusteema”, sanoo professori Ari Pouttu Oulun yliopiston langattoman tekniikan tutkimuskeskuksesta.

5G-verkon seuraavassa kehitysvaiheessa on tulossa URLLC (Ultra Reliability and Low Latency Communication), jonka tavoitteena on yhdistää samaan pakettiin pieni viive ja hyvä luotettavuus. Aikataulun mukaan kehitysvaihe Release 16 julkaistaan loppuvuonna 2019.

5G:n mahdollistama lyhyt viive auttaa esimerkiksi uusien turvallisuuteen liittyvien sovellusten käyttöönottoa. Niistä olisi hyötyä esimerkiksi ahtaissa paikoissa, joissa on ohjattava tarkasti lennokkien tai dronejen käyttöä ja joissa millisekunnin ero viiveessä merkitsee paljon.

Nopeat suojauspiirit sähköverkon turvana

Pouttu ottaa uusista URLLC:n käyttömahdollisuuksista esille myös sähköverkot, jotka ovat tärkeä osa yhteiskunnan infrastruktuuria.

”Sähköverkoissa sulakkeet toimivat verkon suojana. Jos verkossa tulee isompi vika, sulake yleensä hajoaa ja paikan päälle on lähetettävä työntekijä vaihtamaan sulake – ja se on kallista. Tulevaisuudessa voimme käyttää aktiivisia suojauspiirejä, jotka pystyvät ohjaamaan vian pois. Niiden pitää pystyä kuitenkin toimimaan hyvin nopeasti ja ohjaamaan vikavirta jonnekin muualle, ettei verkkoa hajoa. Tulevaisuuden sähköverkkosovelluksissa tarvitaan siis esimerkiksi 5 millisekunnin viiveitä, jotta tällaiset automaattiset korjaussovellukset toimivat”, Pouttu kertoo.

”Emme hahmota ihmisten välisessä kommunikaatiossa olevia pieniä viive-eroja, emmekä huomaa ollenkaan esimerkiksi puhelussa olevaa 40 millisekunnin viivettä. Mutta kun rupeamme ohjaamaan jollakin laitteella muita laitteita, 40 millisekunnin viive on pitkä.”

Lyhyt viive ja luotettavuus pakettiin

Lyhyen viiveen ja suuren luotettavuuden yhdistäminen on vaativa tehtävä.

”Jotta signaalin saa menemään luotettavasti perille, sitä pitää koodata voimakkaasti. Yleensä koodaus tarkoittaa sitä, että signaaliin lisätään valtavasti tavaraa niin, että signaalin pituus ja samalla­ viive kasvaa. Eli on haastavaa saada luotettavuutta ja lyhyttä viivettä samaan aikaan”, Pouttu kertoo.

”Toisaalta on olemassa monia teknologioita, joilla voi lähettää samaa signaalia 4G:llä, 5G:llä tai vaikka 2G:llä. Yleensä signaalin voi saada jollakin niistä perille. Eli on monenlaisia tapoja tuottaa luotettavuutta, mutta suurin osa niistä tarkoittaa, että silloin pitää myös käyttää resursseja enemmän.”

”Sinänsä on hauskaa, että URLLC:ssä on yhdistetty lupaukset luotettavuudesta ja lyhyestä viiveestä samaan pakettiin. Yleensä pieni viive tarkoittaa, että on vaikea saavuttaa suurta turvallisuutta ja luotettavuutta. Siinä siis yritetään paketoida täysin toisiin suuntiin osoittavia asioita”, Pouttu sanoo.

erillisverkot ari pouttu

Lue lisää: 5G muuttaa turvallisuustoimijoiden viestintää

Lue lisää: 5G-verkon kehityksen kolme vaihetta – kunnes tulee 6G