5G tekee ympäristöstämme älykkään

Langaton 5G-verkko tulee räjäyttämään sovellusten määrän ja mullistamaan arkemme. Ensimmäisiä askelia kohti uuden sukupolven teknologiaa otetaan jo nyt, kun yliopisto ja VTT rakentavat 5G-testiverkkoa yhteistyössä yritysten kanssa.

Tiede  | 

Teksti Heidi Hahtola

Kuvat Anni Hyypiö

Tietoliikennetekniikan professori Matti Latva-aho hakee kännykällään matkapuhelinverkkoja ja ruudulle ilmaantuu kryptinen kirjainyhdistelmä. Siinä se nyt on, Suomen ensimmäinen 5G-testiverkko.

Toistaiseksi verkko kattaa vasta Tietotalon neljännen kerroksen, mutta tulevien vuosien aikana tarkoituksena on ulottaa verkko koko Linnanmaan kampukselle.

”Ajatuksena on, että langaton 5G-verkko muodostaisi keskeisen elementin yliopiston arjessa ja opiskelijat ja henkilökunta voisivat hyödyntää sitä omiin tarpeisiinsa”, Latva-aho kertoo.

5G tulee olemaan seuraava merkittävä askel langattomassa tietoliikenteessä, mutta ei ole kuitenkaan vielä selvää, mitä kaikkea se voisi tulevaisuudessa olla.

Monenlaisia visioita on väläytelty esimerkiksi esineiden Internetistä, jossa laitteet voivat keskustella keskenään. 5G tulee myös kasvattamaan tiedonsiirtonopeuksia jopa satakertaisiksi ja vähentämään verkon viiveitä, minkä ansiosta vaikkapa itsestään liikkuvat autot olisivat mahdollisia.

”Kuskittomiin autoihin on vielä matkaa, mutta esimerkiksi itsestään liikkuvia robottisovelluksia tullaan täällä yliopiston sisätiloissa ponnistamaan piankin”, Latva-aho lupaa.

Kaksiosainen testiverkko

5G-testiverkko on vuoden alussa alkanut Oulun yliopiston langattoman viestinnän tutkimuskeskuksen CWC:n ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n yhteishanke, jossa on mukana myös useita oululaisia tietoliikennealan yrityksiä. Testiverkko toimii alustana uusien sovellusten kehittämiselle ja testaukselle.

Verkko muodostuu kahdesta osasta, yliopistolla olevasta avoimesta verkosta ja VTT:n suljetusta verkosta.

Projektipäällikkö Atso Hekkala VTT:ltä toteaa suljetun verkon mahdollistavan teknologioiden testaamisen ilman häiriöitä, sillä käyttäjämäärä on rajattu eikä verkon kaatuminen aiheuta niin suuria ongelmia.

”Sen sijaan yliopistolla verkko on avoin ja ratkaisuja voidaan testata suurilla käyttäjämäärillä. Opiskelijat tulevat olemaan yksi sen merkittävimmistä käyttäjäryhmistä”, Hekkala sanoo.

Ensimmäiset tukiasemat on saatu toimintakuntoon sekä VTT:llä että yliopistolla ja tavoitteena on, että syksyn mittaan yritykset pääsevät testaamaan sovelluksiaan. Myös uusia yhteistyökumppaneita haetaan etenkin palvelu- ja sovelluskehittäjistä.

Opiskelijoiden saataville 5G-testiverkko tulee mahdollisesti jo ensi vuoden aikana, mikäli sopivia älypuhelimia saadaan riittävä määrä testikäyttöön. Professori Latva-ahon mukaan toiveena on, että opiskelijat olisivat myös verkon kehittämisessä mukana.

”Opiskelijat voivat tulla kehittämään omia sovelluksiaan, jotka voivat liittyä yliopistoarkeen tai synnyttää liiketoimintamahdollisuuksia. 5G-testiverkkoharjoituksen kulmakivenä on, että saadaan koko yliopisto innostumaan tästä.”

Tulevaisuuden kampus on langaton

Oulun yliopistolla muutaman vuoden käynnissä ollut Tulevaisuuden kampus -hanke tähtää viihtyvyyden ja tilaratkaisujen parantamiseen yliopistolla. Professori Latva-aho laajentaisi hankkeen ”Tulevaisuuden langattomaksi kampukseksi”.

”Nykyinen PanOulu-verkko on jo jossain määrin ollut aktiivisesti arjessa mukana, mutta tulevaisuudessa verkot tulevat tarjoamaan paljon muutakin kuin langattoman liitynnän Internetiin.”

Yliopistolla liikkuva voisi uudenlaisten sisätilapaikannussovellusten avulla etsiä ihmisiä, tiloja ja jopa tutkimusinstrumentteja. Verkko tarjoaisi myös personoituja ja tilaan sidottuja palveluita käyttäjälleen.

”Tarvitsemasi sisältö voi olla hyvin erilaista riippuen siitä, oletko Rotuaarilla ostoksilla, yöelämässä juhlimassa vai yliopistolla opiskelemassa. Keskeistä on ymmärtää, mitä kussakin tilassa liikkuva ihminen tarvitsee”, Latva-aho selittää.

Uuden teknologian avulla entistä yksilöllisempi opetus voisi olla mahdollista. Esimerkiksi tenttitilanteessa kysymykset voisivat määräytyä kunkin osaamistason mukaan.

”Tenttiportfolio voisi olla niin fiksusti laadittu, että jos opiskelija kompastuu yhteen kysymykseen, järjestelmä voisi hakea vastausta hieman eri kautta. En ole koulutusteknologian asiantuntija, mutta älykkäät ympäristöt voisivat tarjota juuri tällaista henkilökohtaisempaa opetusta”, Latva-aho miettii.

Myös Oulun yliopiston rehtori Jouko Niinimäki kuulutti lukuvuoden avajaispuheessaan tieto- ja viestintätekniikan hyödyntämistä opetuksessa entistä tehokkaammin. Latva-aho näkee tämän ennen kaikkea yliopistojen välisen yhteistyön lisäämisenä.

”Resurssien vähentyessä kursseja voitaisiin toteuttaa yhteistyönä eri yliopistojen välillä, mikä vaatisi uusia teknologisia ratkaisuja ja etäopetuksen laajaa lanseerausta Suomessa. Tästä tulisi myös koulutusvientiin hyvä tuote.”

Datamäärä haastaa verkot

Monet 5G-verkkoon kaavaillut asiat olisivat jo toteutettavissa olemassaolevan teknologian avulla, mutta tehokkaampia ratkaisuja tarvitaan. Myös käyttäjä- ja datamäärien kasvu haastaa nykyiset verkot.

”4G-teknologiassa verkon kapasiteetti tulee pullonkaulaksi. On arvioitu, että viiden vuoden päästä kapasiteetti on täynnä näillä nykyisillä verkoilla”, Matti Latva-aho kertoo.

Laitevalmistajat ovat asettaneet tavoitteeksi, että vuoteen 2020 mennessä tarjolla olisi jo kattava 5G-verkko ja kaupallisia päätelaitteita.

Toistaiseksi ei ole kuitenkaan olemassa teknisiä määrittelyitä, joiden puitteissa järjestelmien tulee toimia. Oulun yliopiston ja VTT:n testiverkkoa rakennetaan tällä hetkellä 4G-teknologian pohjalle, josta askeleittain siirrytään kohti 5G:tä.

Matkan varrella on muitakin haasteita. Etenkin energiansäästöön liittyvät kysymykset ovat keskeisiä.

”Iso osa maailman energiasta menee tietoverkkoihin ja koska niiden käytön odotetaan vain kasvavan, on energiankulutusta pakko miettiä enemmän. Energiankulutus ei voi kasvaa samassa suhteessa kuin verkon nopeus kasvaa”, Atso Hekkala kertoo.

Toinen merkittävä asia on tietoturva. 5G-verkko mahdollistaa ihmisten reaaliaikaisen seurannan paitsi sijainnin, myös esimerkiksi terveydentilan suhteen. Ennakoivasta etäterveydenhuollosta odotetaan isoa trendiä, mutta Matti Latva-aho huomattaa siihen liittyvän monia poliittisia ja teknisiä kysymyksiä.

”Ihmisen elintoimintoihin liittyvää dataa saattaa kulkea verkossa ja kysymys onkin, kuka sen omistaa? Ja jos tietonsa on erehtynyt antamaan pois, saako niitä koskaan takaisin? Verkoista kerättävä ”big data” eli suuret tietomassat ovat merkittävä kauppa-artikkeli”, Latva-aho pohtii.

5G-testiverkko tarjoaa alustan myös tämänkaltaisen datan keräämiselle ja tutkimukselle, edellyttäen, että käyttäjät antavat siihen suostumuksensa.

Operaattoreiden toiminta mullistuu

5G-verkot tulevat kattamaan ensimmäisenä isojen kaupunkien keskustat ja testiverkkokin laajenee jossain vaiheessa Oulun keskustan alueelle.

Latva-ahon mukaan 5G-verkot mullistavat operaattoribisneksen sisätilaverkkojen ansiosta. Paikoissa, joissa liikkuu kerralla paljon ihmisiä, voi olla omat verkkonsa. Tällaisiä ovat esimerkiksi ostoskeskukset ja stadionit.

”Linnanmaan kampuksen sisätilaverkkoa voisi hallita yksi operaattori, joka tarjoaa yliopistolle sopivia sovelluksia. Tilan haltija toimii siis mikro-operaattorina, jolla on rooli verkon rakentamisessa ja hallinnoinnissa.”

Tällä hetkellä esimerkiksi Soneran sim-kortilla ei pääse Elisan verkkoon, mutta 5G-maailmassa pääsyn verkkoon täytyy olla operaattorista riippumatonta.

”Operaattorit eivät välttämättä ole kovin ihastuneita esittämästämme uudesta mallista, mutta me edustamme akateemista tutkimusta, joka visioi tulevaisuutta. Kehitys on vääjäämätöntä ja tulevina vuosina tullaan näkemään rytinää operaattoririntamalla”, Latva-aho ennustaa.

5G-testiverkkohankkeen tavoitteena on luoda myös täysin uutta liiketoimintaa.

”5G-verkkoon liittyvät liiketoimintamahdollisuudet ovat valtavat ja hankkeen avulla voimme tukea Oulun seudun yritysten kilpailukykyä”, Atso Hekkala toteaa.

Vastaavia hankkeita on maailmalla jo käynnissä, mutta Hekkala näkee testiverkon myötä Oulun olevan 5G-kehityksen kansainvälisessä kärjessä. Hankkeen kautta myös pienemmät yritykset pääsevät mukaan vaikuttamaan alan kehitykseen.

”Isompi yhteenliittymä tuo voimaa vaikuttaa siihen, millaisia standardeja luodaan. Yrityksillä on myös omia tutkimus- ja tuotekehityshankkeita, jotka linkittyvät testiverkkohankkeeseen, joten tähän liittyy suuria odotuksia”, hän sanoo.

Langattomuus houkuttelee rahoitusta

Tutkijoiden ja yritysten lisäksi valtiovalta on kiinnostunut uuden teknologian tuomista mahdollisuuksista. Hallitus on tehnyt isoja satsauksia digitalisaatioon ja tutkimusrahoitusta suunnataan langattoman teknologian tutkimushankkeisiin.

Oulun 5G-testiverkkohanke on osa Tekesin 5th Gear -ohjelmaa, jonka tähtäimessä on muun muassa Suomen nostaminen kansainvälisten investointien kärkikohteeksi.

Latva-aho myöntää 5G:n olevan tutkimusaihe, joka tällä hetkellä houkuttelee rahoittajia. Yliopiston avajaisissa Latva-aho ja hänen johtamansa Radio Access Technologies -tutkimusryhmä palkittiin kilpaillun ulkopuolisen tutkimusrahoituksen menestyksekkäästä hankinnasta.

”Kun Nokialla alkoi mennä huonosti, ICT-alasta puhuttiin laskevan auringon alana. Minusta tämä jos joku on tulevaisuuden ala, ja Oulu on langattoman teknologian keskus Suomessa”, Latva-aho summaa alan näkymiä.

Itse asiassa teollisuudessa on pulaa alan osaajista ja etenkin radioinsinöörejä tarvittaisiin Latva-ahon mukaan lisää.

”Matkapuhelinala tulee olemaan jatkossakin yksi Pohjois-Suomen kulmakivistä. Yliopiston roolina on olla aina vähän edellä yrityksiä ja kouluttaa ajantasaisen osaamisen omaavia asiantuntijoita.”

Viime kädessä kuitenkin käyttäjät, eli tavalliset ihmiset, päättävät, mikä 5G:n merkitys tulee olemaan.

”Aika näyttää mikä sovellus lyö läpi. GSM-aikana se oli tekstiviesti, jolle ei varsinaisesti ollut keksitty käyttötarkoitusta, mutta joka lopulta synnytti täysin uudenlaisen tavan viestiä”, Latva-aho tuumaa.

Julkaistu 23.9.2015 numerossa 7/2015

Heidi Hahtola

Tiedeviestinnän opiskelija ja freelancer, joka kurkottaa usein oman käsityskykynsä ulkopuolelle.

Lue seuraavaksi

Saamenkielisiä opettajia kouluttava hanke on täsmäisku opettajapulaan 

Terhi Suominen

Tiede

22.12.2018

Viikon 51 Tiedekysymys: Onko äänikirjojen kuunteleminen lukemista?

Venla Tuohino

Tiede

20.12.2018

Erkki Koiso-Kanttilan katu 1
2T-ovi, 1.krs
90570 Oulu

toimitus@oyy.fi
+358 40 526 7821