Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

​​​​

Tulevaisuuden 5G-verkko etenee koekäyttöön Oulussa

Juha-Pekka Honkanen | 3.12.2015

​Oulun 5G-testiverkko tulee olemaan avoin kaikille 5G-kehittäjille. Esineiden internetistä ja 5G:stä tulee testattavaa todellisuutta jo vuodenvaihteen jälkeen.

Nykyisen 4G-mobiiliverkon kaikki kehitysvaiheet eivät ole vielä edes käytössä, kun kiinnostus seuraavaa, viidettä sukupolvea (5G) kohtaan kuumenee jatkuvasti. VTT rakentaa Oulussa yhteistyössä teollisuuden ja Oulun yliopiston kanssa Suomen ensimmäistä 5G-testiverkkoa.

– Tavoitteena on tehdä Suomesta 5G-kehityksen ja määrittelyn edelläkävijä sekä 5G-teknologian ja -sovellusten paras tuotekehityspaikka maailmassa, VTT:n radiojärjestelmät -tutkimustiimin päällikkö Kyösti Rautiola sanoo.

Verkkosukupolvien evoluutiossa tällä hetkellä käytössä oleva 4G-verkko lisäsi merkittävästi tiedonsiirtonopeutta ja kapasiteettia 3G-verkkoon verrattuna. Vuosikymmenen taitteessa käyttöön tuleva 5G on VTT:n erikoistutkijan ja 5G Test Network -hankkeen vetäjän Atso Hekkalan mukaan monitahoisempi muutos. Tavoitteita on useita – samalla myös haasteita.

– Tutkijoille tilanne on mielenkiintoisempi. Odotusten perusteella tiedetään, että digitalisaatio tulee koko yhteiskuntaan ja me ajattelemme, että 5G on sen mahdollistaja, Hekkala kertoo.

Nopeus keskimäärin satakertaistuu

Nopeutta tulee tälläkin kertaa. Käyttäjälle tarjottava nopeus keskimäärin satakertaistuu verrattuna nykyiseen 4G-verkkoon. Verkkosovellusten kehittämisessä edelleen bittien mahdollisimman nopea liikuttaminen ei enää riitä. Tiedonsiirtoviiveen, eli latenssin poistuminen muuttaa mobiiliverkon käyttöä esimerkiksi teollisuudessa. Rautiolan mukaan millisekunnin viiveiden ansioista esimerkiksi robotteihin voidaan olla reaaliaikaisesti yhteydessä maapallon toiselta puolelta.

– Myös tulevaisuuden automaattisesti liikkuvien autojen taustalla on oltava äärimmäisen luotettava ja reaaliaikainen tiedonsiirto.

Kun tiedonsiirtonopeudet kasvavat, energiatehokkuuteen on kiinnitettävä enemmän huomiota. Aiemmin tilannetta on korjattu akkuteknologian kehittymisellä. Hekkala sanoo, että CMOS-mikropiiriteknologia on ollut toistaiseksi toimiva ratkaisu, mutta nyt virrankulutuksen pienentämisen rajat ovat tulossa vastaan.

– Jatkossa isoin juttu on siinä, että laite osaa yksinkertaisesti mennä älykkäämmin nukkumaan eikä ole turhaan yhteydessä verkkoon. Matkapuhelin on verkossa jatkuvasti, ja se kuluttaakin paljon virtaa, Hekkala vertaa.

Älypuhelinten akut hupenevat nopeasti, sillä Hekkalan mukaan 4G-verkko on suunniteltu ensisijaisesti tarjoamaan mahdollisimman nopeaa tiedonsiirtoa esimerkiksi videoiden katseluun älypuhelimista. Samalla verkon kyky suurten laitemäärien tukemiseen on vähentynyt, mikä huomataan heikkona tiedonsiirron laatuna esimerkiksi suurissa yleisötilaisuuksissa ja urheilustadioneilla. 5G-verkko tulee aikanaan korjaamaan tämänkin.

Verkkoon kytkettävien laitteiden hurja kasvu

Tällä hetkellä verkkojen laitekapasiteetti on pullonkaulana esineiden internetin (internet of things, IoT) yleistymisen edessä. 

IoT-sovelluksia on jo pienessä mittakaavassa käytössä, ja Rautiola ennakoi verkkoon kytkettävien laitteiden määrän kasvavan räjähdysmäisesti lähivuosina, kun esimerkiksi automaattisesti ruokaa tilaavat jääkaapit ja kehon toimintoja seuraavat vaatteet yleistyvät.

– Älyvaatteet ja muut sensoreita sisältävät laitteet eivät lähetä paljon dataa, joten niille riittää pääsy verkkoon. Niiden valtava määrä tuo kuitenkin uuden haasteen, Hekkala sanoo.

Viidennen sukupolven mobiiliverkon on siis oltava entistä nopeampi, viiveettömämpi, luotettavampi ja sen tulee kannatella valtavaa määrää siihen kytkeytyviä radiolähettimiä. Miten tähän päästään? Vastaus on monitahoinen: Hekkalan mukaan ensinnäkin radiotaajuuksien käyttöä tehostetaan. Siinä missä tällä hetkellä mobiiliverkot operoivat noin 2 GHz:n alueella, 5G voi löytää vapaata kaistatilaa esimerkiksi 60 GHz:n alueelta.

– Teknologia on kehittynyt, ja nyt päästään korkeampiin taajuusalueisiin kiinni ilman, että laitteet maksavat liikaa, Rautiola kertoo.

Uuden kaistatilan löytäminen ei kuitenkaan ole ongelmatonta. Moni muistaa lämmöllä NMT450-verkkoa – matkapuhelinverkkojen ensimmäistä sukupolvea, joka kuului jokaisessa niemessä ja notkelmassa. Se käytti verrattain matalaa 450 MHz:n taajuusaluetta. Kun sen kapasiteetti alkoi kännyköiden yleistyessä loppua, käyttöön otettiin NMT900 – ja katvealueet kasvoivat. Sama pätee edelleenkin.

– Korkeilla signaaleilla kantomatka lyhenee, eikä aiemmin ole voitu ajatellakaan, että niitä käytettäisiin langattomassa tiedonsiirrossa, Hekkala sanoo.

5G voi käyttää useita taajuusalueita

Tällä hetkellä testiverkossa käytetään 2,6 GHz:n kaistaa. Mahdollisesti ensi vuoden aikana käyttöön otetaan myös 3,5 GHz:n taajuusalue. Hekkala huomauttaa, että kaistojen taajuus ei sinänsä olekaan olennaista 5G-verkolle.

– 5G on eri teknologioiden kokoelma. Siinä missä vanhemmat puhelinsukupolvet käyttävät vain yhtä tiettyä kaistaa, 5G voi käyttää useita taajuusalueita, ja ne toimivat saumattomasti yhteen. 

VTT rakentaa avointa testiverkkoa 5G-kehittäjille

Nyt VTT:n Oulun toimipisteen katolla on makrotukiasema ja sisätiloihin ollaan rakentamassa useiden piensolujen verkkoa ensimmäiseksi 5G-testausympäristöksi Suomessa. Vastaavankaltaisilla soluilla tulee olemaan merkittävä rooli 5G:n tulevaisuudessa.

– Teemme tällä hetkellä ensimmäisiä mittauksia, joilla muun muassa selvitetään, mihin tukiasemia kannattaa asettaa. Testaamme myös erilaisten antennien suorituskykyä, Atso Hekkala sanoo.

Oulun 5G-testiverkko tulee olemaan avoin kaikille 5G-kehittäjille. Verkkoa rakennetaan yhteistyössä tarvittavaa laitekantaa ja asiantuntemusta tarjoavien kumppaneiden kanssa. Paljon puhutuista esineiden internetistä ja 5G:stä tulee testattavaa todellisuutta jo vuodenvaihteen jälkeen.

VTT koordinoi Suomessa neljän 5G-testiverkkohankkeen kokonaisuutta. Lisätietoa www.5gtnf.fi​

Lisätietoja:

VTT, tiimipäällikkö Kyösti Rautiola, puh. 0400582246, kyosti.rautiola (at) vtt.fi

VTT, erikoistutkija Atso Hekkala, 0407515708, atso.hekkala (at) vtt.fi

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 2/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Oma osaaminen yhteiseksi hyväksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Oma-osaaminen-yhteiseksi-hyvaksi.aspxOma osaaminen yhteiseksi hyväksi
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Kansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kansainvälinen-yrittäjyys-ei-toteudu-hetkessä-vaan-siihen-kasvetaan.aspxKansainvälinen yrittäjyys ei toteudu hetkessä vaan siihen kasvetaan
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Puukuitu haastaa muovin kauppakasseissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puukuitu-haastaa-muovin-kauppakasseissa.aspxPuukuitu haastaa muovin kauppakasseissa
Yhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yhteisöllisiä-asumisratkaisuja-Suomesta-Namibiaan.aspxYhteisöllisiä asumisratkaisuja Suomesta Namibiaan
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Lämpöaistimus on monen tekijän summahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Lampoaistimus-on-monen-tekijan-summa.aspxLämpöaistimus on monen tekijän summa
Onko tulevaisuudessa jätevettä?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Onko-tulevaisuudessa-jatevetta.aspxOnko tulevaisuudessa jätevettä?
Laitteet kämmenen kokoisiksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Digikärjellä kaivokseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digikärjella-kaivokseen.aspxDigikärjellä kaivokseen
Voimaa potkurikehitykseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voimaa-potkurikehitykseen.aspxVoimaa potkurikehitykseen
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Intohimo siivittää tutkimustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/intohimo-siivittaa-tutkimusta.aspxIntohimo siivittää tutkimusta
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
Enemmän kuin pelkkää piitähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Enemman-kuin-pelkkaa-piita.aspxEnemmän kuin pelkkää piitä
Impulssi 1/2015http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2015.aspxImpulssi 1/2015
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Kännykällä mielenrauhaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Pilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pilottitehtaat-jauhavat-ideoista-liiketoimintaa.aspxPilottitehtaat jauhavat ideoista liiketoimintaa
Teollinen 3D-tulostus nousukiidossahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-3D-tulostus-nousukiidossa.aspxTeollinen 3D-tulostus nousukiidossa
Asiakasasenteen airuethttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet
Jari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Jari-Gustafsson-Vanhoja-ja-uusia-taantuman-voittamiseksi.aspxJari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksi
Kyberturvallisuuden puolesta monella rintamallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuuden-puolesta-monella-rintamalla.aspxKyberturvallisuuden puolesta monella rintamalla
Impulssi 2/2015http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Minima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Minima-Processor-Oy-Energiatehokkuuden-maailmanennätys-kiihdyttää-IoT-kehitystä.aspxMinima Processor Oy – Energiatehokkuuden maailmanennätys kiihdyttää IoT-kehitystä
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?
Impulssi 1/2014http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2014.aspxImpulssi 1/2014
Huoltoapua astronauteillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Huoltoapua-astronauteille.aspxHuoltoapua astronauteille
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
Impulssi 1/2016http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Syntymäpäivälahja meiltä itsellemmehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Syntymapaivalahja-meilta-itsellemme.aspxSyntymäpäivälahja meiltä itsellemme
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
S-ryhmä uskoo monikanavamalliinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/S-ryhma-uskoo-monikanavamalliin.aspxS-ryhmä uskoo monikanavamalliin
Ketterä ja nopea Ponssehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kettera-ja-nopea-Ponsse.aspxKetterä ja nopea Ponsse
Impulssi 1/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Kestävästi lankaa puukuidustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
Ledikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ledikalvot-taipuvat-kansanlampusta-lentokoneisiin.aspxLedikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin