Kari Junttila: Historian kautta radioaalloilla tulevaisuuteen

Virve 2.0 -palveluihin siirtyminen on osa viranomaisviestinnän historiankirjoitusta. Radioaallot säilyvät entisellään, joten mitä reunaehtoja on hyvä muistaa aiemmista kehitysvaiheista ja fysiikan ”lakikirjasta”?
Blogit radioverkko viranomaisverkko
Lunta poistetaan radiomastosta

Ensimmäinen radioyhteys Suomessa otettiin tammikuussa 1900 venäläisen Alexander Popovin laitteilla avustamaan karille ajaneen panssarilaivan pelastustöitä mantereen ja Suursaaren välillä.

Samaa radioyhteyttä käytettiin heti perään helmikuussa, kun pelastettiin 27 liikkuvien jäiden armoille joutunutta lavansaarelaista kalastajaa. Olisiko tässä viranomaisradioverkkotoiminnan alkuhetki Suomessa 121 vuotta sitten?

Fysiikan lait ja keksijänimet kaiken perustana

Vain viisi vuotta aikaisemmin – 1895 – Popov ja Marconi tekivät toisistaan tietämättä ensimmäiset kokeilunsa langattoman viestinnän parissa. Suomalainen E. M. C. Tigerstedt puolestaan keksi nykyisenkaltaisen Triodi-radioputken ja patentoi sen 1914.

Radioaallot etenevät vapaassa tilassa esteettä valon nopeudella ja niiden teho vaimenee aina sadasosaan (=20 dB), kun etäisyys kymmenkertaistuu. Olisi siis suhteellisen helppoa laskea tarvittavat parametrit, jotta kahden etäällä toisistaan olevan pisteen välille saadaan muodostettua langaton yhteys esimerkiksi avaruudessa.

Maanpäällisen mobiiliverkon suunnitteleminen olisi myös teoriassa lähes yhtä helppoa. Verkon voisi suunnitella symmetriseksi ”hunajakenno” -mallilla, jossa jokaisessa tukiasemassa olisi kolme sektoria ja niiden etäisyys toisiinsa nähden olisi vakio.

Valitettavasti kumpikaan edellä kuvatuista tapauksista ei päde reaalimaailmassa, sillä radioaaltojen edessä on erilaisia esteitä, kuten mäkiä, rakennuksia, metsiä. Lisäksi tiheästi asutuilla alueilla kaupungeissa ja suuremmissa taajamissa tukiasemien peittoaluetta pitää rajoittaa keinotekoisesti, sillä yhden tukiaseman rajallinen kapasiteetti pitää huomioida.

Okumura ja Hata kehittivät jo 1960-luvulla radioaaltojen etenemismalleja, joilla näitä verkkoja edelleen suunnitellaan.

Palataan vielä taajuuksien historiaan

Sota-aikana radioyhteydet olivat meille elintärkeitä. Kyynel-radiota käytettiin sissien taistellessa vihollisen selustassa ja Säkkijärven polkka soi radioaalloilla Viipurissa, jotta pioneerit pystyivät purkamaan venäläisten sinne asettamat ”radiomiinat”. Suomessa on aina oltu edelläkävijöitä radiotekniikassa!

Poliisin operatiivisessa kenttätoiminnassa käytettiin ”käsiradiopuhelimia” ensimmäistä kertaa Helsingin olympialaisissa 1952. Mutta jo 1937 poliisilla oli Helsingissä käytössään ”piiska-autoja”, joista eri vaiheiden kautta siirryttiin POVI-verkon käyttöön.

Pelastustoimen ja ambulanssien käyttöön varattiin PETO-radiotaajuudet 160 MHz:n taajuusalueelta vuonna 1964. Nämä analogiset VHF-radioverkot toimivat matalilla taajuuksilla, jolloin niiden kuuluvuuskin oli suhteellisen hyvä. Lisäksi radiolaitteet olivat alkuvaiheessa lähes yksinomaan ajoneuvoasemia, joissa antennit oli asennettu ajoneuvojen katolle.

Yhteinen Virve-verkko moninkertaisti tukiasemien määrän

Nyky-Virven käyttöönotto noin 20 vuotta sitten mullisti viranomaisten yhteisen kenttätoiminnan ja viranomaisyhteistyön.

Suomeen rakennettiin digitaaliseen TETRA-teknologiaan perustuva radioverkko 380–400 MHz:n taajuusalueelle. Taajuus tuplaantui ja tukiasemien määrä monikertaistui: nyrkkisääntö onkin, että taajuuden kaksinkertaistuessa tukiasemia tarvitaan noin 6 kertaa aiempaa enemmän!

Uusien tukiasemasukupolvien ja kehittyneiden antennijärjestelmien johdosta Suomessa onkin tällä hetkellä yksi maailman parhaita viranomaisradioverkkoja.

Kuuluvuudella on rajansa; on paikkoja ja tilanteita esimerkiksi sisätiloissa, joissa Virve-verkkokaan ei kuulu. Tällöin tarvitaan ”suorakanavaa”, jonka avulla sopivalla etäisyydellä olevat radiopuhelimet voivat kommunikoida suoraan keskenään ilman Virve-verkkoa.

Uusi vaihe toistaa vanhaa

Siirryttäessä Virve 2.0 -palveluiden käyttöön olemme vastaavassa tilanteessa kuin nyky-Virveä käyttöönotettaessa. Kun taajuus jälleen kerran tuplaantuu LTE 800 MHz:n taajuudelle, tukiasemia tarvitaan moninkertainen määrä, jotta pystytään palvelemaan samoja käyttäjiä.

Onneksi Suomessa on myös kaupallisten verkkojen kuuluvuus ja laatu maailman parhaita. Tämä onkin hyvä perusta Virve 2.0 -palveluiden toteuttamiselle. Kehitys tuo jatkossa tullessaan uudet teknologiat 5G:n, 6G:n… myös asiakkaidemme käyttöön.

Onko siis mahdollista saada Virve 2.0 -palvelut sinne, missä Virve toimii nykyisin? Helppo vastaus on: kyllä! On kuitenkin muistettava, että jokaisella radioverkolla on oma topologiansa ja Virven katveet ja kuuluvuus ovat tuttuja rajoitteita kaikille käyttäjille.

”Virve on kuin hävittäjäkone”

Tulevien palveluiden maantieteellinen kattavuus tulee olemaan nyky-Virven kaltainen.

Siihen menee kuitenkin useita vuosia, sillä uuden palvelualueen rakentaminen ei tapahdu kädenkäänteessä. Lisäksi tarvitaan eri käyttötarkoituksiin sopivia, riittävän suorituskykyisiä päätelaitteita – unohtamatta ”suorakanavan” tarvetta.

Meillä tulee olemaan uutta teknologiaa apunamme muutoksessa ja saamme käyttöömme aiempaa paremman tilannekuvan Virve 2.0 -palveluiden laadusta ja kuuluvuudesta. Asiakasorganisaatioiden hyväksyntäprosessit sekä koordinoidut käyttöönottoprojektit mahdollistavat siirtymisen uuden teknologian käyttöön hallitusti.

Virve on kuin hävittäjäkone, se pidetään huippukunnosssa

Luotettava nyky-Virve palvelee rinnalla niin pitkään kuin on tarpeellista ”Virve on kuin hävittäjäkone, se pidetään huippukunnossa siihen saakka, kunnes siitä luovutaan”, oli Virve-palvelutuotannon päällikkö Harri Hildenin lupaus asiakkaille Käyttäjäpäivillä.

Uuteen tekniikkaan siirtyminen on historiassa ollut aina haaste. Luulen, että emme pysty tässäkään hankkeessa täysin välttymään takaiskuilta. Tärkeintä on kuitenkin niistä oppiminen ja niiden voittaminen yhdessä.

Kari Junttila
Kari Junttila
Kehityspäällikkö 0400 979 694 kari.junttila@erillisverkot.fi