Satelliitit ja 5G – kolme kovaa etua

Turvallisuustoimijoidenkin tietoliikenneyhteydet saattavat pian toimia 5G-verkon ja satelliittiverkon yhdistelmässä. Satelliittiyhteydellä on kolme etua maanpäälliseen verkkoon verrattuna: läsnäolo kaikkialla, liikkuvuuden mahdollistaminen ja laajakantoinen tiedonvälitys.
5G avaruustutkimus satelliitit
erve_uutiset_5g_satelliitit_marko_höyhtyä

Teknologian tutkimuskeskus VTT on panostanut viime vuosina voimakkaasti avaruustutkimukseen. Se on kansainvälisestikin merkittävä toimija, kun selvitetään maanpäällisten tietoliikenneverkkojen ja satelliittiverkkojen integrointia. VTT:n avaruustutkimuksen parissa työskentelee liki sata asiantuntijaa tiiviissä yhteistyössä satojen muiden suomalaisten avaruusasiantuntijoiden ja kansainvälisten kumppanien kanssa.

VTT:n avaruusteknologiatutkimusta koordinoiva Co-Creation Manager Marko Höyhtyä (kuvassa ylhäällä) näkee, että integroiduista verkoista olisi hyötyä niin turvallisuuskriittisille toimijoille kuin kansalaisillekin.

“Vaikka liikkuisi kännykkäverkon katvealueella, voisi silti soittaa, koska puhelin ottaisi yhteyden satelliitin kautta. Enää ei tarvitsisi pelätä, että yhteys verkkoon katoaa tai toimii huonosti. Parhaassa tapauksessa kännykän tai muun päätelaitteen käyttäjä ei välttämättä edes huomaisi, käyttääkö laite mobiiliverkkoa vai satelliittiyhteyttä.”

erve_uutiset_5g_satelliitti_space_news

SpaceNews-verkkolehden kuvasta ilmenee satelliittikonstellaatioiden toiminta LEO- ja MEO-kiertoradoilla. Kuva on vuodelta 2018, ja osa siinä näkyvistä suunnitelmista ei ole enää voimassa. Kuva: SpaceNews.

Maanpäällisten ja satelliittiverkkojen yhdistäminen etenee jo. Integroituja datayhteyksiä on käytössä esimerkiksi laivoissa ja lentokoneissa, mutta yhteyksiin tarvittava teknologia on vielä kallista. Kun hinta halpenee, kehitys saattaa olla hyvinkin nopeaa.

“Mikäli kaupalliset toimijat innostuvat kehittämään sopivia päätelaitteita, näitä voisi olla saatavilla noin viiden vuoden sisällä. Tätä varten tarvitaan lisää kansainvälistä yhteistyötä myös satelliittiyhteyksien suunnittelussa”, sanoo Höyhtyä.

Palvelut satelliittien yhdistelmään

Satelliitti- ja maanpäällisten verkkojen integroinnin lisäksi toinen tärkeä suunta yhteyksien kehittämisessä ovat niin sanotut megakonstellaatiot eli satojen tai jopa tuhansien satelliittien yhdistelmät.

Satelliittikonstellaatioita ovat esimerkiksi Starlink ja Oneweb, joiden kautta on tulossa pian kaupallisia palveluita. Niistä ollaan kiinnostuneita myös Suomen Erillisverkoissa.

“Seuraamme kiinnostuneina satelliittien ja 5G-verkon integraatiota sekä satelliittikonstellaatioiden palveluntarjonnan kehittymistä. Satelliittiratkaisujen avulla on mahdollista varmentaa ja täydentää tietoliikennepalveluitamme. Turvallisuustoimijoilla on oltava aina varmimmat tietoliikenneratkaisut käytössään”, sanoo yksikönpäällikkö Antti Kauppinen Erillisverkoista.

VTT:n Marko Höyhtyä visioi jo uusia mahdollisuuksia.

“Konstellaatioiden tuomia mahdollisuuksia olisi mielenkiintoista päästä testaamaan Suomen alueella. Voisimme kehittää esimerkiksi yhteisprojektin, jossa testaajina olisivat eri turvallisuuskriittiset toimijat. Ensin pitäisi miettiä yhdessä tarkemmat tarpeet ja sitten testata, mihin järjestelmät pystyvät. Se olisi todella kiinnostavaa”, Höyhtyä sanoo.

LEO-satelliittien avulla ilman katkoksia

Satelliitit kiertävät eri etäisyyksillä maapallosta olevilla kiertoradoilla. Matalimmalla lentävät LEO-satelliitit (Low Earth Orbit) ovat 1 000 kilometrin päässä Maan pinnasta. Perinteiset isot satelliitit lentävät GEO-radalla, joka on yli 35 000 kilometrin etäisyydellä Maasta. Niiden välissä on MEO-rata, jonka ratakorkeus on noin 20 000 kilometriä.

Vaikka radiosignaali liikkuu valonnopeudella, GEO-satelliitit ovat niin kaukana, että viivettä syntyy liikaa esimerkiksi puheyhteyksissä. Korkealla GEO-radalla lentävien satelliittien kantama on sitä huonompi, mitä pohjoisemmaksi maapallolla mennään. LEO-satelliittien viive ja nopeus ovat sopivia kriittisten sovellusten ja laitteiden tietoliikenneyhteyksiin. Ensimmäiset matalalla lentävät LEO-satelliittijärjestelmät ovat jo käytössä.

“LEO-satelliitit tarjoavat siis erityisesti meille pohjoisen oloihin paremman kattavuuden ja pienemmän viiveen. Niiden yli saadaan esimerkiksi puhe siirtymään sujuvammin, ilman katkoksia”, Höyhtyä kertoo.

Turvallisuustoimijoille oma dataputki

Satelliittien ja maanpäällisten verkkojen yhdistäminen voisi tuoda myös mahdollisuuksia jakaa kustannuksia.

“Kun 5G-teknologia tulee satelliittiin, kokonaisverkosta voi eristää tietoturvallisia putkia. Esimerkiksi koko satelliitin kapasiteetista 10 prosenttia voisi olla kriittisten toimijoiden käytössä olevaa omaa dataputkea. Samalla muut, esimerkiksi kaupalliset käyttäjät, maksaisivat 90 prosenttia koko satelliitin operoinnin kustannuksista. Näin turvallisuuskriittiset toimijat saisivat pienemmällä rahasummalla turvallisen dataputken käyttöönsä”, kuvailee Höyhtyä.

Satelliittioperaattori voisi siis tarjota sekä kaupallisia että vaikkapa sotilasyhteyksiä, kuten maanpäällisissä verkoissakin.

Läsnäolo, liikkuvuus ja laajakantoisuus

VTT tekee tiivistä yhteistyötä Euroopan johtavan avaruusjärjestön ESAn kanssa. Yhteistyön tuloksena on määritelty kolme tärkeää hyötyä, joita satelliittien mahdollistamalla yhteydellä on verrattuna maanpäälliseen verkkoon. Kaikki määritellyt syyt ovat erityisen tärkeitä myös Suomen Erillisverkkojen ja muiden turvallisuuskriittisten toimijoiden kannalta.

  1. Läsnäolo kaikkialla, Ubiquity. Satelliittien avulla voi muodostaa mobiiliyhteydet mihin tahansa maailmankolkkaan, vaikkei alueella olisi saatavilla maanpäällistä verkkoa.
  2. Liikkuvuus, Mobility. Yhteyden voi tarjota kaikille liikkuville alustoille maalla, merellä, ilmassa ja jopa avaruudessa.
  3. Laajakantoisuus, Broadcast. Tiedon voi levittää laajoille alueille yhtä aikaa.

Lue myös: Suomi vahvoilla avaruusteknologiassa