Kuvassa näkyy tyylitelty nopeusmittaristo, jonka asteikot ovat 3G, 4G ja 5G. Nopeusmittarin neula osoittaa kohtaa, joka on lähellä 5G:tä. HaminaKotka-satama kiihdyttää 5G-aikakaudelle. Kuva: Elisa.

Avoin 5G-testaus- ja innovaatioalusta Kotkan satamassa kutsuu yrityksiä mukaan testeihin

16.03.2021

Mussalon satamassa on tarjolla viisi neliökilometriä merkittävästi nopeampia ja nykyisiä luotettavampia langattomia yhteyksiä uuden 5G-testiverkon myötä. Uusi mobiiliverkko mahdollistaa tiedonsiirron kymmenkertaistumisen, viiveettömyyden ja sensoreiden kymmentuhatkertaistumisen. Satama on mukana vastaamassa 2020-luvun tarpeisiin.

Kotkan Mussalon satamaan 3.5 GHz:n taajuusalueella toimivan 5G-testiverkon tyypiksi valittiin Non Stand Alone (NSA) -tekniikka. Tämä tarkoittaa, että kontrollidata kulkee 4G-verkossa ja käyttäjän data 5G-verkossa. Tukiasema sekä laiturialueen valaisinpylvääseen asennettava MIMO-antenni (Multiple-Input and Multiple-Output) sijoitetaan siten, että jo olemassa olevaa satamainfraa voidaan hyödyntää mahdollisimman kustannustehokkaasti ilman erillistä rakennettavaa antennimastoa tai rakennusta.

Hyödynnämme sekä alueella sijaitsevaa laitetilaa tukiaseman laitteistojen asennusta varten että laitetilassa jo saatavissa olevaa valokuitua tukiasemayksikön kytkemiseksi verkkoon.  Tulevaisuudessa tukiasema voidaan tarvittaessa päivittää tukemaan 5G Massive MIMO -antennia paremman spektritehokkuuden, kapasiteetin sekä solujen välisten häiriöiden pidentämiseksi satama-alueella.

Venäjän rajan läheisyys ja sen mukana tuomat taajuusrajoitteet 3.5 GHz:n taajuudella asettavat testiverkolle lisävaatimuksia. Ratkaisussamme käyttämä taajuuskaista on 60 MHz normaalin 100 MHz:n sijasta, mikä aiheuttaa kokonaisuudessaan testiverkon suorituskyvyn alenemista verrattuna asennetun 5G 3.5 GHz:n verkon sijaintiin, missä taajuusrajoitukset eivät ole käytössä.

On kuitenkin arvioitu, että 5G-testiverkon suorituskyky riittää kaikkien määritettyjen käyttötapauksien kehittämiseen ja testaamiseen. Tarvittaessa 5G-verkkokapasiteettia voidaan kasvattaa lisäämällä tukiasemien määrää tai ottamalla 5G:lle allokoitu 26 GHz:n taajuusalue käyttöön sataman alueella.

Kuvassa näkyy ilmakuva Kotkan satamasta. Karttaan on merkitty värialueella viiden neliökilometrin alue. Tällä alueella toimii nopea 5G-testiverkko.
5G-testiverkon nopean datan mahdollistava peittoalue. Kuva: Xamk.

5G-testiverkon datan lähetysnopeus päätelaitteelta tukiasemalle (uplink) on maksimissaan 55 Mbps, ja datan nopeus tukiasemalta päätelaitteelle (downlink) 1 Gbps. Radiorajapinnan viiveeksi on arvioitu 10  ms. Kokonaisviiveeseen vaikuttaa myös runkoverkon viive, jolloin kokonaisviive on tätä arvoa suurempi.

5G-tutkimus- ja testausalusta tukee myös NB-IoT-teknologiaa hyödyntäviä käyttötapauksia. 4G-verkossa toimivaa 5G NB-IoT -teknologiaa hyödynnetään varsinkin, jos datan nopeuden tai reaaliaikaisuuden suhteen ei ole asetettu erityisiä vaatimuksia ja päätelaitteiden virrankulutus on merkitsevä tekijä, esimerkiksi jos asennetaan useita langattomia NB-IoT-antureita laajalle alueelle.

NB-IoT-peittoalue jo olemassa olevan 4G-verkon myötä kattaa koko satama-alueen. Tämä tarkoittaa, että NB-IoT:n peittoalue on huomattavasti suurempi kuin rakennettava 3.5 GHz -verkon peittoalue.

Liity 5G Finlog LivingLab- ja yhteistyöverkostoon

5G FINLOG – 5G Future Innovation Platform for Logistics -hanke hakee yhteistyökumppaneita HaminaKotka Sataman Mussalon teollisuus- ja satama-alueen 3.5 GHz 5G NR -testiverkon käyttötapaus- ja teknologiapilotteja varten.

Tule mukaan kehittämään ja toteuttamaan satama- tai logistiikkatoimintaa uuden teknologian avulla!

Lisätietoja antaa Jonne Holmen, jonne.holmen@xamk.fi, puhelin +358 44 702 8403.

Suunnitellut 5G-testiverkon testausalueet:

1. Luovutus-/käyttöönottotestaus
2. 5G-testiverkon 5G/NB-IoT-peittoalue ja signaalin laatu
3. Radiorajapinnan pitkäaikainen monitorointi ja mahdollisten radiohäiriöiden kartoitus alueella
4. Testiverkon Uplink/Downlink datan laatu, nopeus ja viive
5. Testiverkon luotettavuus ja stabiilius
6. Testiverkon kyberturvallisuus
7. 3D-verkkoskannaus hyödyntämällä dronea 5G-testiverkon peittoalueen 3D-mallin luomiseksi

5G Finlog -hanketta rahoittaa Uudenmaan liitto EAKR-rahoituksella.

Kirjoittaneet Jonne Holmén ja Vesa Vuorio

Holmén työskentelee 5G FINLOG – 5G Future Innovation Platform for Logistics -hankkeen projektipäällikkönä ja Vuorio hankkeen TKI-asiantuntijana Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulussa.