Uuden sukupolven 5G-aika on alkamaisillaan. Tulevaisuuden mobiiliverkkoyhteyksien rakentaminen on teleoperaattoreiden heiniä, mutta myös julkisen puolen on varauduttava uuteen aikakauteen.
5G-yhteydet tarvitsevat nimittäin tuekseen kattavia valokuituyhteyksiä, mikä tarkoittaa jatkossa merkittäviä panostuksia valokuituverkostoon.
Suunnittelu- ja konsulttitoimisto Sitowisen kaupunki-infran vanhempi asiantuntija Jere Metsävuo pitää valokuidun määrää Suomessa "huolestuttavan alhaisena". Tulevaisuuden iso kysymys on, kenen vastuulle Suomen tietoliikenneverkkojen rakentaminen kuuluu.
– Olemme maailman huipputasolla mobiiliteknolgiassa, käytämme maailman eniten mobiilidataa ja meillä on hyvät operaattorit, jotka tarjoavat sen edullisesti. Lähitulevaisuus tulee kuitenkin vaatimaan lankaa maan alle. Valokuitu- ja sähköinfraa tarvitaan enemmän, jos tieto halutaan saada kulkemaan entistä nopeammin, Metsävuo korostaa.
100 kilometriä mikroputkiverkostoa
Joissakin suomalaiskaupungeissa on jo herätty vastaamaan tulevaisuuden yhteyksien tarpeisiin.
Näin tehdään esimerkiksi Kuopiossa, jonne on rakentumassa uusi Savilahden kaupunginosa. Muiden rakennustöiden yhteydessä kaupungin alle asennetaan yhteensä sadan kilometrin matkalta mikroputkea eli putkea, jonka sisällä on tyhjiä, pienempiä putkia.
Ajatuksena on, että tulevaisuudessa Savilahden alla risteilevään putkistoon voidaan katuja avaamatta puhaltaa valokuitua. Kuitu puolestaan vie yhteyksiä esimerkiksi tulevaisuuden 5G-tukiasemille.
– Käytännössä ne toimijat, jotka tulevaisuudessa tarvitsevat putkiyhteyksiä, vuokraavat meiltä tätä putkitilaa, kaavailee Kuopion kaupungin teknologiapäällikkö Jarmo Voutilainen.
Voutilainen kertoo mikroputkiverkoston rakentamisen olevan merkittävä investointi, joka toivottavasti vähentää myös tulevaisuuden kaivuutöitä alueella.
– Toivon mukaan olemme osanneet luoda yhteydet juuri oikeisiin paikkoihin. Katsomme tätä projektia 20-30 vuoden aikahorisontilla. Näyttäisi siltä, että kuitutekniikkaa käytetään pitkälle tulevaisuuteen, Voutilainen pohtii.
Kaupunki-infran asiantuntija Jere Metsävuo pitää mikroputkilla varautumista hyvänä peliliikkeenä Kuopion Savilahden kaltaisissa, suunnitteilla ja rakenteilla olevissa kaupunginosissa.
– Se on järkevää ennakoimista siitä, mitä viiden tai kymmen vuoden päästä voi tapahtua. Silloin ei ehkä tarvitse avata uudelleen niitä kaikkia katuja, Metsävuo pohtii.
Metsävuo on jo pitkään tehnyt kaupunkien kanssa yhteistyötä erityisesti infrasuunnittelun parissa. Hänen mukaansa nykykaupungit haluavat olla smartteja ja edistää digitaalisia palvelujaan.
Digitaalisuus ei kuitenkaan toteudu ilman toimivaa tietoliikenneverkkoa. Metsävuo pitää tärkeänä, että kaupungit entistä strategisemmin suunnittelevat tulevaisuuden tietoliikenneverkkojaan.
– Jos verkkojen suunnittelu pysyy markkinajohtoisesti operaattoreilla, niin kaupungin rooli on vain myöntää lupia. Aktiivisempi osallisuus vaatii sitä, että kaupunki suunnittele tietoliikenneverkkoja yhdessä asiantuntijoiden kanssa. Tämä muutos on hiljalleen heräämässä kaupungeissa, Metsävuo kertoo.
Tiheä 5G vaatii tukiasemia muutamien kymmenien metrien välein
Pelkällä valokuidulla langattomat 5G-yhteydet eivät kuitenkaan synny.
Taajuudet ovat polttoaine, jota niin 3G-, 4G- kuin tulevaisuuden 5G-verkot käyttävät.
Niin luonnehtii viestintäneuvos Kaisa Laitinen. Taajuudet ovat myös arvokas ja rajallinen luonnonvara, jonka päällä liikenne- ja viestintäministeriö istuu. Valtioneuvosto päättää miten, kenelle ja minkälaisin ehdoin taajuuksia myönnetään.
Tukiasemalta lähtevä tieto ei jaksa pinkaista yhtä kauaksi kuin matalammilla taajuuksilla.
Ministeriö huutokauppasi viime syksynä ensimmäiset 5G-mobiiliverkolle soveltuvat, niin kutsutut 3,5 gigahertsin taajuudet. Tarjouskilvan voittivat Dna, Elisa ja Telia. Operaattoreiden ensimmäiset 5G-verkot ovat jo pystyssä, ja ne rakentuvat nykyisten mobiiliverkkojen rinnalle.
Kun tieto liikkuu mobiiliverkossa, se lähtee tukiasemalta aallon muodossa. Taajuus määrittää, miten pitkä aallonpituus on. Mitä korkeampi taajuus, sitä viiveettömämmin isot tietomäärät liikkuvat.
Korkeilla taajuuksilla on kuitenkin myös nurja puolensa. Tulevaisuuden viiveetön 5G rakentuu 26 gigahertsin taajuuksille, joilla myös aallonpituus on pieni.
Korkealla taajuudella lähetystehon on oltava alhainen, jotta altistuminen radiotaajuiselle säteilylle pysyy vähäisenä (Säteilyturvakeskus).
Sen vuoksi 26 gigahertsin taajuudella tietoa ei voida lähettää samalla voimakkuudella kuin vaikkapa 3,5 gigahertsin taajuudella. Käytännössä se tarkoittaa, että tukiasemalta lähtevä tieto ei jaksa pinkaista yhtä kauaksi kuin matalammilla taajuuksilla.
Siksi korkean taajuuden 5G vaatii paljon tukiasemia. Yhteydet tukiasemille puolestaan syntyvät valokuidun avulla.
Ensimmäiset 26 gigahertsin taajuudella toimivat mobiiliverkot alkavat rakentua aikaisintaan ensi vuonna. Villeimpien skenaarioiden mukaan tulevaisuuden tietoliikenneyhteydet voivat mahdollistaa esimerkiksi ilman kuljettajaa kulkevat linja-autot ja sairaaloissa etänä tehtävät leikkaukset.
Telian asiantuntija Janne Koistisen mukaan verkkoja rakennetaan monipuolisesti kasvavan tietoliikenteen tarpeisiin. Teknologia on hyödyksi teollisuuskohteissa, joissa datan kerääminen auttaa tehostamaan tuotantoa. Kuluttajapuolella 5G:n avulla rakennetaan kodin kiinteitä yhteyksiä.
– Kolmas kehityskohde on perinteinen kännykkämaailma eli mukana kuljetettavat laitteet, jotka ovat yhteydessä internetiin enemmän ja vähemmän jatkuvasti, Koistinen kertoo.
5G ei yksinään ratkaise maaseudun tietoliikenneyhteyksiä
Ensimmäisiä 5G-taajuuksia kaupatessaan valtio ei asettanut verkoille rakentamisvelvoitteita. Viestintäneuvos Kaisa Laitinen perustelee päätöstä verkon rakentamisen kalleudella.
– Olemme lähteneet siitä, että verkko rakentuu markkinaehtoisesti eli kysynnän mukaan ensin suuriin kaupunkeihin ja siitä pääväylille. Uuden sukupolven mobiiliverkossa on niin kutsuttu muna vai kana -ongelma. Vielä ei tiedetä, mihin kaikkiin tulevaisuuden palveluihin huippunopeita yhteyksiä tarvitaan, Laitinen pohtii.
Korkeakapasiteettisen 5G-verkon tukiasemien tiuha tarve ja kattavien valokuituyhteyksien puute asettavat haasteensa maaseutujen 5G-yhteyksien luomiselle. Kuitenkin esimerkiksi älykäs maatalous tai tulevaisuuden maaseutumatkailu saattaisivat hyötyä uuden sukupolven yhteyksistä.
5G-yhteyksiä rakentava DNA kertoo kuitenkin rakentavansa verkkoa valtakunnallista peittoa silmällä pitäen. Operaattorin toiveissa on, että yhteyksiä voitaisiin viritellä haja-asutusalueille jo vuosina 2020-2021.
– Meillä on kuitenkin tietoisesti varattu 700 megahertsin taajuusaluetta 5G:n tuomiseen haja-asutusalueille. 5G saadaan myös maaseudulle, mutta se ei tarkoita, että 5G olisi samanlainen kaikkialla maassa, Jarkko Laari DNA:lta kertoo.
Asiantuntijat ovat melko yksimielisiä siitä, ettei 5G-mobiiliverkko yksinään ratkaise maaseutujen tulevaisuuden tietoliikenneyhteyksiä.
– 5G-tukiaseman kantomatka on merkittävästi lyhyempi kuin nykyisen 4G:n. Se tarkoittaa sitä, että jokaiselle tukiasemalle pitää tuoda valokuitu. 5G ei laajene ilman panostusta valokuituverkkoon, Savon Kuidun toimitusjohtaja Tomi Moilanen linjaa.
Kahdeksaan savolaiskuntaan valokuituverkkoa rakentaneen Savon Kuidun toimitusjohtaja kertoo, että valokuituverkon rakentamisessa on vielä tekemistä. Verkon kattavuus vaihtelee valtavasti. Joissain kunnissa valokuituverkostoa ei ole rakennettu ollenkaan.
– Verkkoa on rakennettu julkisen tuen voimin, eikä uusiin hankkeisiin ole enää juurikaan tukea saatavilla. Valokuituverkon rakentuminen ei tapahdu haja-asutusalueilla markkinaehtoisesti, Moilanen pohtii.
Tulevaisuuden yhteydet
Telian Janne Koistinen muistuttaa, että 5G on ennen kaikkea ratkaisu niille alueille, jossa 4G:n kapasiteetti loppuu kesken.
– Siellä, missä 4G kuuluu, päästään jo samojen palvelujen äärelle kuin mihin 5G:n avulla päästään. 4G riittää jopa kaupungeissa tänä päivänä. On vain joitakin kaupunkialueita, joissa koetaan, että 4G hidastuu isojen käyttäjämäärien vuoksi. Silloin lisätaajuudet tuovat helpotusta, Koistinen kertoo.
Valokuituverkon rakentuminen ei tapahdu haja-asutusalueilla markkinaehtoisesti.
Tomi Moilanen, Savon Kuitu
EU-komissio on asettanut tavoitteen, jonka mukaan kaikilla kotitalouksilla olisi vuoteen 2025 mennessä 100 megabitin yhteys, joka olisi jatkossa päivitettävissä yhden gigabitin yhteyteen.
– Yhteyksien rakentamisessa ollaan jäljessä. Katselin parin vuoden takaisia tilastoja. Pohjois-Savon alueella oli niiden mukaan 63 prosenttia 100 megabitin kiinteitä yhteyksiä, eivätkä läheskään kaikki ole päivitettävissä gigabitin yhteyteen, Savon Kuidun Tomi Moilanen päivittelee.
Viestintäneuvos Laitinen painottaa ministeriön tavoitteena olevan, että tietoliikenneyhteydet ovat käytössä koko Suomessa.
– Viime kädessä sitä turvaa yleispalveluvelvoite, jonka mukaan vakituisissa asuinpaikoissa ja yritysten toimipaikoissa pitää olla vähintään 2 Mbit/s-yhteys. Pitää kuitenkin muistaa, että Suomen verkot ovat älyttömän kattavat. 3G- ja 4G-yhteydet kattavat yli 99 prosenttia väestöstä. Suurin osa asuu niiden verkkojen alueella, jonka päälle 5G alkaa rakentua, Laitinen kertoo.