Operaattorit myyvät nyt uusia 5G-liittymiä täyttä häkää, koska kyse on jätti-investoinnista, jonka täytyy tuottaa. Liittymiä myydään datanopeudella ja huippulyhyellä viiveellä, mutta voiko lupaus toteutua Suomessa ja jos, niin millä edellytyksillä?
5G:n datanopeuslupaus tulee toteutumaan. Jo nyt operaattorien verkossa päästään parhaimmillaan jopa yli gigabitin nopeuksiin. Vaikka nopeus heittelee verkon olosuhteiden mukaan, käytännön nopeudet riittävät mainiosti kuluttajien tarpeisiin.
Isompi ongelma on 5G:n latenssilupaus, jollaiseksi on kirjattu 1 millisekunti radiotasolla. Tämä on kova vaatimus. Nokia Bell Labsin Harri Holma muistuttaa, että LTE-verkossa latenssi radiosta radioon on 10-12 millisekuntia ja kentällä lukemat ovat 15-30 millisekuntia.
Entäpä ensimmäisen polven 5G eli ns. NSA-verkko (non-standalone)? Siinä verkon kontrollidata kulkee edelleen 4G-verkon yli ja 5G-datayhteyden muodostaminen aiheuttaa noin 100 millisekunnin lisäviiveen. Holman mukaan tätä ei voida välttää NSA-verkoissa.
Niinpä katse kääntyy ns. oikeisiin 5G-verkkoihin eli standalone-verkkoihin. Suomalaisoperaattorien 5G-verkot ovat aikajakoisia eli TDD-verkkoja, joissa downlink- ja uplink-linkit jakavat saman kanavan vuorotellen. Harri Holman mukaan 3,5 gigahertsin TDD-linkissä ei päästä alle 5 millisekunnin latenssiin edes teoriassa.
- 3,5 gigahertsin TDD-linkki käyttää 2,5 millisekunnin framea eli kehystä, mikä kasvattaa viivettä muutamia millisekunteja, Holma selventää.
Tästä seuraa käytännössä se, että 5G-latenssilupaukseen vastaaminen edellyttää FDD-kaistojen käyttöä. Operaattoreilla on nykyisin käytössään kuusi FDD-taajuutta (700 + 800 + 900 + 1800 + 2100 + 2600 MHZ) joita voidaan käyttää 5G-yhteyksiin. Markkinoilla on jo päätelaitteita, jotka tukevat 5G FDD taajuuksia. Tällä hetkellä 3,5 GHz on kuitenkin ainoa 5G-taajuus Suomessa.
Suomessa järjestetään kesäkuussa 26 gigahertsin alueen taajuushuutokauppa. Siinä kehys on lyhyempi kuin 3,5 gigahertsissä ja latenssi siten lyhyempi. Tällöin päästään lähemmäksi maagista 1 millisekunnin arvoa, mutta toki 26 gigahertsiin sisältyvin rajoituksin. Esimerkiksi seiniä korkeat taajuudet läpäisevät huonosti.
Radiolinkin latenssin pituus ei ole ainoa ratkaiseva tekijä, kun puhutaan vaikkapa kriittisistä robotiikan tai etäkirurgian sovelluksista. Myös yhteys core- eli runkoverkkoon ratkaisee. Suomessa rajoituksia aiheuttaa tällä hetkellä se, että meillä on vain muutamia core-keskuksia. Ja sata kilometriä kuitua tarkoittaa edestakaisena matkana yhtä millisekuntia, Harri Holma muistuttaa.
Tämä haaste helpottuu globaalisti kaikkialla, sillä core-saittien määrä kasvaa koko ajan. Verkkolaitevalmistajat puhuvat hajautetusta core-verkosta, jonka myötä latenssi lyhenee. Kyse on kuitenkin pidemmän aikavälin kehityksestä. Millisekunnin 5G-latenssi on tavoite, joka on mahdollinen – myös Suomessa – mutta ei vielä pitkään aikaan. Ensimmäinen tärkeä askel tähän suuntaan otetaan jo tänä vuonna, kun operaattorit ryhtyvät ottamaan käyttöön ensimmäisiä SA-verkkoja. Lyhyt viive voidaan saavuttaa myös paikallisissa verkoissa esimerkiksi tehtaissa tai satamissa käyttämällä paikallista core-verkkoa.
Teollisuusrobotiikan nopea kasvu ja siirtymä kohti teollisuus 4.0 -ympäristöä nostavat ajoituksen kriittiseksi suorituskykytekijäksi. Älykkäät robotit, IoT-verkot ja tekoälypohjainen laadunvalvonta edellyttävät alle mikrosekunnin synkronointia, johon perinteiset kvartsiratkaisut eivät aina pysty vastaamaan vaativissa tehdasolosuhteissa. Piipohjaiset MEMS-ajoituspiirit tarjoavat tarvittavan vakauden, iskunkestävyyden ja lämpötilansietokyvyn.
