Nopeat 5G-yhteydet eivät ulotu kovinkaan kauas merelle. EU-rahoitteisessa hankkeessa VTT ja joukko yhteistyökumppaneita testasivat onnistuneesti täysin uutta ratkaisua, joka laajentaa nopean, matalan viiveen 5G-verkon peittoa ja kapasiteettia rannikkoalueilta kauemmas merelle. Linkki yltää jopa 109 kilometrin päähän rantaviivasta.

VTT testasi yhdessä 5G-ROUTES-hankkeen muiden kumppanien kanssa onnistuneesti niin sanottua monihyppyratkaisua 5G-verkossa, joka laajentaa 5G-verkon peiton jopa 10 kilometrin päähän rantaviivasta. Järjestelmää testattiin perusteellisesti kahdella aluksella Turun ja Tukholman välisellä meriväylällä. Lähempänä rannikkoa liikkuva alus toimi välittäjänä, joka tarjosi yhteyden kauempana rantaviivasta kulkevalle alukselle. Tämä kokoonpano takasi jatkuvan tiedonsiirron ja luotettavan internet-yhteyden erilaisille sovelluksille, jopa reaaliaikaisesta alustenvälisestä videoviestinnästä virtuaalitodellisuuden työkaluihin ja moninpelaamiseen.

VTT:n johtava tutkija Johan Scholliers kertoo, että kokeessa molemmissa laivoissa oli Digitan Network-in-a-Box, joka koostuu Cumucore:n 5G core -laitteetsa, Nokian kantataajuusyksiköstä ja suunnattavasta antennista. - Alusten välillä käytettiin 3GPP-standardin mukaista mukainen 5G SA -privaattiverkkoa.

Scholliersin mukaan laivojen välillä voitaisiin käyttää myös mikroaaltolinkkejä. - Silloin pitäisi käyttää voimakkaasti suuntaavia ja parabolisia antenneja. Se vaatisi tarkemman suuntauksen, omat laitteet ja taajuusluvat käytettävälle kaistalle.

5G-ROUTES-testissä käytetty ratkaisu on näin parempi, sillä se perustuu 5G-standardiin.  Mutta millaisiin datanopeuksiin ja latensseihin ”merten 5G” yltää? Scholliersin mukaan datanopeus riippuu erityisesti maan ja ensimmäisen laivan välisestä julkisen verkon linkistä.

- Siirtonopeudet riippuvat käytössä olevasta kaistasta, paikasta ja päätelaitteista.  Laivatesteissä, jossa käyttäjäsovelluksissa pyydettiin 30 megabitin yhteyttä, saatiin toivottu siirtonopeus, kun julkinen 5G-linkki oli hyvä.

Nopeus toki putoaa, kun kenttä on heikompi. Scholliersin mukaan labramittauksissa, jossa julkisen verkon linkki korvattiin kiinteällä linkillä, saatiin paljon korkeimpia siirtonopeuksia.

Merellä latenssiksi mitattiin noin 50 millisekuntia, kun käytössä oli hyvälaatuinen julkinen verkko. Kun käytettiin OneWeb-satelliittiyhteyttä, latenssi on noin 125 millisekuntia.

- Viive riippuu pitkälti verkon kuormituksesta ja siitä, mitä kautta liikenne menee. Viiveet koostuvat kolmesta linkkiviiveestä (Core+RAN) sekä multi-access routerin eli reitittimen viiveestä.

Kokeissa testattiin myös sitä, kuinka kauaksi yhteys yltää merelle. Etäisyystestit suorittiin siten, että ensimmäinen laiva oli paikallaan, ja toinen laiva liikkuu merelle päin. - Kun etäisyys kasvaa, kentän voimakkuus laskee tasaisesti siihen asti kun etäisyys oli noin 10 kilometriä. Sen jälkeen yhteys katkeaa. Datanopeus pysyi samana noin 4-5 kilometriin asti, sen jälkeen se alkaa heikentyä, Scholliers sanoo.

Kantamaa, joka nyt on käytännössä noin 9 kilometriä, voidaan parantaa käyttämällä parempia antenneja ja muuttamalla reitittimien konfiguraatiota.

5G-ROUTES-hanketta rahoittaa EU:n Horizon 2020 -ohjelma ja sen tavoitteena on testata innovatiivisia 5G-sovelluksia rajat ylittävässä maantie- ja meriliikenteessä. Tulokset avaavat kiehtovia mahdollisuuksia eurooppalaiselle merenkululle erityisesti rajat ylittävillä reiteillä, kuten Latvia-Viro-Suomi-reitillä. Parempien tietoliikenneyhteyksien lisäksi havainnot tuovat arvokasta tietoa 5G-monihyppyverkkojen toiminnasta sekä julkisten ja yksityisten verkkojen yhteistoiminnasta merenkulussa.