Marika Hautala
Juha Erkkilä
Marjut Koskela
Tero Kippola
Pentti Eteläaho
Marjo Heikkilä
Centria-ammattikorkeakoulu on mukana kansallisesti ja kansainvälisesti merkittävässä PRIORITY-hankkeessa, jossa tutkitaan ja kokeillaan uusia ratkaisuja turvallisuusviranomaisten ja yritysten kriittistä viestintää, turvallisuutta ja etäyhteyksiä varten. Kriittinen viestintä joutuu tänä päivänä varautumaan tyypillisten viranomaisoperaatioiden lisäksi myös suuronnettomuuksiin, kyberhyökkäyksiin, terrorismiin, pandemiaan tai ilmastonmuutoksen tuomiin luonnonkatastrofeihin.
PRIORITY-tutkimushanke järjesti moottoriurheilukeskus OuluZonessa 28.9. – 2.10.2020 välisenä aikana ensimmäisen trialin, jossa testattiin hankkeessa tähän mennessä saavutettuja tutkimustyön tuloksia. OuluZonessa demonstroitiin kriittisen viestinnän tilanteita rakentamalla alueelle paikallinen 4G/5G-testiverkko sekä hyödyntämällä uusinta viestintäteknologiaa ja droneja. Liikenne- ja viestintävirasto Traficom on ollut aktiivisesti mukana PRIORITY-hankkeessa: Traficomilta saatu taajuuslupa mahdollisti kenttätestien tekemisen. Testiverkko hyödynsi muun muassa mobiilioperaattori Elisan taajuuksia Traficomin myöntämän taajuusluvan puitteissa. Suomen poliisilta taas saatiin lupa näytellä NTRNZ Median kuvaamassa PRIORITY-hankkeen videoproduktiossa poliisia, joka suorittaa valvonta- ja hälytystehtäviä suomalaisessa toimintaympäristössä. Tämä oli kenttätestien skenaarion kannalta tärkeää, sillä poliisi on keskeinen turvallisuusviranomainen. Testaustapahtuman aikana järjestettiin lehdistötilaisuus, jossa tutkimuslaitokset ja yhteistyötahot esittelivät kriittisen viestinnän tekniikkaa ja tietoliikennekäyttötapauksia. Testaustapahtumia tullaan järjestämään vielä kaksi vuoden 2021 loppuun mennessä, jolloin myös hanke päättyy.
Centria osallistui aktiivisesti PRIORITY-hankkeen ensimmäisen trialin suunnitteluun ja kenttätestausten toteutukseen. Tutkimustiimi vastasi taktisen verkon toiminnallisuuksien integroinnista liittyen taktisen verkon arkkitehtuuriin ja pystyttämiseen sekä taktisen kuplan tiedonsiirtoon. Muita vastuualueita olivat dronen ohjaus, dronen tuottaman videokuvan siirto, lämpökamerakuvaukset sekä paikallisen testiverkon kuuluvuusalueen mittaukset, joita avataan tarkemmin artikkelin kappaleissa Dronen ohjaaminen ja kuvansiirto matkapuhelinverkon kautta sekä Teknisten käyttötapausten määrälliset ja laadulliset mittaukset. Centria otti lisäksi vastuun yhteistyötahojen roolien sovittamisesta PRIORITY-hankkeen kriittisen viestinnän tutkimukseen ja kenttätesteihin.
Tulevaisuuden viranomaisviestintä
Erillisverkkojen Virve 2.0 -hankkeessa toteutetaan viranomaisille ja muille huoltovarmuuskriittisille toimijoille entistä monipuolisemmat ja sujuvammat langattomat laajakaistapalvelut. Suomen viranomaisverkko (Virve) on viranomaisten käytössä oleva keskeinen viestinnän järjestelmä, joka tulee teknisen elinkaarensa päähän tämän vuosikymmenen lopulla (Erillisverkot, 2020.) Edessä on Virve-verkon uudistaminen, sillä nykyinen järjestelmä ei vastaa tämän hetken kaikkia vaatimuksia perustuen pelkästään puheviestinnän ja lyhytsanomien käyttöön. Virve-päätelaitteen käyttöliittymältä toivotaan uusia ominaisuuksia, kuten esimerkiksi monipuolisempaa ryhmäviestintäpalvelua ja videon välitystä viranomaisten ja yritysten keskinäiseen kommunikointiin. PRIORITY-hankkeessa mukana oleva yhteistyötaho Suomen Erillisverkot -konserni vastaa Virve 2.0 -hankkeesta ja uuden laajakaistateknologiaan pohjautuvan viranomaisverkkopalvelu Virve 2.0:n käyttöönotosta vuoteen 2025 mennessä (Erillisverkot, 2020).
PRIORITY tukee Virve 2.0-hanketta ja tuottaa Erillisverkkojen kannalta tärkeää tietoa uuden teknologian mahdollisuuksista viranomaisviestinnässä. Nykyinen Virve-verkko perustuu Airbusin TETRA-teknologiaan, jonka lisäksi Airbus on toimittanut Virve-verkossa käytetyt päätelaitteet ja lukuisia verkon sovelluksia. Suomen lisäksi Airbus on toimittanut kriittisen viestinnän ratkaisuja yli 70 maahan. PRIORITY-hankkeen yhteistyötahona Suomessa toimiva Airbus Defence and Space Oy kehittää uusia kriittisen viestinnän 4G/5G-teknologiaan perustuvia ratkaisuja. PRIORITY-hankkeen testaustapahtumassa demonstroitiin mm. Airbusin Tactilon Agnet –ryhmäviestintäpalvelua, jota käytettiin muun muassa ryhmäpuheeseen ja droonien kuvaaman videon välittämiseen kenttätoimijoille. Lisäksi käytettiin Dabat-hybridipäätelaitteita, jotka tukevat älypuhelinalustalla nykyisiä TETRA-verkkoja sekä uusia laajakaistateknologioita (Airbus Defence and Space.) Airbusin päätelaitteet ovat testattavana kaikissa PRIORITY-hankkeen trialeissa.
Elisa Oyj on valittu kilpailutuksen perusteella Virve-verkon ainoaksi radioverkkotoimittajaksi ja Virve 2.0 -liittymät tulevat käyttämään Elisan julkista mobiiliverkkoa (Elisa, 2020). Uusi viranomaisverkkopalvelu Virve 2.0 perustuu laajakaistateknologiaan, jonka Elisan matkapuhelinteknologia mahdollistaa. Elisalla on merkittävä rooli viranomaisviestinnän kehittämisessä niin, että laajakaistateknologia pystyy vastaamaan viranomaisten ja yritysten tarpeisiin. Elisa Oyj on myös yksi PRIORITY-hankkeen yhteistyötahoista.
Taktisen mobiiliverkon hyödyntäminen viranomaisviestinnässä
Taktinen mobiiliverkko on osa PRIORITY-hankkeessa tutkittavaa kriittisen viestinnän järjestelmää. Taktinen kupla tarkoittaa kriittisen viestinnän tukemiseksi rakennettua väliaikaista, staattista tai mobiilia radioresurssia, joka mahdollistaa kriittisen viestinnän tarvitsemien palvelujen tuottamisen käyttäjille erilaisissa ääriolosuhteissa. Taktisella kuplalla voidaan turvata laajakaistayhteys poikkeusoloissa. Viranomaiset tai yritykset voivat joutua toimimaan alueella, jossa matkaviestinverkon kuuluvuus on heikko, ylikuormittunut tai pahimmillaan kyberhyökkäyksen kohteena. Paikallinen puhepalvelu mahdollistaa kommunikaation kuplan sisällä, vaikka internetyhteys olisi katkennut.
PRIORITY-hankkeen ensimmäiseen trialiin rakennettiin taktinen kupla, joka voi käsittää useampia paikallisia soluja. OuluZonessa kupla käsitti kaksi 4G-solua sekä yhden 5G-solun, jotka yhdistettiin toisiinsa taktisella langattomalla runkoverkolla (Bittium TAC WIN), mikä mahdollistaa solujen nopean siirtämisen tilanteen vaatiessa. Taktinen kupla kytkettiin Internettiin kaupallisen 4G-yhteyden avulla. 4G-yhteyden sijasta laajakaistayhteys voidaan tuoda alueelle myös laajentamalla soluja yhdistänyttä langatonta runkoverkkoa.
Kenttäolosuhteisiin tarkoitettuihin siirrettäviin tukiasemiin ovat perehtyneet erityisesti Centria, Bittium ja EXFO, jotka toimittivat tukiasemat PRIORITY-hankkeen testaustapahtumaan. Paikallisen verkon rakentaminen OuluZonen testialueelle mahdollisti tehokkaampien tietoliikenneyhteyksien testaamisen ja konkreettisten käyttöskenaarioiden demonstroimisen. Ensimmäisessä trialissa testattiin myös yhteyttä kuplan ja mobiiliverkon välille.
Bittium Wireless Oy:n järjestelmäasiantuntija Juha Kemppainen (Program Manager, Senior Specialist, System Architectures) sekä tutkimus- ja kehityspäällikkö Ari Hulkkonen (Senior Manager, Research and Technology) esittelivät PRIORITY-hankkeen trial-viikolla Bittiumin kehittämää taktisen tiedonsiirron TAC WIN -järjestelmää (Bittium Tactical Wireless IP Network), jonka avulla taktisen kuplan paikalliset tukiasemat kytkettiin toisiinsa nopealla langattomalla linkillä. Verkon ja siihen liitetyn liikkuvan (ajoneuvoon asennetun) tukiaseman pystyttämistä demonstroitiin kenttätestien ja lehdistötilaisuuden aikana. TAC WIN -verkkoon oli paikallisten tukiasemien lisäksi kytketty Bittium Tough SDR – ohjelmistoradiolaitteita, joiden avulla esimerkiksi radioita käyttävä puolustusvoimien virka-apuosasto voisi liittyä taktiseen kuplaan. Bittiumin esittelemän ratkaisun avulla voidaan välittää ja jakaa johtamisjärjestelmien reaaliaikaista tilannekuvaa (paikkatieto, kuva, ääni, video, sensoridata) kaikkien taktisessa kuplassa toimivien viranomaisten kesken paikallisesti, puolustusvoimien verkkoihin sekä myös yleiseen televerkkoon esimerkiksi kaupallisen 4G-yhteyden avulla, mikä mahdollistaa toiminnan laajalla alueella. Bittiumin TAC WIN -järjestelmää sekä ohjelmistoradiolaitteistoja käyttää muun muassa puolustusvoimat laajasti taktisen tiedonsiirron sovelluksissaan.
– Laitteistomme skaalautuu monipuolisesti ja tarjoaa käyttäjille verkon palvelut aina taktisista systeemeistä kaupalliseen verkkoon tietoturva huomioiden. Taktiseen kuplaamme on tällä hetkellä paikallisesti integroitu Bittiumin kehittämä hajautettu taktinen puhe- ja viestipalvelu. Lisäksi verkossa toimivat päätelaitteet on kytketty internetyhteyden yli viranomaisverkoissa käytettyyn Airbusin Tactilon Agnet -ryhmäviestintäpalveluun, joka toimii näissä kenttätesteissä pääasiallisena yhteyspalveluna. Paikallisella puhe- ja viestipalvelulla pystytään tuottamaan käyttäjille kriittiset palvelut, vaikka yhteys internetiin ja sen yli toimiviin palveluihin katkeaisi, kertoi Hulkkonen PRIORITY-hankkeen testaustapahtumassa.
Bittium näkee mukanaolon PRIORITY-hankkeessa arvokkaana, sillä yhteisessä testikäytössä ovat konsortion monipuoliset kriittisen viestinnän teknologiat. –
Arjen tekniikan ja sotilastekniikan yhteen liimaaminen, yhdistelmän kyvykkyyden osoittaminen sekä kaiken ympäristössä olevan suorituskyvyn käyttöönottaminen on meille tärkeää. Testaustapahtuman viranomaisskenaarion ansiosta kyvykkyyksien yhteensopivuutta voidaan todentaa, kuvailee Kemppainen hankeyhteistyön hyötyjä. Bittiumille laitekannan kenttätestit ovat arkipäivää.
Dronen ohjaaminen ja kuvan siirto matkapuhelinverkon kautta
On kyse sitten henkilöetsinnästä, joukkojen hallinnasta tai ison onnettomuuden hoidon organisoinnista, kriittisessä viestinnässä voidaan hyödyntää muitakin ICT-teknologioita, kuten tekoälyä, 5G-viestintää sekä sensori- ja droneteknologioita. Nämä luovat uusia mahdollisuuksia kriittisen viestinnän ratkaisuille ja niillä voidaan vielä tehokkaammin varmistaa viranomaisten keskinäinen viestintä. Droneteknologioita voidaan hyödyntää esimerkiksi pelastusoperaatioissa, jolloin drone kuvaa henkilöetsintää nopeuttaakseen ja tehostaakseen viranomaistoimintaa. Dronen tuottama videokuva siirtyy tilannekeskukseen, palvelimelle ja palvelimen kautta maastoon pelastusviranomaisille. Dronen tuottaman videokuvan siirto tarkoittaa tässä yhteydessä lämpökamera- ja HD-videokuvan tuomista etsijöille tilannetietoisuuden lisäämiseksi. Useamman dronen eli droneparven käyttö samanaikaisesti välittää kuvaa kattavammin tapahtuma-alueesta viranomaisten päätelaitteille matkapuhelinverkon kautta. Matkapuhelinverkkojen hyödyntäminen ohjauksessa ja kuvanvälityksessä mahdollistaa kommunikoinnin droneen pitkilläkin lennätysetäisyyksillä.
Droneteknologia on Centrian tutkimustiimin vahvaa osaamisaluetta, joten sen vastuulla olivat PRIORITY-hankkeen ensimmäisen trialin aikana dronen kuvansiirtoon ja ohjaukseen liittyvät testilennot sekä lämpökameralennot ja niiden demonstroiminen. Ensimmäisen trialin aikana testattiin, kuinka tilannetieto saadaan siirrettyä reaaliaikaisesti kaikille toimijoille kentällä. Tutkimustiimi suoritti myös dronella tehtävät matkapuhelinverkon kuuluvuusalueen mittaukset.
Teknisten käyttötapausten määrälliset ja laadulliset mittaukset
Määrällinen ja laadullinen evaluointi ovat tärkeä osa kenttätestauksia. PRIORITY-hankkeen ensimmäisen trialin aikana toteutettiin teknisten käyttötapausten määrällisiä peittoalue- ja viivemittauksia, joissa 4G/5G-testiverkon kuuluvuutta ja tiedonsiirtonopeutta tarkasteltiin. Trialin määrälliset ja laadulliset mittaukset ovat todentavia mittareita sille, että PRIORITY-hankkeen aikana hyödynnettävät kriittisen viestinnän teknologiat toimivat ja hankkeen tavoitteet saavutetaan. Viranomaisten pitää pystyä luottamaan sujuvaan tiedonsiirtoon kriittisissä hetkissä, ja hankkeen kriittisen viestinnän tavoitteet onkin asetettu käyttäjien tarpeiden näkökulmista. Tietoliikennetutkijat tutkivat todellisten tilanteiden kautta muun muassa siirrettävän tiedon määrää, siirtonopeutta, siirtotiheyttä, siirtoviivettä, virheiden lukumäärää, tiedon priorisointia suhteessa muuhun tietoon sekä tiedonsiirron turvallisuutta.
PRIORITY-hankkeen testaustapahtumassa toteutettiin myös laadullista käyttötapausten havainnointia käyttäjäkokemusten pohjalta. Kenttätestauksiin osallistuneet tutkijat, asiantuntijat ja yhteistyötahojen edustajat tutustuivat ja kokeilivat testauksen aikana käytettäviä teknologioita, jonka jälkeen he vastasivat käyttäjäkyselyyn syntyneiden kokemusten perusteella.
Keysight Technologies Finland Oy on yksi PRIORITY-hankkeen yhteistyötahoista, jonka toimialaa ovat mittaus-, testaus ja navigointivälineiden ja -laitteiden valmistus. Keysightilla on aktiivinen rooli hankkeen trialoinneissa ja yritystä kiinnostavat erityisesti yksityisverkon pystyttäminen ja sen toiminnan validointi. – Keysight toivoo saavansa PRIORITY-hankkeen aikana vastauksia siihen, mitä vaatii erillisen kuplan käyttöönotto, millaista palvelua sen kautta voidaan saada, millaisia käytännön ongelmia mahdollisesti huomataan ja mitä pitäisi pystyä jatkossa huomioimaan konkreettisissa käyttö- ja käyttöönottotilanteissa. Mielenkiintoinen yritysten ja tutkimusorganisaatioiden yhteistyöprojekti kaiken kaikkiaan. Itselleni on uutta olla mukana tällaisessa. On mielenkiintoista nähdä, miten tämä yhteistyö toimii sekä seurata eri toimijoiden intoa omien osa-alueiden hoitamisessa, kehittämisessä ja miettimisessä, pohtii Keysightin analysointiohjelmistojen tuotepäällikkö (Senior Product Manager) Eero Pulkkinen, jonka vastuualueena ovat mittaustulosten jälkikäsittelyyn ja visualisointiin liittyvät asiat.
Keysight tuo PRIORITY-hankkeeseen asiantuntijuutta langattomien verkkojen mittaamisesta ja siihen liittyvistä ohjelmistotuotteista, mittalaitteista ja mittaohjelmistoista sekä analysointiohjelmistoista, joilla mitattavaa dataa voidaan syvällisemmin tarkastella. – Yksityisverkot ja niiden käyttötapa, jossa viranomaiset tarvitsevat myös kaupallisen teknologian palveluja ovat muodostumassa tärkeäksi 5G-teknologian myötä. Vaikka kupla onkin viranomaisen hallussa, kaupallista teknologiaa hyödynnetään ja se rajapinta on hyvin mielenkiintoinen. Suurin hyöty meille hankkeesta on erilaisten kriittisen viestinnän käyttötapojen ja käyttökohteiden näkeminen ja havainnointi. Sitä kautta opitaan paljon siitä, mitä kriittisessä viestinnässä hyödynnettävä teknologia vaatii käytännössä sekä millaisia tuotteita tällaisen verkon mittaamiseen tarvitaan ja miten meidän pitää mahdollisesti pystyä visualisoimaan verkon toimintaa ja mittaustuloksia jälkikäteen. Erilaiset käyttötavat ovat niitä, mitkä antavat lisätietoa ja mahdollistavat sen, että pystymme tekemään riittävän hyviä analyysejä ja käyttäjät saavat sen lisäarvon, mitä he odottavat meidän ohjelmistoilta, kertoo Pulkkinen.
Videoproduktio Priority-hankkeesta
Kenttätestausten lisäksi PRIORITY-hankkeen kolmesta trialista tuotetaan videoproduktio, joissa näytellään trialiin liittyviä kriittisen viestinnän käyttöskenaarioita sekä kuvataan kenttätestauksia. Jokaisella trialilla on oma aihealueensa, joita ovat mellakka massatapahtumassa, älykäs maatalousbisnes sekä suuronnettomuus. Ensimmäinen trial kertoi mellakasta massatapahtumassa, jonka kohtauksia kuvattiin Oulun yliopistolla, Oulun kaupungin keskustassa sekä moottoriurheilukeskus Oulu Zonessa.
Ensimmäisen trialin käyttöskenaarioiden kohtauksia näyttelivät pääasiallisesti konsortion jäsenet. Lisävahvistusta saatiin myös Oulun hätäkeskukselta, sillä ensimmäisen trialiin tarvittiin hätäkeskusvirkailija. Kohtauksiin pyrittiin valitsemaan henkilöitä, jotka ovat elämänsä aikana toimineet vastaavan tyyppisissä virkatehtävissä. Oululaislähtöisen kuvausstudio NTRNZ Median tuottaman videoproduktion tarkoituksena on PRIORITY-hankkeen näkyvyyden lisääminen, hankkeen imagon rakentaminen sekä tutkimustiedon levittäminen.
Business Finlandin Digital Trust -ohjelmaan kuuluvan ja Oulun yliopiston koordinoiman PRIORITY-hankkeen konsortiossa on Centrian lisäksi mukana kaksi muuta tutkimuslaitosta; Turun ammattikorkeakoulu ja VTT. Hankkeen yhteistyötahoja ovat Airbus, Bittium, Digita, EXFO, Keysight, Liikenne- ja viestintävirasto Traficom, Puolustusvoimat, Keski-Pohjanmaan ja Pietarsaaren alueen pelastuslaitos, Elisa, Erillisverkot, Fairspectrum, Verkotan sekä Maa- ja metsätaloustuottajain Keskusliitto (MTK), joista osa tekee samaan aikaan omia rinnakkaisprojektejaan.
Lähteet:
Airbus Defence and Space. Asiakas- ja referenssiesimerkkejä. Viranomaisten välisen viestinnän on toimittava joka tilanteessa. Suomen Virve-verkko perustuu Airbusin TETRA-ratkaisuun. Www-julkaisu. Saatavilla: https://www.airbusfinland.com/referenssit Katsottu 7.10.2020
Bittium Corporation. 2020 Tactical Communications. Www-julkaisu. Saatavilla: https://www.bittium.com/tactical-communications Katsottu 9.10.2020
Elisa Oyj. 2020. Elisa valittiin uuden viranomaisverkko Virven ainoaksi radioverkkotoimittajaksi 10 vuodeksi laadun ja kattavuuden ansiosta. Www-julkaisu. Saatavilla: https://elisa.fi/yhtiotieto/uutishuone/tiedotteet/elisa-valittiin-uuden-viranomaisverkko-virven-ainoaksi-radioverkkotoimittajaksi-10-vuodeksi-laadun-ja-kattavuuden-ansiosta/04566655363560? Katsottu 7.10.2020
Erillisverkot. 2020, 3. Virve 2.0 -mobiilistrategia. Turvallisuus tehdään yhdessä. Www-julkaisu. Saatavilla: https://www.erillisverkot.fi/files/359/mobiilistrategia_VAAKA_090420.pdf Katsottu 2.10.2020
Marika Hautala
TKI-kehittäjä
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 040 487 5812
Juha Erkkilä
Projekti-insinööri
Centria-ammattikorkeakoulu
Marjut Koskela
TKI-asiantuntija / Projektipäällikkö
Centria-ammattikorkeakoulu
Tero Kippola
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
Pentti Eteläaho
Projekti-insinööri
Centria-ammattikorkeakoulu
Marjo Heikkilä
TKI-päällikkö / Projektipäällikkö
Centria-ammattikorkeakoulu
p. 044 449 2507
