5G URLLC: Tekniikka ja teollisuussovellukset

Koska mobiiliverkkojen käyttö on jatkuvassa kasvussa ja internetissä olevien laitteiden määrä on moninkertaistunut viime vuosina, tarvitaan uusia, moderneja ratkaisuja tukemaan entistä yksilöllisempiä tarpeita sekä keinoja hallita alati kasvavaa datan määrää. Viidennen sukupolven mobiiliviestintäteknologia eli 5G on kykenevä vastaamaan näihin haasteisiin, ja se avaa paljon ovia myös uusille sovelluksille, joita voidaan hyödyntää monialaisesti. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on perehtyä syvemmin 5G:n potentiaaliin sekä sen myötä syntyneisiin mahdollisuuksiin eri käytännön aloilla ja sovelluskohteissa. Lisäksi työssä tarkastellaan URLLC:tä (engl. Ultra-Reliable, Low-Latency Communications) ja sen merkitystä osana 5G:n tärkeimpiä teknologioita. Tutkielma tehtiin kirjallisuuskatsauksena, ja aineistona käytettiin muun muassa tieteellisiä artikkeleita sekä muita tekstilähteitä. 5G on uusi mobiiliverkkoteknologia, joka toimii edellisiä teknologioita suuremmilla taajuuskaistoilla. Tämän ansiosta sitä voidaan hyödyntää eri tavoin, ja kapasiteetti riittää kattamaan suuretkin tietoliikennemäärät. Koska URLLC yhdessä muiden 5G:n avainteknologioiden kanssa mahdollistaa luotettavan ja nopean tiedonsiirron, näkyy 5G:n luomat parannukset muun muassa vapaa-aikaan, maatalouteen ja teollisuuteen liittyvissä käyttökohteissa hyvinkin selkeästi. Työssä keskitytään pääasiassa teollisuuden sovelluksiin, sillä 5G:n myötä myös teollisuus on kokenut suuren muutoksen, ja puhutaankin teollisuuden neljännestä vallankumouksesta. Teollisuus keskittyy entistä enemmän digitaalisiin sovelluksiin, joita 5G yhdessä URLLC:n kanssa mahdollistaa. Näitä ovat esimerkiksi teollisuusautomaatio, reaaliaikaiset järjestelmät ja koneoppiminen. Tutkielma osoittaa, että 5G:n merkitys teollisuuden saralla on korvaamattoman arvokas. Kustannustehokkaina sekä joustavina pidetyt langattomat tiedonsiirtomenetelmät voivat korvata entiset langalliset järjestelmät ja näin ollen parantaa tuotannon ja teollisuuden luotettavuutta, tehokkuutta ja adaptiivisuutta. Tyypillisimpänä haasteena 5G-teknologiaan liittyen on sen käyttöönotto. Uuden teknologian myötä vanhoja laitteita joudutaan päivittämään, langattoman tiedonsiirron varmistamiseksi saatetaan joutua tekemään fyysisiäkin muutoksia työtiloissa ja henkilöstöä tulee perehdyttää uusiin toimintamalleihin. 5G-teknologiassa on kuitenkin tavoiteltu sen jatkuvuutta, eli kun käyttöönottoon liittyvät haasteet saadaan suoritettua, ei isoja muutoksia tarvitse enää hetkeen tehdä