5G:n soveltuvuus siviili-ilmailun viestintävälineissä
Ladataan...
Kokoteksti luettavissa vain Tritonian asiakaskoneilla.
Lataukset3
Pysyvä osoite
Kuvaus
Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.
Tässä kandidaatintutkielmassa tarkastellaan 5G-teknologian käyttömahdollisuuksia siviili-ilmai
lun viestinnässä sekä arvioidaan sen soveltuvuutta osaksi tulevaisuuden ilmailun viestintäjärjes
telmiä. Tutkielman lähtökohtana on ilmailuviestinnän jatkuva kehitys sekä lentoliikenteen kas
vun aiheuttama tarve tehokkaammille ja luotettavammille viestintäratkaisuille. Työn alussa kä
sitellään ilmailuviestinnän historiallista kehitystä Maxwellin sähkömagneettisten aaltojen teori
asta radion varhaiseen käyttöönottoon ja edelleen nykyisiin VHF-, HF- ja satelliittipohjaisiin vies
tintäjärjestelmiin. Nämä järjestelmät muodostavat nykyisin siviili-ilmailun viestintäinfrastruk
tuurin perustan ja mahdollistavat lentokoneiden, lennonjohdon ja muiden ilmailun toimijoiden
välisen viestinnän maailmanlaajuisesti.
Tutkielmassa tunnistetaan myös nykyisten radiopohjaisten viestintäratkaisujen keskeisiä rajoit
teita. Näihin kuuluvat muun muassa rajallinen tiedonsiirtokapasiteetti, taajuusruuhkat vilkkaasti
liikennöidyssä ilmatilassa ja lentoliikenteen solmukohdissa, ionosfäärin aiheuttamat häiriöt HF
yhteyksissä sekä geostationaarisiin satelliitteihin liittyvä suuri viive. Lentoliikenteen määrän kas
vaessa nämä rajoitteet korostuvat entisestään ja lisäävät tarvetta uusille teknologisille ratkai
suille, jotka pystyvät tarjoamaan suuremman kapasiteetin, pienemmän viiveen ja paremman
skaalautuvuuden.
Tutkielman keskeisenä tavoitteena on vastata kysymykseen siitä, onko 5G-teknologialla tulevai
suutta siviili-ilmailun viestinnässä. Lisäksi tarkastellaan, millaisia teknisiä ja operatiivisia rajoituk
sia 5G-teknologian on ylitettävä sekä miten se soveltuu ilmailualalla käytössä oleviin turvalli
suus- ja sertifiointistandardeihin.
Työssä tarkasteltiin 5G:n toteuttamista ilmailussa niin sanotun Non-Terrestrial Network (NTN)
arkkitehtuurin avulla. NTN-verkot hyödyntävät satelliitteja ja muita ei-maapohjaisia alustoja
viestintäinfrastruktuurin osana. Erityisesti matalan kiertoradan (LEO) satelliittikonstellaatiot tar
joavat merkittäviä etuja perinteisiin geostationaarisiin satelliitteihin verrattuna, kuten pienem
män viiveen ja paremman soveltuvuuden reaaliaikaiseen datansiirtoon. Toisaalta LEO-satelliit
tien käyttö tuo mukanaan uusia haasteita, kuten laajamittaisten satelliittikonstellaatioiden ra
kentamiseen liittyvät infrastruktuuri-investoinnit sekä jatkuvat yhteydenvaihdot satelliittien ja
lentokoneiden liikkeen vuoksi.
Kokonaisuutena tutkielma osoittaa, että 5G-teknologialla on merkittävää potentiaalia täydentää
siviili-ilmailun nykyisiä viestintäratkaisuja erityisesti kapasiteetin, viiveen ja joustavuuden näkö
kulmasta. Se ei kuitenkaan todennäköisesti tule korvaamaan perinteisiä VHF-, HF- ja satelliitti
pohjaisia viestintäjärjestelmiä ainakaan lähitulevaisuudessa. Laajamittainen käyttöönotto edel
lyttää edelleen teknologista kehitystä, luotettavien verkonhallinta- ja handover-ratkaisujen pa
rantamista sekä ilmailualan tiukkojen turvallisuus- ja sertifiointivaatimusten täyttämistä.