Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tarpeet tulevaisuudessa PELTI

Transkriptio

1 Pelastustoimen langattoman tiedonsiirron tarpeet tulevaisuudessa PELTI Kari Junttila, DI Erikoistutkija, Informaatioteknologia Operatiiviset Tietojärjestelmät Pelastusopisto, T&K Palvelut

2 Sisältö Hankkeen taustaa Organisointi ja yhteistyötahot Toteutus ja raportointi ja tulosten hyödyntäminen Rajapintoja, erityisvaatimuksia ja vertailua Yhteenveto Skenaarioita Faktoja Suosituksia Lisäselvitystarpeita

3 Hankkeen tausta ja tavoitteet 1/2 Käyttökokemuksia nykyisten tiedonsiirtokanavien käytöstä operatiivisessa toiminnassa. Teknologia on kehittynyt, tarjoten uusia mahdollisuuksia tiedonsiirtoon. SELVITETTIIN: Mitkä ovat pelastustoimen operatiivisen toiminnan tarpeet tulevaisuudessa langattoman tiedonsiirron osalta Mitä mahdollisuuksia nykyiset ja lähivuosien tiedonsiirtoratkaisut tuovat tullessaan. PELTI on selvitystyö VIRVEn sekä muiden langattomien tiedonsiirtoverkkojen: Mahdollisuuksista, Käytöstä sekä Suorituskyvystä ja Rajoituksista

4 Hankkeen tausta ja tavoitteet 2/2 VIRVEn käyttöönotto on mahdollistanut eri viranomaisten yhteistyön kehittymisen nykyiselle tasolle. Kaikilla toimijoilla on samoja tarpeita järjestelmille ja tiedonsiirrolle, mutta jokaisella on myös omia vaatimuksia: Pyritään löytämään yhteisiä ratkaisuvaihtoehtoja sekä toimintamalleja Helpottaa järjestelmien yhteensovittamista Mahdollistaa keskitettyjen ratkaisujen suunnittelun Toiminta tehostuu Syntyy kustannussäästöjä Yhteistyö yli viranomaisrajojen helpottuu onnettomuustilanteissa.

5 Hankkeen organisointi PELTI on Pelastusopiston tutkimusyksikön hanke: Sisältö ja tavoitteet määriteltiin hankkeen ohjausryhmässä vuoden 2009 lopulla ja Käytännön työ alkoi maaliskuussa 2010 päättyi helmikuussa 2011 Hankkeen toteutuksessa on ollut mukana Pelastusopiston lisäksi laaja joukko pelastusalan ja verkkotekniikan asiantuntijoita. Palosuojelurahasto on tukenut hankkeen toteuttamista. Hankkeen aikana järjestettiin työpajoja sekä haastateltiin eri sidosryhmien edustajia

6 Hankkeen yhteistyötahot Radio amatöörit MOBI ICT integraatio (Laurea amk) Kaupalliset Operaattorit Sos/Terv PEKE Merlot KEJO PRONTO PEIP Langaton Laajakaista Sovellukset Merlot perhe Logica Pelastuslaitokset HÄKElaitos TOTI/TOTI2 KEJO PELTI PeO T&K JOTKE PRONTO VIRVE PEIP ErVe PEKE JOTKE SM/PEO POKE VITJA TUVE PEKE Verkot Laitteet Sovellukset POLIISI HalTiK Cassidian RVL Tieto

7 Liittymät muihin hankkeisiin Hätäkeskuslaitoksen TOTI -hankkeissa syntynyttä aineistoa käytettiin hyväksi viranomaisyhteistyöhön liittyvien tekijöiden huomioimiseksi. Tulevaisuuden johtamisjärjestelmän (KEJO) määrittelytyön tuloksia hyödynnettiin operatiiviseen käyttöön liittyvien tarpeiden määrittelytyössä Tuotettiin päätöksenteon ja suunnittelun tueksi tietoa, koskien Pelastustoimen operatiivisten järjestelmien kehittämistyötä,

8 Hankkeen toteutus 1/2 Hankkeen toteutus 1/2 Teoreettinen taustatarkastelu - kirjallisuus, tutkimusraportit Nykyinen toiminta (Haastattelut, työpajat) - miten tähän on tultu (historia - nykypäivä) - miten (VIRVEä yms.) käytetään nykyään - keskeiset haasteet (tiedonsiirrossa) - kehittämistarpeet

9 Hankkeen toteutus 2/2 Viranomaistoiminnan viestintätarpeiden kehittyminen - keskeisiä tekijöitä - tarpeet Teknologiset tarkastelut - TETRA standardin kehittyminen - Muut langattomat teknologiat Turvaverkkoratkaisut PEIP Kansainvälinen vertailu ja tarkastelu

10 Hankkeen raportointi Hankkeen loppuraportti koostuu kolmesta osasta: Varsinainen raportti (103 sivua) ja kaksi liitettä. Liitteessä 1 (78 sivua): Kuvaukset täydentävistä verkkoratkaisuista liitteessä 2 (17 sivua): Lyhyet kuvaukset suurimmista TETRA -verkoista muualla Euroopassa Katsaus kansainvälisiin pelastusalan kehityshankkeisiin. Lähdedokumentit (66 tiedostoa, 74Mt) Listattu Skenaarioita, Faktoja, Suosituksia sekä jatkoselvitystä vaativia kohteita

11 Tulosten hyödyntäminen Tuloksia esitellään seminaareissa Raportti liitteineen ja lähdeaineistoineen ladattavissa Pelastusopiston nettisivuilta : => Paloportti, (n.60mt). Projektin tulokset ovat koko pelastustoimen sekä sidosryhmien käytössä, suunniteltaessa tulevaisuuden järjestelmiä

12 Tietoa siirtyy Langattomasti Tietoa siirtyy Langattomasti Pelastustoimen operatiivinen prosessi HÄKEn kannalta (TOTI selvitystyö) HÄKEn välittämät tehtävät Tietoa siirtyy Langattomasti Oma-aloitteiset tehtävät Tietoa siirtyy Langattomasti

13 Hallinnolliset haasteet Pelastustoimi on kunnallinen palvelu Muut turvallisuusviranomaiset SM:n alaisia: Vaikeuttaa yhteisten järjestelmien suunnittelua ja toteutusta HALTIK palvelee valtion viranomaisia: Miten turvataan kuntasektorin pääsy samoihin palveluihin? Oltava toimialakohtaisesti yhteiset toimintatavat, prosessit ja ohjeistus Osa toimijoista (VPKt, meripelastusseurat, vartiointiliikkeet, ) yhteisten tietojärjestelmien ulkopuolella Kunnallinen autonomia luo haasteita keskitettyjen tietojärjestelmien kehittämiselle/hankinnoille

14 Langattoman tiedonsiirron rajapinnat A: VIRVEn ilmarajapinta käsiradiopuhelimeen B: VIRVEn ilmarajapinta ajoneuvoradioon/modeemiin C: VIRVEn ilmarajapinta asemaradioon/modeemiin D: Ilmarajapinta kaupallisiin verkkoihin, monikanavaisuus E: Satelliittiyhteys F: Pelastusyksikön ja paloaseman välinen WLANrajapinta

15 Datasiirron erityisvaatimuksia Luokittelu ja priorisointi Kriittinen: on suoritettava/ siirrettävä aina ja välittömästi Ei-kriittinen: suoritusta/siirtoa voidaan lykätä Valinnainen: suoritus/siirto ei vaikuta toimintaan Sovellusälykkyys, mobiilitietoisuus: Kenttäjärjestelmien oltava tietoisia kulloisestakin käyttöympäristöstä ja toimittava ympäristön asettamien rajoitusten puitteissa Standardit rajapinnat Muihin järjestelmiin ja palveluihin (TOTI, taustajärjestelmät, rekisterit, ) Tilannekuvan siirto järjestelmästä toiseen Sekä horisontaalisesti että vertikaalisesti Monikanavaisuus Radiopäätelaitteet / monikanavareititin tietoinen kunkin tuetun verkon (VIRVE/3G/4G/WiMAX/WLAN/ ) kuuluvuudesta ja ao radiokanavan tilasta. WLAN -palopostien käyttömahdollisuus

16 Tiedonsiirtonopeuksien vertailu Eri palveluiden käytettävyys, saatavuus, kapasiteetti ja luotettavuus otettava huomioon

17 YHTEENVETO JA LOPPUPÄÄTELMÄT: VIRVEn rooli Puhepalvelut (Luotettava, nopeat yhteydet, Hyvä kuuluvuus) VIRVEn puhepalvelut toimivat hyvin ja niihin ollaan tyytyväisiä. Suuria muutoksia puhepalveluiden käyttöön ei ole tulossa Datapalvelut (Hidas, Alhainen kapasiteetti, Luotettava, Hyvä kuuluvuus) VIRVEn tarjoamiin datapalveluihin ollaan nykyisellään varsin tyytymättömiä Eivät muutaman vuoden tähtäimelläkään tule täyttämään käyttäjien tulevaisuuden tarpeita Mahdollinen TEDS -käyttöönotto voi tuoda osittaisen ratkaisun tiedonsiirron ongelmiin

18 Täydentävien teknologioiden roolit tulevaisuudessa. Tarkempaa teknistä tietoa Raportin liitteestä 1. Datame WiMAX/CDMA,LTE) Hyvä peitto ja käytettävyys Poliisin tekemissä kenttätesteissä, verkkoteknologia tulee muuttumaan 2G/EDGE/GPRS Elinkaaren loppupäässä, tulee korvautumaan 3G/HSPAlla lähivuosina 3G/HSPA verkkojen kattavuus hyvä, U900/HSPA tulee olemaan peittoalueeltaan parempi, kuin 2G/EDGE/GPRS Verkkojen käytettävyys suuronnettomuus - ruuhkatilanteissa ongelmallista 4G/LTE Muiden teknologioiden käytettävyys 1/2 verkot toimivat nyt 2.6 GHz:n taajuusalueella ei kannata rakentaa maanlaajuisia verkkoja. Tulossa 800MhZ LTE/4G taajuusalue

19 Muiden teknologioiden käytettävyys 2/2 WLAN Langattomalle lähiverkkotekniikalle on nähtävissä kolme käyttötapausta: ajoneuvon ja paloaseman välinen tiedonsiirto ajoneuvon ja sen välittömän ympäristön sisäinen tietoverkko ajoneuvon ja julkisen WLAN -verkon välinen yhteys : WLAN PALOPOSTI Satelliittiteknologiat Täydentävä rooli pelastustoimen langattomassa tiedonsiirrossa: Ollaan VIRVEn tai kaupallisten matkapuhelinverkkojen peiton ulkopuolella Yhteyden tarve on pitkäkestoinen, eikä muita kanavia käytössä Halutaan paikallista VIRVE- tai matkapuhelinverkkokapasiteettia ja tarvitaan transmissio kesällä 2011 TeliaSonera aloittaa EutelSatin KA-SAT -satelliitin palvelujen tarjoamisen Iso antenni, ei sovellu liikkuvaan tiedonsiirtoon

20 3 Kehitysskenaariota Mahdollisia kehitysvaihtoehtoja, joista osa hypoteettisia: Luonnosteltu mahdollisia kehityspolkuja ja niiden seurauksia viranomaisviestinnän kannalta ottaen huomioon: Miten VIRVE kehittyy lähivuosina Miten muut langattomat verkot kehittyvät Suomessa Saavatko viranomaisverkot oman taajuusalueen laajakaistaista langatonta tiedonsiirtoa varten, mikä on sille silloin allokoitu spektri ja mikä on käytetty teknologia Miten kriittinen kommunikaatio kehittyy globaalisti

21 S1: Kaikki palvelut VIRVEn avulla VIRVEn palvelujen lisäksi ei olisi tarvetta tai haluakaan käyttää kaupallisten matkaviestinverkkojen tiedonsiirtopalveluja: A: Puhe + kapeakaistainen datasiirto (TETRA Rel 1) = nykytilanne Tämä on nykytilanne ja lähtötilanne kaikissa skenaarioissa. Datasiirron nopeudet rajoittuvat välille 2-4 kbit/s. B: Puhe + leveäkaistainen datasiirto (TETRA Rel 2 = TEDS) Tässä vaiheessa on leveäkaistainen datasiirto (TEDS) otettu käyttöön. Peitto ei ole maanlaajuinen, vaan sillä tuodaan lisäkapasiteettia lyhytsanomien välitykseen ruuhkaisimmille seuduille. Samalla se kuitenkin parantaa myös puhepalvelujen laatua, vapauttaa kapasiteettia. C: Puhe + laajakaistainen datasiirto (TETRA Rel 3) Edellyttää, että TETRA -tekniikkaan on saatu aikaiseksi laajakaistaratkaisu, Edellyttää sopivan taajuusalueen löytymisen viranomaisviestintään. Ajallisesti tämä voisi sijoittua 2010-luvun loppuun tai 2020-luvun alkuun. Kehitysvaihtoehdot: A B C Riskit: Laajakaistaiset datapalvelut ovat vuosikymmenen päässä, eikä varmuutta toteutuksesta ole. Skenaario ei ole toivottava

22 S2: Puhe ja lyhytsanomat VIRVEllä, nopeat datapalvelut muilla verkoilla D: Puhe + kapeakaistainen datasiirto + laajakaistadatasiirto (3G/4G) Tässä vaiheessa on VIRVEn nykytilaa täydennetty laajakaistaisella kaupallisten verkkojen pakettidatatuella. Käytännössä siis vaihetta A on täydennetty monikanavaisella reitittimellä. E: Puhe + leveäkaistainen datasiirto(teds) + laajakaistadatasiirto (3G/4G) Tämä vaihe on muuten sama kuin B, mutta käytössä on monikanavareititin laajakaistatukea varten. Kehitysvaihtoehdot: A D E C? Riskit: A D E E A D E F? Houkuttelevin, koska se tarjoaa laajakaistaiset datasiirtopalvelut heti Loppuvaiheessa on eniten valinnanvaraa. Valinnanvara on riippuvainen vaiheiden C ja F toteutumisesta. Kuinka voimakkaasti tukeudutaan kaupallisiin laajakaistasiirtoratkaisuihin ja mikä on niiden saatavuus onnettomuustilanteiden aikana.

23 S3: TETRA ajetaan alas kymmenessä vuodessa Tämä skenaario on muuten samanlainen kuin skenaario 2, mutta se olettaa, että nykyisen kaltainen, TETRA -pohjainen VIRVE on tullut tiensä päähän ja ajetaan alas. Skenaarion loppuvaihetta, jossain 2020-luvun alussa, voisi kuvailla seuraavasti: F: Viranomaiskäyttöön ei löytynyt harmonisoitua taajuusaluetta. TETRAn laajakaistaratkaisuakaan ei ole voitu määritellä. TETRA -tekniikalla ei pystytä suoriutumaan operatiivisista tehtävistä. Muu teknologia nousee dominoivaan asemaan sekä kaupalliset palvelut että viranomaispalvelut. Maanlaajuisen peiton rakentaminen on edullista ja kriittisen kommunikaation vaatimukset on voitu ottaa huomioon verkon ja sen palvelujen toteutuksessa. Kaupalliset verkot ja viranomaisverkko voivat olla erillisiä tai yhteisiä jos: Viranomaispalveluille on määritelty taattu minimikapasiteetti, jota kaupalliset palvelut eivät voi käyttää missään tilanteessa. Radiorajapinta voisi olla kognitiivinen, jolloin kapasiteettia pystytään joustavasti osoittamaan sinne, missä tarve on suurin. Kehitysvaihtoehdot: A D E F Riskit: Kompastuskivi on kriittisen kommunikaation tuki muussa kuin TETR A-tekniikassa. Voi olla niin, että VIRVE vaihtaa teknologiapohjaa ja muuten sen palvelut ja ominaisuudet pysyvät vähintään entisinä. Houkuttelevuus ja toteutumistodennäköisyys kasvaisivat huomattavasti.

24 Yhteenveto skenaarioista = kapeakaistainen = leveäkaistainen =laajakaistainen Skenaario 1 A B C Skenaario 2 A D E E C? F? Skenaario 3 A D E F vuosi skenaariot 2 ja 3 ovat varhaisen laajakaistatukensa ansiosta houkuttelevia. Skenaario 2 antaa lisäksi eniten valinnanvaraa ajanjakson loppupuolella Voidaan pitää pitkällä tähtäimellä suositeltavimpana.

25 Yhteenveto nykytilanteesta, faktat (F) F1: VIRVE on viranomaistoimintaan sopiva tiedonsiirtoverkko, Ei ole tällä hetkellä puhepalveluiden osalta kilpailijaa. F2: VIRVEn datasiirto-ominaisuudet ovat sen verran rajoitetut, että ne eivät vastaa tulevaisuuden tiedonsiirtotarpeita. Kapeakaistainen datasiirto toimii, leveäkaistainen datasiirto (=TEDS) on mahdollista ottaa käyttöön, mutta sekään ei ole ratkaisu kaikkiin tarpeisiin. Laajakaistainen datasiirto on VIRVEssä ainakin n.10 vuoden päässä, eikä senkään toteutumisesta ole vielä muuta kuin arvailuja. F3:TETRA-tekniikan lisäksi tarvitaan muita teknologioita tiedonsiirtotarpeiden tyydyttämiseksi. Vaihtoehtoja ovat 2G/EDGE, 3G/HSPA, 4G/LTE, WLAN ja satelliittitekniikat. Mukaan on laskettava tuki, riippumatta sen tulevaisuuden ratkaisuista. F4:Viranomasten oma dedikoitu laajakaista kapasiteetti tarvitaan

26 Suosituksia (S) jatkotoimenpiteiksi S1: Selvitetään, onko VIRVEn TEDS-päivitys järkevää tehdä Mikä on sen kattavuus, vaiheistus ja vaikutus loppukäyttäjille. Myös kokonaistaloudellisuus (OPEX + CAPEX) on otettava huomioon. Erillisverkot vastaa tästä selvityksestä ja sen perusteella tehtävästä päätöksestä.

27 Suosituksia (S) jatkotoimenpiteiksi S2: Selvitetään monikanavareitittimien markkinatilanne ja toimittajat Evaluoidaan potentiaaliset vaihtoehdot ja valitaan toimittaja (tai toimittajat). Vaikutetaan reitittimien ominaisuuksiin siten, että ne vastaavat tulevaisuuden tarpeita. Tärkeänä kriteerinä on tuki halutuille verkoille. Erityishuomiota on kiinnitettävä myös turvallisuusominaisuuksiin, kanavanvaihdon sujuvuuteen sekä saman verkon tukiasemien välillä että verkkojen välillä, Poikkeustilanteiden hallinta, laitteen hallintaan sekä paikallisesti että etäkäyttöisesti ja Liitäntärajapinta kenttäjärjestelmään päin. Monikanavaratkaisu on tuotteistettava siten, että pelastuslaitokset voivat ottaa käyttöönsä varman ja käytännössä kokeillun pakettiratkaisun.

28 Suosituksia (S) jatkotoimenpiteiksi S3: Varmistetaan, että uuden kenttäjärjestelmän (KEJO) ja uuden hätäkeskustietojärjestelmän (TOTI) vaatimukset noudattavat valtion ITstrategian linjauksia, joihin kuuluu mm.: yhteentoimivuus: arkkitehtuuri ja palvelurajapinnat toimintavarmuus turvallisuus: tietoturvallisuus ja käyttöoikeudet Palvelurajapintojen ja erityisesti ilmarajapintojen määrittely on tehtävä niin, että se tukee: toimittajariippumattomuutta, tavoitteena monitoimittajaympäristö sanomaliikenteen luokittelua ja sen mahdollistamaa priorisointia

29 Lisäselvitys- ja kehitystyötä vaativia asioita (L) L1: Kenttäjärjestelmän sanomaliikenteen luokittelu radiorajapinnassa: KEJO -määrittelyä on täydennettävä (käyttötapauksittain) sanomakohtaisilla ja infoelementtikohtaisilla luokitteluilla, mikä antaa mahdollisuuden tiedonsiirron priorisointiin ruuhkatilanteessa Lisäksi on selvitettävä, mitä mahdollisuuksia VIRVEn uudet järjestelmätasot tuovat sanomapriorisointiin. L2: kehittymistä ja sen uutta teknologiaratkaisua. Kun se on selvillä, analysoidaan uuden teknologian ja koko verkon tuomat mahdollisuudet viranomaisviestintään. Siihen asti pidättäydytään uusinvestoinneista tämän verkon palvelujen suhteen, ainakin jos operaattori ei korvaa teknologiavaihdosta aiheutuvia kustannuksia. L3: Selvitetään TeliaSoneran laajakaistaisen satelliittipalvelun sopivuus moniviranomaiskäyttöön: Selvitykseen voisi kuulua myös käytännön kokeilu ja kokemusten jalostaminen toimintaohjeiksi.