Slik kan 5G forandre hverdagen vår

Illustrasjonsbilde av tingenes internett

5G er på vei inn i Norge. Det nye mobilsystemet vil gjøre det enklere å bruke internett i biler, parkeringssensorer, mobilt medisinsk utstyr, fiskeoppdrett og miljøovervåkning. Dette gir store muligheter og ringvirkninger.

Dagens mobilsystem 4G, og forgjengerne 3G og 2G, er egentlig bare beregnet på mobiltelefoner. De har etter hvert fått høyere hastighet og flere tjenester, som for eksempel apper for smarttelefoner. 

Milliarder av sensorer

Men disse mobilsystemene har for liten kapasitet til milliarder av sensorer i en voksende mengde apparater og utstyr med nettilkobling, selv om mange av sensorene sender lite informasjon av gangen.

Av sensorer kan det bli hundre ganger flere enn det er mennesker på jord. – Thanh Van Do

– Det blir ikke stort flere mobiltelefoner enn det er mennesker på jorden. Av sensorer, derimot, kan det bli hundre ganger flere enn det er mennesker, eller enda flere, forklarer professor II på OsloMet, Thanh Van Do.

– Dagens 4G-nett må ha et SIM-kort til hver sensor for å sende data, og det blir veldig dyrt om man har mange av dem, og man vil aldri klare å støtte alle disse milliardene av sensorer, sier han.

4G-nettet ville rett og slett sprenges om det skulle støtte veldig mange sensorer. 

5G gir plass til sensorene og er mer presist

5G-nettet gir plass til mange flere sensorer, og det kan også støtte utstyr og programmer som er veldig presise og pålitelige, og som må ha lav forsinkelse i nettet for å fungere optimalt. 

De trenger heller ikke å være koblet på nett hele tiden, slik som mobiltelefoner. 

Vi kan for eksempel tenke oss fjernstyring av medisinske operasjoner med bruk av robot.

– Hvis du skal operere fra Oslo og kniven er på et feltsykehus i Afghanistan, må det gjøres presist og riktig. Her er det snakk om millisekunder. Da kan du for eksempel bruke et 5G-nett, sier Thanh Van Do.

– Hvordan kan det gå fortere på 5G?

– Fordi man klarer å ha høyere bit-rate, det vil si at det overføres mer informasjon per sekund, og det med lavere forsinkelse. I 5G kan man ha en forsinkelse på 0,5 – 1 millisekund, som gjør det mer brukbart til å styre ulike typer utstyr enn 4G. 

Bilde av Boning Feng til venstre, og Thanh Van Do, fotografert i rommet for OsloMets 5G-nett.

Boning Feng og Thanh Van Do forsker på 5G med EU-midler og med eget 5G-nett på OsloMet. De mener Norge kan hevde seg i løsninger for 5G. De ser svært mange muligheter, og noen sikkerhetsutfordringer. Foto: Olav-Johan Øye

Kan kombinere ulike typer nett

5G kan også kombinere helt ulike tjenester som for eksempel vanlige mobiltelefontjenester og et nødnett, samtidig som det kan støtte utstyr med sensorer. 

Løsningen er å dele opp nettet i ulike deler, såkalt «network slicing». 

Til 5G lages det ikke vanlige mobilnett med så mye fysisk utstyr som i 4G, men med programvarenett lagt inn i en datasky. Da kalles det gjerne virtuelle nett.

Lager nett av programvare

La oss ta et eksempel: I 4G har man utplassert basestasjoner, og hver av dem består av en antenne og en datamaskin som bearbeider og omformer signaler, tar ut data, og sender signaler videre til et kjernenett som utgjør den sentrale delen av 4G-nettet. 

– Men i 5G, derimot, består basestasjonen av antenner og programvare i et virtuelt nett på et datasenter. 

Nå har man ikke fysiske basestasjoner lenger, men virtuelle basestasjoner laget av programvare, og bare antennen er igjen av den fysiske utrustningen. Til og med kjernenettet er en virtuell nettfunksjon på et datasenter. 

Billigere i drift, og raskere å bygge ut

– Vil 5G bli billigere å bygge ut?

– Det blir ikke nødvendigvis billigere å bygge ut. For man må jo lagre programvarene som kjører på datamaskiner. Men det blir mye lettere å håndtere, billigere i drift og enklere og raskere å bygge ut. 

– Til syvende og sist må du jo ha en prosessor og prosessorminne, men i stedet for prosessorminne på hver enkelt basestasjon, er det nå standardisert på et datasenter hvor du kan ha bedre operasjon og vedlikehold, og enklere utskiftning av datamaskiner. 

Nettet er nå koblet sammen ved å bruke det som kalles Software Define Net (SDN). Det vil si at man lager et nett av virtuelle nettfunksjoner som er programvaremoduler. 

Da kan man også ha flere nett som er helt ulike på samme kabel og samme antenne, og en nettverksdel («network slice») kan bestå av et sett med nettverksfunksjoner, som er koblet sammen med å bruke SDN.

Langt mer fleksibelt

– Kan det for eksempel være flere vanlige mobilnett, et nødnett, og nett bare for sensorer?

– Ja, man kan ha nett med vidt forskjellig omforming av signalene (modulasjon), som gjør at man kan støtte for eksempel sensorer av bestemte typer, slik at man kan ha ulike nett som fungerer på helt forskjellige måter, sier Thanh van Do.

– Til og med i 4G ble alle data behandlet likt, uansett om det haster eller ikke, og om det er enkelt eller komplisert utstyr. 4G kan dermed ikke tilfredsstille de samme kravene som 5G kan, sier førsteamanuensis Boning Feng. 

– Sensorer hos for eksempel Telenor ligger fortsatt enda i 2G, fordi de bare trenger lav hastighet, sier Thanh Van Do.

De kan ikke tilby sensorer og utstyr på 4G, fordi dette systemet klarer ikke å se forskjell mellom mobiltelefoner og sensorer. 

Hvis du for eksempel har alarmsystemer hjemme som trenger et abonnement, vil det i dag gå på 2G, men aldri på 4G som også brukes til mobiltelefonsamtaler og Internett som trenger mye kapasitet. Mange sensorer på 4G vil lett kunne sprenge nettet.

– 5G er mest aktuelt for sensorer utendørs, ikke inne, der trådløst nett kan brukes, sier Thanh Van Do. 

For eksempel kan det være parkometer og kameraer som står ute, som ofte ikke vil være pålitelige med trådløst nett (WLAN). Alle parkometer bruker for eksempel 2G i dag.

Neste generasjon nødnett

Når man på samme fysiske infrastruktur kan ha mange forskjellige nett for forskjellige typer utstyr og tjenester i 5G, blir det for eksempel plass til en «network slice» til et nødnett som er helt separat.

– Blir det neste generasjons nødnett?

– Ja, og det vil kunne ha flere funksjoner, bli billigere og sikrere på mange måter.

Man kan for eksempel også ha et nett for hæren. I dag har de sitt eget nett. Hæren vil fortsatt ha sin egen infrastruktur med et eget helt separat nett, men da et eget 5G-nett. 

Fiskeoppdrett, miljøovervåkning og bilproduksjon

Andre tenkte eksempler kan være fiskeoppdrett eller miljøovervåking med utstyr ute på sjøen eller i havet. 

Her kan det være millioner av sensorer, og man kan ha et eget nett for det. Sensorene trenger kanskje ikke sende noe om de ikke oppdager noe unormalt, og det er kanskje ikke andre mobilnett der.

BMW i Tyskland har en hel by som produserer biler. Der har de sitt eget 5G-nett med infrastruktur med egen frekvens, som de bruker for å styre alle automatiske prosesser, og det må gjøres svært nøyaktig.

Sikkerhetsutfordringer

Med andre ord: 5G kommer til å bli den nye kritiske infrastrukturen for det digitaliserte samfunnet. Og det sier seg selv hvor viktig sikkerhet vil være. Ved sabotasje vil man kunne lamme hele samfunnet. 

– Sett fra forskernes sted, var jo drømmen at alt skal være i ett nett. Men i realiteten kan det jo bli forskjellige nett. De som stiller ekstreme krav, for eksempel militære, kan ha eget nett. Du trenger ikke å være i samme nett som andre, men teknologien kan være den samme, nemlig 5G-teknologien, sier Boning Feng. 

Lettere å angripe 

– Plussiden med at det er nett laget av programvare, er at man kan installere nye versjoner og lettere tilpasse det på nye måter. Men når det har blitt programvare, kan man angripe det. Programvare er programvare, og det kan bli utsatt for angrep, også på uventede måter, sier Thanh Van Do. 

– Det kan også bli utsatt for feil. For eksempel ved at man oppdaterer til en ny versjon, og så viser det seg at den nye versjonen ikke går helt sammen med den tidligere versjonen. Det kan også være sykdom i programvaren. 

Viktig å ha tillit til leverandører

– En leverandør kan kanskje også bli mistenkt på grunn av muligheter for spionasje, og påvirkning fra fremmede makter?

– Ja, hvordan kan du sikre alle kodene i programvaren? Det kan det være koder som er latente, men som blir vekket til liv etter en stund, sier Thanh Van Do.

5G vil være over alt. Det er samfunnskritisk og dermed også mer utsatt. – Thanh Van Do

– Dette er ikke noe spesielt med 5G, slik var det også på datasystemer for 10 år siden. Men det som er spesielt med 5G, er at det vil være over alt. Det er samfunnskritisk og dermed også mer utsatt. 

– Derfor er det svært viktig å kunne ha tillit til leverandører av slike tjenester.

Også 5G kan ha bakdører

– Til og med 4G og 3G kan ha bakdører, og man klarer aldri å oppdage det. Du kan ikke gå gjennom millioner av kode for å lete etter det. 

– Om nødnettet går inn i 5G, vil det også kunne være utsatt, dermed er tilliten til en leverandør helt avgjørende.

– Du må alltid ha mulighet til å teste og søke etter feil. Hvis det skjer noe, må du kunne gå til leverandøren og få det fikset, sier Boning Feng.

– Leverandøren må kunne komme inn i systemet for å rette feil, men ikke om de ikke blir bedt om det, eller uten å si fra. For eksempel om det skulle være en utro ansatt som er ute etter noe. Eller om leverandøren er pålagt å levere alt de blir bedt om å gjøre til myndighetene, sier Thanh Van Do. 

Det er også viktig at en leverandør gir fra seg dokumentasjon og informasjon som er oversiktlig til den de skal yte tjenester til, og at du kan få innsyn i det som blir gjort.

– 5G har blitt mer viktig som samfunnsinfrastruktur, og i forskningsprogrammene legges det mye mer vekt på sikkerhet, sier Boning Feng.

OsloMet har eget 5G-nett

OsloMet forsker på 5G, og universitetet har sitt eget 5G-nett laget av programvare med åpen kildekode, vanlige datamaskiner og antenner.

– Vi er ikke så store på OsloMet når det gjelder 5G, men vi er sterke. Det er derfor vi har blitt med i EU-prosjekt, fordi vi har kompetansen som skal til. Som for eksempel i Concordia (nettverk for datasikkerhet). Vi er blant dem som er med og snakker om 5G og sikkerhet.

Norge kan hevde seg i programmering

Thanh Van Do og Boning Feng framhever at Norge kan hevde seg med løsninger som krever programmering. 

– Når det gjelder produksjon, kan det være vanskelig å konkurrere med for eksempel Kina. Men når det gjelder programmering, kan Norge være mer med enn det vi har vært hittil. Der har vi mye kompetanse.  

Forskningsgruppen Autonome systemer og nettverk (ASN)

Relatert forskning

To menn som jobber foran fire PC-skjermer på et kontor

Vil gjøre 5G sikkert

OsloMet-forskere vil utvikle en prototype av 5G hvor nettet kan deles opp for å gi høyere sikkerhet.