Virve (verkko)

Virve (Suomen viranomaisradioverkko) on maailman ensimmäinen maanlaajuinen Tetra-standardiin perustuva viranomaisradioverkko. Verkon operoinnista vastaa kokonaan valtio-omisteinen Suomen Erillisverkot -konserniin kuuluva Suomen Virveverkko Oy. Verkkoa käyttävät viranomaiset ja luvan saaneet yksityiset toimijat. Suomen Virveverkko Oy:n omistajaohjauksesta vastaa valtioneuvoston kanslia.

Valtionhallinto valmistautuu 87 800 000 €:lla siirtymään TETRAsta LTE:iin ja 5G:iin perustuvvaan tekniikkaan, Virve 2.0:aan.

Liikenne- ja viestintäministeriö on päättänyt käyttäjäryhmistä, joilla on oikeus käyttää Virve-verkon palveluita. Virven käyttäjiä ovat viranomaiset, kuten pelastustoimi, poliisi, sosiaali- ja terveystoimi, puolustusvoimat, rajavartiolaitos, meripelastus, tulli, hätäkeskus ja kunnat. Virveä käytetään myös muussa turvallisuuskriittisessä toiminnassa, kuten teollisuudessa, vartioinnissa, järjestyksenvalvonnassa ja arvokuljetuksissa. Joistain länsimaista poiketen, ei Suomessa viranomaisverkon radiostandardia ei ole käytetty huolintatoiminnassa, kuorma-autoliikenteessä ja satamatoiminnoista niiden osittaisesta ulkomaalaisuudesta johtuen.

Historia

Nokia - EADS

Virvetekniikan on toteuttanut Nokia ja myöhemmin EADS Secure Networks Oy ja hankinnoista verkon rakennuttamisessa vastasi sisäasiainministeriö. Järjestelmä käyttää taajuusaluetta 380–400 MHz.

Radiotaajuudet

ECC:n taajuuspäätöksen mukaan Virve toimii välillä 380–385 MHz ja 390–395 MHz. Tämän lisäksi kansallisesti on Virvelle osoitettu lisäksi välistä 385–390 MHz sekä yläpuolelta 385–386 MHz sekä 395–396 MHz. Nämä viimeksi mainitut 1 MHz:n lisäkaistat on tarkoitettu viranomaistoimintaan siinä tapauksessa, että TETRA TEDS tai joku muu nopeaa datasiirtoa tarjoava tekniikka halutaan viranomaiskäyttöön. Arviona on se, että myös loput alueesta, 386–390 MHz sekä 396–400 MHz tulee viranomaiskäyttöön vuosikymmenen 2010–2020 kuluessa.

Virve-verkon taajuusalue asettuu alinta Suomessa käytettävää GSM:n taajuutta alemmaksi, minkä vuoksi tukiasemia tarvitaan täten vähemmän siksi, että pidemmät radioaallot kulkevat kauemmas kuin lyhyemmät.

Salaus ja viranomaaisten omien radioverkkojen yhdistäminen

Digitaalinen Virve on salattu, toisin kuin analogiset vastineensa, ja se on yhdistänyt saman radioverkon käyttäjiksi kaikki aiemmin erillisiä radioverkkoja käyttäneet viranomaiset.

Palvelut

Verkko mahdollistaa kuvansiirron ja samat digitaaliset lisäpalvelut kuin GSM. Käytännössä verkon välityskapasiteetin säästämiseksi tukiaseman alueella pyritään viestimään mahdollisimman paljon puheen asemesta tekstiviesteillä ja kuuntelemalla koko ryhmää tilannekuvan saamiseksi. Periaatteena on se, että pyritään tietoliikenteellisesti säästeliääseen viestintään, jotta tilanteen muuttuessa ei verkko kuormitu liikaa uusien toimijoiden tullessa verkkoon tukiaseman alueella.

Lisäksi verkossa on käytössä ryhmäpuheluominaisuus, joka mahdollistaa nopean ja tehokkaan viestinnän puheryhmän sisällä. Verkkoon on kaavailtu peräti 50 000 päätelaitetta. Vuoden 2007 elokuussa päätelaitemäärä oli noin 29 000.

Lähetystehot

Tukiasemien tehoksi on asetettu 25 wattia, ajoneuvoasemien teho on 10 wattia ja kannettavien laitteiden teho 0,5–2 wattia. Verkko jaetaan puheryhmiin, joita voidaan yhdistellä ja muokata kulloinkin tarvittavan operaation mukaisesti. Verkkoa käyttävät enimmäkseen ns. turvallisuusviranomaiset eli pelastustoimi, poliisi, vankeinhoitolaitos, Suomen puolustusvoimat, sosiaali- ja terveystoimi, Hätäkeskuslaitos, rajavartiolaitos ja tulli, mutta muitakin Liikenne- ja viestintäministeriön määrittelemiä käyttäjäryhmiä on.

Elleivät tukiasemat toimisi tukiseman akkuvirran kuluttavan verkkosähkökatkoksen tai tietokonehäiriön vuoksi, vähätehoisten käsiradiopuhelinten DMO-suorayhteydet rajoittuisivat vain kilometrin tai kahden lähialueelle esimerkiksi poliisipartioiden välisesti, pelastusryhmien joukkueen keskeiseksi tai paikalliseksi moniviranomaistoiminnaksi kohteessa. Tukiasemien toiminnan turvaamiseksi, on Suomen Erillisverkot Oy myöntänyt joillekin pelastusalueen pelastusasemille tai sopimuspalokunnille 30 kVA:nn perävaunuaggregaatin, millä voidaan sähköistää verkkosähköttömän alueen tukiasema toiminta-alueella kohteessa.

Noin 400 MHz:n käsiradiopuhelimen kantama voi olla rakennetulla alueella 1 km - 2 km, kun taas tasaisella alueella, missä ei ole mäkiä tai metsää radioaaltojen etenemiseelle 4 W:n - 5 W:n käsiradiopuhelimen kantama voi olla 4 km.

Tapahtumat

Lisäksi viranomaiset myöntävät erikseen joko määrä-aikaisesti, sopimuspohjaisesti tai erillisiin tapahtumiin rajatun Virve-järjestelmän käyttöoikeuden myös muille erikseen määritetyille tahoille, kuten esimerkiksi joillekin vartioimisliikkeille. Tällöin myös työtehtävissä olevat vartijat voivat käyttää Virveä, vartiointiliikkeillä ei kuitenkaan ole mahdollisuutta päästä viranomaisille tarkoitettuihin puheryhmiin.

Verkkosolut Suomessa

Valtakunnallisesti verkko koostuu viidestä solusta:

• Osaverkko 1 – Kymenlaakson ja Etelä-Karjalan maakunnat, Suomenlahden rannikko, Ahvenanmaa
• Osaverkko 2 – entinen Itä-Suomen lääni, Keski-Suomen maakunnat
• Osaverkko 3 – Satakunta, Uusimaa, Itä-Uusimaa, Päijät-Häme, Pirkanmaa, Varsinais-Suomi
• Osaverkko 4 – entinen Oulun lääni
• Osaverkko 5 – entinen Lapin lääni

Suomen Erilllisverkot

Virveä hallinnoi ja verkon ylläpidosta ja kehityksestä vastaa Suomen Erillisverkot Oy, jonka omistaa kokonaisuudessaan Suomen valtio. Yhtiön omistajaohjauksesta vastaa sisäministeriö, aikaisempi sisäasiainministeriö.

Virve-verkon palvelut

Virve-järjestelmä tukee lukuisia palveluita, joita ei ole ollut aikaisempien sukupolvien erillisverkoissa.

Ryhmäliikenne

Ryhmäpuhelut Virve-verkossa vastaavat muodoltaan tavanomaista vuorottaista ja yksisuuntaista simplex-radiopuhelinliikennettä. Käyttäjä voi osallistua haluamaansa ryhmäpuheluun. Järjestelmä huolehtii siitä, että vain yksi käyttäjä pystyy puhumaan kerrallaan. Käyttäjä voi myös kuulua useampaan ryhmään samanaikaisesti. Ryhmäpuhelu voi toimia koko verkossa tai ainoastaan osassa verkkoa. Jokin puhelu tai hälytys voi kattaa koko viraston, esimerkiksi rajalla koko rajavartiolaitoksen vartiostot. Ryhmäpuhelua ei voi kuunnella sille määritetyn alueen ulkopuolelta.

Suuronnettomuuksien varalta voidaan muodostaa suuronnettomuuspuheryhmiä. Ensihoitopalvelussa toiminta jaetaan luokittelutoimintaan, hoitotoimintaan ja kuljetustoimintaan. Tätä varten on tavanomaisista puheryhmistä eriytetty suuronnettomuuden puheryhmämalli, SURO. SURO-puheryhmät sopeutetaan ennakkoon valmiiksi toiminta-alueen mukaisesti. SURO-mallissa toiminta-alueelle tulevat ensiksi ilmoittautuvat paikalle olevalle lääkintäjohtajalle. Tämä ilmoittautumispuheryhmä voidaan merkitä joko TULO-puheryhmäksi tai Kynnys-puheryhmäksi.

Ensihoitopalvelun sisäistä toimintaa varten on lääkintäjohtajalla ja ensihoidon sektorijohtajilla johtopuheryhmä, LÄÄKJ. Kukin sektorijohtaja käyttää lisäksi oman sektorinsa, luokittelutoiminnan, hoitotoiminnan tai kuljetustoiminnan puheryhmää. Edellä kuvatun kaltaisesti tarvitaan TULO-, LÄÄKJ-, luokittelu-, hoito- ja kuljetusryhmät, viisi puheryhmää tavanomaisesta toiminnasta poikkeavalle suuronnettomuuden ensihoidolle kohteessa. Toimintaa varmistetaan hankkimalla lääkintäjohtajalle yksi Virve-puhelin jokaista puheryhmää varten. On myös mahdollista, että on kuusi puheryhmää ja kuusi Virve-puhelinta yhden lääkintäjohtajan käytössä, jolloin toiminnallisesti kyse on kuin kuudesta radioverkosta. Käytännössä runsas puhelinten hallinta hoidetaan nimittämällä lääkintäjohtajalle avustaja. Kuudes Virve-puhelin ja puheryhmä voidaan osoittaa lääkintäjohtajan viestinnälle tilannekuvaa alueen hoitolaitoksen lääkintäpäällikölle. Lisäksi toimintaan voi liittyä muita ryhmiä, kuten sosiaalipalvelut, kriisipalvelut ja vapaaehtoinen pelastuspalvelu.

Jokaisella pelastuslaitoksela ei ole tarvinnut olla omaa radioverkkonsa yhteyksien suunnittelua, vaan verkon ja ryhmien suunnittelu on voit siirtää suuremman laitoksen tehtäväksi, esimerkiksi Itä-Uudenmaan Keski-Uudellemaalle. Viranomaisyhteistyön helpottamiseksi puheryhmiä on voitu vähentää ja edellyttää sen vastapainoksi aikaisempaa lyhyempää ja muotomääräisempää puhetta Helsingin pelastuslaitoksen malliin.

Virve-verkko luotiin tuottamaan viranomaisille oma valtakunnallinen, luotettava ja suojattu radioverkko. Verkon suunnittelu aloitettiin 1990-luvun alussa, kun käytössä olevien kymmenien analogisten viranomaisverkkojen ylläpito todettiin kalliiksi. Myös viranomaisten viestiliikenteen kasvaneet vaatimukset, kuten viranomaisten välinen yhteistyö, vauhdittivat Virven käyttöönottoa. Vuonna 1995 päätettiin investoida 134 miljoonaa euroa uuteen viranomaisten yhteiskäyttöiseen radioverkkoon.

Verkon rakentaminen aloitettiin vuonna 1998. Koko maan kattavaksi Virve-verkko valmistui 2002. Valmistuessaan verkko oli maailman ensimmäinen maankattava viranomaisten yhteiskäyttöinen Tetra-verkko. Virve-verkko korvasi noin 50 vanhaa analogista ja alueellisesti palvellutta verkkoa.

Vastaavia Tetra-standardin mukaisia viranomaisverkkoja on laajasti käytössä lähes kaikissa Euroopan maissa. Esimerkiksi Norjan Tetra-verkko valmistui vuonna 2015 ja Saksan 2016.

Vuonna 2016 Virve-liittymiä on käytössä 37 000 ja käyttäjiä yli 100 000. Uusien käyttäjäryhmien myötä liittymämäärä kasvaa tasaisesti. Tukiasemia verkossa on noin 1 400 kappaletta, jolla saavutetaan maanlaajuinen radiopeitto. Tämä on mahdollista Tetrassa käytettävän GSM-verkkoja matalamman taajuuden (380–430 MHz) ansiosta, koska vähäisemmän taajuuden aallot ovat pidempiä kuin suurtaajuisten aallot. Matkapuhelimet aluksi Suomessa olivat 450 MHz:n taajuudella toimivia niin kuin muuallakin Pohjoismaissa (NMT-450), mutta ne siirtyivät vähitellen 800–1 900 MHz:n taajuuksille, aikaisempaa lyhyemmille aallonpituuksille. Suomen viranomaisverkon 1 400 tukiasemasta vain noin 10 % on aggregatisoitu, joten 90 %:ssa tukiasemista akut ehtyvät tuntien kuluessa verkkosähkökatkoksessa matkapuhelinverkon tapaan.

Toteutus

Virven tekniikan on toteuttanut Nokia. Usean liiketoimintakaupan myötä Tetra-teknologian kehitys on päätynyt Airbus Defence and Spacelle.

Digitaalinen Virve on salattu toisin kuin aiemmin käytetyt analogiset verkot. Verkko mahdollistaa samat digitaaliset lisäpalvelut kuin GSM. Lisäksi verkossa on käytössä ryhmäpuheluominaisuus, joka mahdollistaa nopean ja tehokkaan viestinnän puheryhmän sisällä. Ryhmäpuhelu onkin Virven tärkein ominaisuus.

Virven käyttäjäorganisaatio saa käyttöönsä maan kattavan virtuaalisen radioverkon, joiden tilaajia ja puheryhmiä organisaation pääkäyttäjä pystyy itse hallinnoimaan. Kukin pääkäyttäjä kykenee hallinnoimaan vain oman organisaationsa tietoja. Vaihtoehtoisesti organisaatio voi antaa pääkäytön operaattorin hoidettavaksi.

Päätelaittein Virvessä voidaan käyttää käsiradiopuhelimia tai kiinteästi asennettuja ajoneuvoradioita. Lisäksi operaatioiden johdosta vastaavat tahot kuten johtokeskukset voivat käyttää käyttöpaikkaa (DWS), jolla voidaan tarvittaessa hallinnoida organisaation tilaajia ja puheryhmiä. Myös erilaisten tilannekuva- ja kenttäjohtamisjärjestelmien kytkeminen Virveen on mahdollista.

Virve-verkon palvelut

Virve-järjestelmä tukee useita palveluita, joita ei ole ollut aikaisempien sukupolvien analogisissa verkoissa.

Puhepalvelut

Ryhmäpuhelu

Ryhmäpuhelut Virve-verkossa vastaavat muodoltaan tavanomaista simplex-radiopuhelinliikennettä. Käyttäjä voi osallistua haluamaansa ryhmäpuheluun. Järjestelmä huolehtii siitä, että vain yksi käyttäjä pystyy puhumaan kerrallaan. Käyttäjä voi myös kuulua useampaan ryhmään samanaikaisesti. Ryhmäpuhelu voi toimia koko verkossa tai ainoastaan osassa verkkoa.

Yksilöpuhelu

Yksilöpuhelut voivat olla kahden päätelaitteen välisiä, hätäkeskuksen ja päätelaitteen välisiä tai kahden hätäkeskuksen välisiä puheluita. Käyttäjä voi myös soittaa puhelun yleiseen puhelinverkkoon.

Hätäkutsu

Hätäkutsu voidaan suorittaa päätelaitteen hätäpainikkeella, ja se välittyy oman alueen hätäkeskukseen yksilöpuheluna. Jos hätäkutsua ei poimita, 20 sekunnin kuluttua se siirtyy normaalina hätäpuheluna hätäkeskuksen hätävaihteeseen (112).

Suorakanava

Suorakanavatoiminne (lyh. DMO, engl. direct mode operation) mahdollistaa päätelaitteiden välisen suoran yhteyden ilman tukiasemia eli ilman verkkopalvelua. Suorakanavatoimintoa voidaan käyttää esimerkiksi tilanteissa, joissa yhteys kiinteään verkkoon on menetetty. Suorakanavan kantama on kuitenkin vähäinen, lähinnä toiminta-alueeseen liittyvä, koska käsiradiopuhelinten lähetysteho on vain enintään 3 W ja ajoneuvoradioidenn 25 W. Näin ollen ilman tukiasemaansa VIRVE ei kykene välittämään viestiä poliisipartiolta laitokselle eikä pelastusryhmältä tai pelastusjoukkueelta johtoon.

Tästä johtuen jotkut pelastuslaitokset joillain nykyisistä hyvinvointialueista ovat rakentaneet noin 160 MHz:n taajuusalueelle maakunnan osan kattavia puheradiotoistimia korkeille maakunnallisille paikoille tai keskuskaupunkien ulkopuolella hyvinvointialueen ulkorajan ja keskuskaupungin välille pelastusasemien torneihin analogisia puheradiotoistimia. 160 MHz:n alueella ennen VIRVE-uudistusta oli viranomaisten radioverkkojen taajuuksia.

Datapalvelut

Lyhytsanoma

Lyhytsanomat toimivat samalla tavalla kuten tekstiviestit GSM-verkossa. Lyhytsanomien kohteena voi olla myös ryhmä, jolloin kaikki ryhmän jäsenet toimivat viestin vastaanottajina.

Statusviesti

Käyttäjä voi lähettää keskukselle tai toisille käyttäjille ennalta sovituilla statusviesteillä tilansa. Viesti välitetään ilman puheluyhteyden muodostamista. Statusviestejä käytetään myös erilaisiin laiteohjauksiin esimerkiksi paloasemien kuulutuslaitteistojen ja väestönsuojelusireenien kauko-ohjaukseen hätäkeskuksesta.

Paikannus

Käyttäjän sijainti voidaan määritellä karkeasti tukiasemien perusteella ja tarkemmin lyhytsanomilla tapahtuvan GPS-paikannuksen avulla. Sijaintia voivat seurata esimerkiksi hätäkeskus tai muut kiinteiden päätelaitteiden (DWS) käyttäjät sekä esimerkiksi kenttäjohtamisjärjestelmien käyttäjät. Useissa päätelaitteissa on sisäänrakennettu GPS-vastaanotin, jonka antama paikannustiedon tarkkuus on 10 metrin luokkaa. Päätelaitteen sisäisen GPS:n tuottamaa tietoa voidaan seurata reaaliaikaisesti.

2000-luvulla on alkanut esiintyä GPS:ään liittyvää radiohäirintää lähinnä siksi, että sen avulla ohjataan hyrräkompassia tarkemmin ja halvemmalla myös täsmäaseiden, kuten liitopommien ja risteilyohjusten lentoratoja.

Pakettidata

Virven pakettidatapalvelut otettiin käyttöön vuoden 2001 jälkeen. Pakettidatan siirtonopeus on yhdellä kanavalla 7,2 kbit/s. Yhden kanavan teoreettinen siirtonopeus on 9,0 kbit/s, mutta osa kanavan nopeudesta menee eri ohjaus- ja välitystietojen käsittelyyn.

Viranomaisverkkoja muissa maissa

Ruotsissa TETRAan perustuva viranomaisverkko on nimeltään Rakel, RAdioKommunikation för Effektiv Ledning, mikä tarkoittaa Radioviestintää tehokkaaksi johtamiseksi.

Norjassa vastaavan järjestelmän nimi on Nødnett, Tanskassa SINE ja Saksassa BOSNET.

Aiheesta muualla

• Pelkkä viranomaiskännykkä ei aina riitä – armeijan tyylisiä kenttäpuhelinverkkoja rakennetaan yhä tunnelitiloihin Yle, 2018