Reima Kettunen, Bittium Oyj Harri Romppainen, Bittium Oyj
Ohjelmistojen merkitys niin yhteiskunnan siviilitoiminnoissa kuin sotilaallisessa maanpuolustuksessa kasvaa kiihtyvällä vauh-dilla. Taktinen tiedonsiirto on jo osittain siirtynyt ja tulee jatkos-sa kokonaan siirtymään ohjelmistoradiopohjaisiin ratkaisuihin, joissa uusia suorituskykyjä kehitetään erityisesti sulautettujen ohjelmistojen jatkuvalla ohjelmistopohjaisella kehittämisen mal-lilla yli järjestelmien pitkien elinkaarien. Artikkelissa ohjelmisto-radioteknologian kansallista osaamista edustavan Bittiumin Reima Kettunen ja Harri Romppainen käyvät läpi, mitä ohjel-mistopohjaisen suorituskyvyn elinkaaren hallinnassa tulee ottaa huomioon.
Pitkän elinkaaren ohjelmistopohjaisia suorituskykyjä on ke-hitetty johtamisjärjestelmäalalla jo varsin pitkään käyttäjille nä-kyvien tietojärjestelmien ja sovellusten osalta. Suorituskykyjen kehittämisessä sulautettujen ohjelmistojen ja järjestelmien, jotka eivät usein näy suoraan käyttäjille, merkitys kuitenkin kasvaa, kun älykkäitä ja verkotettuja toiminnallisuuksia voidaan hajauttaa ja upottaa kaikkiin puolustusjärjestelmiin ja -tarvikkeisiin. Taktinen tiedonsiirto on jo osittain siirtynyt ja tulee kokonaan siirtymään ohjelmisto radiopohjaisiin ratkaisuihin, joissa uusia
suorituskyky-jä kehitetään erityisesti sulautettujen ohjelmistojen jatkuvalla oh-jelmistopohjaisella kehittämisen mallilla yli järjestelmien pitkien elinkaarien.
Bittium on tehnyt yli 20 vuotta tutkimus- ja kehitystyötä ohjel-mistoradioteknologian parissa. Tutkimus on tähdännyt ohjelmisto-pohjaisten radiojärjestelmien kehittämiseen, ja niin tutkimusta kuin tuotekehitystäkin on tehty tiiviissä yhteistyössä Puolustus-voimien kanssa. Pitkäjänteinen yhteistyö on johtanut siihen, että Bittium ja Puolustusvoimat ovat maailman huipputasoa ohjelmis-toradioteknologian hyödyntämisessä taktisessa tiedonsiirrossa.
Tutkimuksen ja tuotekehityksen konkreettisena tuloksena Puo-lustusvoimat on ottanut käyttöönsä Langattoman Runkoverkon (LRV) eli Bittium Tactical Wireless IP Network™ -järjestelmän (TAC WIN), taktisen puhepalvelun eli Bittium Tough VoIP Ser-vice™ -palvelun ja on aloittanut ohjelmistoradioteknologiaan pe-rustuvien uuden sukupolven kenttäradioiden eli Bittium Tough SDR™ -radioiden käyttöönoton. Tuotteet tukevat kaikkien puolus-tushaarojen liikkuvaa taistelutapaa älykkäänä tiedonsiirtoalustana.
Yksi näiden M18-johtamisjärjestelmän ytimessä olevien ratkaisu-jen tuomista tärkeistä eduista on niiden ohjelmistopohjaisuus, joka mahdollistaa jatkuvan suorituskyvyn parantamisen ohjelmistoja kehittämällä ja päivittämällä. Näin järjestelmän ominaisuuksia, kuten kapasiteettia, käytettävyyttä ja taistelunkestävyyttä voidaan parantaa koko tuotteiden elinkaaren ajan ilman kalliita laiteinves-tointeja ja -asennuksia.
Tärkeässä roolissa Bittiumin ja Puolustusvoimien välisessä yh-teistyössä ja LRV-järjestelmän ja kenttäradion käyttöönotossa on ollut Puolustusvoimien logistiikkalaitoksen Järjestelmäkeskus. Jär-jestelmien elinkaaresta vastaavana toimijana Järjestelmäkeskus on ollut paitsi hankkimassa laitteita, myös määrittelemässä ja testaa-massa uusia ominaisuuksia, suunnitteletestaa-massa huolto- ja korjaus-kyvykkyyttä ja ohjelmistollisen suorituskyvyn ylläpitoa.
Suorituskykyä ohjelmistoilla
Järjestelmän suorituskyvyn tuottaminen ohjelmistollisilla ratkai-suilla, kuten esimerkiksi ohjelmistoradioissa, mahdollistaa jär-jestelmän suorituskyvyn elinkaaren aikaisen päivittämisen lisäksi joustavan laitteiden päivittämisen. Järjestelmään voidaan tuoda ominaisuuksia, jotka mahdollistavat haluttuja käyttötaktiikan muutoksia, torjuvat jatkuvasti kehittyviä tietoturvan ja elektro-nisen sodankäynnin uhkia, niin että järjestelmä on yhteensopiva edellisiin versioihin.
Esimerkkinä ohjelmistopohjaisesta suorituskyvystä ohjelmisto-radioiden ohjelmistopohjaisuus mahdollistaa aaltomuodon eli ra-Kuva 1.
Ohjelmistoradiotekno-logiaan perustuvien Bittium TAC WIN -järjestelmän ja Bit-tium Tough SDR -radioiden suorituskykyä voidaan parantaa jatkuvasti ohjelmistoja kehittä-mällä ja päivittäkehittä-mällä.
dioiden tiedonsiirtoprotokollan suorituskyvyn kehittämisen sen elinkaaren aikana. Yksinkertaisimmillaan suorituskyvyn päivittä-minen tapahtuu ohjelmiston parametreja ja konfiguraatiota muut-tamalla, jolloin eri käyttötarkoituksiin ja organisaatiotasoille voi olla niiden omia tarpeita vastaavat parametrinsa.
Suorituskyvyn päivittäminen voi tapahtua myös uuden ohjel-mistoversion käyttöönottamisella. Suorituskykyä voidaan päivit-tää ottamalla mukaan uusia, kehittyneempiä algoritmeja tai pois-tamalla sen hetkisessä aaltomuotoversiossa havaittuja rajoitteita.
Ohjelmistopäivitysten yksi tärkeä tehtävä on myös järjestelmän tietoturvan päivittäminen. Kehittämisessä voidaan hyödyntää sekä kentältä saatua palautetta että teoreettisempaa tutkimusta.
Kun järjestelmän laitteet lopulta tulevat elinkaarensa päähän ei-vätkä enää mahdollista ohjelmistollisia suorituskykyparannuk-sia, aaltomuoto- ohjelmisto voidaan siirtää saman radioperheen uuteen, kehittyneempään versioon tai aivan uuteen radioon. Oh-jelmistoradio erottaa toisistaan laitteen ja aaltomuodon elinkaaret.
Ohjelmistopohjaisen suorituskyvyn myötä järjestelmäinte-grointi helpottuu, ja sen tuomat elinkaarihyödyt kertautuvat yhä isommassa mittakaavassa. Esimerkiksi korvattaessa eri käyttötar-koituksiin tarkoitettuja vanhan teknologian radioita uusilla ohjel-mistopohjaisilla radioilla, jotka perustuvat samaan arkkitehtuuriin, mahdollistetaan samojen ohjelmistojen käyttö eri radiotyypeissä ja -versioissa. Tämä mahdollistaa eri laitteiden ja palveluiden in-tegroimisen samaan järjestelmään, jolloin tiedonsiirto ja palvelut saadaan koko taistelukentän kattavaksi.
Ohjelmistoradion tuomat hyödyt tuovat uusia mahdollisuuk-sia myös eri maiden puolustusvoimien väliseen kansainväliseen yhteistyöhön. Teknologia mahdollistaa yhteisen ohjelmistolla to-teutettavan aaltomuodon kehittämisen ja käyttöönoton siten, että kukin maa voi hyödyntää omaa radiokalustoaan sen käyttämiseksi.
Tätä ajatusta toteuttaa eurooppalainen ESSOR-hanke (European
Secure Software defined Radio), jossa Suomi ja Bittium tutkivat ja kehittävät muiden johtamisjärjestelmäalan merkittävien valtioiden ja teollisuusyritysten kanssa yhteiseurooppalaisia suorituskykyjä.
Merkittävä motivaatio hankkeelle on kehittää ohjelmistoradiotek-niikan osaamista Euroopassa, jotta säilytettäisiin tasapuolisempi kilpailuasetelma transatlanttisessa yhteistyössä.
Osaamisen huoltovarmuus
Kansallisen ohjelmistopohjaisen suorituskyvyn kehittämisen ja ylläpitämisen keskiössä on kotimainen osaaminen. Suomalai-nen tietoliikennetekniikan osaamiSuomalai-nen on tunnetusti maailman huipputasoa. Bittium on toiminut koko olemassaolonsa ajan si-viilitiedonsiirron parissa kehittäen uusien teknologiasukupolvien päätelaitteita, tukiasemia ja ohjelmistoja. Tätä vahvaa tietoliikenne-osaamista on sovellettu menestyksekkäästi taktisen tiedonsiirron suorituskykyjen kehittämiseen hyödyntämällä ja koventamalla yk-sittäisiä teknologioita sekä kehittämällä ja integroimalla tuotteita ja järjestelmiä kokonaisiksi ohjelmistoradiojärjestelmiksi. Tämä on luonut kotimaisen osaamisen huoltovarmuutta ja mahdollistanut uusien ohjelmistopohjaisten suorituskykyjen kehittämisen kustan-nustehokkaasti.
Kotimaisen puolustusteollisuuden vientimenestys vahvistaa kansallista huoltovarmuutta. Yritysten tulee hakea kasvua viennis-tä, sillä kansalliset hankkeet eivät yksin riitä rahoittamaan maail-man parhaiden tuotteiden kehittämistä. Puolustusvoimat on osaa-va asiakas, jonka kanssa johtamisjärjestelmäalan teollisuus pystyy hyvällä yhteistyöllä kehittämään oikeita suorituskykyjä oikeaan ai-kaan ja oikeaan tarpeeseen. Kansainvälisillä markkinoilla Puolus-tusvoimat on myös teollisuudelle elintärkeä kansallinen referenssi.
Kansainvälinen menestys laajentaa asiakaskuntaa ja
asiakastarpei-den ymmärrystä sekä vahvistaa yritysten taloudellisia ja osaami-sen resursseja, mikä puolestaan mahdollistaa edelleen uusien suo-rituskykyjen kehittämisen Puolustusvoimille tehokkaasti. Syntyy positiivinen kierre, jossa sekä Puolustusvoimat että kotimainen teollisuus voittavat.
Ohjelmistollisen suorituskyvyn kehitysprosessi Ohjelmistopohjaisen suorituskyvyn elinkaaren hallinnassa ko-rostuvat ketterien ohjelmistokehitysprosessien hyödyt. Malli mahdollistaa suorituskyvyn nopean prototypoinnin ja kevyen käyttöönoton, mikä pienentää kynnystä kokeilla uusia teknisiä ja käyttötaktisia suorituskykyjä. Lisäksi malli mahdollistaa järjestel-mien suunnittelun ja kehittämisen tiiviissä yhteistyössä tilaajan ja toimittajan välillä. Tällaisessa toimintamallissa tilaaja pystyy var-mistamaan, että järjestelmä täyttää sille asetetut vaatimukset ja voi tarvittaessa vielä muuttaa hallitusti järjestelmän vaatimuksia elin-kaaren aikana. (Ks. kuva 2.)
Edellä kuvatut suorituskyvyn hyödyt eivät rajoitu vain yksit-täisiin järjestelmiin, vaan toimintamallia voidaan soveltaa myös useita järjestelmiä integroivan suorituskyvyn kehittämiseen. Eri-tyisesti tällaisissa suurissa suorituskyvyn kehittämishankkeissa malli mahdollistaa nopean reagoimisen muuttuneisiin tarpeisiin ja elinkaaren aikaisen järjestelmän tai sen osien päivittämisen. Ohjel-mistoradion myötä potentiaali entistä kustannustehokkaampaan suorituskyvyn ylläpitoon elinkaarien yli on olemassa. Ohjelmistol-lisen suorituskyvyn hankinnassa kustannukset kuitenkin jaksottu-vat kertahankintakustannusten sijasta koko elinkaaren ajalle. Ko-konaiskustannukset on mahdollista pitää perinteisiä järjestelmiä alempina, jos hankintakustannusten lisäksi kiinnitetään huomiota ylläpidon toteutusmalliin ja yhdistetään integroinnin ja
tietotur-van ylläpidon vaatimat resurssit tehokkaasti suorituskyvyn kehit-tämiseen. Vertailulaskennassa olisi syytä huomioida perinteisen hankintamallin elinkaarikustannuksissa myös elinkaaren aikana syntyvien suorituskykypuutteiden paikkaamiseen käytetty raha.
Tilaajan ja toimittajan yhteistyön tiivistäminen Ohjelmistollinen suorituskyvyn kehittäminen vaatii siis tiivistä yh-teistyötä tilaajan ja toimittajan välillä. Tällöin rajapinnaksi tilaajan ja toimittajan välille ei riitä perinteinen vaatimusmäärittely ja hy-väksyntätestaus, vaan kehittäminen vaatii viikoittaista yhteistyötä,
Kuva 2. Ohjelmistopohjaisen suorituskyvyn kehittämisen malli mahdol-listaa nopean reagoimisen muuttuneisiin tarpeisiin ja elinkaaren aikaisen järjestelmän tai sen osien päivittämisen.
jossa ongelmia, uusia tarpeita ja ideoita jaetaan rajapinnan ylitse jopa päivittäin. Parhaimmillaan tilaajan ja toimittajan projektiryh-mät muodostavat yhden orgaanisesti toimivan kokonaisuuden, joka pystyy reagoimaan joustavasti uusiin suorituskykytarpeisiin järjestelmän koko elinkaaren ajan.
Siirtyminen ohjelmistopohjaiseen suorituskyvyn kehittämiseen tuo mukanaan paljon uusia suorituskyvyllisiä mahdollisuuksia niin teknisen suorituskyvyn tuottamiseen kuin elinkaaren ja kus-tannustenkin hallintaan. Mutta kuten teknologiaharppaukset aina, myös siirtyminen ohjelmistopohjaiseen suorituskyvyn hallintaan tuo mukanaan haasteita ja toimintamallien muutoksia. Tästä syys-tä huolellinen suunnittelu ja hyvä yhteistyö tilaajan ja toimittajan välillä on ainoa mahdollisuus saada käyttöön kaikki ne mahdolli-suudet, joita ohjelmistopohjainen suorituskyvyn hallinta tuo mu-kanaan.