Tusina suomalaista verkkogurua vaihtoi ajatuksiaan maaliskuussa 2023 Juniper Networks™ ja Arrow ECS™ isännöimässä tilaisuudessa. Seminaarin jatkokeskustelut käytiin suomalaisittain saunassa. Keskustelu kävi kuumana 5G teknologian lupausten ja lunastusten osalta. Tästä syntyi ajatus maailman ensimmäisestä laajakaistavertailusta, joka keskittyy käyttökokemukseen eli sovellusten ja TCP-siirtoviiveen analysointiin eri laajakaistateknologioilla. 5G latenssi ja sen todellinen vaikutus käyttäjälle on nyt ensimmäistä kertaa nähtävissä.

Pieni latenssi – Totta vai tarua

Pieni siirtoviive (latenssi) oli keskeinen 5G markkinoinnin argumentti hypen alkuvaiheessa. Markkinointiviestinä oli 1–2 millisekunnin viive. Nykyisin 5G on kaikkien Suomalaisten mobiilioperaattorien tarjonnan ensisijainen liittymätuote. Suomessa 5G non-standalone verkot ovat asteittain päivittyneet 5G standalone verkoiksi, joten on sopiva hetki analysoida siirtoviiveen todellista vaikutusta ja markkinointiviestin todenperäisyyttä.

Testiympäristö

Tavoite oli selvittää 4G, 5G ja kiinteän laajakaistan liittymien siiitoviiveen eroa verkkoanalysaattorin avulla. Testissä käytettiin uutta ZTE™ -modeemia, joka löytyy jokaisen Suomalaisen mobiilioperaattorin tarjonnasta, 4G (100Mbps) ja 5G (100Mbps) mobiilidata liittymää (SIM), kiinteää 100Mbps laajakaistaa (Huawei CPE) ja Windows 11 Pro työasemaa. Työasemasta poistettiin testin ajaksi joitakin kuormittavia toimintoja (mm. synkronointi pilveen). Tietoliikenne (paketit) kopioitiin erillisellä Network TAP-laitteella analysoitavaksi.

Vaihe 1- Kapasiteetin varmistaminen

Testit aloitettiin ja lopetettiin mittaamalla operaattorin Speedtest-ohjelmistolla lähetyksen ja vastaanoton teoreettinen max. nopeus. Testit näkyvät graafissa selkeinä piikkeinä. Keskeinen havainto on, että sovellusten käyttämä kapasiteetti  on merkittävästi pienempi tarjottuun liittymäkapasiteettiin verrattuna. 5G liittymä on 100Mbps, mutta operaattori ei ole rajoittanut sen nopeutta.

Picture 1 – Speedtest vs application requirements

Vaihe 2 – Siirtoviive ja latenssi tulokset

Todellinen e2e siirtoviive ja käyttäjäkokemus muodostuu lukuisista tekijöistä työaseman ja palvelimen välillä. Suurin osa testatuista palveluista on globaaleja hajautettuja pilvipalveluita. Sovelluspalveluiden osana hyödynnetään laajasti 3rd party CDN-palveluita, erityisesti ensimmäisen vaiheen kättelyssä. Lisäksi käyttäjän ja lisenssien valtuutus/tarkastus tapahtuu usein eri paikassa, kuin sovelluspalvelun tuottaminen. Analysoinnissa on mitattu kaikki kyseisen sovelluksen palveluun osallistuneet palvelimet ja laskettu niille keskiarvot.

Picture 2 – TCP server latency (4G, 5G, Cable Fixed)

Tuloksista nähdään, että kiinteä laajakaistayhteys on paras (pienin siirtoviive). 5G verkon siirtoviive on 4G verkkoa hieman parempi (pienempi), mutta poikkeuksiakin löytyy.  Nopein nopeus, jolla ihmiset pystyvät käsittelemään saapuvia visuaalisia ärsykkeitä, on noin 13 ms.

Kuinka siirtoviivettä voidaan parantaa?

Ensimmäisen vaiheen tulosten perusteella viive ei aiheudu paikallisen operaattorin verkon ruuhkaisuudesta tai kapasiteetista. Paikallista liittymän kapasiteettia (nopeutta) on (myyty) paljon enemmän kuin sovellukset tarvitsevat.

Suurin vaikutus latenssiin ja käyttäjäkokemukseen on DNS-nimipalvelun antama tulos (ohjataanko käyttäjä oikeaan ja lähimpään pilvipalveluun), operaattorin verkon (ja valittujen kumppaneiden) hyppyjen määrä ja laatu kohteeseen, CDN (Edge) palveluiden käyttö, konesalien maantieteellinen sijainti sekä palvelukeskuksen verkkoarkkitehtuuri ja sovellusten arkkitehtuuri.  Esimerkkinä tästä on PayPal™ vs. paikallinen pankki (kuva 2). PayPal™ palvelut ovat tuhansien kilometrien päästä Suomesta, mutta palvelu on silti nopeampi vasteajaltaan kuin paikallinen. (tapahtumat, raportit, tuotteet, laskut).

Palvelun siirtoviiveen kasvaessa laskee käyttäjäkokemus. Seuraavassa taulukossa on vertailtu suurimpia siirtoviiveitä per verkkoteknologia testin aikana. Tuloksista voidaan päätellä, että siirtoviiveeseen vaikuttaa paljon enemmän kaikki muu, kuin laajakaistaliittymä.

Picture 3 – Max application latency (4G, 5G, Cable Fixed)

Testin perusteella voidaan sanoa, että (testatussa) 5G-liittymässä siirtoviive on hieman parempi, kuin (testatussa) 4G-liittymässä. Käyttökokemuksena eroa tuskin huomaa. Todennäköisintä syytä sovellusten tahmeuteen kannattaa etsiä ensisijaisesti jostain muualta, kuin liittymästä tai sen nopeuksia nostamalla. Käyttäjäkokemus voi toki olla subjektiivinen, mutta analysaattorin paketit eivät valehtele. Markkinointiviesti 1-2 ms latenssista oli vahvasti harhaanjohtavaa. 5G latenssi ja sen todellinen vaikutus käyttäjälle tulisi selkeästi viestiä markkinaan.

Analysoimme myös IoT- , yritysverkko-, NaaS- ja SaaS-palveluiden siirtoviiveitä ja palveluiden laatua. Katso täältä lisää.

Hannu Rokka

5Feet Networks Oy, Senior Advisor