Digitoday

Valikko

Vanhassa voi olla vara parempi

Joidenkin mukaan UWB:sta voi kehittyä langattoman tiedonsiirron Bluetooth-tekniikan kilpailija. UWB (ultra wide band) on vanha tekniikka, joka on tähän asti ollut lähinnä sotilas- ja viranomaiskäytössä.
Joidenkin mukaan UWB:sta voi kehittyä langattoman tiedonsiirron Bluetooth-tekniikan kilpailija. UWB (ultra wide band) on vanha tekniikka, joka on tähän asti ollut lähinnä sotilas- ja viranomaiskäytössä.

Parin viime vuoden aikana maailmalla on kiinnostuttu ultra wide bandin käytöstä myös siviilitarkoituksiin, koska sen tiedonsiirtonopeus on hyvin suuri, jopa 500 megabittiä sekunnissa.

"Yhdysvaltain merivoimien lentotukialusten radiojärjestelmä toimii UWB-tekniikalla, mutta tarkkoja yksityiskohtia järjestelmästä ei tunneta. UWB-tekniikkaa on vaikea havaita perinteisin menetelmin, koska lähetesignaali häviää laajaan spektriin", kertoo Teknillisen korkeakoulun Digitaalisen tietoliikennetekniikan instituutin johtaja Pekka Eskelinen.

"Ensimmäinen UWB-laite taisi olla kipinälaatikko, vaikkei sitä tietenkään UWB:ksi kutsuttu", Eskelinen kertoo. Yhdysvaltojen puolustusministeriö otti Ultra Wide Band -termin käyttöön 1989. Sitä ennen on puhuttu esimerkiksi impulssi-, kantataajuus- tai kantoaallottomasta tekniikasta.

Perinteisen tutkakäytön UWB-laitteita kehitettiin entisessä Neuvostoliitossa, minkä peruina Latviassa kehitetään nykyään miinanetsintätutkia. Suomessa tutkitaan radioaaltojen etenemistä.

Yhdysvallat on jo sallinut UWB-laitteiden valmistuksen tietyin ehdoin. Tekniikka toimii kaikilla taajuuksilla, mutta Yhdysvaltojen valtiollinen televiranomainen Federal Communications Commission eli FCC on Eskelisen mukaan rajannut julkisesta käytöstä pois UWB:n kannalta parhaimmat taajuudet eli osia kahden gigahertsin alapuolelta.

"FCC:n rajoitukset hidastanevat UWB-laitteiden yleistymistä, vaikkei amerikkalaisen viranomaisen päätös sinänsä mitenkään sido eurooppalaisia laitevalmistajia", Eskelinen muistuttaa.

Myös Euroopan unionin komissio on aikeissa pyytää European Telecommunications Standards Institutea eli ETSI:a harmonisoimaan standardit UWB-laitteiden markkinoille tuloa varten. Standardit määrittelevät myös laitteiden sallitut tehotiheydet.

Yhteensopivuus epävarmaa

Joidenkin näkemysten mukaan UWB mullistaisi kuluttajaelektroniikan, mutta Eskelinen arvelee ensisijaisten käyttökohteiden löytyvän palo-, pelastus- ja turva-alalta.

Kaavaillut sovellukset jakaantuvat tietoliikenteeseen sekä erilaisiin tutka-, kuvaus- ja mittausjärjestelmiin. Tietoliikenteessä UWB-tekniikkaa voisi käyttää esimerkiksi puhelimissa, kaapeliyhteyksissä tai tietokoneen avulla tehtävässä etätyössä. Kotiin UWB:n avulla voisi rakentaa vaikka langattoman kaapelitelevisioverkon.

UWB-tutkia voisi käyttää esimerkiksi maaperätutkimuksessa, miinaharavoinnissa tai rakenteiden sisällä olevien esineiden tai tavaroiden tutkimisessa. UWB-laiteesta voisi olla hyötyä maanjäristyksen uhreja etsittäessä. Lääketieteellistä käyttöä voisi olla vauvan hengitystä tarkkailevalle laitteelle, jolla ehkä pystyttäisiin ehkäisemään kätkytkuolemaa. Myös sydänpotilaan vointia voitaisiin valvoa UWB-laitteella.

Yhteensopivuus nykyisen radioliikenteen kanssa ei ole vielä täysin varmaa. Yhdysvallat pelkää esimerkiksi lentokoneissa käytössä olevan GPS-järjestelmän häiriintyvän vaihtelevia taajuuksia käyttävästä UWB-tekniikasta.

"Teoriassa kapeakaistaisen radioliikenteen ei pitäisi laajakaistaisista UWB-laitteista häiriintyä, mutta käytäntö voi olla toinen", tekninen johtaja Pentti Lindfors Viestintävirastosta arvelee. Toistaiseksi ongelmia ei ole ollut, mutta niitä voi olla tulossa. Lindfors mainitsee esimerkkinä 24 gigahertsin taajuusalueelle suunnitellun ajoneuvotutkan, jota käytettäisiin kohentamaan liikenneturvallisuutta. Tutka esimerkiksi varoittaa kuljettajaa törmäysvaarasta.

"Ajoneuvotutka ei ole aito UWB-laite, mutta siihen liittyy UWB:lle tyypillisiä yhteensopivuusongelmia erityisesti kaukokartoitussatelliittien ja radiolinkkien kanssa."

Kansainvälinen radio-ohjesääntö nimittäin kieltää lähettämästä mitään määrätyillä kaistoilla, joista yksi on 24 gigahertsin alapuolella. Kaistat on varattu kaukokartoitussatelliittien ja radioastronomian käyttöön. Kaukokartoitussatelliitit kulkevat muutaman sadan kilometrin korkeudessa ja mittaavat esimerkiksi maaperää, kasvillisuutta ja vesien saastumista. Jos ajoneuvotutkat yleistyvät nopeasti, ne alkavat häiritä satelliittien toimintaa.

Impulssisiirtoa, ei pulssia

UWB:ssa tiedonsiirto perustuu pulssipaikkamodulaatioon. Tekniikan käyttöetäisyys on tyypillisesti hyvin lyhyt, vain muutama sata metriä.

UWB-tekniikalla toimiva laite lähettää impulsseja, joiden spektri on leveä. Osa impulsseista pääsee etenemään riittävän hyvin jopa seinien tai maaperän läpi. Täsmällisesti ajoitettujen paluuimpulssien avulla UWB voi tunnistaa esineitä ja mitata niiden sijainnin perinteistä tutkaa tarkemmin.

"UWB-laite poikkeaa perinteisistä radiolähettimistä siinä, että sen lähettämä signaali ei sisällä kantoaaltoa vaan on impulssi. Joskus puhutaan myös pulssista, mutta pulssi on hiukan eri asia kuin impulssi, sillä pulssin sisällä ymmärretään olevan kantoaaltoa", Pekka Eskelinen sanoo.

Eskelisen mukaan lähetettävä impulssi näyttää graafisesti kuvattuna "kaksinkertaiselta Gaussin käyrältä". UWB-lähetin välittää antennien kautta vastaanottimeen käyriä eri aikaväleillä. Signaalissa voi esimerkiksi olla miljoona "tyhjää" kohtaa ja sitten yksi "käyrä". Vastaanotin purkaa antennin kautta saadun signaalin, tekee "aikaikkunoinnin" ja päättelee ikkunoinnin avulla, sisältääkö ikkuna tietoa vai ei.

"Informaatio saadaan kytkettyä signaaliin nimenomaan muuttamalla ajan hetkeä vaihtelevin välein", Eskelinen sanoo.

UWB:n laajakaistaisuus on sekä sen voima että heikkous. Laajakaistaisten antennien avulla voidaan signaalia vääristämättä siirtää paljon tietoa nopeasti. "Toisaalta lyhyiden, esimerkiksi 25 pikosekunnin mittaisten, mutta hallittujen impulssien tuottaminen on teknisesti vaikeaa", Eskelinen sanoo.

Tiukat rajoitukset estävät etenemistä

Pekka Eskelinen arvelee, että UWB-tekniikasta voi kehittyä Bluetoothin kilpailija, jos Yhdysvallat vain tinkii tiukoista taajuusrajoituksista. Tulevaisuudessa pieniä UWB-antenneja voi sijaita työpaikkojen ja julkisten tilojen seinillä.

"Jos nyt päätetyt taajuus- ja tehorajoitukset pitävät, UWB-laitteet eivät pääse yleistymään riittävästi. Jos taajuusalueita vapautetaan, UWB:sta voisi tulla vaihtoehto Bluetoothille."

UWB on parhaimmillaan "vaikeissa olosuhteissa", kuten tiheästi rakennetuissa kaupungeissa, joissa radioaaltojen eteneminen on hankalaa. Suomessa ei UWB ole kaupunkien ulkopuolella, "pitkin tienvarsia", oleellisesti parempi kuin esimerkiksi nykyiset kännykät.

Eskelinen ei pidä UWB:n suurta siirtokapasiteettia kovinkaan merkittävänä tekijänä. "Tietoverkoissa kulkee niin paljon turhaa."

Sen sijaan hän pitää UWB:n vakautta ja käyttövarmuutta tärkeänä asiana.

"Syyskuun 11. päivänä New Yorkissa palomiehet eivät saaneet radiolaitteitaan toimimaan kunnolla poikkeuksellisissa olosuhteissa. UWB-laitteet olisivat mitä luultavimmin toimineet moitteetta."

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    2. 2

      Axl Smithin tuomioon jäi uhrien nimiä –  ainakin yksi haluaa poliisitutkinnan

    3. 3

      Helsingin käräjäoikeudelta karmea moka: julkaisi vahingossa Axl Smithin uhrien nimiä

    4. 4

      Mitä Marit Björgen kuiskasi Krista Pärmäkosken korvaan maalissa? Norjalaistähti paljasti lohduttavat sanat

    5. 5

      Ville Haapasalo täyttää 45 vuotta! Katso, mitä 26 vuotta Venäjällä tekee miehelle

    6. 6

      Yksi uhreista ihastui Axl Smithiin syvästi – asiakirjat paljastavat surullisia yksityiskohtia suhteesta

    7. 7

      Säilytätkö rojua turhaan? Ainakin nämä 20 asiaa voit heittää surutta menemään

    8. 8

      K-18, sisältää täysin sopimatonta kieltä! Nämä seksirunot eivät kelvanneet Kalevalaan

    9. 9

      Suomen huoltopäällikkö myöntää virheen Pärmäkosken suksivalinnassa – suurin ongelma ei ollut voitelussa

    10. 10

      Axl Smith näytti kuvaamiaan seksivideoita laulaja Kasmirille

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    2. 2

      Miksi apeat pronssimitalistit repesivät yhtäkkiä nauramaan? Jauhojärvi paljasti IS:lle Niskasen sanat palkintopallilla

    3. 3

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    4. 4

      Kuvat: Isännöitsijää odotti asukkaan kodissa puistattava yllätys

    5. 5

      Haiseeko pyykkisi pahalta pesun jälkeen? Näin pääset hajuista eroon

    6. 6

      Se hetki, kun Ryan Gosling tajuaa virheen – näyttelijältä verraton reaktio Oscar-sekoiluun

    7. 7

      Tv-katsojat hieraisivat silmiään: Anssi Kela näkyi neljällä kanavalla yhtä aikaa – ”Onko tässä enää mitään tolkkua”

    8. 8

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    9. 9

      Näin Suomi kikyttää – eri alojen työntekijät kertovat, kuinka kiky-tunnit käytetään: ”Käymällä vessassa ajan kanssa tai keittämällä kahvit”

    10. 10

      Axl Smith näytti kuvaamiaan seksivideoita laulaja Kasmirille

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. 6

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    9. 9

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    10. 10

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    2. 2

      Axl Smithin tuomioon jäi uhrien nimiä –  ainakin yksi haluaa poliisitutkinnan

    3. 3

      Helsingin käräjäoikeudelta karmea moka: julkaisi vahingossa Axl Smithin uhrien nimiä

    4. 4

      Mitä Marit Björgen kuiskasi Krista Pärmäkosken korvaan maalissa? Norjalaistähti paljasti lohduttavat sanat

    5. 5

      Ville Haapasalo täyttää 45 vuotta! Katso, mitä 26 vuotta Venäjällä tekee miehelle

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    2. 2

      Miksi apeat pronssimitalistit repesivät yhtäkkiä nauramaan? Jauhojärvi paljasti IS:lle Niskasen sanat palkintopallilla

    3. 3

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    4. 4

      Kuvat: Isännöitsijää odotti asukkaan kodissa puistattava yllätys

    5. 5

      Haiseeko pyykkisi pahalta pesun jälkeen? Näin pääset hajuista eroon

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. Näytä lisää