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

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      Mies treenasi salilla – toinen asiakas valitti hienhajusta henkilökunnalle

    4. 4

      Tästä syystä Therese Johaugin toiminta ei ikinä kävisi päinsä Suomessa – ”Ei jumalauta”

    5. 5

      Kerrostalorapun postit katosivat mystisesti ja löytyivät junasta – asukas jakoi postin naapureilleen

    6. 6

      Imatran kolmoissurman tutkinnanjohtaja: ”Tiedämme, mistä epäilty on tekopaikalle tullut”

    7. 7

      Bunkkeriin seksiorjaksi teljetty ruotsalaisnainen kirjoitti kirjan painajaisestaan – ”Yritin uskotella itselleni, ettei tämä voi olla totta”

    8. 8

      Susanna, 33, vei Lumian huoltoon – uuteen puhelimeen alkoi ilmestyä outoja kuvia

    9. 9

      Autoilun verotus kiristyy 16 prosenttia: Tarkista kuinka paljon joudut autosi käytöstä maksamaan ensi vuonna

    10. 10

      Arttu Wiskari avoimena rakkauselämästään Annassa: Joutui pahasti petetyksi – ”Pystyisin antamaan anteeksi, jos...”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Katin ja Mikon loppumaton tuska – tytär ei elä enää pitkään: ”Lapsi jota on niin kovasti toivonut, otetaan pois”

    4. 4

      Arman Alizad valitsi Linnan juhlien parhaat pukeutujat – 5 napakymppiä: ”Näytti Kreikan kuningattarelta”

    5. 5

      Uutuuskirja: Miksi Adolf Ehrnrooth ammutti tykeillä omia miehiään?

    6. 6

      X Factor -finalistin kotiinpaluujuhla kalpeni selvästi Saara Aallolle – Helsinki-hysteriassa moninkertainen yleisömäärä

    7. 7

      Järkyttävä tragedia golfin huipputurnauksessa – ”Kaikki ovat shokissa ja järkyttyneitä”

    8. 8

      Kihlasormus lensi Linnan jatkoilla – Heikki Lampelan ja Hanna Kärpäsen illalle dramaattinen päätös: ”Rapatessa roiskuu”

    9. 9

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    10. 10

      Suomen 50 halutuinta osoitetta – löytyykö omasi listalta?

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. 6

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    7. 7

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    8. 8

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    9. 9

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    10. 10

      Matti Vanhasen tyrmäävä naisystävä Heidi säväytti Linnassa – sahaperijättären mekko paljasti dekolteen

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      Mies treenasi salilla – toinen asiakas valitti hienhajusta henkilökunnalle

    4. 4

      Tästä syystä Therese Johaugin toiminta ei ikinä kävisi päinsä Suomessa – ”Ei jumalauta”

    5. 5

      Kerrostalorapun postit katosivat mystisesti ja löytyivät junasta – asukas jakoi postin naapureilleen

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Katin ja Mikon loppumaton tuska – tytär ei elä enää pitkään: ”Lapsi jota on niin kovasti toivonut, otetaan pois”

    4. 4

      Arman Alizad valitsi Linnan juhlien parhaat pukeutujat – 5 napakymppiä: ”Näytti Kreikan kuningattarelta”

    5. 5

      Uutuuskirja: Miksi Adolf Ehrnrooth ammutti tykeillä omia miehiään?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    4. 4

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. Näytä lisää