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

      Pilvi Hämäläiselle kävi hillitön asumoka – saapui Jussi-gaalaan Aina Inkerin polvisukissa: ”En muistanut, että mulla on halkio”

    2. 2

      Kokki Henri Alénin vakavahenkinen addiktio kävi ravintolalle kalliiksi

    3. 3

      Tällainen on Virossa järjestettävien parinvaihtobileiden etiketti – älä tee näitä mokia seksijuhlissa

    4. 4

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    5. 5

      Mikael Gabrielin Playboy-rakas saapui Jussi-gaalaan kurveja korostavassa glittermekossa – antava kaula-aukko ylsi napaan asti

    6. 6

      Roope Salmista ei kutsuttu Jussi-gaalaan: ”Tuukka Temonen osti mulle kutsun”

    7. 7

      Tiesitkö, missä lentäjät nukkuvat lennoilla?

    8. 8

      Onko tämä Jussi-gaalan erikoisin asu? Olga Temonen verhosi povensa Jari Sarasvuon kasvoihin: ”Jarihan on komeakin”

    9. 9

      Saara Aalto pokkasi palkinnon antavassa kaula-aukossa ja nahkahousuissa – herkistyi saamastaan hyväksynnästä

    10. 10

      Sipilän hallitus leikannut tutkimusrahoitusta – Jyrki Katainen: Suomessa menty ”vähän väärään suuntaan”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    2. 2

      Tosi-tv-tähdet viettivät vuoden metsässä – eivät tienneet, että sarjan esittäminen oli lopetettu kesken kaiken

    3. 3

      Antavasti pukeutunut nainen ja kuokka aiheuttivat uskomattoman tapauksen taloyhtiössä – isännöitsijä joutui puuttumaan

    4. 4

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    5. 5

      Ei työkokemusta, palkka liki 4 000 euroa – näissä ammateissa saa heti hyvät ansiot

    6. 6

      Syövän voittanut äiti synnytti kaksoset, kuoli seuraavana päivänä

    7. 7

      Siperiasta löydettiin 7000 outoa metaanikuplaa – muuttavat maan hyytelöksi, voivat räjähtää koska tahansa

    8. 8

      Heikki Paasosen twiitti raivostuttaa somessa – tästä on kyse

    9. 9

      Kivulias sairaus, josta moni kärsii tietämättään – 12 tyypillisintä oiretta

    10. 10

      IS testasi 17 kesän uutuusjäätelöä: ”Tätä söisi yksin koko purkin”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Pesukoneen takaa tuli hirveä haju – huoltomiehen löytö kertoo karua kieltä suomalaisten uusavuttomuudesta

    2. 2

      11 kyytä köllötteli rinteessä – asiantuntija kertoo, kuinka käärmeistä pääsee eroon: ”Se ei tule ikinä takaisin”

    3. 3

      Uusi ennuste: Poikkeuksellinen lämpöaalto vyöryy Suomeen – keskimäärin vain noin kolme kertaa sadassa vuodessa

    4. 4

      Rovaniemen junan lähtö viivästyi yllättäen – konduktööriltä kylmäävä kuulutus: ”Junassa on vakava henkeä uhkaava tilanne”

    5. 5

      Teinityttö tervehti tuntematonta miestä koulumatkalla – siitä käynnistyi painajainen

    6. 6

      IS seurasi tapahtumien etenemistä: Terrori-isku parlamentin luona Lontoossa – 4 kuoli

    7. 7

      Suomen tunnetuin bordelli pyöri Riihimäellä – rattohotelli Bonanzan henkilökunnalla suora ohje lapsiperheiden varalle

    8. 8

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    9. 9

      Uusi kansantauti? ”Sairastuneita on Suomessa nyt noin 44 000, ja joka vuosi reilut 2000 sairastuu”

    10. 10

      Prinssi Williamin uudenlainen käytös huolestuttaa kehonkielen asiantuntijaa – jännittyneet välit Catherinen kanssa: ”Kuin temppujaan katuva koira”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Pilvi Hämäläiselle kävi hillitön asumoka – saapui Jussi-gaalaan Aina Inkerin polvisukissa: ”En muistanut, että mulla on halkio”

    2. 2

      Kokki Henri Alénin vakavahenkinen addiktio kävi ravintolalle kalliiksi

    3. 3

      Tällainen on Virossa järjestettävien parinvaihtobileiden etiketti – älä tee näitä mokia seksijuhlissa

    4. 4

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    5. 5

      Mikael Gabrielin Playboy-rakas saapui Jussi-gaalaan kurveja korostavassa glittermekossa – antava kaula-aukko ylsi napaan asti

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    2. 2

      Tosi-tv-tähdet viettivät vuoden metsässä – eivät tienneet, että sarjan esittäminen oli lopetettu kesken kaiken

    3. 3

      Antavasti pukeutunut nainen ja kuokka aiheuttivat uskomattoman tapauksen taloyhtiössä – isännöitsijä joutui puuttumaan

    4. 4

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    5. 5

      Ei työkokemusta, palkka liki 4 000 euroa – näissä ammateissa saa heti hyvät ansiot

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Pesukoneen takaa tuli hirveä haju – huoltomiehen löytö kertoo karua kieltä suomalaisten uusavuttomuudesta

    2. 2

      11 kyytä köllötteli rinteessä – asiantuntija kertoo, kuinka käärmeistä pääsee eroon: ”Se ei tule ikinä takaisin”

    3. 3

      Uusi ennuste: Poikkeuksellinen lämpöaalto vyöryy Suomeen – keskimäärin vain noin kolme kertaa sadassa vuodessa

    4. 4

      Rovaniemen junan lähtö viivästyi yllättäen – konduktööriltä kylmäävä kuulutus: ”Junassa on vakava henkeä uhkaava tilanne”

    5. 5

      Teinityttö tervehti tuntematonta miestä koulumatkalla – siitä käynnistyi painajainen

    6. Näytä lisää