Digitoday

Vanhassa voi olla vara parempi

Julkaistu:

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

      Turun puukotuksista epäilty alkoi puhua – poliisi kertoo, miksi Turun puukotuksia tutkitaan terroritekoina

    2. 2

      Terroristit valitsevat uhreiksi nimenomaan naisia – tutkija selittää, mistä on kysymys

    3. 3

      Luontotoimittaja Kimmo Ohtonen on mennyt naimisiin – vaihtoi samalla sukunimensä?

    4. 4

      Vakava puukotus Järvenpäässä – uhri toimitettiin sairaalaan

    5. 5

      Mohammedi näki Turun puukottajan juoksevan pitkä veitsi kädessä – ”Oli vain 20 sekunnista kiinni, että olisin voinut pysäyttää hänet”

    6. 6

      Suomalaisten suosimalla kreikkalaissaarella riehuu taas tulipalo: ”Mietin jo laukkujen pakkaamista”

    7. 7

      Tulosmanipulaatioepäily jääkiekon MM-kisoissa – epäiltyjä uhkaa vuosien vankeus

    8. 8

      Lehti: Lastenrattaita työntänyt Turun uhri oli juuri tullut Italiasta vauvansa kastejuhlasta

    9. 9

      Työpari todisti vierestä Jehovan todistaja -naisen surman Turun puukkoiskussa

    10. 10

      Suurhyökkäys Isisiä vastaan alkoi Tal Afarissa – äärijärjestölle uhkaava viesti: ”Antautukaa tai kuolkaa”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Lehti: Lastenrattaita työntänyt Turun uhri oli juuri tullut Italiasta vauvansa kastejuhlasta

    2. 2

      Video: Torimyyjä Arya, 24, ajoi Turun puukotuksista epäiltyä takaa pesäpallomailan kanssa

    3. 3

      Kommentti: Eläkkeelle jäävä mies tienaa enemmän kuin lähihoitaja – 3 kuvaa kertoo, miksi Suomi on pulassa

    4. 4

      Mies lähti viettämään railakasta viikonloppua uusien kavereiden kanssa – karu totuus paljastui maanantaina, kun poliisi soitti

    5. 5

      Vakava puukotus Järvenpäässä – uhri toimitettiin sairaalaan

    6. 6

      Työpari todisti vierestä Jehovan todistaja -naisen surman Turun puukkoiskussa

    7. 7

      Terroristit valitsevat uhreiksi nimenomaan naisia – tutkija selittää, mistä on kysymys

    8. 8

      Turun puukotuksista epäilty alkoi puhua – poliisi kertoo, miksi Turun puukotuksia tutkitaan terroritekoina

    9. 9

      Hassan, 45, asettui hengenvaaraan auttaessaan puukotettua: ”En voi kääntää katsettani ja antaa naisen maata maassa”

    10. 10

      KRP: Turun puukkoiskusta epäiltyä päästy kuulemaan

    11. Näytä lisää
    1. 1

      IS seurasi Turun tapahtumia hetki hetkeltä: Vaaratiedotetta ei ehditty lähettää, presidentti Niinistö otti osaa suruun

    2. 2

      Silminnäkijät kertovat: Veitsellä aseistautunut mies hyökkäsi silmittömästi Turussa – ”puukotti lastenvaunujen kanssa liikkunutta naista”

    3. 3

      Poliisin Turussa tekemä kiinniotto tallentui videolle – silminnäkijä: poliisit pitivät epäiltyä maassa

    4. 4

      Terroristit suunnittelivat vielä suurempaa iskua Barcelonassa – poliisi arvelee 17-vuotiaan päätekijän kuolleen

    5. 5

      Vesa näki puukkomiehen raa’an hyökkäyksen Turussa – ”Huusin niin kovaa kuin jaksoin”

    6. 6

      Kuva: Tässä viedään Turun epäiltyä puukottajaa – tämä kaikki tapahtumista tiedetään nyt

    7. 7

      Video: Torimyyjä Arya, 24, ajoi Turun puukotuksista epäiltyä takaa pesäpallomailan kanssa

    8. 8

      Mies lähti viettämään railakasta viikonloppua uusien kavereiden kanssa – karu totuus paljastui maanantaina, kun poliisi soitti

    9. 9

      Larisa näki Turun julman hyökkäyksen vierestä – lohdutti puukotetun naisen pientä lasta

    10. 10

      Lehti: Lastenrattaita työntänyt Turun uhri oli juuri tullut Italiasta vauvansa kastejuhlasta

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Turun puukotuksista epäilty alkoi puhua – poliisi kertoo, miksi Turun puukotuksia tutkitaan terroritekoina

    2. 2

      Terroristit valitsevat uhreiksi nimenomaan naisia – tutkija selittää, mistä on kysymys

    3. 3

      Luontotoimittaja Kimmo Ohtonen on mennyt naimisiin – vaihtoi samalla sukunimensä?

    4. 4

      Vakava puukotus Järvenpäässä – uhri toimitettiin sairaalaan

    5. 5

      Mohammedi näki Turun puukottajan juoksevan pitkä veitsi kädessä – ”Oli vain 20 sekunnista kiinni, että olisin voinut pysäyttää hänet”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Lehti: Lastenrattaita työntänyt Turun uhri oli juuri tullut Italiasta vauvansa kastejuhlasta

    2. 2

      Video: Torimyyjä Arya, 24, ajoi Turun puukotuksista epäiltyä takaa pesäpallomailan kanssa

    3. 3

      Kommentti: Eläkkeelle jäävä mies tienaa enemmän kuin lähihoitaja – 3 kuvaa kertoo, miksi Suomi on pulassa

    4. 4

      Mies lähti viettämään railakasta viikonloppua uusien kavereiden kanssa – karu totuus paljastui maanantaina, kun poliisi soitti

    5. 5

      Vakava puukotus Järvenpäässä – uhri toimitettiin sairaalaan

    6. Näytä lisää
    1. 1

      IS seurasi Turun tapahtumia hetki hetkeltä: Vaaratiedotetta ei ehditty lähettää, presidentti Niinistö otti osaa suruun

    2. 2

      Silminnäkijät kertovat: Veitsellä aseistautunut mies hyökkäsi silmittömästi Turussa – ”puukotti lastenvaunujen kanssa liikkunutta naista”

    3. 3

      Poliisin Turussa tekemä kiinniotto tallentui videolle – silminnäkijä: poliisit pitivät epäiltyä maassa

    4. 4

      Terroristit suunnittelivat vielä suurempaa iskua Barcelonassa – poliisi arvelee 17-vuotiaan päätekijän kuolleen

    5. 5

      Vesa näki puukkomiehen raa’an hyökkäyksen Turussa – ”Huusin niin kovaa kuin jaksoin”

    6. Näytä lisää