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Definition Was ist Ultra Wideband Network?

Von Laimingas/Margrit Lingner 2 min Lesedauer

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Ultra Wideband Network (UWB) oder Ultrabreitband ist eine Technologie für drahtlose Kommunikation über kurze Strecken. Sie kann mit bisher unübertroffener Präzision für die Ermittlung des Standortes von Personen, Geräten und Anlagen genutzt werden.

Grundlagenwissen zum IT-Business(Bild: © adiruch na chiangmai - Fotolia.com)
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Ultra Wideband Network (UWB) überträgt Daten mit Hilfe sehr kurzer Signalimpulse, die nur wenige Nanosekunden dauern und jederzeit gleich stark sind. Das Senden der Impulse erfolgt nach präzisen Zeitplänen, und auf Grund der kurzen Dauer können viele Frequenzen gleichzeitig genutzt werden. Dabei wird die Zeit zwischen Senden und Empfangen eines Impulses gemessen, wodurch sich die Entfernung zwischen zwei Geräten ermitteln lässt.

Die kurze Dauer der Impulse und die Verteilung über ein breites Frequenzspektrum, sorgen dafür, dass die Energie pro Impuls sehr gering ausfällt und vorwiegend zwischen 0,5 und 1 Milliwatt liegt. Die Interferenz mit anderen Drahtlossystemen ist deshalb minimal, so dass UWB ideal für Umgebungen geeignet ist, in denen viele drahtlose Geräte parallel aktiv sind.

Der Frequenzbereich der UWB-Technologie liegt zwischen 3,1 und 10,6 Gigahertz, also in einem wesentlich breiteren Spektrum als Bluetooth oder WLAN. Datenübertragungen sind theoretisch mit einer Geschwindigkeit von 480 Mbit/s möglich, was einer USB-2.0-Bandbreite entspricht. Dadurch könnte UWB beispielsweise als Alternative zu Bluetooth für Musik-Streaming genutzt werden. Die Reichweite ist zwar meist nur auf wenige Meter beschränkt, kann aber bei optimalen Bedingungen ohne Hindernisse durchaus 100 Meter und mehr betragen.

Anwendungsmöglichkeiten von UWB

UWB ist insbesondere für die Nahbereichskommunikation vorgesehen und bietet in diesem Zusammenhang zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten bei der funkbasierten Übertragungstechnik. So kann die Technologie etwa kabelgebundene Verbindungen zwischen Rechnern und ihren Peripheriegeräten ersetzen oder die drahtlose Übertragung von Video- und Audiosignalen zwischen Multimediageräten ermöglichen.

Ein spezielles Anwendungsszenario könnte die Positionsbestimmung in Innenräumen sein, vor allem in einem industriellen Umfeld. Im Vergleich zu anderen Ortungstechnologien wie zum Beispiel WLAN erreicht UWB mit weniger als 30 Zentimetern eine deutlich höhere Genauigkeit, die durch die Messung von Signallaufzeiten anstelle von Signalstärken erzielt wird. Dafür werden die zu ortenden Geräte mit kleinen Sendern (sogenannten Tags) ausgerüstet. Im Gebäude verteilte Empfänger nehmen die Signale auf und werten die Unterschiede der Laufzeiten aus. Werden dann die kombinierten Messdaten von drei Empfängern ausgewertet, lässt sich die Position mit einer Genauigkeit zwischen 10 und 30 Zentimetern bestimmen.

Einsatzbereiche der UWB-Technologie:

  • Entwicklung und Realisierung von Sensornetzwerken
  • Radartechnologien
  • Schlüssel- und Zugangssysteme
  • Geräteverfolgung und Kommunikation von Smartphones und IoT-Geräten
  • medizinische Anwendungen, zum Beispiel die drahtlose Datenübertragung von Diagnostik- und Monitoring-Geräten.

Noch ist die UWB-Technologie nicht sehr weit verbreitet, was zu höheren Kosten führt als bei Wi-Fi- oder Bluetooth-Geräten. Die Vorteile für bestimmte Anwendungen werden aber die Entwicklung vorantreiben.

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