UWB – Drahtlostechnik auf dem nächsten Level

Die UWB-Technologie beruht auf ähnlichen Prinzipien wie Bluetooth und Wi-Fi: Sie ist ein Kommunikationsprotokoll mit kurzer Reichweite, das über Funkwellen arbeitet. Im Vergleich zu anderen Lösungen ist UWB bei der Datenübertragung jedoch äußerst präzise und genau und benötigt dabei nur minimal Energie.

Werfen wir einen genaueren Blick auf die UWB-Technologie: wie sie funktioniert, was sie auszeichnet und warum sie den Markt verändern könnte, welche Vorteile sie hat und wo sie am häufigsten eingesetzt wird. Viel Spaß beim Lesen!

Wie funktioniert UWB?

Kurz gesagt lässt sich UWB mit einem Radar vergleichen, das ständig die Umgebung abtastet und nach einem Objekt sucht, um es anzupeilen, seinen Standort zu bestimmen und mit ihm zu kommunizieren. Diese Drahtlostechnik erzeugt Funkenergie in Form von Milliarden Impulsen über ein extrem breites Frequenzspektrum.

Kommt ein UWB-fähiges Gerät in die Nähe eines anderen UWB-Geräts, beginnen beide mit der Entfernungsmessung (Ranging): Sie berechnen die Umlaufzeit von Antwortpaketen. So können sie Daten übertragen, andere Geräte präzise orten oder deren Entfernung und Position berechnen – und das bei sehr geringer Leistungsdichte und auf einer bequemen Distanz von bis zu 10 Metern.

Außerdem dauert der gesamte Vorgang etwa zwei Nanosekunden, wodurch UWB in Echtzeit genau ist. Und da die Technologie lizenzfrei ist, kann sie jeder für sich nutzen.

Die Vorteile von UWB

UWB bringt viele Vorteile mit, die diese Technologie deutlich von vergleichbaren Lösungen abheben. Hier die wichtigsten:

– UWB ist schnell

Ultra Wideband ist nicht nur im Betrieb schnell, sondern auch bei Installation und Konfiguration. Da es ein sehr breites Frequenzband und kurze Impulse nutzt, überträgt es große Datenmengen zügig.

Schnell heißt dabei nicht anfällig für Bedrohungen. UWB gilt als sicher gegen Abhören und Störungen, was einen zusätzlichen Mehrwert bietet.

– UWB ist in Echtzeit genau und zuverlässig

500 MHz Bandbreite und Impulse von 2 Nanosekunden Dauer führen direkt zu einer sehr hohen Genauigkeit in Echtzeit. Die Ortung eines anderen Geräts mit UWB ist so zuverlässig und präzise, dass sich nicht nur der Standort verfolgen, sondern auch um Informationen zur Bewegung ergänzen lässt. Mit UWB wissen Sie, ob ein Gerät stillsteht, sich nähert oder entfernt – und das zentimetergenau.

– UWB verbraucht weniger Energie

UWB ist nicht nur für seine geringe Größe und relativ niedrigen Kosten bekannt, sondern vor allem für seinen niedrigen Stromverbrauch. Die hohe Energieeffizienz führt direkt zu einer längeren Lebensdauer des Sensors, obwohl er mehr Daten überträgt und unter anspruchsvolleren Bedingungen arbeitet – Hindernisse wie Wände und Menschen blockieren das Signal nicht.

Die Kehrseite der Medaille

Alles hat zwei Seiten. Trotz vieler Vorteile hat UWB auch einige Nachteile.

Erstens sinkt die Datenrate, wenn der Abstand zwischen den Geräten wächst. Zweitens ist der Einbau von UWB in ein Gerät zwar relativ günstig, die Tags, die für die Abdeckung einer relevanten Fläche nötig sind, können aber teuer sein. Und schließlich ist UWB noch nicht weit verbreitet. Zum Jahreswechsel 2020 haben nur wenige gängige Geräte UWB an Bord. Das wird sich natürlich ändern, denn die Verbreitung von UWB soll deutlich zunehmen.

UWB im Vergleich zu anderen Technologien

Die Vor- und Nachteile von UWB zu kennen, ist wichtig – noch wichtiger ist es aber, die wesentlichen Unterschiede zu vergleichbaren Technologien zu verstehen. Letztlich hilft es, den gesamten Kontext zu kennen und den Blick weit zu halten, um die richtige Lösung für die jeweilige geschäftliche Herausforderung zu wählen.

Im Vergleich zu ähnlichen Lösungen wie Bluetooth, WiFi, RFID und GPS ist UWB die zuverlässigste Technologie, da es sehr störfest ist. Zudem hat UWB in diesem Vergleich die besten Werte bei Reichweite und Abdeckung – bis zu 250 m² pro Anker. Auch bei Sicherheit, Latenz (unter 1 Millisekunde) und Präzision (Zentimeter) schneidet es am besten ab. Zusätzliche Pluspunkte sammelt UWB, weil es abseits überlasteter Bänder des Funkspektrums arbeitet.

Wie Bluetooth, WiFi und RFID funktioniert UWB sowohl in Gebäuden als auch im Freien. In puncto Zuverlässigkeit ist UWB mit RFID vergleichbar. Beide Technologien verbrauchen zudem weniger Energie als andere Lösungen. WiFi hingegen bietet eine schnellere Datenkommunikation und überträgt große Datenmengen zügiger.

Einsatzbereiche von UWB

Anfang 2021 ist UWB noch eine relativ neue Technologie, deren kommerzielles Potenzial gerade erst erschlossen wird. Dank seiner Vorteile gibt es dennoch schon eine Reihe interessanter Erfolgsbeispiele, und in naher Zukunft ist mit einem starken Anstieg zu rechnen.

Da UWB äußerst präzise ist, gehört die genaue Ortung und Suche von Gegenständen oder Personen zu den häufigsten Anwendungen. Den Standort von Geräten prüfen, Warenströme steuern, Kundenströme analysieren, Abstände zwischen Objekten und Menschen messen, das Sicherheitsniveau erhöhen oder sogar die Uhr finden, die hinter das Sofa gefallen ist – die Möglichkeiten sind grenzenlos.

Hier nur einige Beispiele:

– Samsung SmartThings Find

Mit der neuen Lösung von Samsung lassen sich Geräte orten – Smartphones, Smartwatches, Tablets oder kabellose Kopfhörer. Finden Nutzer ein Gerät nicht, können sie UWB mit Augmented Reality kombinieren, um es aufzuspüren. Samsung arbeitet außerdem an einer Lösung, bei der UWB einen intelligenten, abstandsabhängigen Türzugang unterstützt.

– Smart-Home-Lösungen von Xiaomi

Der chinesische Konzern Xiaomi hat UWB bereits in sein Flaggschiff-Smartphone Xiaomi Mi 10 5G gebracht. Dank fortschrittlicher Ortung und Richtungserkennung weiß das Mi 10, auf welches Gerät wir zeigen, und kann es per Smartphone steuern. So können Sie den Fernseher lauter stellen, den Ventilator hochdrehen, Türen oder die Garage öffnen oder andere Smart-Home-Geräte direkt vom Smartphone aus bedienen.

– Spark Control

Spark Control von EMBIQ ist ein weiteres Beispiel dafür, wie UWB die Indoor-Ortung auf großen Flächen unterstützt. Das System mit autarker Solarstromversorgung und drahtloser Langstreckenverbindung ermöglicht es, Personen und Geräte in einem bestimmten Bereich zu orten und zu verfolgen. Dank täglicher Sensoranalyse und Aufgabenplanung lässt sich mit Spark Control der Arbeitsfortschritt in Echtzeit überwachen – zum Beispiel von Mitarbeitenden im Gewächshaus – und es lassen sich Leistungsberichte für eine Anlage, eine Person oder einen Zeitraum erstellen.

UWB – eine Technologie mit enormem Potenzial

Mit hoher Datenrate, beispielloser Zuverlässigkeit und Sicherheit sowie höchster Präzision erleichtert UWB die Ortung und Verfolgung von Personen und Geräten in den unterschiedlichsten Umgebungen.

UWB hat das Potenzial, der nächste große Durchbruch zu werden – zumal heute immer mehr Sensoren und Wearables zur Fernüberwachung eingesetzt werden. Und obwohl die Technologie noch relativ neu ist, gewinnt sie an Boden, wird breit verfügbar und dürfte eine Reihe neuer, spannender IoT-Anwendungen ermöglichen.

Neue Technologien entstehen laufend, und es lohnt sich, am Puls der Zeit zu bleiben – der nächste mögliche Umbruch wartet schon. Damit Ihr Unternehmen davon profitiert, braucht es einen verlässlichen und erfahrenen Technologiepartner.

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