Ultrabreitband übernimmt Wi-Fi

In einem Schritt, der eine große Umwälzung der drahtlosen Netzwerke bedeuten könnte, lizenzierte die Federal Communications Commission im vergangenen Monat den ersten Chipsatz, der auf der Ultrawidebanda-Technologie des US-Militärs basiert und riesige Datenmengen schnell über kurze Distanzen liefern kann. Ultrawideband oder UWB ermöglicht Ihnen den Datenaustausch zwischen Ihrem digitalen Camcorder und einem Desktop-Computer. Oder Sie können Signale von Ihrer digitalen Kabelbox an tragbare Flachbildschirme senden, die in Ihrem Haus verstreut sind. Darüber hinaus können Sie dies mit Geschwindigkeiten tun, die fünf- bis zehnmal schneller sind als mit Wi-Fi, der heute dominierenden Technologie in der drahtlosen Heimvernetzung.

Es gibt nur einen Haken: Die Ultrabreitband-Lizenz der FCC, die an das Motorola-Spin-off Freescale Semiconductor vergeben wurde, gilt nur für eines von zwei gleichwertigen Konkurrenzformaten, die um den Ultrabreitband-Standard wetteifern.

Standardskriege sind in der drahtlosen Technologie weit verbreitet, aber dieser Kampf zeichnet sich sowohl durch seine Bitterkeit als auch durch seine Dauer aus. Und während UWB am Starttor trödelt, wird es immer wahrscheinlicher, dass seine Auswirkungen durch eine neue Version von Wi-Fi gedämpft werden.



Am 13. September trifft sich das IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) in Berlin, um konkurrierende Vorschläge für das neue WLAN, offiziell als 802.11n bekannt (das derzeit gebräuchliche WLAN ist 802.11b; a eine fortschrittlichere Version, die gerade erst verwendet wird, ist 802.11g ). Dieses Wi-Fi der nächsten Generation ist weniger energieeffizient als Ultrabreitband und kann anfälliger für Signalstörungen sein. Auf der anderen Seite funktioniert es über längere Distanzen von bis zu 90 Metern im Vergleich zu den 10 bis 20 Metern von UWB.

Noch wichtiger ist, dass die neue Version von Wi-Fi Kompatibilität mit der drahtlosen Netzwerktechnologie bietet, die sich in den letzten Jahren rasant verbreitet hat. Wi-Fi ist nicht nur ein Gewinner in der Unternehmenswelt und wächst schnell sowohl zu Hause als auch an öffentlichen Hotspots, es wird auch bald in Mobiltelefone eindringen und die Internettelefonie möglicherweise in den drahtlosen Bereich ausweiten. Ein verzögerter oder geteilter UWB-Standard könnte bedeuten, dass Wi-Fi den Markt für Home-Entertainment-Netzwerke erobern wird. Das würde es UWB überlassen, mit Bluetooth und anderen Technologien um die bedeutende, aber weniger weitreichende Rolle als Kabelersatz für sehr kurze Reichweiten für PCs und Unterhaltungselektronik zu kämpfen. UWB sollte diesen Kampf gewinnen (und wir wären alle dankbar, wenn jemand würde es bald gewinnen), aber als Multimedia-Netzwerktechnologie für Heim und Büro könnte es ein größeres Schicksal verpassen.

Selbst wenn Ultrabreitband gegenüber Wi-Fi an Boden verliert, bietet die Technologie so viele Vorteile, dass sie wahrscheinlich nicht verschwinden wird. Im Gegensatz zu schmalbandigen Funktechnologien wie Wi-Fi, die Signale in einem definierten Frequenzband ausstrahlen, streut UWB seine Übertragungen mit kurzen Pulsen über mehrere Gigahertz des Spektrums. Das Breitbandpotenzial von UWB liegt im ausgeklügelten Übertragungsschema, nicht in der Stärke der Sendetechnologie, deshalb können UWB-Sender einfache Geräte sein, die sehr wenig Strom verbrauchen. Darüber hinaus ist UWB aufgrund seines spektrumgestreuten Kommunikationsansatzes theoretisch weniger anfällig für Störungen und bietet einen inhärent sichereren Kanal, der schwer zu stören ist. Im Gegensatz zu Wi-Fi können Sie mehrere unabhängige UWB-Netzwerke im selben Haushalt einrichten, damit Ihr PC-zu-Peripherie-Netzwerk die Übertragung zwischen Ihrer Kabel-Set-Top-Box und Ihrem Fernseher nicht stört.

Ultrawideband bietet zudem ein interessantes Extra: die Möglichkeit, den Standort von Sendern möglicherweise auf den Zentimeter genau zu identifizieren. Diese Funktion könnte eine Vielzahl von Anwendungen eröffnen, bei denen Wi-Fi weniger geeignet ist. Beispielsweise könnte ein tragbarer Herzmonitor mit einem UWB-Sender nicht nur Krankenhausmitarbeiter auf ein Notfallereignis aufmerksam machen, sondern auch den Standort des Patienten lokalisieren. Oder eine intelligente Autobahn könnte eines Tages mit UWB-Sendern ausgestattet sein, die in regelmäßigen Abständen aufgestellt werden, um mit UWB-ausgerüsteten Autos zu kommunizieren und sie gemeinsam in Bewegung zu halten.

Doch bevor diese glanzvolle Zukunft erreicht werden kann, gibt es eine Kleinigkeit, die als Standard bezeichnet wird.

Der umstrittene Ultrabreitband-Standard wird von IEEE 802.15.3a genannt. Freescales UWB-Technologie, die bereits zum Jahresende in Home-Entertainment-Systemen Einzug halten könnte, hält sich an das UWB-Forum. Unterstützt von Motorola und etwa 60 anderen (meist kleineren) Unternehmen treibt das UWB-Forum eine Ultrabreitband-Variante voran, die Daten in einer kontinuierlichen Folge überträgt; es heißt DS für Direct Sequence. Die rivalisierende Gruppe heißt MultiBand OFDM Alliance (MBOA); es wird von Intel und einer noch längeren Liste von Unternehmen gefördert, darunter Hewlett Packard, Philips, Samsung und Texas Instruments. MBOA schlägt eine Technik vor, die schnell zwischen mehreren Frequenzbändern springt, um die Leistung zu verbessern; ein solches Mehrband-Orthogonal-Frequency Division Multiplexing oder OFDM wird bereits in digitalen Teilnehmerleitungen und anderen Kommunikationstechnologien verwendet.

Es gibt keinen klaren technologischen Gewinner zwischen den beiden Standards. Die UWB-Forum-Technologie ist in ihrer Entwicklung weiter fortgeschritten und lässt sich möglicherweise einfacher in kleinere Geräte wie Smartphones integrieren. Der MBOA behauptet unterdessen, seine Technologie zu niedrigeren Kosten verkaufen zu können, da er so viele Unterhaltungselektronikunternehmen auf seiner Seite hat. Beide bieten ungefähr die gleichen Leistungsdaten. Und beide Seiten beschimpfen sich auch gegenseitig und knallen Türen zu .

Im Vergleich dazu sieht der aufkommende Kampf um das nächste WLAN relativ mild aus. Ein Konkurrent, die Worldwide Spectrum Efficiency (WWISE) Group, wird von Airgo Networks, Broadcom, Conexant, Mitsubishi, Motorola, STMicroelectronics und Texas Instruments unterstützt. Es wird mit einem konkurrierenden Vorschlag einer Organisation namens TGn Sync konkurrieren, die von Unternehmen wie Agere, Atheros, Cisco, Intel, Matsushita, Nokia, Philips und Sony unterstützt wird. Die Roadmap des IEEE für einen Spezifikationsentwurf im Jahr 2005 und eine endgültige Spezifikation bis 2007 scheint vernünftig, da die beiden Wi-Fi-Vorschläge ähnlich sind. Beide verwenden Variationen einer Technik namens MIMO, die die Leistung steigert, indem sie Daten über mehrere Antennen sendet und empfängt (MIMO steht für Multiple Input, Multiple Output). Bisher scheint TGn Sync die Nase vorn bei Geschwindigkeit und Energieeffizienz zu haben, während WWISE eine bessere Kompatibilität mit bestehenden Wi-Fi-Netzwerken zu bieten scheint. Die Teilnehmer auf beiden Seiten scheinen kompromissbereit zu sein und den Prozess zu beschleunigen, damit sich die Technologie durchsetzen kann, bevor UWB Wurzeln schlägt.

Das nächste Wi-Fi erfordert eine Datenrate von 200 Megabit pro Sekunde, was einem realen Durchsatz von 100 Megabit pro Sekunde entspricht. (Ähnlich beträgt der Durchsatz des 802.11g-Standards nur die Hälfte seiner Datenrate von 54 Megabit pro Sekunde.) Diese 100-Megabit-pro-Sekunde-Marke, an der UWB-Produkte ansetzen werden, bringt Wi-Fi im Wesentlichen auf die Ebene eines typischen kabelgebundenen Fast-Ethernet-Netzwerks. Beide Lager bieten optionale Erweiterungen ihrer Standards an, die die Leistung schließlich auf mehr als 500 Megabit pro Sekunde steigern könnten, was sie damit vergleichbar macht, wo Ultrabreitband in einigen Jahren erwartet wird.

Das neue WLAN hat noch einen weiteren Vorteil: Da es auf einem bewährten Standard basiert, dürfte es weniger Kontrolle durch die Aufsichtsbehörden bekommen. Theoretisch sollten UWB-Benutzer weniger Signalstörungen erfahren als Wi-Fi-Benutzer. Dies muss jedoch noch zur Zufriedenheit der Regulierungsbehörden bewiesen werden, die besorgt über den breiten Frequenzbereich sind, den UWB abdeckt. Um sicherzustellen, dass es keine Interferenzen mit Feuer- und Polizeifunksystemen gibt, hat die FCC die UWB-Nutzung nur im 3,1- bis 10,6-Gigahertz-Band genehmigt. Dies begrenzt die effektive Reichweite von UWB auf etwa 10 bis 20 Meter.

Schließlich, so UWB-Booster, werden die Regulierungsbehörden feststellen, dass die Gefahr von Störungen gering ist, und sie werden eine größere Reichweite für UWB eröffnen, wodurch es einfacher wird, höhere Geschwindigkeiten und Reichweiten von bis zu 30 Metern zu erreichen. Aber das Wichtigste zuerst: ein Standard.

Normenkriege erfüllen ihren Zweck, indem sie die beste (oder zumindest die machbarste) Technologie in den Vordergrund stellen und gleichzeitig die Beteiligung der Unternehmen erweitern. Doch damit diese Magie funktioniert, muss am Ende ein einziger Standard entstehen. In den unsterblichen Worten von James T. Kirk, als er in zwei Wesen gespalten wurde: Jemand...bitte...triff...die Entscheidung!

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