Ultra Geniş Bant (UWB) Teknolojisi Ultra Geniş Bant (UWB) Teknolojisi

Gönderen: Kaan   Tarih: 2018-11-02 16:46 Kategori: otonom | Okundu: 275

Özellikle cep telefonlarındaki ve evdeki bilgisayarlardaki kablosuz teknolojilerin getirdiği mobil yaşam tarzının faydaları diğer tüketici cihazlarında da aynı avantajların istenmesini sağlamıştır. Tüketicilerin, kablosuz bağlantının artan rahatlığından hoşlanmaları onların, video kayıt ve depolama aygıtlarında, gerçek zamanlı ses ve video (AV) yayınlarında, interaktif oyun ve AV konferans hizmetleri için de kablosuz teknolojiler talep etmelerini sağlamıştır.

Teknolojik aletlerle donatılmış bir evde kullanılan dijital video ve ses akışı gibi birçok teknoloji, iletişim kurmak için yüksek bant genişliği bağlantılarına ihtiyaç duyar. Ev içinde kullanılan cihazların sayısını göz önüne alırsak, bu cihazlar arasında kablosuz bağlantı için bant genişliği talebi gerçekten çok büyük olur.

Wi-Fi ve Bluetooth Teknolojisi gibi kablosuz bağlantılı PC'ler için geliştirilen kablosuz ağ teknolojileri dijital evin çoklu yüksek bant genişliği kullanım modelleri için optimize edilmemiştir. Veri oranları Wi-Fi için 54 Mbps'ye kadar ulaşabilirse de, teknolojinin bir tüketici elektroniği ortamında, güç tüketimi ve bant genişliği dahil sınırlamaları vardır. Bu yazımızda UWB teknolojisi açıklanıp dijital evlerdeki WPAN'larda kullanılmak üzere UWB teknolojisi için olası uygulamalar sunulacaktır.

Ultra Geniş Bant (UWB)’nin Kullanım Amacı

Günümüzdeki teknolojik dijital ev ortamları farklı dijital uygulamaları destekleyen çok sayıdaki tüketici elektroniği cihazlarıyla oluşturulmaktadır. Bu cihazlar aşağıda gösterildiği gibi üç kategoride toplanmıştır.

Şekil 1: Cihaz segmentlerinin yakınsaması

Bu kategoriler; PC ve internet, tüketici elektroniği (CE) ve mobil cihazlardan oluşmaktadır.

Bu cihazlar genel olarak farklı işlevler için kullanılmaktadır. Bununla birlikte, kullanıcılar gittikçe artan bir şekilde MP3 çalarlar ve PC'lerle dosya alışverişi yapmak, STB'lerle iletişim kuran dijital video kayıt cihazları vs. gibi cihazların etkileşimlerde bulunmalarını beklemektedirler. Bu çok sayıdaki cihazın etkileşimi ve birlikte çalışması yüksek verim sağlayan ortak bir kablosuz teknoloji gerektirir. Yeni nesil bilgisayarlar, tüketici elektroniği cihazları ve mobil uygulamalar, birçok cihaz tarafından günümüzde WPAN'lar oluşturmak için kullanılan Bluetooth teknolojisinin 1 Mbps tepe veri hızının ötesinde bağlantı hızını talep etmektedir. Ancak birçok tüketici elektroniği cihazı, Wi-Fi ağları için daha yüksek hızdaki 802.11a / g kablosuz haberleşmenin gerektirdiği maliyeti ve gücü destekleyemez. Wi-Fi, Bluetooth Teknolojisinden çok daha hızlıdır fakat aynı anda birden fazla eşzamanlı yüksek kaliteli video akışına izin vermek için yeterli performansı sağlayamamaktadır. UWB teknolojisi, yeni nesil birleştirilmiş cihazlar için gereken iş hacmini sağlar. Ayrıca, WiMedia ittifakı gibi endüstri girişimlerinin desteği, IEEE 1394, USB ve evrensel tak ve çalıştır (UPnP ) gibi çoklu protokollerde birlikte çalışabilirliği sağlamaya yardımcı olacak ve UWB'yi yüksek hızı, düşük maliyeti ve düşük güçlü WPAN'lar sağlamak için geniş bir teknoloji çözümü haline getirecektir.

Ultra Geniş Bant (UWB) Nedir?

UWB, Bluetooth Teknolojisi ve 802.11a / g gibi konvansiyonel dar bantlı radyo frekansı (RF) ve yayılma spektrum teknolojilerinden (SS) farklıdır. UWB, veriyi iletmek için son derece geniş bir RF bandı bandı kullanır (Şekil 2). Bunu yaparken UWB, daha geleneksel teknolojilere kıyasla belirli bir sürede daha fazla veri iletebilir.

Şekil 2: Dar bant (NB), yayılmış spektrum (SS) ve ultra geniş bant (UWB) sinyal kavramlarının karşılaştırılması

Belirli bir RF bağlantısı üzerinden potansiyel veri hızı, kanalın bant genişliği ve sinyal-gürültü oranının logaritması (Shannon Yasası) ile orantılıdır. RF tasarım mühendisleri, genellikle, bant genişliği parametresini çok az kontrol altına alırlar çünkü belirli bir radyo türü ve uygulaması için sinyalin izin verilen bant genişliğini öngören FCC yönetmelikleri tarafından belirlenir. 900 MHz, 2.4 GHz ve 5.1 GHz'de verilen lisanssız frekans bantlarına Bluetooth Teknolojisi, 802.11a / g Wi-Fi, kablosuz telefonlar ve çok sayıda diğer cihazlar katılmaktadır. Her radyo kanalı, UWB'ye izin verilene göre sadece dar bir frekans bandını işgal edecek şekilde sınırlandırılmıştır.

UWB, yakın zamanda yasal hale getirilmiş bir frekans spektrumunun benzersiz ve yeni bir kullanımıdır. UWB, 3.1 GHz - 10.6 GHz frekanslarını (7 GHz genişliğinden daha fazla bir frekans) kullanabilir. Her radyo kanalı merkez frekansına bağlı olarak 500 MHz'den fazla bir bant genişliği gösterebilir. Böyle büyük bir sinyal bant genişliği sağlamak için, FCC ciddi yayın gücü kısıtlamaları koymuştur. Bunu yaparak, UWB cihazları 802.11a / g radyo gibi yakın dar bant cihazları tarafından fark edilmek için yeterli enerjiyi yaymazken son derece geniş bir frekans bandından faydalanabilir. Spektrumun bu şekilde paylaşılması cihazların çok yüksek veri çıkışı elde etmesine olanak tanır, ancak yakın mesafededirler.

Düşük güç gereksinimlerinden dolayı, UWB’ler ile etkin maliyetli CMOS uygulamalarını geliştirmek mümkündür. UWB; düşük menzil, düşük güç, düşük maliyet ve çok yüksek veri hızları özellikleriyle yüksek hızda bir WPAN pazarına hitap edecek şekilde konumlandırılmıştır.

UWB teknolojisi aynı zamanda spektrumun tekrar kullanılmasına izin verir. Yakınlardaki cihazların bir başka bir odada başka bir cihaz grubuyla (örneğin, yatak odasında bir oyun sistemi gibi) aynı kanalda iletişim kurabilir. UWB tabanlı WPAN'lar, yakındaki kümeler parazit oluşturmadan aynı kanalı kullanabilecek kadar kısa bir mesafeye sahiptir. Bununla birlikte, bir 802.11g WLAN çözümü, mevcut veri bant genişliğini tek bir cihaz kümesinde hızla kullanacak ve bu radyo kanalı, evdeki başka herhangi bir yerde tekrar kullanılamayacaktı. UWB teknolojisinin sınırlı menzili nedeniyle, 802.11 WLAN çözümleri, ev kümeleri arasında veri iletimi için bir omurga görevi gören bir WPAN'ın mükemmel bir tamamlayıcısıdır.

Ultra Geniş Bant (UWB) Uygulamaları

UWB teknolojisi çok çeşitli WPAN uygulamalarını etkinleştirebilir.

Örnekler şunlardır:

► Kameralar, dijital kameralar ve taşınabilir MP3 çalarlar gibi taşınabilir multimedya CE cihazları arasında kablosuz bağlantı olan IEEE1394 kablolarını değiştirme

► Yazıcılar, tarayıcılar ve harici depolama aygıtları da dahil olmak üzere PC'ler ve PC çevre birimleri için yüksek hızda kablosuz evrensel seri veri yolu (WUSB) bağlantısı sağlamak

► Yeni nesil IP tabanlı PC / CE / mobil cihazlar için IP / UPnP tabanlı bağlantıların yanı sıra 3G cep telefonları gibi yeni nesil Bluetooth Teknolojisi cihazlarındaki kabloların değiştirilmesi

► Tüketici elektroniği, PC ve mobil cihazlar için ad hoc yüksek hızlı yüksek hızlı kablosuz bağlantı kurma

Şekil 3: USB aracılığıyla birbirine bağlı PC kümeleri

 

Kablosuz PC Çevresel Bağlanabilirliği

Kablosuz PC çevre birimi bağlantısı için, UWB teknolojisi USB'de bulunan performansı ve kullanım kolaylığını bir üst seviyeye çıkarabilir. Halen, kablolu USB, PC platformu için tercih edilen kablo ara yüzü olarak önemli pazar segmenti payına sahiptir (Şekil 3). Bluetooth teknolojisi ile kablolu bağlantı sorunu bir dereceye kadar çözülmüştür ancak şu ana kadar performans sınırlamaları ve birlikte çalışabilirlik sorunları nedeniyle Bluetooth istenilen başarıyı elde edememiştir.

UWB özellikli bir WUSB çözümü, kablolu USB'den kablonuz olmadan kullanıcıların istedikleri performansı sağlar. Bağlı olmayan USB bağlantısını etkinleştiren UWB, PC çevresel bağlantı pazarında önemli miktarda ses elde etme olanağına sahiptir. Yakın zamanda duyurulan Kablosuz USB Çalışma Grubu (Wireless USB Working Group)’unun hedefi, 10 metrelik bir aralıkta, kablolu USB 2.0'a eşdeğer 480 Mbps'ye kadar hız sağlamaktır.

WUSB ile, bir kullanıcı bir PC, dizüstü bilgisayar veya harici sabit disk sürücüsü gibi bir içerik kaynağına yakın bir taşınabilir medya oynatıcı (PMP) gibi bir mobil aygıt getirebilir ve kimlik doğrulama ve yetkilendirme tamamlandıktan sonra video dosyalar daha sonra izlenmesi için PMP'ye aktarılabilir.

AV CE cihazları için Kablosuz Multimedya Bağlantısı

PC çevre birimi bağlantısı ile yakından alakalı olarak, ses ve video tüketici elektroniği (AV CE) aygıtları için kablosuz multimedya bağlantısı vardır. Faydaları PC'ler ve çevre birimleri ile benzerdir; kablosuz kullanım kolaylığı ve veri aktarım performansı önemli avantajlardır. Dijital video disk oynatıcılar (DVD'ler), HDTV'ler, STB'ler, kişisel video kayıt cihazları (PVR'ler), MP3 çalarlar, stereo aygıtlar, dijital kameralar ve diğer tüketici elektroniği gibi eğlence cihazları kümesi oldukça çeşitlidir (Şekil 4).

Şekil 4: Eğlence kümesi

Örneğin, UWB, duvara monte edilmiş plazma ekran veya HDTV'yi can sıkıcı ve estetik olmayan kablolar olmadan bir STB veya DVD oynatıcıya bağlayabilir. UWB aynı anda birden çok cihaza birden fazla akış da etkinleştirebilir. Bu, resim içinde resim işlevselliğine veya evdeki birden fazla cihazda aynı veya farklı içeriğin görüntülenmesine olanak tanır.

UWB ayrıca dijital video düzenlemesi için dijital video kameraları gibi bir bilgisayar ortamına veya eğlence kümelerine, diğer yandan da görüntüleme için büyük bir LCD'ye cihaz bağlayabilir. Kamusal bir hotspot'ta otururken, bir aile üyesine e-posta ile resim düzenleme, derleme ve göndermek için mobil bir dizüstü bilgisayara bir dijital fotoğraf makinesi bağlanır. UWB, bu tür kullanımlar için önemli avantajlar sunmaktadır. UWB özellikli WPAN'lar ile cihazlar birbirine yaklaştıklarında birbirlerini tanırlar ve kullanıcı “play” düğmesine basarsa akış gerçekleşir.

UWB; yüksek hızlı çıktısıyla yüksek kaliteli aktarımlar, düşük güç tüketimi ile taşınabilir aygıtlara uzun pil ömrü, silikon tabanlı yapısıyla düşük maliyet, kablolu bağlantı seçenekleriyle kolaylık ve esneklik sağlamaktadır.

Dijital video kameralar, dijital sabit kameralar, taşınabilir MP3 çalarlar ve ortaya çıkan kişisel video oynatıcılar gibi taşınabilir AV CE cihazlarının, UWB'nin ana pazarının erken dönemindeki güzel noktalarını oluşturması beklenmektedir.

Mobil Bilgi İşlem Cihazları için Kablo Değişimi ve Ağ Erişimi

Birden çok mobil cihaz kullanıcısı için, cihazların birbirleriyle iletişim kurması gerektiğinde kablo yönetimi büyük bir rahatsızlık olabilir. Kişisel dijital asistanlar gibi birçok cihaz USB bağlantı noktaları üzerinden bağlanır. Ancak 3G cep telefonu gibi diğer cihazlar USB kablosu için özel bir konektör veya adaptör gerektirebilir. UWB teknolojisi, bu cihazların kablolar olmadan yakınında olmaları koşuluyla birlikte çalışmasını sağlar. UWB ayrıca, etkin nokta konumları içinde yüksek hızlı, düşük güçlü ağ erişimini sağlamak için kullanılabilir.

Hotspot internet kapsamı, uzak noktalardaki mobil bilgi işlem cihazlarına geniş bant internet erişimi için büyük bir ilgi uyandırmaktadır. Bugün 802.11a / g WLAN ve Bluetooth Teknolojisi tabanlı WPAN, hotspotları etkinleştirmektedir. Her ikisinin de, yüksek bant genişliği bağlantısı ve birleştirilmiş gereksinimleri ele alması için sınırlamalar vardır. Bu sınırlamalar belirli bir alandaki birçok kullanıcıya hizmet vermek için yüksek mekânsal kapasite ve düşük güç tüketimidir.  UWB, bu zorlukların üstesinden gelmeyi taahhüt eder ve bu segment olgunlaştıktan sonra önemli ölçüde geliştirilmiş bir kullanıcı deneyimi sağlayabilir.

UWB Özellikli Cihazlar Arasındaki Geçici Bağlantılar

Bluetooth Teknolojisinde olduğu gibi, her UWB özellikli cihaz hem bir içerik kaynağı hem de alıcı olabilir. Cihaz, bir kümede bağlanabilecek tüm cihazların değerini alır. Faydalı uygulamalar arasında, fotoğrafların basılması için doğrudan dijital fotoğraf makinesinin bir yazıcıya bağlanması sayılabilir.

Ultra Geniş Bant (UWB) Teknoloji Hususları

UWB teknolojisinin yaygın olarak benimsenen bir radyo çözümü haline gelmesi için birkaç anahtar alanın çözülmesi gerekmektedir:

Performans (havadan yüksek veri hızı performansı, güç tüketimi, diğer kablosuz cihazlarla bir arada bulunma, parazit bağışıklığı ve bağlantı sağlamlığı dâhil)

► Birlikte çalışabilirlik

► Piyasaya sürülmesi gereken hususlar

► Kolayca ürün entegrasyonu ve sertifikasyonu

► Genel çözüm maliyeti (OEM'ye)

► Gerçekleştirme ve destek

► Hizmet kalitesi

► Global spektrum tahsisi

Şekil 5, UWB'yi piyasada uygulanabilir bir radyo alternatifi yapmak için gereken tam çözüm kümesini temsil etmektedir. Fiziksel (PHY) ve ortam erişim denetimi (MAC) düzeyinde Intel, MultiBand OFDM Alliance (MBOA) üyesidir ve hem PHY hem de MAC katmanları için standartlar belirlemek için diğer üyelerle birlikte çalışmaktadır. Bu çaba, hizmet kalitesini (QoS) ele alacak ve üreticiden bağımsız olarak UWB telsizler arasında birlikte çalışabilirlik sağlayacaktır. Intel, UWB MAC'nin USB, WUSB, IEEE 1394 ve UPnP gibi bir dizi standart protokolle arabirim oluşturmasına izin verecek bir yakınsama katmanı geliştirmeye odaklanan bir başka endüstri organizasyonu olan WiMedia Alliance'ın bir üyesidir.

Son olarak Intel, UWB teknolojisinin güçlü yönlerinden tam olarak yararlanacak protokoller geliştirmektedir. Kablosuz USB Çalışma Grubu ile geliştirilen WUSB spesifikasyonu ve Dijital Ev Çalışma Grubu (DHWG) aracılığıyla yapılan UPnP çalışmaları, Intel katkılarının örnekleridir.

Şekil 5: UWB için uygulama ve protokol katmanları

Kablosuz bağlantı, mobil bilgi işlem kullanıcıları için kolaylıklarla dolu yeni bir mobil yaşam tarzı sağlamıştır. Bilgisayarlar, kişisel dijital kayıt cihazları, MP3 kaydediciler ve oynatıcılar, dijital kameralar, yüksek çözünürlüklü TV'ler (HDTV'ler), alıcı kutuları (STB'ler), oyun sistemleri, dijital fotoğraf makineleri ve video kayıt cihazlarını birbirlerine bağlayan dijital evlerinizdeki aygıtlar, evdeki bir kablosuz kişisel alan ağı (WPAN) içinde birbirlerine bağlanmak için kişisel dijital asistanlar (PDA'lar) ve cep telefonları… Ancak günümüzün kablosuz LAN ve WPAN teknolojileri, yüksek bant genişliği gerektiren bu tür bir tüketici elektroniği cihazının yarın bağlanmasının ihtiyaçlarını karşılayamamaktadır. Yüksek hızlı WPAN'ların ihtiyaçlarını karşılamak için yeni bir teknolojiye ihtiyaç duyulmuş ve sonucunda UWB teknolojisi ortaya çıkmıştır.

Şekil 6: RF veri iletişimi kapsama aralığı

UWB, bilgisayarların ve tüketici elektroniğinin gerçek yakınsamasını sağlayacaktır.  Mevcut ağ protokolleriyle kesintisiz bir şekilde bağlanan ve CE çevrebirimleri arasındaki bağlantı çözümlerini maliyet etkin bir şekilde sağlayan ortak bir radyo platformu ev eğlencesi ortamını değiştirmektedir. Intel Corporation da bu heyecan verici teknolojiyi etkinleştirmek ve başarısını sağlamak için endüstri ile birlikte çalışmaktadır.



Yorumlar: (0)

Henüz yorum yapılmamıştır.

Yorum:

CAPTCHA

Reklamlar

FACEBOOK'DA TAKİP ET

BUNLAR İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Reklam