Ce este 5G Ultra-Wide Band?
Tehnologia 5G UWB (UWB, ultra wideband, ultra-wide band și ultraband) este un tip de tehnologie 5G care utilizează frecvențe radio UWB pentru a transmite date pe distanțe scurte. Tehnologia UWB permite rate de transfer de date extrem de rapide, cu viteze de până la 10 Gbps și urmărire foarte precisă a locației. 5G UWB a fost gândit pentru a completa alte tehnologii 5G, cum ar fi sub-6 GHz și mmWave, care au distanțe mai lungi, dar viteze mai mici. Unele dintre caracteristicile cheie ale 5G UWB includ:
- Latență scăzută: Latența este timpul necesar pentru ca datele să călătorească de la un punct la altul. 5G UWB are o latență sau o întârziere extrem de scăzută, ceea ce este critic pentru aplicații precum jocurile și realitatea augmentată. 5G are o latență de aproximativ 30 de milisecunde. 5G UWB are o latență mai mică de 1 milisecundă, astfel că 5G UWB este ideală pentru aplicațiile care necesită comunicație în timp real.
- Lățime de bandă mare: Tehnologia UWB utilizează lățimi de bandă foarte largi, ceea ce îi permite să transmită rapid cantități mari de date.
- Urmărire de precizie: Tehnologia 5G UWB poate localiza obiecte cu o precizie la nivel de centimetru, făcându-o ideală pentru aplicații precum navigarea în interior și urmărirea activelor.
Tehnologia radio UWB cu impuls permite măsurarea distanței/locației cu precizie centimetrică și comunicarea sigură a datelor folosind putere redusă și latență scăzută. UWB se bazează pe standardele IEEE 802.15.4a și 802.15.4z. Tehnologia UWB deschide noi posibilități în cadrul aplicațiilor IoT mobile, auto, industriale și de consum.
Cum funcționează banda ultralargă 5G?
Tehnologia 5G UWB funcționează prin utilizarea undelor radio de înaltă frecvență, cu rază scurtă de acțiune, pentru a transmite date între dispozitive. Aceste unde radio sunt capabile să pătrundă în obstacole precum pereți și uși, permițând urmărirea foarte precisă chiar și în interiorul unei locații. Tehnologia 5G UWB folosește algoritmi complecși pentru a procesa semnalele și a descrie locația și alte date. Componentele cheie ale tehnologiei 5G UWB includ:
- Transmițător: dispozitiv ce emite semnalul UWB.
- Receptor: dispozitiv ce primește semnalul UWB și îl folosește pentru a determina locația și alte date.
- Matrice de antene: un set de antene care lucrează împreună pentru a transmite și recepționa semnale UWB.
- Algoritmi de procesare a semnalului: algoritmi ce analizează semnalele UWB pentru a extrage date privind locația și viteza.
Care este diferența dintre 5G și 5G UWB?
5G și 5G UWB sunt tipuri de tehnologie 5G, dar diferă în câteva puncte esențiale. Principalele diferențe sunt:
- Gamă: 5G UWB are o rază de acțiune mult mai scurtă decât alte tipuri de 5G, cum ar fi sub-6 GHz și mmWave. Semnalele UWB pot parcurge maxim 100 metri în condiții ideale, în timp ce alte tipuri de 5G pot acoperi câțiva kilometri.
- Viteză: 5G UBW este mai rapidă decât alte tipuri de 5G, cu rate de transfer de date de până la 10 Gbps. Alte tipuri de 5G au viteze mai mici, dar acoperă distanțe mai mari.
- Urmărire de precizie (detectare de mediu): 5G UWB este capabil să localizeze obiecte cu o precizie mult mai mare decât alte tipuri de 5G.
Principalele avantajele ale tehnologiei UWB includ:
- Localizare precisă: Poate localiza obiecte cu o precizie la nivel de centimetru, făcând-o ideală pentru aplicații precum navigarea în interior, urmărirea activelor și automatizarea industrială.
- Viteză mare: Poate transfera date la viteze de până la 10 Gbps, fiind potrivită pentru aplicații precum streaming video, partajare de fișiere și jocuri.
- Consum redus de energie: Utilizează o putere foarte scăzută, fiind ideală pentru dispozitivele alimentate cu baterie, cum ar fi telefoanele inteligente și dispozitivele purtabile.
- Imunitate la interferențe: Este imună la interferențe de la alte tehnologii fără fir, cum ar fi Wi-Fi și Bluetooth, îmbunătățind fiabilitatea comunicațiilor fără fir.
- Securitate: Natura semnalelor UWB, combinată cu durata scurtă a impulsului, oferă în mod inerent un nivel de securitate, făcând interceptarea și interpretarea mai dificile pentru potențiale amenințări.
- Transmisie pe distanță scurtă: Distanța maximă de transmisie pentru 5G UWB este de circa 100 m în condiții ideale, ceea ce poate îmbunătăți securitatea și confidențialitatea prin limitarea transmiterii datelor într-o anumită zonă. În condiții reale, distanța maximă poate fi mai mică, fiindcă depinde de o serie de factori: obstacole (fiind o tehnologie de propagare directă, obstacolele mari, cum ar fi clădirile și copacii, pot reduce semnificativ distanța de transmisie), interferență de la alte dispozitive (utilizând același spectru ca și alte tehnologii wireless, cum ar fi Bluetooth și Wi-Fi, interferența de la aceste dispozitive poate reduce distanța de transmisie), condiții meteorologice (ploaia și zăpada pot reduce distanța de transmisie 5G UWB).
Merită 5G UWB?
Dacă 5G UWB merită sau nu, depinde de nevoile și preferințele specifice ale utilizatorului. Cu toate acestea, 5G UWB este disponibilă doar în zone limitate și necesită dispozitive compatibile, care pot fi mai scumpe decât dispozitivele non-UWB. În plus, tehnologia UWB este încă relativ nouă și nu toate aplicațiile și cazurile de utilizare au fost complet dezvoltate. Cel mai bun tip 5G e ales pentru nevoile utilizatorului. Dacă aveți nevoie de cele mai rapide viteze, atunci 5G UWB este cea mai bună opțiune. Dacă aveți nevoie de o acoperire pe o arie mai largă de comunicații, atunci 5G este o opțiune bună.
Notă. Care sunt diferitele versiuni ale 5G?
Există 3 versiuni principale ale 5G:
- 5G NR (New Radio): Este versiunea de bază a 5G. Utilizează o frecvență diferită, cum ar fi banda joasă, banda medie și banda înaltă.
- 5G Sub-6 GHz: Utilizează frecvențe sub 6 GHz. Are atât 5G NR, cât și 5G LTE.
- 5G mmWave: Utilizează frecvențe de peste 6 GHz. Este cel mai rapid tip de 5G, dar are cea mai scurtă distanță.
Notă. Este 5G mai rapid decât fibra optică?
Nu, 5G nu este mai rapid decât fibra optică. Fibra optică este o tehnologie cu fir care poate asigura viteze de până la 100 Gbps. 5G este o tehnologie wireless care este încă în curs de dezvoltare, dar cele mai rapide viteze sunt în prezent în jur de 10 Gbps. Sursă: https://www.theengineeringknowledge.com/5g-vs-5g-ultra-wideband/
Problematica 5G UWB
5G UVB oferă multe avantaje, dar există și unele provocări asociate cu această tehnologie.
- Acoperire limitată: Semnalele 5G UWB au o rază de acțiune foarte scurtă, ceea ce înseamnă că pot fi utilizate doar pe zone relativ mici. Deci, este dificilă asigurarea acoperirii în orașe mari sau zone rurale.
- Necesită mai multă infrastructură: Tehnologia 5G UWB necesită mai multă infrastructură decât alte tipuri de 5G, deoarece se bazează pe o rețea densă de celule mici pentru a oferi acoperire. Deci, implementarea e mai costisitoare și cere timp.
- Costuri mai mari: Tehnologia 5G UWB este mai costisitoare decât alte tipuri de 5G, deoarece necesită hardware și software specializat pentru a transmite și recepționa semnale UWB. Utilizatorii trebuie să achiziționeze dispozitive compatibile cu UWB și poate crește costul implementării rețelelor UWB.
Aplicații pentru 5G UWB
Prin tehnologia 5G UWB se extind aplicațiile UWB, ale cărei aplicații tradiționale sunt legate de imagistica radar non-cooperativă.
Notă. Imagistica radar non-cooperativă
Este o tehnică de imagistică radar utilizată pentru a detecta și a caracteriza obiecte care nu emit semnale radar în mod deliberat. Această tehnică este utilizată în diverse aplicații, inclusiv supravegherea militară, detectarea traficului și cercetarea științifică.
Imagistica radar non-cooperativă funcționează prin trimiterea de unde radar către un obiect și apoi măsurarea reflexiei acestor unde. Reflexia depinde de o serie de factori, inclusiv forma, dimensiunea și materialul obiectului. Prin analizarea reflexiei, este posibil să se obțină informații despre obiect, cum ar fi locația, dimensiunea și viteza.
Există mai multe tipuri de imagistică radar non-cooperativă, dar cea mai comună este imagistica radar cu impuls. Radarul emite un impuls scurt de unde radio, care este reflectat de obiect și apoi detectat de radar. Reflexia este transformată într-o imagine.
Alt tip de imagistică radar non-cooperativă este imagistica radar cu modulație Doppler. Radarul emite un semnal radio care este modulat în frecvență sau fază. Reflexia este analizată pentru a determina viteza obiectului.
Tehnologia 5G UWB are multe aplicații potențiale într-o gamă largă de industrii și servicii. Unele dintre aplicațiile cheie ale 5G UWB includ:
- Mișcare în interior și orientare. Capabilitățile de urmărire precisă a locației prin 5G UWB sunt ideale pentru navigarea în interior și orientarea în clădiri mari, cum ar fi aeroporturi, mall-uri, depozite și muzee.
- Urmărirea activelor și gestionarea lanțului de aprovizionare. 5G UWB poate fi utilizată pentru a urmări locația și mișcarea activelor cum ar fi inventarul, vehicule și echipamente în timp real, îmbunătățind eficiența și reducând costurile.
- Automatizare și robotică. Tehnologia 5G UWB joacă un rol semnificativ în automatizarea industrială și robotică. Rata sa mare de date și latența scăzută permit comunicarea și controlul în timp real între mașini și sisteme. Protocoalele de comunicație bazate pe UWB asigură transmisia de date fiabilă și sigură, permițând coordonarea și sincronizarea precisă a proceselor automate. Se îmbunătățește eficiența de producție, se reduc erorile și crește productivitatea. UWB poate fi integrat în sistemele robotizate pentru localizarea precisă, detectarea obiectelor și evitarea coliziunilor, sporind siguranța și eficiența automatizării industriale.
- Siguranța lucrătorilor și detectarea proximității. Siguranța lucrătorilor este o preocupare primordială în mediile industriale. Tehnologia UWB oferă soluții eficiente de detectare a proximității și de siguranță a lucrătorilor. Echipând lucrătorii cu dispozitive sau insigne compatibile UWB, se poate monitoriza locația și mișcarea în timp real. Sistemele bazate pe UWB pot detecta potențiale coliziuni între lucrători și utilaje, emițând avertismente în timp util. Tehnologia UWB permite crearea de zone de siguranță și zone de acces controlat, sporind siguranța la locul de muncă.
- Jocuri și realitate virtuală. Latența scăzută și lățimea mare de bandă a 5G UWB o fac ideală pentru jocurile online și alte aplicații care depind de timpul de răspuns, cum ar fi realitatea virtuală.
- Realitate augmentată. 5G UWB permite urmărirea foarte precisă a locației în aplicațiile de realitate augmentată, permițând utilizatorilor să plaseze obiecte virtuale în lumea reală cu o mai mare acuratețe.
Sursă: https://dataconomy.com/2023/03/10/what-is-5g-ultra-wideband/
Notă
Realitatea virtuală (VR) și realitatea augmentată (AR) sunt două tehnologii emergente care au potențialul de a schimba modul în care interacționăm cu lumea din jurul nostru.
Realitatea virtuală creează o experiență captivantă care ne izolează de lumea reală și ne plasează într-un mediu virtual. Acest lucru se realizează prin utilizarea unui dispozitiv VR, cum ar fi căști sau ochelari, care creează o imagine 3D a mediului virtual.
Realitatea augmentată suprapune informații digitale asupra lumii reale. Acest lucru se realizează prin utilizarea unui dispozitiv AR, cum ar fi un telefon inteligent sau o tabletă, care folosește un ecran pentru a afișa imagini și informații digitale.
Aplicații pentru realitatea virtuală:
Jocuri video: Oferă o experiență de joc mai captivantă și mai realistă.
Divertisment: Poate crea experiențe de divertisment mai fascinante, cum ar fi vizionarea de filme sau concerte.
Educație: Poate crea experiențe de învățare mai interactive și mai captivante.
Terapie: Utilizată pentru a trata afecțiuni precum anxietatea și stresul.
Aplicații pentru realitatea augmentată:
Educație: Poate a crea experiențe de învățare mai interactive și mai captivante.
Industrie: Utilizată pentru a instrui lucrătorii, a diagnostica echipamente și a crește productivitatea.
Retail: Poate crea experiențe de cumpărături mai interactive.
Sănătate: Oferă asistență medicală și poate îmbunătăți calitatea vieții.
Exemple de industrii și servicii care pot beneficia de 5G UWB
- Transport și logistică: 5G UWB poate fi utilizată pentru a urmări locația și mișcarea vehiculelor, mărfurilor și echipamentelor în timp real, îmbunătățind managementul lanțului de aprovizionare și reducând costurile.
- Asistență medicală: 5G UWB poate fi utilizată pentru a urmări locația echipamentelor și a consumabilelor medicale, îmbunătățind eficiența și reducând riscul de erori.
- Producție: 5G UWB poate îmbunătăți eficiența și precizia proceselor de producție, permițând urmărirea locației foarte precisă și comunicarea cu latență scăzută între dispozitive.
- Comerț cu amănuntul și ospitalitate: 5G UWB poate permite navigarea în interior și orientarea în clădiri mari precum mall-uri, aeroporturi și hoteluri, în ajutorul clienților.
- Divertisment: Latența scăzută și lățimea mare de bandă a 5G UWB o fac ideală pentru jocuri și aplicații de realitate virtuală, permițând utilizatorilor să încerce experiențe integratoare de înaltă calitate.
TDK Seria DEA. Filtre cu o frecvență de rezonanță care permite trecerea anumitor game de frecvență în timp ce blochează sau atenuează alte intervale de frecvență nedorite. TDK oferă atât filtre trece-înalt, cât și filtre trece-jos, precum și filtre trece-bandă cu frecvențe cuprinse între 5MHz și 8GHz, cu variații în formă și dimensiune, structura terminalului, valorile specificațiilor etc. Filtrele TDK sunt utilizate în produse de comunicații fără fir, cum ar fi WLAN, BT, celular, GPS, Zigbee, WiMAX, în frecvențe licențiate, cât și fără licență. Sursa imaginii: TDK
Cei mai mari furnizori 5G UWB din întreaga lume: Verizon -Una dintre cele mai mari companii de telecomunicații din SUA. A fost primul operator care a lansat o rețea 5G UWB în SUA în 2019. În prezent, oferă acoperire 5G UWB în părți din peste 60 de orașe din SUA. AT&T – O altă companie importantă de telecomunicații din SUA. Oferă acoperire 5G UWB în anumite zone din peste 35 de orașe din SUA. EE – Una dintre cele mai mari companii de telecomunicații din Marea Britanie. A lansat rețeaua 5G în 2019 și oferă în prezent acoperire 5G UWB în anumite zone din țară. SK Telecom – Cel mai mare operator de rețele mobile din Coreea de Sud. A fost una dintre primele companii care a lansat o rețea 5G UWB din lume în 2019. În prezent, oferă acoperire în anumite zone din țară. China Mobile – Fiind cea mai mare companie de telecomunicații din lume, este un jucător important în cursa 5G. Și-au lansat rețeaua 5G UWB în 2019 și oferă în prezent acoperire în anumite zone din China.
Sursă: en.wikipedia.org/wiki/Ultra-wideband
Este 5G ultrawide mai bun decât 5G?
Concluzie.
TDK Seria TPX. Triplexoare în capsulă SMD cu 8 terminale, 2,0 × 1,2 × 0,9 mm. Utilizate în partea I/O a antenei cu funcții de a separa sau combina trei semnale de frecvență diferite în timpul transmisiei și recepției. Utilizate și în circuitele CA. Aplicații care utilizează o combinație de GPS/Wi-Fi dublă bandă/Bluetooth/ZigBee pentru conectivitate. Sursa imaginii: TDK
5G UWB și 5G aparțin standardului rețelei celulare 5G, dar au caracteristici diferite. 5G UWB folosește frecvențe mai mari (mmWave) și poate oferi viteze mai mari, dar are o arie de acoperire mică. 5G utilizează mai puține frecvențe (sub 6 GHz) și are o arie mai mare, dar nu este la fel de rapidă ca 5G UWB.
În general, 5G UWB este bună pentru activități care necesită viteze mari, cum ar fi descărcarea de fișiere mari sau streaming video de înaltă definiție. 5G este cea mai bună soluție pentru activitățile care necesită o gamă mai largă, cum ar fi să rămâneți conectat în timp ce vă deplasați într-un oraș.
Notă: Ce firmă a lansat UWB pentru prima dată
Prima companie care a lansat o tehnologie UWB a fost IBM în 1993. IBM a dezvoltat o tehnologie numită Impulse Radio UWB (IR-UWB), care folosea impulsuri radio de scurtă durată pentru comunicația între dispozitive. IR-UWB a fost folosită inițial pentru aplicații militare, dar a fost ulterior adoptată și de alte industrii, cum ar fi industria auto și cea de tehnică medicală.
TDK Seria HHM2xxx. Cuplaje direcționale multistrat utilizate pentru monitorizarea și raportarea semnalului fără a întrerupe calea principală de alimentare a sistemului. Cuplajele sunt disponibile într-o gamă largă de configurații cu frecvențe cuprinse între 450 MHz și 5,95 GHz și dimensiuni de la 0,6 × 0,5 × 0,3 mm până la 1,6 × 0,8 × 0,6 mm. Sunt ideale în proiecte MIMO (Multi Input Multi Output) și CA (Carrier Aggregation) pentru monitorizarea și controlul semnalului. Aplicațiile includ WLAN, LTE, GSM/celular și alte frecvențe unde este necesară monitorizarea semnalului. Sursa imaginii: TDK
În 2002, IEEE a standardizat tehnologia UWB, ducând la dezvoltarea de noi produse și aplicații. În 2005, compania Texas Instruments a lansat primul cip UWB comercial, care a făcut tehnologia mai accesibilă pentru o gamă largă de aplicații.
În ultimii ani, UWB a devenit o tehnologie din ce în ce mai populară, datorită avantajelor sale, cum ar fi precizia ridicată, lățimea de bandă mare și consumul redus de energie.
Companii care au dezvoltat tehnologie UWB, produse UWB și aplicații UWB: IBM, Texas Instruments, Qualcomm, Decawave, Broadcom, Rohde & Schwarz, STMicroelectronics, Infineon Technologies, NXP, TDK.
TDK
TDK este o companie japoneză de electronice și tehnologie, fondată în 1935. TDK este un jucător în dezvoltarea și adoptarea tehnologiei UWB. TDK a fost unul dintre primii producători de cipuri UWB, lansând primul său cip UWB în 2007. TDK a fost un pionier în dezvoltarea de aplicații UWB, cum ar fi localizarea precisă și transferul de date rapid.
TDK Seria ANT. Antene în cip ceramice, de la 1,6 × 0,8 mm, grosime 0,4 mm. Aplicații multi-bandă, inclusiv dispozitive mobile, cum ar fi telefoane inteligente, tablete, dispozitive purtabile, dispozitive IoT, contoare inteligente, rețele inteligente, HEMS, STB-uri, dispozitive de streaming și controlere de jocuri. Sursa imaginii: TDK
TDK oferă o gamă largă de produse UWB, inclusiv: Cipuri UWB, Module UWB, Antene UWB, Componente UWB.
Produsele TDK 5G UWB sunt utilizate într-o varietate de aplicații, inclusiv:
- Dispozitive mobile: antenele și filtrele 5G UWB ale TDK sunt utilizate pe dispozitive mobile precum telefoane inteligente, tablete și laptopuri.
- Acces wireless fix (FWA): produsele TDK 5G UWB sunt utilizate în sistemele FWA pentru a oferi acces la internet de mare viteză caselor și companiilor.
- Internetul lucrurilor (IoT): produsele TDK 5G UWB sunt utilizate în dispozitive IoT, cum ar fi senzori, actuatoare și dispozitive purtabile.
- Automobile: produsele TDK 5G UWB sunt utilizate în aplicații auto, cum ar fi comunicația vehicul-la-vehicul (V2V) și comunicația vehicul-la-infrastructură (V2I).
TDK este un furnizor principal de produse 5G UWB. Produsele companiei sunt cunoscute pentru calitatea și performanța lor înaltă.
TDK este un furnizor global și lider recunoscut al produselor de conversie a puterii potrivite pentru multe aplicații, industriale și energetice, medicale și asistență medicală, testare și măsurare, semifabricate și TIC/difuzare.
Siretta
Siretta este o companie cu sediul în UK, care oferă soluții de conectivitate. Siretta oferă o gamă largă de produse și servicii pentru comunicații fără fir, inclusiv tehnologia UWB.
Siretta Delta 35 5G/4G UWB. Antenă monopol articulată, 3-8 GHz. Suportă: benzi 5G NR / 4G LTE / 3G UMTS, frecvențe UWB între 2,6 – 8 GHz (benzile UWB 1-9), benzile LTE Cat M, LTE Cat NB și NR Cat NB, banda ISM 5800 MHz. Monopol omnidirecțional, 84 mm. Suport reglabil pentru cel mai bun semnal. Plan de masă independent. Sursa imaginii: Siretta
Siretta oferă o gamă largă de produse pentru aplicații UWB: Antene UWB, Module UWB, Gateway-uri UWB.
Siretta oferă și o gamă largă de servicii UWB: Proiectare de soluții UWB, Dezvoltare de software UWB, Integrare de sisteme UWB, Suport tehnic UWB.
Exemple de produse UWB de la Siretta. Antene UWB (gamă largă de antene UWB, inclusiv antene omnidirecționale, antene direcționale și antene patch), Module UWB, Gateway-uri UWB (gamă largă de gateway-uri UWB, utilizate pentru a conecta dispozitive UWB la cloud sau la alte rețele).
Constantin Savu
Director General – Ecas Electro
ECAS Electro | www.ecas.ro
ECAS Electro asigură aprovizionarea cu produse TDK și Siretta.
Detalii tehnice:
Ing. Emil Floroiu (emil@floroiu.ro)
birou.vanzari@ecas.ro