Ultra-breed communiceren

Intussen staat 3G mobiele telefonie voor de deur, met ongekende mogelijkheden
op het vlak van multimediacommunicatie. De volgende stap is nu aan de beurt: dingen die onderling communiceren, ook draadloos. Begonnen met infraroodsignalen, wordt korte-afstands draadloze communicatie nu overgenomen door hoog-frequente microgolven, zoals Bluetooth (2.4 GHz). De hoeveelheid data die per seconde overgestuurd wordt, is relatief beperkt. Maar dat is niet erg, want voor tal van toepassingen is slechts een beperkte gegevensstroom nodig, denken we maar aan monitoring, sensornetwerken,lokalisatie, sturing van apparaten, enz.

Een veelbelovende technologie op het vlak van draadloze communicatie die uitermate geschikt is voor beperkte gegevensstromen is ultra-breedband technologie, ultra wide band, of UWB. Bij UWB wordt het communicatiesignaal gespreid over een brede band in het frequentiespectrum, tussen 3 en 10 GHz. Hierdoor kunnen hoge datasnelheden gehaald worden zonder al te veel vermogen te verbruiken, of omgekeerd uitgedrukt, ze kunnen onder ultra-laag vermogen opereren bij lage datasnelheden.

En nu wordt het echt interessant. Laag vermogenverbruik is een absolute must voor mobiele toepassingen waar batterijen onontbeerlijk zijn, en zeker waar ze moeilijk kunnen vervangen worden. Zoals bij toestelletjes die in of aan het lichaam gebruikt worden, in een body-area netwerk. In de militaire wereld denkt men aan draadloze sensornetwerken voor op het slagveld, intelligente slagvelden waarin de sensoren via UWB allerlei informatie doorsturen. Militairen zijn erg geïnteresseerd in UWB vanwege de inherente robuustheid, de moeilijk te verstoren signalen (dankzij de spreidingstechniek over een grote bandbreedte), en de lokalisatiemogelijkheden van de technologie, tot 1 cm nauwkeurig over honderden meters!

Ondanks al deze toepassingen is de UWB-markt vandaag nog quasi onbestaande in de totale markt voor draadloze communicatie. Analisten schatten dat in 2007 een 100 miljoen UWB-chipsets zullen verkocht worden, goed voor 1 miljard dollar omzet (Ter vergelijking: de wereldwijde chipmarkt voor draadloze communicatie bedroeg vorig jaar meer dan 14 miljard dollar!). Het aandeel voor lage datasnelheden wordt hierin geschat op een paar procent, m.a.w. een 2-tal miljoen chipsets in 2007. Hierin werd uitgegaan van de verwachting dat body-area netwerken in 2007 nog niet in grote volumes op de markt gekomen zijn. De markt is nochtans potentieel enorm: 6 miljard mensen en een tiental sensoren per persoon. Natuurlijk zal slechts een fractie van de wereldbevolking de komende jaren een body-area netwerk krijgen/aanschaffen. Maar die fractie zal snel toenemen door de snelle stijging van de belangrijke primaire doelgroepen, nl. bejaarden en sporters, door de algemene evolutie naar toenemende – vaak persoonlijke - monitoring van de gezondheid, door het toenemend belang aan het comfort van patiënten (mobiel en zelfstandig), enz. Bovendien zal een maatschappelijke adoptie van dergelijke netwerken ook een doorslaggevende rol spelen voor een al dan niet massale aanwending.

De industrie heeft ondertussen niet stilgezeten. UWB heeft vandaag al tal van toepassingen in nichemarkten. Een markant voorbeeld is Time Domain, dat met zijn product RadarVision beeldvorming kan doen doorheen een muur! Toepassingen zijn terug te vinden in brandbestrijding (lokalisatie van mensen in een brandend gebouw) en misdaadbestrijding. Is de technologie klaar voor gebruik? Ja, maar… Eerste “maar” is de standaard. Zolang de standaardisatieaspecten (de IEEE 802.15.4a om precies te zijn) niet uitgeklaard en afgesproken zijn, kan massale aanwending van lage-snelheids UWB
niet echt doorbreken. Bovendien stelt UWB ook technische eisen op het vlak van RF-systemen, laag-vermogen frontends, antenne-integratie, enz., die vandaag nog niet optimaal kunnen geïmplementeerd worden. Voor body-area netwerken zijn de eisen nog wat strenger: ultra-laag vermogen draadloze communicatie moet goedkoop zijn, klein, weinig vermogen verbruiken, veilig zijn, enz. Eén ding staat vast, UWB komt er, en zeker voor lage vermogens. Omdat de potentiële markten zo massaal groot zijn. En omdat de toepassingsmogelijkheden virtueel oneindig zijn. Immers, we leven allemaal in
de connected world. Mis de kans niet.

De auteur is Marketing-en Communicatie Manager bij Imec, het grootste onafhankelijke Europese onderzoekscentrum op het gebied van micro-elektronica, nanotechnologie, ontwerpmethodes en technologieën voor ICT-systemen.

E-mail: jan.wauters@imec.be