Ultra-Wideband vs. Bluetooth Hemat Energi

Sistem Lokasi Real-Time (RTLS) saat ini terus meningkat. Terkadang, pemimpin operasi bisa kewalahan dengan semua opsi. Salah satunya adalah teknologi sensor Ultra-Wideband (UWB). Karena popularitas ponsel Apple dan Samsung terbaru, kebanyakan orang akrab dengan istilah tersebut. Namun, mereka belum tentu yakin bagaimana UWB membandingkan dan kontras dengan Bluetooth Low Energy (BLE). Meskipun perusahaan telah menggunakan BLE untuk melacak aset selama bertahun-tahun, UWB sekarang merupakan teknologi yang akan datang untuk menghubungkan perangkat jarak pendek dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Menurut MarketsandMarkets, “Ultra-Wideband akan bernilai 2,7 miliar pada tahun 2025, dengan CAGR 19,6%.” Jadi, pertanyaan banyak orang adalah, “Akankah UWB menggantikan BLE”? Untuk menjawab pertanyaan itu, pertama-tama kita harus memahami apa itu Ultra-Wideband dan BLE dan bagaimana cara kerjanya.

Apa itu UWB?

UWB adalah radar pemindaian terus menerus yang beroperasi melalui berbagai frekuensi radio berdaya rendah. Sistem nirkabel jarak pendek ini menggunakan bandwidth minimal 500 Mhz. Lebih khusus lagi, UWB telah membuka rentang frekuensi radio dari 3,1 hingga 10,6 GHz. Beberapa orang mungkin bertanya-tanya, “Rentang itu bagus, tetapi bukankah itu akan mengganggu teknologi lain yang beroperasi dalam kisaran itu?” Jawabannya adalah tidak. Kunci dari 'tanpa gangguan' ini berasal dari rendahnya jumlah daya yang dioperasikan UWB. Seperti terlihat pada diagram di bawah, daya yang paling banyak digunakan UWB adalah -41,3 dBm/MHz. Karena jumlah daya yang rendah, perangkat UWB bekerja paling baik saat berdekatan satu sama lain dan garis pandang bebas dari rintangan.

Meskipun UWB dapat memprediksi posisi relatif dan pergerakan aset dalam jarak 10-30 sentimeter, fitur terpentingnya adalah komunikasi dan transisi data dari satu perangkat ke perangkat lainnya. Karena bandwidth yang sangat besar, UWB telah terbukti mentransmisikan 110Mbit/sec. Itu cukup untuk berbagi tiga aliran video melalui satu koneksi pada saat yang bersamaan.

Bagaimana cara kerja UWB?

UWB bekerja dengan terus memindai radar yang beroperasi melalui berbagai gelombang radio berdaya rendah. Sebenarnya, ada dua cara UWB dapat memposisikan aset:Time Difference of Arrival (TDoA) dan Two Way Ranging (TWR). Dengan TDoA, tag mengirim sinyal radio secara berkala ke beberapa sensor sinkronisasi jangkar yang berbeda. Setelah tag mengirimkan data ke jangkar dalam jangkauan komunikasi, jangkar tersebut mengirimkan data ke server RTLS pusat dan kemudian menghitung perbedaan waktu kedatangan. Server mengambil stempel waktu dari setidaknya empat jangkar dan menghitung lokasi tag. TWR bekerja secara berbeda. TWR bergantung pada rentang antara satu tag dan jangkar. Metode ini rumit karena TWR membutuhkan sembilan pesan untuk melakukan perjalanan bolak-balik untuk menghitung lokasi. Sebagian besar perusahaan yang memilih UWB untuk melacak aset mereka menggunakan teknologi TDoA karena penggunaan energi yang lebih rendah memungkinkan baterai pada tag bertahan lebih lama.

Apa itu BLE?

Untuk memahami Bluetooth Low Energy, pertama-tama kita harus memahami teknologi Bluetooth. Dalam kalimat, Bluetooth adalah teknologi radio frekuensi-hopping yang mengirimkan data dalam paket. Informasi berjalan dalam pita 2,4 GHz. Meskipun BLE mirip dengan teknologi induknya, mereka memiliki kegunaan yang sangat berbeda. Bluetooth dikenal untuk hal-hal seperti transfer file atau headset nirkabel, keyboard, dan speaker. BLE lebih banyak digunakan untuk pemantauan industri, pemantauan tekanan darah, promosi bertarget berbasis geografi, atau aplikasi transportasi umum. Perbedaan antara Bluetooth dan BLE adalah jumlah daya yang digunakan. Tidak seperti Bluetooth klasik, BLE tetap dalam mode tidur hingga sistem memulai koneksi. Waktu koneksi sebenarnya hanya beberapa mS, sedangkan Bluetooth membutuhkan ~100mS. Dengan Bluetooth Low Energy, satu baterai dapat bertahan selama lima tahun. Perangkat Bluetooth memiliki jangkauan komunikasi maksimum 30. (dengan asumsi tidak ada hambatan yang menghalangi jalan). Namun, dengan satu antena, BLE bisa diperpanjang hingga 77 meter.

Bagaimana cara kerja BLE?

Bluetooth mentransmisikan data dalam pita 2,4 GHz. Namun, jika Anda mengetahui sesuatu tentang pita 2,4 GHz, Anda tahu bahwa banyak teknologi lain, seperti WiFi dan ZigBee, menggunakan pita 2,4 GHz yang sama. Jadi bagaimana perangkat Bluetooth menghindari gangguan? Jawabannya adalah frekuensi hopping jarak pendek. Bluetooth beroperasi dalam 80 saluran berbeda (bernomor dari 0 hingga 79, masing-masing selebar 1 MHz) dan mengubah saluran hingga 1600 kali per detik. Perangkat Bluetooth mendeteksi sinyal lain dan menegosiasikan jalur komunikasi.

Dengan pelacakan aset BLE tradisional, suar BLE menentukan kedekatan, bukan lokasi. Saat tag aktif berada dalam jangkauan, beacon terdekat dapat menghitung kekuatan sinyal dan menghitung kedekatan dengan beacon. Satu-satunya cara untuk meningkatkan akurasi adalah dengan meningkatkan kepadatan beacon di suatu area. Semakin banyak input data ke algoritma lokasi, semakin tinggi presisinya. Hal ini memungkinkan "Presisi yang Tepat" dalam menentukan berapa banyak beacon yang akan digunakan dalam pengaturan infrastruktur.

Teknologi baru yang dipatenkan oleh Link Labs menambahkan rentang fase ke tag BLE standar. AirFinder OnSite menggunakan tag BLE dengan firmware baru untuk menambahkan rentang fase untuk menentukan akurasi hingga level sub-meter. Ini sekarang menggabungkan biaya rendah BLE dengan akurasi yang mendekati tingkat UWB.

Keuntungan vs. Kerugian

Keuntungan UWB

Keuntungan BLE

Akurat dalam 10 cm

Konsumsi energi rendah - beberapa tag dapat bertahan hingga 5 tahun

Tingkat transmisi tinggi

Perawatan rendah - baterai tidak perlu sering diganti

Biaya penerapan rendah

Kekurangan UWB

Kekurangan BLE

Instalasi intensif

Tidak setepat - hingga submeter, bukan sentimeter

Konsumsi energi tinggi

Pemeliharaan tinggi

Biaya penerapan tinggi

Teknologi mana yang terbaik?

Kedua teknologi tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Menentukan apakah akan menggunakan UWB atau Bluetooth bergantung pada kasus penggunaan yang Anda coba selesaikan. Untuk mendiskusikan teknologi mana yang terbaik untuk perusahaan Anda, hubungi salah satu pakar Link-Labs kami…