Neuheiten-Übersicht Trendsetter HF-Chips

2012 zeichnet sich ab als ein Jahr, das mit einigen interessanten Weiter-entwicklungen in der Wireless-Welt - vor allem dank neuer HF-Chips - aufwarten können wird. Hier einige der wichtigsten Technik-Trends.

Einer der wesentlichen Trends wird der Einzug der Low-Power-Funktechnologien in das Smartphone sein. Gemeint sind damit Funkstandards wie beispielsweise Bluetooth Low Energy (auch bekannt als Bluetooth Smart Ready), darüber hinaus auch ZigBee oder der neue Standard ANT+. Alle diese Funktechnologien arbeiten im lizenzfreien 2,4-GHz-Band und dienen überwiegend dazu, über kurze Distanzen von mehreren Metern hinweg kleine Peripheriegeräte wie zum Beispiel Headsets oder Sport- und Fitness-Sensoren an das Smartphone anzubinden.

Diese Kurzstrecken-Funkübertragungen können aber auch dazu dienen, um beispielsweise Fernbedienungs-Funktionen (für Licht, Heizung oder das Fernsehgerät) mit dem Smartphone zu realisieren. Marktforscher gehen übrigens davon aus, dass im Jahre 2012 über 35 % der Smartphones mit dem Dual-Mode Bluetooth Low Energy ausgerüstet sein werden.

Bluetooth 4.0 peilt neue Märkte an

Eine Vielzahl neuer Anwendungen und damit verbunden den Absatz von Milliarden-Stückzahlen an Bluetooth-Chips und -Modulen erwartet die Bluetooth SIG (Special Interest Group) als international steuerndes Gremium für diesen Kurzstrecken-Funkstandard mit der neuen Version 4.0 (Low Energy). Damit werden auch sehr kleine Mobilgeräte (beispielsweise aus dem Gesundheits- oder Fitness-Bereich) mit Bluetooth-Funk ausrüstbar sein (Bild 1), das Ganze bei einer Betriebsdauer von einem bis zwei Jahren mit einer herkömmlichen Knopfzellen-Batterie. Ein wenig für Verwirrung sorgen könnte allerdings die von der Bluetooth SIG im Rahmen der Markteinführung von Geräten mit dem neuen Bluetooth-4.0-Standard gewählte Namensgebung: Es gibt nämlich die so genannten „Smart Devices“ und die „Smart Ready Devices“.

Die „Smart Devices“ sind die kleinen Sensoren, also beispielsweise Herzfrequenz- oder Temperatursensoren, die ihre Daten nach dem neuen Standard 4.0 (Low Energy) senden und die auch mit den kleinen Mini-Knopfzellen sehr lange betriebsbereit sind. Die „Smart Ready Devices“ hingegen sind Smartphones, PCs, Tablet-Computer, Fernsehgeräte oder alle sonstigen Geräte der Computer-, Kommunikations- und Konsumelektronik, die nach dem neuen Bluetooth-4.0-Standard mit den „Smart Devices“ kommunizieren bzw. deren Daten empfangen - und natürlich auch mit „ihresgleichen“, also anderen Smart-Ready- Geräten, Kontakt aufnehmen können.

Zusätzlich aber können die „Smart Ready Devices“ noch mit Bluetooth-Geräten kommunizieren, die nach den früheren Bluetooth-Standard-Versionen (also 3.0 High Speed bzw. 2.1 Enhanced Data Rate, EDR) arbeiten. Dies ist deshalb möglich, weil die „Smart Ready Devices“ über ein so genanntes „Dual Mode“-HF-Teil verfügen.

Etwas verwirrend (sicher nicht für Fachleute, aber für den normalen Verbraucher, der sich ein Bluetooth-Gerät am Ladentisch kaufen möchte) ist in diesem Zusammenhang die Bezeichnung „Smart Ready“, weil sie suggerieren könnte, dass das entsprechende Gerät erst „vorbereitet“ ist - in Wirklichkeit beherrscht es ja schon den neuen 4.0-Standard und gleichzeitig noch die früheren Vorgänger-Versionen, ist also sogar universell einsetzbar.

Wie dem auch sei: der neue Bluetooth-Standard 4.0 wird sicher für Applikationen aus dem Sport-, Gesundheits- und Fitness-Bereich seinen Weg machen, wenngleich auch die neuen Anwendungen des in Teilbereichen konkurrierenden ZigBee-Standards (ebenfalls eine sehr stromsparende Kurzstrecken-Funktechnologie in den ISM-Bändern) sich in diese Richtung hin entwickeln. Übrigens: Fast alle ab jetzt von Apple gebauten Mobilgeräte (also Computer und Smartphones) werden Bluetooth 4.0 nutzen, das aktuelle Smartphone 4S hat es auch bereits eingebaut.

Gleichermaßen hat Microsoft angekündigt, dass das neue Betriebssystem Windows 8 das Bluetooth 4.0 unterstützen wird. Auch HP will in das neue Slate-2-Tablet diesen Funkstandard ebenso einbauen wie Motorola in die Droid-Razr-Smartphones; Motorola ist übrigens sehr aktiv dabei, Fitness-Apps für die Smartphones auf Basis von Bluetooth 4.0 zu entwickeln.

Auch NFC vor dem Boom

Ebenfalls markanten Einzug in das Smartphone halten wird der NFC-Kurzstreckenfunk. Dieser Standard, der beispielsweise für Bezahlfunktionen, Identifizierungszwecke oder für das primäre Zusammenkoppeln von Wireless-Geräten gedacht ist, wird sich langsam auch am Bankschalter, der Supermarkt-Kasse, am Ticket-Automaten oder an Zugangskontroll-Terminals etablieren. Einen deutlichen Schub wird diese Technologie vor allem durch die im Jahr 2012 in London stattfindenden Olympischen Spiele erfahren, wo viele der Eintritts- und Bezahl-Transaktionen bereits mit NFC-ausgerüsteten Smartphones ausgeführt werden können. Diese Technologie arbeitet bei 13,56 MHz über sehr kurze Distanzen von maximal 10 cm zwischen Sender und Empfänger.

Auch Autohersteller beabsichtigen übrigens, die NFC-Technik einzusetzen. Der Melexis MLX90132 ist beispielsweise ein derartiger Transceiver-Baustein (Bild 2), der auch für NFC-Anwendungen im Einzelhandel, im Konsumelektronik- und im industriellen Automatisierungs- und M2M-Bereich geeignet ist (Melexis).

Der Baustein beherrscht die ISO-/IEC-Protokolle 18092, 14443A und B, 15693 sowie 18000-3 und kommt mit Übertragungsraten von bis zu 848 kbit/s zurecht. Der digitale Teil des MLX90132 verarbeitet die tiefen Protokollschichten vom API zur physikalischen Schicht und nutzt dabei die aktuellen Bit- und Frame-Decodierfunktionen. Die Hauptanwendungen im Automobilbereich sind: Verriegelung und Start des Autos, Einstellungen im Wageninneren für verschiedene Fahrer, z. B. Infotainment oder Sitzposition, Heizung und Spiegel, Telematik-, Motor- und Fahrwerks- einstellungen, die Benutzerauthentifizierung bei Firmenwägen und Autovermietungen sowie die Übertragung von Wi-Fi- und Bluetooth-Signalen über ganz kurze Distanzen (z.B. Handy in einer Halterung) - mit dem Vorteil einer erheblich kürzeren Setup-Zeit im Vergleich zu den Original-Standards.

Für NFC scheinen also rosige Zeiten anzubrechen: Während 2011 insgesamt weltweit rund 35 Mio. Mobiltelefone mit diesem Funkstandard ausgerüstet waren, prognostizieren Marktforscher (IMS Research) für Ende 2012 rund 80 Mio. neu ausgerüstete Smartphones mit NFC.