Bluetooth Long Range ermöglicht großflächige RTLS-Installationen

Bei Bluetooth-basierten Echtzeit-Ortungssystemen (RTLS) geht man meist davon aus, dass sie kleine bis mittelgroße Flächen abdecken. Eine neue Funktion von Bluetooth 5 stellt diesen Status quo infrage: Mit ihr lassen sich auch große Standorte mit deutlich weniger Hardware-Infrastruktur abdecken, bis hin zur Ortung von Assets im Freien.

Bluetooth für RTLS

Mit seiner Einführung im Jahr 2017 brachte Bluetooth Low Energy 5 gegenüber Bluetooth 4 eine deutliche Verbesserung der Reichweite: Sender und Empfänger können sogar bis zu 200 Meter voneinander entfernt sein. Doch das war noch nicht alles. Zwei neue physikalische Schichten (PHY) von Bluetooth 5 zielten auf die spezifischen Anforderungen von RTLS (Echtzeit-Ortungssystemen) und IoT-Anwendungen ab und hatten erhebliche Auswirkungen auf die Branche und deren Wahrnehmung.

Wie weit reicht Bluetooth Long Range?

Vor Bluetooth 5 musste man für mehr Reichweite die Ausgangsleistung des Senders erhöhen. Die Idee hinter Long Range : Die Datenbits des Signals werden so codiert, dass der Empfänger sie leichter interpretieren kann.
Bluetooth 5 hat seinen Protokollstapel um zwei neue physikalische Schichten (PHY) erweitert. Die eine, ‚LE 2M PHY‘, ermöglicht höhere Datenraten, da sie mit 2 Ms/s arbeitet. Die andere, ‚LE Coded PHY‘ , erhöht die Reichweite auf bis zu 1.300 Meter, daher die Bezeichnung ‚BLE Long Range‘. Diese Distanz wurde von Nordic Semiconductors in einer umfangreichen Studie zum eigenen nRF52840-Chip gemessen und bestätigt.

Wie funktioniert das?

Für eine große Reichweite gibt es zwei Schemata zur Codierung der Datenbits, die die reguläre Datenrate durch 2 bzw. durch 8 teilen. Aus 1Mbit/s werden so 500Kbit/s bzw. 125Kbit/s. Jedes Schema stellt 1 Bit mit einer anderen Anzahl von Symbolen dar, daher die Bezeichnungen S=2 und S=8: Die Ziffer gibt an, wie viele Symbole für 1 Datenbit verwendet werden. So kann der Empfänger den Datenstrom leichter interpretieren und macht weniger Fehler, was sich auf die Reichweite auswirkt.

Das alles hat allerdings seinen Preis. Wer ein Signal weiter senden will, muss buchstäblich mehr Daten übertragen. Beim Schema S=8 bedeutet das: Um 8 Datenbits zu senden, müssen 64 Datenbits übertragen werden. Das Funkmodul ist also länger aktiv und verbraucht mehr Energie – beides gilt es bei der Wahl der Technologie zu berücksichtigen.

RTLS-Anwendungen

Für große Standorte, auch mit Assets im Außenbereich, ist die erweiterte Reichweite der wichtigste Faktor. Die Vorteile von Bluetooth Long Range zeigen sich jedoch nicht nur in einer größeren maximalen Distanz zwischen Sender und Empfänger, sondern auch in einer besseren Durchdringung von Wänden und anderen Hindernissen. Für große Industrieumgebungen, in denen häufig RTLS-Lösungen zum Einsatz kommen, ist das ein echter Game-Changer. Ubudu hat die Bluetooth-5-Technologie bereits in seine Produkte integriert, sodass Kunden davon profitieren können.

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