Wiedza

Co to jest technologia komunikacji UWB?

co-to-jest-technologia-komunikacji-uwb

Topowe smartfony mają jedną niezbyt dobrze znaną cechę. To jest bezprzewodowy standard UWB. Zadebiutował w serii iPhone 11, a rok później pojawił się w Samsungu Galaxy Note 20 Ultra.

Ultra-Wide Band, czyli komunikacja ultraszerokopasmowa (zwana dalej UWB), odnosi się do bezprzewodowych form komunikacji na krótkie odległości. W tym sensie jest to związane z NFC i Bluetooth. Jednak różni się od istniejących standardów unikalnym zestawem wymagań technicznych. W nadchodzących latach komunikacja UWB będzie dostępna dla większej liczby gadżetów, więc już dziś musisz się o tym dowiedzieć.

Jak działa UWB?

Stare i dobrze znane techniki bezprzewodowej transmisji danych różnią się od siebie mocą, częstotliwością i / lub fazą sygnału sinusoidalnego do kodowania danych, ale nie prostymi impulsami. Zasada działania UWB różni się od nich przede wszystkim tym, że jest to technologia ciągu impulsów. Polega na transmisji danych na niewielką odległość w zakresie częstotliwości radiowych 3,1-10,6 GHz.

Do stabilnej pracy metoda pulsacyjna wymaga szerokiego zakresu częstotliwości, stąd nazwa połączenia – ultraszerokopasmowe. Jedno pasmo częstotliwości radiowych ma zwykle szerokość 500 MHz (w przypadku 4G LTE jest to 5-20 MHz, a Wi-Fi 20-80 MHz). W szerokim spektrum dane pulsacyjne mogą poruszać się z dużą szybkością i precyzją. W zależności od częstotliwości, sygnał UWB może osiągać prędkości od 4 Mb / s do 675 Mb / s, a nawet wyższe. Jest to dziesiątki razy szybsze niż 424 Kb / s NFC, kilka razy szybsze niż Bluetooth ze standardowym 2,1 Mb / s, ale wolniejsze niż Wi-Fi 6 z 2 Gb / s.

Zazwyczaj technologie bezprzewodowe są ograniczone do wąskiego spektrum częstotliwości, aby nie zakłócać wzajemnej pracy. UWB eliminuje problem zakłóceń, działając na bardzo niskich poziomach mocy (w szumie tła innych środków komunikacji). Innymi słowy, widmo UWB jest szerokie i łatwe do wykrycia, ale siła sygnału jest ograniczona do minimum, aby nie zakłócać innej komunikacji.

Inną cechą transmisji impulsowej jest to, że informacje o czasie lotu można obliczyć na podstawie odebranych danych. Jeśli znasz czas i szybkość przesyłania danych, łatwo jest obliczyć odległość między nadajnikiem a odbiornikiem sygnału. Oczywiście dane te nie będą super dokładne: błąd w geolokalizacji dla komunikacji ultraszerokopasmowej wynosi 10 cm lub mniej, ale jest to nadal znacznie dokładniejsze niż informacje otrzymane przez Bluetooth lub Wi-Fi (w obu przypadkach błąd wynosi około 1 metra, chociaż w niektórych przypadkach, Bluetooth 5.1 wykazuje taką samą dokładność jak komunikacja UWB). Jak można się domyślić, bardzo dokładne dane geograficzne są niezbędne dla zastosowań związanych z geolokalizacją i bezpieczeństwem.

Pod względem przypadków użycia UWB jest sprzedawany jako bezpieczny sposób odblokowywania samochodów i inteligentnych drzwi. Gadżet UWB można wypróbować, aby znaleźć zgubione urządzenia (np. Nadajniki Bluetooth), wewnętrzną nawigację, płatności mobilne i wchodzić w interakcję z produktami w sklepie. Apple Airdrop i Galaxy Note 20 Ultra już używają tej technologii do przesyłania dużych plików drogą radiową, ale to tylko jedno i dalekie od najbardziej obiecującego zastosowania nowego standardu.

Jakie są zalety UWB w porównaniu z NFC i Bluetooth?

Perspektywy aplikacji UWB wyglądają znajomo, ponieważ NFC i Bluetooth są od dawna używane do wszystkich tych zadań. Następnie pojawia się pytanie: dlaczego w ogóle powstał inny standard komunikacji bezprzewodowej? Są ku temu dobre powody.

Bluetooth działa z częstotliwością 2,4 GHz przy małej szerokości pasma zaledwie 80 MHz i nadaje się do użytku w pomieszczeniach. Jednak znajduje się w tym samym spektrum co niektóre sygnały Wi-Fi i dlatego jest podatny na zakłócenia. Komunikacja UWB ze względu na swoje szersze spektrum jest mniej podatna na zakłócenia, dlatego jej zakres jest znacznie szerszy zarówno w życiu codziennym, jak iw przemyśle. Jednak zasięg takiej komunikacji jest mniejszy niż Bluetooth. Jeśli chodzi o NFC, technologia ta jest przeznaczona do przesyłania danych na bardzo krótkie odległości – około 4 cm przy częstotliwości 13,56 MHz.

Starsze technologie mają przewagę komercyjną: NFC i Bluetooth są już niedrogie we wdrożeniu, zwłaszcza w urządzeniach o niskim poborze mocy, zasilanych pasywnie. UWB nie może jeszcze pochwalić się podobną rentownością. Dlatego w najbliższych latach NFC nigdzie nie pójdzie i będzie aktywnie wykorzystywane w systemach płatności zbliżeniowych. Szeroki wachlarz funkcji Bluetooth, audio i duży zasięg sprawiają, że jest w pewnym sensie bardziej funkcjonalny niż UWB, więc ten rodzaj komunikacji również nie straci popytu w dającej się przewidzieć przyszłości.

Jednak UWB ma pierwszeństwo w przypadkach, gdy wymagany jest szybki transfer danych, szybka i najdokładniejsza geolokalizacja i / lub niskie ryzyko zakłóceń. Ta technologia jest obiecująca w scenariuszach wymagających dodatkowych zabezpieczeń, takich jak bezprzewodowy dostęp do samochodu.

UWB ma swoje wady i zalety, więc nie powinno być postrzegane jako bezpośredni zamiennik jakiejkolwiek technologii komunikacyjnej już dostępnej na rynku.

Smartfony z obsługą UWB

Technologia ultraszerokopasmowej komunikacji nie pojawiła się wczoraj, naukowcy poświęcili na jej rozwój ponad dziesięć lat, ale dopiero od niedawna zaczęto ją wykorzystywać w smartfonach. Obecnie występuje tylko w niektórych flagowych modelach premium:

  • Apple iPhone 11.
  • Apple iPhone 11 Pro.
  • Apple iPhone 11 Pro Max.
  • Samsung Galaxy Note 20 Ultra.

Oczekuje się, że następne flagowe generacje innych producentów również otrzymają wsparcie UWB. Stopniowo technologia będzie wprowadzana do urządzeń ze średniej półki, a następnie do urządzeń budżetowych, ale do tego momentu minie wiele lat.

Smartphone Specjalista