Co je Ultra Wideband Technology (UWB) - vysvětleno

Technologie Ultra Wideband (UWB) je ve městě novinkou, zejména poté, co společnost Samsung představila Galaxy Note20 Ultra s čipem UWB. V loňském roce společnost Apple vydala řadu iPhone 11 s UWB čipem (U1) pod kapotou. Mnoho lidí věří, že Ultra Wideband je nový bezdrátový protokol, který nahradí Bluetooth, ale je to tvrzení kdekoli blízko realitě? V tomto článku vysvětlíme vše o technologii Ultra Wideband Technology (UWB), abyste získali jasnou představu o tom, co přijde. S ohledem na to pojďme nyní projít článek a dozvědět se o ZČU úplně podrobně.

Vše o technologii Ultra Wideband (UWB)

Zde budeme diskutovat o všech aspektech technologie Ultra Wideband: od samotné definice až po pracovní mechanismus. Můžete kliknout na odkaz níže a snadno přejít do příslušné sekce.

1. Co je Ultra Wideband Technology (UWB)?
2. Jak funguje ZČU?
3. Jak se liší UWB od Bluetooth a WiFi?
4. Aplikace ultra širokopásmové technologie
5. Závěr

Co je Ultra Wideband Technology (UWB)?

Dozvěděme se co nejdříve, co přesně je ultra širokopásmová technologie v jasném smyslu. Stejně jako WiFi a Bluetooth je technologie Ultra Wideband (krátce známá jako UWB) bezdrátová technologie. Využívá rádiové signály ke komunikaci a přenosu dat mezi různými zařízeními. Ale existují určité charakteristické vlastnosti ZČU, díky nimž je výkonnou radiovou technologií. 

Například UWB používá široké spektrum frekvencí (mnohem vyšších než WiFi a Bluetooth; v GHz), což znamená výrazně vyšší šířku pásma (rychlejší přenosovou rychlost). Kromě toho spotřebovává mnohem méně energie než standardy WiFi a Bluetooth. Má to však nevýhodu. Kvůli vyšší frekvenci nemůže cestovat dál ani pronikat překážkami, jako jsou zdi - podobně jako 5GHz WiFi pásmo nebo 5G mobilní síť. Aby tedy ZČU fungovala správně, je naprosto nezbytná jasná viditelnost.

Kromě toho má ZČU jednu důležitou dimenzi, kterou byste si měli uvědomit: přesnost polohy. ZČU může najít směr a přesné umístění až na úroveň centimetru zařízení. Díky takové vysoké přesnosti je UWB považován za nejlepší bezdrátový protokol pro rychlé a přesné vyhledání a komunikaci se zařízeními. 

UWB tedy představuje síť PAN (Personal Area Network) s krátkým dosahem, která se vyznačuje vysokými frekvencemi, vysoká přenosová rychlost, nízká spotřeba energie a přesná polohová přesnost. Dokonalý standard pro rychlé objevování a sdílení obrovských kusů dat mezi zařízeními. 

Jak funguje ZČU?

Nyní, když máte základy, pojďme se trochu technicky zabývat. Jak jsem zmínil výše, UWB pracuje na velmi vysokých frekvencích, abych byl přesný, v rozsahu 3,1 až 10,6 GHz. Jinými slovy, toto je prostě další kategorie rádiového spektra. Přichází k pracovnímu mechanismu, zařízení vybavenému ZČU vydává signály (tzv. pulzní rádio) přes velkou šířku pásma ve všech směrech. Mimochodem, protože frekvence jsou tak vysoké, nezasahuje do dalších blízkých rádiových signálů, což je velká výhoda. 

Když jiné zařízení vybavené ZČU vybere pulzní rádio, předá informace hostitelskému zařízení. Nyní pomocí Čas letu (ToF) a úhel příjezdu (AoA) data, zařízení určuje vzdálenost a přesnou polohu vysílajícího zařízení. Pokud jste si přečetli něco o Bluetooth 5.1, věděli byste, že Bluetooth používá stejnou techniku ​​k určení směru zařízení. 

Kvůli vyšším frekvencím používaným v ZČU je však hostitelským zařízením schopen ohromně opakovat pulzní rádio během vteřiny je zařízení okamžitě zjistitelné. Toto okamžité vysílání pulzního rádia se nazývá opakovací frekvence a je obvykle v rozsahu dvou gigapulse za sekundu (což je astronomická hodnota). Díky této vysoké rychlosti opakování je UWB schopna okamžitě objevovat, lokalizovat a přenášet data bez ztráty jakéhokoli okamžiku. A tak UWB přináší okamžité prostorové a směrové povědomí o zařízení.

Jak se liší UWB od Bluetooth a WiFi?

Primárním rozdílem mezi UWB a Bluetooth / WiFi je nedostatek pozičních a směrových schopností v druhém případě. Zatímco Bluetooth přineslo směr s vydáním 5.1, je to tak ne tak rychlé a přesné jako ZČU. Navíc Ultra Wideband spotřebovává mnohem méně energie než Bluetooth a WiFi, protože UWB generuje rádiovou energii v konkrétních časových intervalech namísto náhodné frekvenční odezvy.

Kromě toho existuje kategorický rozdíl v tom, jak všechny tři technologie využívají rádiovou frekvenci. Zatímco Bluetooth pracuje ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz (šířka pásma kanálu 1 MHz), WiFi obecně pracuje v pásmu 2,4 GHz a 5 GHz (šířka pásma kanálu 20 - 40 MHz). A konečně, UWB pracuje od 3,1 GHz do 10,6 GHz (šířka pásma kanálu se pohybuje od 500 MHz až 7,5 GHz). Mimochodem, čím větší je šířka pásma kanálu, tím lepší je přenosová rychlost.

A konečně, existuje rozdíl v cílech všech tří bezdrátových technologií. Například WiFi se používá pro dálkovou internetovou komunikaci ze sítě LAN; Bluetooth se používá pro komunikaci na krátkou vzdálenost a malou šířku pásma a nakonec, ZČU má svůj vlastní účel - komunikace na krátkou vzdálenost a velká šířka pásma se směrovým vědomím. 

Aplikace ZČU

ZČU se používá již mnoho minulých desetiletí, zejména pak pro americkou armádu radarové zobrazování. Tato technologie však byla schválena pro nelicencované použití v roce 2002 Federální komunikační komisí v USA. Později Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) standardizovala UWB jako další bezdrátovou rádiovou technologii. 

Od této chvíle není mnoho spotřebních zařízení vybaveno funkcí UWB. To se však změnilo s vydáním řady iPhone 11 společností Apple v roce 2019 a nyní společnost Samsung vydala Galaxy Note20 Ultra s podporou UWB. Apple nasadil UWB do řady iPhone 11 pomocí čipu U1 a měl by přinést rychlejší přenosy AirDrop pouhým nasměrováním zařízení na iPhone někoho jiného.

Společnost Samsung podobně začlenila čip UWB vyvinutý společností NXP na Galaxy Note20 Ultra. Pomůže vám to okamžitě objevovat blízké kontakty a sdílet soubory pomocí funkce Google Shared Share. Kromě toho můžete ochutnat technologii UWB v nové aplikaci SmartThings Find. Pomocí Augmented reality můžete najít pozici dalších zařízení vybavených ZČU. To je fakt super, správně?

Všechno řečeno a hotovo, zdá se, že UWB přinese paradigmatický posun v prostoru internetu věcí (IoT). Schopnost ovládat inteligentní zařízení, jako jsou světla, reproduktory pouhým mířením na ně, by skutečně vyřešila problém rychlé dostupnosti. Kromě toho se v nadcházejícím vydání Apple můžeme dočkat dalších aplikací UWB AirTag a klipy aplikací Vlastnosti. A bylo by opravdu úžasné, kdyby tento nový hardware začlenilo více výrobců smartphonů a Google přinese některé skvělé funkce postavené na UWB. 

Závěr: Kde skončí ultra širokopásmová technologie?

Takže to bylo všechno o technologii Ultra Wideband a o tom, jak tento fascinující nový bezdrátový protokol funguje. Zatímco jsme diskutovali o jeho definici, pracovním mechanismu, kladech, záporech atd., Zůstává otázkou: kde technologie Ultra Wideband Technology za pár let skončí? Chystá se UWB nahradit Bluetooth?

Nejsem si jistý, kam UWB zamíří, ale v tomto okamžiku se zdá, že UWB má obrovský potenciál a může být změnou hry pro propojenou budoucnost. To je od nás všechno. Co si ale myslíte o technologii Ultra Wideband? Sdělte nám to v sekci komentáře níže.