Vad är Ultra Wideband Technology (UWB) - förklaras

Ultra Wideband Technology (UWB) är det nya heta ämnet i staden, särskilt efter att Samsung presenterade Galaxy Note20 Ultra med ett UWB-chip i släp. Förra året släppte Apple iPhone 11-serien med ett UWB-chip (U1) under huven. Många tror att Ultra Wideband är det nya trådlösa protokollet som kommer att ersätta Bluetooth, men är detta uttalande någonstans nära verkligheten? I den här artikeln ska vi förklara allt om Ultra Wideband Technology (UWB) så att du får en tydlig bild av vad som kommer. Med det i åtanke, låt oss nu gå igenom artikeln och lära oss mer om UWB i detalj.

Allt om Ultra Wideband Technology (UWB)

Här ska vi diskutera alla aspekter av Ultra Wideband Technology: från dess definition till arbetsmekanismen. Du kan klicka på länken nedan och enkelt hoppa till relevant avsnitt.

Vad är Ultra Wideband Technology (UWB)?
Hur fungerar UWB?
Hur skiljer sig UWB från Bluetooth och WiFi?
Tillämpning av Ultra Wideband Technology
Slutsats

Vad är Ultra Wideband Technology (UWB)?

Innan någonting, låt oss lära oss vad exakt är Ultra Wideband Technology i klara ord. Precis som WiFi och Bluetooth är Ultra Wideband Technology (snart känd som UWB) en trådlös teknik. Den använder radiosignaler för att kommunicera och överföra data mellan olika enheter. Men det finns några tydliga egenskaper hos UWB som gör den till en kraftfull radioteknik.

Till exempel använder UWB ett brett spektrum av frekvenser (mycket högre än WiFi och Bluetooth; i GHz) vilket innebär betydligt högre bandbredd (snabbare överföringshastighet). Dessutom förbrukar den mycket mindre ström än WiFi- och Bluetooth-standarder. Det finns dock en nackdel med det. På grund av den högre frekvensen, det kan inte resa längre eller tränga igenom hinder som väggar - liknar 5GHz WiFi-bandet eller 5G-mobilnätverket. Så för att UWB ska fungera ordentligt är en tydlig siktlinje extremt nödvändig.

Annat än det finns det en viktig dimension till UWB som du bör notera: positionsnoggrannhet. UWB kan hitta riktning och exakt placering ner till en enhets centimeternivå. På grund av så hög noggrannhet anses UWB vara det bästa trådlösa protokollet för att hitta och kommunicera med enheter på ett snabbt och exakt sätt.

Således utgör UWB som ett kortavstånd Personal Area Network (PAN) som har höga frekvenser, hög överföringshastighet, låg energiförbrukning och exakt lägesnoggrannhet. En perfekt standard för att snabbt upptäcka och dela enorma bitar av data mellan enheter.

Hur fungerar UWB?

Nu när du har grunderna, låt oss bli lite tekniska. Som jag nämnde ovan fungerar UWB i mycket höga frekvenser, för att vara exakt, inom intervallet 3,1 till 10,6 GHz. Med andra ord är detta helt enkelt en annan kategori av radiospektrum. Kommer till arbetsmekanismen, en UWB-utrustad enhet avger signaler (kallas pulsradio) över en stor bandbredd i alla riktningar. Eftersom frekvenserna är så höga stör det förresten inte andra radiosignaler i närheten, vilket är en stor fördel.

När en annan UWB-utrustad enhet väljer pulsradion vidarebefordrar den informationen till värdenheten. Nu använder Flygtid (ToF) och ankomstvinkel (AoA) -data, bestämmer enheten avståndet och den exakta positionen för den emitterande enheten. Om du har läst något om Bluetooth 5.1 skulle du veta att Bluetooth använder samma teknik för att hitta riktningen på enheter.

Men på grund av de högre frekvenserna som används i UWB är värdenheten det kan upprepa pulsradio enormt inom en sekund, vilket gör enheten omedelbart upptäckbar. Denna omedelbara sändning av pulsradio kallas repetitionsfrekvens och ligger vanligtvis inom två gigapulser per sekund (vilket är en astronomisk siffra). På grund av denna höga repetitionsfrekvens kan UWB omedelbart upptäcka, lokalisera och överföra data utan att förlora något ögonblick. Och det är så UWB ger omedelbar rumslig och riktad medvetenhet kring en enhet.

Hur skiljer sig UWB från Bluetooth och WiFi?

Den primära skillnaden mellan UWB och Bluetooth / WiFi är bristen på positionella och riktade förmågor i den senare. Medan Bluetooth tog riktningsuppfattning med 5.1-utgåva är det inte så snabbt och exakt som UWB. Utöver det förbrukar Ultra Wideband mycket mindre ström än Bluetooth och WiFi eftersom UWB genererar radioenergi vid specifika tidsintervall istället för slumpmässigt frekvenssvar.

Källa: IEEE Industrial Electronics Society

Bortsett från det finns det en kategorisk skillnad i hur alla tre tekniker utnyttjar radiofrekvensen. Medan Bluetooth fungerar inom frekvensbandet 2,4 GHz (kanalbandbredd 1MHz), fungerar WiFi vanligtvis i 2,4 GHz och 5 GHz (kanalbandbredd 20 - 40MHz). Slutligen fungerar UWB från 3,1 GHz till 10,6 GHz (kanalbredd varierar från 500 MHz till 7,5 GHz). Förresten, ju mer kanalens bandbredd, desto bättre överföringshastighet.

Slutligen finns det en skillnad i målen för alla tre trådlösa tekniker. Till exempel används WiFi för långväga internetkommunikation från ett LAN; Bluetooth används för kort räckvidd, kommunikation med låg bandbredd och slutligen, UWB har sitt eget syfte - kort räckvidd, kommunikation med hög bandbredd och riktad medvetenhet.

Tillämpning av UWB

UWB har använts i många decennier, särskilt av den amerikanska armén för radarbild. Tekniken godkändes dock för licensierad användning 2002 av Federal Communications Commission i USA. Senare standardiserade International Telecommunication Union (ITU) UWB som en annan trådlös radioteknik.

Från och med nu har inte många konsumentenheter UWB-kapacitet. Men det förändrades med Apples släpp av iPhone 11-serien 2019 och nu har Samsung släppt Galaxy Note20 Ultra med UWB-stöd. Apple distribuerade UWB i iPhone 11-serien med U1-chipet och det är tänkt att ta med snabbare AirDrop-överföringar bara genom att peka enheten mot någon annans iPhone.

På samma sätt har Samsung införlivat ett UWB-chip utvecklat av NXP på Galaxy Note20 Ultra. Det kommer hjälpa dig omedelbart upptäcka närliggande kontakter och dela filer med Googles funktion för närliggande delning. Bortsett från det kan du få en smak av UWB-teknik i den nya SmartThings Find-appen. Med hjälp av Augmented reality kan du hitta positionen för andra UWB-utrustade enheter. Det är riktigt coolt, eller hur?

Allt sagt och gjort verkar det som om UWB kommer att ge ett paradigmskifte i Internet-of-Things (IoT) -utrymmet. Förmågan att styra smarta enheter som lampor, högtalare bara genom att peka på dem skulle verkligen lösa problemet med snabb tillgänglighet. Bortsett från det kan vi se fler applikationer av UWB i Apples kommande AirTag och appklipp funktion. Och det skulle vara riktigt fantastiskt om fler smartphonetillverkare använder den här nya hårdvaran och Google ger några fantastiska funktioner byggda ovanpå UWB.

Slutsats: Var kommer Ultra Wideband Technology att hamna?

Så det handlade om Ultra Wideband Technology och hur detta fascinerande nya trådlösa protokoll fungerar. Medan vi har diskuterat dess definition, arbetsmekanism, fördelar, nackdelar etc. kvarstår frågan: var kommer Ultra Wideband Technology att hamna om några år? Kommer UWB att ersätta Bluetooth?

Tja, jag är inte säker på var UWB ska gå, men just nu verkar det som om UWB har en enorm potential och kan vara en spelväxlare för den sammanlänkade framtiden. Hur som helst, det är allt från oss. Men vad tycker du om Ultra Wideband Technology? Berätta för oss i kommentarfältet nedan.