Hvad er Ultra Wideband Technology (UWB) - forklaret

Ultra Wideband Technology (UWB) er det nye hotte emne i byen, især efter at Samsung afslørede Galaxy Note20 Ultra med en UWB-chip på slæb. Sidste år udgav Apple iPhone 11-serien med en UWB-chip (U1) under emhætten. Mange mener, at Ultra Wideband er den nye trådløse protokol, der skal erstatte Bluetooth, men er denne erklæring et sted tæt på virkeligheden? Nå, i denne artikel vil vi forklare alt om Ultra Wideband Technology (UWB), så du får et klart billede af, hvad der skal komme. Med det i tankerne, lad os nu gennemgå artiklen og lære mere om UWB i detaljer.

Alt om ultra bredbåndsteknologi (UWB)

Her skal vi diskutere alle aspekterne af Ultra Wideband Technology: lige fra dens definition til arbejdsmekanismen. Du kan klikke på nedenstående link og nemt hoppe til det relevante afsnit.

1. Hvad er Ultra Wideband Technology (UWB)?
2. Hvordan fungerer UWB?
3. Hvordan adskiller UWB sig fra Bluetooth og WiFi?
4. Anvendelse af Ultra Wideband Technology
5. Konklusion

Hvad er Ultra Wideband Technology (UWB)?

Lad os inden noget vide, hvad der præcist er Ultra Wideband Technology i klare termer. Ligesom WiFi og Bluetooth er Ultra Wideband Technology (kort tid senere kendt som UWB) en trådløs teknologi. Det udnytter radiosignaler til at kommunikere og overføre data mellem forskellige enheder. Men der er nogle særskilte egenskaber ved UWB, der gør det til en stærk radioteknologi. 

For eksempel bruger UWB et bredt spektrum af frekvenser (meget højere end WiFi og Bluetooth; i GHz), hvilket oversættes til betydeligt højere båndbredde (hurtigere overførselshastighed). Derudover bruger den meget mindre strøm end WiFi- og Bluetooth-standarder. Der er dog en ulempe ved det. På grund af den højere frekvens er det kan ikke rejse længere eller trænge igennem forhindringer som vægge - svarer til 5 GHz WiFi-båndet eller 5G-mobilnetværket. Så for at UWB kan fungere korrekt, er en klar synslinie yderst nødvendig.

Bortset fra det er der en vigtig dimension til UWB, som du skal notere dig: positionsnøjagtighed. UWB kan finde retning og præcis placering ned til centimeterniveauet for en enhed. På grund af så høj nøjagtighed betragtes UWB som den bedste trådløse protokol til lokalisering og kommunikation med enheder på en hurtig og præcis måde. 

UWB udgør således et kort rækkevidde Personal Area Network (PAN), der har høje frekvenser, høj overførselshastighed, lavt strømforbrug og præcis positionsnøjagtighed. En perfekt standard til hurtigt at opdage og dele store dele af data mellem enheder. 

Hvordan fungerer UWB?

Nu hvor du har det grundlæggende, lad os blive lidt tekniske. Som jeg nævnte ovenfor fungerer UWB i meget høje frekvenser, for at være præcis, inden for området 3,1 til 10,6 GHz. Med andre ord er dette simpelthen en anden kategori af radiospektrum. Kommer til arbejdsmekanismen, en UWB-udstyret enhed udsender signaler (kaldet pulsradio) over en stor båndbredde i alle retninger. Forresten, da frekvenserne er så høje, forstyrrer det ikke andre radiosignaler i nærheden, hvilket er en stor fordel. 

Når en anden UWB-udstyret enhed vælger pulsradioen, videresender den informationen til værtsenheden. Bruger nu Flyvetid (ToF) og ankomstvinkel (AoA) data bestemmer enheden afstanden og den nøjagtige position af den udsendende enhed. Hvis du har læst noget om Bluetooth 5.1, ville du vide, at Bluetooth bruger den samme teknik til at finde retning af enheder. 

På grund af de højere frekvenser, der bruges i UWB, er værtsenheden dog i stand til at gentage pulsradio enormt inden for et sekund, hvilket gør enheden straks synlig. Denne øjeblikkelige udsendelse af pulsradio kaldes gentagelseshastighed, og den ligger normalt inden for to gigapulser pr. Sekund (hvilket er en astronomisk figur). På grund af denne høje gentagelseshastighed er UWB i stand til med det samme at opdage, lokalisere og overføre data uden at miste noget øjeblik. Og sådan bringer UWB øjeblikkelig rumlig og retningsbestemt opmærksomhed omkring en enhed.

Hvordan adskiller UWB sig fra Bluetooth og WiFi?

Den primære forskel mellem UWB og Bluetooth / WiFi er manglen på positionelle og retningsbestemte evner i sidstnævnte. Mens Bluetooth bragte retningsfinding med 5.1-udgivelse, er det ikke så hurtig og præcis som UWB. Derudover bruger Ultra Wideband meget mindre strøm end Bluetooth og WiFi, fordi UWB genererer radioenergi ved bestemte tidsintervaller i stedet for tilfældig frekvensrespons.

Derudover er der en kategorisk forskel i, hvordan alle tre teknologier udnytter radiofrekvensen. Mens Bluetooth fungerer inden for frekvensbåndet på 2,4 GHz (kanalbåndbredde på 1 MHz), fungerer WiFi generelt i 2,4 GHz og 5 GHz (kanalbåndbredde på 20 - 40 MHz). Endelig fungerer UWB fra 3,1 GHz til 10,6 GHz (kanalbåndbredde varierer fra 500 MHz til 7,5 GHz). Forresten, jo mere kanalbåndbredde, jo bedre overførselshastighed.

Endelig er der en forskel i målene for alle tre trådløse teknologier. For eksempel bruges WiFi til langtrækkende internetkommunikation fra et LAN; Bluetooth bruges til kort rækkevidde, kommunikation med lav båndbredde og til sidst, UWB har sit eget formål - kort rækkevidde, kommunikation med høj båndbredde og retningsbevidsthed. 

Anvendelse af UWB

UWB har været i brug i mange sidste årtier, især af den amerikanske hær i radarbilleder. Imidlertid blev teknologien godkendt til ikke-licenseret brug i 2002 af Federal Communications Commission i USA. Senere standardiserede International Telecommunication Union (ITU) UWB som en anden trådløs radioteknologi. 

Fra nu af er der ikke mange forbrugsenheder, der har UWB-kapacitet. Det ændrede sig imidlertid med Apples frigivelse af iPhone 11-lineup i 2019, og nu har Samsung frigivet Galaxy Note20 Ultra med UWB-support. Apple implementerede UWB i iPhone 11-serien ved hjælp af U1-chippen, og den skulle medbringe hurtigere AirDrop-overførsler bare ved at pege enheden på en andens iPhone.

Tilsvarende har Samsung indarbejdet en UWB-chip udviklet af NXP på Galaxy Note20 Ultra. Det hjælper dig øjeblikkeligt finde kontaktpersoner i nærheden og del filer ved hjælp af Googles nærliggende delingsfunktion. Bortset fra det kan du få en smag af UWB-teknologi i den nye SmartThings Find-app. Ved hjælp af Augmented reality kan du finde placeringen af ​​andre UWB-udstyrede enheder. Det er virkelig sejt, ikke?

Alt sagt og gjort ser det ud til, at UWB vil bringe et paradigmeskift i Internet-of-things (IoT) -rummet. Evnen til at styre smarte enheder som lys, højttalere bare ved at pege på dem ville virkelig løse problemet med hurtig tilgængelighed. Bortset fra det kan vi muligvis se flere applikationer af UWB i Apples kommende AirTag og appklip funktion. Og det ville være virkelig fantastisk, hvis flere smartphone-producenter inkorporerer denne nye hardware, og Google bringer nogle gode funktioner bygget oven på UWB. 

Konklusion: Hvor vil Ultra Wideband Technology ende?

Så det handlede kun om Ultra Wideband Technology, og hvordan denne fascinerende nye trådløse protokol fungerer. Mens vi har diskuteret dens definition, arbejdsmekanisme, fordele, ulemper osv., Er spørgsmålet stadig: hvor vil Ultra Wideband Technology ende om et par år? Skal UWB erstatte Bluetooth?

Nå, jeg er ikke sikker på, hvor UWB vil henvende sig, men på dette tidspunkt ser det ud til, at UWB har et stort potentiale og kan være en spilskifter i den sammenkoblede fremtid. Alligevel er det alt fra os. Men hvad synes du om Ultra Wideband Technology? Fortæl os i kommentarfeltet nedenfor.