V rozsáhlém světě bezdrátových připojení je většina z nás více než dobře obeznámena s názvy jako Bluetooth, WiFi, NFC nebo LTEFungují dobře, jsou levné a existují už mnoho let. Ale už nějakou dobu existuje technologie, která si postupně získává na popularitě a pokud nenastanou nepředvídané okolnosti, výrazně změní způsob, jakým denně používáme naše telefony: ultraširokopásmový nebo UWB (ultraširokopásmový).
Tato technologie není úplně nová, ale nyní zažívá oživení díky boomu... Internet věcí, špičkové mobilní telefony a digitální klíčeVýrobci jako Apple, Samsung, Google, Volkswagen a BMW se s jeho integrací spěchali, protože UWB nabízí něco, čemu se Bluetooth a WiFi nemohou rovnat: Vysoce přesná poloha, nízká latence a vysoká bezpečnost na krátkou vzdálenost.
Co přesně je technologie UWB?
Když mluvíme o UWB, máme na mysli... technologie rádia krátkého dosahu, která využívá obrovskou šířku pásma pro komunikaci mezi zařízeními. Zatímco Bluetooth nebo WiFi fungují v úzkých kanálech v rámci specifických pásem (2,4 GHz, 5 GHz atd.), ultraširokopásmové vyzařují Rádiové impulsy s velmi nízkým výkonem rozprostřené ve velmi širokém frekvenčním pásmu.
Technicky vzato, UWB zahrnuje systémy, které využívají šířku pásma alespoň 500 MHz na kanálV praxi hovoříme o využití spektra, které se může pohybovat přibližně od 3,1 až 10,6 GHzTato velká šířka pásma umožňuje zařízením vyměňovat si informace a měřit dobu přenosu signálu s přesností, které jiné technologie nemohou dosáhnout.
Ultraširokopásmové připojení se začalo rozvíjet od fázované antény z 50. letAle až v 90. a 2000. letech se začaly objevovat návrhy na jeho využití ve spotřební elektronice. V roce 2002 americká Federální komunikační komise (FCC) povolila jeho využití pro komerční aplikace, ačkoli v té době byla atraktivita... WiFi a Bluetooth To nechalo UWB víceméně v pozadí.
Dnes je situace jiná: kontext propojených domácností, digitálních klíčů a zařízení, která se navzájem lokalizují, tuto technologii opět učinil módní. Apple, Samsung, NXP, Bosch, Sony, Volkswagen, Google a další významní hráči Snaží se ze všech sil, aby se to stalo stejně běžnou záležitostí jako Bluetooth v našich mobilních telefonech.
Jak funguje UWB a proč je tak přesné?
Klíčem k UWB je, že na rozdíl od klasického Bluetooth, Neodhaduje vzdálenost podle síly signálu. (což je dost nepřesné), ale měří velmi přesně doba, kterou signál potřebuje k cestě do a ze dvou zařízeníTento přístup je známý jako Čas letu (Program funkčnosti).
Měřením doby letu může ultraširokopásmové připojení vypočítat vzdálenost mezi vysílačem a přijímačem s přesností přibližně 10 centimetrů za typických podmínek a v dobře kalibrovaných systémech může dosáhnout ještě menších rozpětí. UWB je navíc schopen určit směr, ze kterého signál přichází s chybou pouze asi 3 stupně, což mu dává skutečnou schopnost „detekovat, kam ukazujete“.
Tato kombinace vzdálenosti a úhlu dělá z UWB druh „Vnitřní GPS“ Pro velmi krátké vzdálenosti, užitečné jak venku, tak uvnitř. Ve srovnání s Bluetooth, které obvykle nabízí přesnost řádově jeden metr (nebo více, v závislosti na prostředí), dosahuje UWB velmi přesného sledování polohy, což je zásadní při práci s klíči od auta, sledovači objektů nebo systémy monitorování kritických zařízení v lékařském prostředí.
Dalším důležitým bodem je, že díky způsobu, jakým vyzařuje své nízkoenergetické impulsy rozložené v tak širokém pásmu, UWB generuje malé rušení s jinými rádiovými systémy a má pozoruhodnou snadnost pronikají určitými materiály a stěnamii v náročném prostředí, jako jsou nemocnice s místnostmi obloženými olověnými deskami.
Rychlost, latence a spotřeba energie
Přestože se dnes o UWB hodně mluví jako o technologii určování polohy, nesmíme zapomínat, že Může také přenášet dataV bezdrátových aplikacích s krátkým dosahem může UWB nabídnout teoretické rychlosti v rozmezí od 110 Mbps na vzdálenost přibližně 10 metrů, 480 Mbps na vzdálenost 1 metru a více než 1,6 Gbps na velmi krátkých vzdálenostech.
Na skutečných mobilních zařízeních byly naměřeny rychlosti kolem 100 %. 20 30-Mbpsobvykle vyšší než Bluetooth, ale nižší než moderní Wi-Fi. Na oplátku ultraširokopásmové připojení nabízí velmi nízká latenceTo se promítá do téměř okamžitých reakcí, když mobilní zařízení detekuje jiné zařízení nebo blízký štítek a musí reagovat.
Další silnou stránkou je, že UWB je navržena tak, aby byla velmi energeticky úspornýVysílač může fungovat roky s malá knoflíková baterieDíky tomu je ideální pro sledování štítků na klíčích, taškách, nákupních vozících, zdravotnických prostředcích nebo skladových paletách, které musí být neustále „vzhůru“ a zároveň spotřebovávat minimální množství energie.
Jaké jsou rozdíly mezi UWB a Bluetooth?
Tyto dva systémy si lze snadno zaměnit, protože jsou bezdrátové technologie krátkého dosahuVe skutečnosti ale sledují jiné cíle. Bluetooth vznikl primárně jako protokol pro přenášet data a zvuk na krátké vzdálenostia teprve později byl použit pro přibližné určení polohy pomocí síly signálu.
UWB byl na druhou stranu původně navržen pro přenos dat s využitím obrovské šířky pásmaa postupem času se vyvinulo směrem k použití v vysoce přesná lokalizace a prostorová detekceI když dokáže přesouvat data, dnes se více zaměřuje na přesnou informovanost o tom, kde se objekt nachází a jakým směrem, než aby při stahování velkých souborů nahrazoval WiFi.
Navíc, i když má Bluetooth poměrně omezenou přesnost určování polohy, UWB dosahuje přesnost v řádu centimetrů a velmi nízká latenceDíky tomu je ideálním kandidátem pro digitální klíče, trackery AirTag/SmartTag, zabezpečený přístup do budov nebo dokonce průmyslové aplikace, kde se počítá každá sekunda.
Je zde také bezpečnostní aspekt: Signály UWB je obtížnější zachytit a zfalšovat. než u jiných, tradičnějších rádiových systémů. Díky tomu je obzvláště zajímavý pro mobilní platby, bezklíčové přístupové systémy nebo aplikace ve zdravotnictví kde není přijatelné, aby někdo mohl systém oklamat pouhou replikací signálu.
Hlavní výhody ultraširokopásmového připojení
Stručně řečeno, technologie UWB nabízí neobvyklou kombinaci funkcí: přesnost, rychlost, nízká spotřeba a bezpečnostV praxi jsou tohle jeho největší silné stránky:
- Velmi přesná poloha: vzdálenosti řádově 10 cm a úhly s chybami pouze několika stupňů, a to jak uvnitř, tak venku.
- Nízká latenceVelmi krátké reakční doby, ideální pro funkce, jako jsou digitální klávesy nebo ultrarychlé párování mezi zařízeními.
- Vysoká bezpečnost: signály, které je obtížné zachytit a zfalšovat, skvělá ochrana proti reléovým útokům v chytrých autech a dveřích.
- Dobrá penetrace a minimální rušení: robustnější ve složitých prostředích, kde jsou stěny, kov nebo více sítí pracujících současně.
- Energetická účinnost: ideální pro štítky a zařízení, která potřebují běžet roky na jednu baterii.
To vše vysvětluje, proč mnoho odborníků považuje UWB za možná náhrada (nebo alespoň velmi seriózní doplněk) Bluetooth v budoucnuzejména v situacích, kdy jsou přesnost a bezpečnost důležitější než pouhý přenos dat.
UWB na mobilu: Apple, Samsung, Google a další
Jedním z důvodů, proč se v poslední době tolik mluví o ultraširokopásmovém připojení, je to, že Špičkové chytré telefony začaly ve velkém měřítku integrovat UWB čipy.To otevírá dveře k řadě každodenních použití, kde mobilní telefon funguje jako „prostorový senzor“.
Apple byl jedním z prvních, kdo k tomuto kroku přistoupil. čip U1, poprvé představený v iPhonu 11. Při jeho uvedení na trh společnost vysvětlila, že tento čip umožňuje iPhonu Přesně vyhledejte další zařízení Apple s U1popisujíc to téměř jako přidání nového typu senzoru do telefonu. Jednou z prvních praktických aplikací byla chytřejší verze AirdropKdyž namíříte svůj iPhone na telefon někoho jiného, systém upřednostnit toto zařízení v seznamu pro přepravu pro rychlejší a přímočařejší sdílení souborů.
Ačkoli se Apple dosud zaměřoval na využití jako AirDrop a lokalizaci objektů prostřednictvím Air TagJe zcela jasné, že v budoucnu lze využít schopnosti UWB pro Bezpečnější mobilní platby, přesné mapování interiérů nebo nové způsoby interakce s příslušenstvím a automobily.
Ve světě Androidu je Samsung v popředí. Galaxy Note20 Ultra byl prvním telefonem s Androidem a UWB.a poté jej značka postupně integrovala do svých vlajkových modelů: Galaxy S21+, S21 Ultra, S22+, S22 Ultra, S23+, S23 Ultra a také skládací Galaxy Z Fold2, Z Fold3 a Z Fold4mezi dalšími současnými modely.
S touto hardwarovou základnou nabízí Samsung funkce, jako například Sdílení s UWB v blízkostikterý vám umožňuje jednoduše sdílet fotografie a soubory namíření mobilního telefonu na jiné kompatibilní zařízení se systémem AndroidSystém detekuje, které zařízení se nachází přesně ve směru, kterým ukazujete, a umístí ho nad panel pro sdílení, což umožňuje téměř okamžité odesílání.
Korejská značka navíc vnímá ultraširokopásmové připojení jako klíčovou součást budoucnosti... digitální klíče od domu a autaMyšlenka je, že díky UWB může Galaxie odemkněte přední dveře nebo automaticky nastartujte vozidlo, když se k vám přiblížítes úrovní přesnosti a zabezpečení, která výrazně snižuje pravděpodobnost klamání systému.
Ani Google nezůstává pozadu. Několik modelů z rodiny PixelZařízení jako Pixel 6 Pro a Pixel 7 Pro mají podporu UWB a Android ji oficiálně obsahuje. kompatibilita této technologie v operačním systémuDále unikly informace o zájmu společnosti o uvedení vlastního sledovacího zařízení, interně známého jako „Grogu“. Toto zařízení by mělo konkurovat Apple AirTag a Samsung SmartTag využitím ultraširokopásmové technologie.
Ostatní výrobci jako např Xiaomi (Mix 4), Oppo nebo LG Také ukázali, co mohou, integrací UWB do některých modelů nebo prototypů a je jen otázkou času, než se tato schopnost rozšíří i do... střední třída jak se snižují náklady.
Jak aktivovat ZČU na mobilu Android?
Mnoho novějších telefonů s Androidem je standardně vybaveno podporou UWB, ale obvykle ji musíte aktivujte možnost v nastavení systému aby toho mohli využít. Proces závisí na značce, i když obecně je docela jednoduchý.
Na „čistém“ Androidu, jako je tomu u některých telefonů Pixel, obvykle stačí přejít na Nastavení > Připojená zařízení > Předvolby připojení a na konci seznamu vyhledejte možnost s názvem Ultra širokopásmové (UWB)Odtud jej můžete dle potřeby aktivovat nebo deaktivovat.
U telefonů Samsung se však cesta mírně mění: musíte jít do Nastavení > Připojení A tam najdete přepínač pro ultraširokopásmové připojení. Jeho aktivací je telefon připraven k používání funkcí, jako je Digitální klávesy, směrové sdílení Near Share nebo přesná lokalizace pomocí SmartTag.
Nicméně ne všechny chytré telefony tuto technologii zatím obsahují. Pokud váš telefon v nastavení nezobrazuje žádnou zmínku o UWB, je velmi pravděpodobné, že nemá potřebný čipDnes ji nacházíme hlavně v Nedávné iPhony, špičkové Pixely a špičková a skládací rodina GalaxyAle seznam se každým rokem prodlužuje.
UWB jako digitální klíč od auta a domu
Jedním z nejvýraznějších využití ultraširokopásmového připojení je Nahrazení fyzických kláves chytrým telefonemV automobilovém sektoru to už není sci-fi: mnoho výrobců zavádí bezklíčové systémy odemykání a startování založené na ultraširokoúhlém šípu (UWB).
Velký rozdíl oproti předchozím řešením spočívá v tom, že díky měření doby letu a přesnosti ultraširokopásmového signálu může auto přesně vědět, jak daleko a na jakém místě se digitální klíč nacházíDíky tomu je mnohem těžší oklamat vozidlo pomocí signálních relé, která se ho snaží přesvědčit, že klíč je poblíž, i když se ve skutečnosti nachází například v nedalekém domě.
Společnosti jako NXP Semiconductors a Volkswagen Představili koncepty automobilů, které pro tento účel využívají UWB. Jak vysvětlil technický ředitel společnosti NXP, samotné auto může změřte dobu přenosu signálu mezi vozidlem a klíčem a tak přesně určit, zda se zařízení skutečně nachází v blízkosti. Pokud detekuje, že klíč je v jiné budově, i když se někdo pokusí signál „prodloužit“, Prostě se neotevře ani nespustí..
Seznam značek, které již nabízejí nebo připravují kompatibilitu s digitálními klíči UWB, se rozrůstá. Mezi nimi jsou výrobci jako například BMW, Audi, Ford, Chevrolet, Dodge, Genesis, Jeep, Kia, Mini, Lexus, Mercedes-Benz, Ram, Porsche, Subaru, Rivian, Toyota, Volkswagen nebo HyundaiMyšlenka je taková, že nakonec budeme používat své mobilní telefony jako... bezpečný a pohodlný klíč ve většině moderních aut.
Stejná logika platí i k bydlení a budovám s omezeným přístupemVýrobci jako Samsung pracují na řešeních pro digitální klíč k domovním dveřím kde mobilní telefon funguje jako zabezpečený doklad totožnosti. Jakmile se přiblížíte ke vchodu, zámek detekuje autorizované UWB zařízení a automaticky se odemkne, s dodatečným klidem, protože prostorová přesnost výrazně snižuje pravděpodobnost, že útočník úspěšně replikuje signál.
Sledovače objektů, nositelná elektronika a chytrá domácnost
Další oblastí, kde si UWB již vydobyla své místo, je oblast sledovací zařízení typu tag. Apple AirTagNapříklad používají ultraširokopásmovou technologii, která vám pomůže s velkou přesností lokalizovat předměty, jako jsou klíče, batohy nebo kufry. Jakmile se k objektu přiblížíte, iPhone zobrazí... směrové značky na obrazovce se šipkami a vzdáleností v reálném čase, což by s pouhým Bluetooth nebylo možné.
Samsung dělá něco podobného s pokročilými verzemi svých Inteligentní štítek Galaxykteré kombinují Bluetooth a UWB. Pokud máte telefon Galaxy s čipem UWB, můžete využít rozšířenou realitu a přesnost ultraširokopásmového připojení k… „vidět“ přesně, kde se ztracený předmět nachází. uvnitř domu nebo v kanceláři, s přesností, která se pohybuje kolem oněch slavných 10 centimetrů.
Kromě trackerů se UWB vkrádá i do nositelná elektronika, tablety, notebooky a zařízení pro chytrou domácnostJeho schopnost detekovat relativní polohu umožňuje systému například vědět, ve které místnosti se nacházíte s mobilním telefonem. automaticky upravovat osvětlení, hudbu nebo teplotunebo pro okamžité spárování s reproduktorem či televizí přímo před vámi.
Průmyslové, maloobchodní a zdravotnické aplikace
Ultraširokopásmové připojení se neomezuje pouze na domácí a spotřebitelské použití. V profesionálním prostředí UWB již nějakou dobu prokazuje, že je schopen... snížit náklady a zvýšit efektivitu velmi hmatatelným způsobem.
Například v logistice a skladování se používá pro sledování majetku a zboží v reálném čase (RTLS)Díky kotevní síti UWB na stropě a štítkům na vozících, paletách nebo nástrojích je možné vidět na mapě přesné umístění každého aktiva, generovat upozornění, když něco opustí povolenou oblast, nebo analyzovat vzorce pohybu pro optimalizaci pracovního postupu.
Ve zdravotnictví se technologie UWB stala klíčovým spojencem pro správu vysoce hodnotného zdravotnického vybavení. Představte si nemocnici s více než 500 zařízení sdílených mezi závody (infuzní pumpy, přenosné monitory, diagnostické nástroje…). Implementací systému sledování v reálném čase založeného na ultraširokoúhlém vlákně s desítkami stropních úchytů a stovkami štítků na zařízeních bylo možné zkrátit dobu vyhledávání přibližně o 65 % určitých zařízení během pilotního projektu, a navíc výrazně snižuje neoprávněný pohyb zařízení mezi zónami.
Mezi výsledky tohoto typu řešení patří Méně zpoždění postupů kvůli zjevnému nedostatku vybaveníTo vedlo ke snížení nákladů na pronájem zařízení dříve považovaných za „ztracená“ a ke zlepšení plánování údržby díky vysoce přesným údajům o využití. Dokonce i tepelné mapy pohybu generované systémem byly použity pro Reorganizujte distribuci vybavení a zkraťte dobu, kterou zdravotnický personál tráví chůzí mezi odděleními.
Společnosti jako Carttec přinášejí ultraširokopásmové připojení do odvětví, jako je sociozdravotní sektor a maloobchodŘešení společnosti Horustec umožňují monitorování v reálném čase pohyb osob, automobilů a majetku v nemocnicích a velkých komerčních prostorách, kde detekují anomálie, zlepšují bezpečnost a poskytují cenná data pro obchodní rozhodnutí.
V profesionálním sportu, ligy jako např. NFL Už používají UWB pro lokalizovat hráče během zápasůgenerování pokročilých statistik, analýz výkonu a taktických vylepšení díky milimetrově přesným informacím o pozicích a trajektoriích na hřišti.
Konsorcia a aliance, které řídí UWB
Aby se technologie jako UWB skutečně rozjela, je potřeba více než jen jednotlivá zařízení: vyžaduje... společné standardy a interoperabilní ekosystémyPrávě zde se nacházejí organizace jako Konsorcium FiRa o la Aliance UWB.
Konsorcium FiRa (zkratka pro jemné měření rozsahu) se zaměřuje na definování standardů založených na IEEE 802.15.4/4z pro komunikaci na krátkou vzdálenost s ultraširokopásmovým připojením. Mezi její zakladatele patří jména jako HID Global, NXP Semiconductors, Samsung Electronics a Boscha má také podporu společností, jako je např. Produkty Sony pro zobrazování nebo LitePointJeho cílem je umožnit UWB zařízením od různých výrobců vzájemně si rozumět a nabízet ucelené zážitky uživateli
Z jeho strany Aliance UWB Zahrnuje společnosti jako například Kia Motors, Hyundai, Decawave, iRobot a další členové ekosystému. Tyto aliance pracují na tom, aby Podporovat využívání ultraširokopásmového připojení a řešit potenciální konflikty spektra a koordinovat úsilí mezi výrobci čipů, výrobci automobilů, výrobci mobilních telefonů a výrobci průmyslových řešení.
Kromě účasti v těchto konsorciích představila společnost NXP čipy, jako například SR100T, který integruje ultraširokopásmové připojení do jediné komponenty, NFC a bezpečný kryptografický procesorZařízení tohoto typu umožňují umístění v 360 stupňů s přesností přibližně 10 centimetrůa usnadnit chytrému telefonu, aby se stal digitálním klíčem, bezpečným platebním prostředkem a nástrojem pro určování polohy, to vše v jednom.
Jaká budoucnost čeká technologii UWB?
Při pohledu na současnou situaci již technologie UWB není vzdáleným příslibem: Je přítomen ve špičkových mobilních telefonech, digitálních klíčích od auta, trackerech, průmyslových řešeních, nemocnicích a maloobchodních prodejnách.Jeho přijetí roste, protože poskytuje něco konkrétního, co stávající technologie zcela nevyřešily: přesný a spolehlivý prostorový kontext.
Je docela rozumné se domnívat, že časem se UWB stane v chytrých telefonech stejně běžnou technologií, jako je dnes Bluetooth. S klesajícími cenami čipů a zavedením standardů se tato technologie stane stále rozšířenější. zařízení střední třídy a později i cenově dostupnějšía to i na náramky, hodinky, sluchátka a chytré domácí vychytávky.
V každodenním životě se to může projevit tím, že používáme mobilní telefony jako Univerzální klíč k autu i domu, asistent pro nalezení jakéhokoli předmětu, bezpečná přístupová karta a „směrové“ dálkové ovládání interagovat s naším prostředím. V průmyslových odvětvích a nemocnicích bude UWB i nadále rozšiřovat svou roli strategického nástroje pro Optimalizujte zdroje, snižte ztráty a zvyšte bezpečnost.
Ultraširokopásmové připojení se tiše vkrádá do stále více zařízení a služeb a vše nasvědčuje tomu, že se stane jedním z nich. diskrétní, ale nezbytné technologie které za pár let budeme brát jako samozřejmost, když nám mobilní telefon odemkne auto, když se k němu přiblížíme, přesně nás navede k ztraceným klíčům nebo upozorní nemocnici, že kritické vybavení chybí právě tam, kde je nejvíce potřeba. Sdílejte tyto informace, aby se o technologii UWB dozvědělo více lidí..