Co je UWB? A proč má velkou šanci nahrazovat Bluetooth i NFC?
Marek Houser
UWB je zkratka ukrývající Ultra-Wideband radiokomunikační technologii, která (jak název prozrazuje) pracuje v širokých pásmech a kanálech frekvencí. UWB se hodí k velmi kvalitnímu přenosu informací a instrukcí na krátké vzdálenosti a neruší přitom ostatní signály, se kterými sdílí stejné kmitočty. K bližšímu technickému popisu se ale dostaneme. Pojem UWB jste dost možná zaznamenali při představení jedenáctého iPhonu nebo při demonstraci schopností Samsung Galaxy Note20 či Xiaomi Mi 10. Nenechte se ale zmást, rozhodně nejde o žádnou žhavou novinku. Podobně jako stereoskopické 3D filmy jen tato technologie nachází uplatnění až po dlouhých desítkách let. Co tedy UWB je, nabízí a může do světa mobilních telefonů přinést? Pojďme si projít charakteristiku i přínosy této staronové zkratky.
Kde se UWB vzalo?
První využití této technologie se datuje už mezi roky 1960 – 1990, kdy byla využívána převážně v armádě. Dalším stěžejním datem je rok 2002, kdy se UWB dočkalo definice a registrace u Federal Communication Commission (FCC). Bohužel ale takovým způsobem, který nebyl pro technologické firmy zajímavý. Pravidla pro použití byla hodně striktní, technické normy přísné a v tehdejší době neexistovalo moc možností, jak principy využít. Na výsluní se mezitím propracovaly standardy jako WiFi, Bluetooth či ZigBee, které teď ale má UWB potenciál v mnohém zastupovat či nahrazovat.
UWB není žádná novinka
Ultra-Wideband je princip starý několik desítek let. Až nyní se ale firmy snaží jej zavést v komerčním světě mobilních telefonů.
Nejžhavější období zažívá Ultra-Wideband v posledních letech. Nejen výrobci mobilů vytušili, že je čas technologii “vytáhnout ze šuplíku” a dát jí příležitost. V roce 2018 nejprve vznikla UWB Alliance, mezi jejíž členy patří třeba Xiaomi, Oppo, iRobot nebo automobilky Kia a Hyundai. O rok později vzniklo konsorcium FiRa, které sice názvem mate, ale jeho posláním je také zavádění, vývoj a popularizace UWB. Mezi jeho členy patří například Samsung (UWB má třeba i Galaxy S21 Ultra), Cisco, Sony, Bosch a znovu Xiaomi, Oppo a Hyundai. O velké značky, které budou UWB tlačit kupředu, je tedy postaráno. Otazník visí nad firmou Apple, která standardy ctí, technologii používá, ale v žádné alianci nefiguruje.
Co přesně je UWB a jak funguje?
Do úplně detailních technických detailů zacházet nebudeme, ale pro pochopení výhod je potřeba znát alespoň základy. Mezi nejvýznamnější specifikace Ultra-Wideband patří tři věci: formát, síla a směrování signálu. Formátem rozumějte právě velkou šířku pásma (doslova wide band) v kombinaci s pulzní charakteristikou. Pásma UWB mají i více než 500MHz rozptyl, takže několikanásobně překonávají “škatulky”, do kterých se musejí vejít třeba WiFi nebo mobilní sítě. Jestli vás teď napadlo, že se s nimi tedy asi překrývají, máte naprostou pravdu. A aby se navzájem signály nerušily, nastupuje pulzní charakteristika s velmi malými výkony.
Libor Foltýnek
spektrum frekvencí UWBWiFi signál nebo vysílání mobilní sítě si můžete zjednodušeně představit jako nepřetržitou sinusoidu, která se ve většině případů šíří jedním směrem a snaží se o co největší výkon. UWB na to jde jinak. Jen nárazově (perioda se nastavuje podle potřeb) vysílá pulzy a to ještě tak malým výkonem, že si může dovolit řádit v pásmech cizích technologií. Jak jste asi vytušili, uplatnění tedy najde při komunikaci na krátkou vzdálenost. Je potřeba ale myslet i na zmíněné směrování signálu. Jelikož pulzní UWB funguje v podstatě jako radar, nemá jedno zařízení problém velmi přesně lokalizovat zařízení jiné. Takže zatímco WiFi, Bluetooth a ZigBee vysílače kolem sebe neustále generují kružnice, zdroj signálu UWB se jednou “chytí” a ví, kde má protějšek.
Na co je (nebo bude) UWB dobré?
- přenos dat mezi mobily
- ovládání elektroniky
- bezkontaktní platby
- navigace v krátkém dosahu
- ovládání zámků
- připojení PC periferií
- hledání zařízení v okolí
- komunikace se senzory
- bezpečná komunikace zdravotnických zařízení
- přenos dat a instrukcí v průmyslu
Nejlepší na krátké vzdálenosti
Samsung a Apple zatím implementovali UWB za účelem přenosu dat mezi mobily a hledání drobnější elektroniky jako jsou sluchátka. Xiaomi šlo kousek dál a namířením mobilu Mi 10 na chytrá zařízení umožňuje ovládat jejich funkce. Když zůstaneme u přenosu dat, tak extrémní šířka pásma pochopitelně umožňuje velké rychlosti. V některých případech se blíží 700 Mbit/s, o čemž si třeba Bluetooth může zatím nechat zdát. To už se ale nebavíme o pulzech, ale o nepřetržitém signálu.
https://www.youtube.com/watch?v=oKAHfX0CFTs&ab_channel=NXPSemiconductors
UWB má potenciál úplně vyšachovat ze hry i NFC, ke kterému má z hlediska energetické náročnosti a operační vzdálenosti nejblíž. Velkou výhodou na straně Ultra-Wideband je přitom schopnost přesné lokalizace. Zatímco teď musíte například při placení přikládat telefon nebo hodinky s NFC k terminálu, s UWB se to dá zařídit i z kapsy. Bezpečně díky tomu, že informace poputují nikoli do celého okolí, ale jen na úzké trase mezi zařízeními.
-
- funkce digitálního klíče
-
- sdílení dat mezi zařízeními
-
- hledání věcí
Nízký výkon a pulzní formát (tedy vlastnosti umožňující ignorovat ostatní vysílání) předurčují UWB i k využití ve zdravotnictví a průmyslu. Tedy v oborech a lokacích, kde by jinak bylo rušení signálů velký problém. Další pozitivní vlastností je, že pulzy jsou tak krátké, že mají velmi malou příležitost se odrážet například od stěn a v rámci tzv. mnohocestného slábnutí rušit samy sebe.
Introducing Xiaomi UWB Technology
UWB a budoucnost
Co je a co není v rámci UWB prakticky využitelné, o tom v budoucích měsících a letech rozhodne napůl trh a napůl odhodlání výrobců. O nasazení této staronové technologie v továrnách, nemocnicích nebo v autech obyčejný člověk rozhodovat nebude a ani o její přítomnosti nemusí vědět. Jakmile ale dojde na širší zavedení v oblasti placení, odemykání aut či domů, blízké lokalizace nějakého místa nebo hledání sluchátka v trávě s přesností na pár centimetrů v přesném úhlu, to už by mohli (měli) být spotřebitelé velmi hladoví. A tím pádem i výrobci přesvědčení, že má smysl v zavádění pokračovat.
Co je podle vás největším potenciálem UWB?
Jakub Kárník
Adam Kurfürst
Komentáře (8)
Přidat komentář