• TWEAK
• Hardware
• Netværk

Hvad er Ultra Wideband Technology (UWB)

Ligesom Wi-Fi og Bluetooth er Ultra Wideband Technology (kendt som UWB) en trådløs teknologi. UWB benytter radiosignaler til at kommunikere og overføre data mellem forskellige enheder. Men der er nogle forskellige karakteristika ved UWB, der gør det til en unik radioteknologi.

For eksempel bruger UWB et bredt spektrum af frekvenser (meget højere end WiFi og Bluetooth; i GHz), hvilket betyder betydeligt højere båndbredde (hurtigere overførselshastighed). Derudover bruger UWB meget mindre strøm end Wi-Fi- og Bluetooth-standarder. Der er dog en ulempe.

På grund af den højere frekvens kan UWB ikke sende signalet længere eller trænge gennem forhindringer som vægge - svarende til 5GHz Wi-Fi-båndet eller 5G mobilnetværket. Så for UWB skal fungere ordentligt, er en linje uden forhindringer at foretrække.

Et andet aspekt som spiller ind for UWB, er positionsnøjagtighed. UWB kan finde retningen og den nøjagtige placering ned til centimeterniveauet for en enhed. På grund af så stor nøjagtighed betragtes UWB som den bedste trådløse protokol til lokalisering og kommunikation med enheder på en hurtig og præcis måde.

UWB udgør således et PAN-område med kort rækkevidde, der har høje frekvenser, høj overførselshastighed, lavt strømforbrug og nøjagtig positionsnøjagtighed. En perfekt standard til hurtigt at opdage og dele enorme mængder at data mellem enheder.

Hvordan fungerer UWB?

Nu hvor vi har været en tur forbi det grundlæggende, så lad os blive lidt mere tekniske.

Som nævnt ovenfor fungerer UWB i meget høje frekvenser, for at være mere præcis, inden for området 3,1 til 10,6 GHz.  

Når man kommer til arbejdsmekanismen, udsender UWB-udstyret signaler (kaldet pulsradio) over en stor båndbredde i alle retninger, og da frekvenserne er så høje, forstyrrer det ikke andre nærliggende radiosignaler, hvilket er en stor fordel inden for trådløs teknologi.

Når en anden UWB-udstyret enhed vælger pulsradioen, videresendes informationen til værtsenheden. Ved inddragelse af Time-of-flight (ToF) og Angle-of-arrival (AoA) data, bestemmer enheden afstanden og den nøjagtige placering af den udsendende enhed.

Kigger vi i retning af Bluetooth 5.1, som benytter Bluetooth den samme teknik til at finde retningen på enheder. 

På grund af de højere frekvenser, der bruges i UWB, er værtsenheden i stand til at gentage signalafsendelse inden for et sekund, hvilket gør enheden synlig hurtigere end nogen anden trådløs teknologi, og inden for denne kategori, er hastighed, stabilitet og præcision altafgørende. 

Denne øjeblikkelige udsendelse af pulsradio kaldes gentagelsesfrekvens og er normalt inden for området mellem to gigapulser pr. sekund. På grund af denne høje gentagelsesfrekvens er UWB i stand til øjeblikkeligt at registrere, lokalisere og overføre data uden at miste forbindelse og data.

Hvordan adskiller UWB sig fra Bluetooth og Wi-Fi?

Den primære forskel mellem UWB og Bluetooth / Wi-Fi er manglen på positionelle og retningsbestemte færdigheder. Mens Bluetooth medførte retningsbestemmelse med Bluetooth 5.1, er det ikke i nærheden af at være ligesom hurtigt og præcist som UWB. Desuden bruger Ultra Wideband meget mindre strøm end Bluetooth og Wi-Fi, fordi UWB genererer radioenergi med bestemte tidsintervaller i stedet for tilfældig frekvensrespons.

Derudover er der en kategorisk forskel i, hvordan alle tre teknologier udnytter radiofrekvens. Mens Bluetooth fungerer inden for frekvensbåndet på 2,4 GHz (kanalbåndbredde på 1 MHz), fungerer Wi-Fi 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 500MHz til 7,5 GHz), jo mere båndbredde, jo bedre er overførselshastigheden.

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

Anvendelse af UWB

UWB har været i brug i de sidste årtier, især af den amerikanske hær til radarafbildning. Teknologien blev imidlertid godkendt til ulicenseret brug i 2002 af Federal Communications Commission i USA. Senere standardiserede Den Internationale Telekommunikationsunion (ITU) UWB som en trådløs radioteknologi.

I øjeblikket har ikke mange forbrugerenheder UWB-kapacitet. Det ændrede sig imidlertid med Apples frigivelse af iPhone 11 serien i 2019, og nu har Samsung frigivet Galaxy Note20 Ultra med UWB-support. Apple distribuerede UWB i iPhone 11-serien ved hjælp af U1-chippen, og det formodes at bringe hurtigere AirDrop-overførsler ved noget så simpelt som at pege enheden til en andens iPhone.

Tilsvarende har Samsung inkorporeret en UWB-chip udviklet af NXP på Galaxy Note20 Ultra. Det vil hjælpe dig med øjeblikkeligt at spotte nærliggende kontakter og dele filer ved hjælp af Googles Nearby Share funktion. Bortset fra det kan du få fornemmelse for UWB-teknologi i den nye SmartThings Find app. Ved hjælp af Augmented reality kan du finde placeringen af andre UWB-udstyrede enheder. 

Alt i alt ser det ud til, at UWB vil bringe et paradigmeskifte i Internet-of-ting (IoT) segmentet. Evnen til at kontrollere smarte enheder som lys og højttalere bare ved at pege på dem ville løse mange problemer forbundet med med hurtig tilgængelighed. Bortset fra det kan vi muligvis se flere applikationer af UWB i Apples kommende AirTag og App Clips-funktion, og genereret vil det være et kærkommen tiltag, hvis flere smartphone-producenter inkorporerer denne nye hardware, og Google ville inddrage nye funktioner bygget oven på UWB.