Ultra wideband apple что это

Все, что вам нужно знать о сверхширокополосной связи в iPhone 12 и HomePod mini

Apple добавила свой чип U1 к еще большему количеству продуктов и явно планирует сделать сверхширокополосную связь основной особенностью своей экосистемы устройств? Вот разбивка UWB, что он делает сейчас и что он может сделать для вас.

Наряду с выпуском линейки смартфонов iPhone 12 Apple представила ряд других продуктов в ходе нескольких специальных мероприятий. Появление поддержки Ultra Wideband в HomePod mini, а также в Apple Watch Series 6 вызвало больше разговоров о технологии и ее потенциальном использовании в будущем.

Некоторые до сих пор могут быть сбиты с толку тем, что на самом деле делает Ultra Wideband и какие преимущества он может принести им в будущем. Помимо объяснения Apple, что его можно использовать для отслеживания местоположения, компания на самом деле не предложила много способов объяснения использования Ultra Wideband на практике, за исключением приоритезации AirDrop.

В этой статье мы стремимся развенчать мифы о сверхширокополосной связи.

Что такое сверхширокополосный?

Обычно называемый UWB, Ultra Wideband — это беспроводной протокол связи, который работает с использованием радиоволн. По сути, его можно использовать для передачи сообщений между устройствами, что делает его чем-то похожим на Bluetooth или Wi-Fi.

Поскольку у него есть потенциальные приложения для связи в персональной сети, а именно, позволяя устройствам на одном человеке общаться друг с другом, существует много перекрестков с более устоявшимся Bluetooth. Однако способ его работы означает, что он может предложить некоторые дополнительные функции, которые не могут обеспечить два других типа связи.

Основная функция, которую он обеспечивает, — это высокоточное отслеживание местоположения, при этом устройства, использующие UWB, потенциально могут определять расстояние и даже местоположение другого оборудования относительно себя с точностью до нескольких дюймов. Это означает, что у него есть потенциальные возможности использования для служб отслеживания устройств, таких как расширенная форма приложения Find My.

Страница продукта Apple iPhone 11 с подробным описанием появления микросхемы U1 в 2019 году.

Несмотря на то, что она имеет некоторые промышленные цели, включая радиолокационные системы, получение медицинских изображений и даже протестирована для обработки сигналов в метро Нью-Йорка, основным применением технологии для потребителей по-прежнему, вероятно, будет связь между устройствами и отслеживание местоположения на близком расстоянии. .

По идее, UWB существует уже довольно давно. Лишь относительно недавно он приобрел известность, в основном из-за включения этой технологии Apple в iPhone 11.

Консорциум FiRa, в который входят Samsung, Oppo, Xiaomi и другие фирмы, был сформирован в 2019 году для поощрения создания UWB для потребительских устройств, которые работают на разных платформах, например между разными моделями смартфонов. Хотя группа существует, она пока не считает Apple своим членом, и неясно, будет ли реализация Apple работать с версией FiRa в будущем.

Как работает сверхширокополосная связь для связи?

Как и другие системы радиосвязи, UWB использует комбинацию передатчиков и приемников на устройствах. В то время как Wi-Fi и Bluetooth используют относительно узкие частотные диапазоны для связи между устройствами, UWB работает совершенно иначе.

Как следует из названия «сверхширокополосный», UWB избавляется от узких диапазонов и вместо этого передает данные в гораздо большей полосе частот. Хотя типичная ширина канала Wi-FI может составлять 20, 40 или 80 МГц, UWB вместо этого использует для своих передач диапазон ширины 500 МГц или более.

UWB обычно может себе это позволить, потому что он работает в большой полосе частот, которая обычно не используется для других типов связи, для которых FCC разрешила диапазон от 3,1 ГГц до 10,6 ГГц для нелицензионного использования. Что касается чипа Apple U1, который используется в собственных сверхширокополосных приложениях Apple, анализ TechInsights показал, что он передает данные на двух частотах: 6,24 ГГц и 8,2368 ГГц.

Чип U1 в iPhone 11 Pro Max [via TechInsights]

Необычной характеристикой СШП является то, что это импульсная система, которая многократно генерирует сигналы, а затем отключается перед повторением. Хотя каждый импульс может занимать весь диапазон назначенной ему полосы пропускания, чрезвычайно короткое время передачи каждого импульса, а также относительно низкое энергопотребление ориентированного на потребителя СШП делают маловероятным его влияние на другие системы. в тех же диапазонах.

Использование таких широких диапазонов означает, что сигнал можно легко использовать для передачи данных. Учитывая, что он способен передавать более миллиарда импульсов в секунду и использует несколько импульсов для каждого бита закодированных данных, в идеальных условиях это может равняться скорости в сотни мегабит в секунду.

Это не совсем уровень скорости сети Wi-Fi. Это все еще довольно много для связи, помимо управляемой пользователем передачи больших файлов.

Установленные регулятором низкие уровни мощности для широковещательной передачи в сочетании с более хрупкой природой высокополосных передач означают, что общий радиус действия сети невелик, обычно до 30 футов, и поэтому изначально не идеален для такой связи.

Как Ultra Wideband работает для отслеживания местоположения?

Импульсный характер сверхширокополосной связи позволяет отслеживать местоположение несколькими способами. Для начала, регулярно отправляя импульс данных, он может позволить другим близлежащим устройствам знать, что он существует, или наоборот, если он получает импульс от другого устройства.

Использование СШП и его широкого диапазона используемых частот также позволяет устройствам выполнять вычисления времени пролета (ToF), а именно, сколько времени требуется для получения ответа, что обеспечивает гораздо более полезную точку данных: насколько далеко друг от друга расположены устройства. .

Используя такой широкий частотный диапазон, это практически позволяет системе преодолевать многолучевое распространение, а именно случаи, когда радиоволны проходят по нескольким путям, чтобы достичь пункта назначения, например, отражаясь от поверхностей. Поскольку некоторые частоты, используемые в импульсе, с большой вероятностью дойдут до предполагаемого получателя непосредственно в пределах прямой видимости, вычисления могут быть основаны на них, а не на более медленных отклоненных сигналах на других частотах, что приведет к более точным расчетам.

Иллюстрация Apple UWB, используемого для игр на основе относительного местоположения, в данном случае многопользовательского Pong.

Один iPhone отправляет пакет данных на второй iPhone в рамках задачи, известной как «ранжирование». Второе устройство принимает его и отправляет ответ первому, который затем принимается с записью всех времен приема и передачи.

Затем первое устройство может отправить третий пакет данных второму, содержащий идентификатор устройства, метку времени отправки первого пакета, метку времени, когда первое устройство получило свой ответ, и время отправки третьего пакета. Этого достаточно для второго устройства, чтобы определить, насколько далеко эти два устройства находятся друг от друга.

Поскольку второе устройство имеет метки времени для приема и отправки пакетов, аналогичные точки данных могут быть отправлены, что также сообщает первому устройству о диапазоне.

Поскольку радиостанции СШП также могут определять угол входящего сигнала, это также может позволить им определять направление, в котором устройство расположено по отношению к нему. Совместите это с вычислением расстояния, и вы сможете определить общее относительное положение с более высокой степенью точности, чем другие методы.

Например, можно определить местоположение устройства с помощью сигналов Wi-Fi с точностью до 10 футов, а GPS с ГЛОНАСС — с точностью до 6 футов. Bluetooth может достигать расстояния примерно 10 футов для устройств, использующих Bluetooth 5.0 или новее, но Bluetooth 5.1 предоставляет больше возможностей определения направления, которые могут позволить отслеживать местоположение с точностью до нескольких дюймов, когда технология станет более распространенной.

Точность UWB может привести к тому, что устройство будет в худшем случае с точностью до фута, но обычно с точностью до нескольких дюймов. Точность будет зависеть от нескольких факторов, таких как расстояние и прямая видимость между устройствами.

Поддержка UWB от Apple и U1

Хотя идея UWB существует уже довольно давно, она стала вызывать озабоченность у потребителей только с конца 2019 года, когда Apple включила эту технологию в линейку iPhone 11, включая iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max. В этих моделях Apple представила микросхему U1, которая используется исключительно для связи с UWB.

В то время Apple предложила причину его использования в AirDrop, поскольку его можно было использовать для определения приоритетов в списке устройств, которым может быть предоставлен общий доступ к файлу. Направив iPhone на другой iPhone, это устройство переместилось в верхнюю часть списка общего доступа.

HomePod mini использует UWB для функций близости устройства.

Помимо iPhone, только два других устройства в линейке Apple имеют чипы U1, а Apple Watch Series 6 и HomePod mini оснащены поддержкой Ultra Wideband. Тем не менее, Apple не указала никаких причин для присутствия U1 в моделях. Хотя HomePod mini обеспечивает передачу обслуживания на основе близости, подтягивая к себе iPhone, это также доступно без UWB на HomePod, но Apple утверждает, что он используется специально для функции «приближения к устройству» на mini.

Планы Apple на будущее в отношении UWB

Что касается того, чего ожидать от UWB в будущем, Apple относительно молчала о том, что находится на горизонте, хотя, в отличие от других элементов своей экосистемы, не хранила полное молчание.

В июне Apple представила платформу для разработчиков «Nearby Interactions» для устройств с U1, позволяющую разработчикам создавать приложения, использующие данные об относительном направлении и расстоянии. В рамках своей документации Apple предложила приложение для поездок, которое позволяет водителю и пассажиру легко находить друг друга, а также сражаться на воздушных шарах в дополненной реальности.

Apple, как полагают, также рассматривает возможность использования UWB не для iPhone, и часто слухи о «AirTags» являются ярким примером.

По слухам, AirTags — это тег для отслеживания устройств, поддерживаемый UWB. [image via Jon Prosser/@CConceptCreator]

«AirTags», задуманный аналогично тегам отслеживания плитки, состоит из небольшого круглого диска, оснащенного радиомодулями Bluetooth и UWB. Идея состоит в том, чтобы прикрепить их к элементам, которые вы хотите отслеживать, а затем использовать приложение Find My, чтобы переместить их.

Также считается, что приложение Find My предоставляет не только географическое местоположение тега, но также использует преимущества дополненной реальности для отображения ближайшего местоположения тега, наложенного на прямую видеотрансляцию с камеры iPhone.

Идея состоит в том, что оставленный в мире «AirTag» будет постоянно пинговать, используя UWB, который может быть обнаружен ближайшими iPhone, оснащенными чипом U1, которые случайно находятся в этом районе. Эти iPhone будут делиться данными о местоположении, где они находились, когда они обнаружили широковещательную передачу UWB, которые могут быть предоставлены владельцу тега через приложение.

Наличие микросхемы U1 в HomePod mini предполагает, что на подходе может появиться какая-то функция умного дома, потенциально с участием HomeKit. Например, Apple могла бы включить функцию, в которой UWB используется новым устройством HomeKit, чтобы определить, в какую «комнату» его следует установить, исходя из присутствия поблизости и относительного расположения других продуктов.

Также можно использовать обнаружение iPhone в комнате для применения общих словесных команд, таких как «включить свет», для применения только к этой комнате и для автоматического включения и выключения их при перемещении пользователя между комнатами. Такое гиперлокальное геозонирование открывает мир возможностей взаимодействия умного дома.

Конечно, это зависит от того, что Apple добавит U1 к еще большему количеству продуктов и потенциально позволит другим устройствам взаимодействовать с его реализацией UWB. Учитывая расширение U1 с iPhone до Apple Watch и HomePod mini, кажется весьма вероятным, что Apple сделает именно это.

UWB: возможности и перспективы применения

Всем привет. Меня зовут Павел, я технический писатель дизайн-хауса notAnotherOne.
Хочу рассказать о технологии ultra wideband или UWB, которая в последнее время всё чаще оказывается в фокусе внимания информационных ресурсов и упоминается в связке с флагманскими продуктами крупных компаний.

Статья обзорная и должна дать общее представление о возможностях, сферах применения, вариантах использования и перспективах этой технологии.

О технологии

UWB (Ultra Wideband) — это беспроводная технология связи, использующая сверхширокую полосу для несущего сигнала и позволяющая передавать данные на небольшие расстояния при крайне низком энергопотреблении.

«Беспроводная технология передачи информации с помощью импульсных сигналов, излучаемых антеннами приемо-передающих устройств малого радиуса действия в полосе частот не менее 500 МГц (или 20% от центральной рабочей частоты)»

Основным механизмом UWB-связи является передача серий коротких импульсов, каждый длительностью около 1 наносекунды. А поскольку чем короче импульс, тем шире его спектр, то для таких импульсов требуется значительно бОльшая (в сравнении с узкополосной связью) ширина полосы. Отсюда — термин “сверхширокополосный”.

Другой особенностью является крайне низкий уровень сигнала, близкий по силе к радиошуму. Благодаря этому UWB сосуществует с другими, более традиционными технологиями радиосвязи, не вызывая помех.

Хорошо забытое старое

Способ импульсной передачи сигналов был известен ещё в конце 80-х годов XIX века. Тогда усовершенствованные варианты искрового передатчика, с помощью которого Генрих Герц собирался доказать существование электромагнитных волн, широко использовались в организации беспроводной связи между кораблями и береговыми станциями.

Позже, во время Второй Мировой Войны технология импульсного радио использовалась в многочисленных военных радарах. В 50-х годах XX века советские учёные, пытаясь усовершенствовать энергетические системы, начали широкое исследование в этой области. Они были первыми, кто понял, что сверхкороткие импульсы способны передавать больше информации об объекте, хотя и сфера применения по-прежнему была преимущественно военная.

В семидесятые годы ХХ века радарные системы на базе UWB стали использоваться в гражданских целях: для сканирования грунта, строений, определения местоположения, предупреждения об опасности столкновения, определения уровня жидкости, обнаружения нарушителя и в мобильных радиолокационных станциях.
Патент Росса от 17 апреля 1973 года считается одной из вех в развитии технологии и акцентирует внимание на одном из главных преимуществ UWB — сосуществование с распространенными стандартами без наведения помех.

В 2002 году вследствие растущего интереса со стороны бизнеса Федеральная комиссия связи США (FCC) одобрила регламентированное коммерческое использование радиочастотного спектра от 3.1 до 10.6 ГГц.

В 2003 году Европейский институт стандартов по телекоммуникациям (ETSI) опубликовал стандарт IEEE 802.15.4, определивший физический уровень (PHY) и уровень управления доступом к среде (MAC) для персональных беспроводных сетей с низким уровнем мощности сигнала (LR-WPAN). Расширение стандарта, посвященное безопасности, было представлено в 2020 году в версии стандарта 802.15.4z, которая вводила физический уровень PHY CSS (линейно-частотная модуляция на частоте 2450 МГц), определяла метод двунаправленного измерения расстояния, добавляла шифр подстановки.

И только несколько лет назад, в 2019 году, UWB стала известна широкой аудитории конечных пользователей, когда всемирно известные компании, такие как Apple и Samsung, начали внедрение функциональности на базе этой технологии в свои устройства потребительского сегмента.

Плюсы и минусы

Одно из основных преимуществ UWB — сопротивление эффекту многолучевого распространения волн благодаря высокому временному разрешению и короткой длине волны. Именно поэтому технология так хороша для измерения расстояния и слежения: UWB в 100 раз точнее Wi-Fi или Bluetooth Low Energy в таких задачах и обеспечивает точность в пределах нескольких сантиметров.

Использование сверхширокого диапазона в свою очередь даёт высокую устойчивость к частотно-селективным замираниям, если сравнивать с Bluetooth и Wi-Fi. Это даёт возможность разворачивать несколько систем на базе UWB в одной среде, не вызывая конфликтов с другими стандартами.

Краткая справка о замираниях

Замирания (fading) — флуктуации уровня радиосигнала в процессе распространения радиоволн, обусловленные изменением параметров передающей среды. При одних и тех же условиях распространения радиоволн замирания могут быть гладкими, если передаваемые сигналы являются узкополосными, и селективными – при широкополосных сигналах.

Частотно-селективные замирания (frequency selective fading). Вид замираний, при котором каждая частотная составляющая сигнала передается со своей амплитудой и сдвигом начальной фазы, а разброс по задержке соизмерим со значением 1/F (F – полоса частот передаваемого сигнала) или превышает его. По сути, такие замирания эквивалентны фильтрации, при которой спектральные составляющие в пределах малого частотного интервала имеют практически одинаковые коэффициенты передачи, а с расширением полосы разброс уровней увеличивается. Очевидно, что чем шире спектр передаваемого сигнала, тем в большей степени он подвержен искажениям.

Крайне низкая задержка делает UWB идеальным кандидатом для автоматических систем определения местоположения быстро перемещающихся объектов в реальном времени, наример, дронов.

Другое ключевое преимущество — высокая степень защиты данных как следствие низкой мощности генерируемых импульсов. Последнее изменение IEEE 802.15.04z-2020 повышало степень защиты данных, введя новый физический уровень линейно-частотной модуляции, добавило такие методы шифрования, как скремблированная временная метка и шифр подстановки (про скремблирование можно почитать, например, здесь).

Среди прочих преимуществ UWB:

Отсутствие ограничений для доступа к радиодиапазону;

Одновременная поддержка сотен каналов;

Большой диапазон для скоростей передачи данных: от 4 Мбит/с до 675 Мбит/с и выше, в зависимости от частоты;

Потенциальная поддержка десятка топологий;

Гибкое использование спектра;

Низкая стоимость чипа: примерно $2-5 при массовом производстве.

Но, конечно, не всё так гладко…

Из-за короткой длины импульса и сверхширокого спектра пропускная способность UWB гораздо сильнее (по сравнению с узкополосной передачей) падает с расстоянием.

В теории, широкий диапазон и высокая мощность сигнала (в случае, конечно, если последняя не ограничена законодательно) может нарушать работу существующих систем и линий связи.

Помимо этого, доступность спектра частот в ряде стран (12 стран, большая часть которых находятся на постсоветском пространстве ) ограничена государственными органами и службами безопасности. Так в России, например, трекеры AirTags вынуждены использовать Bluetooth вместо задуманной изначально UWB.

Способы определения местоположения

Разберёмся с тем, каким методами технология реализует одно из своих ключевых преимуществ — сверхточное определение расстояния.

Двунаправленное измерение расстояния (TWR)

Для измерения расстояния между устройствами UWB использует время распространения (ToF, Time-of-Flight) — время доставки пакетов “запрос-ответ”, — а не показатель уровня сигнала (RSSI, Received Signal Strength Indicator), который используется в других стандартах.

Данный способ вычисляет расстояние между меткой (tag) и опорной точкой (anchor) путём определения ToF, а затем умножения его на скорость света.

Более сложное двустороннее двунаправленное определение дальности (Double-Sided Two-Way Ranging, DS-TWR) неявным образом корректирует ошибки, связанные со сдвигом тактовых импульсов, однако требует большего количества пакетов и как следствие — большего энергопотребления.

Разностно-дальномерный метод (TDoA)

Конечно, измерение ToF с использованием одной опорной точки не даст местоположения метки, а вот с помощью нескольких внешних опорных точек UWB уже в состоянии определить двумерное и трёхмерное положение метки в пространстве в пределах определённой зоны. При этом происходит обмен пакетами метки с опорными точками и вычисляется разница во времени приёма таких пакетов.

В зависимости от того, что является принимающей стороной различают две топологии:

Разница во времени приема ответного сигнала на стороне метки (Tag Side-Time Difference of Arrival, TS-TDoA), используемая, например, в GPS;

Разница во времени приема ответного сигнала на стороне опорной точки (Anchor Side-Time Difference of Arrival, AS-TDoA).

Метод разности фаз (PDoA)

Следует заметить, что вычисление ToF позволяет определить только расстояние, но не направление. Метод разности фаз (Phase Difference of Arrival, PDoA) решает эту задачу, как и задачу с организацией дополнительной инфраструктуры.

Выполняется это двумя антеннами на хотя бы одном из устройств. Разность фаз принимаемого сигнала на антеннах позволяет вычислить угол приёма сигнала (Angle of Arrival, AoA).

Области применения и варианты использования

Большинство вариантов использования UWB связано либо с её способностью крайне точно определять местоположение, либо с высокой степенью защиты данных, либо сочетают обе эти возможности.

Будучи долгое время привлекательной только для военных или промышленных целей, в последнее время технология нашла новое применение благодаря эволюции устройств потребительского сегмента: носимых гаджетов, смартфонов и “умной” инфраструктуры.

Сверхточное измерение расстояния

С UWB определение местоположения с точностью до нескольких сантиметров становится делом техники.

В здравоохранении UWB помогает людям находить нужные службы в учреждениях, предоставляет медперсоналу данные о пациенте, а также помогает сотрудникам служб ухода найти потерявшегося человека. Отслеживание медицинского оборудования может также быть очень кстати, если нужно быстро найти небольшие предметы или дорогое и нужное оборудование, такое как установка для сердечной реанимации.

Свойства радара UWB используются для дистанционного измерения жизненно важных показателей, таких как частота сердечных сокращений и частота дыхания. Последнее может также найти применение в умной инфраструктуре с системами обнаружения присутствия, детских мониторах, медицинскими приборах, системах выявления экстренных случаев.

Технология широко применяется для навигации в помещениях разного типа: торговых точках, больницах, местах для парковки, производственных территориях. UWB может использоваться для организации эвакуации в чрезвычайных случаях, позволяя определять местонахождение и направлять к выходу всех, кто находится на территории.

В период пандемии стало актуальным ещё одно применение UWB, связанное с социальным дистанцированием. Бейджи и браслеты с UWB могут предупреждать владельцев при приближении друг к другу и включать аварийную нотификацию, когда безопасная зона нарушена. Точность определения при этом составляет менее 10 см.

UWB может использоваться при цифровизации и оптимизации производственных процессов. Отслеживание инструмента и оборудования повышает эффективность их использования и экономит время персонала, а система предотвращения столкновения повышает безопасность на территории производства.

И, конечно же, широко известные сейчас UWB-метки, пристёгнутые к связке ключей или рюкзаку и работающие в паре со смартфоном, сэкономят время и нервы при поиске важных личных вещей.

Контроль доступа

Рассчитывая время распространения (ToF), UWB обеспечивает высокую точность при измерении расстояния, а также безопасность передаваемых данных, а вычисление угла прихода сигнала (AoA) позволяет определить направление движения источника. Так устройства с UWB понимают, например, приближается ли пользователь к закрытой двери или отходит от неё, а также знают по какую сторону от двери всё это происходит.

В случае с контролем доступа UWB работает в паре с другими протоколами, чаще всего — с Bluetooth. Bluetooth используется для инициализации процедуры измерения расстояния и для передачи данных, а UWB отвечает непосредственно за вычисление расстояния.

Новый физический слой (PHY), добавленный в IEEE 802.15.4z и относящийся к защите шифрованием, сводит к минимуму успешность MITM-атак (“Man-in-the-middle”, букв. атака “человек посередине”). Это открывает огромное количество возможностей: умные замки на входных дверях и гаражных воротах, система контроля физического доступа на производственных площадках, сервисы проката, цифровые ключи для транспортных средств и многое другое.

В начале 2022 года Samsung в коллаборации с Zigbang аннонсировал выпуск “умного дверного замка”, для отпирания которого не понадобиться даже доставать из кармана смартфон.

В январе 2021 года компания Apple анонсировала цифровой ключ с UWB для автомобиля и подтвердила, что расширяет поддержку подобного функционала, а также цифровой авторизации в iOS 15 и watchOS 8 для пользователей Apple Watch. Pixel 6 Pro и Pixel 7 Pro также поддерживают UWB для использования цифрового ключа, а также для функции Android-а “Nearby Share”, позволяющей передавать файлы на близком расстоянии с одного устройства на другое.

Volkswagen и крупнейший мировой производитель чипов NXP не отстают и предлагают дополнительные функции отключения подушки безопасности при наличии детского кресла, управления жестами багажной дверью, автоматического управления сцепкой для прицепа.

Обновленные BMW X5 и X6 будут поддерживать функцию UWB-цифрового ключа, которым через нативное приложение можно поделиться ещё с пятью людьми.

UWB-устройства могут формировать вокруг определенной зоны так называемый “пузырь безопасности”, используемый в частности для автоматической разблокировки персональных устройств. Пара видео с демонстрацией работы таких “пузырей”:

UWB может использоваться при организации WBAN сетей (Wireless Body Area Network). Сеть UWB-датчиков, измеряющих жизненные показатели пациента (датчики ЭКГ и ЭМГ, датчик сатурации кислородом и другие), может использоваться в интеллектуальных системах мониторинга и предупреждения.

Мультимедиа, дополненная и виртуальная реальность

Низкое значение задержки (5-10 мс для потоковой трансляции аудио при использовании кодеков и вплоть до 2 мс при передаче несжатого аудио) делает UWB привлекательным для использования в потоковой передаче видео- и аудиоданных, в VR и AR, различных типах контроллеров.

UWB-устройства могут создавать контекстуальный пользовательский опыт в зависимости от своего положения и ориентации, это может использоваться в ритейле и системах “умного” дома.

Колонки Apple HomePod, HomePod mini и Nest от Google могут мгновенно перехватывать играющую на смартфоне музыку, подкаст или текущий телефонный разговор при его приближении к колонке (функция “Handoff” у Apple).

Пример UWB-устройства для умного дома — пульт Sevenhugs Smart Remote X. Вышедший на рынок в 2016 году, продукт, к несчастью, опередил своё время. Комплект включал пульт дистанционного управления и опорные точки для определения его пространственной ориентации. При наведении на устройство на пульте отображалось соответсвующее контекстное меню. Главным недостатком был заградительный ценник $399 на начало продаж.

Датчики присутствия с UWB могут использоваться в профессиональных системах освещения офисных зданий. Включение света при движении позволяет экономить электроэнергию, а высокая чувствительность UWB-датчиков позволяет фиксировать даже минимальные движения сидящего спокойно за компьютером или телефоном человека и поддерживать освещение в нужной зоне.

В целевом маркетинге покупатели могут получать индивидуальные предложения в зависимости от того, в каком отделе магазина они находятся, и в зависимости от их личных предпочтений. Бизнес может получать важные данные, анализируя клиентопоток и поведение покупателей.

Транспорт

Многочисленные варианты для транспортной сферы включают в себя:

Система автоматической парковки автомобиля и подачи для посадки по запросу: водитель может покинуть автомобиль в нужном месте, и автомобиль найдёт место и припаркуется сам. Позже, через приложение на смартфоне водитель может вызвать автомобиль для подачи в нужную точку;

V2X (vehicle-to-everything, система обмена данными между автомобилем и другими объектами дорожной инфраструктуры) и беспилотное управление;

Цифровые ключи и различные функции, облегчающие жизнь, о которых писалось выше;

C2X (communication-to-everything, “социальная” сеть транспортных средств) может существенно снизить количество ДТП посредством коммуникации транспортных средств и объектов транспортной инфраструктуры.

Интересный пример реализации функции следования и предупреждения столкновения с использованием технологии UWB — “умный” дипломат Airwheel SR5, который следует за владельцем самостоятельно, избегая препятствий по дороге.

UWB также главный кандидат для использования в миниатюрных летательных аппаратах (MAV).

Заключение

Не будет преувеличением сказать, что стандарт UWB ждёт светлое будущее — помимо многочисленных вариантов использования в b2b сегменте высока вероятность того, что он может стать одним из стандартных интерфейсов для смартфонов, как это уже случилось с Bluetooth и NFC.

Оценка среднегодового темпа роста рынка UWB к 2026 г., сделанная в 2021 году “Research and Markets”, составляет 16,06% или $3,129 млрд, и может удвоиться, если не утроиться, в том случае, если UWB станет стандартным интерфейсом, что уже происходит с флагманскими моделями смартфонов и в перспективе может случиться с устройствами средней ценовой категории.

В notAnotherOne следят за развитием UWB и участвуют в ряде проектов, включая типичные варианты использования, такие как RTLS (“Real-time locating system”, системы позиционирования в реальном времени), а также более редкие реализации технологии, в том числе потоковую передачу звука.

Роскомнадзор не разрешил Apple включать Ultra Wideband в России

Всевозможные ограничения и запреты – норма для российских фанатов устройств Apple. Несмотря на то, что в целом наш рынок важен для компании, и именно поэтому она старается идти на всяческие уступки, сдерживая цены на свои сервисы или обрабатывая данные местных пользователей iCloud исключительно на территории страны, иногда ей приходится в чём-то нам отказывать. Например, в продажах HomePod, работе функции снятия ЭКГ на Apple Watch и много чём ещё. Правда, с частью существующих для России ограничений в Купертино намерены бороться.

Чип U1 отвечает за работу Ultra Wideband, но в России он заблокирован

Известно, что в этом году Apple снабдила новые iPhone поддержкой технологии Ultra Wideband. Это универсальный беспроводной интерфейс, который может использоваться одновременно и как инструмент ориентации в пространстве, и как средство идентификации. Изначально эта технология была отключена во всех совместимых моделях и включилась только с выходом iOS 13.1. Правда, в России Ultra Wideband не заработала из-за, как нам удалось выяснить, отсутствии соответствующего разрешения от Роскомнадзора, требующего регистрировать все устройства, являющиеся источником электромагнитного излучения. Вот только проблема оказалась куда глубже, чем казалось первоначально.

Почему Ultra Wideband не работает в России

Такое оповещение видят пользователи из России. Оно предупреждает о том, что Ultra Wideband здесь не работает

По данным «Известий», причиной, по которой Apple не смогла активировать Ultra Wideband в России, стало отсутствие свободных частот в диапазоне 6 ГГц. Тем не менее, компания подала в отечественную Госкомиссию по радиочастотам заявку на выделение соответствующих частот, чтобы иметь возможность запустить технологию на территории страны. Но, к сожалению, Роскомнадзор отклонил прошение Apple, сославшись на необходимость проведения дополнительных исследований. Таким образом в ведомстве хотят исключить создание помех со стороны Ultra Wideband для других типов устройств, поскольку считают эти частоты «критически важными для обороноспособности страны».

Почему – не совсем понятно. Если бы это был диапазон 3,4-3,8 ГГц, который принадлежат Минобороны и который в России не хотят выделять под нужды 5G, всё было бы ясно. Частоты выше 6 ГГц имеют массу ограничений и плохо подходят для обеспечения работы сетей пятого поколения, а значит, по логике вещей, не должны представлять особой ценности. Дело в том, что это сверхвысокие частоты, которые хоть и обладают большой пропускной способностью, действуют на небольших расстояниях и очень зависимы от стабильности сигнала, который не проходит через стены и имеет свойство затухать под воздействием определённых погодных условий вроде дождя. Но не исключено, что в правительстве ещё не решили судьбу этого диапазона, а потому просто придерживают его за собой – просто на всякий случай.

Когда Ultra Wideband заработает в России

Важно понимать, что Ultra Wideband – это технология, которая, в отличие от 5G, не может работать на других частотах. Если сети пятого поколения можно заставить функционировать в диапазоне 3,4-3,8, 3,6-4,2, 4,4-4,99 и даже 24-47 ГГц, то Ultra Wideband из-за особенностей её устройства подходит только конкретный спектр. Поэтому получается, что чип U1, который обеспечивает работу технологии, в России не заработает до тех пор, пока Минобороны и Роскомнадзор не решат, что ничего страшного в передаче гражданским лицам диапазона 6 ГГц нет. А до тех пор ни передавать с помощью Ultra Wideband данные по AirDrop, ни искать AirTag, которому только предстоит выйти, у нас в стране будет нельзя.