О сверхширокополосной связи (Ultra WideBand или просто UWB) с новой силой заговорили в 2019 году, когда компания Apple выпустила серию iPhone 11 с чипом U1, обеспечивающим поддержку этой технологии. Данную систему нередко называют скоростным аналогом Bluetooth и пророчат ей большое будущее, но на самом деле эта технология не нова. Она была создана более 15 лет назад, правда, прежде использовалась преимущественно в военной технике.
Что такое UWB?
UWB — это беспроводная технология, которую, несмотря на её долгую историю, можно рассматривать как новую. И в отличие от других беспроводных систем, она не привязана к какой-либо частоте и может передавать данные в чрезвычайно широком частотном спектре. Как и Bluetooth, и Wi-Fi, этот протокол беспроводной связи малого радиуса действия использует для своей работы радиоволны. Но он существенно отличается от них тем, что способен работать на очень высокой частоте.
Использование сверхширокой полосы частот (не менее 500 МГц) позволяет UWB достичь скорости передачи данных до 480 Мбит/с на расстоянии до 3 метров. Проще говоря, UWB — это технология беспроводной передачи данных на малых расстояниях с большой скоростью и низким энергопотреблением.
Как работает UWB?
UWB-передатчик работает, посылая миллиарды импульсов в широком диапазоне частот, которые затем преобразуются UWB-приёмником в данные. Импульсы отправляются каждые две наносекунды, что обеспечивает технологии максимальную точность и работу буквально в режиме реального времени. При этом система имеет чрезвычайно низкое энергопотребление и идеально подходит для передачи большого количества данных с одного устройства на другое на расстоянии до 10 метров. Правда, в отличие от Wi-Fi, UWB нельзя назвать идеальной технологией для передачи данных «через стены».
Сферы применения
В начале 2000-х годов технология UWB использовалась в военных радарах и другой армейской технике. Также её применяли для локализации и измерения расстояния между кораблями и побережьями. Хорошо технология сверхширокополосной связи зарекомендовала себя и в системе дистанционного мониторинга работы сердца. Но долгое время UWB оставалась в тени других беспроводных систем, пока производители смартфонов и устройств интернета вещей не вспомнили про неё.
Сейчас главным способом применения UWB может стать геолокация. Да, для обнаружения местоположения существует множество технологий — Bluetooth, GPS и RFID. И у каждой из них есть свои достоинства и недостатки. Но пока что с точки зрения точности и скорости UWB является идеальной технологией локализации. Из этого вытекает ещё один плюс данной технологии — её безопасность и надёжность.
Благодаря своей высокой точности, скорости и надёжности UWB может применяться для определения местоположения объектов и людей, которые быстро перемещаются на небольших расстояниях. Сверхширокополосную связь называют ключевой технологией в «оцифровке» производства и логистики. С её помощью можно беспрепятственно оцифровать производственные цеха, склады и технологические цепочки. UWB используется и для автоматизации ярких шоу с большим количеством спецэффектов.
Спорт — ещё одна сфера применения данной технологии. И поскольку в командных и экстремальных видах спорта требования к данным о движениях игроков особенно высоки, UWB поможет быстро получить точные показатели. Иными словами, технология может применять для создания командной и индивидуальной статистики в режиме реального времени в различных видах спорта.
Сверхширокополосная связь и пандемия коронавируса
Казалось бы, что может быть общего между ними? Но на самом деле, технология UWB используется для реализации особо точных и эффективных решений для социального дистанцирования и контроля за распространением коронавирусной инфекции. В 2020 году соблюдение дистанции важно не только за рулём, но и в любых общественных местах. И если приближаясь близко к другому автомобилю на дороге, вы рискуете попасть в ДТП, то несоблюдение физического дистанцирования в местах скопления людей может быть чревато заражением COVID-19. И системы на основе UWB помогут соблюдать эти важные правила.
Один из примеров — Kinexon SafeZone. Это лёгкий браслет, использующий технологию UWB и призванный помочь сохранять безопасную дистанцию на производстве и в офисе, чтобы предотвратить распространение коронавируса. Он в режиме реального времени предупреждает пользователя, если тот находится слишком близко к кому-либо. Система также отслеживает контакты. И если вдруг у кого-то в коллективе будет обнаружен коронавирус, то руководство с помощью Kinexon SafeZone сможет определить всех сотрудников, которые могли иметь с заражённым контакт.
Перспективы
Эксперты предрекают технологии UWB большое будущее. Такого же мнения придерживаются и многие производители. В числе тех, кто делает ставку на эту технологию, не только Apple, но и Samsung. В прошлом году южнокорейская корпорация совместно с Sony и ещё несколькими компаниями основала консорциум Fine Ranging (FiRa), который и займётся дальнейшим развитием и продвижением технологии сверхширокополосной связи.
Организации, вошедшие в состав FiRa, рассматривают UWB в качестве одной из основных систем для интернета вещей, устройств умного дома и различных систем безопасности. Например, технология может использоваться для бесключевого доступа в помещение или автомобиль.
Вот лишь несколько возможных вариантов применения UWB:
- навигация в крупных зданиях — от торговых центров до вокзалов и аэропортов;
- поиск автомобиля на парковке или других предметов;
- автоматическая разблокировка и запирание дверей;
- сбор и анализ данных о поведении покупателей для проведения маркетинговых кампаний в ритейле;
- предоставление услуг на основе местоположения клиентов;
- контроль за местоположением и состоянием людей, нуждающихся в медицинском уходе в отделениях интенсивной терапии и дома.
Из минусов технологии сверхширокополосной связи можно назвать сильную зависимость скорости передачи данных от расстояния между приемником и передатчиком, а также то, что она до сих пор не получила массовое распространение. Но последний недостаток устраним. Дело в том, что некоторые страны сейчас препятствуют внедрению на своей территории данного стандарта связи. В их числе и Россия, где Минкомсвязи считает, что UWB может создавать помехи радиолокационному оборудованию. И производителям нужно доказать обратное, чтобы технология заработала по всему миру.
Подводя итог, выделю семь главных преимуществ UWB:
- высокая скорость передачи данных;
- гарантированная надёжность;
- высокая точность;
- защита от помех и перехвата данных;
- низкое энергопотребление;
- высокая пропускная способность;
- возможность параллельной работы с другими беспроводными технологиями.
И разве этого недостаточно, чтобы считать UWB достойным аналогом Bluetooth и одной из главных технологий ближайшего будущего?
