Todo lo que necesita saber sobre la banda ultraancha en el iPhone 12 y HomePod mini

Apple ha agregado aún más productos a su chip U1 y está claramente planeando hacer de Ultra Wideband una característica clave de su ecosistema de dispositivos. Aquí hay un desglose de UWB, lo que hace ahora y lo que puede hacer por usted.

Además del lanzamiento de la gama de teléfonos inteligentes iPhone 12, Apple presentó una serie de otros productos en varios eventos especiales. La aparición del soporte de banda ultra ancha en el HomePod mini, así como en el Apple Watch Series 6, provocó más conversaciones sobre la tecnología y sus posibles usos futuros por parte de la compañía.

Algunos todavía pueden estar confundidos acerca de lo que realmente hace la banda ultra ancha y cómo puede beneficiarlos más adelante. Aparte de la explicación de Apple de que se puede usar para el seguimiento de la ubicación, fuera de la priorización de AirDrop, la compañía realmente no ha ofrecido muchas explicaciones para la banda ultra ancha en la práctica.

En este artículo queremos desmitificar la banda ultra ancha.

¿Qué es la banda ultra ancha?

La banda ultraancha se conoce comúnmente como UWB y es un protocolo de comunicación inalámbrica que funciona a través de ondas de radio. En el caso más simple, se puede usar para transferir mensajes entre dispositivos, lo que lo convierte en algo análogo a Bluetooth o Wi-Fi.

Debido a que existen usos potenciales para la comunicación en red en el espacio personal, a saber, la capacidad de los dispositivos de una persona para comunicarse entre sí, existe una gran superposición con el Bluetooth más establecido. Sin embargo, debido a la forma en que funciona, puede proporcionar más funciones que los otros dos tipos de comunicación.

La característica principal que lo hace posible es el rastreo de ubicación de alta precisión, con dispositivos que usan UWB pueden identificar la distancia e incluso la ubicación de otro hardware en relación con ellos mismos en unas pocas pulgadas. Esto significa que tiene usos potenciales para los servicios de seguimiento de dispositivos, como: B. una forma extendida de la aplicación Find My.

La página del producto iPhone 11 de Apple que describe la inclusión de 2019 del chip U1.

Aunque tiene algunos usos industriales, incluidos sistemas de radar, imágenes médicas e incluso pruebas de transmisión de señales en el metro de la ciudad de Nueva York, es probable que el uso principal de la tecnología para los consumidores siga siendo la comunicación entre dispositivos y el seguimiento de ubicaciones de corto alcance. .

UWB existe desde hace mucho tiempo. Solo ha ganado impulso relativamente recientemente, en gran parte debido a la integración de la tecnología de Apple en el iPhone 11.

El consorcio FiRa, que incluye a Samsung, Oppo, Xiaomi y otras empresas, se fundó en 2019 para promover la creación de UWB para dispositivos de consumo que funcionan en distintas plataformas, p. Ej. B. entre diferentes modelos de teléfonos inteligentes. Si bien el grupo existe, Apple aún no los cuenta como miembros y no está claro si la implementación de Apple funcionará con la versión de FiRa en el futuro.

¿Cómo funciona la banda ultra ancha para la comunicación?

Como otros sistemas de comunicación por radio, UWB se basa en una combinación de transmisores y receptores en dispositivos. Mientras que Wi-Fi y Bluetooth usan un rango de frecuencia relativamente estrecho para la comunicación entre dispositivos, UWB lo hace de manera muy diferente.

Como sugiere el nombre “Ultra Wideband”, UWB prescinde de áreas estrechas y en su lugar transmite datos a través de una banda de frecuencia mucho más grande. Si bien el ancho de un canal Wi-FI típico puede ser de 20 MHz, 40 MHz u 80 MHz, UWB usa un rango de ancho de banda de 500 MHz o más para sus transmisiones.

UWB generalmente puede permitirse hacer esto, ya que opera en una banda grande que normalmente no se usa para otros tipos de comunicación. La FCC ha aprobado el rango de 3,1 GHz a 10,6 GHz para uso sin licencia. Para el chip U1 de Apple, que se utiliza para las propias aplicaciones de banda ultra ancha de Apple, hay un esquema de TechInsights indicó que se transmite en dos frecuencias: 6.24 GHz y 8.2368 GHz.

El chip U1 en el iPhone 11 Pro max [via TechInsights]

El chip U1 en el iPhone 11 Pro max [via TechInsights]

Una característica inusual de UWB es que es un sistema basado en pulsos que emite señales repetidamente y luego se apaga antes de repetir. Si bien cada pulso puede ocupar todo el rango de ancho de banda asignado, los tiempos de transmisión extremadamente cortos de cada pulso y la potencia relativamente baja de un UWB orientado al consumidor hacen que sea muy poco probable que interfiera con otros sistemas en la misma área.

El uso de bandas tan grandes significa que la señal se puede utilizar fácilmente para transportar datos. Dado que puede transmitir más de mil millones de pulsos por segundo y utiliza múltiples pulsos para cada bit de datos codificados, puede, en condiciones ideales, corresponder a velocidades de cientos de megabits por segundo.

Esta no es la velocidad de la red Wi-Fi. Todavía se usa bastante para la comunicación fuera de las transferencias de archivos grandes controladas por el usuario.

Los bajos niveles de potencia requeridos por el regulador para la radiodifusión, combinados con la naturaleza más frágil de las transmisiones de banda más alta, significan que el rango general no está lejos, generalmente hasta 30 pies de distancia, y por lo tanto no es ideal para tales comunicaciones.

¿Cómo funciona la banda ultra ancha para el seguimiento de la ubicación?

La naturaleza basada en pulsos de la banda ultraancha se presta para el seguimiento de la ubicación de varias formas. Por un lado, al enviar regularmente un pulso de datos, puede permitir que otros dispositivos cercanos reconozcan que existe, o viceversa, si reciben un pulso de otro dispositivo.

El uso de UWB y su amplio rango de frecuencia también permite que los dispositivos realicen cálculos de tiempo de vuelo (ToF), es decir, cuánto tiempo se tarda en obtener una respuesta, lo que proporciona un punto de datos mucho más útil: qué tan separados están los dispositivos.

Al utilizar un rango de frecuencia tan amplio, el sistema puede superar prácticamente el rendimiento de trayectos múltiples, es decir, los casos en los que las ondas de radio toman trayectos múltiples para llegar a un destino, p. Ej. B. el eco de superficies. Dado que algunas de las frecuencias utilizadas en el pulso probablemente van directamente en la línea de visión del receptor previsto, los cálculos se pueden basar en estas y no en las señales redirigidas más lentas en otras frecuencias, lo que da como resultado un cálculo más preciso.

Una ilustración de Apple de UWB utilizada para juegos basados ​​en ubicaciones relativas, en este caso, pong multijugador.

Una ilustración de Apple de UWB utilizada para juegos basados ​​en ubicaciones relativas, en este caso, pong multijugador.

Un iPhone envía un paquete de datos a un segundo iPhone, lo que se conoce como “rango”. El segundo dispositivo lo recibe y envía una respuesta al primero, que luego se recibe, registrando todos los tiempos de recepción y transmisión.

El primer dispositivo puede enviar un tercer paquete de datos al segundo, que contiene un ID de dispositivo, la marca de tiempo para enviar el primer paquete, la marca de tiempo de la recepción de la respuesta del primer dispositivo y la hora de enviar el tercer paquete. Estos son datos suficientes para que el segundo dispositivo determine qué tan separados están los dos dispositivos.

Dado que el segundo dispositivo tiene marcas de tiempo para recibir y enviar paquetes, se pueden enviar puntos de datos similares, lo que también informa al primer dispositivo sobre el rango.

Debido a que las radios UWB también pueden determinar el ángulo de una señal entrante, esto también puede permitir la determinación de una dirección en la que se encuentra el dispositivo con respecto a ella. Combine esto con el cálculo de la distancia y se puede determinar una posición relativa general con un mayor grado de precisión que otros métodos.

Por ejemplo, es posible ubicar un dispositivo usando señales de Wi-Fi dentro de aproximadamente 10 pies, mientras que el GPS puede ser de hasta 6 pies usando GLONASS. Bluetooth puede alcanzar una distancia de hasta 10 pies para dispositivos que usan Bluetooth 5.0 o superior. Sin embargo, Bluetooth 5.1 tiene más capacidades direccionales que pueden rastrear la ubicación a unos pocos centímetros a medida que la tecnología se generaliza.

La precisión de UWB puede fijar un dispositivo dentro de un pie en el peor de los casos, pero generalmente dentro de unas pocas pulgadas. La precisión depende de algunos factores, como: B. Distancia y línea de visión entre dispositivos.

Soporte UWB y U1 de Apple

Si bien la idea de UWB ha existido durante bastante tiempo, solo se ha convertido en un problema del consumidor desde fines de 2019 cuando Apple agregó la tecnología a la línea de iPhone 11, incluidos el iPhone 11 Pro y el iPhone 11 Pro Max. Liderando en esos modelos Apple presentó el chip U1, que se utiliza exclusivamente para la comunicación UWB.

En ese momento, Apple dio una razón para usarlo en AirDrop, ya que se usó para priorizar la lista de dispositivos con los que se podía compartir un archivo. Al apuntar el iPhone a otro iPhone, ese dispositivo saltó a la parte superior de la lista de uso compartido.

El HomePod mini usa UWB para funciones de proximidad del dispositivo.

El HomePod mini usa UWB para funciones de proximidad del dispositivo.

Fuera de los iPhones, solo otros dos dispositivos de la línea Apple tienen chips U1. El Apple Watch Series 6 y el HomePod mini vienen con soporte de banda ultra ancha. Sin embargo, Apple no ha dado una razón para la existencia de U1 en los modelos. Aunque el HomePod mini permite el traspaso basado en la proximidad arrastrando un iPhone cerca de él, también está disponible sin UWB en el HomePod. Sin embargo, Apple afirma que se usa específicamente para la funcionalidad “Proximidad de dispositivo” en el Mini.

Planes futuros de Apple para UWB

Cuando se trata de expectativas futuras para UWB, Apple ha hablado con relativa tranquilidad sobre lo que está en el horizonte, aunque a diferencia de otros elementos de su ecosistema, no ha estado del todo en silencio.

En junio, Apple introdujo un marco de desarrollo de interacciones cercanas para dispositivos equipados con U1 que permite a los desarrolladores crear aplicaciones que utilizan datos de distancia y dirección relativa. Como parte de su documentación, Apple propuso una aplicación para compartir viajes que facilitaría el encuentro entre conductores y pasajeros, así como una pelea de globos de agua de realidad aumentada.

También se cree que Apple está considerando el uso no iPhone para UWB, y los “AirTags”, a menudo rumoreados, son un buen ejemplo.

Se rumorea que los “AirTags” son una etiqueta de seguimiento del dispositivo operada por UWB. [image via Jon Prosser/@CConceptCreator]

“AirTags” es similar en concepto a las etiquetas de seguimiento de mosaicos y consiste en un pequeño disco redondo que está equipado con radios Bluetooth y UWB. La idea es adjuntarlos a los elementos que desea rastrear y luego moverlos usando la aplicación Find My.

También se cree que la aplicación Find My no solo proporciona la ubicación geográfica de la etiqueta, sino que también utiliza la realidad aumentada para mostrar la ubicación cercana de la etiqueta superpuesta en una transmisión de video en vivo desde la cámara del iPhone.

La idea es que un “AirTag” que quede en el mundo haga ping repetidamente a UWB, que podría ser captado por iPhones cercanos equipados con el chip U1. Estos iPhones comparten los datos de ubicación en los que se encontraban cuando reconocieron la transmisión de UWB, que puede estar disponible para el propietario de la etiqueta a través de la aplicación.

La existencia del chip U1 en el HomePod mini sugiere que alguna forma de funcionalidad doméstica inteligente puede estar en camino que puede afectar a HomeKit. Por ejemplo, Apple podría habilitar una función que usa UWB en un nuevo dispositivo HomeKit para determinar en qué “habitación” debe instalarse en función de la presencia y ubicación relativa de otros productos cercanos.

También es posible utilizar la detección de un iPhone en una habitación para aplicar comandos verbales generales como “encender la luz” que solo se aplican a esa habitación y encenderlos y apagarlos automáticamente a medida que el usuario se mueve entre las habitaciones. . Este geofencing hiperlocal abre un mundo de posibilidades de interacción en el hogar inteligente.

Por supuesto, esto depende de que Apple agregue U1 a más productos y permita potencialmente que otros dispositivos interactúen con la implementación de UWB. Dada la expansión del U1 desde los iPhones hasta el Apple Watch y el HomePod mini, parece muy plausible que Apple haga precisamente eso.

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