Ultra Wideband (UWB) y su significado [Explicado]

Desde el recientemente anunciado Note 20 Ultra de Samsung hasta las últimas ofertas de Apple: la serie iPhone 11 (anunciada el año pasado), estamos comenzando a ver que la tecnología de banda ultraancha (UWB) llega a los teléfonos inteligentes, con fabricantes (aunque un par, en este momento) comenzando a implementarlo en sus ofertas de primera línea. En el caso de Apple, es AirDrop lo que la compañía afirma que se beneficia más de UWB, mientras que, con Samsung, es Near Share, el equivalente de Google a AirDrop, cuya tecnología promete mejorar la experiencia de compartir contenido de forma inalámbrica. Pero, ¿qué es exactamente la tecnología Ultra Wideband, cómo funciona y cuáles son algunas de sus aplicaciones? Respuestas a estas y más en este explicador.

¿Qué es la banda ultra ancha (UWB)?

UWB es una tecnología de reconocimiento espacial que ayuda a los teléfonos inteligentes a ubicar dispositivos cercanos de manera efectiva para establecer conectividad y transferir contenido. Es, esencialmente, un protocolo que está diseñado para uso en corto alcance y utiliza tecnología de radio para ubicar y comunicarse con dispositivos en las proximidades. Para hacer esto, la tecnología aprovecha una gran parte del espectro de radiofrecuencia para utilizar ondas de radio de muy baja potencia y alto ancho de banda para intercambiar datos e información entre dispositivos. De hecho, el nombre de banda ultraancha proviene de la dependencia del protocolo en un rango de frecuencia relativamente amplio (3,1 a 10,6 GHz) con un ancho de banda alto (500 MHz).

Aunque fue Apple quien implementó UWB por primera vez en un teléfono inteligente con su línea de iPhone 11 (usando el chip U1) en 2019, la tecnología existe desde hace varias décadas. Y, en general, ha estado sujeto a restricciones, inicialmente, siendo el ejército de los EE. UU. la única autoridad que posee el derecho a usar la tecnología. Finalmente, años después, fue en 2002, cuando la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) autorizó el uso sin licencia de UWB (en el rango de frecuencia entre 3,1 y 10,6 GHz), que la tecnología comenzó a ver implementaciones en telecomunicaciones, radares, imágenes, y campos similares.

Hablando de la implementación de la tecnología en los teléfonos inteligentes, entre otras aplicaciones, UWB se puede usar para ayudar a un dispositivo a descubrir los dispositivos/objetos cercanos en un espacio físico pequeño para ubicarlos (o comunicarse con ellos) con mayor precisión. Con la línea de iPhone 11 de Apple, la tecnología se emplea con el chip U1, que ayuda al dispositivo a detectar con precisión otros dispositivos cercanos que están abiertos a aceptar contenido a través de AirDrop. Por lo tanto, hacer que el descubrimiento y la comunicación entre dispositivos sea rápido y sin complicaciones, y ofrecer a los usuarios la capacidad de simplemente apuntar dispositivos para descubrir y transferir contenido.

Al igual que Apple, con el Note 20 Ultra recién lanzado, Samsung sigue el mismo principio y se basa en él para incluir la tecnología de una manera que mejora la experiencia de usar Near Share, la utilidad integrada nativa de Google para compartir contenido de forma inalámbrica. al hacer que el descubrimiento de dispositivos y la comunicación sean rápidos, precisos y convenientes.

¿Cómo funciona la tecnología de banda ultraancha (UWB)?

Para poder descubrir dispositivos y comunicarse con ellos, la tecnología Ultra Wideband implica el uso de un transmisor y un receptor. El proceso generalmente involucra un transmisor UWB que aprovecha un amplio espectro de ondas de radio y utiliza las ondas con un alto ancho de banda (y muy baja potencia) para enviar pulsos en un área durante pequeños intervalos de tiempo periódicos. Mientras esto ocurre, un receptor, en el otro extremo, captura estos pulsos y los traduce en datos para realizar más operaciones según sea necesario. Además, según el escenario de caso de uso en el que se utilice la tecnología UWB, se puede modificar y utilizar en consecuencia.

Cuando se produce una comunicación similar entre dos teléfonos inteligentes (equipados con UWB), el rango se logra mediante la medición del tiempo de vuelo (ToF), algo que se usa en RADAR (Radio Detection and Ranging). En pocas palabras, ToF es la cantidad de tiempo que tarda un pulso en recorrer una distancia entre dos puntos. Dado que las ondas de radio utilizadas con UWB son de muy baja potencia (y gran ancho de banda: 500 MHz), es más fácil transferir grandes cantidades de pulsos a velocidades más rápidas. Por lo tanto, representa una mejor precisión de ubicación en tiempo real.

Aunque el alto ancho de banda de la onda empleada es útil para transmitir datos en distancias cortas, y su alta frecuencia ayuda a almacenar grandes cantidades de datos, no ocurre lo mismo con espacios físicos bastante grandes que constituyen una gran cantidad de obstáculos como paredes. Dado que, a diferencia de Wi-Fi, que también utiliza ondas de radio, UWB no puede penetrar las señales a través de una pared de manera efectiva y, por lo tanto, requiere una línea de visión clara (LOS) para una mejor comunicación y descubrimiento. Además, en algunos casos, existe la necesidad de un sistema de antena externo para aumentar el alcance y, a su vez, la recepción.

¿En qué se diferencia la banda ultraancha (UWB) de Bluetooth y Wi-Fi?

Independientemente de la tecnología de radio de la que hable, ya sea UWB, Wi-Fi o Bluetooth, cada una de ellas se puede usar en sistemas de ubicación en tiempo real. Lo que esto significa es que estas tecnologías inalámbricas ofrecen la capacidad de ayudar a localizar un objeto o descubrir otros dispositivos en su proximidad. Y pueden, por tanto, emplearse en un sistema en función de sus requisitos y aplicación, aunque su eficacia es algo que los diferencia en gran medida.

Wi-Fi es uno de los protocolos de red inalámbrica más comunes y ampliamente adoptados para la conectividad. Se utiliza principalmente para redes y acceso a Internet. Las diferentes versiones de Wi-Fi ofrecen diferentes rangos y velocidades, siendo 2,4 GHz y 5 GHz las bandas más destacadas en uso. A diferencia de UWB, Wi-Fi usa una banda de frecuencia estrecha que permite una tasa de transmisión mucho más baja, que es una de sus mayores desventajas sobre UWB. Además, dado que las bandas de frecuencias tienen una alta tasa de absorción, requieren una LOS clara para ofrecer una mejor conectividad. La métrica clave utilizada para determinar la calidad de una conexión suele ser la intensidad de la señal, que funciona en el caso de una conexión a Internet, pero no cuando se trata de la capacidad de descubrimiento. Y esto es exactamente lo que impide que Wi-Fi sea un protocolo preferido para descubrir y localizar objetos cercanos.

Al igual que Wi-Fi, Bluetooth también se basa en ondas en la banda de frecuencia estrecha y, por lo tanto, no ofrece la eficacia con la que su competidor, UWB, transmite pulsos. De manera similar, cuando se trata de descubrir objetos cercanos, Bluetooth usa la intensidad de la señal como medida para determinar la calidad de la señal, que, como ya mencionamos, no es la forma más efectiva de identificar la ubicación precisa de un objeto cercano. Y por lo tanto, al igual que Wi-Fi, Bluetooth también se queda atrás de UWB cuando se trata de descubrir objetos y dispositivos cercanos.

¿Cuáles son algunas aplicaciones de Ultra Wideband (UWB)?

Con la tecnología que posee la capacidad de descubrir con precisión dispositivos cercanos y transferir contenido de forma inalámbrica de manera rápida y sin complicaciones, existen numerosos escenarios de casos de uso en los que UWB puede resultar beneficioso. Y, en algunos casos, incluso mejor que los protocolos actualmente en uso.

Aparte de los teléfonos inteligentes, donde la tecnología ayuda a compartir contenido o puede ayudar a determinar/ubicar otros dispositivos en la proximidad, UWB se puede usar en realidad aumentada (AR), navegación, pagos móviles, acceso a vehículos, navegación en interiores, seguimiento de activos, industria automotriz, aplicaciones médicas y varios otros propósitos.

¿Qué nos depara la tecnología de banda ultraancha (UWB) para el futuro?

Como podemos ver con la última oferta de Samsung, el Galaxy Note 20 Ultra, la compañía está implementando UWB en el dispositivo para ofrecer una mejor funcionalidad con Near Share. Por supuesto, esta es solo una aplicación que la compañía ha destacado para aprovechar la tecnología UWB a partir de ahora. Y probablemente hay un montón de otros escenarios de casos de uso en los que se puede usar lo mismo. De manera similar, la adopción de Apple para lo mismo con su línea de iPhone 11 también puede abrir las posibilidades para que otras aplicaciones aprovechen los datos de posición precisos, para brindar una mejor funcionalidad (e incluso nuevas funcionalidades) una vez que los desarrolladores obtengan acceso completo al chip U1 y comiencen. aprovechando su poder.

Del mismo modo, también podemos ver empresas de seguimiento de activos que utilizan UWB para permitir a los usuarios realizar un seguimiento preciso de sus pertenencias y tener un mejor control sobre las mismas. Sin mencionar algunos escenarios de casos de uso de la sección de aplicaciones, como el campo médico: que puede ofrecer mejores imágenes, seguimiento de pacientes y mejor control sobre la cirugía autónoma; industria automotriz: que puede mejorar en la detección de objetos cercanos y mejorar la experiencia de conducción autónoma al tiempo que la hace segura; La perspectiva de aplicación y el alcance de uso de UWB es inmensamente amplio, y podemos esperar ver algo mejor en los próximos años en diferentes industrias.