در این مقاله قصد داریم با توضیح کامل و جامع این تکنولوژی به سوالاتی نظیر UWB چیست و چه کاربردهایی دارد، پاسخ دهیم. با ما در آی‌تی‌رسان همراه باشید.
به لطف عرضه دستگاه‌هایی مانند Apple AirTag، به مرور زمان استفاده از این تکنولوژی به خوبی گسترش یافته است. به صورت خلاصه UWB یک پروتوکل انتقال اطلاعات بی‌سیم کوتاه‌برد است که در کنار دیگر تکنولوژی‌های مشابه مانند بلوتوث و وای‌فای هم‌زیستی می‌کند.
البته یک تکنولوژی دیگر نیز با همین نام وجود دارد که توسط شرکت مخابراتی Verizon تولید شده، که تفاوت‌های زیادی با UWB دارد و صرفا از یک نام مشابه استفاده می‌کنند.
UWB چیست و چه کمکی می‌کند؟
تکنولوژی UWB که مخفف Ultra Wideband هست، یک پروتوکل انتقال اطلاعات بی‌سیم بوده که امکان موقعیت‌یابی اجسام با دقت بسیار بالا را فراهم می‌کند.
یک دستگاه مجهز به UWB، می‌تواند اطلاعات را در رنج نسبتا کوتاه و با سرعت بسیار بالا هم ارسال و هم دریافت کند. این امواج رادیویی که به صورت موج موج استفاده می‌شوند، می‌توانند با دقت بسیار بالایی موفعیت یک دستگاه را پیدا کنند. انجام این کار با اندازه‌گیری بسیار دقیق اختلاف زمانی ارسال و دریافت اطلاعات رخ می‌دهد.
مهم‌ترین استفاده‌های این تکنولوژی در مواقعی رخ می‌دهد که جهت و موقعیت دو دستگاه نسبت به هم دارای اهمیت باشد. UWB می‌تواند موقعیت یک جسم را با دقت تنها چند سانتی‌متر پیدا کند. این در حالی است که دیگر تکنولوژی‌ها مانند GPS و وای‌فای تنها می‌توانند موقعیت جسم را با دقت دو متری محاسبه کنند.
تا کنون استفاده از این تکنولوژی را در نمونه مختلف برای موقعیت‌یابی اجسام دیده‌ایم. هم سامسونگ اسمارت تگ و هم اپل ایر تگ، هر دو از این تکنولوژی برای یافتن اجسام مد نظر شما استفاده می‌کنند. به همین صورت در آینده و با جای‌گیری این تکنولوژی در اکوسیستم اندروید به لطف Google’s Find My Device network، استفاده‌های UWB در این زمینه به مراتب بیشتر خواهد شد.
در صنعت خودروسازی نیز کمپانی‌هایی مانند BMW، Audi، Ford و Hyundai معتقدند که دستگاه‌های مجهز به UWB شاید در آینده جایگزین سوئیچ‌های عادی شوند. در حال حاضر نیز با استفاده از دیگر تکنولوژی‌های بی‌سیم، این کار انجام می‌شود. برای مثال اگر شما نزدیک خودرو شوید، قفل خودرو شما باز خواهد شد.
در صورت استفاده از UWB، خودرو می‌تواند با دقت و سرعت بسیار بالاتری حضور شما در نزدیکی خود را بسنجد که قطعا باعث افزایش امنیت خودرو نیز خواهد شد.
از آنجایی که این تکنولوژی می‌توانند در انواع دستگاه‌ها مانند تلفن‌ها و ساعت‌های هوشمند نیز به کار گرفته شود، راحتی استفاده از آن به مراتب بالاتر می‌رود. برای مثال برای باز کردن خودرو دیگر لازم نخواهد بود که فقط سوئیچ همراه داشته باشید. اگر سوئیچ یا هر دستگاه مجهز به UWB چه ساعت و چه تلفن داشته باشید، فرآیند احراز هویتی شما به خوبی انجام خواهد شد.
همچنین سامسونگ قصد دارد تا در آینده، کلید خانه‌ها را نیز منسوخ کند و قفل‌های مجهز به UWB را جایگزین آن‌ها کند. همانطور که در بسیاری از کشورها، تکنولوژی NFC تا جای خوبی جایگزین کارت‌های بانکی شده، می‌توان تصور کرد که این رویای شرکت‌های مختلف، چندان هم راه سختی برای حقیقی شدن ندارند.
ویژگی‌ها و مشخصات تکنولوژی UWB چیست؟
- UWB می‌تواند با دقت خوبی یک جسم مجهز به UWB را تا محدوده 10 سانتی‌متری موقعیت‌یابی کند
- محدوده فرکانس: 3.1 تا 10.6 گیگاهرتز
- سرعت: سرعت نور
- رنج: 10 تا 200 متر
- امنیت بالا و آسیب‌پذیری بسیار کم
- سال ساخت: از دهه 60 میلادی
- در ابتدا فقط به استفاده‌های نظامی و دولتی در آمریکا استفاده می‌شد
تکنولوژی UWB تداخلی با بلوتوث و وای‌فای ندارد
در حالت کلی تکنولوژی‌های بی‌سیم ارتباطاتی، مجبورند از فرکانس‌های خاصی استفاده کنند تا تداخلی برای یکدیگر ایجاد نکنند. UWB ولی از محدوده بزرگی از فرکانس‌ها استفاده می‌کند که در حالت عادی باید برای دیگر تکنولوژی‌ها تداخل ایجاد کند.
این تکنولوژی از فرکانس‌های مختلف با قدرت و شدت بسیار پایینی استفاده می‌کند، که این شدت کم، باعث می‌شود تا دیگر تکنولوژی‌ها این فرکانس‌ها را نویز محیطی در نظر بگیرند. همین باعث می‌شود که شما بتوانید بدون بروز هیچ مشکلی، از این تکنولوژی‌ها به صورت همزمان استفاده کنید.
کاربردهای تکنولوژی UWB چیست؟
قابلیت موقعیت‌یابی آن هم با این دقت بالا، قطعا کاربردهای جالبی را می‌تواند ایجاد کند که در ادامه به معرفی برخی از این کاربردها می‌پردازیم.
قفل‌های امنیتی بدون کلید فیزیک
با وجود این که UWB هنوز تبدیل به استانداردی نشده که هم سازندگان هم کاربران از آن استفاده کنند، قطعا در چند سال اخیر پیشرفت‌های زیادی حاصل شده و شرکت‌های بیشتری آهسته آهسته در حال حرکت به این آینده هستند. برای مثال شرکت BMW از این تکنولوژی برای برخی از خودروهای جدید خود استفاده کرده است.
یکی از مزیت‌های کلیدهای دیجیتالی UWB نسبت به کلیدهای فیزیکی این است که کلیدهای مجازی امنیت بسیار بالایی هستند و عملا می‌توان آن‌ها را ضد-دزدی نامید. دزدها می‌توانند با استفاده از ابزارهای خاص، قفل‌های عادی را بدون داشتن کلید فیزیکی باز کنند، اما در صورت استفاده از قفل‌های UWB این کار شدنی نخواهد بود.
رانندگی خودکار خودروها
خودروهایی که قابلیت رانندگی خودکار دارند باید به نحوی نسبت به محیط خود آگاه باشند. خودروها نیاز دارند تا با استفاده از سنسورهای بسیار سریع و با دقت بالا، موقعیت اجسام نزدیک خود را بسنجند تا از هر گونه تصادفی جلوگیری کنند. چه تکنولوژی بهتر از UWB برای این کار مناسب‌تر خواهد بود وقتی UWB دقیقا برای موقعیت‌یابی سریع و دقیق طراحی شده است.
مانند برخی دیگر از تکنولوژی‌ها که هنوز در صنعت خودروسازی به خوبی وارد نشدند، UWB نیز هنوز در مراحل اولیه راه خود قرار دارد. به احتمال زیاد اما روند استفاده از UWB با سرعت بسیار بالا جلو خواهد رفت تا هر چه زودتر به استاندارد خودروها تبدیل شود.
با استفاده از این تکنولوژی، خودروها به صورت لحظه‌ای می‌توانند از موقعیت دقیق یکدیگر آگاه باشند و بر اساس این اطلاعات به رانندگی خود ادامه دهند. توانایی‌ها و پتانسیل‌های UWB، آینده‌ای پر از خودروهای خودران به حقیقت نزدیک‌تر خواهد کرد.
ورزش‌ها
قطعا بارها رخ داده که نسبت به تصمیمات داوری در بعضی از مسابقات اعتراض داشته باشید. برای مثال آفساید‌ها یا گل شدن یا نشدن توپ‌ها، از جمله مشکلاتی هستند که در صورت موقعیت‌یابی دقیق، دیگر جای اعتراضی در آن‌ها باقی نمی‌ماند.
تا کنون UWB توانسته جای خود را در برخی از جاهای مختلف ورزش‌ها باز کند. برای مثال در NFL، از تکنولوژی UWB برای به دست آوردن جزئیات حرکات و ثبت رکوردهای بازیکنان استفاده می‌شود. در فوتبال نیز موقعیت هر توپ با سرعت 2000 بار در ثانیه و با دقت بسیار بالا رهگیری می‌شود.
قطعا به مرور زمان و پیشرفت‌های بیشتر، UWB به بخش‌های بیشتری از قسمت داوری ورزش‌ها خواهد رسید.
خانه‌های هوشمند
پتانسیل‌های تکنولوژی مانند UWB در صنعت خانه‌های هوشمند بسیار بالاست. یکی از این استفاده‌ها روشن و خاموش شدن چراغ‌ها خانه به محض وارد شدن شما (به همراه گوشی یا ساعت مجهز به UWB) به اتاق‌های مختلف خواهد بود. مثال دیگر در این لیست، باز شدن در خانه شما به صورت خودکار هروقت که نزدیک خانه خود شوید، است.
مثال‌های بی‌شماری می‌توان از استفاده‌های این تکنولوژی در خانه‌ها اشاره کرد. یکی دیگر از این مثال‌ها این است که هنگامی که گوشی خود را گم کرده باشید نیز می‌توانید از دیگر دستگاه‌های مجهز به UWB خود بخواهید که به جای شما، گوشی شما را پیدا کنند.
کارخانهها و خط تولیدها
شاید این بخش هیجان‌انگیزترین کاربردهای UWB نباشد ولی همچنان کاربردها و فواید بسیار خوبی را ارائه خواهد کرد. قابلیت موقعیت‌یابی UWB قطعا مدیریت انبارها و کارخانهها را بسیار آسان‌تر خواهد کرد. قطعا پیدا کردن یک محصول خاص در انبار بسیار ساده‌تر خواهد بود وقتی بتوانیم موقعیت آن را با دقت چند سانتی‌متری بسنجیم!
کمپانی‌های بزرگی که در هر روز باید تعداد بسیار زیادی از محصولات را جابه‌جا کنند، برای مثال شرکت آمازون، قطعا سود خوبی از استفاده از این تکنولوژی خواهند برد. اتفاقا لازم به ذکر است که برخی از استارت‌آپ‌های خارجی در این حوزه، در حال استفاده از UWB برای مدیریت انبارهای خود هستند.
UWB چگونه در گوشی‌ها به کار می‌رود؟
استفاده‌های گفته شده از UWB در بخش بالا، بسیار مفید و کاربردی خواهند بود، اما این تکنولوژی در گوشی‌ها چه فایده‌هایی خواهد داشت؟ امروزه هر دو شرکت سامسونگ و اپل از این تکنولوژی در گوشی‌های امروزی خود برای اپل ایر تگز و سامسونگ اسمارت تگ جهت موقعیت‌یابی اجسام استفاده می‌کنند. همچنین در فرآیندهای انتقال اطلاعات مانند Airdrop و Nearby-Share نیز از UWB استفاده می‌شود.
به جز این موارد اما، هنوز استفاده‌های بیشتری از UWB در گوشی‌ها انجام نشده و هنوز نتوانسته به تمام پتانسیل‌های خود دست یابد. تا کنون این تکنولوژی تنها در گوشی‌های بالارده گوگل، سامسونگ و اپل استفاده می‌شود. به همین دلیل هنوز به طراحی استفاده‌های بیشتر و جای‌گیری UWB در امور روزمره اکثر کاربران فاصله نسبتا زیادی باقی مانده است.
در آینده می‌توان انتظار اضافه شدن چند کاربرد جدید به لطف این تکنولوژی را نیز انتظار داشت. برای مثال به لطف UWB می‌توان موقعیت دقیق راننده تاکسی اینترنتی خود را بیابید. همچنین قطعا استفاده‌های بسیار جالبی از این تکنولوژی را در دنیای واقعیت افزوده خواهیم دید.
گوشی‌هایی که از UWB پشتیبانی می‌کنند
با وجود این که UWB بیش از چندسال عمر دارد، هنوز نتوانسته به خوبی جای خود را در بازارهای مختلف باز کند. بر خلاف بلوتوث و وای‌فای، این تکنولوژی هنوز به یک استاندارد اجباری برای گوشی‌ها تبدیل نشده و در حال حاضر فقط گوشی‌های بالارده برخی برندها از آن پشتیبانی می‌کنند.
با پذیرفته شدن بیشتر این تکنولوژی توسط کاربران، سازندگان بیشتری UWB را به مدل‌های بیشتری اضافه خواهند کرد.
لیست تمام دستگاه‌هایی که از UWB پیشتیبانی می‌کنند:
- گوشی تاشوی گوگل Pixel Fold
- گوشی‌های گوگل Pixel 6 Pro, 7 Pro, 8 Pro
- گوشی‌های سامسونگ Galaxy S21 Plus/Ultra, S22 Plus/Ultra, S23 Plus/Ultra, S24 Plus/Ultra
- گوشی‌های سامسونگ Galaxy Note 20 Ultra
- گوشی‌های تاشو سامسونگ Galaxy Z Fold 2, Z Fold 3, Z Fold 4, Z Fold 5
- ساعت‌های اپل واچ Series 6, Series 7, Series 8, and Series 9
- تمام گوشی‌های اپل از آیفون 11 به اینور (به جز سری SE)
در مرحله اول می‌توان انتظار داشت تا برندهای بیشتری UWB را به گوشی‌های بالارده خود اضافه کنند، ولی تا اضافه شدن آن به رده‌های پایین‌تر هنوز چند سالی فرصت لازم است.
تفاوت‌های UWB با بلوتوث و NFC
بسیاری از تعاریف و توصیف‌های میان این تکنولوژی‌ها یکسان بوده و بسیاری از کاربردهای UWB را با NFC و بلوتوث نیز می‌توان انجام داد. در این بخش از مقاله قصد داریم تا کمی بیشتر درباره تفاوت‌ها و مزیت‌های UWB نسبت به تکنولوژی‌های فعلی بپردازیم.
باند و رنج کاری
بلوتوث از باند 2.4 گیگاهرتزی استفاده می‌کند که برای استفاده‌های داخل منزل مناسب است. البته به دلیل استفاده مشترک با وای‌فای از باند 2.4 گیگاهرتز احتمال رخ دادن تداخل‌ها وجود دارد. از طرفی UWB از یک باند استفاده نکرده و رنج گسترده‌ای را برای خود انتخاب کرده است.
UWB از باند 13.56 مگاهرتزی استفاده می‌کند که رنج نسبتا کوتاه‌تری در مقایسه با بلوتوث دارد. بسیاری از کاربردهای UWB مانند انتقال اطلاعات، نیازمند فاصله بسیار کوتاه بین دو دستگاه است.
هزینه‌ها و سابقه کاری
یکی از مزیت‌های تکنولوژی‌هیا فعلی در مقایسه با UWB هزینه پایین آن‌ها برای پیاده‌سازی شدن است. UWB هزینه نسبتا بالایی دارد و به منبع برق دائم نیازمند است. به همین دلیل، تکنولوژی NFC برای انتقال اطلاعات با برد کوتاه مانند پرداخت‌های کارتی توسط UWB جایگزین نخواهد شد.
عمر بالای بلوتوث باعث شده تا هم دستگاه‌های بی‌شماری از آن استفاده کنند و کاربردهای گسترده‌ای از این تکنولوژی شکل گیرد. برای مثال انتقال اطلاعات و پخش فایل‌های صوتی از برتری‌های بلوتوث نسبت به UWB هستند.
برتری‌های UWB
هنگام نیاز به سرعت بالای انتقال اطلاعات، موقعیت‌یابی سریع و دقیق یا امنیت بالاتر، UWB گزینه درخشان‌تری خواهد بود. در نهایت UWB جایگزین هیچ یک از تکنولوژی‌های فعلی نخواهد شد و با عرضه امکانات و توانایی‌های جدید در کنار آن‌ها به فعالیت خود ادامه خواهد داد.
