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Ultra Wideband: Tutto ciò che dovete sapere sulla tecnologia utilizzata da Apple

Cos'è l'Ultra Wideband. In questo articolo cercherò di spiegarvi come funzione e perché è importante per Apple.

Apple ha aggiunto il suo chip U1 a un numero ancora maggiore di prodotti e sta chiaramente pianificando di rendere la banda ultra larga una caratteristica importante all’interno del suo ecosistema di dispositivi.

Cos’è la banda ultra larga?

Comunemente indicato come UWB, Ultra Wideband è un protocollo wireless per le comunicazioni, che funziona utilizzando le onde radio. Nella sua forma più semplice, può essere utilizzato per trasmettere messaggi tra dispositivi, rendendolo in qualche modo analogo a Bluetooth o Wi-Fi.

La caratteristica principale che consente è il rilevamento della posizione estremamente accurato, con dispositivi che utilizzano UWB in grado di identificare la distanza e persino la posizione di altro hardware. Ciò significa che ha potenziali utilizzi per i servizi di tracciamento del dispositivo, come una forma migliorata dell’app Dov’è.

La tecnologia è anche utilizzata per scopi industriali, inclusi sistemi radar, imaging medico e persino testato per gestire i segnali sulla metropolitana di New York, è probabile che l’uso principale della tecnologia per i consumatori sia ancora comunicazioni tra dispositivi e monitoraggio della posizione a corto raggio.

chip U1

L’UWB esiste da parecchio tempo e solo di recente è arrivata nelle mani dei clienti grazie all’inclusione della tecnologia da parte di Apple nell’iPhone 11.

Come funziona la banda ultra larga per le comunicazioni?

Come altri sistemi di comunicazione basati su radio, UWB si basa su una combinazione di trasmettitori e ricevitori sui dispositivi. Mentre Wi-Fi e Bluetooth utilizzano intervalli di frequenza relativamente ristretti per gestire le comunicazioni tra i dispositivi, UWB fa le cose in modo completamente diverso.

Come suggerisce il nome, UWB elimina le gamme ristrette e trasmette invece i dati su una banda di frequenza molto più ampia. Mentre una tipica larghezza del canale Wi-FI può essere di 20 MHz, 40 MHz o 80 MHz, UWB utilizza invece un intervallo di larghezza di banda di 500 MHz o più per le sue trasmissioni.

UWB può farlo perché opera in una banda larga che non è tipicamente utilizzata per altri tipi di comunicazioni. Il chip U1 ad esempio, utilizzato per le applicazioni a banda ultra larga di Apple, trasmette su due frequenze: 6,24 GHz e 8,2368 GHz.

Come funziona UWB per il rilevamento della posizione?

La tecnologia della banda ultra larga basata sugli impulsi si presta al rilevamento della posizione in diversi modi. Per cominciare, inviando regolarmente un impulso di dati, può consentire ad altri dispositivi vicini di sapere che esiste, o viceversa se riceve un impulso da un altro dispositivo.

L’uso di UWB e la sua vasta gamma di frequenze utilizzate consente anche ai dispositivi di eseguire calcoli del tempo di volo (ToF), ovvero quanto tempo ci vuole per ottenere una risposta, che forniscono un punto dati molto più utile: quanto distanti si trovano i dispositivi.

Utilizzando una gamma di frequenze così ampia, ciò consente praticamente al sistema di battere la propagazione multipath, vale a dire i casi in cui le onde radio prendono più percorsi per raggiungere una destinazione, come l’eco su superfici. Poiché è molto probabile che alcune delle frequenze utilizzate nell’impulso raggiungano il destinatario previsto direttamente con la linea di vista, i calcoli possono essere basati su di esse e non sui segnali deviati più lenti su altre frequenze, con il risultato di un calcolo più accurato.

Nello specifico, è possibile determinare la posizione di un dispositivo utilizzando segnali Wi-Fi entro circa 13 metri, mentre il GPS con GLONASS può arrivare a circa 1,80 metri. Il Bluetooth può arrivare a una distanza di circa 5 metri per i dispositivi che utilizzano Bluetooth 5.0 o versioni successive, ma Bluetooth 5.1 introduce funzionalità di rilevamento più precisa.

La precisione dell’UWB può arrivare fino a 30 centimetri, una precisione non raggiungibile da altri sistemi. La precisione dipenderà da alcuni fattori, come la distanza e la linea di visuale tra i dispositivi.

Supporto UWB Apple e chip U1

Come detto in precedenza, la tecnologia esiste già da un pò di tempo ma è arrivata ai consumatori alla fine del 2019 grazie ad Apple, quando ha incluso il chip U1 nella gamma iPhone 11.

Inizialmente, Apple ha pubblicizzato il chip come un modo per rendere più preciso, veloce e sicuro la condivisione di file con AirDrop, ma adesso le potenzialità della tecnologia si espandono grazie all’arrivo del nuovo HomePod mini con chip U1. Sfortunatamente, noi non potremo sfruttarle poichè l’HomePod mini non è disponibile nel nostro Paese.

A Giugno, Apple ha introdotto un framework per sviluppatori “Nearby Interactions” per dispositivi dotati di U1, consentendo loro di creare app che sfruttano i dati relativi alla direzione e alla distanza. Come parte della sua documentazione, Apple ha proposto un’app di condivisione del viaggio che consente a un guidatore e un passeggero di trovarsi facilmente grazie alla realtà aumentata.

L’inclusione del chip U1 nell’HomePod mini suggerisce che potrebbe esserci una qualche forma di funzionalità per HomeKit in arrivo. Ad esempio, Apple potrebbe abilitare una funzionalità in cui UWB viene utilizzato da un nuovo dispositivo HomeKit per determinare in quale “Stanza” deve essere installato in base alla presenza nelle vicinanze e alla relativa posizione di altri prodotti.

Ovviamente, ciò dipenderà dal fatto che Apple aggiunga il chip U1 a più prodotti e consenta ad altri dispositivi di interagire con l’UWB. Data l’espansione dell’U1 dagli iPhone all’Apple Watch e all’HomePod mini, sembra altamente plausibile che Apple farà proprio questo.

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