واحد خبر mobile.ir : یکی از ویژگی‌های نسبتا ناشناخته گوشی پرچمدار گلکسی نوت20 اولترا، فناوری UWB (کوتاه‌شده Ultra-Wide Band به معنی باند فوق وسیع) است. این اسمارت‌فون در کنار سری آیفون 11 نخستین گوشی‌هایی به شمار می‌روند که به این استاندارد ارتباط بی‌سیم مجهز شده‌اند. UWB فناوری جدیدی در بازار موبایل است که به عنوان استانداردی رقیب برای فناوری‌های ارتباطی همچون NFC و بلوتوث کم‌مصرف (BLE) ارائه شده و قابلیت‌هایی مشابه را در کنار مزایا و معایب خاص خود، در اختیار کاربران قرار می‌دهد. از آنجا که در سال‌های پیشِ رو میزان استفاده از این تکنولوژی در گوشی‌های هوشمند افزایش خواهد یافت، در ادامه نگاهی به برخی ویژگی‌های آن خواهیم داشت.

UWB چیست و چگونه کار می‌کند؟

UWB یا «باند فوق وسیع» فناوری جدیدی به حساب نمی‌آید و کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده برای نخستین بار در سال 2002 مجوز استفاده از این تکنولوژی را در آمریکا صادر کرده است. عملکرد «باند فوق وسیع» تا حدود زیادی به دیگر فناوری‌های انتقال بی‌سیم داده شباهت دارد. در این روش که مبتنی بر الگوی پالس رادیویی است، داده‌ها در چارچوب‌های زمانی و در طیف فرکانسی 3.1 و 10.6 گیگاهرتز ارسال می‌شوند. در واقع در شیوه‌های متداول انتقال بی‌سیم داده، نه تنها از پالس‌های ساده، بلکه از تغییر میزان مصرف انرژی، فرکانس و (یا) فاز موج سینوسی برای کدگذاری داده‌ها، استفاده می‌شود.

روش پالس طیف وسیع‌تری را برای عملکرد مطمئن به کار می‌گیرد و نام‌گذاری آن به فناوری «باند فوق وسیع» نیز به همین سبب صورت پذیرفته است. یک باند فرکانسی به طور معمول دامنه 500 مگاهرتزی را در بر می‌گیرد که در مقایسه با گستره 5 تا 20 مگاهرتزی 4G LTE یا 20 تا 80 مگاهرتزی وای‌فای دامنه وسیع‎تری را شامل می‌شود. به دلیل این طیف گسترده‌ فرکانسی، داده‌های پالس‌شده می‌توانند خیلی سریع و بدون از دست دادن دقت ارسال شوند. از این رو UWB می‌تواند، بسته به فرکانس، داده‌ها را با نرخی معادل ۴ تا ۶۷۵ مگابیت در ثانیه یا بیشتر انتقال دهد. سرعتی که با نرخ 424 کیلوبیت در ثانیه NFC و 2.1 مگابیت در ثانیه در استاندارد بلوتوث فاصله زیادی دارد؛ هرچند هنوز با سرعت 2 گیگابیت در ثانیه در فناوری وای‌فای 6 قابل مقایسه نیست.

فناوری‌های بی‌سیم به باندهایی با دامنه پایین محدود می‌شوند تا از تداخل احتمالی آنها با یکدیگر پرهیز شود. اما در UWB با فعالیت در توان بسیار پایین که در کف دامنه نویز دیگر شیوه‌های بی‌سیم قرار می‌گیرد، از این مسئله جلوگیری می‌شود. به بیان دیگر طیف فرکانسی در این فناوری چنان گسترده است که شناسایی آن به سادگی صورت می‌پذیرد، حال آن که به لحاظ توان مصرفی در سطحی بسیار پایین قرار دارد و با دیگر سیگنال‌ها تداخل نمی‌کند.

مزیت دیگر این شیوه انتقال مبتنی بر پالس آن است که امکان محاسبه زمان انتقال اطلاعات (time-of-flight) را از داده دریافتی میسر می‌سازد. اگر زمان و سرعت داده انتقال‌یافته در دست باشد، آنگاه به سادگی می‌توان فاصله میان فرستنده و گیرنده را مشخص کرد. هرچند به دست آوردن موقعیت دوبعدی یا سه‌بعدی دقیقِ داده تا حدود زیادی پیچیده‌ خواهد بود. دقت اندازه‌گیری UWB حدود 10 سانتی‌متر یا کمتر از آن است که در مقایسه با دقت یک متری در بلوتوث یا وای‌فای پیشرفت قابل توجهی به شمار می‌رود و آن را به گزینه مناسبی برای کاربردهای امنیتی تبدیل می‌سازد (البته بلوتوث 5.1 در برخی فواصل دقتی مشابه با UWB دارد).

فناوری UWB از لحاظ کاربردی با تکیه بر دقت مکانی خود در زمینه امنیت ورود و درب ریموت خودرو قابلیت استفاده زیادی دارد. به علاوه برای یافتن دستگاه‌های گمشده، تگ‌هایی به سبک NFC، جهت‌یابی داخلی، پرداخت‌های موبایلی و ارتباط با اشیای متصل نزدیک به هم در یک فروشگاه، می‌توان از این فناوری بهره جست. همان طور که اشاره شد، UWB در حال حاضر در Airdrop اپل و گلکسی نوت20 اولترا از سامسونگ به منظور انتقال فایل‌های حجیم و بزرگ به کار رفته است، اما این تنها بخش محدودی از قابلیت‌های این فناوری به شمار می‌رود.

UWB در مقایسه با NFC و بلوتوث

دلیل مشابهت کاربرد UWB با دیگر روش‌های انتقال بی‌سیم داده آن است که اغلب قابلیت‌های این فناوری در NFC و بلوتوث نیز دیده می‌شود. حال پرسش اینجاست که با وجود فناوری‌های موجود چرا باید خود را برای یک تکنولوژی جدید دیگر به زحمت بیندازیم؟

بلوتوث در باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند که برای استفاده خانگی محدوده مناسبی به شمار می‌رود. با این حال، این باند در همان طیفی قرار دارد که برخی سیگنال‌های وای‌فای هم در آن عمل می‌کنند و این امر سبب بروز احتمال تداخل می‌شود. با انتخاب طیف وسیع UWB از میزان این احتمال کاسته می‌شود و از همین رو نخستین موارد کاربرد این فناوری جدید در صنعت روی داده است، با این حال برد آن کوتاه بوده و به اندازه بلوتوث نیست. از سوی دیگر، NFC قادر است در باند 13.56 مگاهرتز عمل کند، اما محدوده مکانی آن بسیار کوتاه و تنها ۴ سانتی‌متر است.

یکی از مزایای تکنولوژی‌های قدیمی‌تر مانند NFC و بلوتوث آن است که پیاده‌سازی آنها با هزینه پایین انجام می‌شود؛ امری که به ویژه در فرستنده‌های با توان کم و تگ‌های کم‌مصرف NFC قابل انجام است. UWB در مقایسه با آن‌ها چندان مقرون‌به‌صرفه نیست و به توان بیشتری نیاز دارد. در نتیجه NFC به این زودی با هیچ شیوه پرداخت بدون تماسی جایگزین نخواهد شد. از سوی دیگر گستره پشتیبانی، قابلیتهای مرتبط با صدا و دامنه طولانی‌تر بلوتوث به معنای توانایی آن در اموری است که فناوری UWB قادر به انجام آنها نیست. از همین رو این دو فناوری قدیمی‌تر برای موارد استفاده گوناگون به حضور خود در دستگاه‌ها ادامه خواهند داد.

البته «باند فوق وسیع» زمانی برتری خود را نشان می‌دهد که انتقال داده با نرخ بالا، دقت و سرعت در مکان‌یابی و (یا) کاهش ریسک تداخل مد نظر قرار داشته باشد. چنین الزاماتی فناوری جدید را به بهترین گزینه برای افزایش سطح امنیت انتقال داده تبدیل می‌کند که در مواردی همچون دسترسی از راه دور به وسائل نقلیه به کار می‌رود. در واقع UWB به مانند دیگر شیوه‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارد و نمی‌تواند به طور مستقیم جایگزین تکنولوژی‌های بی‌سیم موجود در بازار شود.

اسمارت‌فون‌هایی که از UWB پشتیبانی می‌کنند

با آن که فناوری باند فوق سریع مدتی است که در بازار ارائه شده، اما تعداد محدودی از گوشی‌های هوشمند تاکنون به آن مجهز شده‌اند. در واقع، برخی از گران‌‌ترین گوشی‌های موجود در بازار از جمله سری آیفون 11 شامل آیفون 11، آیفون 11 پرو و آیفون 11 پرو مکس در کنار گلکسی نوت20 اولترا تنها محصولاتی هستند که در حال حاضر از این تکنولوژی پشتیبانی می‌کنند.

کیفیت عملکرد UWB در همان سطح کیفی دستگاه‌هایی قرار داد که از آن پشتیبانی می‌کنند و برای فناوری فراگیری که تمام کاربردهای موجود را پوشش دهد، باید سال‌های بیشتری انتظار کشید. پیش‌بینی می‌شود که گوشی‌های هوشمند تولیدشده توسط دیگر کمپانی‌ها نیز در سطح محصولات پرچمدار به زودی از این فناوری پشتیبانی کنند؛ با این حال در اسمارت‌فون‌های میان‌رده و مقرون‌به‌صرفه هنوز زمان زیادی تا استفاده از فناوری «باند فوق وسیع» باقی است.