Apple ha aggiunto il suo chip U1 su un numero ancora maggiore di prodotti, con l’intento di rendere la tecnologia Ultra Wideband una delle caratteristiche principali dell’intero ecosistema hardware dell’azienda. Quali sono le peculiarità dell’UWB?
Guardando solo i prodotti più recenti presentati da Apple, Ultra Wideband è integrato su iPhone 12, HomePod mini e Apple Watch Series 6. Insomma, è chiaro che Apple ci punti molto anche per il futuro.
Cos’è la banda ultra larga?
Comunemente indicata come UWB, Ultra Wideband è una tecnologia wireless che funziona utilizzando le onde radio per gestire le comunicazioni tra due o più dispositivi. Nella sua forma più semplice, può essere utilizzata per trasmettere messaggi tra dispositivi, rendendola in qualche modo analoga a Bluetooth o Wi-Fi. Apple la sfrutta ad esempio per migliorare la funzione AirDrop, che come saprete consente di scambiare velocemente file tra due dispositivi compatibili.
Ma cosa offre UWB in più rispetto al Bluetooth o al Wi-Fi?
La caratteristica principale è il rilevamento della posizione estremamente accurato, visto che i dispositivi che utilizzano UWB sono in grado di identificare la distanza e persino la posizione di un altro device con uno scarto di pochi centimetri. Questo significa che la tecnologia ha potenziali utilizzi anche per i servizi di tracciamento dei dispositivi, già sfruttati da Apple con l’app “Dov’è”. La stessa tecnologia sarà verosimilmente integrata anche su AirTags, l’accessorio di tracciamento che Apple dovrebbe presentare nei prossimi mesi.
UWB è utilizzata anche per scopi industriali come sistemi radar, imaging medico e gestione dei segnali sulla metropolitana di New York. Per i consumatori, la tecnologia verrà sfruttata per la comunicazioni tra dispositivi e il monitoraggio della posizione a corto raggio.
Il sistema a banda ultra larga esiste quindi da parecchio tempo, ma solo di recente è arrivata nelle mani degli utenti soprattutto grazie ad Apple, che ha integrato il chip U1 a partire da iPhone 11.
Come funziona la Ultra Wideband?
Come altri sistemi di comunicazione basati su onde radio, UWB utilizza una combinazione di trasmettitori e ricevitori presenti sui dispositivi. Mentre Wi-Fi e Bluetooth utilizzano intervalli di frequenza relativamente ristretti per gestire le comunicazioni tra i device, UWB gestisce 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, per le sue trasmissioni UWB utilizza invece un intervallo di larghezza di banda di 500 MHz o maggiore. UWB può farlo perché opera in una banda larga che non è utilizzata per altri tipi di comunicazioni.
Ad esempio, il chip U1 – che viene utilizzato per l’utilizzo della banda ultra larga su alcuni prodotti Apple – trasmette sulle frequenze 6,24 GHz e 8,2368 GHz.
Inoltre, una caratteristica insolita della UWB è che si tratta di un sistema basato su impulsi in grado di emettere segnali ripetutamente. Sebbene ogni impulso possa occupare l’intera gamma di larghezza di banda assegnatagli, i tempi di trasmissione estremamente brevi di ogni impulso, nonché la natura relativamente a bassa potenza dell’UWB, rendono altamente improbabile che interferisca con altri sistemi negli stessi intervalli.
L’uso di bande così ampie significa anche che il segnale può essere facilmente utilizzato per trasmettere dati. Poiché UWB è in grado di trasmettere oltre un miliardo di impulsi al secondo e utilizza più impulsi per ogni bit di dati codificati, ciò può equivalere a una velocità di centinaia di megabit al secondo in condizioni ideali.
Infine, il sistema funziona fino a 9-10 metri di distanza.
Il rilevamento della posizione
Il sistema della banda ultra larga basato sugli impulsi si presta anche al rilevamento della posizione. In primis, inviando regolarmente impulsi di dati, un dispositivo con UWB può consentire ad altri dispositivi vicini di sapere che esiste, e viceversa.
L’uso di questa vasta gamma di frequenze utilizzate dalla UWB consente ai device di eseguire anche calcoli ToF, ovvero quanto tempo ci vuole per ottenere una risposta dall’altro dispositivo e quanto distanti sono tra di loro.
Poiché le onde radio UWB possono determinare l’angolo di un segnale in ingresso, è anche possibile determinare la direzione in cui si trova il dispositivo rispetto al primo. Combinato con il calcolo della distanza, si può determinare una posizione relativa con un grado di precisione maggiore rispetto ad altri metodi.
Per capire meglio questo concetto, sappiate che con il segnale Wi-Fi è possibile determinare la posizione di un dispositivo con uno scarto di circa 3 metri, mentre il GPS GLONASS può arrivare a circa 1,80 metri. Il Bluetooth 5.0 può arrivare a uno scarto di circa 3,10 metri, anche se la versione 5.1 può essere ancora più precisa.
La tecnologia UWB può arrivare ad uno scarto di soli 30 centimetri, per una precisione non raggiungibile da altri sistemi. Ovviamente, tale precisione dipende da alcuni fattori, come la distanza e la linea di visuale tra i dispositivi.
Apple U1
Come accennato prima, la tecnologia UWB esiste da diverso tempo, ma i consumatori hanno iniziato a conoscerla con Apple grazie al chip U1 incluso originariamente su iPhone 11, iPhone 11 Pro e iPhone 11 Pro Max. Oggi, il chip U1 è presente anche sulla linea iPhone 12, su Apple Watch Series 6 e su HomePod mini.
Inizialmente, Apple presentava questo chip come un modo per migliorare ancora di più l’utilizzo di AirDrop per il riconoscimento dei dispositivi vicini e l’invio di file o dati. Ora, con l’arrivo anche su HomePod mini e Apple Watch, le potenzialità del chip U1 si fanno ancora più interessanti.
Ad esempio, Apple ha già introdotto un framework per gli sviluppatori chiamato Nearby Interactions che, sfruttando proprio i dispositivi con chip U1, consente di creare app che sfruttano i dati di direzione e distanza. Durante il lancio di questa novità, Apple ha anche mostrato un’app di esempio che consente a un conducente e al passeggero che ha richiesto la corsa di ritrovarsi facilmente grazie alla realtà aumentata, quando i due sono entro un raggio di 10 metri (pensate alla comodità di questa funzione in una grande metropoli, dove sul marciapiede possono esserci decine di persone ad attendere bus, taxi o altre vetture).
La presenza del chip U1 su HomePod mini suggerisce che ci sarà una qualche funzionalità in arrivo che potrebbe coinvolgere HomeKit. Ad esempio, Apple potrebbe abilitare una funzionalità in cui la tecnologia UWB viene utilizzata 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.
Inoltre, il chip U1 sarà utile anche con la funzione Car Key che permette di aprire e avviare un’auto direttamente con iPhone o Apple Watch. Altre applicazioni future potrebbero riguardare AirTags, il dispositivo di tracciamento che Apple dovrebbe lanciare entro fine anno, oltre che per l’app “Dov’è” con funzioni di realtà aumentata per trovare gli oggetti nelle vicinanze.
Insomma, le potenzialità della Ultra WideBand sono tante e Apple può sfruttarle tutte grazie al chip U1.