Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор | Портал о гаджетах и технологиях

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

А вы знаете, что ваш iPhone, даже когда вы выключаете Bluetooth на самом деле его не выключает. Более того, он продолжает работать, даже если ваш iPhone просто сел.

А что если я вам скажу, что ваш iPhone является локатором, который постоянно в контакте с другими устройствами. Вы — звено огромной сети устройств Apple!

Все это нужно для того, чтобы продолжала работать функция Find My или Локатор по-русски, чтобы в случае если вы потеряете ваш девайс был большой шанс его найти или как минимум заблокировать!

А тут Apple еще и наконец-то представила долгожданный AirTag, который позволяет находить вещи с точностью до нескольких сантиметров! Интересно, как все это работает?

Начинаем разбор самой крутой системы по поиску девайсов. Выясним в чем главная фишка Apple Airtags или Galaxy SmartTag от Samsung. И главное — причем тут Ultrawide Band, и как эта технология изменит нашу жизнь.

Введение

Если вы не знали, то функции Find My Iphone уже 11 лет, даже если она называлась по-другому. Она была представлена еще в 2010 году. В самом начале она просто воспроизводила музыку с девайса, который был подключен к сети. Через год с выходом iOS 6 появилась возможность удаленной блокировки девайса, а еще через год появилась возможность дистанционного удаления данных с телефона.

С годами приложение постоянно менялось и дополнялось различными возможностями, такими как отправка сообщения на экран или вообще поиск местоположения ваших друзей. Но приложение менялось не только в софтверной части!

iPhone становились все сложнее и сложнее, а Apple добавляла новые чипы во все свои устройства! Начиная с iPhone 4S в устройствах из Купертино появились модули Bluetooth 4.0, которые начали поддерживать протокол Bluetooth LE, то есть Low Energy.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Фактически у вас в iPhone, да и в любом современном смартфоне в принципе 2 типа Bluetooth:

  1. Bluetooth Classic, то есть обычный, быстрый, который нужен например для связи с наушниками, передачи голоса, связи с внешней колонкой или подключения к автомобилю.
  2. Но вот когда нет необходимости в передачи большого объема данных в игру вступает Bluetooth LE. Чаще всего он необходим для работы с датчиками умного дома или например фитнес-трекерами!

И Low Energy он именно потому что почти не потребляет энергии по сравнению с обычным: 1 Ватт у обычного, а у Low Energy этот параметр — до одной сотой Ватта. Разница в 100 раз. Поэтому датчики умного дома могут жить по году без необходимости замены батарейки.

Найти iPhone

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Но вернемся к Apple. Как выяснилось, они планомерно и долго шли к построению крупнейшей в мире сети по поиску девайсов и похоже им это удалось.

Представьте, в мире миллиард устройств Apple  — телефоны, планшеты, часы, ноутбуки — и каждый девайс выступает маленьким локатором, ведь в каждом есть Bluetooth LE.

И, начиная с iOS 13, Apple расширили функционал, позволив не только определять и блокировать устройства, но даже делать это когда ваше утерянное или украденное устройство выключено. Более того, даже когда оно село! Ведь Bluetooth LE почти не потребляет энергии.

Эту фишку я протестировал когда выловил свой севший iPhone 12 mini из воды. Тогда полностью отключенный девайс первым делом отправил мне локацию в приложение Локатор или Find My.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Крейг Федериги объясняя работу Find My рассказал:

“Каждый из гаджетов отправляет постоянно изменяющийся ключ, который используют ближайшее устройства Apple для шифрования и загрузки данных геолокации, так, что только на другом вашем устройстве Apple есть ключ для дешифровки этих местоположений.

Когда вы нажимаете кнопку поиска, например, своего ноутбука, iPad загружает в Apple тот же хэш открытого ключа, что и идентификатор. Так что Apple может выполнять поиск по миллионам сохраненных зашифрованных местоположений и находить соответствующий хэш.”

А поскольку чип практически не потребляет энергии, то и отключать его нет смысла. Apple эту функцию и убрали!

Так что когда вы “выключаете” Bluetooth на своем iPhone, то на самом деле вы выключаете только Bluetooth Classic, Low Energy остается активным и работает как локатор!

Понятное дело, что если вы потеряете телефон в глухой Тайге, то шансов его найти немного, конечно,  но в крупных городах — это невероятно эффективный метод.

Но у Bluetooth LE есть проблема. Он может только приблизительно показать местоположение девайса. Ошибка довольно значительная — до нескольких метров в реальных условиях.

Тут то мы и приходим наконец-то к Apple AirTag.

Мини-обзор AirTag

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Таблеточка Apple подключается к iPhone подобно тому, как мы привыкли это делать с AirPods. После подключения метку можно назвать, а потом положить в кошелек, прицепить к ключам или рюкзаку, тут уже сами фантазируйте.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Работает AirTag от батарейки таблетки CR2032 на 3 Вольта. Менять ее нужно примерно раз в год, делается это просто. Так же внутри есть динамик для звуковых сигналов.

Но как вы поняли это не просто Bluetooth-маячок, также он поддерживает UWB, сейчас объяним подробнее.

Apple AirTag и UWB

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Начиная с iPhone 11 в смартфонах появился чип U1. Apple толком ничего про него не рассказывало, лишь пояснив, что это улучшит передачу файлов через AirDrop. Но журналисты и энтузиасты сразу поняли к чему Apple ведет.

И именно с 2019 года ходили упорные слухи про AirTag, метку которая позволит точно определять свое местоположение на основе технологии UWB. Технологии, которая еще в 60-е годы использовалась военными и которая с 2002 года не требуют сертификации Федеральной комиссии по связи США.

В общем UWB (Ultra-Wide Band) — это передача слабого радиосигнала в сверхшироком диапазоне частот! Что это такое? Давайте разберемся!

Все вы слышали такие обозначения как AM и FM, а может быть и другие аббревиатуры. Это все методы модуляции радиосигнала.

Допустим есть какой-то сигнал, скажем синусоида. Ее можно передать двумя различными вариантами — первый основан на амплитудной модуляции, то есть когда мы меняем амплитуду сигнала, при этом сохраняя его частоту неизменной.

Второй же способ — это тот самый, который используют большинство современных радиостанций — это частотная модуляция. Когда сигнал передается с одинаковой амплитудой, но меняется его частота. Приемники фиксируют изменение частоты и преобразуют ее в цифровой сигнал, в случае с радио — сигнал, проходя через преобразователи и усилители в конце концов проигрывается в наших колонках.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Есть конечно и другие методы модуляции, точнее их очень много, да и их можно комбинировать, но сейчас мы не об этом. В принципе, все наши технологии такие как Wi-Fi или Bluetooth основаны на различной комбинации этих видов модуляции.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

UWB

Но что же особенного в технологии UWB?

Вместо различной модуляции синусоидального сигнала, которая необходима, чтобы передавать информацию, используются импульсы! Тут принципиально именно время между этими короткими импульсами. Сигналы посылаются примерно с частотой 2 наносекунды каждый. То есть 2 миллиардных одной секунды!

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Это и есть ключевая особенность как UWB позволяет получать настолько точную информацию о местоположении вашего AirTag или любого другого девайса, где есть UWB-чип!

А поскольку импульс посылается невероятно часто, то и точность измерения возрастает! Это прямо как игра Горячо-Холодно. Время уменьшается, когда вы подходите ближе к объекту или соответственно увеличивается, когда вы удаляетесь! В итоге достигается точность позиционирования до нескольких сантиметров!

Кстати, если вы не знали, то с помощью Wi-Fi, например, тоже можно позиционировать устройства, но проблема в точности — ошибка примерно 1,5 метра.

Вообще есть три различных варианта локации с использованием UWB, но Apple и Samsung используют Two-Way Ranging или, иначе говоря, Time-Of-Flight измерение.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Вы спросите, а где же вообще эта сверхширокая полоса?

Система использует частоты от 3,1 до почти 11 Гигагерц. Обратите внимание на картинку, наши обычные технологии, такие как Wi-Fi или GPS имеют очень узкую частотную полосу. Например Wi-Fi 2,4 Гигагерца, не использует всю область частот, а только полосу шириной всего 22 мегагерца.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

В то время как UWB использует ширину канала от 500 мегагерц, до 1,3 Гигагерц. Это позволяет передавать большие объемы данных при этом используя маленькие мощности самой антенны!

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

В теории по UWB можно передавать файлы со скоростью до 480 мбит/секунду на расстояние до 200 метров при этом имея мощность передатчика всего 1 миллиВатт. А это в 10 раз меньше, чем самый экономичный вариант Bluetooth Low Energy, у которого скорость ограничена 2 мегабитами в секунду! Конечно, это все в идеальных условиях, но все равно впечатляет.

Современный стандарт UWB позволяет передавать файлы со скоростью до 27 Мбит в секунду и например в США устройства с UWB вообще не требуют сертификации Федеральной комиссии по связи из-за своей малой мощности!

В России же частоты пока закреплены за Министерством Обороны РФ и закрыты для общего пользования. Но Apple удалось договориться и они уже тестируют в закрытом режиме чип U1 у нас. Надеемся, что скоро все заработает как надо!

Кроме того малая мощность, фактически близкая к шуму, позволяет забыть о конфликте частот и для здоровья: UWB абсолютно безвредно. Мы получаем идеальное локальное позиционирование с минимальным энергопотреблением! Ведь тот же AirTag живет год от обычной батарейки таблетки!

Применение

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

А теперь давайте немного пофантазируем что же Apple, Samsung и другие производители будут делать с этими возможностями. Ведь просто поиск ключей — это только самое начало и они явно возлагают большие надежды на UWB.

Сама технология уже активно используются на производстве и складах, для точного позиционирования товаров, различной техники и людей. А в Америке, в профессиональных лигах, таких как NFL и NHL, их применяют для сбора командной и индивидуальной статистики в реальном времени для тренеров, СМИ и болельщиков и для последующего тактического анализа!

Эта технология станет базовой для систем умного дома, да и вообще для интернета вещей. Ваша машина будет в точности знать, кто к ней подходит и автоматически подстраивать зеркала, сиденье, включать вашу любимую музыку: Volkswagen уже анонсировал подобное в своих машинах. Да и сам Apple рассказывая про U1 уже открывал тачки с помощью iPhone именно по UWB.

И то же самое с вашим домом, где свет, музыка, да даже температура в доме будет подстраиваться идеально под ваш профиль. Ведь не только Apple и Samsung занимаются этим. В октябре прошлого года Xiaomi показали, что они занимаются разработками в этой области тоже, а если учитывать объем умных девайсов от самой Xiaomi и ее суббрендов, то становится понятно, что для них UWB это очень важное направление.

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Apple также явно планирует использование UWB в своих AR-очках. Вообще для дополненной и виртуальной реальности это широченные возможности — в сочетании с гироскопами и акселерометрами это избавит нас от необходимости обставлять комнату датчиками.

На самом деле спектр огромный, а в комбинации с другими датчиками и сенсорами в наших девайсах он становится практически безграничным.

Apple и Samsung создают огромную сеть, из миллионов девайсов по всему миру, которые будут выступать как маленькие локаторы с высокой точностью позиционирования! И возможно они смогут работать вместе. Ведь Apple анонсировали API для своих устройств.

Любой человек, проходящий мимо вашего потерянного кошелька, мгновенно отправляет сигнал на сервера Find My и вы сразу же получаете уведомление!

Мне это удалось проверить, когда я взял из дома ключи жены с ее AirTag, она смогла отследить их локацию через мой iPhone.

Дополнительная функция AirTag это замена бирки с телефоном для контакта, если поднести метку к iPhone вылезет уведомление, по которому можно открыть страничку с контактом.

Мало того даже если ваш AirTag нашел человек с Android — он так же может считать номер по NFC. Главное как-то донести эту информацию до всех, может стоит лепить на метку стандартный значок NFC, как вариант!

Вывод

Как работают Apple AirTags? Что такое UWB и чип U1? Разбор

Штука получилась любопытная и, судя по всему, в скором времени во многих девайсах особенно компактных, таких как AirPods, мы увидим встроенные метки. А пока пишите в комментариях куда бы вы прицепили AirTag или Galaxy SmartTag от Samsung! Оригинальность приветствуется. Я, например, хочу проверить на котиках! В России же ждем сертификации UWB, обещают, что уже в этом году всё заработает.

Post Views:
191