Băng tần siêu rộng (UWB): công nghệ điện thoại thông minh nào mà chúng ta sẽ sớm không thể sống thiếu?

theanh

Administrator
Nhân viên
Với sự phổ biến ngày càng tăng của các thiết bị kết nối nhỏ như AirTags của Apple, công nghệ Băng tần siêu rộng (UWB) đã dần trở thành một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, mặc dù tên của nó có thể vẫn còn là điều bí ẩn đối với nhiều người.

Nếu bạn đã từng thấy tùy chọn UWB trên điện thoại thông minh của mình hoặc đã nghe nói về chìa khóa ô tô kỹ thuật số siêu an toàn, thì đó là vì công nghệ này đang dần dần xâm nhập vào các thiết bị được kết nối của chúng ta. Tuy nhiên, hoạt động và ứng dụng của nó vẫn còn chưa được biết nhiều. Hãy dành thời gian để khám phá những gì ẩn sau ba chữ cái này, chúng hoạt động như thế nào và công nghệ này thực sự có thể thay đổi những gì trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Băng tần siêu rộng là gì?​

Công nghệ băng tần siêu rộng dùng để chỉ một giao thức truyền thông không dây tầm ngắn, đặc biệt là khả năng xác định vị trí của một vật thể hoặc một người với độ chính xác cao, chỉ trong phạm vi vài cm. UWB không thay thế Wi-Fi, Bluetooth hay NFC: nó tồn tại song song với các tiêu chuẩn này và bổ sung cho chúng bằng cách đáp ứng các nhu cầu cụ thể, chủ yếu liên quan đến vị trí và truyền dữ liệu tầm cực ngắn.

Không giống như mạng di động 5G, đôi khi được dán nhãn là "Băng tần siêu rộng" ở Hoa Kỳ nhưng lại dựa trên công nghệ hoàn toàn khác, UWB hoạt động trong một lĩnh vực rất cụ thể. Trong khi Bluetooth hoặc NFC hữu ích cho việc trao đổi dữ liệu ở khoảng cách gần hoặc thực hiện thanh toán không tiếp xúc, UWB lại cần thiết cho các mục đích sử dụng đòi hỏi khả năng phản hồi, độ chính xác và bảo mật.

Mặc dù có vẻ như là một bổ sung gần đây vào cuộc sống hàng ngày, nhưng thực tế nó đã tồn tại từ những năm 1960, ban đầu chỉ dành riêng cho quân đội và chính phủ sử dụng. Từ cuối những năm 2010, công nghệ này đã dần được đưa vào các sản phẩm tiêu dùng.

UWB hoạt động như thế nào?​

UWB sử dụng một nguyên lý khá giống với sonar... nhưng sử dụng sóng vô tuyến. Mỗi thiết bị được trang bị UWB phát ra hàng tỷ xung vô tuyến mỗi giây, trên một dải tần số rất rộng: từ 3,1 đến 10,6 GHz. Bằng cách đo thời gian chính xác để một xung truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác, bạn có thể dễ dàng tính toán khoảng cách giữa chúng, với độ chính xác khiến hầu hết các công nghệ không dây phổ biến khác phải xấu hổ.

Ultra-Wide-Band-Samsung.jpg


Do đó, phương pháp này, được gọi là "thời gian bay", dựa trên giao tiếp chế độ xung chứ không phải điều chế liên tục công suất hoặc tần số như trường hợp của Wi-Fi hoặc Bluetooth. Nhờ băng thông cực rộng (do đó có thuật ngữ "băng tần siêu rộng"), UWB có thể truyền các gói dữ liệu nhanh chóng, lên đến hàng trăm megabit mỗi giây tùy thuộc vào tần số được sử dụng.

Ngoài tốc độ này, UWB còn được phân biệt bởi khả năng chống nhiễu tuyệt vời. Hoạt động ở công suất rất thấp, tín hiệu của nó truyền đi dưới mức “nhiễu” do các công nghệ vô tuyến khác tạo ra. Do đó, có thể tạo ra nhiều tiêu chuẩn cùng tồn tại mà không làm gián đoạn thông tin liên lạc.

Ultra Wide Band thực sự được sử dụng để làm gì ngày nay?​

Trong khi UWB dành những thập kỷ đầu tiên chỉ giới hạn trong lĩnh vực quân sự, thì hiện nay sự hiện diện của nó đã mở rộng sang các thiết bị tiêu dùng, không còn chỉ giới hạn trong lĩnh vực công nghiệp hay hậu cần nữa. Các ứng dụng hiện có cung cấp cái nhìn thoáng qua về tiềm năng của nó, tiềm năng này chỉ chờ bùng nổ trong những năm tới.

Thiết bị theo dõi vật thể: khi việc tìm kiếm đồ đạc của bạn trở nên (thực sự) chính xác​

Thị trường thiết bị theo dõi vật thể được kết nối chắc chắn là ví dụ điển hình nhất của UWB hiện nay. Các sản phẩm như Apple AirTag hoặc Samsung Galaxy SmartTag+ tận dụng độ chính xác đến từng centimet của UWB để định vị chìa khóa, ví hoặc thậm chí là túi xách của bạn trong bán kính vài chục mét. Không giống như Bluetooth truyền thống, làm mờ vị trí này trong phạm vi một hoặc hai mét, UWB cho phép bạn hiển thị trên màn hình điện thoại thông minh hướng chính xác cần theo dõi để tìm vật thể cần tìm. Kết quả thế nào? Không còn phải tìm kiếm điều khiển từ xa hay chiếc túi biến mất dưới ghế sofa nữa, các đồ vật sẽ tự động báo hiệu vị trí của chúng mà không cần phải đoán mò.

AirTag-Unsplash.jpg


Độ chính xác này khiến UWB trở thành giải pháp lý tưởng khi GPS (không phù hợp trong nhà) hoặc Bluetooth cho thấy những hạn chế của chúng. Chúng ta có thể hình dung nó trong các bối cảnh khác: dễ dàng tìm thấy hành lý của bạn tại sân bay hoặc xe đạp của bạn trong bãi đậu xe đông đúc.

Chìa khóa ô tô kỹ thuật số: khi an ninh được nâng cao​

Các nhà sản xuất ô tô cũng bắt đầu tích hợp công nghệ UWB để cải thiện và bảo mật quyền ra vào xe của họ. Không còn thẻ RFID hay điều khiển từ xa dễ bị hack: UWB cho phép xe phát hiện chính xác sự hiện diện của điện thoại thông minh (hoặc đồng hồ thông minh) của bạn và kích hoạt chức năng mở cửa tự động khi bạn đến gần. Độ chính xác của hệ thống (vài centimet) khiến cho việc gian lận chuyển tiếp, bao gồm việc hack tín hiệu không dây để đánh cắp ô tô, trở nên gần như không thể.

BMW, Audi, Ford và Hyundai đều đang đi theo hướng này, trong khi Apple đã cung cấp tính năng sử dụng iPhone hoặc Apple Watch làm chìa khóa kỹ thuật số. Triển vọng rất rộng: đèn pha tự động bật khi đến nơi, tùy chỉnh tức thời các cài đặt của xe theo người dùng được phát hiện và tất cả những điều này mà không cần phải lấy một vật nào ra khỏi túi của bạn.

UWB và ngôi nhà kết nối: tự động hóa trong tầm tay bạn​

Trong thế giới ngôi nhà thông minh, UWB mở ra cánh cửa phát hiện sự hiện diện hiệu quả hơn nhiều so với những gì các hệ thống hiện tại cung cấp. Hãy tưởng tượng ngôi nhà của bạn có thể phát hiện ngay lập tức khi bạn bước vào phòng bằng điện thoại hỗ trợ UWB: đèn bật sáng, nhạc bắt đầu phát hoặc cửa mở khóa, tùy thuộc vào cấu hình của bạn.

Ultra-Wide-Band-Xiaomi.jpg


Thay vì dựa vào cảm biến chuyển động không chính xác hoặc Bluetooth thường xuyên không ổn định, ngôi nhà thực sự có thể tương tác với bạn và theo bạn từ phòng này sang phòng khác. Ngay cả việc tìm điện thoại cũng dễ như chơi: chỉ cần hỏi trợ lý giọng nói, bạn sẽ định vị được thiết bị một cách chính xác mà không cần phải loay hoay.

UWB trong công nghiệp, hậu cần và thể thao: những ứng dụng chuyên nghiệp tuyệt vời​

Trong các tòa nhà công nghiệp, nhà kho và nhà máy, việc sử dụng UWB đã trở thành hiện thực hữu hình. Khả năng theo dõi hàng nghìn gói hàng, xe đẩy hoặc dụng cụ trên diện tích rộng lớn giúp đơn giản hóa đáng kể việc quản lý hàng tồn kho và ngăn ngừa tổn thất tốn kém. Các công ty như Boeing và các công ty khởi nghiệp chuyên biệt như Kinexon đang sử dụng công nghệ này để tối ưu hóa năng suất, với khả năng theo dõi thời gian thực ở cấp độ centimet.

Độ tin cậy này cũng hấp dẫn đối với ngành hậu cần. Đối với những người khổng lồ di chuyển hàng trăm nghìn mặt hàng mỗi ngày, khả năng xác định vị trí bất kỳ vật thể nào theo thời gian thực mà không có bất kỳ sự nhầm lẫn nào là đòn bẩy chính để nâng cao hiệu quả.

UWB cũng đã tìm được chỗ đứng trên các sân thể thao, đặc biệt là bóng bầu dục Mỹ. Ăng-ten UWB tích hợp vào quả bóng và được người chơi đeo có thể gửi vị trí của họ tới 2000 lần mỗi giây! Việc theo dõi chính xác mở ra cánh cửa cho các số liệu thống kê phong phú, nhưng cũng giúp trọng tài đáng tin cậy hơn nhờ khả năng kiểm tra từng chuyển động hoặc lỗi việt vị trên đường đi. Công nghệ này hiện đang khẳng định vị thế là một nhân tố chủ chốt trong quá trình phát triển của thể thao kết nối.

UWB trên điện thoại thông minh: chia sẻ tệp, theo dõi vị trí và nhiều tính năng khác nữa?​

Ngoài các thiết bị theo dõi vật thể và chìa khóa kỹ thuật số, UWB đã khẳng định được vị thế của mình trên một số điện thoại thông minh cao cấp. Tại Apple, tất cả iPhone từ dòng 11 (trừ SE) và Apple Watch từ dòng 6 đều được trang bị chip UWB. Về phía Samsung, dòng Galaxy S21+ trở lên, một số mẫu Z Fold và thậm chí cả dòng Motorola Edge 60 Ultra đều cung cấp tiêu chuẩn này. Google theo sau với Pixel Pro và Pixel Watch 3.

Hiện nay, phần lớn điện thoại thông minh trên thị trường vẫn chưa tương thích với UWB do các nhà sản xuất chưa áp dụng rộng rãi và công nghệ này còn quá đắt. Nhưng xu hướng rõ ràng đang chuyển động theo hướng này: khi các ứng dụng phát triển (chia sẻ tệp, tương tác với các đối tượng được kết nối, định vị cực kỳ chính xác), UWB sẽ được tích hợp trên ngày càng nhiều điện thoại, giống như Bluetooth, trước đây chỉ dành riêng cho các mẫu điện thoại cao cấp.

Tốc độ truyền thông của UWB, kết hợp với khả năng định vị cực kỳ chính xác, giúp chúng ta có thể tưởng tượng ra những cách truyền tệp trực quan hơn nữa. Chỉ cần hướng thiết bị của bạn vào một điện thoại thông minh tương thích khác để thấy nó xuất hiện ở đầu danh sách khi chia sẻ (Airdrop tại Apple, Nearby Share tại Google/Samsung). Mặc dù Wi-Fi vẫn nhanh hơn đối với khối lượng dữ liệu lớn, UWB bổ sung thêm chiều hướng chính xác và dễ sử dụng giúp đơn giản hóa đáng kể các trao đổi hàng ngày.

UWB, Bluetooth và NFC, sự khác biệt là gì?​

Lúc này, chúng ta có thể tự hỏi tại sao lại thêm UWB cùng với Bluetooth và NFC, vốn cũng đáp ứng nhu cầu kết nối và trao đổi tầm ngắn. Trên thực tế, tất cả là về sự chuyên môn hóa: Bluetooth cung cấp phạm vi hoạt động tốt (vài chục mét), nhưng vẫn kém chính xác và dễ bị nhiễu. Mặt khác, NFC đòi hỏi phải được dán chặt vào thiết bị mục tiêu (vài cm), nhưng việc tích hợp nó tỏ ra cực kỳ tiết kiệm.

BMW-Ultra-Wide-Band.jpg


UWB nằm giữa hai thái cực này: nó bao phủ khoảng cách trung bình, lên đến 200 mét tùy thuộc vào môi trường, nhưng trên hết là độ chính xác và tốc độ không gì sánh bằng. Chi phí và mức tiêu thụ hiện tại khiến UWB không được sử dụng trong các vật thể đơn giản hoặc rất rẻ tiền, nhưng điều này sẽ thay đổi theo thời gian và khối lượng sản xuất.

Khi tốc độ, bảo mật và vị trí cực kỳ chính xác là ưu tiên hàng đầu, thì UWB cuối cùng không có đối thủ. Để mở cửa mà không có lỗi, bảo mật quyền truy cập vào ô tô, trao đổi tệp mà không gây nhầm lẫn cho người nhận trong nhóm hoặc tự động hóa hoạt động của một ngôi nhà được kết nối, không có công nghệ không dây tiêu dùng nào khác có thể cung cấp mức hiệu suất này.

Bảo mật, tính bảo mật và khả năng áp dụng: những thách thức mới nhất của UWB​

Một trong những điểm mạnh của UWB nằm ở tính bảo mật mà nó mang lại. Độ chính xác của nó làm giảm đáng kể nguy cơ tấn công tiếp sức, trộm xe là một ví dụ điển hình. Điểm yếu trong quá trình phát xạ và tính phức tạp về mặt kỹ thuật của các tín hiệu khiến nó ít bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp và tấn công truyền thống.

Tuy nhiên, công nghệ này vẫn có những chỉ trích, đặc biệt là khi nói đến quyền riêng tư. Thật dễ dàng để hình dung ra những nguy hiểm của việc theo dõi không có sự đồng thuận, trong các công ty hoặc nơi khác, nếu không có quy định nào được đưa ra. Cuộc tranh luận vẫn chưa kết thúc và sẽ cần sự giám sát pháp lý khi nó lan rộng hơn.

Nhưng trên hết, trở ngại chính hiện nay vẫn là việc áp dụng. UWB vẫn chỉ được sử dụng trong một số ít thiết bị trên thị trường. Chi phí, nhu cầu về một thành phần hoạt động (pin, chip chuyên dụng) và việc thiếu các trường hợp sử dụng cho công chúng ngoài mục đích theo dõi đối tượng đã hạn chế khả năng phân phối của nó. Nhưng khi quá trình chuẩn hóa tiến triển (ví dụ như thông qua FiRa Consortium) và các nhà sản xuất điện thoại thông minh tích hợp nó vào nhiều mẫu máy hơn, chúng ta có thể mong đợi UWB sẽ trở thành một tính năng trung tâm như Bluetooth hoặc NFC.

Tương lai của UWB sẽ ra sao?​

Ngay cả khi hiện tại, mục đích sử dụng chính của người tiêu dùng vẫn là xác định vị trí chính xác thông qua các thiết bị theo dõi và chìa khóa kỹ thuật số, mọi thứ đều cho thấy UWB sẽ cách mạng hóa nhiều lĩnh vực khác. Hãy tưởng tượng bạn đang di chuyển trong trung tâm thương mại bằng các mũi tên trên điện thoại, xác định vị trí xe của mình ngay lập tức trong một gara đông đúc hoặc tự động đồng bộ hóa tất cả các thiết bị được kết nối khi bạn về đến nhà.

Ứng dụng trong phương tiện đi chung (Uber, Lyft, v.v.) cũng được mong đợi: không cần phải tìm tài xế trong đám đông, UWB sẽ cho phép nhận dạng ngay lập tức giữa tài xế và hành khách. Đồng thời, việc sử dụng rộng rãi UWB có thể định nghĩa lại việc chia sẻ tệp, thực tế tăng cường hoặc kết nối tự động các vật thể hàng ngày.

Như bạn đã hiểu, Băng tần siêu rộng không phải là một sự tiến hóa công nghệ đơn giản. Đây thực sự là sự thay đổi lớn về cách các vật thể giao tiếp và tương tác với nhau. Độ chính xác, tốc độ, bảo mật: những ưu điểm này khiến nó trở thành thành phần quan trọng của các thế hệ vật thể kết nối tiếp theo, từ nhà ở đến điện thoại thông minh, từ ô tô đến công nghiệp.
 
Back
Bên trên