Adoção de banda ultralarga (UWB) acelera

Com notícias sugerindo que a Tesla está procurando usar a tecnologia de banda ultralarga (UWB) para habilitar o desbloqueio de seus carros, além de tags rastreadores esperados da Samsung, Apple e até mesmo da Tile usando UWB, há claramente um impulso repentino por trás dessa tecnologia.

Este artigo apresenta trechos de uma conversa durante um podcast recente, “As possibilidades ultralargas da banda ultralarga”, que explora os antecedentes e as oportunidades do UWB, que vão desde a definição das oportunidades apresentadas pelo UWB até a padronização, interoperabilidade e adoção de mercado . Discuto esses tópicos com Charles Dachs, VP e gerente geral para transações embarcadas seguras da NXP Semiconductors e Ramesh Songukrishnasamy, vice-presidente sênior e CTO da HID Global.

Fobs de carro sem chave e tags de rastreador surgem com UWB

Antes de entrar na conversa, desenvolvimentos recentes certamente indicam que a taxa de adoção provavelmente aumentará em um futuro muito próximo.

Em janeiro, a BMW anunciou oficialmente seu BMW Digital Key Plus, a ser lançado em seu BMW iX totalmente elétrico. Os usuários de iPhones que incorporam o chip U1 habilitado para UWB podem obter acesso sem chave ao carro de maneira conveniente e segura. Isso aproveita a localização segura e precisa habilitada com a tecnologia UWB de curto alcance e alta largura de banda. A precisão garante que ataques de retransmissão, onde o sinal de rádio é bloqueado ou interceptado, não sejam possíveis. A Apple e a BMW têm trabalhado em estreita colaboração com o Car Connectivity Consortium (CCC) para estabelecer a especificação de Chave Digital 3.0 para UWB, fornecendo um padrão global para a indústria automotiva.

Além disso, a Tesla apresentou um documento à FCC para um chaveiro com UWB operando na faixa de frequência de 6489,6-7987,2 MHz, BLE e recursos NFC passivos. Isso foi arquivado com outros documentos, mas um envio específico da Tesla que estava disponível online brevemente antes de ser removido e que descreveu o dispositivo incluía esta descrição:

“O dispositivo é um transceptor IC transceptor de baixo custo e baixo custo de energia e baixo custo, com um único chip, Impulse Radio Ultra Wideband (IR-UWB). O dispositivo suporta formatos de quadro, que são compatíveis com IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY e IEEE draft 802.15.4z-D03 BPRF / HPRF UWB PHY. Ele é projetado para aplicações seguras de alcance em um ambiente automotivo. Ele pode ser usado em sistemas de localização TDOA ou de alcance bidirecional para localizar ativos com uma precisão de até 10 cm. Ele também suporta taxas de transferência de dados de até 7,8 Mbps. ”

Ele segue descrevendo como o intervalo UWB fornece uma estimativa de distância, com base em uma medição de tempo de vôo, o que o torna imune a ataques de retransmissão, um desafio comum para carros que usam controles remotos de entrada sem chave.

Os destaques do podcast UWB

O que torna todos esses desenvolvimentos possíveis é a capacidade do UWB de fornecer consciência espacial para dispositivos de borda inteligentes. O que isso significa para o controle de acesso do consumidor e para o ecossistema de banda ultralarga? Charles Dachs e Ramesh Songukrishnasamy explicam.

Isso no podcast. Aqui estão os destaques.

Evolução UWB e o que a tecnologia permite

Como a tecnologia UWB evoluiu ao longo dos anos?

Dachs :Há muitos anos, começou como uma tecnologia de transferência de dados e, naquela época, competia com tecnologias como Wi-Fi e Bluetooth. Mas, desde então, o UWB passou por várias transformações, evoluindo de uma tecnologia de comunicação de transferência de dados baseada em OFDM para uma tecnologia de rádio de impulso, que é especificada no IEEE. E, mais recentemente, foi aprimorado com extensões de segurança e uma série de coisas que garantem integridade e precisão das medições de alcance. Hoje, é realmente uma tecnologia de detecção. Ele fornece a capacidade única de fornecer recursos de localização segura de dispositivos em relação uns aos outros.

O que o UWB habilita?

Dachs :A sua capacidade de detecção permite que os dispositivos compreendam de forma muito precisa a sua respectiva localização em relação ao outro. Quando você fornece esse recurso aos dispositivos, eles agora podem agir de maneira inteligente, com base no entendimento dessa localização relativa.

Songukrishnasamy :Permite coisas como a capacidade precisa de localizar a posição relativa, bem como fazê-lo de uma maneira muito segura. Isso torna possível fornecer experiências consistentes e contínuas aos usuários - como quando você desbloqueia a trava inteligente em sua casa ou desbloqueia seu carro ou acessa seu espaço de trabalho.

O UWB, em minha opinião, permite um nível mais alto de precisão nas capacidades de posicionamento, junto com maior segurança em comparação com outras tecnologias de RF. E o UWB também é mais imune à interferência de RF, por isso funciona muito melhor em ambientes de alto tráfego. Acredito que esses recursos permitirão uma experiência do usuário muito melhor em uma variedade de casos de uso, como controle de acesso sem as mãos em seu local de trabalho, hospitais, hotéis, residências. Acho que isso é um dos principais diferenciais dessa tecnologia.

Qual a importância da precisão para um acesso seguro neste contexto?

Songukrishnasamy :Ele desempenha dois papéis importantes. Para acesso seguro, trata-se de ter certeza de que é você e é apenas você, e não outra pessoa que está usando o caminhão. Em segundo lugar, e mais importante, está a experiência do usuário. Com a capacidade de identificar onde você está precisamente em um local, você pode habilitar recursos mais avançados, como detecção de intenção. Isso significa que se alguém está caminhando em direção à porta, você usa a trajetória do local para determinar se a porta deve ser destrancada e, em seguida, verifica as credenciais para destrancá-la, para que fique uniforme. E se for uma porta automática, conforme você se aproxima, a porta se abre automaticamente e, assim que você sai de um determinado espaço fora da porta, ela se fecha automaticamente. Ou, se você está apenas passando pela porta, olhando o ângulo de chegada e a trajetória, pode-se dizer que esse indivíduo, mesmo tendo a credencial digital válida, não pretende abrir a porta, então Eu não vou destrancar esta porta.

Como o UWB se compara ao uso de outras tecnologias, como Bluetooth, Wi-Fi?

Dachs :Fundamentalmente, a física é diferente. O Wi-Fi e o Bluetooth LE dependem de uma onda senoidal moderada transportada por uma frequência estreita, enquanto o sinal de pulso UWB muito curto operando na frequência de 500 MHz. Essa diferença fundamental na física significa que Bluetooth LE, Wi-Fi são apenas por natureza mais suscetíveis a fatores ambientais. Enquanto o UWB se beneficia do fato de que o sinal de pulso mantém sua precisão, mesmo quando a distância entre os dispositivos aumenta.

Songukrishnasamy: Em termos de padrões, uma vez que estamos começando com um caso de uso específico para UWB, como um consórcio podemos definir certos padrões, certos requisitos de desempenho que são requisitos de interoperabilidade exclusivamente para o controle de acesso físico ou acesso hands-free. Acho que isso diferencia o UWB e a adoção do UWB para permitir um acesso mais contínuo e seguro em comparação com outras tecnologias de RF (que se originaram em um contexto diferente, mas depois foram adaptadas ao mundo do acesso físico).

Como a interoperabilidade está sendo tratada? Será a chave para a adoção pelo mercado.

Songukrishnasamy :Acho que a interoperabilidade e um ecossistema robusto são realmente essenciais para a adoção de qualquer nova tecnologia. Sem interoperabilidade, não podemos alcançar uma experiência de usuário consistente em diferentes dispositivos, fabricados por diferentes fabricantes, e não podemos escalar. E é por isso que criamos o consórcio FiRa com a ajuda de líderes da indústria e fornecedores de tecnologia para promover UWB e garantir a interoperabilidade. Isso realmente garante ou pelo menos garante que o dispositivo que você compra pode funcionar com vários telefones celulares ou outros dispositivos de ponto de extremidade conforme a tecnologia evolui.

Dachs :Garantir que você forneça essa experiência única e consistente será fundamental para o consumidor. A outra é que, em um amplo ecossistema, os líderes do setor começam a implantar e fabricar dispositivos com esse recurso. E é isso que vemos acontecendo agora em dispositivos móveis e automotivos.

Onde estamos em termos de padronização?

Dachs :Posso rapidamente dar três ramos à padronização. IEEE é um. Nos últimos dois anos, houve uma série de atividades estendendo o IEEE original para o padrão de banda larga com segurança e também aprimoramentos que permitem maior integridade e precisão nas medições de alcance. No Car Connectivity Consortium especificamente para o caso de uso de viva-voz, os padrões agora estão em vigor com Digital Key Release, especificação 3.0. Isso permitirá o acesso sem chave com reconhecimento de localização passiva. E então, junto com a HID, ASSA ABLOY e Samsung, iniciamos conjuntamente a iniciativa FiRa em 2019, que agora está garantindo que além do acesso ou ecossistema automotivo, cumpriremos essa promessa de interoperabilidade.

FiRa agora tem mais de 50 membros. Ele se concentrou imediatamente nos requisitos e especificações técnicas PHY e MAC para que os casos de uso pudessem ser construídos sobre os padrões definidos no padrão IEEE que na verdade já estava finalizado. E então começou a desenvolver especificações para casos de uso e o acesso foi a primeira área de foco principal. Mais grupos de trabalho estão sendo formados agora para tratar de vários casos de uso além do acesso.

Adoção pelo mercado

Assim que tivermos UWB no telefone e em certas coisas como fechaduras de portas, o que vem a seguir, já que você fala sobre experiências de usuário perfeitas?

Songukrishnasamy :Por causa de sua capacidade de alcance fino, acreditamos que permitirá muitos novos serviços baseados em localização, seja de acesso ou comunicação dispositivo a dispositivo em aplicações de IoT, tanto no espaço de eletrônicos de consumo, quanto em aplicações industriais. Estamos muito entusiasmados com isso, porque o potencial da tecnologia UWB no gerenciamento de acesso a locais físicos e digitais, coisas e identidades é algo fundamental para muitas de nossas ofertas.

Dachs :Para adicionar a isso, exemplos específicos de onde vemos interesse são em navegação interna, localização em tempo real de serviços em ambientes industriais, validação de bilhetes para serviços de transporte público, experiências completas de pagamento móvel sem usar as mãos, onde essencialmente você anda em uma área de pagamento para verificar sua experiência de compra; distanciamento social, realidade virtual, aplicativos de jogos.

Realmente, existe uma gama muito ampla de casos de uso interessantes por aí. Em casa, por exemplo, as experiências de áudio podem ser melhoradas basicamente com a música acompanhando você de um cômodo para o outro.

O que vem por aí para o ecossistema UWB?

Songukrishnasamy :Com o UWB começando de uma folha em branco com poucos problemas legados para lidar, será sobre o quão bem podemos definir os padrões, quão bem podemos habilitar a interoperabilidade, quão amplamente podemos construir este ecossistema e isso é realmente a chave. Estamos vendo o trabalho em andamento começar a acontecer enquanto conversamos. E isso dá uma grande confiança para os principais participantes do setor unirem forças para criar uma experiência de usuário muito mais agradável em seus produtos ou ofertas.

Em segundo lugar, acho que há uma crescente conscientização e também demanda por segurança e privacidade de dados. Esta tecnologia (UWB) vai permitir alguns desses aspectos ou superar algumas das deficiências em outras tecnologias de RF. O terceiro é a capacidade de ter aplicativos versáteis indo de um lugar para outro em diferentes dispositivos e terminais diferentes. Se pudéssemos criar interações do usuário e experiência do usuário consistentes, acho que isso tornaria a adoção muito mais ampla, muito mais rápida.

Dachs :Para adicionar a isso, o que me deixa muito confiante de que este não é apenas um experimento por aí é o interesse absoluto que temos em diferentes verticais do setor sobre o que o UWB pode trazer para eles. Está recebendo o endosso de algumas empresas realmente grandes lá fora - e no final das tecnologias, não alcançam escala a menos que alguns grandes jogadores invistam. Se você olhar para as marcas que estão por aí no espaço automotivo, aquelas que têm falado sobre isso, como Continental, BMW, Volkswagen, Bosch; no espaço móvel, Apple, Samsung, Xiaomi; no espaço de acesso, ASSA ABLOY, HID e muitos outros. Estes não são pequenos jogadores, eles são líderes em seus setores. E o fato de estarem trabalhando com outros participantes do setor para criar esse ecossistema mais amplo é o que me dá muita confiança aqui.

Ouça o podcast completo, produzido como parte do podcast NXP Smarter World, clique aqui:“The Ultra-Wide Possilities of Ultra-Wideband”.