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Durante casi 40 años, las tecnologías de RF de banda ultra ancha (UWB) se restringieron al uso militar debido a sus beneficios tácticos para las comunicaciones encubiertas, como la resistencia a las interferencias. Sin embargo, en 2002, la FCC publicó pautas para aplicaciones comerciales de esta tecnología. A partir de ahí, se necesitaron casi veinte años para ver la aceptación del mercado, que se aceleró con la incorporación del chip Apple U1 a la familia de productos iPhone 11 en 2019.

¿Qué es el Consorcio FiRa?

El Consorcio FiRa es un grupo de defensa de UWB apoyado por grandes corporaciones, incluida Apple. Este grupo está dedicado a tres objetivos principales:
Desarrollar estudios de casos de uso sobre las ventajas de UWB
Cree estándares para la interoperabilidad de UWB
Promocionar el ecosistema UWB entre la comunidad de ingenieros.
El socio más reciente del Consorcio FiRA es el titán de pruebas y medición Rohde & Schwarz, que ha expresado sus intenciones de apoyar la adopción y comercialización de esta tecnología.

¿Cómo se compara el espectro UWB con las tecnologías existentes?

A diferencia de las tecnologías inalámbricas de consumo clásicas, UWB consume poca energía (en comparación con los espectros de banda estrecha como WiFi) y ocupa un espectro de banda ancha (~ 500 MHz) en canales divididos de 3,1 GHz a 10,6 GHz.

Uso del espectro de diversas aplicaciones de radiofrecuencia, incluida UWB. Imagen utilizada por cortesía de Bleesk.

El espectro de banda ancha implica pulsos extremadamente rápidos (~ 2 ns) y el ancho de banda de un pulso está relacionado con su tiempo de subida. Por ejemplo, suponiendo que un pulso de 2 ns tiene un tiempo de subida de 500 picosegundos, el ancho de banda de la señal UWB sería ~ 700 MHz.
Más allá del gran ancho de banda, muchos de los componentes electrónicos relacionados con UWB son tecnologías frontales de RF tradicionales que incluyen una antena, amplificadores de bajo ruido y un transceptor superheterodino o conversión digital directa.

¿En qué aplicaciones sobresale UWB?

Utilizando los principios de la telemetría de radar, incluido el tiempo de vuelo (ToF) y el ángulo de llegada (AoA), el UWB puede mejorar el control de acceso en la vida cotidiana, proporcionando un posicionamiento de alta precisión.

Los conceptos básicos del rango de tiempo de vuelo (común en aplicaciones de radar), ahora disponibles en aplicaciones comerciales. Imagen utilizada por cortesía del Consorcio FiRa

Además, UWB puede transferir pequeños paquetes de datos con un rendimiento de 7 a 27 megabits por segundo, reemplazando potencialmente la comunicación de campo cercano (NFC).

Comparación de las especificaciones básicas de UWB y NFC. Imagen utilizada por cortesía de Beesk.

UWB se puede utilizar para determinar si una persona se acerca o se aleja de una entrada y aplicar las acciones adecuadas en función de los datos ToF. Además de la comodidad y la seguridad, UWB (literalmente) abre puertas para una mayor accesibilidad en los espacios públicos. Específicamente, puede permitir que la tecnología de automatización desbloquee una puerta cuando una persona se acerca o bloquee una puerta cuando una persona se va.

¿Quién está desarrollando hardware para admitir UWB?

El Consorcio FiRa está compuesto por docenas de patrocinadores, asociados y miembros educativos. Qualcomm, Samsung, Apple y NXP Semiconductors son los miembros principales que patrocinan el diseño de electrónica.

La interoperabilidad con Bluetooth puede permitir un descubrimiento simplificado y permitir la sincronización. Imagen utilizada por cortesía de FiRa Consortium

Apple y Android suelen ser pioneros en nuevas tecnologías, que luego son rápidamente adoptadas por los competidores. Junto a ellos está Google, que está en proceso de agregar API para soporte de UWB para el sistema operativo Android. Debido a que el Consorcio FiRA está fomentando la estandarización corporativa de UWB, probablemente habrá un impulso para adaptar esta tecnología para el uso general.
En 2022, es posible que UWB se convierta en una tecnología de comunicaciones de RF de corto alcance dominante para una gran cantidad de aplicaciones que incluyen alcance, control de acceso e intercambio de datos de paquetes pequeños.

Imagen destacada (modificada) utilizada por cortesía del Consorcio FiRa