如果你買了 AirTag,可能會發現一件事:釋出會上蘋果著重介紹的「精準尋找」功能,在 AirTag 的使用過程中其實不太重要,至少沒有蘋果展示的那麽重要。
透過 UWB 技術,iPhone 能精準地定向尋找 AirTag,定位距離和方向。聽起來很棒,但 UWB 連線的有效範圍並不遠,實際使用中,這個距離最多只有 10 米左右。超出訊號範圍,你還是要透過藍芽連線,控制 AirTag 發出聲音,找到它的位置。
而且只有配備了 U1 芯片的 iPhone 11、12 系列,能夠與 AirTag 建立 UWB 連線,更早的 iPhone 也只能透過藍芽訊號尋找。
作為一種無線連線技術,UWB 並不能取代藍芽。但蘋果顯然在往更深處布局 UWB,去年釋出的 Apple Watch Series 6 上也配備了 U1 芯片,直到目前,它都沒有任何跟 UWB 相關的功能,不能用來尋找 AirTag。
這個做法很不「蘋果」,蘋果很少往產品裏加入「可有可無」的功能,更不會往裏面塞用不到的技術。如此看重 UWB 的蘋果,賣的到底是什麽藥?
什麽是 UWB?
UWB 是 Ultra-Wide Band(超寬頻)的縮寫。
它本質上和藍芽、Wi-Fi 一樣,也是一種通訊協定。不同點在於,UWB 覆蓋的頻段很寬,最低 3.1GHz,最高可以達到 10.6GHz,所以被稱為超寬頻。相比之下,藍芽的覆蓋頻段只有 2.402 - 2.480 GHz。Wi-Fi 也是,在 2.4GHz 和 5GHz 下分別有一些很窄的頻道。
當然,實作超寬頻覆蓋也有代價。UWB 在特定頻率下的發射功率相對藍芽、Wi-Fi 要小很多,只能發射比較短的「脈沖訊號」,而不是正弦波,能搭載的資訊更少。
任何一種通訊協定,都是取舍後的結果。UWB 也一樣,它犧牲了一定的碼率、傳輸距離,換來了更好的抗幹擾性、更快的連線速度、更低的功耗。
早在 2002 年,UWB 就被美國聯邦通訊委員會批準民用。更早的時候,有人認為 UWB 能成為下一代數據傳輸的標準協定,但在傳輸距離、速度、功耗、成本上的難以平衡,讓它輸給了 Wi-Fi。
UWB 的發射的是「脈沖訊號」,這使它具備了兩個獨特的功能優勢——精準定位和極高的安全性。這兩個特性,讓 UWB 在沈寂 20 年後,突然有了煥發新生的可能性。
UWB 發出的是極短的脈沖訊號,這意味著 A 器材可以發出的訊號裏包含一個「時間戳」,B 器材處理訊號並回傳後,A 器材就能算出訊號在空中跑了多久,用時間乘以光速,就等於兩器材間的距離。這和雷達測距的原理類似。
同時,因為 UWB 測得的距離極為精準,如果在器材裏放上多根天線,就可以透過不同天線收到訊號、測出距離的差值,算出訊號在空間上的方向。測距 + 定向,就能實作精準的相對定位。
除此之外,UWB 的脈沖訊號因為在時域上極為精確,所以幾乎不可能被攔截、篡改。這讓它擁有更高的安全性,可以用來進行高安全級別的連線授權。
UWB 有什麽用?
2019 年秋天,蘋果首次在 iPhone 11 上搭載了專門用於 UWB 通訊的 U1 芯片。
基於 U1 芯片,蘋果首先提供了一個套用場景:AirDrop 定向傳送。配備 U1 芯片的 iPhone 在 AirDrop 的時候,會嘗試建立 UWB 連線,實作「使用者指向哪個器材,就將這個器材置頂推薦」,方便使用者選擇傳輸檔的物件。當然,這個功能只能在配備 U1 的 iPhone 11 和 12 之間實作,跟 iPad、Mac 無關。
包括 AirTag 在內,目前 UWB 的套用場景還比較窄,UWB 在 AirDrop、AirTag 產品體驗中只占很小一部份。
AirTag 發售後,有使用者發現其實它的說明書上法律聲明的年份是 2019,側面說明 AirTag 可能早就完成了開發,最初是準備和 iPhone 11 一起發售的。蘋果考慮到要讓支持 UWB 的 iPhone 更普及一些,才推遲至今發售。
2020 年 WWDC 上,蘋果還將基於 UWB 的「近場互動」功能開放給了第三方開發者。開發者可以利用這個介面實作 iPhone 之間的即時測距、測向。在官方介紹中,蘋果提出可以基於這個功能開發一些小遊戲,並演示了一個體感「彈球遊戲」。
AirDrop 如果檢測到了 iPhone 指向另一台 iPhone,就會將這個人的頭像置頂顯示|Apple
不只是蘋果,其他廠商也都在嘗試布局 UWB。小米在去年 10 月就提出了基於 UWB 的「一指連」功能。透過在手機和智能家居中植入 UWB 芯片,實作手機指向智能家居器材的同時自動探測,彈出器材的控制選單,將手機變成一個「智能遙控器」。
因為 UWB 連線具有較高安全性,它還可以被用來進行各種「解鎖」的授權,比如智能門鎖和車鎖。2019 年 CES 上,三星就釋出過一款智能門鎖,透過 UWB 功能,實作家庭成員走到門口一米以內時,自動開鎖。
蘋果則早已申請了與 UWB 車鑰匙相關的專利。2020 年 WWDC 上,蘋果推出 iPhone 車鑰匙功能,目前是基於 NFC 對汽車進行解鎖,需要將手機貼在車的門把手上。如果未來這項功能拓展到 UWB,使用者就可以實作不掏手機,靠近汽車自動開鎖。相比目前主流的無鑰匙進入方案,安全性會大大提升。
UWB 能成為一種基礎設施嗎?
對蘋果來說,擁抱 UWB 技術首先是為了解決 AirDrop、AirTag 這些很「具體」的問題。但這個行業也有著更大的夢想。
此前 UWB 領域主要的使用場景都是 toB 的,主要為倉庫、廠房等場景提供高精度室內定位。這種定位方案需要在室內預先鋪設「定位基站」,然後給需要定位的物品、人貼上類似 AirTag 的 UWB 標簽,就可以實作客觀位置的精確定位。
耕耘這一領域多年的全跡科技 CEO 都延星,在接受極客公園采訪時表示,如果在蘋果的帶領下,未來的智能電話都開始標配 UWB 芯片,這種室內定位解決方案將有可能走出 toB 場景,開始進入 toC 領域。很多公共場所,比如大型商場,可以透過鋪設 UWB 定位基站,為顧客提供精確的室內導航服務。
聽起來似乎有點遙遠,但這其實也曾是蘋果探索過的方向。2013 年,蘋果推出了基於低功耗藍芽協定的 iBeacon 室內定位方案,和 UWB 室內定位原理類似,只是通訊協定不同。透過 iBeacon,零售商可以為使用者提供室內定位導航服務,也可以觸發 iPhone 上的一些動作,比如自動推薦開啟 App、接收一些附近售賣的商品資訊。
iBeacon 最終失敗了。一方面的原因在於藍芽用於定位的精度還是不夠,在公共場所的抗幹擾能力也不夠好;另一方面也在於這個使用場景還是相對薄弱了一點,並不是特別硬的需求。
很難說蘋果會不會透過 UWB 復活 iBeacon。但 UWB 已經是蘋果技術儲備的一個重要部份,隸屬於「位置技術」(Location Technologies)團隊。在蘋果的硬件架構裏,UWB 可以被用來確定位置、建立連線、實作功能,它也需要與藍芽、Wi-Fi、GPS、NFC 等多項技術配合工作。
有人可能會感到擔心。蘋果從來都是一個崇尚「簡潔」的公司,有著嚴格的「技術審美」,只有認定了一項技術能夠服務於功能,才會加到硬件裏來。像提前布局 UWB 這樣的做法,會不會讓產品變得越來越臃腫,甚至失去對需求的把握?
問題的答案可能不在於技術。就像 AirDrop 和 AirTag,它們背後有著復雜的技術邏輯,但從使用者視角去看,它們用起來都是極為直觀、簡潔的。今天的智能電話已經不像十年前,技術和功能之間有明確的對應,光線感應器就是用來調螢幕亮度,重力感應器就是用來調整螢幕方向。
今天智能電話的很多功能和技術都沒有明確的對應關系。比如蘋果會綜合 Wi-Fi、藍芽等無線訊號的強弱變化、感應加速度,來判斷使用者是不是在開車,開啟駕駛模式。回到 UWB 上,蘋果保持了產品上的克制,並沒有為 AirTag 亂加功能。但毫無疑問,蘋果也在持續思考,如何將 UWB 這項技術用得更好。
這才是最值得期待的部份。
本文作者:Jesse
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