Dans le vaste univers des connexions sans fil, la plupart d'entre nous connaissent bien des noms comme Bluetooth, Wi-Fi, NFC ou LTEIls fonctionnent bien, ils sont peu coûteux et ils existent depuis de nombreuses années. Mais depuis quelque temps, une technologie gagne progressivement du terrain et, sauf imprévu, elle va considérablement changer notre utilisation quotidienne des téléphones : la ultra-large bande ou UWB (Ultra Large Bande).
Cette technologie n'est pas vraiment nouvelle, mais elle connaît actuellement un regain de popularité grâce à l'essor de... Internet des objets, téléphones mobiles haut de gamme et clés numériquesDes fabricants comme Apple, Samsung, Google, Volkswagen et BMW se sont empressés de l'intégrer car l'UWB offre quelque chose que le Bluetooth et le Wi-Fi ne peuvent égaler : Localisation ultra-précise, faible latence et haute sécurité à courte distance.
Qu'est-ce que la technologie UWB exactement ?
Lorsque nous parlons d'UWB, nous faisons référence à une technologie radio à courte portée utilisant une large bande passante pour la communication entre appareils. Alors que le Bluetooth ou le Wi-Fi fonctionnent sur des canaux étroits dans des bandes spécifiques (2,4 GHz, 5 GHz, etc.), la technologie ultra-large bande émet impulsions radio de très faible puissance réparties sur une très large bande de fréquences.
En termes techniques, l'UWB englobe les systèmes qui utilisent une bande passante d'au moins 500 MHz par canalEn pratique, nous parlons d'une utilisation du spectre qui peut aller approximativement de 3,1 à 10,6 GHzCette large bande passante permet aux appareils d'échanger des informations et de mesurer le temps de propagation du signal avec une précision que d'autres technologies ne peuvent atteindre.
L'ultra-large bande a commencé à se développer à partir de antennes à commande de phase des années 50Mais ce n’est que dans les années 90 et 2000 que des propositions concernant son utilisation dans l’électronique grand public ont commencé à apparaître. En 2002, la Commission fédérale des communications (FCC) des États-Unis a autorisé son utilisation pour des applications commerciales, bien qu’à cette époque, l’attrait de WiFi et Bluetooth Elle a relégué l'UWB au second plan.
Aujourd'hui, la situation est différente : le contexte des maisons connectées, des clés numériques et des appareils qui se géolocalisent a remis cette technologie à la mode. Apple, Samsung, NXP, Bosch, Sony, Volkswagen, Google et autres acteurs majeurs Ils font tout leur possible pour que cela devienne aussi courant que le Bluetooth dans nos téléphones portables.
Comment fonctionne la technologie UWB et pourquoi est-elle si précise ?
L'atout majeur de l'UWB réside dans le fait que, contrairement au Bluetooth classique, Il n'estime pas la distance en fonction de la force du signal. (qui est assez imprécise), mais elle mesure très précisément le temps nécessaire au signal pour voyager entre deux appareilsCette approche est connue sous le nom de Temps de vol (ToF).
En mesurant ce temps de vol, la technologie ultra-large bande peut calculer distance entre l'émetteur et le récepteur avec une précision d'environ 10 centimètres dans des conditions typiques, et peut atteindre des marges encore plus faibles dans des systèmes bien calibrés. De plus, l'UWB est capable de déterminer direction d'où provient le signal avec une erreur d'environ 3 degrés seulementce qui lui confère une réelle capacité à « détecter où vous pointez ».
Cette combinaison de distance et d'angle fait de l'UWB une sorte de « GPS d'intérieur » Pour les très courtes distances, utile aussi bien en extérieur qu'en intérieur. Comparée au Bluetooth, qui offre généralement une précision de l'ordre du mètre (ou plus, selon l'environnement), la technologie UWB permet un suivi de localisation très précis, essentiel pour les clés de voiture, les traceurs d'objets ou les systèmes de surveillance d'équipements critiques en milieu médical.
Un autre point important est que, grâce à la manière dont il émet ses impulsions de faible puissance réparties sur une bande très large, La technologie UWB génère peu d'interférences. avec d'autres systèmes radio et présente une remarquable facilité de pénétrer certains matériaux et mursmême dans des environnements difficiles comme les hôpitaux avec des chambres aux murs recouverts de plomb.
Vitesse, latence et consommation d'énergie
Bien que l'UWB soit aujourd'hui largement présentée comme une technologie de positionnement, il ne faut pas oublier que Il peut également transmettre des donnéesDans les applications sans fil à courte portée, l'UWB peut offrir des vitesses théoriques allant de 110 Mbps à environ 10 mètres, passant à 480 Mbps à 1 mètre et atteignant plus de 1,6 Gbps à de très courtes distances.
Des vitesses avoisinant les 100 % ont été mesurées sur de véritables appareils mobiles. 20-30 Mbpsgénéralement supérieur au Bluetooth mais inférieur au Wi-Fi moderne. En contrepartie, l'ultra-large bande offre une très faible latenceCela se traduit par des réponses quasi instantanées lorsque le mobile détecte un autre appareil ou une étiquette à proximité et doit réagir.
Un autre point fort est que l'UWB est conçu pour être très économe en énergieUn émetteur peut fonctionner pendant des années avec un petite pile boutonCela le rend idéal pour le suivi des étiquettes sur les clés, les sacs, les chariots de supermarché, les équipements médicaux ou les palettes d'entrepôt qui doivent rester « actifs » en permanence tout en consommant un minimum d'énergie.
Quelles sont les différences entre l'UWB et le Bluetooth ?
Il est facile de confondre les deux systèmes car ils sont technologies sans fil à courte portéeMais ils poursuivent en réalité des objectifs différents. Le Bluetooth a été conçu principalement comme un protocole pour transmettre des données et de l'audio sur de courtes distanceset ce n'est que plus tard qu'elle a été utilisée pour la localisation approximative à partir de la puissance du signal.
L'UWB, en revanche, a été initialement conçue pour transférer des données en utilisant une bande passante énormeet au fil du temps, son utilisation s'est étendue à localisation de haute précision et détection spatialeBien qu'elle puisse transférer des données, elle est aujourd'hui davantage axée sur la localisation précise d'un objet et sa direction que sur le remplacement du Wi-Fi lors du téléchargement de fichiers volumineux.
De plus, alors que le Bluetooth offre une précision de positionnement assez limitée, l'UWB atteint précision de l'ordre du centimètre et latence très faibleCela en fait un candidat idéal pour les clés numériques, les traceurs AirTag/SmartTag, le contrôle d'accès sécurisé aux bâtiments, ou même les applications industrielles où chaque seconde compte.
Il y a aussi un aspect de sécurité : Les signaux UWB sont plus difficiles à intercepter et à falsifier. que celles d'autres systèmes radio plus traditionnels. Cela le rend particulièrement intéressant pour paiements mobiles, systèmes d'accès sans clé ou applications de santé où il est inacceptable que quelqu'un puisse tromper le système simplement en reproduisant un signal.
Principaux avantages de l'ultra-large bande
En résumé, la technologie UWB offre une combinaison inhabituelle de caractéristiques : précision, rapidité, faible consommation et sécuritéEn pratique, voici ses principaux atouts :
- localisation très précise: des distances de l'ordre de 10 cm et des angles avec des erreurs de seulement quelques degrés, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.
- Faible latence: des temps de réaction très courts, idéaux pour des fonctions telles que les clés numériques ou l'appairage ultra-rapide entre appareils.
- Haute sécurité: des signaux difficiles à intercepter et à falsifier, une excellente protection contre les attaques par relais dans les voitures et les portes intelligentes.
- Bonne pénétration et interférences minimales: plus robuste dans les environnements complexes où il y a des murs, du métal ou plusieurs réseaux fonctionnant simultanément.
- L'efficacité énergétique: Idéal pour les étiquettes et les appareils qui doivent fonctionner pendant des années avec une seule batterie.
Tout ceci explique pourquoi de nombreux experts considèrent l'UWB comme un remplaçant possible (ou du moins un complément très sérieux) au Bluetooth dans le futurnotamment dans les cas où la précision et la sécurité sont plus importantes que la simple transmission de données.
UWB sur mobile : Apple, Samsung, Google et autres
L'une des raisons pour lesquelles on parle autant de l'ultra-large bande ces derniers temps est que Les smartphones haut de gamme ont commencé à intégrer massivement des puces UWB.Cela ouvre la porte à une multitude d'utilisations quotidiennes où le téléphone portable fait office de « capteur spatial ».
Apple a été l'une des premières entreprises à franchir le pas avec son puce U1, initialement introduite dans l'iPhone 11. Lors de son lancement, la société a expliqué que cette puce permettait à l'iPhone Localisez précisément les autres appareils Apple avec U1on pourrait presque le décrire comme l'ajout d'un nouveau type de capteur au téléphone. L'une des premières applications pratiques fut une version plus intelligente de parachutageLorsque vous pointez votre iPhone vers le téléphone de quelqu'un d'autre, le système prioriser cet appareil dans la liste d'expédition pour partager des fichiers plus rapidement et directement.
Bien qu'Apple se soit jusqu'à présent concentrée sur des fonctionnalités telles qu'AirDrop et la localisation d'objets, AIRTAGIl est assez clair qu'à l'avenir, les capacités de l'UWB pourront être exploitées pour Paiements mobiles plus sécurisés, cartographie intérieure précise ou de nouvelles façons d'interagir avec les accessoires et les voitures.
Dans l'univers Android, Samsung a toujours été à l'avant-garde. Le Galaxy Note20 Ultra a été le premier smartphone Android doté de la technologie UWB.et la marque l'a ensuite progressivement intégré à ses modèles phares : Les Galaxy S21+, S21 Ultra, S22+, S22 Ultra, S23+, S23 Ultra, ainsi que les Galaxy Z Fold2, Z Fold3 et Z Fold4 pliablesparmi d'autres modèles actuels.
Grâce à cette base matérielle, Samsung propose des fonctionnalités telles que : Partage proche avec UWBqui vous permet de partager des photos et des fichiers en toute simplicité pointer le téléphone portable vers un autre appareil Android compatibleLe système détecte l'appareil qui se trouve exactement dans la direction où vous pointez et le place au-dessus du panneau de partage, ce qui permet un envoi quasi instantané.
De plus, la marque coréenne considère l'ultra-large bande comme un élément clé pour l'avenir de clés numériques de maison et de voitureL'idée est que, grâce à l'UWB, le Galaxy peut Déverrouillez votre porte d'entrée ou démarrez votre véhicule automatiquement à votre approche.avec un niveau de précision et de sécurité qui réduit considérablement les risques de tromper le système.
Google n'est pas loin derrière non plus. Plusieurs modèles de la famille PixelLes appareils comme le Pixel 6 Pro et le Pixel 7 Pro prennent en charge la technologie UWB, et Android l'intègre officiellement. compatibilité de cette technologie avec le système d'exploitationPar ailleurs, l'intérêt de l'entreprise pour le lancement de son propre dispositif de suivi, connu en interne sous le nom de « Grogu », a fuité. Ce dispositif concurrencerait l'Apple AirTag et le Samsung SmartTag grâce à la technologie ultra-large bande.
D'autres fabricants comme Xiaomi (Mix 4), Oppo ou LG Ils ont également dévoilé leurs intentions en intégrant l'UWB dans certains modèles ou prototypes, et ce n'est qu'une question de temps avant que cette capacité ne se généralise. milieu de gamme à mesure que les coûts diminuent.
Comment activer l'UWB sur un mobile Android ?
De nombreux téléphones Android récents sont équipés de la prise en charge UWB en standard, mais il faut généralement… activer une option dans les paramètres système pour pouvoir en bénéficier. La procédure dépend de la marque, mais elle est généralement assez simple.
Sur Android « pur », comme celui de certains téléphones Pixel, il suffit généralement d'aller sur Paramètres > Appareils connectés > Préférences de connexion et, à la fin de la liste, recherchez l'option appelée Ultra large bande (UWB)De là, vous pouvez l'activer ou le désactiver selon vos besoins.
Sur les téléphones Samsung, cependant, le chemin est légèrement différent : il faut aller dans Paramètres > Connexions Vous y trouverez le commutateur pour l'ultra-large bande. Son activation rend le téléphone prêt à utiliser des fonctionnalités telles que : Clés numériques, partage de proximité directionnel ou localisation précise avec SmartTag.
Cependant, tous les smartphones ne sont pas encore équipés de cette technologie. Si votre téléphone ne fait aucune mention de l'UWB dans ses paramètres, il est fort probable que… ne possède pas la puce nécessaireAujourd'hui, on le trouve principalement dans Les iPhone récents, les Pixel haut de gamme et la famille Galaxy haut de gamme et pliableMais la liste s'allonge chaque année.
L'UWB comme clé numérique pour voiture et maison
L'une des applications les plus remarquables de l'ultra-large bande est… Remplacer les clés physiques par un smartphoneDans le secteur automobile, ce n'est plus de la science-fiction : de nombreux constructeurs déploient des systèmes d'entrée et de démarrage sans clé basés sur la technologie UWB.
La grande différence par rapport aux solutions précédentes est que, grâce à la mesure du temps de vol et à la précision de la bande ultra-large, la voiture peut savoir exactement à quelle distance se trouve la clé numérique et à quel endroit.Cela rend beaucoup plus difficile de tromper le véhicule à l'aide de dispositifs de relais de signal qui tentent de lui faire croire que la clé est à proximité alors qu'en réalité elle se trouve, par exemple, dans une maison voisine.
des entreprises comme NXP Semiconductors et Volkswagen Ils ont présenté des concepts de voitures utilisant la technologie UWB à cette fin. Comme l'a expliqué le directeur technique de NXP, la voiture elle-même peut mesurer le temps de propagation du signal entre le véhicule et la clé et ainsi déterminer avec précision si l'appareil se trouve effectivement à proximité. S'il détecte que la clé se trouve dans un autre bâtiment, même si quelqu'un tente d'« étendre » le signal, Il refuse tout simplement de s'ouvrir ou de démarrer..
La liste des marques qui proposent déjà ou préparent la compatibilité avec les clés numériques UWB s'allonge. Parmi elles figurent des fabricants tels que… BMW, Audi, Ford, Chevrolet, Dodge, Genesis, Jeep, Kia, Mini, Lexus, Mercedes-Benz, Ram, Porsche, Subaru, Rivian, Toyota, Volkswagen ou HyundaiL'idée est que nous finirons par utiliser nos téléphones portables comme... clé sécurisée et pratique dans la plupart des voitures modernes.
Cette même logique s'applique également. aux bâtiments d'habitation et à accès restreintDes fabricants comme Samsung travaillent sur des solutions pour Clé numérique pour portes de maison Le téléphone mobile sert alors de justificatif d'accès sécurisé. À l'approche de l'entrée, la serrure détecte l'appareil UWB autorisé et se déverrouille automatiquement. La précision spatiale accrue de la détection réduit considérablement les risques de reproduction du signal par un pirate.
traqueurs d'objets, objets connectés et maison intelligente
Un autre domaine où l'UWB s'est déjà taillé une place de choix est celui de dispositifs de suivi de type étiquette. La Apple AirTagPar exemple, ils utilisent la technologie ultra-large bande pour vous aider à localiser avec une grande précision des objets comme des clés, un sac à dos ou une valise. À mesure que vous vous approchez de l'objet, l'iPhone affiche panneaux de signalisation à l'écran, avec des flèches et la distance en temps réel, chose qui serait impossible avec le Bluetooth seul.
Samsung fait quelque chose de similaire avec les versions avancées de ses SmartTag Galaxyqui combinent Bluetooth et UWB. Si vous possédez un téléphone Galaxy équipé d'une puce UWB, vous pouvez utiliser la réalité augmentée et la précision de l'ultra-large bande pour « voir » exactement où se trouve l’objet perdu. à domicile ou au bureau, avec une précision d'environ 10 centimètres.
Au-delà des traqueurs, l'UWB s'insinue dans objets connectés, tablettes, ordinateurs portables et appareils domotiquesSa capacité à détecter la position relative permet au système de savoir, par exemple, dans quelle pièce vous vous trouvez avec votre téléphone portable. Réglage automatique de l'éclairage, de la musique ou de la températureou pour vous connecter instantanément à l'enceinte ou au téléviseur situé juste devant vous.
applications industrielles, commerciales et de santé
L'ultra-large bande ne se limite pas à un usage domestique et grand public. En milieu professionnel, l'UWB a démontré depuis un certain temps son potentiel. réduire les coûts et améliorer l'efficacité de manière très concrète.
En logistique et en entreposage, par exemple, il est utilisé pour suivi en temps réel des actifs et des marchandises (RTLS)Grâce à un réseau d'ancrages UWB au plafond et à des étiquettes sur les chariots, les palettes ou les outils, il est possible de voir sur une carte l'emplacement exact de chaque ressourcegénérer des alertes lorsqu'un élément quitte la zone autorisée ou analyser les schémas de déplacement pour optimiser le flux de travail.
Dans le secteur de la santé, la technologie UWB est devenue un atout majeur pour la gestion des équipements médicaux de grande valeur. Imaginez un hôpital possédant plus de… 500 appareils partagés entre les usines (pompes à perfusion, moniteurs portables, outils de diagnostic…). Grâce à la mise en place d’un système de suivi en temps réel basé sur la technologie UWB, avec des dizaines de supports au plafond et des centaines d’étiquettes sur les équipements, il a été possible de réduire le temps de recherche d'environ 65 % de certains appareils lors d'un projet pilote, en plus de réduire considérablement les mouvements non autorisés d'appareils entre les zones.
Les résultats de ce type de solution comprennent Moins d'interventions retardées en raison d'un manque apparent d'équipementCela a permis de réduire les coûts de location des appareils auparavant considérés comme « perdus » et d'améliorer la planification de la maintenance grâce à des données d'utilisation très précises. Même les cartes thermiques de déplacement générées par le système ont été utilisées pour Réorganiser la distribution du matériel et réduire le temps de déplacement du personnel soignant entre les services.
Des entreprises comme Carttec déploient le très haut débit dans des secteurs tels que secteur socio-santé et commerce de détailLes solutions d'Horustec permettent une surveillance en temps réel circulation des personnes, des voitures et des biens Dans les hôpitaux et les grandes zones commerciales, détecter les anomalies, améliorer la sécurité et fournir des données précieuses pour la prise de décisions commerciales.
Dans le sport professionnel, des ligues comme la NFL Ils utilisent déjà l'UWB pour localiser les joueurs pendant les matchsGénérer des statistiques avancées, des analyses de performance et des améliorations tactiques grâce à des informations millimétriques sur les positions et les trajectoires sur le terrain.
Consortiums et alliances moteurs de l'UWB
Pour qu'une technologie comme l'UWB prenne véritablement son essor, il faut bien plus que de simples appareils : il faut… normes communes et écosystèmes interopérablesC’est là que des organisations comme Consortium FiRa ou la Alliance UWB.
Le consortium FiRa (acronyme de fine range) se concentre sur la définition de normes fondées sur IEEE 802.15.4/4z pour les communications à courte portée en ultra-large bande. Parmi ses fondateurs figurent des noms tels que HID Global, NXP Semiconductors, Samsung Electronics et Boschet bénéficie également du soutien d'entreprises telles que Produits d'imagerie Sony ou LitePointSon objectif est de permettre aux appareils UWB de différents fabricants de se comprendre et offrir des expériences cohérentes à l'utilisateur
À son tour, le Alliance UWB Elle comprend des entreprises telles que Kia Motors, Hyundai, Decawave, iRobot et d'autres membres de l'écosystème. Ces alliances œuvrent à Promouvoir l'utilisation de l'ultra-large bande, résoudre les conflits potentiels de spectre et coordonner les efforts des fabricants de puces, des constructeurs automobiles, des fabricants de téléphones portables et des fabricants de solutions industrielles.
Outre sa participation à ces consortiums, NXP a commercialisé des puces telles que… SR100T, qui intègre l'ultra-large bande dans un seul composant, NFC et processeur cryptographique sécuriséLes appareils de ce type permettent la localisation dans 360 degrés avec une précision d'environ 10 centimètreset faciliter la transformation d'un smartphone en clé numérique, moyen de paiement sécurisé et outil de géolocalisation, le tout en un seul appareil.
Quel avenir attend la technologie UWB ?
Au vu de la situation actuelle, la technologie UWB n'est plus une promesse lointaine : On le retrouve dans les téléphones portables haut de gamme, les clés de voiture numériques, les traceurs GPS, les solutions industrielles, les hôpitaux et les magasins de détail.Son adoption se développe car elle apporte une solution concrète que les technologies existantes n'ont pas tout à fait apportée : contexte spatial précis et fiable.
Il est tout à fait raisonnable de penser qu'à terme, l'UWB deviendra aussi répandue dans les smartphones que le Bluetooth l'est aujourd'hui. À mesure que le coût des puces diminuera et que les normes se consolideront, cette technologie se généralisera. des appareils de milieu de gamme et, plus tard, des appareils encore plus abordableset notamment les bracelets, les montres, les casques audio et les appareils domotiques.
Au quotidien, cela peut se traduire par l'utilisation de nos téléphones portables comme Clé universelle pour voiture et maison, assistant pour retrouver n'importe quel objet, carte d'accès sécurisée et télécommande directionnelle pour interagir avec notre environnement. Dans l'industrie et les hôpitaux, l'UWB continuera de développer son rôle d'outil stratégique pour Optimiser les ressources, réduire les pertes et accroître la sécurité.
Discrètement, l'ultra-large bande s'intègre de plus en plus à de nombreux appareils et services, et tout porte à croire qu'elle deviendra l'une de ces technologies. technologies discrètes mais essentielles que, dans quelques années, nous considérerons comme allant de soi lorsque notre téléphone portable déverrouillera la voiture à notre approche, nous guidera précisément vers nos clés perdues ou alertera un hôpital qu'un équipement essentiel manque précisément là où il est le plus nécessaire. Partagez cette information pour que davantage de personnes puissent découvrir la technologie UWB..