[討論] AirTag 無線技術淺談

作者: KimomiKai (時雨大天使)   2021-07-08 17:42:28
前面有板友有提問AirTag藍牙通訊距離,以及相關的問題。
剛好之前有允諾說要開一篇講解AirTag的理論技術,且之前在低卡上面有發一篇5G NR的
技術淺談,可以多少看看無線電技術章節配合理解。
https://www.dcard.tw/f/apple/p/235592494
https://i.imgur.com/CS39mg9.jpg
-AirTag
首先為什麼AirTag會在2021年開始販售?
具體的戰略策略考量了什麼?
這部分可以從AirTag本身搭載的U1晶片了解,再者天線要去對環境優化推遲了產品上市時
間(調校天線)。
U1晶片自iPhone 11世代開始搭載在手機端,到如今全世界上擁有這世代的客群只是佔有
一小部分,很難以應用在需要緊密網絡包圍的環境。
但自iPhone 12世代發佈了,且是發佈了近半年才讓蘋果確立大體網絡基礎建設完善了,
是時候可以推出AirTag對市場進行市占爭奪(雖然是一面倒)。
那更早期之前的Tile不也是類似應用?那為何並沒有得到相應迴響?
那得說明蘋果自家的Find My服務功能,這功能只要一天不下放給第三方廠商,是永遠沒
辦法匹配蘋果這種深度軟硬體兼施的廠商,而後來的結果也更確定,蘋果只想在這塊領域
單幹的野心。
https://i.imgur.com/d45bJy6.jpg
-藍牙無線技術
AirTag分別有BLE『Bluetooth Low Energy』低功耗藍牙、U1 晶片的UWB 『Ultra-Wide B
and』超寬頻、NCF『Near-field communication』近距離無線通訊。
其中NFC的功能只在透過手上的手機與AirTag接觸彈出訊息與資訊用的。
而UWB可以應用的場景在於近距離的『Time of flight』飛時測距,其精度可以達到毫米
級別。
最後藍牙通訊的部分BLE這才是AirTag最主要的運作通訊方式,理論上在『空曠空間』其
距離大約可以達到百米左右,但是受限2.4GHz的無線電問題,在繁雜的城市水泥牆中,這
數字肯定不可能完美達到。
並且,藍牙發送訊號所用的『功耗』這蘋果肯定有校正過(要維持續航一年),所以結合
上述兩個難點,其距離可能落在30米~50米左右才是實際應用場景下的數據。
而同樣受限於功耗問題,UWB原本理論距離是可以超過百米的,但因為考量內置電池也就C
R2032這顆,所以大致上『10米』左右的距離UWB才會真正起作用,也就是你看到手機上的
AR指示。
『藍牙定位』這技術早在2013年的iBeacon就有深耕技術在先,起初因為精度無法掌握,
達不到標準。
但是後來UWB崛起後,蘋果轉而投入並且將其『深度結合UI顯示』,造就成你拿到AirTag
尋找物品,根本分不清楚哪個階段是誰在工作。
在藍牙2.4GHz裡面只有三個信道用作單向傳遞,也就是AirTag最主要的佔用信道。
講直白一點就是廣播。
為什麼可以這麼肯定AirTag一定是使用單向傳遞的三個信道,而不是剩餘37個雙向傳遞信
道?
原因出在於他的那顆CR2032電池(對...又是它)
AirTag設計就不是拿來做雙向傳遞的產品,他不需要參與解碼、編碼等過程雙向傳遞過程

他只需要一直對著周遭不斷廣播我是OOOOOO等資訊即可。
https://i.imgur.com/UWO6K9N.jpg
至於這顆CR2032為啥可以提供長達一年。
這就是蘋果自己調教說的算,如果只是每一天對外傳播一次,那設備大可維持好幾年(如
同以前的手錶)。
如果是分鐘級別對外持續射頻傳播,可能續航會從數年銳減為一年內。
上述兩時間級別都有致命缺點,就是無法實時定位,其間隔太長久。
所以AirTag做的頻率射出應該是秒級別,並且功率一定會控制的非常小。
所以蘋果調教方向有兩大方向。
第一:控制藍牙通訊所消耗的電流。
第二:長時間處在睡眠狀態,並減少傳輸頻率。
要做到這樣的方法,只有設置定時器在特定秒數進行一次短暫且快速的訊號射出。
========
https://i.imgur.com/1eFoOHT.jpg
至於數據安不安全。
肯定是安全的,由於不會維持太複雜的傳輸,AirTag只會向附近的設備通訊傳輸『自己的
識別碼』,以及加密位置。
除了你自己手機的鑰匙去訪問,不然其他人解不開。
這點跟iMessage是一模一樣的,也跟WWDC2021所說的是一致的。
作者: macrossga (巴啦巴巴巴)   2021-07-08 17:45:00
專業推
作者: pupu (噗噗)   2021-07-08 18:21:00
作者: PlumeBlue (噗嚕)   2021-07-08 18:56:00
作者: kyleJ (資工人)   2021-07-08 18:57:00
好奇請問UWB如何確認物品的方位?是陣列天線除了可以朝指定方向發射訊號,也能偵測哪個方向的訊號最強嗎?
作者: hydra7 (hydra7  )   2021-07-08 19:21:00
專業推
作者: MiRRorX (o(〒﹏〒)o)   2021-07-08 21:18:00
專業推
作者: DRJAN (一ㄉ)   2021-07-08 21:30:00
專業推一個
作者: ww1234528 (ORION)   2021-07-08 22:11:00
作者: duckbill360 (Big_EDM_Fan)   2021-07-08 22:12:00
所以他跟5G NR有啥關係看錯 當我沒說
作者: taipoo (要成功要積極)   2021-07-08 22:46:00
無線傳輸距離跟FSPL有關,計算後就可以知道了
作者: kuomika   2021-07-08 23:31:00
有測試二個AIRTAG,一個放車上一個放身邊,車上的只有開車時才會與手機連線,車上那一顆從6/22到今天已經掉了快1/5的電量
作者: stu85010 (黑白夜衝爽哥)   2021-07-09 00:33:00
快推 不然別人
作者: zxc654033 (啦啦啦)   2021-07-09 09:42:00
作者: jameshcm (億載金城‧武)   2021-07-09 11:47:00
感謝分享AirTag的相關資訊,會再觀察後續使用情形,謝謝
作者: bosen1208 (flyflyoop)   2021-07-09 15:53:00
請問這個放車上防盜有用嗎
作者: kuomika   2021-07-09 22:49:00
如果偷車的是拿iPhone還能順便幫你定位車子在那,前提是沒有跳出有airtag跟著你移動
作者: elvin07 (elvin)   2021-07-10 01:13:00
原po的文章讓我想到這段影片,內容幾乎9成像https://youtu.be/D1OAwSx8SCQ
作者: g512004 (不會晃的納豆)   2021-07-10 19:58:00
是AK本人?

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