U1: Das steckt hinter dem neuen Chip von Apple

Etwas Seltsames ist auf der vergangenen iPhone-Keynote passiert: die Prozessoren und andere Chips erhalten auf der Bühne in Cupertino immer mehr Sendeplatz, einen komplett neuen U1-Chip hatte man regelrecht auf der Seite mit technischen Spezifikationen des iPhones versteckt. Apple erklärt dort, der neue Chip würde bei Airdrop aushelfen und die richtigen Datenempfänger schneller identifizieren, sobald der Absender mit dem iPhone in die Richtung weist. Doch einen ganzen Chip für eine recht exotische Funktion einbauen?

Hinter der Bezeichnung U1 steht ein Ultraweitband-Chip , der in den WLAN-Frequenzen und höher sendet (3 bis 10 GHz). Seine Reichweite beträgt nur wenige Dutzend Meter (10-50 m), dafür erlaubt die Technologie die Datenübertragungsraten von 480 – 1320 Mbit/s. Die Bundesnetzagentur hat deswegen in einer Pressemitteilung wegen der Zulassung der UWB-Technologie mögliche Anwendungsfelder aufgezählt: Übertragung großer Datenmengen auf kurzen Strecken, Versorgung mit Netz bzw. mit Daten im Innenraum eines Fahrzeugs, medizinische Anwendungen, in der Messtechnik, in der Ortungs- und Überwachungstechnik. Auch Anwendungen im Bereich Augmented Reality sind denkbar, erlaubt doch der Chip eine genaue Ortung der Geräte mit den gleichen Chips. Apple beantwortet unsere Frage, ob man U1 auch für die eigenen AR-Apps einsetze abschlägig. Apple konzentriert sich auf die relative Ortung der Geräte in Gebäuden, die neuen Chips erlauben eine Genauigkeit von wenigen Zentimetern, alle anderen Technologien dagegen kommen eher auf auf den Meter hin. Tatsächlich gibt es dazu ein veröffentlichtes Patent von Apple, das genau diese Vorgehensweise beschreibt: Mithilfe einer drahtlosen Technologie wird eine genaue Positionierung im Raum festgestellt. Apple patentiert die Anwendung für seine Desktop-Rechner, Notebooks, iPhone, iPad, Apple Watch. Die Anwendung in Airpods ist aber nicht ausgeschlossen. Wir haben zudem mit dem Hersteller von UWB-Chips Nanotron Technologies GmbH aus Berlin gesprochen, Thomas Förste, VP Marketing und Products hat auf unsere Fragen zu der Thematik geantwortet:

Macwelt: Was sind UWB-Chips genau?

Thomas Förste: UWB Chips sind integrierte elektronische Sende-Empfänger (Transceiver), die Laufzeitmessungen von Funksignalen erlauben. Der Chip sendet ein Signal an einen gleichartigen Chip. Funksignale breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Die Laufzeit des Signals – die Zeit zwischen Absenden und Empfangen – erlaubt es, die Distanz zu errechnen. Aus Distanzen können dann auch Positionen und Richtungen bestimmt werden. UWB-Chips sind dabei bis auf wenige Zentimeter genau.

Macwelt: Warum überhaupt eine neue Technologie, wenn es schon Bluetooth, Wi-Fi, mobiles Netz gibt?

Thomas Förste: Die Genauigkeit der genannten existierenden Technologien liegt bei einem bis mehreren Metern. Das ist für Anwendungen im täglichen Leben häufig zu ungenau. Bei Airdrop müssen direkt nebeneinander stehende Personen unterschieden werden können. Sonst erhält der oder die Falsche die verschickten Daten.

Macwelt: Welche Vorteile oder Nachteile bietet die Technologie?

Thomas Förste: UWB bietet die sehr genaue Bestimmung von Abständen und Positionen. Eine zusätzliche Technologie (Chip) kostet natürlich Geld und verbraucht Strom. Andere Nachteile gibt es nicht.

Macwelt: Welche Einsatzbereiche sind generell möglich?

Thomas Förste: Identifizieren, Suchen und Finden von Personen und Objekten. Dazu sind die von Apple nicht angekündigten Tags („Tiles“) als Markierung erforderlich. Tags enthalten den gleichen UWB-Chip wie das Smartphone.

Macwelt: Welche Einsatzbereiche können Sie sich für ein Smartphone vorstellen?

Thomas Förste: Neben den von Apple bereits skizzierten Anwendungen im Wohnumfeld („GPS in your living room“) sind Anwendungen im öffentlichen Bereich denkbar. Über die Zentimeter-genaue Ortsbestimmung könnte z. B. ein ganz spezielles Produkt in einem Laden gefunden werden. Auch die Verwendung von UWB als sicherer Zutrittsmechanismus – die Person ist berechtigt und sie befindet sich genau jetzt am Eingang – ist denkbar. Darüber ist sicheres Bezahlen eine wichtige Anwendung.

Macwelt: Ist das iPhone 11 das erste Produkt für Endnutzer mit einem UWB-Chip oder gibt es weitere Geräte damit?

Thomas Förste: Sowohl Apple als auch die anderen Telefonanbieter werden weitere Geräte mit UWB-Chips herausbringen.

Nach unseren Recherchen hat Samsung in seinem Samsung Galaxy S10 Plus einen vergleichbaren Chip eingebaut.