Spark Microsystems presenta transceptores UWB para IoT de ultra‑bajo consumo y baja latencia

Mientras que la banda ultra‑ancha (UWB) se ha comercializado tradicionalmente para rangos precisos, la empresa de Montreal Spark Microsystems ha reimaginado la tecnología para alimentar sensores IoT sin batería con latencia y consumo ultra‑bajos.

La compañía anunció la serie SR1000, un par de transceptores UWB de bajo consumo que pueden entregar 1 kB de datos en solo 50 µs —más de diez veces más rápido que Bluetooth Low Energy (BLE) y con un coste energético 40× menor operando a 1 Mbps. Con un rendimiento pico de 10 Mbps, el SR1000 es adecuado para aplicaciones hambrientas de ancho de banda como streaming de video y audio de alta fidelidad.

Estos chips abren la puerta a soluciones inalámbricas que hoy requerirían cables para cumplir estrictos presupuestos de latencia y potencia. Periféricos gaming, headsets AR/VR, hubs de hogares inteligentes y sensores sin batería se benefician de la combinación de bajo consumo, retardo corto y altas tasas de datos.

A diferencia de otros protocolos que saturan las bandas licenciadas de 2,4 GHz o 5 GHz, el SR1000 opera en el espectro no licenciado de 3,1 GHz‑10,6 GHz. Al dispersar la energía en una banda ancha a baja densidad (–41,3 dBm/MHz), el enfoque UWB minimiza interferencias y mejora la coexistencia con dispositivos Wi‑Fi, Bluetooth y Zigbee.

Transmisiones de pulso corto, no ondas portadoras

El cofundador y CTO Frederic Nabki explica que las radios convencionales dependen de frecuencias portadoras moduladas que exigen circuitos de arranque complejos y consumen potencia significativa. El diseño de Spark reemplaza la portadora con pulsos de 2 nanosegundos —así el transmisor y receptor pueden activarse y desactivarse en microsegundos, eliminando largos tiempos de calentamiento y reduciendo latencia.

Los pulsos cortos exigen un ancho de banda muy amplio, pero también permiten al sistema operar con un cristal de cuarzo de 32 kHz de bajo consumo, similar a los de relojes de pulsera. Esta elección reduce el consumo a nivel de transceptor y de sistema.

Nabki señala que el verdadero reto fue sincronizar transmisor y receptor en ciclos de 50 µs. Aprovechando un cristal de bajo consumo y lógica de temporización personalizada, Spark logró sincronización precisa sin depender pesadamente de la estabilización de la portadora.

La coexistencia es otra ventaja clave. Las emisiones del SR1000 son aproximadamente 1.000× menores que Wi‑Fi y 100× menores que Bluetooth, por lo que otras radios lo perciben como ruido de fondo en lugar de interferencia. Spark también ha desarrollado técnicas propietarias de rechazo para proteger contra interferencias de banda estrecha de Wi‑Fi 6 y señales celulares.

Actualmente, la serie SR1000 consta de dos variantes pin‑a‑pin idénticas: la SR1010 para la banda 3,1 GHz‑6 GHz y la SR1020 para 6 GHz‑9,5 GHz. Ambas soportan ranging, posicionamiento y enlaces de datos de baja latencia. Están disponibles placas de evaluación y diseños de referencia para acelerar el prototipado.

Más allá del ranging: transferencia de datos ultra‑bajo consumo

Nabki destaca que, aunque UWB se asocia a menudo con posicionamiento, la verdadera promesa reside en la comunicación de datos. El SR1000 puede transmitir a pocos microwatios mientras entrega 10 Mbps, ideal para sensado continuo sin batería.

El CEO Fares Mubarak enfatiza las ganancias de potencia y latencia: "Somos 40× más bajos en potencia que BLE, 20× más bajos que Bluetooth 5.2, y 60× más bajos en latencia. Nuestro tiempo de aire de 50 µs para 1 kB supera cualquier estándar existente". También señala que la precisión de time‑of‑flight de UWB puede alcanzar 30 cm a muy bajo consumo, con un chip de segunda generación que se espera lleve eso a 10 cm.

Las aplicaciones potenciales abarcan gaming, donde la latencia sub‑milisegundo mejora la capacidad de respuesta; audio, donde la latencia sub‑5 ms entrega sonido sin compresión; hogares inteligentes, donde sensores de movimiento y puerta sin batería reducen mantenimiento; y automoción, donde sistemas de presión de neumáticos y llaveros de larga vida pueden realizarse.

A medida que crece la adopción de UWB —impulsada por Decawave, NXP y el chip U1 de Apple— el enfoque de Spark ofrece una alternativa marcadamente de menor consumo y mayor ancho de banda que podría establecer un nuevo estándar para redes de área personal y corporal.