Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с диапазона ISM )
Перейти к навигации Перейти к поиску

В полосах ISM радио являются частями по спектру радиочастот зарезервированного на международном уровне для промышленного, научного и медицинского (ISM) цели, кроме телекоммуникаций . [1] Примеры применений для использования радиочастотной (РЧ) энергии в этих диапазонах включают радиочастотный технологический нагрев , микроволновые печи и медицинские диатермические установки. Мощные излучения этих устройств могут создавать электромагнитные помехи и нарушать радиосвязь на той же частоте., поэтому эти устройства ограничены определенными диапазонами частот. Как правило, оборудование связи, работающее в этих диапазонах, должно выдерживать любые помехи, создаваемые приложениями ISM, и пользователи не имеют нормативной защиты от работы устройства ISM.

Несмотря на намерение первоначального распределения, в последние годы наиболее быстро растущее использование этих диапазонов было для систем беспроводной связи малой дальности и малой мощности , поскольку эти диапазоны часто утверждаются для таких устройств, которые могут использоваться без государственной лицензии. как в противном случае потребовалось бы для передатчиков; Для этой цели часто выбирают частоты ISM, поскольку они уже имеют проблемы с помехами. Беспроводные телефоны , устройства Bluetooth, устройства беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC), устройства открывания гаражных ворот , радионяни и беспроводные компьютерные сети ( Wi-Fi) все могут использовать частоты ISM, хотя эти маломощные передатчики не считаются устройствами ISM.

Определение [ править ]

Полосы ISM определены Регламентом радиосвязи МСЭ (статья 5) в примечаниях 5.138, 5.150 и 5.280 Регламента радиосвязи . Использование диапазонов, указанных в этих разделах, в отдельных странах может отличаться из-за различий в национальных правилах радиосвязи. Поскольку устройства связи, использующие диапазоны ISM, должны допускать любые помехи от оборудования ISM, нелицензированные операции обычно разрешены для использования этих диапазонов, поскольку нелицензированные операции обычно должны быть устойчивыми к помехам от других устройств. Полосы ISM делят распределения с нелицензируемыми и лицензируемыми операциями; однако из-за высокой вероятности вредных помех лицензионное использование диапазонов обычно невелико. В США использование диапазонов ISM регулируется Частью 18Федеральная комиссия по связи (FCC), а часть 15 содержит правила для нелицензированных устройств связи, даже тех, которые используют частоты ISM. В Европе ETSI отвечает за регулирование использования устройств ближнего действия , некоторые из которых работают в диапазонах ISM.

Распределение частот [ править ]

Распределение радиочастот обеспечивается в соответствии со Статьей 5 Регламента радиосвязи МСЭ (издание 2012 г.). [2]

Для улучшения гармонизации использования спектра большинство распределений услуг, предусмотренных в этом документе, были включены в национальные Таблицы распределения и использования частот, за которые отвечает соответствующая национальная администрация. Распределение может быть первичным, вторичным, эксклюзивным и общим.

  • первичное размещение: указывается прописными буквами (см. пример ниже)
  • вторичное размещение: обозначается строчными буквами
  • исключительное или совместное использование: находится в сфере ответственности администраций
Пример распределения частот
Диапазон частотЦентральная частотаПропускная способностьТипДоступностьЛицензированные пользователи
6,765 МГц6,795 МГц6,78 МГц30 кГцАПри условии принятия на местном уровнеФИКСИРОВАННЫЙ СЕРВИС и Мобильный сервис
13,553 МГц13,567 МГц13,56 МГц14 кГцBМировойФИКСИРОВАННЫЕ и мобильные услуги, кроме авиационной мобильной (R) службы
26,957 МГц27,283 МГц27,12 МГц326 кГцBМировойФИКСИРОВАННАЯ И МОБИЛЬНАЯ СЛУЖБА, кроме авиационной мобильной связи , CB Radio
40,66 МГц40,7 МГц40,68 МГц40 кГцBМировойФиксированные, мобильные услуги и спутниковая служба исследования Земли
433,05 МГц434,79 МГц433,92 МГц1,74 МГцАтолько в регионе 1 , при условии принятия на местном уровнеЛЮБИТЕЛЬСКАЯ СЛУЖБА И РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СЛУЖБА , дополнительно применяются положения сноски 5.280. Для Австралии см. Сноску AU.
902 МГц928 МГц915 МГц26 МГцBТолько регион 2 (за некоторыми исключениями)ФИКСИРОВАННАЯ, мобильная, кроме авиационной мобильной и радиолокационной службы; в Районе 2 дополнительная любительская служба
2,4 ГГц2,5 ГГц2,45 ГГц100 МГцBМировойФИКСИРОВАННАЯ, МОБИЛЬНАЯ, РАДИОЛОКАЦИОННАЯ, Любительская и любительская спутниковая служба
5,725 ГГц5,875 ГГц5,8 ГГц150 МГцBМировойФИКСИРОВАННАЯ СПУТНИКОВАЯ , РАДИОЛОКАЦИОННАЯ, МОБИЛЬНАЯ, любительская и любительская спутниковая служба
24 ГГц24,25 ГГц24,125 ГГц250 МГцBМировойЛЮБИТЕЛЬСКАЯ, ЛЮБИТЕЛЬСКАЯ СПУТНИКОВАЯ , РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ служба (активная)
61 ГГц61,5 ГГц61,25 ГГц500 МГцАПри условии принятия на местном уровнеFIXED, МЕЖСПУТНИКОВАЯ , MOBILE & РАДИОЛОКАЦИОННАЯ SERVICE
122 ГГц123 ГГц122,5 ГГц1 ГГцАПри условии принятия на местном уровнеИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ - СПУТНИК (пассивный), ФИКСИРОВАННЫЙ, МЕЖСПУТНИКОВЫЙ, МОБИЛЬНЫЙ, КОСМИЧЕСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ (пассивный) и любительский сервис
244 ГГц246 ГГц245 ГГц2 ГГцАПри условии принятия на местном уровнеРАДИОЛОКАЦИОННАЯ, РАДИОАСТРОНОМИЧЕСКАЯ , Любительская и любительская спутниковая служба

Тип A (сноска 5.138) = полосы частот предназначены для приложений ISM . Использование этих полос частот для приложений ПНМ должно быть предметом специального разрешения заинтересованной администрации по согласованию с другими администрациями, службы радиосвязи которых могут быть затронуты. При применении этого положения администрации должны должным образом учитывать последние соответствующие Рекомендации МСЭ-R.

Тип B (сноска 5.150) = полосы частот также предназначены для приложений ISM. Службы радиосвязи, работающие в этих полосах частот, должны принимать вредные помехи, которые могут создаваться этими приложениями.

МСЭ RR (сноска 5.280) = В Германии, Австрии, Боснии и Герцеговине, Хорватии, Македонии, Лихтенштейне, Черногории, Португалии, Сербии, Словении и Швейцарии полоса 433,05–434,79 МГц (центральная частота 433,92 МГц) предназначена для приложений ISM. . Службы радиосвязи этих стран, работающие в этом диапазоне, должны принимать вредные помехи, которые могут быть вызваны этими приложениями.

Footnote AU = Австралия является частью Региона 3 МСЭ. Полоса 433,05–434,79 МГц не является выделенной полосой ISM в Австралии, однако работа маломощных устройств в диапазоне радиочастот 433,05–434,79 МГц поддерживается посредством лицензии класса радиосвязи для устройства с низким потенциалом помех (LIPD). [3]

Дополнительная информация: приложения ISM

История [ править ]

В ISM группа впервые были установлена на Международной телекоммуникационной конференции МСЭ в Атлантике - Сити , 1947 . Американская делегация специально предложила несколько диапазонов, в том числе уже ставший обычным диапазон 2,4 ГГц, чтобы приспособиться к зарождающемуся тогда процессу микроволнового нагрева; [4] однако годовые отчеты FCC того времени предполагают, что перед этими презентациями была проведена большая подготовка. [5]

Отчет о заседании комитета по распределению частот 9 августа 1947 г. [6] включает замечание:

"Делегат Соединенных Штатов, сославшись на свой запрос о выделении частоты 2450 Мс / с для ISM, указал, что в Соединенных Штатах существует и работает на этой частоте диатермический аппарат и электронная плита, и что последние могут в конечном итоге быть установлены на трансатлантических кораблях и самолетах. Поэтому есть смысл пытаться достичь мирового соглашения по этому вопросу ».

Радиочастоты в диапазонах ISM использовались для целей связи, хотя такие устройства могут испытывать помехи от источников, не связанных с коммуникацией. В Соединенных Штатах еще в 1958 году Citizens Band класса D , услуга Part 95, была выделена частотам, которые также распределены для ISM. [1]

В США FCC впервые сделала доступным нелицензированный расширенный спектр в диапазонах ISM в правилах, принятых 9 мая 1985 г. [7]

Позже многие другие страны разработали аналогичные правила, позволяющие использовать эту технологию. [ необходима цитата ] Действие FCC было предложено Майклом Маркусом из персонала FCC в 1980 году, и последующие регулирующие меры заняли еще пять лет. Это было частью более широкого предложения, разрешающего использование технологии расширенного спектра в гражданских целях, и в то время против него выступали производители основного оборудования и многие операторы радиосистем. [8]

Приложения [ править ]

Промышленное, научное и медицинское (ISM) применение (радиочастотной энергии) (короткие: ISM приложений ) являются - в соответствии со статьей 1.15 в Международной электросвязи Union's (МСЭ) МСЭ Регламент радиосвязи (РР) [9] - определяется как « Эксплуатация оборудования или приборов, предназначенных для выработки и использования радиочастотной энергии на местном уровне в промышленных, научных, медицинских, бытовых или аналогичных целях, за исключением приложений в области телекоммуникаций ».

Первоначальные спецификации ISM предполагали, что полосы будут использоваться в основном для целей, не связанных с коммуникацией, таких как обогрев. Ленты до сих пор широко используются для этих целей. Для многих наиболее часто встречающееся устройство ISM - это домашняя микроволновая печь, работающая на частоте 2,45 ГГц, которая использует микроволны для приготовления пищи. Промышленное отопление - еще одна большая область применения; такие как индукционный нагрев , микроволновая термообработка, размягчение пластика и процессы сварки пластмасс . В медицинских учреждениях коротковолновые и микроволновые установки для диатермии используют радиоволны в ISM-диапазонах для глубокого нагрева тела для расслабления и исцеления. Совсем недавно гипертермическая терапия использует микроволны для нагрева ткани, чтобы убить раковые клетки.

Однако, как подробно описано ниже, увеличивающаяся перегрузка радиочастотного спектра, усложнение микроэлектроники и привлечение нелицензионного использования в последние десятилетия привели к взрывному росту использования этих диапазонов в системах связи малого радиуса действия для беспроводных устройств , которые в настоящее время наиболее широко используются эти группы. Их иногда называют «не ISM» применениями, поскольку они не подпадают под изначально предполагаемые «промышленные», «научные» и «медицинские» области применения. Одним из крупнейших приложений были беспроводные сети ( Wi-Fi ). Протоколы беспроводной сети IEEE 802.11 , стандарты, на которых основаны почти все беспроводные системы, используют диапазоны ISM.Практически всеноутбуки , планшетные компьютеры , компьютерные принтеры и мобильные телефоны теперь оснащены беспроводными модемами 802.11, использующими диапазоны ISM 2,4 и 5,7 ГГц. Bluetooth - это еще одна сетевая технология, использующая диапазон 2,4 ГГц, что может быть проблематичным с учетом вероятности помех. [10] Устройства беспроводной связи ближнего действия, такие как бесконтактные карты и смарт-карты, используют более низкие частоты 13 и 27 МГц ISM-диапазонов. Другие устройства малого радиуса действия, использующие диапазоны ISM: беспроводные микрофоны , радионяни , устройства открывания гаражных ворот , беспроводныедверные звонки , системы бесключевого доступа для транспортных средств, каналы радиоуправления для БПЛА (дронов), беспроводные системы наблюдения, системы RFID для товаров и системы слежения за дикими животными .

Некоторые конструкции безэлектродных ламп представляют собой устройства ISM, которые используют радиочастотное излучение для возбуждения люминесцентных ламп . Серные лампы - это коммерчески доступные плазменные лампы , в которых используется магнетрон с частотой 2,45 ГГц для нагрева серы до ярко светящейся плазмы .

Дальние беспроводные энергетические системы были предложены и экспериментировали с которым будут использовать передатчики большой мощности и rectennas , вместо воздушных линий электропередачи и подземных кабелей , для отправки мощности в удаленные места. НАСА изучило использование микроволновой передачи энергии на частоте 2,45 ГГц для отправки энергии, собранной солнечными спутниками, обратно на землю.

Также в космических приложениях двухслойный ионный двигатель Helicon представляет собой прототип силового двигателя космического корабля, в котором используется передача 13,56 МГц для разложения и нагрева газа в плазму.

Распространенное использование не в ISM [ править ]

В последние годы диапазоны ISM также использовались (не связанными с ISM) безлицензионными, устойчивыми к ошибкам приложениями связи, такими как беспроводные сенсорные сети в диапазонах 915 МГц и 2,450 ГГц, а также беспроводные локальные сети и беспроводные телефоны в диапазонах 915 МГц, Полосы 2,450 ГГц и 5,800 ГГц. Поскольку нелицензированные устройства должны быть устойчивыми к излучению ISM в этих диапазонах, нелицензированные пользователи с низким энергопотреблением обычно могут работать в этих диапазонах, не создавая проблем для пользователей ISM. Оборудование ISM не обязательно включает радиоприемник в диапазоне ISM (например, микроволновая печь не имеет приемника).

В Соединенных Штатах, согласно 47 CFR Part 15.5, маломощные устройства связи должны принимать помехи от лицензированных пользователей этой полосы частот, а устройство Part 15 не должно создавать помех для лицензированных пользователей. Обратите внимание, что полоса 915 МГц не должна использоваться в странах за пределами Региона 2 , за исключением тех, которые специально разрешают это, таких как Австралия и Израиль, особенно в тех, которые используют полосу GSM-900 для мобильных телефонов. Полосы ISM также широко используются для приложений радиочастотной идентификации (RFID), причем наиболее часто используемым диапазоном является полоса 13,56 МГц, используемая системами, соответствующими ISO / IEC 14443, включая те, которые используются в биометрических паспортах и бесконтактных смарт-картах..

В Европе использование диапазона ISM регулируется правилами для устройств ближнего действия, выпущенными Европейской комиссией , на основе технических рекомендаций CEPT и стандартов ETSI . В большинстве стран Европы полоса LPD433 разрешена для голосовой связи без лицензии в дополнение к PMR446 .

Беспроводные сетевые устройства используют следующие диапазоны волн:

  • IEEE 802.11 / Wi-Fi диапазоны 2450 МГц и 5800 МГц
  • Диапазон Bluetooth 2450 МГц [11] [ необходима ссылка ] подпадает под WPAN


IEEE 802.15.4 , ZigBee и другие персональные сети могут использовать диапазоны ISM 915 МГц и 2450 МГц из-за разделения частот между различными распределениями.

Беспроводные локальные сети и беспроводные телефоны также могут использовать диапазоны, отличные от тех, которые используются в ISM, но для такого использования требуется разрешение для каждой страны. Телефоны DECT используют выделенный спектр вне диапазонов ISM, которые различаются в Европе и Северной Америке. Для сверхширокополосных локальных сетей требуется больший спектр, чем могут предоставить диапазоны ISM, поэтому соответствующие стандарты, такие как IEEE 802.15.4a , предназначены для использования спектра за пределами диапазонов ISM. Несмотря на то, что эти дополнительные полосы находятся за пределами официальных диапазонов ISM МСЭ-R, поскольку они используются для тех же типов маломощной персональной связи, их иногда также неправильно называют диапазонами ISM.

Несколько марок оборудования для радиоуправления используют диапазон 2,4 ГГц для маломощного дистанционного управления игрушками, от автомобилей с бензиновым двигателем до миниатюрных самолетов.

Worldwide Digital Cordless Telecommunications или WDCT - это технология, использующая радиочастотный спектр 2,4 ГГц .

Project Loon от Google использует диапазоны ISM (в частности, диапазоны 2,4 и 5,8 ГГц) для связи между воздушными шарами и воздушными шарами с землей.

В соответствии с 47 CFR Part 97 некоторые диапазоны ISM используются лицензированными радиолюбителями для связи, включая любительское телевидение .

См. Также [ править ]

  • Приложения ISM
  • Распределение частот
  • Фиксированная беспроводная связь
  • Электромагнитные помехи на частоте 2,4 ГГц

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «СТАТЬЯ 1 - Термины и определения» (PDF) . life.itu.ch . Международный союз электросвязи. 19 октября 2009 г. 1.15. промышленные, научные и медицинские (ISM) приложения (радиочастотной энергии): эксплуатация оборудования или приборов, предназначенных для выработки и использования на местном уровне радиочастотной энергии для промышленных, научных, медицинских, бытовых или аналогичных целей, за исключением приложений в области телекоммуникаций.
  2. ^ Регламент радиосвязи МСЭ, ГЛАВА II - Частоты, СТАТЬЯ 5 Распределение частот, Раздел IV - Таблица распределения частот
  3. ^ АСМ (апрель 1999). «Спектр 434 МГц для маломощных устройств» . Австралийское управление по коммуникациям и СМИ . Австралийское управление по коммуникациям и СМИ . Проверено 28 июня 2017 года .
  4. ^ "Документы Международной радиоконференции (Атлантик-Сити, 1947) - Док. № 1-100 - № 28 RE" . п. 464.
  5. ^ Тринадцатый годовой отчет Федеральной комиссии по связи, 30 июня 1947 г. (PDF) (Отчет). С. 8, 50–51. Архивировано из оригинального (PDF) 21 июня 2013 года . Проверено 10 октября 2012 года .
  6. ^ "Документы Международной радиоконференции (Атлантик-Сити, 1947) - Док. № 701-800 - № 749 RE" . п. 249.
  7. ^ «Разрешение систем с расширенным спектром в соответствии с частями 15 и 90 Правил и положений FCC» . Федеральная комиссия связи. 18 июня 1985 г. Архивировано 14 марта 2007 г. из оригинала (TXT) . Проверено 31 августа 2007 .
  8. ^ «Генезис нелицензированной политики беспроводной связи» . Университет Джорджа Мейсона. 4 апреля 2008 года в архив с оригинала на 24 марта 2008 года . Проверено 20 апреля 2008 .
  9. ^ Регламент радиосвязи МСЭ, Раздел IV. Радиостанции и системы - Статья 1.15, определение: Промышленные, научные и медицинские (ISM) приложения (радиочастотной энергии) / ISM приложения
  10. ^ Эйзиковиц, Грант (2018-03-05). "Почему Bluetooth все еще отстой?" . Business Insider . Проверено 15 июля 2018 .
  11. ^ Чакрабарти, P. (2009). Международная конференция по новым тенденциям в электронных и фотонных устройств и систем (ЭЛЕКТРО-2009), 22-24 декабря, 2009 . Macmillan Publishers India. ISBN 9780230328518.

Внешние ссылки [ править ]

  • Частоты беспроводных телефонов
  • Страница МСЭ с определениями диапазонов ISM
  • Страница МСЭ по Регламенту радиосвязи
  • Информационная система частот Европейского управления радиосвязи
  • В США CFR 07 / 47cfr18 07.html Title 47 Part 18 описывает регулирование диапазонов ISM. [1] содержит некоторые правила для устройств беспроводной локальной сети, работающих в трех диапазонах связи с низким энергопотреблением, Часть 15.