ISM rádiové pásmo - ISM radio band

Tyto ISM rozhlasových pásem jsou části z rádiového spektra vyhrazené na mezinárodní úrovni pro průmyslové, vědecké a lékařské (ISM) účely, kromě aplikací v oblasti telekomunikací . Příklady aplikací pro využití energie vysokofrekvenční (RF) v těchto pásmech zahrnují radiofrekvenční procesní ohřev , mikrovlnné trouby a lékařské diatermické stroje. Silné emise těchto zařízení mohou vytvářet elektromagnetické rušení a narušovat rádiovou komunikaci pomocí stejné frekvence , takže tato zařízení jsou omezena na určitá pásma frekvencí. Komunikační zařízení pracující v pásmech ISM musí obecně tolerovat jakékoli rušení generované aplikacemi ISM a uživatelé nemají žádnou regulační ochranu před provozem zařízení ISM v těchto pásmech.

Navzdory záměru původních alokací bylo v posledních letech nejrychleji rostoucím využíváním těchto pásem bezdrátové komunikační systémy s krátkým dosahem a nízkým výkonem , protože tato pásma jsou často schválena pro taková zařízení, která lze používat bez státní licence , jak by bylo jinak požadováno pro vysílače; K tomuto účelu jsou často voleny frekvence ISM, protože již musí tolerovat problémy s rušením. Bezdrátové telefony , zařízení Bluetooth, zařízení pro komunikaci na blízko (NFC), otvírače garážových vrat , dětské chůvičky a bezdrátové počítačové sítě ( Wi-Fi ) mohou všechny používat frekvence ISM, ačkoli tyto vysílače s nízkým výkonem nejsou považovány za zařízení ISM.

Definice

Pásma ISM jsou definována Radiokomunikačním řádem ITU (článek 5) v poznámkách pod čarou 5.138, 5.150 a 5.280 Radiokomunikačního řádu . Použití pásem uvedených v těchto částech v jednotlivých zemích se může lišit v důsledku odchylek v národních předpisech týkajících se rádia. Protože komunikační zařízení využívající pásma ISM musí tolerovat jakékoli rušení ze zařízení ISM, je nelicencovaným operacím obvykle povoleno používat tato pásma, protože nelicencovaný provoz obvykle musí být stejně tolerantní k rušení od jiných zařízení. Pásma ISM sdílejí alokace s nelicencovanými a licencovanými operacemi; nicméně vzhledem k vysoké pravděpodobnosti škodlivého rušení je licencované využívání pásem obvykle nízké. Ve Spojených státech se používání pásem ISM řídí částí 18 pravidel Federal Communications Commission (FCC), zatímco část 15 obsahuje pravidla pro nelicencovaná komunikační zařízení, dokonce i ta, která sdílejí frekvence ISM. V Evropě je ETSI zodpovědný za regulaci používání zařízení krátkého dosahu , z nichž některá fungují v pásmech ISM.

Přidělení frekvencí

Přidělení rádiových frekvencí je zajištěno podle článku 5 Radiokomunikačního řádu ITU (vydání 2012).

Aby se zlepšila harmonizace ve využívání spektra, byla většina přidělování služeb stanovená v tomto dokumentu začleněna do národních tabulek přidělování frekvencí a jejich využití, za což odpovídá příslušná národní správa. Alokace může být primární, sekundární, exkluzivní a sdílená.

  • primární alokace: je indikována psaním velkými písmeny (viz příklad níže)
  • sekundární alokace: je označena malými písmeny
  • výhradní nebo sdílené využití: je v odpovědnosti správních orgánů
Přidělení frekvencí ITU
Frekvenční rozsah Středová frekvence Šířka pásma Typ Dostupnost Licencovaní uživatelé
6 765 MHz 6,795 MHz 6,78 MHz 30 kHz A S výhradou místního přijetí PEVNÁ SLUŽBA a mobilní služba
13,553 MHz 13 567 MHz 13,56 MHz 14 kHz B Celosvětově PEVNÉ a mobilní služby kromě letecké mobilní služby (R)
26,957 MHz 27,283 MHz 27,12 MHz 326 kHz B Celosvětově PEVNÁ A MOBILNÍ SLUŽBA kromě letecké mobilní služby , CB Radio
40,66 MHz 40,7 MHz 40,68 MHz 40 kHz B Celosvětově Opravené, mobilní služby a satelitní průzkum Země
433,05 MHz 434,79 MHz 433,92 MHz 1,74 MHz A pouze v Regionu 1 , s výhradou místního přijetí AMATÉRSKÁ SLUŽBA A RADIOLOCAČNÍ SLUŽBA , dodatečně platí ustanovení poznámky pod čarou 5.280. Pro Austrálii viz poznámka pod čarou AU.
902 MHz 928 MHz 915 MHz 26 MHz B Pouze oblast 2 (s některými výjimkami) PEVNÝ, mobilní kromě letecké mobilní a radiolokační služby; v Regionu 2 další amatérská služba
2,4 GHz 2,5 GHz 2,45 GHz 100 MHz B Celosvětově FIXNÍ, MOBILNÍ, RADIOLOCAČNÍ, amatérská a amatérská satelitní služba
5,725 GHz 5,875 GHz 5,8 GHz 150 MHz B Celosvětově FIXNÍ SATELITNÍ , RADIOLOCAČNÍ, MOBILNÍ, amatérská a amatérská satelitní služba
24 GHz 24,25 GHz 24,125 GHz 250 MHz B Celosvětově AMATÉROVÁ, AMATÉROVÁ SATELITNÍ , RADIOLOCAČNÍ a satelitní průzkum Země (aktivní)
61 GHz 61,5 GHz 61,25 GHz 500 MHz A S výhradou místního přijetí PEVNÁ, INTERSATELITNÍ , MOBILNÍ A RADIOLOCAČNÍ SLUŽBA
122 GHz 123 GHz 122,5 GHz 1 GHz A S výhradou místního přijetí EARTH EXPLORATION-SATELLITE (pasivní), FIXED, INTER-SATELLITE, MOBILE, SPACE RESEARCH (pasivní) & amatérská služba
244 GHz 246 GHz 245 GHz 2 GHz A S výhradou místního přijetí RADIOLOCATION, RADIO ASTRONOMY , Amatérské a amatérské satelitní služby

Typ A (poznámka pod čarou 5.138) = frekvenční pásma jsou určena pro aplikace ISM . Použití těchto frekvenčních pásem pro aplikace ISM podléhá zvláštnímu povolení příslušné správy po dohodě s jinými správami, jejichž radiokomunikační služby mohou být ovlivněny. Při uplatňování tohoto ustanovení musí správní orgány náležitě zohlednit nejnovější příslušná doporučení ITU-R.

Typ B (poznámka pod čarou 5.150) = frekvenční pásma jsou také určena pro aplikace ISM. Radiokomunikační služby provozované v těchto pásmech musí akceptovat škodlivé rušení, které mohou být způsobeny těmito aplikacemi.

ITU RR, (Poznámka pod čarou 5.280) = V Německu, Rakousku, Bosně a Hercegovině, Chorvatsku, Makedonii, Lichtenštejnsku, Černé Hoře, Portugalsku, Srbsku, Slovinsku a Švýcarsku je pro aplikace ISM určeno pásmo 433,05-434,79 MHz (střední frekvence 433,92 MHz) . Rádiové komunikační služby těchto zemí provozované v tomto pásmu musí akceptovat škodlivé rušení, které mohou být způsobeny těmito aplikacemi.

Poznámka pod čarou AU = Austrálie je součástí ITU Region 3. Pásmo 433,05 až 434,79 MHz není v Austrálii určeným pásmem ISM, nicméně provoz zařízení s nízkým výkonem v rádiovém frekvenčním pásmu 433,05 až 434,79 MHz je podporován licencí třídy Radio communications pro zařízení s nízkým interferenčním potenciálem (LIPD).

Dějiny

Pásma ISM byla poprvé založena na Mezinárodní telekomunikační konferenci ITU v Atlantic City , 1947 . Americká delegace konkrétně navrhla několik pásem, včetně dnes již běžného pásma 2,4 GHz, aby se přizpůsobila tehdy rodícímu se procesu mikrovlnného ohřevu; tehdejší výroční zprávy FCC však naznačují, že před těmito prezentacemi byla provedena velká příprava.

Zpráva ze schůze výboru pro přidělování frekvencí 9. srpna 1947 obsahuje poznámku:

„Delegát USA s odkazem na svůj požadavek, aby byla pro ISM přidělena frekvence 2450 Mc/s, naznačil, že ve Spojených státech existuje a na této frekvenci pracuje diatermický stroj a elektronický vařič a že to druhé by nakonec mohlo být nainstalováno v transatlantických lodích a letadlech. Pokus o dosažení světové dohody o tomto tématu tedy měl nějaký smysl. “

Rádiové frekvence v pásmech ISM byly použity pro komunikační účely, i když u takovýchto zařízení může docházet k rušení z nekomunikačních zdrojů. Ve Spojených státech byl již v roce 1958 přidělen Citizens Band třídy D , služba části 95, na kmitočty, které jsou také přidělovány ISM. [1]

V USA FCC poprvé zpřístupnil nelicencované rozprostřené spektrum v pásmech ISM v pravidlech přijatých 9. května 1985.

Mnoho dalších zemí později vyvinulo podobné předpisy umožňující použití této technologie. Opatření FCC navrhl Michael Marcus ze zaměstnanců FCC v roce 1980 a následné regulační opatření trvalo dalších pět let. Byla to součást širšího návrhu umožňujícího civilní využití technologie rozšířeného spektra a v té době proti tomu stáli výrobci běžného zařízení a mnoho provozovatelů rádiových systémů.

Aplikace

Průmyslové, vědecké a lékařské (ISM) aplikace (rádiové energie) (krátký: aplikace ISM ) jsou - podle článku 1.15 části Mezinárodní telekomunikační Union's (ITU) ITU Radio Regulations (RR) - definována jako « Provoz zařízení nebo zařízení určená k výrobě a využívání lokálně vysokofrekvenční energie pro průmyslové, vědecké, lékařské, domácí nebo podobné účely, s výjimkou aplikací v oblasti telekomunikací . »

Původní specifikace ISM počítaly s tím, že pásma budou použita především pro nekomunikační účely, jako je vytápění. Kapely jsou pro tyto účely stále široce používány. Pro mnoho lidí je nejčastěji používaným zařízením ISM domácí mikrovlnná trouba pracující na frekvenci 2,45 GHz, která k vaření používá mikrovlnné trouby. Průmyslové vytápění je další velkou oblastí použití; jako je indukční ohřev , mikrovlnné tepelné zpracování, změkčování plastů a svařování plastů . V lékařských zařízeních používají krátkovlnné a mikrovlnné diatermické přístroje rádiové vlny v pásmech ISM k aplikaci hlubokého ohřevu těla k relaxaci a uzdravení. V poslední době hypertermická terapie využívá mikrovlny k zahřívání tkáně a zabíjí rakovinné buňky.

Jak je však podrobně popsáno níže, rostoucí přetížení rádiového spektra, rostoucí náročnost mikroelektroniky a přitažlivost nelicencovaného používání vedly v posledních desetiletích k explozi využití těchto pásem pro komunikační systémy krátkého dosahu pro bezdrátová zařízení , která jsou nyní zdaleka největším využitím těchto pásem. Někdy se jim říká použití „bez ISM“, protože nespadají pod původně předpokládané „průmyslové“, „vědecké“ a „lékařské“ oblasti použití. Jednou z největších aplikací byla bezdrátová síť ( Wi-Fi ). Protokoly bezdrátové sítě IEEE 802.11 , standardy, na nichž jsou založeny téměř všechny bezdrátové systémy, používají pásma ISM. Prakticky všechny notebooky , tablety , počítačové tiskárny a mobilní telefony mají nyní bezdrátové modemy 802.11 využívající pásma ISM 2,4 a 5,7 GHz. Bluetooth je další síťová technologie využívající pásmo 2,4 GHz, což může být vzhledem k pravděpodobnosti rušení problematické. Blízká komunikační zařízení, jako jsou bezkontaktní karty a bezkontaktní čipové karty, používají nižší frekvenční pásma 13 a 27 MHz ISM. Další zařízení krátkého dosahu využívající pásma ISM jsou: bezdrátové mikrofony , dětské chůvičky , otvírače garážových vrat , bezdrátové zvonky , systémy bezklíčového vjezdu do vozidel, rádiové řídicí kanály pro UAV (drony), bezdrátové sledovací systémy, systémy RFID pro zboží a divoká zvířata sledovací systémy.

Někteří indukční lampa vzory jsou ISM zařízení, která emise použití RF do nadchne zářivky . Sírové výbojky jsou komerčně dostupné plazmové výbojky , které pomocí magnetronu 2,45 GHz ohřívají síru na jasně zářící plazmu .

Byly navrženy a experimentovány dálkové bezdrátové napájecí systémy, které by používaly vysokovýkonné vysílače a rektafony namísto nadzemních přenosových vedení a podzemních kabelů k odesílání energie do vzdálených míst. NASA studovala přenos mikrovlnné energie na frekvenci 2,45 GHz k odesílání energie shromažďované satelity sluneční energie zpět na zem.

Také ve vesmírných aplikací, je Helicon Double Layer ion Raketa je prototypem kosmické lodi hnací motor, který využívá přenosu na 13,56 MHz rozebrat a teplo plynu do plazmy.

Běžné použití mimo ISM

V posledních letech jsou pásma ISM také sdílena s (bez ISM) bezlicenční komunikační aplikací odolnou vůči chybám, jako jsou bezdrátové senzorové sítě v pásmech 915 MHz a 2,450 GHz, stejně jako bezdrátové sítě LAN a bezdrátové telefony v pásmu 915 MHz, Pásma 2,450 GHz a 5 800 GHz. Protože je vyžadováno, aby nelicencovaná zařízení byla tolerantní k emisím ISM v těchto pásmech, uživatelé s nízkým výkonem bez oprávnění mohou obecně pracovat v těchto pásmech, aniž by uživatelům ISM způsobovali problémy. Zařízení ISM nemusí nutně obsahovat rádiový přijímač v pásmu ISM (např. Mikrovlnná trouba nemá přijímač).

Ve Spojených státech musí podle 47 CFR část 15.5 komunikační zařízení s nízkým výkonem přijímat rušení od licencovaných uživatelů daného frekvenčního pásma a zařízení podle části 15 nesmí rušit licencované uživatele. Pamatujte, že pásmo 915 MHz by nemělo být používáno v zemích mimo region 2 , s výjimkou těch, které to výslovně umožňují, jako je Austrálie a Izrael, zejména v těch, které používají pásmo GSM-900 pro mobilní telefony. Pásma ISM jsou také široce používána pro aplikace radiofrekvenční identifikace (RFID), přičemž nejčastěji používaným pásmem je pásmo 13,56 MHz používané systémy vyhovujícími normě ISO/IEC 14443, včetně pásem používaných biometrickými pasy a bezkontaktními čipovými kartami .

V Evropě se na využití pásma ISM vztahují předpisy pro zařízení krátkého dosahu vydané Evropskou komisí , založené na technických doporučeních CEPT a standardech ETSI . Ve většině Evropy je kromě PMR446 povoleno pásmo LPD433 pro hlasovou komunikaci bez licence .

Zařízení bezdrátové sítě používají vlnová pásma následujícím způsobem:


Sítě IEEE 802.15.4 , ZigBee a další osobní oblasti mohou využívat pásma ISM 915 MHz a 2450 MHz kvůli sdílení frekvencí mezi různými alokacemi.

Bezdrátové sítě LAN a bezdrátové telefony mohou také používat jiná pásma než ta, která jsou sdílená s ISM, ale taková použití vyžadují schválení v jednotlivých zemích. Telefony DECT používají přidělené spektrum mimo pásma ISM, které se liší v Evropě a Severní Americe. Extrémně širokopásmové sítě LAN vyžadují více spektra, než jaká mohou poskytovat pásma ISM, takže příslušné standardy, jako je IEEE 802.15.4a, jsou navrženy tak, aby využívaly spektrum mimo pásma ISM. Navzdory skutečnosti, že tato další pásma jsou mimo oficiální pásma ITU-R ISM, protože se používají pro stejné typy osobní komunikace s nízkým výkonem, někdy se také nesprávně označují jako pásma ISM.

Několik značek rádiového řídicího zařízení používá pásmo 2,4 GHz pro dálkové ovládání hraček s nízkým výkonem, od automobilů poháněných plynem až po miniaturní letadla.

Worldwide Digital Cordless Telecommunications nebo WDCT je technologie, která využívá rádiové spektrum 2,4 GHz .

Společnost Google Project Loon používala pro komunikaci balón-balón a balón-země pásma ISM (konkrétně pásma 2,4 a 5,8 GHz).

Podle 47 CFR, část 97, jsou některá pásma ISM používána licencovanými radioamatéry pro komunikaci - včetně amatérské televize .

Viz také

Poznámky

Reference

  1. ^ „ČLÁNEK 1 - Podmínky a definice“ (PDF) . life.itu.ch . Mezinárodní telekomunikační unie. 19. října 2009. 1.15. průmyslové, vědecké a lékařské aplikace (ISM) (radiofrekvenční energie): Provoz zařízení nebo zařízení určených k výrobě a využívání lokálně vysokofrekvenční energie pro průmyslové, vědecké, lékařské, domácí nebo podobné účely, s výjimkou aplikací v oblasti telekomunikací.
  2. ^ a b Radiokomunikační řád ITU, KAPITOLA II - Frekvence, ČLÁNEK 5 Přidělení frekvencí, oddíl IV - Tabulka přidělování frekvencí
  3. ^ ACMA (duben 1999). „Spektrum na 434 MHz pro zařízení s nízkým výkonem“ . Australský úřad pro komunikaci a média . Australský úřad pro komunikaci a média . Vyvolány 28 June je 2017 .
  4. ^ "Dokumenty mezinárodní rozhlasové konference (Atlantic City, 1947) - dok. Č. 1-100 - č. 28 RE" . p. 464.
  5. ^ Třináctá výroční zpráva FCC, 30. června 1947 (PDF) (zpráva). s. 8, 50–51. Archivováno z originálu (PDF) 21. června 2013 . Citováno 10. října 2012 .
  6. ^ "Dokumenty mezinárodní rozhlasové konference (Atlantic City, 1947) - dok. Č. 701-800 - č. 749 RE" . p. 249.
  7. ^ „Autorizace systémů s rozprostřeným spektrem podle částí 15 a 90 pravidel a předpisů FCC“ . Federální komise pro komunikaci. 18. června 1985. Archivováno z originálu (TXT) 14. března 2007 . Citováno 2007-08-31 .
  8. ^ „The Genesis of Unlicensed Wireless Policy“ . Univerzita George Masona. 4. dubna 2008. Archivováno od originálu 24. března 2008 . Citováno 2008-04-20 .
  9. ^ Radiokomunikační řád ITU, oddíl IV. Rádiové stanice a systémy - článek 1.15, definice: Průmyslové, vědecké a lékařské (ISM) aplikace (radiofrekvenční energie) / aplikace ISM
  10. ^ Eizikowitz, Grant (2018-03-05). „Proč Bluetooth stále saje?“ . Business Insider . Citováno 2018-07-15 .
  11. ^ Chakrabarti, P. (2009). Mezinárodní konference o rozvíjejících se trendech v elektronických a fotonických zařízeních a systémech (ELECTRO-2009), 22. – 24. Prosince 2009 . Macmillan Publishers Indie. ISBN 9780230328518.

externí odkazy