ISM -radiotaajuus - ISM radio band

Tämä artikkeli käsittelee ISM -radiotaajuuksia. Sitä ei pidä sekoittaa lyhyen kantaman laitteisiin .

ISM radiotaajuuksia ovat osia on radiotaajuuksien varattu kansainvälisesti teollisuuden, tieteen ja lääketieteen (ISM) varten, lukuun ottamatta sovelluksia tietoliikenteen . Esimerkkejä sovelluksista radiotaajuisen (RF) energian käyttämiseksi näillä kaistoilla ovat radiotaajuinen prosessilämmitys , mikroaaltouunit ja lääketieteelliset diatermiakoneet . Näiden laitteiden voimakkaat päästöt voivat aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä ja häiritä radioviestintää samalla taajuudella, joten nämä laitteet on rajoitettu tietyille taajuuskaistoille. Yleensä ISM -kaistoilla toimivien viestintälaitteiden on sietettävä kaikki ISM -sovellusten aiheuttamat häiriöt, eikä käyttäjillä ole viranomaissuojaa ISM -laitteen toiminnalta näillä kaistoilla.

Huolimatta alkuperäisten allokointien tarkoituksesta, viime vuosina näiden kaistojen nopeimmin kasvanut käyttö on ollut lyhyen kantaman pienitehoisia langattomia viestintäjärjestelmiä , koska nämä kaistat on usein hyväksytty sellaisille laitteille, joita voidaan käyttää ilman valtion lupaa , kuten muutoin lähettimiltä vaadittaisiin; ISM -taajuudet valitaan usein tähän tarkoitukseen, koska niiden on jo siedettävä häiriöongelmat. Langattomat puhelimet , Bluetooth -laitteiden, Near Field Communication (NFC) -laitteet, autotalleja , itkuhälyttimet ja langattomat tietoverkoista ( Wi-Fi ) voivat kaikki käyttää ISM taajuuksia, vaikka nämä pienitehoisia lähettimiä ei pidetä ISM laitteisiin.

Määritelmä

ISM-kaistojen on määritelty ITU: (tuote 5) alaviitteessä 5,138, 5,150, ja 5,280 ja radio-ohjesäännön . Näissä kohdissa määriteltyjen taajuuksien käyttö yksittäisissä maissa voi vaihdella kansallisten radiomääräysten erojen vuoksi. Koska ISM -kaistoja käyttävien viestintälaitteiden on sietettävä kaikki ISM -laitteiden aiheuttamat häiriöt, lisensoimattomat toiminnot saavat tyypillisesti käyttää näitä kaistoja, koska lisensoimattoman toiminnan on tyypillisesti siedettävä muiden laitteiden aiheuttamia häiriöitä. ISM -kaistat jakavat allokointeja lisensoimattomien ja lisensoitujen toimintojen kanssa; kuitenkin, koska haitallisten häiriöiden todennäköisyys on suuri, kaistojen lisensoitu käyttö on tyypillisesti vähäistä. Yhdysvalloissa, käytöt ISM kaistojen säännellään Osa 18 on Federal Communications Commission (FCC) sääntöjen taas osassa 15 sisältää säännöt lisensoimattomia viestintälaitteita, jopa ne, jotka osake ISM taajuuksia. Euroopassa ETSI vastaa lyhyen kantaman laitteiden käytön sääntelystä , joista osa toimii ISM -kaistoilla.

Taajuusvaraukset

Radiotaajuuksien jakaminen tapahtuu ITU: n radiosääntöjen (painos 2012) 5 artiklan mukaisesti.

Taajuuksien käytön yhdenmukaistamisen parantamiseksi suurin osa tässä asiakirjassa määritellyistä palveluiden allokoinneista sisällytettiin kansallisiin taajuusjako- ja käyttötaulukoihin, mikä on asianomaisen kansallisen hallinnon vastuulla. Kohdistus voi olla ensisijainen, toissijainen, yksinomainen ja jaettu.

  • ensisijainen kohdistus: ilmoitetaan kirjoittamalla isoilla kirjaimilla (katso esimerkki alla)
  • toissijainen varaus: on merkitty pienillä kirjaimilla
  • yksinomainen tai jaettu käyttö: on hallintojen vastuulla
ITU -taajuusvaraukset
Taajuusalue Keskitaajuus Kaistanleveys Tyyppi Saatavuus Lisensoidut käyttäjät
6,765 MHz 6,795 MHz 6,78 MHz 30 kHz A Paikallinen hyväksyntä KIINTEÄ PALVELU & Mobiilipalvelu
13,553 MHz 13,567 MHz 13,56 MHz 14 kHz B Maailmanlaajuinen KIINTEÄT JA Mobiilipalvelut paitsi Aeronautical Mobile (R) -palvelu
26,957 MHz 27,283 MHz 27,12 MHz 326 kHz B Maailmanlaajuinen KIINTEÄ JA MOBIILIPALVELU lukuun ottamatta ilmailupalvelua , CB -radiota
40,66 MHz 40,7 MHz 40,68 MHz 40 kHz B Maailmanlaajuinen Kiinteät, mobiilipalvelut ja maapallon etsintäsatelliittipalvelu
433,05 MHz 434,79 MHz 433,92 MHz Taajuus 1,74 MHz A vain alueella 1 , jos paikallinen hyväksyntä AMATURIPALVELU JA SÄTEILYPALVELU , sovelletaan lisäksi alaviitteen 5.280 määräyksiä. Katso Australia, alaviite AU.
902 MHz 928 MHz 915 MHz 26 MHz B Vain alue 2 (joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta) KIINTEÄ, Matkapuhelin, lukuun ottamatta ilmailumobiilia ja Radiolocation -palvelu; alueella 2 ylimääräistä amatööripalvelua
2,4 GHz 2,5 GHz 2,45 GHz 100 MHz B Maailmanlaajuinen KIINTEÄ, MOBILE, RADIOLOCATION, amatööri- ja amatööri-satelliittipalvelu
5,725 GHz 5,875 GHz 5,8 GHz 150 MHz B Maailmanlaajuinen KIINTEÄ SATELLIITTI , RADIOLOKAATIO, MOBILE, Amatööri- ja amatööri-satelliittipalvelu
24 GHz 24,25 GHz 24,125 GHz 250 MHz B Maailmanlaajuinen AMATEUR, AMATEUR-SATELLITE , RADIOLOCATION & Earth exploration-satelliittipalvelu (aktiivinen)
61 GHz 61,5 GHz 61,25 GHz 500 MHz A Paikallinen hyväksyntä KIINTEÄ, SATELLIITTI- , MOBILE- JA RADIOLOCATION-PALVELU
122 GHz 123 GHz 122,5 GHz 1 GHz A Paikallinen hyväksyntä MAAN TUTKIMUS -SATELLIITTI (passiivinen), KIINTEÄ, SATELLIITIN VÄLINEN, MOBILE, TILATUTKIMUS (passiivinen) ja amatööripalvelu
244 GHz 246 GHz 245 GHz 2 GHz A Paikallinen hyväksyntä Radiopaikannus radioastronomia , Amateur & Amateur satelliittiliikenteen

Tyyppi A (alaviite 5.138) = taajuuskaistat on tarkoitettu ISM -sovelluksiin . Näiden taajuuskaistojen käyttö ISM -sovelluksissa edellyttää asianomaisen hallinnon erityislupaa muiden viranomaisten suostumuksella, joiden radioviestintäpalveluihin tämä saattaa vaikuttaa. Tätä säännöstä sovellettaessa hallintojen on otettava asianmukaisesti huomioon uusimmat asiaankuuluvat ITU-R-suositukset.

Tyyppi B (alaviite 5.150) = taajuuskaistat on tarkoitettu myös ISM -sovelluksiin. Näillä taajuuksilla toimivien radioviestintäpalvelujen on hyväksyttävä haitalliset häiriöt, joita nämä sovellukset voivat aiheuttaa.

ITU RR, (alaviite 5.280) = Saksassa, Itävallassa, Bosnia ja Hertsegovinassa, Kroatiassa, Makedoniassa, Liechtensteinissa, Montenegrossa, Portugalissa, Serbiassa, Sloveniassa ja Sveitsissä kaista 433,05-434,49 MHz (keskitaajuus 433,92 MHz) on tarkoitettu ISM-sovelluksiin . Näiden maiden radioviestintäpalvelujen, jotka toimivat tällä kaistalla, on hyväksyttävä haitalliset häiriöt, joita nämä sovellukset voivat aiheuttaa.

Alaviite AU = Australia on osa ITU -aluetta 3. Kaista 433,05 - 434,79 MHz ei ole nimetty ISM -kaista Australiassa, mutta pienitehoisten laitteiden toimintaa radiotaajuuskaistalla 433,05 - 434,79 MHz tuetaan radioviestintäluokan lisenssillä. matalan häiriöpotentiaalin laitteet (LIPD).

Lisätietoja: ISM -sovellukset

Historia

ISM bändit olivat ensin perustettiin Kansainvälinen televiestintäliitto konferenssin ITU vuonna Atlantic City , 1947 . Amerikan valtuuskunta ehdotti nimenomaan useita taajuuksia, mukaan lukien nykyään yleinen 2,4 GHz: n kaista, jotta ne mukautuisivat silloin syntyvään mikroaaltokuumennusprosessiin; FCC: n tuon ajan vuosikertomukset viittaavat kuitenkin siihen, että paljon valmisteluja tehtiin ennen näitä esityksiä.

Taajuusjako -komitean 9. elokuuta 1947 pidetyn kokouksen raportti sisältää seuraavan huomautuksen:

"Yhdysvaltain edustaja viittasi pyyntöönsä, että taajuus 2450 Mc/s varataan ISM: lle, ilmoitti, että Yhdysvalloissa on olemassa, ja työskentelee tällä taajuudella diatermikoneella ja elektronisella liesillä ja että jälkimmäinen saatetaan lopulta asentaa transatlanttisiin aluksiin ja lentokoneisiin. Siksi oli jonkin verran järkeä yrittää päästä maailmanlaajuiseen sopimukseen tästä aiheesta. "

ISM-kaistojen radiotaajuuksia on käytetty kommunikaatiotarkoituksiin, vaikka tällaiset laitteet voivat kokea häiriöitä ei-viestintälähteistä. Yhdysvalloissa jo vuonna 1958 luokan D Citizens Band , osa 95, palvelu oli allokoitu taajuuksille, jotka on varattu myös ISM: lle. [1]

Yhdysvalloissa FCC asetti ensimmäisen kerran lisensoimattoman hajaspektrin saataville ISM -kaistoille 9. toukokuuta 1985 hyväksytyissä säännöissä.

Monet muut maat ovat myöhemmin kehittäneet vastaavia määräyksiä, jotka mahdollistavat tämän tekniikan käytön. FCC: n toimintaa ehdotti Michael Marcus FCC: n henkilöstöstä vuonna 1980 ja sitä seuranneet sääntelytoimenpiteet kesti vielä viisi vuotta. Se oli osa laajempaa ehdotusta hajaspektritekniikan siviilikäytön sallimiseksi, ja sitä vastustivat tuolloin yleiset laitevalmistajat ja monet radiojärjestelmäoperaattorit.

Sovellukset

Teolliset, tieteelliset ja lääketieteelliset (ISM) sovellukset (radiotaajuusenergiaa) (lyhyt: ISM -sovellukset ) - määritellään Kansainvälisen televiestintäliiton (ITU) ITU -radiomääräysten (RR) artiklan 1.15 mukaan - " Laitteiden käyttö tai laitteet, jotka on suunniteltu tuottamaan ja käyttämään paikallisesti radiotaajuusenergiaa teollisiin, tieteellisiin, lääketieteellisiin, kotitalous- tai vastaaviin tarkoituksiin, lukuun ottamatta sovelluksia televiestinnän alalla . »

Alkuperäisten ISM -määritysten mukaan kaistoja käytettäisiin pääasiassa ei -viestintätarkoituksiin, kuten lämmitykseen. Bändejä käytetään edelleen laajalti näihin tarkoituksiin. Monille useimmin ISM-laite on koti mikroaaltouunissa toimivat 2,45 GHz: n, joka käyttää mikroaaltoja kokata ruokaa. Teollinen lämmitys on toinen suuri käyttöalue; kuten induktiolämmitys , mikroaaltokäsittely, muovin pehmennys ja muovihitsaus . Lääketieteellisessä asetukset shortwave ja mikroaaltouuni diathermy koneessa käytetään radioaaltoja ISM bändit soveltaa syvä lämmityksen kehon rentoutumiseen ja paranemista. Viime aikoina hypertermiahoito käyttää mikroaaltoja kuumentamaan kudosta tappaakseen syöpäsoluja.

Kuitenkin, kuten on esitetty yksityiskohtaisesti alla, lisääntyvä ruuhkautuminen radiotaajuuksien, yhä monimutkaisempia ja mikroelektroniikan , ja vetovoima luvattoman käytön, on viime vuosikymmenten aikana johti räjähdys käytöt näiden vyöhykkeiden lyhyen kantaman viestinnän järjestelmiä langattomien laitteiden , joka ovat nyt ylivoimaisesti näiden bändien suurimmat käyttötarkoitukset. Näitä kutsutaan joskus "ei -ISM ​​-käyttöiksi", koska ne eivät kuulu alun perin suunniteltuihin "teollisiin", "tieteellisiin" ja "lääketieteellisiin" käyttöalueisiin. Yksi suurimmista sovelluksista on ollut langaton verkko ( Wi-Fi ). IEEE 802.11 langaton verkko protokollia, standardit johon lähes kaikki langattomat järjestelmät perustuvat, käyttää ISM-kaistojen. Lähes kaikissa kannettavissa tietokoneissa , tablet -tietokoneissa , tietokoneiden tulostimissa ja matkapuhelimissa on nyt langattomat 802.11 -modeemit, jotka käyttävät 2,4 ja 5,7 GHz: n ISM -kaistoja. Bluetooth on toinen 2,4 GHz: n kaistaa käyttävä verkkotekniikka, joka voi olla ongelmallinen häiriöiden todennäköisyyden vuoksi. Lähikenttäviestintälaitteet , kuten lähikortit ja kontaktittomat älykortit, käyttävät alemman taajuuden 13 ja 27 MHz ISM -kaistoja. Muiden lyhyen kantaman laitteiden avulla ISM-kaistaa ovat: langattomat mikrofonit , itkuhälyttimet , autotallin oven avaajien , langaton doorbells , avaimeton järjestelmät ajoneuvojen, radio-ohjaus kanavia UAV (naamioidut), langaton valvonta järjestelmät, RFID- järjestelmät kauppatavara, ja villieläinten seurantajärjestelmät .

Jotkut elektrodittomat lamppumallit ovat ISM -laitteita, jotka käyttävät RF -säteilyä loistelamppujen herättämiseen . Rikkilamput ovat kaupallisesti saatavia plasmalamppuja , jotka käyttävät 2,45 GHz: n magnetronia lämmittämään rikki kirkkaasti hehkuvaksi plasmaksi .

On ehdotettu ja kokeiltu pitkän matkan langattomia sähköjärjestelmiä , jotka käyttäisivät suuritehoisia lähettimiä ja tasasuuntaajia sähköjohtojen ja maanalaisten kaapeleiden sijasta virran lähettämiseksi syrjäisiin paikkoihin. NASA on tutkinut 2,45 GHz: n mikroaaltoenergian siirtoa aurinkosäteilyn satelliittien keräämän energian lähettämiseksi takaisin maahan.

Myös avaruussovelluksissa Helicon -kaksikerroksinen ionipotkuri on avaruusaluksen potentiaalimoottorin prototyyppi, joka käyttää 13,56 MHz: n lähetystä kaasun hajottamiseen ja lämmittämiseen plasmaksi.

Yleiset ei-ISM-käyttötavat

Viime vuosina ISM-kaistoja on myös jaettu (ei-ISM) lisenssittömille virhesietoisille viestintäsovelluksille, kuten langattomille anturiverkkoille 915 MHz: n ja 2,450 GHz: n taajuuksille, sekä langattomille lähiverkkoille ja langattomille puhelimille 915 MHz: n taajuudella, 2,450 GHz ja 5 800 GHz kaistat. Koska lisensoimattomien laitteiden on sietettävä ISM -päästöjä näillä kaistoilla, lisensoimattomat pienitehoiset käyttäjät voivat yleensä toimia näillä kaistoilla aiheuttamatta ongelmia ISM -käyttäjille. ISM -laitteet eivät välttämättä sisällä radiovastaanotinta ISM -kaistalla (esim. Mikroaaltouunissa ei ole vastaanotinta).

Yhdysvalloissa 47 CFR Part 15.5: n mukaan pienitehoisten viestintälaitteiden on hyväksyttävä häiriöt kyseisen taajuuskaistan lisensoiduilta käyttäjiltä, ​​ja osan 15 laite ei saa aiheuttaa häiriöitä lisensoiduille käyttäjille. Huomaa, että 915 MHz: n kaistaa ei saa käyttää alueen 2 ulkopuolisissa maissa , lukuun ottamatta niitä, jotka sallivat sen, kuten Australiassa ja Israelissa, erityisesti niissä, jotka käyttävät GSM-900- kaistaa matkapuhelimissa. ISM-kaistoja käytetään myös laajalti radiotaajuustunnistussovelluksissa (RFID). Yleisimmin käytetty kaista on 13,56 MHz: n kaista, jota käyttävät ISO/IEC 14443 -yhteensopivat järjestelmät, mukaan lukien biometristen passien ja kontaktittomien älykorttien käyttämät kaistat .

Euroopassa ISM -kaistan käyttöä koskevat Euroopan komission antamat lyhyen kantaman laitteita koskevat määräykset , jotka perustuvat CEPT : n teknisiin suosituksiin ja ETSI : n standardeihin . Suurimmassa osassa Eurooppaa LPD433- kaista on sallittu lisenssittömään puheviestintään PMR446 : n lisäksi .

Langattomat verkkolaitteet käyttävät aaltoalueita seuraavasti:


IEEE 802.15.4 , ZigBee ja muut henkilökohtaiset alueverkot voivat käyttää 915 MHz: n ja 2450 MHz: n ISM -kaistoja taajuuksien jakamisen vuoksi eri varausten välillä.

Langattomat lähiverkot ja langattomat puhelimet voivat käyttää myös muita taajuuksia kuin ISM: n kanssa jaettuja, mutta tällaiset käyttötavat edellyttävät maakohtaista hyväksyntää. DECT -puhelimet käyttävät ISM -kaistojen ulkopuolella varattua taajuutta, joka on erilainen Euroopassa ja Pohjois -Amerikassa. Erittäin laajakaistaiset lähiverkot vaativat enemmän taajuuksia kuin ISM-kaistat voivat tarjota, joten asiaankuuluvat standardit, kuten IEEE 802.15.4a, on suunniteltu hyödyntämään taajuuksia ISM-kaistojen ulkopuolella. Huolimatta siitä, että nämä lisäkaistat ovat virallisten ITU-R ISM -kaistojen ulkopuolella, koska niitä käytetään samantyyppisiin pienitehoiseen henkilökohtaiseen viestintään, niitä kutsutaan toisinaan virheellisesti myös ISM-kaistoiksi.

Useat radio -ohjauslaitteiden merkit käyttävät 2,4 GHz: n taajuusaluetta lelujen pienitehoiseen kauko -ohjaukseen kaasukäyttöisistä autoista miniatyyrikoneisiin.

Worldwide Digital Cordless Telecommunications eli WDCT on tekniikka, joka käyttää 2,4 GHz: n radiotaajuutta.

Googlen Project Loon käytti ISM-kaistoja (erityisesti 2,4 ja 5,8 GHz: n taajuuksia) ilmapallo-ilmapallo- ja ilmapallo-maa-viestintään.

47 CFR Part 97: n mukaan lisensoidut radioamatöörioperaattorit käyttävät joitakin ISM -kaistoja viestintään - myös amatööritelevisio .

Katso myös

Huomautuksia

Viitteet

  1. ^ "ARTIKLA 1 - Termit ja määritelmät" (PDF) . life.itu.ch . Kansainvälinen televiestintäliitto. 19. lokakuuta 2009. 1.15. teolliset, tieteelliset ja lääketieteelliset (radiotaajuusenergian) sovellukset (ISM): Laitteiden tai laitteiden käyttö, jotka on suunniteltu tuottamaan ja käyttämään paikallista radiotaajuusenergiaa teollisiin, tieteellisiin, lääketieteellisiin, kotitalous- tai vastaaviin tarkoituksiin, lukuun ottamatta sovelluksia televiestinnän alalla.
  2. ^ a b ITU: n radiomääräykset, LUKU II - Taajuudet, 5 ARTIKLA Taajuusvaraukset, jakso IV - Taajuusjakauma
  3. ^ ACMA (huhtikuu 1999). "Spektri 434 MHz: llä pienitehoisille laitteille" . Australian viestintä- ja mediaviranomainen . Australian viestintä- ja mediaviranomainen . Haettu 28. kesäkuuta 2017 .
  4. ^ "Kansainvälisen radiokonferenssin asiakirjat (Atlantic City, 1947) - asiakirja nro 1-100 - nro 28 RE" . s. 464.
  5. ^ FCC: n kolmastoista vuosikertomus, 30. kesäkuuta 1947 (PDF) (Raportti). s. 8, 50–51. Arkistoitu alkuperäisestä (PDF) 21. kesäkuuta 2013 . Haettu 10. lokakuuta 2012 .
  6. ^ "Kansainvälisen radiokonferenssin asiakirjat (Atlantic City, 1947) - Asiakirja nro 701-800 - nro 749 RE" . s. 249.
  7. ^ "Hajaspektrijärjestelmien valtuutus FCC: n sääntöjen ja määräysten osien 15 ja 90 mukaisesti" . Federal Communications Commission. 18. kesäkuuta 1985. Arkistoitu alkuperäisestä (TXT) 14. maaliskuuta 2007 . Haettu 2007-08-31 .
  8. ^ "Lisensoimattoman langattoman käytännön synty" . George Masonin yliopisto. 4. huhtikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 24. maaliskuuta 2008 . Haettu 2008-04-20 .
  9. ^ ITU: n radiomääräykset, osa IV. Radiokanavat ja -järjestelmät - 1.15 artikla, määritelmä: Teolliset, tieteelliset ja lääketieteelliset (ISM) sovellukset (radiotaajuusenergiaa) / ISM -sovellus
  10. ^ Eizikowitz, Grant (3.3.2018). "Miksi Bluetooth imee edelleen?" . Business Insider . Haettu 2018-07-15 .
  11. ^ Chakrabarti, P. (2009). Kansainvälinen konferenssi kehittyvistä suuntauksista elektronisissa ja fotonisissa laitteissa ja järjestelmissä (ELECTRO-2009), 22.-24 . Joulukuuta 2009 . Macmillan Publishers Intia. ISBN 9780230328518.

Ulkoiset linkit