ISM band

ISM står för Industrial, Scientific, and Medical Bands. Namnet speglar den ursprungliga definitionen av frekvensbanduppdelning avsedda till olika ändamål:

  • 900 MHz Industrial band (inkluderas 1.8 GHz)
  • 2.4  GHz Scientific band
  • 5.8 GHz Medical band

Obs: Strängt taget är ISM-frekvenserna inte avsedda för kommunikationsändamål.

802.11 standarder grundas i den frekvensplan definierad av ITU-T eller ITU Telecommunication Standardization Sector. Det licensfria frekvensintervallet delas upp som följande:

  • 902 – 928 MHz (26 MHz bred)
  • 2.4 – 2.5 GHz (100 MHz bred)
  • 5.725 – 5.875 GHz (150 MHz bred)

Nationellt regleras ISM bandet av olika organisationer exempelvis FCC i USA och Post- och telestyrelsen (PTS) i Sverige därmed skiljer sig frekvensanvändning land till land, eller region till region, vilket gör att produkterna från olika länder/regionen inte fungerar överallt. I Sverige används frekvenserna 900 MHz och 1.8 GHz till mobiltelefoni.

Världen är indelad i radioregioner (ITU-regioner) och frekvensband.

Bild 1: Radioregionerna enligt ITU

Radioregionerna är Europa och Ryssland (inklusive Afrika och Mellanöstern) en region (ITU-region 1) Amerika en (ITU-region 2) och Asien en (ITU-region 3). Inom dessa regioner tänker man sig att frekvensbanden för de olika tjänsterna skulle vara harmoniserade.

2.4 GHz ISM band

Den mest använd frekvensbandet som är avsedd till trådlös kommunikation exempelvis WLAN. Enligt PTS Inriktningsplan för spektrumhantering WLAN regleras i intervallen:

  • 2400 – 2438,50 MHz (83,50 MHz bandbredd, WLAN)

Frekvensbandet 2400 – 2438,50 MHz har varit det primära valet för trådlösa produkter certifierade som WiFi enheter.

  • 5150 – 5250 MHz (100 MHz bandbredd, Radar luftfart Trådlösa nätverk)
  • 5250 – 5350 MHz (100 MHz bandbredd, Trådlösa nätverk MIL)
  • 5470 – 5570  MHz (100 MHz bandbredd, Radionavigering sjöfart, Trådlösa nätverk MIL)
  • 5570 – 5650 MHz (80 MHz bandbredd, Radionavigering sjöfart, radiolokalisering, trådlösa nätverk, meteorologisk radar MIL)
  • 5650 – 5725 MHz (75 MHz bandbredd, Trådlösa nätverk, Amatörradio MIL)

2.4 GHz kanaler

802.11 standarden delar upp frekvensområdet 2.4 GHz i 14 kanaler. Antal kanaler som används kan variera land till land som annars uppdelningen är med 5 MHz mellan kanalerna. Se tabellen nedan:

Kanal ID Frekvens  GHz USA  (FCC) Sverige
1 2.412  x x
2 2.417 x x
3 2.422 x x
4 2.427 x x
5 2.432 x x
6 2.437 x x
7 2.442 x x
8 2.447 x x
9 2.452 x x
10 2.457 x x
11 2.462 x x
12 2.467 x
13 2.4172 x
14 2.484

Bredden på kanalerna varierar beroende på modulationsmetoden.

  • När DSSS och HR-DSSS modulationer används är varje kanal är 22 MHz bredd med ±11 MHz. Till exempel kanal 1 är 2.412 GHz ±11 MHz, vilket betyder att kanal 1 utsträcker sig från 2.401 (- 11 MHz) till 2.423 GHz (+ 11 MHz ). Men kanal 2 är på 2.417 GHz vilket är en tydligt överlappning.
  • När modulationsmetoden OFDM används är varje kanal 20 MHz bredd. 802.11g, 802.11n och 802.11ac fungerar med kanaler på 20 MHz.

Bilden nedan visar hur kanalerna överlapps där kanaler 1, 6, och 11 överlappar inte varandra. För att undvika överlappning behöver kanaler 1, 6, och 7 separeras med minst fem kanaler eller 25 MHz.

Bild 2: ISM 2.4 GHZ kanaler. DSSS: 22 MHz och OFDM 20 MHz

Observera att kanalerna 2 och 9 överlappar inte heller med varandra, men då finns inte en annan kanal till som inte överlappar.

I USA och Canada används oftast kanaler 1, 6 och 11. Det samma gör vi i Sverige, kanaler 1 till 13 tillåter olika kombinationer. Kanalen 14 används inte, eller räknas inte.

5 GHz kanaler

5 GHz bandet är organiserat i mindre fyra band.

  • U-NII-1
  • U-NII-2
  • U-NII-2e
  • U-NII-3

På varje band finns ett antal kanaler 5 MHz bred. För att undvika överlappning mellan kanalerna separeras de med 20 MHz ifrån varandra. Detta kan tolkas som varje kanal är 20 MHz bred och att de är separerat 5 MHz från varandra.

Tabellen till höger visar en inkrement på 4 enheter på varje kanalnummer som börjar på 36, nästa 40 o.s.v. Det kan tolkas som 4 * 5 MHz

  • 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5 + 5
  • 20 + 5 + 20 + 5 + 20 + 5 + 20 + 5 + 20 + 5 + 20 + 5 + 20 + 5 + 20 o.s.v.
  • 36, 5180 + 20
  • 40, 5200 + 20
  • 44, 5220 + 20
  • 48, 5240 + 20
  • 52, 5260 + 20
  • 56, 5280 + 20
  • 60, 5300 + 20
  • 64, 5320 + 20

DFS – Dynamic Frequency Selection

Några av 5 GHz radioutrymmen delas med andra tjänster, särskilt militära och andra radartjänster. För att minska risken för störningar av dessa tjänster är DFS en obligatorisk teknik i vissa 5 GHz frekvenskanaler. DFS tillåter byta frekvenskanaler när transmissioner interfererar radarsignaler.

Sverige är med i organisation ETSI som reglerar bland annat frekvensanvändning. Jag har inte kunnat bekräftat men U-NII-3 trådlösa produkter kompatibla kan nej användas i landet. Detta eftersom U-NII är en Amerikansk standard och inte europeisk.

Fråga 1: Vilken frekvensband har ITU-R tilldelats för 2,4 GHz WLAN?

Fråga 2: Vilka kanaler överlappar inte med varandra i 2,4 GHz band?