Přeskočit na obsah

ISM pásmo

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

ISM pásmo (tzv. bezlicenční pásmo) jsou mezinárodně stanovené části rádiového spektra určené pro průmyslové, vědecké a zdravotnickém použití vyjma telekomunikačního použití (zkratka ISM znamená industrial, scientific and medical).[1] Tyto vyhrazené rádiové frekvence slouží k ohřívání v průmyslu, domácnostech (mikrovlnná trouba) a zdravotnictví (fyzioterapie, chirurgie) a šíří přitom do okolí elektromagnetické rušení, které nelze odstranit a ruší rádiovou komunikaci, a proto nemohou být státem pronajímány (licencované zpoplatněné využití). ISM pásma jsou deklarována jako volná, což znamená že je v nich při použití homologovaného (schváleného) zařízení dovolen telekomunikační provoz bez licenčních poplatků, avšak bez garance proti rušení. V Česku je využívání vymezených kmitočtů umožněno všeobecnými oprávněními,[2] které vydává Český telekomunikační úřad, a které stanovuje konkrétní podmínky – frekvence, výkon (20 dBm = 100 mW), povinná detekce rušení srážkového meteorologického radaru atd).

Využití

[editovat | editovat zdroj]

Historicky k vyhrazení jednotných pásem ISM došlo právě kvůli potřebě regulovat komerční využití a omezit ho jen na určené kmitočty. Především průmysl a medicína úspěšně využívají radiofrekvenční ohřev nebo přenos energie na krátké vzdálenosti.

Historie

[editovat | editovat zdroj]

ISM pásmo bylo poprvé zavedeno na Mezinárodní telekomunikační konferenci ITU v Atlantic City v roce 1947. Americká delegace navrhla několik konkrétních frekvenčních pásem, včetně dnes již běžného pásma 2,4 GHz, aby došlo k přizpůsobení tehdy vznikajícímu procesu mikrovlnného ohřevu.[3] Výroční zprávy FCC z té doby však naznačují, že před těmito prezentacemi proběhlo mnoho příprav.[4] Důvodem bylo, že zařízení pro ohřev byla instalována do zaoceánských lodí a letadel a bylo žádoucí dosáhnout v tomto ohledu mezinárodní shody.[5] Rádiové frekvence ISM pásma byly používány pro komunikační účely i přesto, že mohlo docházet k rušení od zařízení, které ke komunikaci nesloužily. Ve Spojených státech bylo již v roce 1958 občanské pásmo třídy D (Citizen Band), služba podle části 95, přiděleno frekvencím, které byly také přiděleny též ISM. Federální komunikační komise (FCC) poprvé zpřístupnila v USA nelicencované rozprostřené spektrum v pásmech ISM v pravidlech přijatých 9. května 1985.[6] Toto opatření FCC navrhl Michael Marcus, zaměstnanec FCC, v roce 1980 a následné vytváření regulačního opatření trvalo dalších pět let. Bylo součástí širšího návrhu na povolení civilního využití technologie rozprostřeného spektra a v té době se proti němu postavili běžní výrobci zařízení a mnoho provozovatelů rádiových systémů.[7]

Mnoho dalších zemí později vytvořilo podobné předpisy, které umožnily celosvětové používání této technologie.[8]

Ohřev

[editovat | editovat zdroj]

Příkladem zařízení pracujících s velkými výkony je vysokofrekvenční ohřev a svařování plastických hmot, budiče CO2 laserů nebo prohřívání a hypertermické ošetření tkání. V domácnostech pracuje v ISM pásmu (2,45 GHz) mikrovlnná trouba.

Komunikace

[editovat | editovat zdroj]

Protože výkonová zařízení pro radiofrekvenční (RF) ohřev nejsou příliš rozšířená a jejich vyzařování je většinou dosti odstíněné, využívají se tato průmyslová pásma (spolu s dalšími pásmy) i pro komunikační účely – tzv. zařízeními krátkého dosahu (SRD – Short Range Devices), což v Česku umožňuje Český telekomunikační úřad pomocí všeobecného oprávnění VO-R/10.[9] Příkladem SRD jsou RF štítky (RFID) v obchodech i ve výrobě, přenos údajů od bezdrátových teploměrů, požárních hlásičů nebo od čidel vloupání, dálkové ovládání, radarové hlásiče pohybu (24 GHz), přenos obrazu (CCTV) a další.

Ve venkovských ale i městských oblastech mají velký význam poskytovatelé internetu, kteří provozují WiFi sítě (a obecně sítě WAS/RLAN) pro tzv. připojení poslední míle, v bezlicenčních pásmech 2,4 GHz, 5 GHz, 6 GHz a 60 GHz.[10] Takový způsob využití spektra ale nespadá ani do pásem ISM, ani do zařízení krátkého dosahu, ale pod širokopásmový přenos dat, jehož podmínky jsou upraveny všeobecným oprávněním VO-R/12.[11]

Pro komunikaci M2M (zařízení-zařízení, někdy překládáno také jako "stroj-stroj") nebo internet věcí (IoT) se využívá jak technologie Wi-Fi (WLAN) pro přenos většího objemu dat na krátkou vzdálenost, tak technologie na subgigahertzových pásmech s opačnými vlastnostmi (velký dosah, minimální objem dat, extrémní životnost baterie).

Tato pásma používají např. vysílačky RC modelů apod., vedle těchto využití se využívají také komerčně.

Komerční využití

[editovat | editovat zdroj]

Tabulky pásem

[editovat | editovat zdroj]

Pásmo 2,4 GHz

[editovat | editovat zdroj]

Pásmo 2,4 GHz zahrnuje standardy IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n a IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6). V pásmu 2,4 GHz je definováno 14 kanálů, které jsou od sebe vzdáleny 5 MHz s výjimkou 12 MHz prostoru před kanálem 14.[12] Při šířce pásma 20 MHz jsou tedy reálně využitelné jen 3 kanály (1, 6, 11); používání jiných kanálů vede k rušení, se kterým si účastnická zařízení nedokážou poradit na rozdíl od vysílání na témže kanále, kdy se o frekvenční pásmo dokáží podělit.

Seznam kanálů v pásmu 2,4 GHz[13]
Kanál F0 (MHz) Frekvenční
rozsah
(MHz)		 Většina
světa
 Česko Severní
Amerika		 Japonsko
124122401–2423AnoAnoAnoAno
224172406–2428AnoAnoAnoAno
324222411–2433AnoAnoAnoAno
424272416–2438AnoAnoAnoAno
524322421–2443AnoAnoAnoAno
624372426–2448AnoAnoAnoAno
724422431–2453AnoAnoAnoAno
824472436–2458AnoAnoAnoAno
924522441–2463AnoAnoAnoAno
1024572446–2468AnoAnoAnoAno
1124622451–2473AnoAnoAnoAno
1224672456–2478AnoAnoNe[B 1]Ano
1324722461–2483AnoAnoNe[B 1]Ano
1424842473–2495NeNeNeJen 11b[B 2]
  1. 1 2 V USA jsou kanály 12 a 13 povoleny jen s nízkým výkonem, ale kvůli riziku rušení se obvykle nepoužívají.
  2. ↑ V Japonsku je 14. kanál povolen pouze pro 802.11b, při použití 802.11n povolen není.

Pásmo 5 GHz

[editovat | editovat zdroj]

Pásmo 5 GHz zahrnuje standardy IEEE 802.11a, IEEE 802.11n, IEEE 802.11ac, IEEE 802.11ax, IEEE 802.11be. V pásmu 5 GHz je až 200 kanálů, ale nejsou všechny definovány. Číslo kanálu určuje střední frekvenci a šířku kanálu. Kanály s větší šířkou překrývají ty s menší šířkou, takže je k dispozici například 38 nepřekrývajících se kanálů o šířce 20 MHz. Pro některé frekvence nejsou menší (10 MHz) nebo větší šířky (40, 80 a 160 MHz) definovány, takže jsou k dispozici například jen tři nepřekrývající se kanály 160 MHz, ale nejsou pro ně využity všechny dostupné frekvence.

V USA připouští Federální komise pro komunikace (FCC) použití tzv. Unlicensed National Information Infrastructure pásma UNII-3/ISM od 5,725 až 5,850 GHz, kde může být výkon zařízení až 1 Watt. Zahrnuje kanály 149, 153, 157, 161 a 165, používá se především pro pokrytí větších venkovních území a Wi-Fi zařízení musí splňovat určené technické požadavky.

Seznam kanálů v pásmu 5 GHz pro Česko[13]
Kanál F0(MHz) Frekvenční
rozsah
(MHz)		 Šířka
kanálu
(MHz)		 Poznámka Poznámka
3651805170–519020Pouze uvnitř budov pásmo UNII-2
4052005190–521020
4452205210–523020
4852405230–525020
5252605250–527020
5652805270–529020
6053005290–531020
6453205310–533020
10055005490–551020 pásmo UNII-2C/extended od 5470 do 5725 MHz vyžaduje DFS+TPC

(DFS = dynamická volba frekvence, TPC = řízení vysílacího výkonu)

10455205510–553020
11255605550–557020
11655805570–559020
12056005590–561020
12456205610–563020možné rušení s meteoradarem 5630 MHz Brdy
12856405630–565020možné rušení s meteoradarem 5630 MHz Brdy a 5645 MHz Skalky
13256605650–567020
13656805670–569020
14057005690–571020

Pásmo 6 GHz

[editovat | editovat zdroj]

Americká FCC alokovala téměř celé 6 GHz pásmo pro bezlicenční použití, primárně pro Wi-Fi. Jedná se o 1 200 MHz v rozsahu 5,925 až 7,125 GHz (pásma UNII-5, UNII-6, UNII-7 a UNII-8).[14] Předpokladem pro toto rozhodnutí bylo, že většinu telefonních volání budou v budoucnosti zajišťovat Wi-Fi sítě (Voice over Wireless LAN, resp. VoWiFi). Standardy Wi-Fi 6E a Wi-Fi 7 podporují šířku kanálů 20, 40, 80, 160 a 320 MHz (v závislosti na zařízení a podmínkách).

Evropská unie (a v ČR oprávněním VO-R/12 od ČTÚ) na rozdíl od USA uvolnila pouze 480 MHz v rozsahu 5,945 až 6,425 GHz (v tabulce zeleně).[15]

Čínský regulátor v roce 2023 oznámil, že pásmo 6,425 až 7,125 GHz přidělí mobilním operátorům stávajících 5G a budoucích 6G sítí, což by západní provozovatele mobilních sítí znevýhodnilo.[16]

Wi-Fi 6 GHz pásmo – 20 / 80 / 160 / 320 MHz (EU)
320 MHz blok160 MHz blok80 MHz blokKanálStředová frekvence (MHz)Regulace
1 (5955–6275) 1 (5955–6115) 115955EU/USA
25975EU/USA
35995EU/USA
46015EU/USA
256035EU/USA
66055EU/USA
76075EU/USA
86095EU/USA
2 (6115–6275) 396115EU/USA
106135EU/USA
116155EU/USA
126175EU/USA
4136195EU/USA
146215EU/USA
156235EU/USA
166255EU/USA

Legenda pozadí:

  • Zelená – Pásmo dostupné v EU i USA

Pásmo 60 GHz

[editovat | editovat zdroj]

Pásmo 60 GHz je používáno pro ultra-vysokorychlostní bezdrátovou komunikaci na krátkou vzdálenost. Nejznámější technologie v tomto pásmu je WiGig, definovaná standardy IEEE 802.11ad (první generace, pouze 4 kanály o šířce 2,16 GHz, propustnost až ~7 Gbps) a IEEE 802.11ay (druhá generace, až 176 Gbps s agregací 2 až 4 kanálů pro MIMO). Pro pásmo je uvolněno 9 GHz v rozsahu 57 až 64 GHz (celosvětově), v EU 57 až 66 GHz, v USA a dalších vybraných zemích 57 až 71 GHz.

Na základě oprávnění ČTÚ č. VO-R/23/08.2017-6 je pro spoje nutné provést bezplatnou registraci na adrese https://rlan.ctu.cz/.[17]

WiGig (60 GHz) – kanály 2.16 GHz a agregace (802.11ad/ay)
KanálStředová frekvence (GHz)Frekvenční rozsah (GHz)Regulace
158.3257.24–59.40Celosvětově
260.4859.40–61.56Celosvětově
362.6461.56–63.72Celosvětově
464.8063.72–65.88USA, EU + další regiony
566.9665.88–68.04Pouze USA
669.1268.04–70.20Pouze USA

Další frekvence pro datové přenosy

[editovat | editovat zdroj]

Pro datové přenosy (fixní mikrovlnné spoje) jsou uvolněna pásma 10 až 17 GHz, ale není zde definován žádný Wi-Fi standard a není dovoleno ani (bezplatné) veřejné využití.[15] Za využití těchto frekvencí je nutné platit za frekvenční licenci od národního operátora (v ČR je to ČTÚ). Pro amatérské licencované datové přenosy je určeno také pásmo 24 GHz.

Reference

[editovat | editovat zdroj]
  1. ↑ ARTICLE 1 - Terms and Definitions [online]. International Telecommunication Union, 19 October 2009. S. 1.15. Dostupné online.
  2. ↑ Využívání vymezených rádiových kmitočtů. ctu.cz [online]. Český telekomunikační úřad [cit. 2022-09-12]. Dostupné online.
  3. ↑ International Radio Conference in Atlantic City [online]. Ženeva: International Telecommunication Union, 1947 [cit. 2025-06-02]. S. 464. Dostupné online.
  4. ↑ Thirteenth annual report FCC [online]. Washington: Federální komise pro komunikace (FCC), 1947-06-30 [cit. 2025-06-02]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-06-21.
  5. ↑ Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) [online]. International Telecommunication Union (ITU), 1947 [cit. 2025-06-02]. S. 249. Dostupné online.
  6. ↑ Authorization of Spread Spectrum Systems Under Parts 15 and 90 of the FCC Rules and Regulations [online]. Washington: Federální komise pro komunikace (FCC), 1985-06-18 [cit. 2025-06-02]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2007-03-14.
  7. ↑ JACKSON, Charles. The genesis of unlicensed wireless policy [online]. Arlington: George Mason University School of Law, Virginia, 2008-04-04 [cit. 2025-06-02]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2008-06-24.
  8. ↑ MCNEIL, Peter. More on ISM Bands Around the World. Pasternack Blog [online]. 2021-12-16 [cit. 2025-06-02]. Dostupné online. (anglicky)
  9. ↑ Využívání vymezených rádiových kmitočtů | Český telekomunikační úřad. www.ctu.cz [online]. [cit. 2017-06-19]. Dostupné online.
  10. ↑ Stanice RLAN. rlan.ctu.cz [online]. Český telekomunikační úřad [cit. 2022-09-11]. Dostupné online.
  11. ↑ Všeobecné oprávnění č. VO-R/12/12.2019-10 | Český telekomunikační úřad. www.ctu.cz [online]. [cit. 2022-09-11]. Dostupné online.
  12. ↑ IEEE 802.11-2016: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. [s.l.]: IEEE, 14 December 2016. Dostupné online. ISBN 978-1-5044-3645-8. doi:10.1109/IEEESTD.2016.7786995. S. Table 15-6—DSSS PHY Frequency Channel Plan.
  13. 1 2 RUDLE, Jan. Seznam - Frekvence Wi-Fi 2,4Ghz, 5Ghz, 10Ghz, 24Ghz, 60Ghz - kanály - ČR - Česká republika. Rudle [online]. 2021-08-22 [cit. 2022-09-15]. Dostupné online.
  14. ↑ U-NII Frequency Bands - everything RF. www.everythingrf.com [online]. [cit. 2025-02-10]. Dostupné online.
  15. 1 2 VÁCLAVÍK, Lukáš. EU uvolnila pásmo 6 GHz. Využívá jej nové Wi-Fi 6E. Živě.cz [online]. 2021-06-23 [cit. 2025-06-02]. Dostupné online.
  16. ↑ DANO, Mike. American 5G proponents sweat over China's new 6GHz push. LightReading [online]. 2023-07-06 [cit. 2023-07-08]. Dostupné online.
  17. ↑ i4wifi.cz | Co je potřeba pro provoz 60 GHz spojů?. i4wifi.cz [online]. [cit. 2025-06-03]. Dostupné online.
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=ISM_pásmo&oldid=25072049“