Mengapa 2,4 GHz Band?

33

Bluetooth, WiFi, Zigbee, Remote Control, Alarm, Telepon Nirkabel dll.

Mengapa semua protokol, perangkat, dll. Menggunakan pita 2,4 GHz, bukan 3,14 GHz. Apa yang istimewa dari ini?

— cbr
sumber

18

Kami juga dapat menambahkan Oven Microwave ke daftar perangkat 2,4 GHz.

— Nick Alexeev

7

Karena sulit untuk mendapatkan osilasi yang stabil dengan tepat π GHz?

— CVn

2

@ MichaelKjörling Untuk π GHz gunakan sirkulator! ;)

— Phil

1

@NickAlexeev - Menariknya, oven microwave rupanya salah satu alasan awal mengapa 2.45GHz dijadikan band ISM. (hal 466)

— Compro01

40

2,4 GHz adalah salah satu band radio industri, ilmiah dan medis (ISM) . Pita ISM tidak berlisensi, yang membuatnya lebih mudah untuk mengesahkan peralatan dengan FCC (atau rekan-rekannya di negara lain).

Namun, apa yang istimewa tentang 2,4 GHz? Ada sekitar selusin band ISM. Beberapa pada frekuensi yang lebih tinggi, yang lain memiliki frekuensi yang lebih rendah. Tidak semua band ISM internasional. Tapi 2,4 GHz adalah band internasional.

memperbarui:

Oven microwave juga beroperasi pada 2,4 GHz, yang bukan kebetulan.
Versi singkat dalam format tanya jawab:

T: Mengapa komunikasi nirkabel begitu banyak beroperasi pada pita 2,4 GHz?
A: Karena ini adalah band ISM, dan tidak berlisensi, dan internasional.

T: Mengapa 2,4 GHz band yang tidak berlisensi?
A: FCC awalnya menyisihkan pita ini untuk pemanas gelombang mikro (kompor, oven). Akibatnya, sejak awal, pita ini tercemar oleh oven microwave.

T: Mengapa 2,4 GHz untuk oven microwave? Oven microwave dapat bekerja pada hampir semua frekuensi antara 1 dan 20 GHz. Tidak ada yang istimewa (seperti resonansi), dalam hal penyerapan gelombang mikro oleh air pada 2,4 GHz (lihat juga di sini ).

A: Pilihan frekuensi didasarkan pada kombinasi pengukuran empiris penetrasi panas untuk berbagai bahan makanan, pertimbangan desain untuk ukuran magnetron, dan pertimbangan frekuensi untuk setiap frekuensi harmonik yang dihasilkan.

[Pertimbangan ini diusulkan oleh Raytheon dan GE ke FCC pada tahun 1946, ketika keputusan tentang 2,4 GHz dibuat.]

Versi panjang dapat ditemukan di sini . [Tautan ini menuju Indiegogo, karena sedikit penelitian sejarah ini didanai oleh kerumunan orang.]
Juga, dokumen FCC ini (54MB) dari tahun 1947 dapat menarik. Terima kasih, @ Compro01 untuk menemukan referensi ini.

— Nick Alexeev
sumber

8

Bagian yang tidak berlisensi adalah masalah besar. Hal ini memungkinkan rata-rata pelaku eksperimen untuk bereksperimen tanpa memiliki lisensi. +1

— Musuh Mesin Negara

26

Yang "istimewa" tentang 2.4GHz adalah bahwa ketika spektrum dialokasikan untuk berbagai kebutuhan di tahun 60-an dan 70-an, tidak ada yang menginginkannya, karena dianggap bahwa penyerapan air atmosfer membuatnya tidak berguna.

— Lior Bilia
sumber

5

Ketika kami bereksperimen dengan tautan nirkabel berbasis 802.11 di tahun 1990-an (saat itu, hanya dua perusahaan yang menyediakan peralatan - BreezeCom dan Western Radio), kami menggunakan antena directional untuk memotret sinyal 3 hingga 5 mil. Pohon memberi kami banyak masalah di musim panas karena air di dedaunan. Salah satu jenis pohon sangat bermasalah, tetapi saya tidak ingat yang mana. Ini secara efektif menciptakan propagasi "garis pandang".

— jww

3

Ding ding ding ding ding ding! Hampir (9/10) jawaban yang benar. Penyerapan air atmosfer TIDAK membuatnya, "tidak berguna", tetapi jauh lebih tidak berguna daripada banyak band gelombang mikro lainnya untuk pekerjaan jarak jauh . Tetapi seperti yang dikatakan "pengembang EE" di atas, itu sebenarnya merupakan keuntungan bagi apa yang seharusnya menjadi "jaringan area lokal". Perhatikan bahwa kontak WiFi jarak jauh gila-gilaan yang dilakukan setiap tahun sekitar waktu DefCon dilakukan di gurun Nevada, di mana ada sangat sedikit air di udara (dan, tentu saja, antena parabola high-gain).

— Jamie Hanrahan

Lihatlah spektrum penyerapan air yang mulai naik sekitar 1 GHz dan terus mendaki dan mendaki hingga 2,4 GHz, 5,7 GHz, dan seterusnya.

— Nick Alexeev

1

Kebetulan ini (penyerapan air) adalah persis mengapa oven microwave beroperasi pada frekuensi ini - kekuatan pasangan masuk ke air dalam makanan. Dan sementara ini membuatnya tidak begitu bagus untuk transmisi jarak jauh, ini merupakan keuntungan untuk operasi WiFi / Bluetooth dll, bukan halangan.

— Floris

2

@ Floris Hanya untuk memperjelas, tidak ada yang luar biasa (seperti resonansi) yang terjadi dengan air pada 2,4 GHz. Oven microwave dapat bekerja pada hampir semua frekuensi antara 1 dan 20 GHz. Tampaknya, kami tidak tahu alasan spesifik mengapa 2,4 GHz dipilih. Mungkin saja, band-band lain sudah sibuk. (Bahkan ada orang yang menggalang dana untuk penelitian sejarah dengan subjek 2,4 GHz.)

— Nick Alexeev

13

Ini 'istimewa' karena tidak terlalu jauh.

Anehnya, ini ternyata menjadi keuntungan penting karena banyak perangkat dan orang dapat menggunakan pita yang sama di daerah dekat tanpa gangguan.

Kepadatan Tele adalah istilah yang digunakan dalam industri telepon sebagai berapa banyak telepon nirkabel per mil persegi. Generasi awal (25 tahun yang lalu) telepon tanpa biji menggunakan beberapa MHz dan puluhan MHz dan melangkah terlalu jauh. Modern (sekarang tahun 2014) telepon nirkabel menggunakan GHz (beberapa di antaranya bukan 2.4GHz) untuk jarak dekat dan kepadatan tele tinggi.

Ada dimensi sosial vs teknis dan dimensi di balik ini. Pekerjaan pertama saya, 30 tahun yang lalu, adalah telepon tanpa biji generasi pertama menggunakan 1 MHz dan 50MHz, jangkauan kerja beberapa mil, sangat baik untuk petani dan rumah di pedesaan.

Ponsel baru saja keluar dengan harga 5% dari sebuah rumah, terlalu mahal untuk digunakan dalam konteks sosial sehingga tanpa biji sesuai dengan permintaan sosial.

Karena semakin banyak orang menggunakannya, gangguan besar, telepon kadang-kadang memiliki 10 LED berkedip yang menunjukkan mencari saluran yang tidak digunakan karena mereka menjadi terlalu ramai. Kemudian, pindah ke frekuensi yang lebih tinggi, 900MHz dan sejenisnya.

Kemudian datang Spread Spectrum. Sudah waktunya di konferensi teknologi IEEE bahwa sesi Spread Spectrum terlarang bagi warga sipil. Itu berubah. Teknologi SS pindah ke barang-barang konsumen, WLAN, GPS, telepon tanpa biji, ponsel 3G, model Remote Control, Bluetooth.

Langkah selanjutnya yang lebih tinggi ke 2.4G melakukan trik menyeimbangkan kebutuhan sosial, jarak pendek (BT adalah beberapa meter, WLAN puluhan meter), spread spectrum, anti-interferensi, pencarian saluran otomatis (flag warna terbang modeler RC lama pada antena untuk memberitahu lain untuk menjauhi saluran mereka).

Seperti yang ditunjukkan oleh responden lain, biaya memang berperan. WLAN 2.4GHz pertama saya adalah kartu plug in PC berukuran 4 kali 10 inci, seharga 2.000 dolar AS. Sekarang, kami memiliki plug USB kuku jari dengan urutan biaya lebih rendah.

2.4GHz 'istimewa' karena tidak terlalu jauh.

Juga, SS dan permintaan sosial pada waktu itu membentuk situasi saat ini seperti yang dijelaskan oleh poster asli, bahwa banyak perangkat menggunakan 2.4GHz

— EEd
sumber

1

namun, anehnya, saya ingat memiliki telepon nirkabel 2.4Ghz dan 5Ghz dan yang pertama memiliki jangkauan yang jauh lebih baik.

— Michael

Kehilangan jalur sebanding dengan kuadrat dari frekuensi sinyal radio. Frekuensi yang lebih tinggi adalah path loss yang jauh lebih tinggi. 2.4GHz dipilih, antara lain, adalah bahwa ia memiliki kerugian yang jauh lebih besar daripada telepon nirkabel generasi pertama yang menggunakan puluhan MHz. en.wikipedia.org/wiki/Free-space_path_loss

— EEd

en.wikipedia.org/wiki/Cordless_phone untuk cara, ketika telepon nirkabel bergerak ke atas dalam frekuensi dan berubah ke sistem digital, untuk mengurangi jarak kerja sesuai kebutuhan dan tidak lebih. Digital mencegah orang lain untuk mendengarkan dan menggunakan saluran telepon Anda untuk panggilan jarak jauh, yang kadang sangat mahal.

— EEd

Ada yang namanya telepon nirkabel modern?

— Matti Virkkunen

Dalam konteks freq dan jarak dekat, Modern hadir pada unit GHz atau unit generasi pertama, sekitar 20 hingga 25 tahun yang lalu, pada 1 MHz dan 50MHz. Beberapa di 900MHz pada titik tengah sampai sekarang.

— EEd

5

Beberapa alasannya adalah biaya (baik anggaran keuangan dan daya dengan jarak), beberapa karena frekuensi apa yang disediakan untuk jenis perangkat / komunikasi lain dan gangguan yang disebabkan oleh penyimpangan dari frekuensi tersebut.

Ketika frekuensi dipilih untuk penggunaan luas, lebih murah untuk menggunakan bagian-bagian yang tidak tersedia dalam desain Anda daripada harus mulai dari awal untuk menggunakan frekuensi tertentu. Anda dapat membeli transceiver siap pakai yang digunakan jutaan perangkat dengan biaya lebih rendah per unit daripada menggunakan transceiver yang dibuat khusus.

http://en.wikipedia.org/wiki/ISM_band

dan

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_interference_at_2.4_GHz

punya beberapa info tentang penunjukan frekuensi.

— Musuh Mesin Negara
sumber

3

Seperti yang dikatakan orang lain, ini adalah band ISM, dan semua alasan lain yang tercantum benar-benar valid, tapi saya pikir bagian lain dari alasan itu lebih populer daripada band ISM lainnya adalah bahwa itu tersedia di hampir semua negara sedangkan beberapa band ISM hanya ISM di wilayah tertentu, dan juga cukup luas dibandingkan dengan band ISM lainnya. Ketika Anda naik dalam frekuensi band ISM menjadi lebih luas tampaknya.

Bahkan, WiFi 5GHz semakin umum sepanjang waktu karena 2.4 semakin ramai. Band 5,8 memiliki 150MHz sedangkan 2,4 hanya memiliki 100MHz. 5GHz tidak bisa menembus dinding dengan baik, tetapi mereka mengatakan bisa menembus lubang yang lebih kecil seperti di bawah pintu.

— EternityForest
sumber