ทำไมต้อง 2.4 GHz Band

33

บลูทู ธ , WiFi, Zigbee, รีโมทคอนโทรล, สัญญาณเตือนภัย, โทรศัพท์ไร้สาย ฯลฯ

เหตุใดโปรโตคอลอุปกรณ์และอื่น ๆ ทั้งหมดเหล่านี้จึงใช้ย่านความถี่ 2.4 GHz แทนที่จะเป็น 3.14 GHz มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับมัน?

— cbr
แหล่งที่มา

18

เรายังสามารถเพิ่มเตาอบไมโครเวฟลงในรายการอุปกรณ์ 2.4 GHz

— Nick Alexeev

7

เพราะมันเป็นเรื่องยากที่จะได้รับการสั่นมั่นคงที่ว่า GHz π?

— CVn

2

@ MichaelKjörlingสำหรับπ GHz ใช้เครื่องหมุนเวียน! ;)

— ฟิล

1

@NickAlexeev - ที่น่าสนใจคือเตาไมโครเวฟเป็นหนึ่งในเหตุผลดั้งเดิมที่ทำให้ 2.45GHz ทำวง ISM (pg 466)

— Compro01

40

2.4 GHz เป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และการแพทย์ (ISM) วงดนตรีวิทยุ แถบ ISM ไม่มีลิขสิทธิ์ซึ่งทำให้ง่ายต่อการรับรองอุปกรณ์กับ FCC (หรือในประเทศอื่น ๆ )

อย่างไรก็ตามมีอะไรพิเศษเกี่ยวกับ 2.4 GHz มีประมาณหนึ่งโหลวง ISM บางตัวที่ความถี่สูงกว่าส่วนอื่น ๆ จะมีความถี่ต่ำกว่า ไม่ใช่ทุกวง ISM ที่เป็นสากล แต่ 2.4 GHz เป็นวงสากล

อัปเดต:

เตาไมโครเวฟยังทำงานที่ 2.4 GHz ซึ่งไม่ใช่เรื่องบังเอิญ
เวอร์ชั่นย่อในรูปแบบ Q&A:

ถาม: ทำไมการสื่อสารไร้สายจำนวนมากถึงทำงานที่ย่านความถี่ 2.4 GHz?
ตอบ: เนื่องจากเป็นวง ISM และไม่มีใบอนุญาตและเป็นสากล

ถาม: ทำไม 2.4 GHz ถึงเป็นวงดนตรีที่ไม่มีใบอนุญาต
ตอบ: FCC ได้ตั้งวงดนตรีไว้สำหรับเครื่องทำความร้อนด้วยไมโครเวฟ (หม้อหุง, เตาอบ) เป็นผลให้จากจุดเริ่มต้นวงนี้จะปนเปื้อนโดยเตาอบไมโครเวฟ

ถาม: ทำไม 2.4 GHz สำหรับเตาไมโครเวฟ เตาไมโครเวฟสามารถทำงานได้ทุกความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 20 GHz ไม่มีอะไรพิเศษ (เช่นเสียงสะท้อน) เมื่อพูดถึงการดูดซับไมโครเวฟด้วยน้ำที่ 2.4 GHz (ดูที่นี่ด้วย )

ตอบ:ตัวเลือกความถี่นั้นขึ้นอยู่กับการวัดเชิงประจักษ์ของการเจาะความร้อนสำหรับอาหารต่างๆการพิจารณาการออกแบบสำหรับขนาดของแมกนีตรอนและการพิจารณาความถี่สำหรับความถี่ฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้น

[ข้อพิจารณาเหล่านี้ถูกเสนอโดย Raytheon และ GE ถึง FCC ในปี 1946 เมื่อมีการตัดสินใจเกี่ยวกับ 2.4 GHz]

รุ่นยาวสามารถพบได้ที่นี่ [ลิงค์นี้ไปที่ Indiegogo เพราะบิตของการวิจัยเชิงประวัติศาสตร์นี้ได้รับการสนับสนุนจากฝูงชน]
นอกจากนี้เอกสาร FCC นี้ (54MB) จากปี 1947สามารถเป็นที่สนใจ ขอบคุณ @ Compro01 สำหรับการค้นหาข้อมูลอ้างอิงนี้

— Nick Alexeev
แหล่งที่มา

8

ส่วนที่ไม่มีใบอนุญาตเป็นของตัวใหญ่ จะช่วยให้ผู้ทดสอบโดยเฉลี่ยดีทดลองโดยไม่ต้องมีใบอนุญาต +1

— ศัตรูของกลไกรัฐ

26

สิ่งที่ "พิเศษ" เกี่ยวกับ 2.4GHz คือเมื่อจัดสรรคลื่นความถี่สำหรับความต้องการที่หลากหลายในยุค 60 และยุค 70 ไม่มีใครต้องการมันเพราะมันคิดว่าการดูดซับน้ำในชั้นบรรยากาศทำให้มันไร้ประโยชน์

— Lior Bilia
แหล่งที่มา

5

เมื่อเราทำการทดลองกับลิงค์ไร้สายที่ใช้ 802.11 ในปี 1990 (หลังจากนั้นมีเพียงสอง บริษัท ที่ให้บริการอุปกรณ์ - BreezeCom และ Western Radio) เราใช้เสาอากาศทิศทางเพื่อยิงสัญญาณ 3 ถึง 5 ไมล์ ต้นไม้ทำให้เรามีปัญหามากมายในฤดูร้อนเพราะน้ำในใบไม้ ต้นไม้ชนิดหนึ่งมีปัญหาโดยเฉพาะ แต่ฉันจำไม่ได้ว่ามันคืออะไร มันสร้างการแพร่กระจาย "แนวสายตา" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

— jww

3

ding ding ding ding ding! เกือบ (9/10) คำตอบที่ถูกต้อง การดูดซึมน้ำในชั้นบรรยากาศจะทำให้มันไม่ได้ "ไร้ประโยชน์" แต่น้อยมากที่มีประโยชน์กว่ามากของวงดนตรีไมโครเวฟอื่น ๆเป็นเวลานานระยะการทำงาน แต่ตามที่ "นักพัฒนา EE" กล่าวไว้ข้างต้นนั่นเป็นข้อได้เปรียบสำหรับสิ่งที่ควรจะเป็น "เครือข่ายท้องถิ่น" โปรดทราบว่าการติดต่อ WiFi ทางไกลอย่างบ้าคลั่งที่เกิดขึ้นในแต่ละปีในช่วงเวลาของ DefCon นั้นกระทำในทะเลทรายเนวาดาซึ่งมีน้ำอยู่ในอากาศน้อยมาก

— เจมี่ Hanrahan

ดูสเปกตรัมการดูดซับน้ำที่มันเริ่มปีนขึ้นไปประมาณ 1 GHz และปีนเขาและปีนเขาผ่าน 2.4 GHz, 5.7 GHz และต่อไป

— Nick Alexeev

1

อนึ่งเรื่องนี้ (การดูดซึมน้ำ) เป็นสาเหตุที่เตาอบไมโครเวฟทำงานที่ความถี่นี้ - พลังคู่เข้ากันได้ดีกับน้ำในอาหาร และในขณะนี้ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณระยะไกลนี่เป็นข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งาน WiFi / Bluetooth ฯลฯ ไม่ใช่อุปสรรค

— Floris

2

@ Floris เพียงชี้แจงให้ทราบว่าไม่มีอะไรผิดปกติ (เช่นเสียงสะท้อน) ที่เกิดขึ้นกับน้ำที่ 2.4 GHz เตาไมโครเวฟสามารถทำงานได้ทุกความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 20 GHz เห็นได้ชัดว่าเราไม่ทราบสาเหตุเฉพาะที่เลือก 2.4 GHz อาจเป็นไปได้ว่าวงอื่นถูกครอบครองไปแล้ว (มีแม้กระทั่งคนที่กำลังระดมทุนเพื่อการวิจัยเชิงประวัติศาสตร์ในเรื่อง 2.4 GHz)

— Nick Alexeev

13

มันเป็น 'พิเศษ' เพราะไม่ไปไกล

น่าแปลกที่นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญเนื่องจากอุปกรณ์และผู้คนจำนวนมากสามารถใช้ย่านความถี่เดียวกันในพื้นที่ใกล้เคียงโดยไม่มีการรบกวน

ความหนาแน่นของ Tele เป็นคำที่ใช้ในอุตสาหกรรมโทรศัพท์เป็นจำนวนโทรศัพท์ไร้สายต่อตารางไมล์ โทรศัพท์ไร้สายรุ่นแรก ๆ (25 ปีที่แล้ว) ใช้ความถี่ไม่กี่เมกะเฮิรตซ์และหลายสิบเมกะเฮิรตซ์และไปไกลเกินไป ทันสมัย (ตอนนี้ปี 2014) โทรศัพท์ไร้สายใช้ GHz (บางรุ่นไม่ใช่ 2.4GHz) สำหรับช่วงสั้นและความหนาแน่นของ tele สูง

มีเรื่องราวเกี่ยวกับสังคมและเทคนิคและมิติหลังนี้ งานแรกของฉันเมื่อ 30 ปีที่แล้วเป็นโทรศัพท์ไร้สายรุ่นแรกที่ใช้ 1 MHz และ 50MHz ใช้งานได้ในระยะไม่กี่ไมล์เหมาะสำหรับชาวนาและบ้านในชนบท

โทรศัพท์มือถือเพิ่งออกมาในราคา 5% ของบ้านราคาแพงเกินไปสำหรับการใช้ในบริบททางสังคมนั้น

เมื่อมีผู้ใช้งานมากขึ้นสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่โทรศัพท์ในบางครั้งมีไฟ LED กระพริบ 10 ดวงแสดงการค้นหาช่องที่ไม่ได้ใช้งานเนื่องจากมีผู้คนหนาแน่นมากเกินไป จากนั้นย้ายไปที่ความถี่สูงกว่า 900MHz และไลค์

จากนั้นก็แพร่กระจายสเปกตรัม ถึงเวลาแล้วที่การประชุมทางเทคโนโลยีของ IEEE ที่ช่วงการแพร่กระจายคลื่นความถี่นั้นถูก จำกัด โดยพลเรือน ที่เปลี่ยนไป เทคโนโลยีของ SS ได้ถูกย้ายไปยังรายการผู้บริโภค, WLAN, GPS, โทรศัพท์ Coreless, โทรศัพท์มือถือ 3G, รุ่นรีโมทคอนโทรล, Bluetooth

ขั้นตอนถัดไปที่สูงขึ้นไปสู่ 2.4G ได้ทำให้สมดุลของความต้องการทางสังคมช่วงสั้น ๆ (BT คือไม่กี่เมตร WLAN หลายสิบเมตร) กระจายสเปกตรัมป้องกันการรบกวนค้นหาช่องสัญญาณอัตโนมัติ (RC modeler fly ธงสีบนเสาอากาศเพื่อบอก อื่น ๆ เพื่ออยู่นอกช่องของพวกเขา)

ค่าใช้จ่ายก็มีส่วนร่วม 2.4GHz WLAN แรกของฉันคือปลั๊กพีซีขนาด 4 นิ้ว 10 นิ้วราคา 2,000 ดอลลาร์สหรัฐ ตอนนี้เรามีปลั๊ก USB เล็บนิ้วที่ราคาต้นทุนที่ลดลง

2.4 GHz เป็น 'พิเศษ' ตั้งแต่ไม่ไกลมาก

นอกจากนี้SS และความต้องการทางสังคมในเวลานั้นได้กำหนดสถานการณ์ปัจจุบันตามที่อธิบายไว้โดยผู้โพสต์ดั้งเดิมว่าอุปกรณ์จำนวนมากใช้ 2.4GHz

— eED
แหล่งที่มา

1

ยังแปลกพอฉันจำได้ว่ามีโทรศัพท์ไร้สาย 2.4GHz และ 5Ghz และอดีตมีช่วงที่ดีกว่ามาก

— Michael

การสูญเสียพา ธ เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความถี่ของสัญญาณวิทยุ ความถี่ที่สูงขึ้นคือการสูญเสียเส้นทางที่สูงกว่ามาก ด้วยเหตุผลอื่นที่เลือก 2.4GHz ก็คือมันมีการสูญเสียมากกว่าโทรศัพท์ไร้สายรุ่นแรกที่ใช้งานนับสิบ MHz en.wikipedia.org/wiki/Free-space_path_loss

— 2557

en.wikipedia.org/wiki/Cordless_phoneสำหรับวิธีการเมื่อโทรศัพท์ไร้สายเคลื่อนที่ขึ้นไปบนความถี่และเปลี่ยนเป็นระบบดิจิตอลเพื่อลดระยะการทำงานตามความต้องการและไม่มาก ดิจิตอลป้องกันไม่ให้คนอื่นฟังและใช้สายโทรศัพท์ของคุณสำหรับการโทรทางไกลซึ่งมีราคาแพงมากในบางครั้ง

— EED

มีโทรศัพท์ไร้สายที่ทันสมัยใช่ไหม

— Matti Virkkunen

ในบริบทของความถี่และระยะสั้นสมัยใหม่เป็นหน่วยปัจจุบันที่ GHz เทียบกับหน่วยรุ่นแรกประมาณ 20 ถึง 25 ปีที่แล้วที่ 1 MHz และ 50MHz บางรุ่นอยู่ที่ 900MHz จนถึงจุดกึ่งกลางจนถึงปัจจุบัน

— EED

5

เหตุผลบางประการคือค่าใช้จ่าย (ทั้งงบการเงินและงบประมาณพลังงานด้วยระยะทาง) บางส่วนเป็นเพราะความถี่ที่สงวนไว้สำหรับอุปกรณ์ / การสื่อสารประเภทอื่น ๆ และการรบกวนที่เกิดจากการเบี่ยงเบนดังกล่าวจากความถี่เหล่านั้น

เมื่อเลือกความถี่เพื่อการใช้งานอย่างแพร่หลายจะมีราคาถูกกว่าที่จะใช้ชิ้นส่วนที่ไม่ได้วางจำหน่ายในการออกแบบของคุณแทนที่จะต้องเริ่มจากศูนย์เพื่อใช้ความถี่เฉพาะ คุณสามารถซื้อตัวรับส่งสัญญาณสำเร็จรูปที่มีอุปกรณ์นับล้านใช้สำหรับต้นทุนต่อหน่วยที่ต่ำกว่าการใช้ตัวรับส่งสัญญาณที่ทำเอง

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

และ

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

มีข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับการกำหนดความถี่

— ศัตรูของเครื่องจักรรัฐ
แหล่งที่มา

3

อย่างที่คนอื่นพูดกันมันเป็นวง ISM และเหตุผลอื่น ๆ ที่ระบุไว้นั้นถูกต้องทั้งหมด แต่ฉันคิดว่าอีกส่วนหนึ่งของเหตุผลที่มันได้รับความนิยมมากกว่าวง ISM อื่น ๆ ก็คือมันมีอยู่ในเกือบทุกประเทศในขณะที่วง ISM บางวง เป็นเพียง ISM ในบางภูมิภาคและยังค่อนข้างกว้างเมื่อเทียบกับย่าน ISM อื่น ๆ เมื่อคุณเพิ่มความถี่ย่านความถี่ ISM ก็จะยิ่งกว้างขึ้น

ในความเป็นจริงแล้ว 5GHz WiFi กำลังพบเห็นได้ทั่วไปอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากมีผู้คนหนาแน่นขึ้น 2.4 5.8 band นั้นมี 150MHz ในขณะที่ 2.4 มีเพียง 100MHz 5GHz ไม่สามารถผ่านกำแพงได้เช่นกัน แต่พวกเขาบอกว่ามันสามารถผ่านรูเล็ก ๆ อย่างประตู

— EternityForest
แหล่งที่มา