Perché una banda da 2,4 GHz?

Bluetooth, WiFi, Zigbee, telecomandi, allarmi, telefoni cordless ecc.

Perché tutti questi protocolli, dispositivi, ecc. Utilizzano una banda di 2,4 GHz anziché 3,14 GHz. Cosa c'è di così speciale?

2,4 GHz è una delle bande radio industriali, scientifiche e mediche (ISM) . Le bande ISM sono prive di licenza, il che semplifica la certificazione delle apparecchiature con FCC (o le sue controparti in altri paesi).

Tuttavia, cosa c'è di speciale su 2,4 GHz? Esistono circa una dozzina di bande ISM. Alcuni a frequenza più alta, altri hanno frequenza più bassa. Non tutte le bande ISM sono internazionali. Ma 2,4 GHz è una band internazionale.

aggiornare:

I forni a microonde funzionano anche a 2,4 GHz, il che non è una coincidenza.
Versione breve in formato domande e risposte:

D: Perché tanta comunicazione wireless funziona a una banda di 2,4 GHz?
A: Perché è una banda ISM ed è senza licenza ed è internazionale.

D: Perché 2,4 GHz è una banda senza licenza?
A: FCC ha originariamente messo da parte questa banda per stufe a microonde (fornelli, forni). Di conseguenza, fin dall'inizio, questa banda è inquinata dai forni a microonde.

D: Perché 2,4 GHz per forni a microonde? I forni a microonde possono funzionare praticamente su qualsiasi frequenza compresa tra 1 e 20 GHz. Non c'è niente di speciale (come la risonanza), quando si tratta di assorbimento di microonde da parte dell'acqua a 2,4 GHz (vedi anche qui ).

A: La scelta della frequenza era basata su una combinazione di misure empiriche di penetrazione del calore per vari prodotti alimentari, considerazioni di progettazione per la dimensione del magnetron e considerazioni sulla frequenza per eventuali frequenze armoniche risultanti.

[Queste considerazioni furono proposte da Raytheon e GE a FCC nel 1946, quando fu presa la decisione su 2,4 GHz.]

Le versioni lunghe sono disponibili qui . [Questo collegamento va a Indiegogo, perché questo pezzo di ricerca storica è stato finanziato dalla folla.]
Inoltre, questo documento FCC (54 MB) del 1947 può essere interessante. Grazie, @ Compro01 per aver trovato questo riferimento.

La cosa "speciale" di 2,4 GHz è che quando lo spettro è stato allocato per varie esigenze negli anni '60 e '70, nessuno lo voleva, perché si pensava che l'assorbimento atmosferico dell'acqua lo rendesse inutile.

È "speciale" poiché non va molto lontano.

Stranamente, questo risulta essere un vantaggio importante in quanto molti dispositivi e persone possono utilizzare la stessa banda nell'area vicina senza interferenze.

La densità di teleobiettivo è il termine utilizzato nell'industria della telefonia come numero di telefono cordless per miglio quadrato. I telefoni senza nucleo delle prime generazioni (25 anni fa) usano pochi MHz e decine di MHz e vanno troppo lontano. I moderni telefoni cordless (oggi anno 2014) utilizzano GHz (alcuni non sono 2,4 GHz) per corto raggio e alta densità tele.

C'è una storia e una dimensione sociale vs tecnica dietro questo. Il mio primo lavoro, 30 anni fa, era il telefono coreless di prima generazione che utilizzava 1 MHz e 50 MHz, un raggio di lavoro a pochi chilometri, eccellente per agricoltori e case di campagna.

Il cellulare usciva al prezzo del 5% di una casa, troppo costoso per essere utilizzato in quel contesto sociale, quindi privo di anima adatta alla domanda sociale.

Man mano che sempre più persone li usano, grandi interferenze, il telefono a volte ha 10 LED lampeggianti che mostrano la ricerca di canali non utilizzati in quanto sono troppo affollati. Quindi, passa a una frequenza superiore, a 900 MHz e simili.

Quindi vieni Spread Spectrum. Era il momento della conferenza tecnologica IEEE che la sessione Spread Spectrum era vietata ai civili. È cambiato La tecnologia SS si è spostata in articoli di consumo, WLAN, GPS, telefono Coreless, telefono cellulare 3G, modello di telecomando, Bluetooth.

La successiva mossa più alta al 2.4G ha fatto il trucco del bilanciamento delle esigenze sociali, a corto raggio (BT è di pochi metri, WLAN decine di metri), spettro diffuso, anti-interferenza, ricerca automatica dei canali (il vecchio modellatore RC vola bandiera a colori sull'antenna per dire altro per stare fuori dal loro canale).

Come sottolineato da altri soccorritori, il costo ha avuto un ruolo. La mia prima WLAN da 2,4 GHz è una scheda plug-in per PC da 4 per 10 pollici, a 2000 dollari USA. Ora, abbiamo una presa USB per unghie con un ordine di grandezza inferiore.

2,4 GHz era "speciale" poiché non va molto lontano.

Inoltre, le richieste delle SS e dei social in quel momento hanno plasmato la situazione attuale, come descritto dal poster originale, secondo cui molti dispositivi utilizzano 2,4 GHz

Alcuni dei motivi sono i costi (budget sia finanziario sia di potenza a distanza), alcuni sono dovuti alle frequenze riservate ad altri tipi di dispositivi / comunicazioni e alle interferenze causate da tali deviazioni da tali frequenze.

Quando si sceglie una frequenza per un uso diffuso, è più economico utilizzare parti standard nel proprio progetto piuttosto che dover ricominciare da zero per utilizzare una particolare frequenza. È possibile acquistare un ricetrasmettitore già pronto che milioni di dispositivi utilizzano per un costo per unità inferiore rispetto all'uso di un ricetrasmettitore su misura.

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

e

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

avere alcune informazioni riguardanti le designazioni di frequenza.

Come altri hanno già detto, è una banda ISM e tutte le altre ragioni elencate sono totalmente valide, ma penso che un'altra parte del motivo per cui è più popolare di altre bande ISM sia che sia disponibile in quasi tutti i paesi, mentre alcune bande ISM sono solo ISM in alcune regioni ed è anche abbastanza ampio rispetto ad altre bande ISM. Mentre sali di frequenza, le bande ISM si allargano, a quanto pare.

In effetti, il WiFi a 5 GHz sta diventando sempre più comune mentre la 2.4 diventa più affollata. La banda 5.8 ha 150 MHz, mentre 2.4 ha solo 100 MHz. 5GHz non può attraversare altrettanto bene i muri ma dicono che può passare attraverso piccoli fori come sotto le porte.