Чому все бездротове 2,4 ГГц

Джон Герман

Ви живете своїм життям на частоті 2,4 ГГц. Ваш маршрутизатор, Ваш бездротовий телефон, Ваша навушник Bluetooth, Ваша дитяча монітор і Ваш гараж відкривають все, що люблять і живуть на цій радіочастоті, і ніхто інший. Чому? Відповідь на вашу кухню.

Про що ми говоримо ————————

Перш ніж заряджати надто далеко тут, давайте перейдемо до основ. Ваш будинок або квартира, або кафе, в якому ви сидите зараз, насичені радіохвилі . Незбагненна кількість їх, насправді, вібрує від радіостанцій, телевізійних станцій, стільникових веж і самого всесвіту в простір, в якому ви мешкаєте. Ви постійно бомбардували електромагнітні хвилі всіх типів частот, багато з яких були закодовані специфічною інформацією, будь то голос, тон або цифрові дані. Чорт, можливо, навіть ці самі слова.

Крім того, ви оточені хвилями власного творіння. Всередині вашого будинку є дюжина крихітних радіостанцій: ваш маршрутизатор, ваш бездротовий телефон, відчиняючі двері гаража. Все, що ви володієте, це бездротовий зв'язок, більш-менш. Радіохвилі: вони скрізь.

Дійсно, дивно, що ваш бездротовий телефон навіть має наклейку 2,4 ГГц. Для вашого середнього, не-так-технічно-схильного покупця, це число, що означає A) нічого, або B) щось, але неправильна річ. ("2,4 ГГц? Це швидше, ніж мій комп'ютер!")

Те, що це число насправді означає частоту широкомовної передачі, або частоту хвиль, яку базова станція телефону надсилає на свою трубку. Це воно. Насправді, сам герц сам по собі просто одиниця для частоти в будь-якому контексті: це число разів, що щось відбувається протягом секунди. У бездротовому зв'язку це відноситься до коливань хвиль. У комп'ютерах це стосується тактових частот процесора. Для телевізорів - швидкість, з якою екран оновлюється; для мене, плескаючи перед моїм комп'ютером прямо зараз, це швидкість, з якою я роблю це. Один герц, повільний бавовна.

Тож питання, чому так багато ваших гаджетів працюють на частоті 2,4 ГГц, замість частоти ~ 2,399,999,999 цілих чисел, розташованих нижче, або будь-якого числа над ним. Це здається майже керованим, або керованим. Це, мабуть, трохи довільне. Здається, добре, регулюється .

Погляд на правила FCC підтверджує будь-які підозри. Положення частот, зібраних близько 2,4 ГГц, було позначено, поряд з кількома іншими, як промислові, наукові та медичні радіостанції. "Багато неліцензованих матеріалів - наприклад, Wi-Fi - на частотах 2,4 ГГц або 900 МГц, смуги ISM. Вам не потрібна ліцензія, щоб працювати з ними". Це Іра Келпз, заступник начальника Управління інженерних технологій Федеральної комісії з питань зв'язку, пояснюючи, чому ці групи ISM привабливі для виробників гаджетів: вони вільні для використання. Якщо маршрутизатори та бездротові телефони та будь-які інші пристрої передаються на малий діапазон 2,4 ГГц, то їхні радіохвилі не будуть заважати, скажімо, мобільним телефонам, які працюють на частоті 1,9 ГГц, або радіостанції AM, яка транслює між 535 кГц і 1,7 МГц. ISM, по суті, гетто для безліцензійної бездротової передачі, рекомендована спочатку тихою маленькою установою в швейцарському офісі ООН, що називається МСЕ, потім формалізована, модифікована і кодифікована для практичного використання урядами світу, у тому числі Звичайно, наш власний FCC.

Поточні стандарти ISM були створені в 1985 році, і тільки вчасно. Наші телефони були однією з куточків втрати їх шнури, і в найближчому майбутньому, широкосмугове підключення до Інтернету прийде в життя і стають магічно бездротовими. Всі ці гаджети потребували частот, які не вимагали ліцензій, але які розташовувалися між тими, що робили. Частоти, які не були настільки високими, що вони жертвували проникненням через трансляцію (через стіни, наприклад), але не були настільки низькими, що вимагали довгих антен. Коротше кажучи, їм потрібні були групи ISM. Вони взяли їх.

Чому 2.4? ——–

Тепер існує багато, багато частот, які кваліфікуються як "неліцензовані", але лише невелика кількість використовуються в наших телефонах, маршрутизаторах і радіостанціях.

У випадку щось подібного до телефонів, які продаються в парі з певною базовою станцією, вибір правильної неліцензованої частоти є досить простим розрахунком: система з частотою 900 МГц буде легше транслюватися через багатоповерховий будинок, але 2.4- Система ГГц буде мати більший діапазон (якщо не перешкоджати) і зазвичай вимагає меншої антени, яка зберігає розмір телефону під контролем.

Wi-Fi маршрутизатори запускалися як фірмові, парні системи, що працюють на всіляких частотах, тільки осідаючи на стандартному - 5 ГГц - з кодифікацією 802.11a. Тоді Інститут інженерів з електротехніки та електроніки погодився, що 2,4 ГГц, з широким вибором каналів і потенціалом діапазону / проникнення / витрат, є більш безпечною ставкою. Сьогодні деякі маршрутизатори Wireless N можуть працювати одночасно на діапазонах 2,4 ГГц і 5 ГГц. Маршрутизатори можуть працювати так само добре на 2,3 або 2,5 ГГц, але вони не допускаються. Це правила. 2,4 ГГц діапазон, який працює від близько 2400 до 2483,5 МГц, де маршрутизатори повинні жити.

Для цього вони можуть подякувати мікрохвильовій печі.

Мікрохвильові печі нагрівають їжу, підриваючи її буквально мікрохвилями . (Це зазначає, що з точки зору електромагнітних хвиль, мікрохвилі, довжини хвиль яких варіюються від міліметра до метра, не є особливо "мікро".) На певних частотах такі хвилі викликають те, що викликають діелектричне нагрівання. вода і жир, проходячи прямо через інші матеріали, наприклад, пластик або скло, не хвилюючи їх зовсім. (Метал, з іншого боку, надто збуджується.) Для повного пояснення того, як діелектричне опалення працює, натисніть тут , але для цілей цієї статті, просто знайте це: Тільки деякі матеріали сприйнятливі, і тільки при бомбардуванні хвилями певної частоти і потужності. Одна з таких частот - 915 МГц. Інші падають на 5,8 ГГц і 24 ГГц. Але той, який виявився ефективним і відносно дешевим для досягнення, становив 2,45 ГГц. Таку частоту випромінює мікрохвильова піч, прямо на кухні.

Отже, коли FCC потрапила, щоб встановити, які частоти неліцензовані гаджети могли транслюватися, вони мали багато чого подумати. По-перше, вони повинні були розглянути, які частоти вже використовуються такими речами, як радіо та телебачення. Це було б поза межами. Потім, з інших, що використовуються, нерозподілених частот, вони шукали ті, які вже використовуються існуючим обладнанням. Одне вони помітили? Мікрохвильові печі були популярні! Вони були комерційно з 1947 року. І взагалі, вони працювали на певній частоті: 2,45 ГГц. Незважаючи на значне випромінювання, потужні випромінювання мікрохвильових печей могли іноді заважати сусіднім частотам, тому було вирішено, що їм слід надати кілька мегагерц в обох напрямках. А от 2400 до 2483,5 МГц ISM-група народився.

Те, що ці вільні для всіх частоти в один прекрасний день можуть бути переповнені, завжди були можливими. Але головна турбота FCC - це врахування частот ліцензій; кожен, хто працює в ISM-частотах, повинен бути готовим до себе. І вони це роблять! Мікрохвильова піч і маршрутизатор можуть випромінювати хвилі в одному діапазоні частот, і це може трохи пошкодити підключення вашого маршрутизатора. Взагалі, маршрутизатори змогли мінімізувати перешкоди, підвищуючи потужність сигналу і написавши більш інтелектуальну прошивку. А викиди мікрохвильового випромінювання, як мінімум, мінімізовані. (Це перфорований металевий щит у скляних дверях мікрохвильової печі? Це щит - отвори в ньому менші, ніж фізична ширина хвилі 2,4 ГГц.) Зрештою, все працює.

Це не означає, що діапазон 2,4 ГГц не переповнений. Багато маршрутизаторів працюють принаймні частково на смузі 5 ГГц, а швидкий огляд вашого місцевого Best Buy знайде бездротові телефони на 900 МГц, 1,9 ГГц і 5 ГГц. Але гора Короля Частоти, група любила мільярди бездротових зв'язків по всьому світу, будь то Bluetooth, Wi-Fi, або нестандартні РД дистанційного керування, це моя група, ваша група, наша група , 2.4. І все тому, що ми хотіли приготувати їжу трохи швидше.

Оригінальне мистецтво від гостя художника Кріса Маквея (AKA powerpig). Ви можете зловити всю його роботу на flickr.com/powerpig, і слідувати за ним на Twitter. ( @Actionfigured )

Ще щось ви хочете знати? Надішліть запитання про те, що не має сенсу тут , з " Giz пояснює "у рядку теми.

Надішліть електронний лист автору цього повідомлення за адресою [email protected] .