La banda de frecuencias ISM información y funcionamiento en pocas palabras

Las bandas de radio utilizadas para fines industriales, científicos y médicos, también conocidas como bandas de radio ISM, han sido designadas a nivel internacional para el uso exclusivo de la energía de radiofrecuencia (RF) en actividades distintas a las telecomunicaciones. Estas bandas son conocidas por su aplicación en el calentamiento por radiofrecuencia, en hornos de microondas y en máquinas médicas de diatermia. Siendo altamente potentes, estos dispositivos pueden generar interferencias electromagnéticas que afectan la comunicación en frecuencias similares, por lo que su uso se restringe a ciertas bandas. En términos generales, los dispositivos de comunicación que operan en las bandas ISM deben ser capaces de soportar cualquier interferencia proveniente de estas aplicaciones, y los usuarios no cuentan con protección normativa en caso de interferencias generadas por los dispositivos ISM.

Definicióneditar

Las bandas ISM están definidas por el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (artículo 5) en las notas a pie de página 5.138, 5.150 y 5.280 del mismo documento. Cada país puede hacer uso individual de estas bandas según sus propios reglamentos de radio. Sin embargo, es importante tener en cuenta que pueden existir variaciones entre los países.

Debido a que los dispositivos de comunicación que operan en estas bandas deben ser capaces de tolerar cualquier interferencia del equipo ISM, el uso de estas bandas suele ser libre de licencia. Esto significa que cualquier persona puede utilizarlas siempre y cuando cumpla con los estándares de tolerancia a la interferencia, ya que deben poder coexistir con otros dispositivos sin obstaculizar su funcionamiento.

Es por ello que las operaciones sin licencia tienen permiso para hacer uso de estas bandas, ya que al no estar reguladas por una licencia específica, deben ser tolerantes a la interferencia de otros equipos. De esta manera, se garantiza una convivencia adecuada y un uso eficiente de las bandas ISM.

Aplicacioneseditar

Aplicaciones ISM: usos de radiofrecuencia en industrias, ciencia y medicina

Las aplicaciones industriales, científicas y médicas, también conocidas como aplicaciones ISM, se definen en el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT como el uso de energía de radiofrecuencia para fines industriales, científicos, médicos o domésticos, excluyendo las comunicaciones.

En un principio, la banda ISM estaba destinada principalmente para usos no comunicativos, como el calentamiento. Sin embargo, todavía se utilizan ampliamente para este propósito, siendo el horno de microondas doméstico uno de los dispositivos ISM más comunes que funcionan a 2.45 GHz. También se utilizan para la calefacción industrial en procesos como el tratamiento térmico y la soldadura de plástico.

En el ámbito médico, se emplean máquinas de diatermia de onda corta y microondas para ciertos tratamientos. Sin embargo, en las últimas décadas, el aumento de la congestión del espectro de radio, el avance de la microelectrónica y la popularidad del uso sin licencia han dado lugar a una proliferación de aplicaciones no previstas originalmente.

Estos usos "no ISM" incluyen sistemas de comunicación inalámbricos de corto alcance, que se han convertido en la mayor área de uso de las bandas ISM. Estos dispositivos a menudo se denominan así debido a que no se enmarcan dentro de las categorías de uso "industrial", "científico" y "médico" originalmente previstas. Una de las aplicaciones más extendidas es la red inalámbrica...

Banda ISM

Las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) han sido internacionalmente designadas para el uso de radiofrecuencia electromagnética en áreas no comerciales, como la industria, la ciencia y la medicina. En la actualidad, estas bandas son ampliamente utilizadas en comunicaciones WLAN (por ejemplo, Wi-Fi) o WPAN (por ejemplo, Bluetooth).

Lo interesante de estas bandas de frecuencia es que pueden ser utilizadas por cualquier persona sin necesidad de una licencia, siempre y cuando se respeten las regulaciones que limitan la potencia de transmisión. Esto implica que las comunicaciones a través de estas bandas deben ser tolerantes a errores y deben contar con mecanismos de protección contra interferencias, como técnicas de ensanchado de espectro.

En Europa, la banda de 863 a 870 MHz ha sido asignada para el uso sin licencia, ya sea mediante FHSS, DSSS o modulación analógica con un ciclo de transmisión del 0.1%, 1% o 10%, dependiendo de la banda, o mediante la técnica de Listen Before Talk (LBT) con Adaptive Frequency Agility (AFA). Aunque esta banda se considera de corto alcance, actualmente está siendo utilizada en redes de telecomunicaciones inalámbricas de baja potencia y alcance extenso (LPWAN), las cuales están diseñadas para permitir la comunicación a baja velocidad entre objetos conectados.

Optimizando la comunicación inalámbrica La importancia del duty cycle en el protocolo LoRa

Otra opción sería utilizar la banda de 2.4 Ghz, la cual ya se emplea en tecnologías como WiFi y Bluetooth.

Un factor importante es la potencia de señal. En el caso del WiFi de 2.4 Ghz, la emisión máxima permitida es de 100 mW. Esta limitación asegura que nuestra conexión WiFi solo se pueda utilizar en nuestro hogar y, como máximo, en *las cercanías.

Esto se debe a las propiedades físicas de las ondas. A menor frecuencia, mayor capacidad de penetración. Por lo tanto, mediante LoRa, con menor frecuencia y menos energía, podemos lograr distancias más extensas.

Asignación de frecuenciaeditar

La asignación de frecuencias de radio se establece siguiendo lo dispuesto en el Artículo 5 del Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (edición de 2012).

Con el propósito de promover una utilización armónica del espectro, la mayoría de las asignaciones de servicios indicadas en este documento se incluyeron en las Tablas nacionales de asignación de frecuencias y utilidades, responsabilidad de la correspondiente administración nacional. En ellas se establecen asignaciones primarias, secundarias, exclusivas y compartidas.

Historiaeditar

Las bandas ISM fueron establecidas en 1947 durante la Conferencia Internacional de Telecomunicaciones de la UIT en Atlantic City. En este evento, la delegación de los Estados Unidos propuso varias bandas, incluyendo la frecuencia de 2,4 GHz que es comúnmente utilizada hoy en día. Estas bandas fueron creadas para adaptarse al novedoso proceso de calentamiento por microondas, como se puede ver en los informes anuales de la FCC de aquella época.

Durante la reunión, el representante de los Estados Unidos destacó la importancia de asignar la frecuencia de 2450 Mc / s a la ISM, ya que en su país ya se estaban utilizando equipos de diatermia y cocinas electrónicas en esa misma frecuencia. Además, se señaló que estos dispositivos podrían utilizarse en barcos y aviones transatlánticos, lo que resaltaba la necesidad de llegar a un acuerdo internacional sobre este tema.

Posteriormente, se ha utilizado la radiofrecuencia en las bandas ISM con fines de comunicación. Sin embargo, estos dispositivos pueden sufrir interferencias de otras fuentes que no están relacionadas con la comunicación. En los Estados Unidos, desde 1958, también se asignó la Banda de Ciudadanos Clase D, que forma parte del servicio Parte 95, a las mismas frecuencias utilizadas en la ISM.

LoRa

La tecnología LoRa se ha convertido en una solución popular para la transmisión de datos de baja potencia en dispositivos de Internet de las cosas (IoT). Patentada por Cycleo en 2008 y adquirida por Semtech en 2012, está protegida por las patentes EP2763321 de 2013 y US7791415. Este enfoque de modulación utiliza bandas de frecuencia de radio subgigahertz sin licencia, como 169 MHz, 433 MHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (América del Norte).

Para utilizar la codificación LoRa, es necesario contar con una licencia, ya que es una tecnología propietaria. Esta se puede obtener a través de la adquisición de chips transceptores SX1272 o SX1276 de Semtech, que son piezas clave para la generación del formato de modulación LoRa. Estos transceptores de bajo costo y alto rendimiento permiten procesamiento en un pequeño chip, facilitando su integración en dispositivos IoT.

Además, la tecnología LoRa se comercializa como una red de área amplia para Internet de las cosas. Para construir estas redes, se pueden utilizar los chips de estación base altamente integrados SX1301 y SX1257 de Semtech, que ofrecen una alta capacidad y permiten la creación de redes sofisticadas de punto a multipunto. Para obtener más información sobre LoRa, visita la página https://www.link-labs.com/blog/what-is-lora.

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