Tại sao băng tần 2,4 GHz?

Bluetooth, WiFi, Zigbee, Điều khiển từ xa, Báo thức, Điện thoại không dây, v.v.

Tại sao tất cả các giao thức, thiết bị, v.v ... sử dụng băng tần 2,4 GHz thay vì 3,14 GHz. Chuyện gì khiến nó đặc biệt như vậy?

2,4 GHz là một trong các băng tần vô tuyến công nghiệp, khoa học và y tế (ISM) . Các băng tần ISM không được cấp phép, điều này giúp việc chứng nhận thiết bị với FCC (hoặc các đối tác của nó ở các quốc gia khác) dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, 2,4 GHz có gì đặc biệt? Có khoảng một chục ban nhạc ISM. Một số ở tần số cao hơn, những người khác có tần số thấp hơn. Không phải tất cả các ban nhạc ISM là quốc tế. Nhưng 2,4 GHz là một ban nhạc quốc tế.

cập nhật:

Lò vi sóng cũng hoạt động ở tốc độ 2,4 GHz, đây không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên.
Phiên bản ngắn ở định dạng Q & A:

Q: Tại sao rất nhiều giao tiếp không dây hoạt động ở băng tần 2,4 GHz?
A: Bởi vì đó là một ban nhạc ISM, và nó không được cấp phép, và nó là quốc tế.

Q: Tại sao 2,4 GHz là băng tần không được cấp phép?
Trả lời: Ban đầu, FCC đã dành riêng băng tần này cho lò vi sóng (bếp, lò nướng). Kết quả là, ngay từ đầu, ban nhạc này bị ô nhiễm bởi lò vi sóng.

Q: Tại sao 2,4 GHz cho lò vi sóng? Lò vi sóng có thể hoạt động trên hầu hết mọi tần số trong khoảng từ 1 đến 20 GHz. Không có gì đặc biệt (như cộng hưởng), khi nói đến việc hấp thụ vi sóng bằng nước ở tốc độ 2,4 GHz (xem thêm tại đây ).

Trả lời: Sự lựa chọn tần số dựa trên sự kết hợp các phép đo thâm nhập theo kinh nghiệm đối với các loại thực phẩm khác nhau, xem xét thiết kế về kích thước của máy phát cao tần và xem xét tần số cho bất kỳ tần số hài hòa nào.

[Những cân nhắc này đã được Raytheon và GE đề xuất với FCC vào năm 1946, khi quyết định khoảng 2,4 GHz được đưa ra.]

Các phiên bản dài có thể được tìm thấy ở đây . [Liên kết này được gửi tới Indiegogo, bởi vì một chút nghiên cứu lịch sử này được tài trợ bởi đám đông.]
Ngoài ra, tài liệu này của FCC (54MB) từ năm 1947 có thể được quan tâm. Cảm ơn, @ Compro01 vì đã tìm thấy tài liệu tham khảo này.

Điều "đặc biệt" về 2.4GHz là khi phổ được phân bổ cho các nhu cầu khác nhau trong thập niên 60 và 70, không ai muốn điều đó, vì người ta cho rằng sự hấp thụ nước trong khí quyển khiến nó trở nên vô dụng.

Nó là 'đặc biệt' vì nó không đi quá xa.

Thật kỳ lạ, điều này hóa ra là một lợi thế quan trọng vì nhiều thiết bị và mọi người có thể sử dụng cùng một băng tần ở gần khu vực mà không bị nhiễu.

Mật độ Tele là thuật ngữ được sử dụng trong ngành điện thoại là có bao nhiêu điện thoại không dây trên mỗi dặm vuông. Các thế hệ đầu (25 năm trước) điện thoại corless sử dụng vài MHz và hàng chục MHz và đi quá xa. Điện thoại không dây hiện đại (nay là 2014) sử dụng GHz (một số không phải là 2,4 GHz) cho phạm vi ngắn và mật độ tele cao.

Có câu chuyện xã hội và kỹ thuật đằng sau này. Công việc đầu tiên của tôi, 30 năm trước, lần đầu tiên điện thoại thế hệ coreless sử dụng 1 MHz và 50MHz, phạm vi công việc của một vài dặm, tuyệt vời cho nông dân và đất nước kích thước nhà.

Điện thoại di động vừa mới ra mắt với mức giá 5% của một ngôi nhà, quá tốn kém cho việc sử dụng trong bối cảnh xã hội đó nên không phù hợp với nhu cầu xã hội.

Khi nhiều người sử dụng chúng, nhiễu lớn, điện thoại đôi khi có 10 đèn LED nhấp nháy hiển thị tìm kiếm kênh không sử dụng vì chúng đang trở nên quá đông đúc. Sau đó, di chuyển đến tần số cao hơn, 900 MHz và lượt thích.

Sau đó đến trải phổ. Đã đến lúc tại hội nghị công nghệ của IEEE, phiên trải rộng Spectrum đã vượt quá giới hạn đối với dân sự. Điều đó đã thay đổi. Công nghệ SS chuyển sang các mặt hàng tiêu dùng, WLAN, GPS, điện thoại Corless, điện thoại di động 3G, mô hình điều khiển từ xa, Bluetooth.

Bước cao hơn tiếp theo lên 2.4G đã thực hiện thủ thuật cân bằng nhu cầu xã hội, phạm vi ngắn (BT là vài mét, WLAN hàng chục mét), trải phổ, chống nhiễu, tìm kiếm kênh tự động (cờ màu mô hình RC cũ trên ăng ten để nói khác để ở ngoài kênh của họ).

Như những người trả lời khác đã chỉ ra, chi phí đã đóng một phần. Mạng WLAN 2.4GHz đầu tiên của tôi là thẻ cắm PC 4 x 10 inch, ở mức 2000 đô la Mỹ. Bây giờ, chúng tôi có đầu cắm USB móng tay với chi phí thấp hơn.

2.4GHz là "đặc biệt" vì không đi quá xa.

Ngoài ra, SS và nhu cầu xã hội tại thời điểm đó đã định hình tình huống hiện tại như được mô tả bởi poster gốc, rằng nhiều thiết bị sử dụng 2.4GHz

Một số lý do là chi phí (cả ngân sách tài chính và năng lượng với khoảng cách), một số lý do là vì tần số nào được dành riêng cho các loại thiết bị / liên lạc khác và nhiễu gây ra bởi những sai lệch so với các tần số đó.

Khi tần số được chọn để sử dụng rộng rãi, sẽ rẻ hơn khi sử dụng các bộ phận có sẵn trong thiết kế của bạn thay vì phải bắt đầu từ đầu để sử dụng tần số cụ thể. Bạn có thể mua một bộ thu phát làm sẵn mà hàng triệu thiết bị sử dụng với chi phí trên mỗi đơn vị thấp hơn so với sử dụng bộ thu phát tùy chỉnh.

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

và

http://en.wikipedia.org/wiki/Elect Magnet_interference_at_2.4_GHz

có một số thông tin liên quan đến các chỉ định tần số.

Như những người khác đã nói, đó là một ban nhạc ISM và tất cả các lý do được liệt kê khác là hoàn toàn hợp lệ, nhưng tôi nghĩ một phần khác của lý do nó phổ biến hơn các ban nhạc ISM khác là nó có sẵn ở hầu hết các quốc gia trong khi một số ban nhạc ISM chỉ là ISM ở một số khu vực nhất định và nó cũng khá rộng so với các băng tần ISM khác. Khi bạn tăng tần số, các dải ISM dường như rộng hơn.

Trên thực tế, WiFi 5GHz đang trở nên phổ biến hơn mọi lúc vì 2.4 trở nên đông đúc hơn. Băng tần 5,8 có 150 MHz trong khi 2,4 chỉ có 100 MHz. 5GHz cũng không thể đi xuyên tường nhưng họ nói nó có thể chui qua các lỗ nhỏ hơn như dưới cửa.