Las bandas de radio ISM son porciones del espectro radioeléctrico reservado internacionalmente para fines industriales, científicos y médicos (ISM), excluidas las aplicaciones en telecomunicaciones . [1] Ejemplos de aplicaciones para el uso de energía de radiofrecuencia (RF) en estas bandas incluyen calentamiento por RF , hornos microondas y máquinas de diatermia médica . Las potentes emisiones de estos dispositivos pueden crear interferencias electromagnéticas e interrumpir la comunicación por radio utilizando la misma frecuencia , por lo que estos dispositivos están limitados a determinadas bandas de frecuencias. En general, los equipos de comunicaciones que operan en bandas ISM deben tolerar cualquier interferencia generada por aplicaciones ISM, y los usuarios no tienen protección regulatoria contra el funcionamiento de dispositivos ISM en estas bandas.
A pesar de la intención de las asignaciones originales, en los últimos años el uso de estas bandas de más rápido crecimiento ha sido para sistemas de comunicaciones inalámbricas de corto alcance y baja potencia , ya que estas bandas a menudo están aprobadas para dichos dispositivos, que pueden usarse sin autorización gubernamental. licencia, como se exigiría de otro modo a los transmisores; A menudo se eligen frecuencias ISM para este fin, ya que ya deben tolerar problemas de interferencia. Los teléfonos inalámbricos , los dispositivos Bluetooth , los dispositivos de comunicación de campo cercano (NFC), los abridores de puertas de garaje , los monitores para bebés y las redes informáticas inalámbricas ( Wi-Fi ) pueden utilizar frecuencias ISM, aunque estos transmisores de baja potencia no se consideran ISM. dispositivos.
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 Reglamento de Radiocomunicaciones . El uso de las bandas designadas en estas secciones por parte de cada país puede diferir debido a variaciones en las regulaciones de radio nacionales. Debido a que los dispositivos de comunicación que utilizan las bandas ISM deben tolerar cualquier interferencia del equipo ISM, normalmente se permite el uso de estas bandas a operaciones sin licencia, ya que de todos modos la operación sin licencia normalmente debe ser tolerante a la interferencia de otros dispositivos. Las bandas ISM comparten asignaciones con operaciones con y sin licencia; sin embargo, debido a la alta probabilidad de que se produzcan interferencias perjudiciales, el uso bajo licencia de las bandas suele ser bajo. En los Estados Unidos, los usos de las bandas ISM se rigen por la Parte 18 de las reglas de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), mientras que la Parte 15 contiene las reglas para dispositivos de comunicación sin licencia, incluso aquellos que comparten frecuencias ISM. En Europa, el ETSI desarrolla estándares para el uso de dispositivos de corto alcance , algunos de los cuales operan en bandas ISM. El uso de las bandas ISM está regulado por las autoridades nacionales de regulación del espectro miembros de la CEPT.
La asignación de frecuencias de radio se proporciona de acuerdo con el Artículo 5 del Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (edición de 2012). [2]
Para mejorar la armonización en la utilización del espectro, la mayoría de las asignaciones de servicios estipuladas en este documento se incorporaron en tablas nacionales de asignaciones y utilizaciones de frecuencias que son responsabilidad de las administraciones nacionales correspondientes. La asignación puede ser primaria, secundaria, exclusiva o compartida.
Tipo A (nota a pie de página 5.138) = las bandas de frecuencias están designadas para aplicaciones ISM . El uso de estas bandas de frecuencias para aplicaciones ISM estará sujeto a una autorización especial de la administración interesada, de acuerdo con otras administraciones cuyos servicios de radiocomunicaciones puedan verse afectados. Al aplicar esta disposición, las administraciones tendrán debidamente en cuenta las últimas Recomendaciones UIT-R pertinentes.
Tipo B (nota 5.150) = las bandas de frecuencias también están designadas para aplicaciones ISM. Los servicios de radiocomunicaciones que funcionan dentro de estas bandas deben aceptar las interferencias perjudiciales que puedan causar estas aplicaciones.
RR de la UIT (nota a pie de página 5.280) = En Alemania, Austria, Bosnia y Herzegovina, Croacia, Macedonia del Norte, Liechtenstein, Montenegro, Portugal, Serbia, Eslovenia y Suiza, la banda 433,05–434,79 MHz (frecuencia central 433,92 MHz) está designada para ISM aplicaciones . Los servicios de radiocomunicación de estos países que operan dentro de esta banda deben aceptar las interferencias dañinas que puedan causar estas aplicaciones.
Las bandas ISM se establecieron por primera vez en la Conferencia Internacional de Telecomunicaciones de la UIT en Atlantic City en 1947 . La delegación estadounidense propuso específicamente varias bandas, incluida la ahora común banda de 2,4 GHz, para dar cabida al entonces incipiente proceso de calentamiento por microondas; [3] sin embargo, los informes anuales de la FCC de esa época sugieren que se hicieron muchos preparativos antes de estas presentaciones. [4]
El informe de la reunión del 9 de agosto de 1947 del comité de Asignación de Frecuencias [5] incluye la observación:
"El delegado de los Estados Unidos, refiriéndose a su solicitud de que se asigne la frecuencia 2450 Mc/s al ISM, indicó que existía en los Estados Unidos y trabajaba en esta frecuencia una máquina de diatermia y una cocina electrónica, y que estos últimos podrían eventualmente instalarse en barcos y aviones transatlánticos. Por lo tanto, tenía sentido intentar llegar a un acuerdo mundial sobre este tema."
Se han utilizado frecuencias de radio en las bandas ISM con fines de comunicación, aunque dichos dispositivos pueden experimentar interferencias de fuentes ajenas a las comunicaciones. En los Estados Unidos, ya en 1958 la Banda Ciudadana Clase D , un servicio de la Parte 95, estaba asignada a frecuencias que también están asignadas a ISM. [1]
En los EE. UU., la FCC puso a disposición por primera vez espectro ensanchado sin licencia en las bandas ISM en reglas adoptadas el 9 de mayo de 1985. [6] La acción de la FCC fue propuesta por Michael Marcus del personal de la FCC en 1980 y la acción regulatoria posterior tomó cinco medidas más. años. Era parte de una propuesta más amplia para permitir el uso civil de la tecnología de espectro ensanchado y en ese momento contó con la oposición de los principales fabricantes de equipos y muchos operadores de sistemas de radio. [7]
Muchos otros países desarrollaron posteriormente regulaciones similares que permitieron el uso de esta tecnología. [ cita necesaria ]
Las aplicaciones industriales, científicas y médicas (ISM) (de energía de radiofrecuencia) (abreviado: aplicaciones ISM ) se definen, según el artículo 1.15 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la UIT de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) [8] , como « Operación de equipos o aparatos diseñados para generar y utilizar localmente energía de radiofrecuencia con fines industriales, científicos, médicos, domésticos o similares, excluidas las aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones .»
Las especificaciones originales del ISM preveían que las bandas se utilizarían principalmente para fines distintos de las comunicaciones, como la calefacción. Las bandas todavía se utilizan ampliamente para estos fines. Para muchas personas, el dispositivo ISM más común es el horno microondas doméstico que funciona a 2,45 GHz y utiliza microondas para cocinar alimentos. La calefacción industrial es otra gran área de aplicación; como calentamiento por inducción , tratamiento térmico por microondas, ablandamiento de plástico y procesos de soldadura de plástico . En entornos médicos, las máquinas de diatermia de onda corta y microondas utilizan ondas de radio en las bandas ISM para aplicar un calentamiento profundo al cuerpo para relajarlo y curarlo. Más recientemente, la terapia de hipertermia utiliza microondas para calentar el tejido y matar las células cancerosas.
Sin embargo, como se detalla a continuación, la creciente congestión del espectro radioeléctrico, la creciente sofisticación de la microelectrónica y la atracción por su uso sin licencia, han llevado en las últimas décadas a una explosión de usos de estas bandas para sistemas de comunicación de corto alcance para dispositivos inalámbricos , que son ahora, con diferencia, los usos más importantes de estas bandas. Estos a veces se denominan usos "no ISM", ya que no entran en las áreas de aplicación "industrial", "científica" y "médica" originalmente previstas. Una de las aplicaciones más importantes ha sido la creación de redes inalámbricas ( Wi-Fi ). Los protocolos de red inalámbrica IEEE 802.11 , los estándares en los que se basan casi todos los sistemas inalámbricos, utilizan bandas ISM. Prácticamente todos los portátiles , tabletas , impresoras y teléfonos móviles tienen ahora módems inalámbricos 802.11 que utilizan las bandas ISM de 2,4 y 5,7 GHz. Bluetooth es otra tecnología de red que utiliza la banda de 2,4 GHz, lo que puede resultar problemático dada la probabilidad de interferencias. [9] Los dispositivos de comunicación de campo cercano (NFC), como las tarjetas de proximidad y las tarjetas inteligentes sin contacto, utilizan las bandas ISM de baja frecuencia de 13 y 27 MHz. Otros dispositivos de corto alcance que utilizan las bandas ISM son: micrófonos inalámbricos , vigilabebés , abridores de puertas de garaje , timbres inalámbricos , sistemas de entrada sin llave para vehículos, canales de radiocontrol para UAV (drones), sistemas inalámbricos de vigilancia , sistemas RFID para mercancías y sistemas salvajes. Sistemas de seguimiento de animales .
Algunos diseños de lámparas sin electrodos son dispositivos ISM, que utilizan emisiones de RF para excitar tubos fluorescentes . Las lámparas de azufre son lámparas de plasma disponibles comercialmente que utilizan magnetrones de 2,45 GHz para calentar azufre hasta convertirlo en un plasma brillantemente brillante .
Se han propuesto y experimentado sistemas de energía inalámbricos de larga distancia que utilizarían transmisores y recenas de alta potencia , en lugar de líneas de transmisión aéreas y cables subterráneos , para enviar energía a ubicaciones remotas. La NASA ha estudiado el uso de la transmisión de energía por microondas en 2,45 GHz para enviar de regreso a la Tierra la energía recolectada por los satélites de energía solar .
También en aplicaciones espaciales, un propulsor de iones de doble capa helicon es un prototipo de motor de propulsión de nave espacial que utiliza una transmisión de 13,56 MHz para descomponer y calentar el gas hasta convertirlo en plasma.
En los últimos años, las bandas ISM también se han compartido con aplicaciones de comunicaciones (no ISM) libres de licencia y tolerantes a errores, como redes de sensores inalámbricos en las bandas de 915 MHz y 2.450 GHz, así como redes LAN inalámbricas y teléfonos inalámbricos en la banda de 915 MHz. Bandas de 2.450 GHz y 5.800 GHz. Debido a que los dispositivos sin licencia deben ser tolerantes a las emisiones ISM en estas bandas, los usuarios de baja potencia sin licencia generalmente pueden operar en estas bandas sin causar problemas a los usuarios de ISM. Los equipos ISM no incluyen necesariamente un receptor de radio en la banda ISM (por ejemplo, un horno microondas no tiene receptor).
En los Estados Unidos, según 47 CFR Parte 15.5, los dispositivos de comunicación de baja potencia deben aceptar interferencias de usuarios con licencia de esa banda de frecuencia, y el dispositivo Parte 15 no debe causar interferencias a los usuarios con licencia. Tenga en cuenta que la banda de 915 MHz no debe usarse en países fuera de la Región 2 , excepto aquellos que lo permiten específicamente, como Australia e Israel, especialmente aquellos que usan la banda GSM-900 para teléfonos celulares. Las bandas ISM también se utilizan ampliamente para aplicaciones de identificación por radiofrecuencia (RFID), siendo la banda más utilizada la banda de 13,56 MHz utilizada por sistemas que cumplen con ISO/IEC 14443, incluidos los utilizados por pasaportes biométricos y tarjetas inteligentes sin contacto .
En Europa, el uso de la banda ISM está cubierto por la normativa de Dispositivos de Corto Alcance emitida por la Comisión Europea , basada en recomendaciones técnicas de CEPT y estándares de ETSI . En la mayor parte de Europa, la banda LPD433 está permitida para comunicaciones de voz sin licencia además de la PMR446 .
Los dispositivos de red inalámbrica utilizan bandas de ondas de la siguiente manera:
Las LAN inalámbricas y los teléfonos inalámbricos también pueden utilizar bandas distintas de las compartidas con ISM, pero dichos usos requieren aprobación país por país. Los teléfonos DECT utilizan un espectro asignado fuera de las bandas ISM que difiere en Europa y América del Norte. Las LAN de banda ultraancha requieren más espectro del que pueden proporcionar las bandas ISM, por lo que los estándares relevantes, como IEEE 802.15.4a, están diseñados para utilizar espectro fuera de las bandas ISM. A pesar de que estas bandas adicionales están fuera de las bandas ISM oficiales del UIT-R, debido a que se utilizan para los mismos tipos de comunicaciones personales de baja potencia, a veces también se las denomina incorrectamente bandas ISM.
Varias marcas de equipos de radiocontrol utilizan el rango de banda de 2,4 GHz para el control remoto de juguetes de baja potencia, desde automóviles a gasolina hasta aviones en miniatura.
Las telecomunicaciones digitales inalámbricas mundiales o WDCT son una tecnología que utiliza el espectro de radio de 2,4 GHz .
El Proyecto Loon de Google utilizó bandas ISM (específicamente bandas de 2,4 y 5,8 GHz) para comunicaciones entre globos y globos a tierra.
De conformidad con 47 CFR Parte 97, algunas bandas ISM son utilizadas por radioaficionados con licencia para comunicarse, incluida la televisión de aficionados .
Aplicaciones industriales, científicas y médicas (ISM) (de energía de radiofrecuencia): Operación de equipos o aparatos diseñados para generar y utilizar localmente energía de radiofrecuencia para fines industriales, científicos, médicos, domésticos o similares, excluidas las aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones.
[1]