Quelles sont les bandes de fréquences ISM et les cas d'utilisation ?

Dans chaque pays, le spectre radio des communications sans fil est défini et réglementé par une certaine autorité organisationnelle qui permet à différentes applications d'opérer dans la bande définie pour servir les utilisateurs. En Amérique du Nord, cette autorité est connue sous le nom de FCC et en Europe, c'est l'ETSI qui prend ces décisions réglementaires. Ces autorités attribuent la largeur de bande des fréquences radio à chaque application individuelle, y compris la radiodiffusion télévisuelle et sonore, les services de télécommunication, l'armée, le gouvernement, etc. Pour exploiter votre application spécifique, vous devez obtenir l'autorisation de ces autorités d'utiliser une certaine fréquence pour votre service. Cependant, les régulateurs ont également mis de côté des bandes de fréquences spécifiques qui peuvent être utilisées de manière flexible par les utilisateurs. Ces bandes sont connues sous le nom de bandes de fréquences ISM.

Dans cet article, vous apprendrez tout sur les bandes ISM, les bandes de fréquences qui en font partie et leurs applications. Commençons donc :

Définition des bandes ISM

ISM signifie industrial, scientific, and medical (ISM) radio bands (bandes radio industrielles, scientifiques et médicales) qui contiennent un groupe de fréquences réservées au niveau international pour l'utilisation de l'énergie radiofréquence (RF) afin de répondre aux exigences des domaines scientifiques, médicaux et industriels. Ces bandes de fréquences ne sont pas soumises à licence, ce qui signifie que n'importe qui peut les utiliser sans avoir à obtenir au préalable des droits d'autorisation ou à payer pour cela. En outre, elles ne sont pas utilisées pour les services de communication.

Principales bandes de fréquences ISM et leurs utilisations

Le tableau ci-dessous présente les bandes ISM utilisées dans le monde entier et au niveau régional :

Les principales utilisations des gammes de fréquences ISM sont les suivantes :

• La fréquence ISM 6,78 MHz est une fréquence à ondes courtes couramment utilisée dans les pays de l'Union européenne. Systèmes RFID.
• La bande de fréquence 13,56 MHz est courante dans les systèmes RFID ainsi que dans d'autres applications ISM, notamment les systèmes de modèles télécommandés, les systèmes de commande à distance, les téléavertisseurs et les systèmes radio de démonstration.
• Les applications de la bande ISM 27,125 MHz comprennent les systèmes RFID à couplage inductif, les appareils d'électrothérapie médicale, les téléavertisseurs, les jouets télécommandés et les appareils de soudage industriel à haute fréquence.
• La bande ISM 40.680 MHz se situe au bas de la bande des très hautes fréquences (VHF). Ses applications ISM comprennent la télécommande et la télémétrie.
• La bande de fréquences 433.920 MHz fait partie de la bande des ultra-hautes fréquences (UHF) et se situe au centre de la bande des radioamateurs. Ce spectre de fréquences est confronté à des obstacles tels que les bâtiments et les arbres, et est réfléchi ou atténué. Ses applications comprennent les systèmes RFID à rétrodiffusion, les émetteurs de télémétrie, les casques sans fil, les interphones sans fil de faible puissance, les petits téléphones et les dispositifs de verrouillage central sans fil pour les véhicules.
• La bande ISM 868 MHZ est utilisée pour les appareils à courte portée.
• La bande 915 MHz allant de 902 à 928 MHz est utilisée dans les systèmes RFID à rétrodiffusion aux États-Unis et en Australie. Toutefois, cette bande n'est pas disponible en Europe pour les services ISM.
• La bande ISM 2,4 GHz fait partie de la bande des micro-ondes et est utilisée pour les systèmes RFID à rétrodiffusion, le Bluetooth et le Wi-Fi, les micro-ondes et les systèmes d'identification par radiofréquence (RFID). Protocole de réseau sans fil 802.11.
• La bande ISM 5,8 GHz est utilisée dans les systèmes RFID à rétrodiffusion et dans les systèmes d'ouverture ou de fermeture de portes.
• La bande ISM 24.125 GHz est principalement utilisée pour les capteurs de signaux mobiles et pour la transmission de données sur un système radio directionnel.

Pourquoi la bande ISM n'est-elle pas utilisée pour les communications ?

Comme nous l'avons vu, les bandes de fréquences ISM sont principalement utilisées pour des besoins scientifiques, médicaux et industriels autres que la communication. Par exemple, ces bandes peuvent être utilisées dans les fours à micro-ondes. En effet, les appareils utilisant les bandes ISM émettent des signaux puissants qui peuvent créer des interférences électromagnétiques et dégrader les services de communication d'autres utilisateurs fonctionnant sur les mêmes bandes de fréquences. Par conséquent, la communication sur la bande ISM n'est pas totalement interdite, mais si un appareil de communication fonctionne sur le même spectre de fréquences, il est responsable des interférences causées par les applications ISM.

Règles et réglementations dans le monde

L'utilisation des bandes ISM est soumise à certaines règles définies par les autorités de régulation. Selon la FCC, aux États-Unis, les utilisateurs non licenciés de la bande ISM ne doivent pas causer d'interférences aux utilisateurs licenciés et doivent tolérer les interférences causées par les utilisateurs licenciés. Toute personne souhaitant développer un appareil compatible avec la bande ISM doit autoriser/enregistrer le produit dans le cadre d'un processus de certification. En outre, un fabricant doit tester le nouveau dispositif sans licence, tel qu'un émetteur sans fil, dans un laboratoire agréé par la FCC avant de le vendre sur le marché.

Au Royaume-Uni, les utilisateurs sont autorisés à utiliser des appareils ISM, mais ils ne doivent pas enfreindre les règles de la loi sur la télégraphie sans fil. Ces règles stipulent que les radiations émises par les appareils ISM doivent être minimales et ne doivent pas nuire aux services de communication, en particulier à la radionavigation.

En Europe, l'ETSI est responsable de l'attribution des règles et de la réglementation des appareils compatibles avec la bande ISM. Selon ces règles, le fabricant d'un appareil destiné à fonctionner dans la bande ISM doit fournir une déclaration attestant que le produit développé répond à toutes les exigences légales. Au Canada, la certification du produit est délivrée par un département gouvernemental appelé Innovation, Science et Développement économique Canada.

Applications de la bande ISM

Voici quelques-unes des applications de la bande ISM dans divers secteurs :

• Dans le secteur industriel, les bandes ISM sont couramment utilisées pour le chauffage par induction, comme le chauffage par micro-ondes dans les industries et les foyers.
• Dans le secteur médical, il est utilisé à différentes fins, notamment pour la diathermie, la thérapie hyperthermique et l'ablation par RF/micro-ondes.
• Récemment, les bandes ISM ont également été introduites dans les systèmes radar fonctionnant dans la bande ISM 2,4 GHz. Cela est dû au fait que les circuits intégrés utilisés dans ce spectre sont peu coûteux et facilement disponibles.
• La bande ISM peut également être utilisée pour des systèmes de communication à courte portée, à faible puissance et sans licence, comme le Wi-Fi, ZigbeeRFID, téléphones sans fil, NFC et Bluetooth.
• Ces bandes devraient également être utilisées dans des applications de pointe. faible consommation les technologies de communication, y compris l'internet des objets (IoT), M2M et les applications de l'industrie 4.0. Voici quelques exemples NB-IoT, LoRaZ-wave, Sigfox et le fil.
• Parmi les autres applications des bandes ISM figurent les réseaux locaux sans fil, la connectivité à courte portée pour le télépéage, la distribution audio domestique, les liaisons privées point à point, les systèmes télémétriques sans fil, les ouvre-portes de garage et les téléphones sans fil.

Conclusion

Cet article fournit des informations détaillées sur les bandes de fréquences ISM et sur les fréquences qui font partie de ce spectre sans licence. Il explique aux lecteurs pourquoi les bandes ISM ne sont pas très répandues dans le domaine des télécommunications, mais qu'elles se frayent progressivement un chemin dans ce domaine également. Il présente également les règles et réglementations définies par les autorités de régulation de différents pays concernant l'utilisation des bandes ISM. Enfin, il indique les applications pour lesquelles les bandes ISM sont utilisées efficacement.