BANDA
ISM
Las
bandas ISM (Industrial Scientific Medical) son bandas de radiofrecuencia
electromagnética reservadas internacionalmente para uso no comercial en áreas
de trabajo industriales, científicas y médicas. Estas bandas pueden utilizarse
sin necesidad de licencia siempre que se respeten unos determinados límites de
potencia.
Fueron definidas por la ITU (International Telecomunications Union) en el artículo 5 de las Regulaciones de Radio (RR 5.138, 5.150 y 5.280) y todo aparato que trabaje con ellas debe ser tolerante a errores y utilizar mecanismos de protección contra interferencias, como técnicas de ensanchado de espectro (RR 15.13). Por este motivo, las redes que funcionan en esta banda se les denominan redes de espectro ensanchado.
Algunos aparatos que usan la frecuencia de 2,4 GHz son los microondas, teléfonos inalámbricos, monitores de bebés, IEEE 802.15.1 (WPAN - Bluetooth) e IEEE 802.11 (WLAN)...
Además de utilizarse diferentes técnicas de espectro ensanchado, en función de la relación señal/ruido se puede utilizar una modulación (bits por símbolo) más o menos rica para alcanzar más velocidad, por lo que los aparatos realizan una negociación de velocidades.
Para ampliar un poco más el conocimiento sobre estas
bandas es bueno conocer que son los Espectros Ensanchados.
El espectro ensanchado
(también llamado espectro esparcido,
espectro disperso, spread spectrum o SS) es una técnica de modulación
empleada en telecomunicaciones para la transmisión de datos digitales y por
radiofrecuencia.
El fundamento básico es el "ensanchamiento" de la señal a
transmitir a lo largo de una banda muy ancha de frecuencias, mucho más
amplia, de hecho, que el ancho de banda mínimo
requerido para transmitir la información que se
quiere enviar. No se puede decir que las comunicaciones mediante espectro
ensanchado son medios eficientes de utilización del ancho de banda. Sin
embargo, rinden al máximo cuando se los combina con sistemas existentes que
hacen uso de la frecuencia. La señal de espectro ensanchado, una vez ensanchada
puede coexistir con señales en banda estrecha, ya que
sólo les aportan un pequeño incremento en el ruido. En lo que
se refiere al receptor de espectro
ensanchado, él no ve las señales de banda estrecha, ya que está escuchando un
ancho de banda mucho más amplio gracias a una secuencia de código
preestablecido.
La traducción del inglés spread
spectrum se hace con distintos adjetivos según las fuentes; pueden
emplearse indistintamente espectro
ensanchado, expandido, desparramado, difuso o disperso para referirse en
todos los casos al mismo concepto.
Podemos concluir diciendo que todos los sistemas de espectro ensanchado
satisfacen dos criterios:
- El ancho de banda de la señal que se va a transmitir es mucho mayor
que el ancho de banda de la señal original.
- El ancho de banda transmitido se determina mediante alguna función
independiente del mensaje y conocida por el receptor.
ALGUNOS APARATOS QUE TRABAJAN EN LAS
BANDAS ISM
BLUETOOTH: Debido a que
la banda ISM está abierta a cualquiera, el sistema de radio Bluetooth deberá
estar preparado para evitar las múltiples interferencias que se pudieran producir.
Éstas pueden ser evitadas utilizando un sistema que busque una parte no
utilizada del espectro o un sistema de salto de frecuencia. En los sistemas de
radio Bluetooth se suele utilizar el método de salto de frecuencia debido a que
ésta tecnología puede ser integrada en equipos de baja potencia y bajo coste.
Éste sistema divide la banda de frecuencia en varios canales de salto, donde,
los transceptores, durante la conexión van cambiando de uno a otro canal de
salto de manera pseudo-aleatoria. Con esto se consigue que el ancho de banda
instantáneo sea muy pequeño y también una propagación efectiva sobre el total
de ancho de banda. En conclusión, con el sistema FH (Salto de frecuencia), se
pueden conseguir transceptores de banda estrecha con una gran inmunidad a las
interferencias.
Inmunidad a las interferencias
Como se mencionó anteriormente Bluetooth opera en una banda de
frecuencia que está sujeta a considerables interferencias, por lo que el
sistema ha sido optimizado para evitar éstas interferencias. En este caso La
técnica de salto de frecuencia es aplicada a una alta velocidad y una corta
longitud de los paquetes (1600 saltos/segundo, para slots-simples). Los
paquetes de datos están protegido por un esquema ARQ (repetición automática de
consulta), en el cual los paquetes perdidos son automáticamente retransmitidos,
aun así, con este sistema, si un paquete de datos no llegase a su destino, sólo
una pequeña parte de la información se perdería. La voz no se retransmite
nunca, sin embargo, se utiliza un esquema de codificación muy robusto. Éste
esquema, que está basado en una modulación variable de declive delta (CSVD),
que sigue la forma de la onda de audio y es muy resistente a los errores de
bits. Estos errores son percibidos como ruido de fondo, que se intensifica si
los errores aumentan.
Definición de canal
Como hemos comentado, Bluetooth utiliza un sistema FH/TDD
(salto de frecuencia/división de tiempo duplex), en el que el canal queda
dividido en intervalos de 625 µs, llamados slots, donde cada salto de
frecuencia es ocupado por un slot. Esto da lugar a una frecuencia de salto de
1600 veces por segundo, en la que un paquete de datos ocupa ocupar un slot para
la emisión y otro para la recepción y que pueden ser usados alternativamente,
dando lugar a un esquema de tipo TDD.
Dos o más unidades Bluetooth pueden compartir el mismo
canal dentro de una piconet , donde una
unidad actúa como maestra, controlando el tráfico de datos en la piconet que se
genera entre las demás unidades, donde estas actúan como esclavas, enviando y
recibiendo señales hacia el maestro. El salto de frecuencia del canal está
determinado por la secuencia de la señal, es decir, el orden en que llegan los
saltos y por la fase de ésta secuencia. En Bluetooth, la secuencia queda fijada
por la identidad de la unidad maestra de la piconet (un código único para cada
equipo), y por su frecuencia de reloj. Por lo que, para que una unidad esclava
pueda sincronizarse con una unidad maestra, ésta primera debe añadir un ajuste
a su propio reloj nativo y así poder compartir la misma portadora de salto.
En países donde la banda está abierta a 80 canales o más,
espaciados todos ellos a 1 Mhz., se han definido 79 saltos de portadora, y en
aquellos donde la banda es más estrecha se han definido 23 saltos.
TELEFONO INALAMBRICO: Un teléfono inalámbrico es básicamente un aparato
de radio que se conecta sin cables a una
base, que a su vez está conectada a la red
telefónica local (fija).
Generalmente tiene un rango de 100 metros o menos de su estación base y
funcionan en las frecuencias de 900 MHz en América Latina y Europa, en la
frecuencia de los 2,4 GHz, 5,8 GHz y actualmente 1,9 GHz con la tecnología DECT.
FRECUENCIAS EN LAS QUE TRABAJAN: En los Estados
Unidos, se usan 7 frecuencias asignadas por la Comisión Federal
de Comunicaciones (FCC), estas son:- 1,7 MHz (Hasta 6 canales, Sistema AM)
- 27 MHz (asignada en 1980, hasta 10 canales, Sistema FM)
- 43–50 MHz (asignada en 1986, hasta 25 canales,
Sistema FM)
- 900 MHz (902–928 MHz) (asignada en 1990)
- 1,9 GHz (1920-1930 MHz) (desarrollada en 1993 y
asignada en Estados Unidos en octubre de 2005)
- 2,4 GHz (asignada en 1998)
- 5,8 GHz (asignada en 2003)
En Europa la mayoría de proveedores usan las bandas de 900 MHz y 1800 MHz La GSM-900 es la más ampliamente usada. Pocos operadores usan la DCS-1800 o la GSM-1800. Se necesita un teléfono de banda dual 900/1800 para ser compatible con casi todos los operadores. Al menos se debe soportar la banda GSM-900 para ser compatible con muchos operadores.
En principio, el ámbito donde se prevé que esta tecnología cobre más fuerza es en domótica, como puede verse en los documentos de la ZigBee Alliance, en las referencias bibliográficas que se dan más abajo en el documento «ZigBee y Domótica». La razón de ello son diversas características que lo diferencian de otras tecnologías:
- Su bajo consumo.
- Su topología de red en malla.
- Su fácil integración (se pueden fabricar nodos con
muy poca electrónica).
ZIGBEE VS BLUETOOTH:
ZigBee es muy similar al Bluetooth pero con algunas diferencias:- Una red ZigBee puede constar de un máximo de 65535
nodos distribuidos en subredes de 255 nodos, frente a los 8 máximos de una
subred (Piconet)
Bluetooth.
- Menor consumo eléctrico que el de Bluetooth. En
términos exactos, ZigBee tiene un consumo de 30 mA transmitiendo y de 3 uA
en reposo, frente a los 40 mA transmitiendo y 0,2 mA en reposo que tiene
el Bluetooth. Este menor consumo se debe a que el sistema ZigBee se queda
la mayor parte del tiempo dormido, mientras que en una comunicación
Bluetooth esto no se puede dar, y siempre se está transmitiendo y/o
recibiendo.
- Tiene una velocidad de hasta 250 kbps, mientras que
en Bluetooth es de hasta 3 Mbps.
- Debido a las velocidades de cada uno, uno es más
apropiado que el otro para ciertas cosas. Por ejemplo, mientras que el
Bluetooth se usa para aplicaciones como los teléfonos móviles y la
informática casera, la velocidad del ZigBee se hace insuficiente para
estas tareas, desviándolo a usos tales como la Domótica, los
productos dependientes de la batería, los sensores médicos, y en artículos
de juguetería, en los cuales la transferencia de datos es menor.
- Existe una versión que integra el sistema de
radiofrecuencias característico de Bluetooth junto a una interfaz de
transmisión de datos vía infrarrojos desarrollado por IBM mediante un protocolo ADSI y MDSI.
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