Frequenzband

Ein Frequenzband ist ein zusammenhängender Block von Funkfrequenzen, der durch Vorschriften für einen bestimmten Zweck oder eine bestimmte Benutzerklasse bereitgestellt wird. Das 2,4-GHz-ISM-Band beispielsweise reicht von 2400 bis 2483,5 MHz und steht Industrie-, Wissenschafts- und Medizingeräten sowie lizenzfreien drahtlosen Geräten wie Wi-Fi und Bluetooth offen. Ein lizenziertes Mobilfunkband kann sich über 30 oder 50 MHz erstrecken; ein Rundfunkband umfasst viel größere Bereiche. Die Grenzen werden durch nationale oder internationale Normungsgremien festgelegt, und Geräte, die in diesem Band betrieben werden, müssen so ausgelegt sein, dass sie nur innerhalb dieser Grenzen senden und empfangen.

Frequenzbänder existieren, weil das Funkspektrum begrenzt und überlastet ist. Ohne Zuweisung würden Sender über alle Entfernungen hinweg miteinander interferieren. Ein Band isoliert Nutzer, so dass ein Wi-Fi-Router in einem Gebäude ein Kommunikationssystem eines Flugzeugs in einem anderen nicht stört. Die meisten Bänder sind lizenziert, das heißt Regierungen gewähren Betreibern (Telekommunikationsanbietern, Rundfunkveranstaltern, Militär) für einen Zeitraum von Jahren die exklusive Nutzung gegen Gebühren und Einhaltung technischer Standards. Lizenzfreie Bänder ermöglichen es jedem, dort zu arbeiten, sofern seine Ausrüstung Leistungsgrenzen und Regeln für unerwünschte Emissionen erfüllt.

Die Wahl des Bands prägt die Geräteentwicklung und Leistung. Niedrigere Frequenzen (unter 1 GHz) breiten sich weiter aus und dringen besser in Hindernisse ein, daher sind sie für Fernabdeckung begehrt; Mobilfunkbetreiber zahlen viel für Spektrum unter 1 GHz. Höhere Bänder (über 3 GHz) ermöglichen kleinere Antennen und höhere Datenraten, leiden aber unter größerer Pfaddämpfung und werden durch Wände blockiert. Die bei Wi-Fi und Mobilfunk-Backhaul beliebten 5-GHz- und 6-GHz-Lizenzfreienbänder bieten mehr verfügbare Bandbreite als das überlastete 2,4-GHz-Band, erfordern aber stärkere Sender und bessere Sichtlinienbedingungen.

Ein Ingenieur, der ein drahtloses Gerät entwirft, muss ein Band auf der Grundlage von behördlicher Zulassung, verfügbarem Spektrum, Reichweitenvorhaben und Kosten wählen. Ein Schmalband-IoT-Gerät könnte das 900-MHz-Band für ländliche Abdeckung nutzen. Ein urbaner Hotspot verwendet Wi-Fi mit 5 GHz, um Überlastung zu vermeiden. Industriekontrollsysteme arbeiten häufig im 2,4-GHz-ISM-Band oder in lizenzierten Privatfunkbändern (PMR) um 400 oder 900 MHz. Die Harmonisierung ist unvollständig: Das in Europa zugeteilte 800-MHz-Band unterscheidet sich vom in Nordamerika genutzten 850-MHz-Band, was Hersteller zwingt, Varianten für verschiedene Regionen zu bauen.

Schutzabstände (ungenutzte Frequenzlücken) trennen benachbarte Zuweisungen, um Übersprechen und Interferenzen zwischen Bändern zu verringern. Wenn ein Band überlastet wird, können Regulierungsbehörden es unterteilen oder neue öffnen. Der Begriff Band wird auch für Unterkategorien verwendet: innerhalb des C-Bands (4 bis 8 GHz) nutzen Telekommunikation und Satelliten-Downlink leicht unterschiedliche Bereiche. Der Kontext ist wichtig; im Rundfunk bezieht sich Band oft auf sehr breite Bereiche (AM-Rundfunk, FM-Rundfunk), während im Mobilfunk und in lizenzfreien drahtlosen Systemen Bänder in zehn- oder hundertfachen Megahertz gemessen werden.