frecuencia

La frecuencia mide cuántos ciclos completos de una onda ocurren en un segundo, expresada en hercios (Hz). En los sistemas industriales de radio e inalámbricos, la frecuencia determina en qué banda del espectro electromagnético opera un transmisor o receptor. Un dispositivo de 2.4 GHz completa 2.4 mil millones de ciclos cada segundo. La banda de frecuencia asignada a un dispositivo limita tanto su alcance como su capacidad de datos; las frecuencias más bajas penetran paredes y viajan más lejos, mientras que las frecuencias más altas permiten velocidades de datos más rápidas pero necesitan una línea de visión más clara.

Los equipos inalámbricos industriales están rígidamente sujetos a asignaciones de frecuencia específicas establecidas por reguladores nacionales como la FCC en Norteamérica o la OFCOM en el Reino Unido. Una planta de fábrica podría usar 900 MHz para telemetría, 2.4 GHz para Wi-Fi y 5.8 GHz para enlaces de video punto a punto, cada uno sirviendo a diferentes propósitos. La interferencia ocurre cuando múltiples dispositivos transmiten en la misma frecuencia en la misma área; por eso las bandas de frecuencia con licencia cuestan dinero y las bandas sin licencia (bandas ISM) están congestionadas y no son confiables para trabajos de misión crítica.

La deriva de frecuencia es un modo de falla común: los osciladores envejecidos en transmisores y receptores pierden la calibración y desvían su frecuencia de operación del valor nominal. Una radio certificada a 868 MHz puede derivar a 869 MHz después de meses de uso, lo que hace que falle las pruebas de interoperabilidad o pierda el bloqueo de señal con un receptor fijo. Las fluctuaciones de temperatura en entornos industriales aceleran esta deriva; los osciladores de cristal están compensados por temperatura (TCXO) o estabilizados por horno (OCXO) precisamente para mantener la frecuencia ajustada.

El término en sí proviene del latín frequentia, que significa repetición u ocurrencia. En el trabajo de radio, la frecuencia y la longitud de onda están inversamente relacionadas (longitud de onda = velocidad de la luz dividida por la frecuencia), por lo que los dispositivos de 900 MHz usan antenas más cortas que los de 433 MHz. La frecuencia que selecciona para una red de sensores inalámbricos o un sistema de control remoto no es una perilla de rendimiento que pueda girar; es un límite regulatorio y una restricción de ingeniería establecida en el momento del diseño.