bande

En communication sans fil, une bande est un bloc contigu de fréquences radio alloué par des organismes de réglementation comme la FCC ou l'UIT pour des applications particulières. Une bande a des limites de fréquence supérieures et inférieures définies, mesurées en hertz, et tout ce qui se trouve à l'intérieur de ces limites appartient à cette bande. La bande industrielle, scientifique et médicale de 2,4 GHz, par exemple, s'étend de 2400 à 2484 MHz et est partagée par le Wi-Fi, le Bluetooth et les fours à micro-ondes. La bande Wi-Fi de 5 GHz est en fait composée de plusieurs bandes plus petites empilées, chacune de 20 à 160 MHz de large selon la largeur du canal.

Les bandes existent parce que le spectre radioélectrique est fini et sujet aux interférences lorsque les signaux se chevauchent. Sans limites, chaque émetteur brouillerait tous les autres. Les agences de réglementation divisent le spectre en bandes et les attribuent à des usages: la communication maritime utilise les bandes VHF autour de 156 à 162 MHz; les opérateurs radioamateurs utilisent des bandes comme 3,5 à 4,0 MHz ou 144 à 148 MHz; les réseaux cellulaires fonctionnent dans des bandes sous licence comme la bande des 700 MHz ou la bande des 2,1 GHz selon le pays et l'opérateur.

Bandes sous licence et bandes sans licence

Les bandes sous licence exigent des opérateurs qu'ils obtiennent une autorisation et paient souvent des frais pour émettre à l'intérieur de celles-ci; les opérateurs de téléphonie cellulaire détiennent des licences pour des bandes spécifiques dans des régions géographiques spécifiques. Les bandes sans licence, telles que les bandes de 2,4 GHz et 5 GHz utilisées pour le Wi-Fi, sont ouvertes à tous mais doivent fonctionner dans des limites de puissance strictes et utiliser des techniques d'étalement du spectre pour tolérer les interférences. La bande ISM de 900 MHz et la bande de 60 GHz sont également sans licence dans de nombreux pays. Les bandes sans licence sont moins chères à utiliser mais sont encombrées et imprévisibles.

Les propriétés physiques d'une bande dépendent de sa fréquence. Les bandes de fréquences plus basses pénètrent mieux les bâtiments et les obstacles mais nécessitent des antennes plus grandes et ont moins de bande passante disponible. La bande cellulaire de 800 MHz porte plus loin que 2,4 GHz mais transporte moins de données par unité de temps. Les bandes de fréquences plus élevées comme 28 GHz ou 39 GHz utilisées dans les systèmes 5G à ondes millimétriques offrent une bande passante énorme mais sont facilement bloquées par les murs et la pluie.

La sélection de la bande est une contrainte de conception principale dans les systèmes sans fil. Le choix détermine la taille de l'antenne, la distance de propagation, les exigences réglementaires, le coût, le support des appareils disponibles et les défis de coexistence avec d'autres systèmes. Les déploiements IoT industriels choisissent souvent la bande sans licence de 915 MHz en Amérique ou de 868 MHz en Europe pour une longue portée avec une puissance plus faible. Les systèmes satellitaires occupent des bandes bien au-dessus des utilisations terrestres: bande L (1 à 2 GHz), bande S (2 à 4 GHz), bande C (4 à 8 GHz), et plus haut.