bande de fréquences

Une bande de fréquences est un bloc contigu de fréquences radio alloué par la réglementation à un usage ou à une catégorie d'utilisateurs spécifique. La bande ISM 2,4 GHz, par exemple, s'étend de 2400 à 2483,5 MHz et est ouverte aux équipements industriels, scientifiques et médicaux, ainsi qu'aux appareils sans fil non licenciés comme le Wi-Fi et le Bluetooth. Une bande cellulaire licenciée peut s'étendre sur 30 ou 50 MHz ; une bande de diffusion couvre des plages beaucoup plus larges. Les limites sont fixées par des organismes de normalisation nationaux ou internationaux, et les équipements fonctionnant dans cette bande doivent être conçus pour émettre et recevoir uniquement dans ces limites.

Les bandes de fréquences existent parce que le spectre radioélectrique est fini et encombré. Sans attribution, les émetteurs interféreraient les uns avec les autres sur toutes les distances. Une bande isole les utilisateurs afin qu'un routeur Wi-Fi dans un bâtiment ne brouille pas le système de communication d'un avion dans un autre. La plupart des bandes sont licenciées, ce qui signifie que les gouvernements accordent l'usage exclusif aux opérateurs (opérateurs de télécommunications, diffuseurs, militaires) pour une période de plusieurs années en échange de redevances et du respect des normes techniques. Les bandes non licenciées permettent à quiconque d'y opérer, à condition que son équipement respecte les limites de puissance et les règles d'émissions parasites.

Le choix de la bande détermine la conception et les performances de l'équipement. Les fréquences plus basses (inférieures à 1 GHz) se propagent plus loin et pénètrent mieux les obstacles, elles sont donc prisées pour une couverture à longue portée ; les opérateurs cellulaires paient cher pour le spectre sub-1 GHz. Les bandes plus élevées (supérieures à 3 GHz) permettent des antennes plus étroites et des débits de données plus élevés, mais subissent une perte de trajet plus importante et sont bloquées par les murs. Les bandes non licenciées de 5 GHz et 6 GHz, populaires pour le Wi-Fi et le backhaul cellulaire, offrent plus de bande passante disponible que la bande encombrée de 2,4 GHz, mais nécessitent des émetteurs plus puissants et davantage de conditions de ligne de vue.

Un ingénieur concevant un appareil sans fil doit choisir une bande en fonction de l'approbation réglementaire, du spectre disponible, des exigences de portée et du coût. Un appareil IoT à bande étroite pourrait utiliser la bande de 900 MHz pour la couverture rurale. Un hotspot urbain utilise le Wi-Fi 5 GHz pour éviter la congestion. Les systèmes de contrôle industriels fonctionnent souvent dans la bande ISM 2,4 GHz ou dans les bandes de radio mobile privée (PMR) licenciées autour de 400 ou 900 MHz. L'harmonisation est incomplète : la bande de 800 MHz allouée en Europe diffère de la bande de 850 MHz utilisée en Amérique du Nord, obligeant les fabricants à construire des variantes pour différentes régions.

Des bandes de garde (espaces de fréquences inutilisés) séparent les allocations adjacentes afin de réduire le débordement et les interférences inter-bandes. Lorsqu'une bande devient encombrée, les régulateurs peuvent la subdiviser ou en ouvrir de nouvelles. Le terme bande est également utilisé pour les sous-catégories : au sein de la bande C (4 à 8 GHz), les télécommunications utilisent des portions légèrement différentes de celles du downlink satellite. Le contexte est important ; en radiodiffusion, le terme bande fait souvent référence à de très larges plages (radio AM, radio FM), tandis que dans le cellulaire et le sans fil non licencié, les bandes sont mesurées en dizaines ou centaines de mégahertz.