ISM频段与Sub -1G技术

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 1 频段的划分

如果从管理的角度来划分，无线频段可以分为几个部分

• 需要获得许可(license)的商业频段：

为了推动无线技术标准，国家或全球监管机构会划分出一些频段用于特定的应用，然后，人们可以从当地监管机构购买许可证，而后才能使用无线发射器在该频段上工作，最熟悉的许可频段就是蜂窝网通信，从2G到5G，政府会向移动运营商出售频段以进行管理商业频段的分配。

• 不需要许可的频段: 大家都可以用的频段，例如IoT应用中广泛的2.4G频段。
• 用于公共服务的频段。

2 ISM频段
为了协调无线电频谱在全球的共享使用，国际电信联盟（The International Telecommunication Union，ITU）中的无线通信部门(ITU-R)为工业(industrial)、科学（scientific）以及医学(medical)应用预留了几个频段，称为ISM频段。 ISM频段是不需要授权的，但是各个国家又有差异，目前，ISM频段包括433MHz，868MHz，915MHz，2.4GHz，5GHz。2.4GHz频段是各国共享的ISM频段，但900MHz频段在欧洲和中国用于GSM，是需要获得许可的（中国移动GSM使用的900MHz和1800MHz频段）。
全球不需要许可的ISM频段如下图所示：

 

 3 Sub-1G频段Sub 1G频段指工作在ISM频段且频率在1GHz以下的频段，典型的就是工作在315MHz，433MHz，769-935MHz频率上的频段。

 

Sub-1G频段在IoT中应用范围广泛，其最主要的几点特性包括：

• Sub 1Ghz无线范围：

  Sub 1Ghz比2.4Ghz提供更大的范围。如果范围是您物联网产品的重要标准，那么Sub 1Ghz是一个更好的选择。

  Sub 1Ghz无线传输的距离覆盖范围是2.4Ghz频谱的1.5-2倍。

  此外，Sub 1Ghz无线频谱具有远程模式，可以为您的IOT应用提供超过100 km的覆盖范围

• 更低的功耗：

  与2.4Ghz频谱相比，无线Sub 1 GhzRF需要来自收发器的更低功率信号，以便在接收器处获得相同的输出功率信号。

  低于1Ghz的RF成为电池供电的IOT传感器设备的理想选择。

• 干扰：

  使用无线Sub 1Ghz频谱的IOT传感器产品可以更好地处理干扰。

  这是因为它们以较低的频率运行，而使用该频谱的应用较少。

  同样，较低频率的ISM频段可以使Sub 1Ghz传输更好地在城市环境中的建筑物之间穿行。

4 Sub-1GHz与2.4GHz应用比较

 

Sub-1G和2.4G有各自应用的领域，也有很多重合的领域。例如在例如玩具，医疗设备，建筑自动化领域，二者都被广泛使用，但在需要传输视频的地方，使用2.4GHz，而在一些压力或者加速传感器则使用sub-1GHz技术。

Sub-1GHz与2.4GHz技术特点比较 

 

5 Sub 1Ghz Wi-Fi使用1GHz以下频段的WiFi标准即IEEE802.11ah，也就是之前介绍过的WiFi Halow，其正在进行标准化，参考之前的文章<IoT连接: WiFi，你的方案在哪里？> 

 

6 Lora 和Sigfox
Lora和Sigfox属于低功耗广域网技术，两者使用的是ISM频段。

Sigfox通常工作在900MHz，在城市环境中可以高达几公里范围，其覆盖范围高于WiFi，但不及蜂窝网。
Lora可选频段包括433、868、915 MH等，城镇可达2-5 Km ，郊区可达15 Km。在中国890~960MHz几乎被卫星通信和移动通信占满了，因此，sigfox以及802.11ah如果在中国选择900MHz，则可能会比较尴尬。 7 无线Sub 1Ghz模块厂商

 

 

 

 

例如，TI的Sub-1G模块CC1310可以支持100多公里的范围。
8 小结

在任何低数据速率的系统中，当需要一种长距离，低功耗以及干扰少的系统时，Sub-GHz无线网络都可以提供极具成本效益的解决方案，无论是简单的点对点连接还是更大的网络服务。
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