下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
图2-19给出了电磁波谱与通信类型的关系。图的下半部是ITU根据不同的频率（或波长）对不同的波段进行了划分与命名。
图2-19 电磁波谱与通信类型的关系
理解电磁波谱与通信类型需要注意以下几个问题。
第一，描述电磁波的参数有三个：波长 λ （wave length）、频率 f （frequency）与光速 C （speed of light）。它们三者之间的关系为： λ × f = C 。其中，光速 C 为3×10 8 m/s，频率 f 的单位为Hz。从图2-19所示的电磁波谱可以看出，按照频率由低向高的顺序，不同频率的电磁波排列为无线电、微波、红外、可见光、紫外线、X射线与γ射线。目前，用于通信的主要有无线电、微波、红外与可见光。
第二，电磁波的传播有两种方式：一种是在自由空间中传播（即无线方式传播）；另一种是在有限制的空间中传播（即有线方式传播）。使用双绞线、同轴电缆、光纤传输电磁波的方式属有线方式。在同轴电缆中，电磁波传播的速度大约等于光速的2/3。不同的传输介质可以传输不同频率的信号。例如，普通双绞线可以传输低频与中频信号，同轴电缆可以传输低频到特高频信号，光纤可以传输可见光信号。
第三，如下为用于无线通信的频段的频率范围与波长。
● 中频（MF）：频率范围为300～3000kHz，波长为100～1000m。
● 高频（HF）：频率范围为3～30MHz，波长为10～100m。
● 甚高频（VHF）：频率范围为30～300MHz，波长为1～10m，称为米波段。
● 特高频（UHF）：频率范围为300～3000MHz，波长为10～100cm，称为分米波段。
● 超高频（SHF）：频率范围为3～30GHz，波长为1～10cm，称为厘米波段。
● 极高频（EHF）：频率范围为30～300GHz，波长为1～10mm，称为毫米波段。
● 太高频（THF）：频率范围为300～3000GHz，波长为0.1～1mm，称为亚毫米波段。
第四，用于移动通信的无线频段大致处在甚高频与特高频。例如，以下列举4G LTE标准（TD-LTE）中我国三大运营商分别获得的频段。
● 中国移动：1880～1900MHz，2320～2370MHz，2575～2635MHz。
● 中国联通：2300～2320MHz，2555～2575MHz。
● 中国电信：2370～2390MHz，2635～2655MHz。
4G的无线频段属于厘米波段，5G的无线频段属于毫米波段。由于5G工作在更高的波段，因此可以使用更大的频率范围，获得更多的带宽，数据传输速率可以达到更高，传输时延更低。
第五，为了维护无线通信的有序性，防止不同通信系统之间的干扰，世界各国都要求使用者向政府管理部门申请特定的无线频段，获得批准后才可以使用。但是政府管理部门也会专门划出了免予申请的频段，如工业、科学与医药专用的ISM频段。
第六，对于工业、科学与医药专用的ISM频段，用户在使用902～928MHz（915MHz频段）、2.4～2.4835GHz（2.4GHz频段）、5.725～5.850GHz（5.8GHz频段）3个频段时，只要发射功率小于规定值（如2.4GHz频段发射功率小于1W），就可以不用申请。ISM频段分配如图2-20所示。
图2-20 ISM频段分配示意图
理解ISM频段特点时，需要注意以下问题。
● 各国对ISM频段的规定并不统一。美国规定的三个ISM频段是902～928MHz、2400～2483.4MHz与5725～5850MHz。欧洲将900MHz频段的一部分用在蜂窝移动通信技术GSM上。2.4GHz为各国共同的ISM频段，因此蓝牙、ZigBee等近距离无线通信网一般是工作在2.4GHz频段，无线局域网Wi-Fi工作在2.4GHz与5.8GHz两个频段。
● RFID系统在工作过程中会产生电磁辐射，为了尽可能减少这对其他无线通信系统的干扰，RFID系统通常使用ISM频段，如6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GHz、5.8GHz以及24.125GHz等。除此之外，RFID也常用0～135kHz之间的频率。