本文转载自微信公众号无线深海,作者蜉蝣采采
上帝说:要有光!于是便有了光。
——《圣经·创世纪》
130年前,随着电火花的微光在赫兹的实验台上的闪烁,人类叩开了电磁波的大门。而随着对电磁波研究的深入,可见光这种由上帝创造的神秘物质也被揭开了面纱,不再神秘。
赫兹▲
其实这些照亮我们的可见光,也不过是电磁波频谱上极窄的一小段罢了,并无太多太多特殊之处。上帝创造光的秘密逐渐被揭开了神秘的面纱。
电磁波就这样以正弦波的进行传播,这里要引入一个简单的公式:
C=λf
电磁波波长,频率及光速的关系▲
C:就是光速,光速是宇宙中的一个基本常量,光和其他电磁波都是以光速传播。
λ:就是波长,就是电磁波在一个周期内能传播的距离。
f:就是频率,也就是每秒能传播几个周期。单位就以赫兹为名,举例来说,1Hz的含义就是电磁波每秒传播一个周期,1000000Hz(又叫1MHz或者1兆Hz)的含义就是每秒传播一百万个周期。
由于光速恒定,所以波长和频率就是成反比关系,即波长越长,频率越低;反过来就是波长越短,频率越高。
这个简单的数学关系中,蕴藏着电磁波频谱的全部秘密。
电磁波分类及其波长,频率的类比▲
在这么长的频谱上,可用于无线通信的,仅有1MHz(兆赫兹)到100GHz(吉赫兹)这一段。可谓“弱水三千,只取一瓢”。
真正打开无线通信新时代大门的是一个叫马可尼的意大利人。120年前,这个年轻人在兴趣的支撑之下,潜心研究赫兹的实验结果,智慧和汗水终于凝成了结晶:世界上第一台无线电报机宣告诞生。
马可尼发明无线电报▲
随后马可尼把他的发明投入了商用,无线电报的发展一帆风顺。无线电台的发射半径从6公里,到16公里,急剧扩大到3000公里。
在1901年,马可尼在英国东南角的一个乡村架设了越洋电报天线,人类控制的电磁波首次跨越大西洋,把信息从英国传送了加拿大。
马可尼的越洋电报设备及天线▲
当时的电报机十分庞大,电报机运转时,几千米以外能听到轰鸣声,夜里还能看到小屋里闪烁着的断断续续的刺眼的蓝色电弧光。
随着无线通信的蓬勃发展,频谱资源越来越金贵。僧多粥少,如果无线电频谱使用混乱,互相干扰的话,大家就都玩不转了。因此对全球频谱资源的统一管理和约束的需求呼之欲出。
1865年,法,德,俄,意,奥等20个欧洲国家的代表在巴黎签订了《国际电报公约》,“国际电报联盟”也宣告成立。
在之后的漫长岁月里,国际电报联盟的职权不断扩大,并于1934年改称为“国际电信联盟”(International Telecommunication Union)。
1947年,国际电信联盟成为联合国主管信息通信技术事务的一个专门机构。也是联合国机构中历史最长的一个国际组织。简称“国际电联”、“电联”或“ITU”。
国际电联主要负责分配和管理全球无线电频谱,制定全球电信标准,向发展中国家提供电信援助,促进全球电信发展。
为了统一语言,方便管理,ITU对无线电频谱进行分段,给每段都编了号,并给出了详细的定义。这样以后大家讨论起来就有了标准,不至于因理解偏差导致鸡同鸭讲。
无线电频谱可分为下面表中的14个频带,无线电频率以Hz(赫兹)为单位,其表达方式为:
3000kHz以下(包括3000kHz),以kHz(千赫兹)表示;
3MHz以上至3000MHz(包括3000MHz),以MHz(兆赫兹)表示;
3GHz以上至3000GHz(包括3000GHz),以GHz(吉赫兹)表示。
无线频谱命名和编号▲
世界这么大,不同地区情况不一,不同国家国情不同,因此国际电联就把全球分为3个区域来管理,不同区域的频谱分配上有所不同。
显而易见,中国位于ITU二区