隨著無線技術在加工和制造行業應用的不斷增加，工作在全球免費的2.4 GHz ISM 頻帶內的IEEE 802.11b/g/n 產品安裝數量也不斷攀升。除無線局域網IEEE 802.11b/g/n 技術外，其它象藍牙、IEEE 802.15.4/ZigBee/無線HART 以及很多專利技術均工作在2.4 GHz 頻帶內。

如此多的技術擠在同一頻帶內，干擾問題就可能發生。為確保工業無線解決方案的穩健性，基本有兩種解決方案：在工業2.4 GHz 設置中進行詳細而廣泛的頻率規劃并使用專用的天線解決方案（如漏泄電纜），或者使用2.4 GHz 頻帶作辦公和IT 通信之用，然后使用5 GHz 頻帶作制造和M2M 通信之用。

頻道的差異以及2.4 和5 GHz 頻帶的使用

無線局域網IEEE 802.11b/g 無線電使用2.4 GHz 頻帶(2.412 –2.472 GHz)，而IEEE 802.11a 無線電使用5 GHz 頻帶(5.180 –5.825 GHz)。IEEE 802.11n 無線電同時工作在這兩個頻帶內。具體具有以下全球實現屬性：

· 2.4 GHz ISM 頻帶具有13 個重疊頻道，均勻分布在頻率范圍內，外加一個在日本使用的第十四頻道，中心頻率為2.484 GHz。如此在2.4 GHz 頻帶內，只有三個非重疊頻道。為了避免無線局域網連接設備之間發生干擾，這些頻道必須使用得十分高效。安裝時需要仔細進行頻率規劃，或者使用如漏泄電纜這樣的昂貴裝置。換言之，建安成本很容易超過所安裝的實際無線設備的成本。

· 5 GHz ISM 頻帶則被分割為稱為U-NII 頻帶（非許可國家信息基礎設施）的子頻帶，通常稱作U-NII-1、U-NII-2、U-NII-2e 和U-NII-3，其中U-NII-3 在全球范圍內不是免費提供的。該頻帶共提供了23 個非重疊頻道，其中四個根據所在地區的不同而可能會有所限制*。如今最常用的5 GHz 頻帶無線局域網使用U-NII-1 頻帶(5.18-5.24 GHz)，頻道36-48。但是，也有一些供應商將范圍進行了擴充，從而包括U-NII-2/2e 頻帶(5.26-5.70 GHz)，頻道52-140。

表1：5 GHz 頻率帶的U-NII 頻帶表（引用自wikipedia.org）。

2.4 GHz 和5 GHz 標準的利與弊

無線局域網IEEE 802.11b/g/n 技術成熟，設備安裝基數龐大，采用該技術的產品種類廣泛。除了使用廣泛外，2.4 GHz 頻帶具有在全球廣泛應用的ISM 頻帶內工作的優勢。而且，相比使用更高頻率5 GHz 頻帶的無線電來說，使用相同的輸出功率時2.4 GHz 能夠實現的范圍要更好。

如此表所示，整個5 GHz ISM 頻帶在全球范圍內均不可用。此外，元器件和產品的可獲得性相對2.4 GHz 頻帶來說仍受到某種程度的限制。

5 GHz 頻帶的最大的優勢就是23* 個非重疊頻道，比2.4 GHz 頻帶多了20* 個。既然沒有其它無線技術能“爭取”到無線頻率空間，那么這23* 個可用的非重疊頻道就為簡化無干擾頻率規劃和穩定無線通信提供了可能。5 GHz 頻帶的另一個優勢是通過更多的可用頻道數增加密度，這意味著同一無線電環境中可以接入更多的無線設備。

5 GHz 頻帶雷達檢測 – 動態頻率選擇(DFS)

使用U-NII-2/2e 頻帶（頻道52 -140，頻率范圍5.260––5.725 GHz）的無線局域網需要具有雷達檢測功能。處于動態頻率選擇(DFS) 功能工作背景中時，設備可以工作在主或從狀態下。作為從設備時（通常在網絡設施中有一個客戶端）的要求如下：

· 從設備在接收到主設備的相應使能信號前不得發送數據。
· 從設備在收到主設備指示時應隨時停止所有數據傳輸。
· 工作為從設備的設備只能工作在受工作為主設備的設備控制的網絡中。

作為主設備時（通常為自組織方式網絡的一個接入點或主控設備）的要求與作為從設備的要求是不同的。作為主設備時的要求如下：

· 主設備應檢測雷達信號。
· 主設備應只在可用頻道上啟動操作。
· 在正常工作期間，主設備應監控工作頻道（服務中監控）。
· 如果主設備在執行服務中監控時檢測到雷達信號，應立即指示其所有關聯設備停止在此頻道上進行數據傳輸。

有些設備能夠以自組織方式進行通信，無需附加到某個網絡。自組織設備形成一個點對點通信頻道，其中一個設備起作主設備作用，因此就需要滿足DFS 要求以及作為主設備適用的所有要求。

范圍和性能

5 GHz 頻帶的無線電波長只有2.4 GHz 頻帶波長的一半。因此，使用5 GHz 頻帶的無線電模塊的范圍要比具有同輸出功率的2.4 GHz 無線電窄。具體窄多少難以預計，因為這取決于所要工作的位置的無線電狀態。而且各種材料對頻率的吸收也存在差異，反過來這也大為影響范圍。為了確定具體范圍，解決方案必須經過現場測試。

5 GHz 頻帶的工廠測試顯示，在無障礙視線內，范圍可以在50 米到100 米之間。障礙、干擾、材料和大數據包的使用都可能降低范圍的持續性。

總結

使用5 GHz 頻帶進行無線局域網通信具有眾多優勢并可以降低成本。通過增加23* 個可能的無線局域網頻道，可以大大改善頻率規劃、密度（無線電覆蓋空間內活動無線設備的數量）以及安裝復雜性。另外一個好處就是可以空出2.4 GHz 頻帶作其它無線電技術之用。

這些優勢加上不斷增加的5 GHz 工業產品可獲得性，相信在不久的未來，5 GHz 頻帶的應用將大大增加。到目前為止，工業應用中5 GHz 頻帶的應用或多或少地受到象更小接入點、更緊湊客戶端（基于與接入點相同的平臺）之類產品的限制。市面上已經提供的產品有OEM 無線模塊，適合集成到各種工業產品中，以及串行無線局域網客戶端，用于集成更小設備和基于現有串行通信的產品。

* 對于FCC 頻道120 –132 來說，由于對機場多普勒天氣雷達(TDWR) 存在干擾風險，因此在靠近機場的地方不得使用。（引用自FCC KDB 443999）。加拿大限制使用頻道120 –128。