Radiotaajuusalueet

Radiotaajuusalueet on määrittely, joka jakaa — sähkömagneettisen spektrin infrapunasäteilyä matalataajuisemman (n. < 300 GHz) sähkömagneettisen säteilyn (radiotaajuusspektrin) — taajuudet pienempiin alueellisiin ja käyttötarkoituksen mukaisiin ryhmiin, eli radiotaajuusalueisiin.

ITU:n määrittelemät radiotaajuusalueet

Radiotaajuusalueiden ominaisuudet muuttuvat taajuuden mukaan; eri taajuusalueet sopivat paremmin tiettyyn käyttöön kuin toiset eivät.^[1]

Radiotaajuusalueen käytön kansainväliselle sopimiselle on tarpeensa, sillä radioaallot eivät kunnioita valtioiden rajoja. Lisäksi kaupalliset tuotteet, kuten radiovastaanottimet ja matkapuhelimet ovat maailmanlaajuisesti paremmin yhteensopivia, milloin taajuuksien käytöstä on mahdollisimman laaja konsensus^[2][3]. Tarkoituksena on myös turvata häiriötön radiotaajuuksien käyttö, käyttää rajalliset taajuudet mahdollisimman tehokkaasti ja tarkoituksenmukaisesti sekä taata tasapuolinen saatavuus.^[4]

Kansainvälinen televiestintäliitto (ITU) on YK:n alainen televiestintäverkkoja^[a] ja -palveluja^[b] kansainvälisesti koordinoiva järjestö. ITU:n tehtäviin kuuluu radiotaajuuksien jakaminen (engl. allocation).^[2]

ITU:n lisäksi muutkin tahot, kuten EU^[5], IEEE^[6], Nato^[7] ja valtiot ovat halunneet antaa omia määrityksiään radiotaajuuksien ryhmittelystä ja ryhmien käyttötarkoituksesta. Jako ja käyttöaiheet määritellään lopullisesti valtioiden välisissä sopimuksissa ja niiden omassa lainsäädännössä.^{[1](s. 9-10, 14)}

Eri määrittelyjen vertailua

Naton, IEEE:n ja ITU:n määrittämien taajuusalueiden vertailu.

Taajuus		IEEE[6]	EU, Nato[7], US ECM	ITU[8]
				Nro.	Lyh.	Alialue
			A
0,03 Hz				-1	ELF	Gigametric waves, (B.Gm)
0,3 Hz				0		Hectomegametric waves, (B.hMm)
3 Hz				1		Decamegametric, (B.daMm)
30 Hz				2		SLF Megametric, (B.Mm)
300 Hz				3	ULF
3 kHz				4	VLF
30 kHz				5	LF
300 kHz				6	MF
3 MHz		HF		7	HF
30 MHz		VHF		8	VHF
250 MHz			B
300 MHz		UHF		9	UHF
500 MHz			C
1 GHz		L	D
2 GHz		S	E
3 GHz			F	10	SHF
4 GHz		C	G
6 GHz			H
8 GHz		X	I
10 GHz			J
12 GHz		Ku
18 GHz		K
20 GHz			K
27 GHz		Ka
30 GHz				11	EHF
40 GHz		V	L
60 GHz			M
75 GHz		W
100 GHz
110 GHz		mm
300 GHz				12	Decimillimetric waves, (B.dmm)[8], 0,1-1 mm
3 THz				13	centimillimetric waves[8], suom. dekamikrometriaallot, (B.cmm)[8], 10–100 μm
30 THz				14	micrometric waves[8], suom. mikrometriaallot, (B.μm)[8], 1–10 μm
300 THz				15	'Petaherz Band', decimicrometric waves[8], suom. desimikrometriaallot, (B.dµm)[8], 0,1–1 μm
3 PHz

ITU:n määritys

ELF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, (suomeksi), Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
-1, 0.03-0.3 Hz, 1 000–10 000 Mm	ELF, Extremely low frequency (suom. erittäin matala taajuus[9], äärimmäisen pitkät aallot[10]) — —	—, —, Gigametric waves, (B.Gm)
0, 0.3-3 Hz, 100–1 000 Mm		—, —, Hectomegametric waves, (B.hMm)
1, 3-30 Hz, 10-100 Mm		—, — Decamegametric, (B.daMm)	Sukellusveneen kanssa viestintä
2, 30-300 Hz, 1-10 Mm		SLF, Super low frequency, Megametric, (—)	Sukellusve
ELF-alueen radioaallot etenevät pinta-aaltona useita kymmeniätuhansia kilometrejä.[9] Niitä käytetään pääasiassa sotilaallisiin tarkoituksiin, joissa niillä on kaksi etua: ne tunkeutuvat kohtuullisesti veteen ja toiseksi ydin­räjähdykset ilmakehässä eivät häiritse kyseessä olevia yhteyksiä. Näistä syistä ne sopivat erittäin hyvin strategisten ydinsukellusveneiden yhteysvälineiksi. Ongelmia ovat pieni tiedonsiirtokapasiteetti ja suuret antennit.[11][12] Pääartikkeli: ELF ULF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
3, 300-3 000 Hz, 100-1 000 km	ULF, Ultra low frequency, Hectokilometric waves, (B.hkm)		Sukellusvene, Kaivoskäyttö
Pääartikkeli: ULF VLF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
4, 3-30 kHz, 10-100 km	VLF, Very low frequency, (suom. peninkulma-aallot[12]) Myriametric waves, (B.Mam)		Radionavigointi, Kellojen ajastus, Sukellusvene, sydänmonitori, geofysiikka
VLF-alueella radioaallot etenevät pinta-aaltona tuhansia kilometrejä. Toisaalta tunkeutuminen veteen on heikkoa. Vastaavasti tiedonsiirtokapasiteetti on ULF-taajuusaluetta suurempi. Pääartikkeli: VLF LF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
5, 30-300 kHz, 1-10 km	LF, Low frequency, (suom. kilometriaallot[12]) Kilometric waves, (B.km)	LW (148,5–283,5 kHz)	Navigointi, kellojen ajastus, LW-taajuusalue, RFID, radioamatööri
LF-aallot ovat pisimpiä radioaaltoja, joita käytetään myös yleisradiotoiminnassa; Alialue LW (< engl. long waves, suom. pitkät aallot; 148,5–283,5 kHz) on varattu yleisradiotoiminnan amplitudimoduloituihin (AM) ­lähetyksiin.[13] LF-aallot etenevät pinta-aaltona 900–1 700 km.[12] Pääartikkeli: LF MF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
6, 300-3 000 kHz, 100-1 000 m	MF, Medium frequency, (suom. keskitaajuusalue, hehtometrialue[12]), Hectometric waves, (B.hm)	MW (526,5–1606,5 kHz) — SW (2,3–3,0 MHz) (2,3–26,1 MHz)	MW-taajuusalue, SW-taajuusalue (alkuosa; 2,3–3,0 MHz), radioamatööri, lumivyörymajakat
MF-alueella radioaallot etenevät pinta-aaltona lyhyehkön matkan (400 km). Alueelta löytyy suuritehoinen LORAN-suunnistusjärjestelmä ja paljon yleisradioasemia alialueelta keskiaaltoalue (MW), 526,5–1606,5 kHz.[13] Pääartikkeli: MF HF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
7, 3-30 MHz, 10-100 m	HF, High frequency, (suom. dekametrialue[12]), Decametric waves, (B.dam)	SW (3,0–26,1 MHz) (2,3–26,1 MHz)	SW-taajuusalue (loppuosa; 3,0–26,1 MHz), LA-radiopuhelin, radioamatööri, ilmailuviestintä, RFID, tutka, automaattinen linkinmuodostus (ALE) / near-vertical incidence skywave (NVIS) radio communications, en:marine and mobile radio telephony
HF-alueen erikoisuus on lyhyen (noin 50 km, meren yli pidempi) pinta-aallon lisäksi avaruusaalto. Ilmakehässä on 100–300 kilometrin korkeudessa ionisoituneita kerroksia, jotka heijastavat HF-alueen radioaaltoja jopa toiselle puolelle maailmaa jo muutaman watin teholla. Alueella on yleisradiotoimintaa; SW (AM). Pääartikkeli: HF VHF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
8, 30-300 MHz, 1-10 m	VHF, Very high frequency, (suom. metriaallot[12]), Metric waves, (B.m)	VHF I (47–68 MHz) — VHF II (ULA) (87,5–108 MHz[1]) — VHF III (174–230 MHz[1])	ULA (FM), televisiolähetyksiä, Meri-VHF, radioamatööri, sääradio, Kenttäpuheradio, Ilmailu VHF, RHA68-radiopuhelin
VHF-taajuusalue on yksi mekittävimmistä taajuusalueista yleisradiotoiminnassa, sekä erilaisissa radiopuhelinsovellutuksissa; televisiolähetyksiä, ULA-taajuusalue (FM-radio) ja Meri-VHF.[14] [15]. VHF III -aluetta käytetään eräissä maissa myös DAB- ja DMB-palveluiden jakamiseen.[1] Pääartikkeli: VHF. VHF-alueella radioaallot etenevät pääosin suoran säteilyn perusteella. Kantama voi olla muutamista kilometreistä noin 100 kilometriin. Pääartikkeli: VHF#Eteneminen UHF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
9, 300-3 000 MHz, 100-1 000 mm	UHF, Ultra high frequency, (suom. desimetriaallot[12]), Decimetric waves, (B.dm)	UHF IV (470–582 MHz) — UHF V (582–960 MHz)	Televisiolähetykset, Mikroaaltouuni, ISM–laitteet, radioastronomia, matkapuhelimet, langaton verkko (WLAN), Bluetooth, ZigBee, GPS, FRS (Family Radio Service) GMRS-radiot, radioamatööri, sateliittiradio, etäohjaus, ADSB (Automatic dependent surveillance – broadcast).
UHF- taajuusalueelle sijoittuu televisiolahetysten UHF-alue, joka on Suomessa 470-694 megahertsiä[15]. UHF-alueelle sijoittuu myös suuri osa matkapuhelinteknologian käyttämiä taajuuksia. UHF-aaltoja sekä vielä lyhempiä SHF- ja EHF-aaltoja nimitetään myös mikroaalloiksi. Pääartikkeli: UHF. UHF-alueella radioaallot etenevät suoran etenemisen mukaan. Suunta-antennit vastaanotossa on lähes välttämättömyys jo kilometriluokan etäisyyksillä. Pääartikkeli: UHF#Eteneminen SHF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
10, 3-30 GHz, 10-100 mm	SHF Super high frequency, {suom. senttimetriaallot[12]) Centimetric waves, (B.cm)		Radioastronomia, mikroaaltolaitteet / viestintä, WLAN, DSRC (Dedicated short-range communications), tutka, viestintäsateliitti, kaapeli- ja sateliittitelevisio, DBS (direct-broadcast satellite), radioamatööri, sateliittiradio.
SHF-taajuusalueen radioaallot etenevät suoran etenemisen mallin mukaan. SHF-alueella taajuudet ovat jo niin korkeat, että voimakas sade alkaa haittaamaan yhteyksiä. Pääartikkeli: SHF (taajuusalue)#Eteneminen EHF-radiotaajuusalue[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
11, 30-300 GHz, 1-10 mm	EHF, Extremely high frequency, (suom. millimetriaallot), Millimetric waves, (B.mm)		Radioastronomia, radioamatööri, energia-ase, millimetriaaltolukija, Langaton lähiverkko (802.11ad).
EHF-aallot kantavat vain muutaman kilometrin. Sääilmiöt, lähinnä sade, haittaa jo merkittävästi näin korkeataajuisten radioaaltojen etenemistä. Myös ilmankosteudesta aiheutuva vaimennus on niin suuri, että lähinnä vain tietyt taajuusikkunat soveltuvat viestintään. Taajuuden kasvaessa ensimmäinen suuri ilmakehän aiheuttama lisävaimennus on 60 GHz:n kohdalla. Pääartikkeli: EHF THF-radiotaajuusalue
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Lyhenne, Nimi, Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
12, 300-3 000 GHz, 0,1-1 mm	THF, Terahertsi–alue / Tremendously high frequency, (suom. alimillimetrialue, desimillimetrialue, tera-aallot[12]), Decimillimetric waves, (B.dmm)		Kokeellinen lääketieteellinen kuvantaminen, UFMD (ultrafast molecular dynamics), en:condensed-matter physics, en:terahertz time-domain spectroscopy, terahertsilaskenta / -viestintä, kaukoaitiminen
'THF' ja 'Extremely high frequency' eivät ole ITU:n määrittelemiä nimiä, vaikka näitä ITU-määritysten yhteydessä yleisesti käytetään. Tälle alueelle ITU on määrittänyt vain metrisen nimen (Decimillimetric waves) ja metrisen lyhenteen (B.dmm). Osan taajuusalueesta voidaan katsoa olevan jo osa infrapunahaluetta. Ominaisuuksiltaan taajuusalue sijoittuu molempien säteilytyyppien välimaastoon. Radiotaajuusalueelle ei ole maan ilmakehässä juurikaan käyttöä muun muassa ilmakehästä johtuvan suuren lisävaimennuksen takia. Aluetta voidaan käyttää kuitenkin etälukuun ja satelliittien välisiin yhteyksiin. Pääartikkeli: THF Yliradiotaajuudet ITU on antanut määrittelynsä myös yliradiotaajuuksille (3–3 000 THz)[8]
Nro, Taajuus, Aallonpituus	Metrinimi, M.lyh.	Ali-alueet	Sovellutukset
13, 3-30 THz, 10–100 μm	centimillimetric waves, (B.cmm)		Tunnetaan myös sähkömagneettisen spektrin alempana infrapuna-alueena; kaukoinfrapuna-alue.
14, 30-300 THz, 1–10 μm	micrometric waves, (B.μm)		Tunnetaan myös sähkömagneettisen spektrin ylempänä infrapuna-alueena; lähi-infrapuna-alue.
15, 300-3 000 THz, 0,1–1 μm	decimicrometric waves, (B.dµm)		Valoalue; näkyvä valo n. 380–790 THz (790–380 nm) ultraviolettisäteily n. 790–3 000 THz (790–1 nm)

Muita alueita / määrityksiä

• TLF (< engl. tremendously low frequency) 0-3 Hz.^[16]

Yleisradiotoiminnan taajuusalueet

• LW (< engl. long wave, suom. pitkät aallot); amplitudimodulaatio (AM); 148,5–283,5 kHz; 1 057–2 019 m^[17]
• MW (< engl. medium wave, suom. keskipitkät aallot); amplitudimodulaatio (AM); 526,5–1 606,5 kHz^[17]
• SW (< engl. short wave, suom. lyhyet aallot); amplitudimodulaatio (AM); 2 300 kHz–26 100 kHz^[17]
• ultralyhyet aallot (ULA) (VHF II); taajuusmodulaatio (FM); 65,9–108 MHz (Länsi-Euroopassa 87,5–108 MHz)^[17]

I, II, III, IV ja V

Taajuusalueet I, II, III, IV ja V^[8]

		MHz
I–V	AKA	Alue 1	Alue 2	Alue 3
I	VHF I	47-68	54-68	47-68
II	VHF II (ULA)	87.5-108	88-108	87-108
III	VHF III	174-230	174-216	174-230
IV	UHF I	470-582	470-582	470-582
V	UHF II	582-960	582-890	582-960

• VHF I ja VHF III; katso VHF
• VHF II; katso ULA
• UHF I ja UHF II; katso UHF

27 MHz:n lyhytaaltoalue

• 27 MHz radio-ohjattavat lelut, langaton näppäimistö ja hiiri^[18]

• Lupavapaiden LA-radiopuhelimien taajuusalue.

Mikroaaltoalueet

Pääartikkeli: Mikroaaltoalue

Mikroaaltoalueet ovat radioaaltoalueen ylimpiä taajuusalueita; yli 1 GHz:ä (aallonpituus (ap) alle 30 cm) — 3 000 GHz (ap. yli 0,1 mm). Mikroaaltotaajuuksia käytetään muun muassa televisiolähetyksiin ja mobiilidatasiirrossa.^[19] Mikroaallot kattaa ITU-alueet Desimillimetri (B.dmm, alias 'THF'), EHF ja SHF sekä UHF-taajuusalueesta osa-alueen 1 GHz–3 GHz.

ISM-radiotaajuudet

Pääartikkeli: ISM-radiotaajuudet

ISM-radiotaajuudet (ISM < engl. Industrial, Scientific and Medical [applications]) on joukko radiotaajuusalueita, jotka on varattu muiden sähkölaitteiden (ISM-laitteet) kuin varsinaisten radiolaitteiden käyttöön.^{[20][21][4][22]}

Suomessa

ITU:n radio-ohjessäännön^[23] ja radiotaajuusaluemääritysten lisäksi kansalliseen radiotaajuusaluejakoon vaikuttavat Euroopan komission taajuuksien käyttöä koskevat päätökset, eurooppalainen taajuuksienkäyttösuunnitelma (ERC:n raportti 25^selvennä) ja kansalliset päätökset sekä keskinäiset sopimukset naapurimaiden kanssa.^[4][1]

• VHF I -alueella (47–68 MHz) sijaitsi analogiset televisiokanavat 2–4^[1]
• VHF II -alue (87,5–108 MHz) on edelleen varattu FM-radion ULA käyttöön^[1]
• VHF III 174–230 MHz; oli analogiset televisiokanavat 5–12, varattu jatkossa sekä digitaalisen television että radion käyttöön^[1]
• UHF 470–862 MHz; oli analogiset televisiokanavat 21–69; seitsemän koko maan kattavaa verkkoa sekä joitakin alueellisia taajuuksia^[1]
• 230–240 MHz, taajuusvarauksia digitaaliselle ääniradiolle^[1]

Euroopassa on osoitettu taajuuksia digitaaliselle ääniradiolle L-taajuusalueelta (1452–1492 MHz). Taajuusalueen soveltuvuutta laajemminkin multimedialle selvitetään Euroopan unionissa. Suomessa käyttöä rajoittaa toistaiseksi taajuusalueen käyttö Venäjällä muihin tarkoituksiin.^[1]

Yleisradion ulkotuotannolle on varattu valtakunnallisesti kaksi UHF-kanavaa (kanavat 21 ja 23). Kanavalla 23 on myös televisiolähettimiä.^[1](s. 12)

Sotilaskäyttöön on televisiokanava-alueilta varattu UHF-taajuusalueen alialueet; 790–822 MHz (tv-kanavat 61–64) ja 838–862 MHz (tv-kanavat 67–69).^[1](s. 12)

Televisiokanavien tilanne Geneven 2006-sopimuksen pohjalta: UHF (470–862 MHz); kanavaniput A, B, C, D, E, F, G VHF III (174–230 MHz); H, I VHF I (47–68 MHz); poistui televisiokäytöstä^{[1](s. 13)[24]}

Terminologiaa

Viittaukset artikkelissa

1. Televiestintäverkko; televiestintä + viestintäverkko; 'apuvälineiden välittämien signaalien avulla tapahtuvan viestinnän siirtotie, joka on toteutettu johtimella, radioaalloilla, optisesti tai muulla sähkömagneettisella tavalla' (Wiktionary)
2. Televiestintäpalvelu; televiestintä + [viestintä]palvelu; 'viestinnän palvelu, joka muodostuu kokonaan tai pääosin viestien siirtämisestä apuvälineiden avulla televiestintäverkossa' (Wiktionary)

Termit

• Siirtotie "tarkoittaa tele- ja tietotekniikassa lähetettävän tai vastaanotettavan tiedon kulkuväylää, kuten [:wikt:puhelinkaapeli|puhelinkaapelia], koaksiaalikaapelia, radioaaltoa ja niin edelleen." (lähde Wiktionary : Siirtotie

• televerkko; tietoliikenneverkko; katso myös Wiktionary : Viestintäverkko

• televiestintä; "apuvälineiden välittämien signaalien avulla tapahtuva viestintä; kaukoviestintä, telekommunikaatio" (lähde Wiktionary : Televiestintä)

• viestintäpalvelu; "viestintäpalvelulla tarkoitetaan palvelua, joka muodostuu kokonaan tai pääosin viestien siirtämisestä viestintäverkossa sekä siirto- ja lähetyspalvelua joukkoviestintäverkossa ja henkilöiden välisen viestinnän palvelua" (lähde Wiktionary : Viestintäpalvelu)

• viestintäverkko; "viestintäverkolla tarkoitetaan toisiinsa liitetyistä johtimista sekä laitteista muodostuvaa järjestelmää, joka on tarkoitettu viestien siirtoon tai jakeluun johtimella, radioaalloilla, optisesti tai muulla sähkömagneettisella tavalla" (lähde Wiktionary : Viestintäverkko); katso myös Tietoliikenneverkko

Katso myös

• Alimillimetrisäteily 300–3 000 GHz^[25](sähkömagneettisen spektrin näkökulmasta)

• Sähköinen televiestintä

• Tietoliikenneverkko (Televiestintäverkko)