ISM 대역

3. 역사

ISM 대역은 1947년 ITU의 애틀랜틱시티에서 열린 1947년 국제전기통신회의에서 처음으로 설정되었다. 미국의 대표단은 당시 초기 단계였던 전자레인지 가열을 수용하기 위해 현재 널리 사용되는 2.4 GHz 대역을 포함한 여러 대역을 구체적으로 제안했다.^[20] 당시 미 연방통신위원회(FCC) 연례 보고서에 따르면 이러한 발표 전에 많은 준비가 이루어졌음을 시사한다.^[21]

1947년 8월 9일 주파수 할당 위원회 회의 보고서에는 다음과 같은 내용이 포함되어 있다.^[5]

"미국 대표는 2450 Mc/s 주파수를 ISM용으로 할당해 달라는 요청과 관련하여 미국에는 이 주파수에서 작동하는 온열 치료기와 전자 조리기가 있으며, 후자는 결국 대서양 횡단 선박과 항공기에 설치될 수 있으므로 이 문제에 대한 세계적인 합의에 도달하려는 시도가 어느 정도 의미가 있다고 밝혔다."

ISM 대역의 무선 주파수는 통신 목적으로 사용되어 왔지만, 이러한 장치는 비통신 소스로부터 간섭을 받을 수 있다. 미국에서는 1958년 초에 Part 95 서비스인 D급 시민 무선이 ISM에도 할당된 주파수에 할당되었다.

미국에서는 FCC가 1985년 5월 9일 채택한 규정에 따라 ISM 대역에서 처음으로 무면허 확산 스펙트럼을 허용했다.^[6] FCC의 조치는 1980년 FCC 직원인 Michael Marcus가 제안했으며, 그 후 규제 조치는 5년 더 걸렸다. 이는 확산 스펙트럼 기술의 민간 이용을 허용하는 더 광범위한 제안의 일부였으며, 당시 주류 장비 제조업체와 많은 무선 시스템 운영업체의 반대를 받았다.^[7]

그 후 많은 다른 국가에서도 유사한 규정을 개발하여 이 기술의 사용을 가능하게 했다.

4. 한국의 ISM 대역 현황

한국에서는 전파법에 따라 고주파 이용 설비를 규제하며, 총무성 고시를 통해 ISM 대역에서의 규제를 완화하고 있다. 50W를 초과하는 고주파 이용 설비는 허가가 필요하며, 형식 지정 또는 형식 확인 대상이 아닌 경우 고주파 이용 설비 허가증을 취득해야 한다.^[14]

주파수 할당 계획 각주 J37에는 “이 주파수 대역에서 운용하는 무선 통신 업무는 이들(산업·과학·의료)의 사용으로 인해 발생할 수 있는 유해한 혼신을 허용해야 한다”라고 명시되어 있다. 이를 근거로 한 고시^[15]도 ISM 대역에서는 “통신 설비 이외의 고주파 이용 설비에서 발사되는 기본파 또는 스퓨리어스 발사에 의한 전계 강도의 최대 허용치를 정하지 않는다”라고 하여, 전파 장애나 전자파 적합성 등에 대한 규제가 완화되어 있다.

마이크로파 가열에 사용되는 2450MHz 주파수는 물 분자가 잘 흡수하는 특성이 있어 전자레인지를 비롯한 다양한 산업용 장비에 활용된다.

4. 1. 주요 용도

이러한 ISM 대역 이용은 전파법의 고주파 이용 설비 및 전파법 시행규칙에 따라 규정되며, 총무성의 성령에 의해 관리된다.^[14]

5. 국제적 활용

ISM 대역은 국제전기통신연합(ITU)의 ITU 무선규칙(RR)에 따라 정의된 주파수 대역으로, 산업, 과학, 의료 및 가정 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 초기에는 주로 가열과 같은 비통신 목적으로 사용되었으나, 최근에는 무선 통신 시스템에서의 활용이 크게 증가하였다.
주요 활용 분야:

• 산업: 유도 가열, 마이크로파 열처리, 플라스틱 연화 및 플라스틱 용접 등
• 의료: 단파 및 마이크로파 단열 치료 기기, 고열 치료 (암세포 제거) 등
• 가정: 전자레인지 (2.45 GHz)
• 무선 통신:
• 무선 네트워킹(Wi-Fi): IEEE 802.11 무선 네트워킹 프로토콜 (2.4 GHz 및 5.7 GHz ISM 대역 사용)
• 블루투스: 2.4 GHz 대역 사용^[9]
• 근거리 무선 통신(NFC): 근접 카드, 비접촉식 스마트 카드 (13 MHz 및 27 MHz ISM 대역 사용)
• 기타: 무선 마이크, 베이비 모니터, 차고 문 개폐기, 무선 초인종, 차량용 키리스 엔트리 시스템, UAV(드론)용 무선 조종 채널, 무선 감시 시스템, RFID 상품 시스템, 야생 동물 추적 시스템 등
• 기타:
• 무전극 램프: 황 램프 (2.45 GHz 마그네트론 사용)
• 무선 전력: 태양광 발전 위성 에너지 전송 (2.45 GHz 마이크로파 전력 전송 사용)
• 우주 응용: 헬리콘 이중층 이온 추진기 (13.56 MHz 전송 사용)

6. 문제점 및 향후 전망

2.45GHz ISM 대역은 전자레인지 등의 ISM 기기나 면허·등록 제도의 대상인 무선국 외에도 법적 보호를 받지 못하는 다양한 저전력 통신 시스템이 혼재하여 "오염된 대역(주파수 대역)"^[25]이라고 불리기도 한다.

전파 이용이 방송이나 장거리 통신에서 근거리 고속 통신으로 크게 이동하면서, 무선 LAN 등의 저전력 통신 기기가 전파 이용 전체에서 중요한 위치를 차지하게 되었지만, ISM 대역이 비교적 좁아 확장의 여지가 적다는 문제가 있다.

주파수 자원의 효율적인 활용과 공공 이익 증진을 위해, 미래 주파수 재편 과정에서 시민 생활에 편의를 제공하는 통신 기기에 ISM 대역을 포함한 더 넓은 주파수 대역을 할당해야 한다는 의견이 있다.

참조

_[1] 웹사이트 ARTICLE 1 - Terms and Definitions http://life.itu.int/[...] International Telecommunication Union 2009-10-19
_[2] 문서 ITU Radio Regulations 2020, CHAPTER II – Frequencies, ARTICLE 5 Frequency allocations, Section IV – Table of Frequency Allocations https://search.itu.i[...]
_[3] 웹사이트 Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) - Doc. No. 1-100 - No. 28 R-E http://handle.itu.in[...]
_[4] 보고서 Thirteenth Annual Report of the FCC, June 30, 1947 https://web.archive.[...] 1947-06-30
_[5] 웹사이트 Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) - Doc. No. 701-800 - No. 749 R-E http://handle.itu.in[...]
_[6] 웹사이트 Authorization of Spread Spectrum Systems Under Parts 15 and 90 of the FCC Rules and Regulations https://web.archive.[...] Federal Communications Commission 1985-06-18
_[7] 웹사이트 The Genesis of Unlicensed Wireless Policy https://web.archive.[...] George Mason University 2008-04-04
_[8] 문서 ITU Radio Regulations, Section IV. Radio Stations and Systems – Article 1.15, definition: Industrial, scientific and medical (ISM) applications (of radio frequency energy) / ISM application
_[9] 웹사이트 Why does Bluetooth still suck? http://www.businessi[...] 2018-03-05
_[10] 서적 International Conference on Emerging Trends in Electronic and Photonic Devices and Systems (ELECTRO-2009), December 22-24, 2009 https://books.google[...] Macmillan Publishers India 2009
_[11] 웹사이트 ANT / ANT+ Defined - THIS IS ANT https://www.thisisan[...]
_[12] 웹사이트 Recommendation ITU-R SM.1896-1 https://www.itu.int/[...]
_[13] 웹사이트 ARTICLE 1 - Terms and Definitions http://life.itu.int/[...] 국제전기통신연합 2009-10-19
_[14] 법률 平成14年総務省令第96号による電波法施行規則改正
_[15] 웹사이트 昭和46年郵政省告示第257号 無線設備規則第65条の規定による通信設備以外の高周波利用設備から発射される基本波又はスプリアス発射による電界強度の最大許容値の特例 https://www.tele.sou[...] 総務省電波利用ホームページ - 総務省電波関係法令集
_[16] 문서 FCCrules part15 RADIO FREQUENCY DEVICES を参照
_[17] 문서 ITU Radio Regulations, CHAPTER II – Frequencies, ARTICLE 5 Frequency allocations, Section IV – Table of Frequency Allocations
_[18] 웹사이트 国際周波数割当の脚注 https://www.tele.sou[...] 総務省
_[19] 웹사이트 Spectrum at 434 MHz for low powered devices http://acma.gov.au/t[...] Australian Communications and Media Authority 1999-04
_[20] 웹사이트 Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) - Doc. No. 1-100 http://www.itu.int/d[...]
_[21] 보고서 Thirteenth Annual Report of the FCC, June 30, 1947 http://transition.fc[...]
_[22] 법률 平成28年総務省令第15号による電波法施行規則改正
_[23] 법률 平成10年郵政省令第111号による電波法施行規則改正
_[24] 법률 平成23年総務省告示第512号による周波数割当計画改正
_[25] 논문 ワイヤレスマイクシステムについて 2011