VLF (Bardzo Niska Częstotliwość) i LF (Niska Częstotliwość)

Częstotliwości: $3-30 \text{ kHz}$ (VLF), $30-300 \text{ kHz}$ (LF). Są to pasma fal długich.

Właściwości: Ekstremalnie długie fale pozwalają tym sygnałom podróżować na tysiące kilometrów, podążając za krzywizną Ziemi (propagacja fali przyziemnej), a nawet przenikać przez wodę morską.

Zastosowania: Głównie systemy nawigacyjne, transmisje sygnałów czasu (które synchronizują zegary radiowe) oraz dalekozasięgowa komunikacja wojskowa, zwłaszcza z okrętami podwodnymi. Prędkości transmisji danych są bardzo niskie.

MF (Średnia Częstotliwość)

Częstotliwości: $300 \text{ kHz}$ do $3 \text{ MHz}$. Jest to pasmo fal średnich.

Właściwości: Łączy propagację fali przyziemnej dla zasięgu regionalnego w ciągu dnia z propagacją fali jonosferycznej (odbicie od jonosfery) w nocy, co pozwala na znacznie dalszy odbiór po zachodzie słońca.

Zastosowania: Klasyczne pasmo dla radiofonii AM, a także komunikacji morskiej i radiolatarni nawigacyjnych.

HF (Wysoka Częstotliwość)

Częstotliwości: $3-30 \text{ MHz}$. Znane jako pasmo fal krótkich.

Właściwości: Dominującym trybem propagacji jest fala jonosferyczna. Sygnały HF mogą wielokrotnie odbijać się od jonosfery, umożliwiając komunikację międzykontynentalną.

Zastosowania: Międzynarodowa radiofonia krótkofalowa, krótkofalarstwo (radio amatorskie), komunikacja lotnicza i wojskowa komunikacja pozahoryzontalna.

VHF (Bardzo Wysoka Częstotliwość)

Częstotliwości: $30-300 \text{ MHz}$.

Właściwości: Propagacja głównie w zasięgu wzroku (line-of-sight). Sygnały rozchodzą się po liniach prostych i są blokowane przez wzgórza i duże budynki, ale mogą pokryć znaczny obszar z wysokiej anteny nadawczej.

Zastosowania: Radiofonia FM, telewizja naziemna, kontrola ruchu lotniczego oraz prywatne systemy radiowe (używane np. przez policję i straż pożarną).

UHF (Ultra Wysoka Częstotliwość)

Częstotliwości: $300 \text{ MHz}$ do $3 \text{ GHz}$.

Właściwości: Propagacja ściśle w zasięgu wzroku, z krótszym zasięgiem niż VHF, ale możliwe są mniejsze anteny i większa szerokość pasma. Sygnały lepiej przenikają przez budynki niż fale o wyższych częstotliwościach.

Zastosowania: To jedna z najcenniejszych i najintensywniej wykorzystywanych części widma. Znajduje się tu telewizja naziemna, większość pasm telefonii komórkowej (4G LTE, 5G), GPS, Wi-Fi ($2.4 \text{ GHz}$), Bluetooth i kuchenki mikrofalowe.

SHF (Super Wysoka Częstotliwość) i EHF (Ekstremalnie Wysoka Częstotliwość)

Częstotliwości: $3-30 \text{ GHz}$ (SHF), $30-300 \text{ GHz}$ (EHF). Są to pasma mikrofalowe i fal milimetrowych.

Właściwości: Zachowują się bardzo podobnie do światła. Propagacja jest ściśle ograniczona do zasięgu wzroku, fale są łatwo blokowane przez przeszkody (nawet deszcz, liście czy dłoń człowieka przy wyższych częstotliwościach). Pozwalają na ogromną szerokość pasma i tworzenie silnie kierunkowych, skoncentrowanych wiązek.

Zastosowania: Komunikacja satelitarna, Wi-Fi (pasma $5 \text{ GHz}$ i $6 \text{ GHz}$), radiolinie punkt-punkt (łączące stacje bazowe telefonii komórkowej), radary pogodowe i rozwijające się usługi 5G w pasmach milimetrowych.

1. Widmo Licencjonowane (Model Centralnie Sterowany)

Jest to tradycyjny model, w którym regulator rządowy przyznaje wyłączne prawa do określonego bloku częstotliwości jednemu podmiotowi na zdefiniowanym obszarze geograficznym. Jest to najczęstsze rozwiązanie dla usług wymagających wysokiej niezawodności i dużych inwestycji, takich jak sieci komórkowe czy radiofonia i telewizja.

• Mechanizm: Pozwolenia są zazwyczaj przyznawane w drodze konkurencyjnych aukcji, w których firmy licytują ogromne kwoty za prawo do korzystania z najlepszych części widma. Na przykład aukcje na częstotliwości 5G w Polsce przyniosły do budżetu państwa miliardy złotych.
• Zalety: Zapewnia posiadaczowi licencji pewność i ochronę przed zakłóceniami, zachęcając do ogromnych inwestycji kapitałowych w infrastrukturę sieciową. Tworzy jasną odpowiedzialność.
• Wady: Ekstremalnie wysoki koszt stanowi znaczącą barierę wejścia. Może prowadzić do nieefektywnego wykorzystania widma, jeśli licencjobiorca nie wykorzystuje w pełni przydzielonego mu pasma (tzw. chomikowanie widma).
• Przykłady: Wszystkie pasma komórkowe (4G LTE, 5G), pasma radiowe FM/AM, pasma telewizji satelitarnej.

2. Widmo Nielicencjonowane (Dobro Wspólne)

W tym modelu pewne pasma częstotliwości są przeznaczone do otwartego użytku przez każdego, bez konieczności uzyskiwania indywidualnego pozwolenia. Jednak ta wolność wiąże się ze ścisłymi zasadami. Wszystkie urządzenia działające w tych pasmach muszą przestrzegać standardów technicznych, w tym bardzo niskich limitów mocy, aby minimalizować zakłócenia. Jest to środowisko "najlepszego starania" (best-effort) bez gwarancji jakości.

• Mechanizm: Regulatorzy przeznaczają określone pasma, często znane jako pasma ISM (Przemysłowe, Naukowe i Medyczne), i definiują zasady techniczne dla urządzeń, które w nich działają.
• Zalety: Niezwykle silny motor innowacji i działalności gospodarczej. Niska bariera wejścia pozwoliła na rozwój i upowszechnienie technologii takich jak Wi-Fi i Bluetooth bez długotrwałego procesu licencyjnego.
• Wady: Podatne na zatłoczenie i zakłócenia, ponieważ brakuje centralnej koordynacji. Wydajność nie jest gwarantowana, a możliwości dochodzenia swoich praw w przypadku zakłócania przez urządzenie sąsiada są ograniczone.
• Przykłady: Pasmo $2.4 \text{ GHz}$ (Wi-Fi, Bluetooth, kuchenki mikrofalowe, telefony bezprzewodowe) oraz pasma $5 \text{ GHz}$ i $6 \text{ GHz}$ (Wi-Fi 5, 6 i 6E).

3. Dzielony / Dynamiczny Dostęp do Widma

Jest to najnowocześniejszy i najbardziej zaawansowany model, stanowiący kompromis między sztywnością licencjonowania a potencjalnym chaosem dobra wspólnego. Idea polega na tym, że duża część licencjonowanego widma nie jest używana przez cały czas we wszystkich miejscach. Dynamiczny dostęp pozwala wtórnym użytkownikom na oportunistyczne wykorzystanie tych "białych plam" (white spaces), gdy główny, uprawniony użytkownik nie jest aktywny.

• Mechanizm: Wymaga inteligentnych systemów radiowych i centralnego koordynatora bazodanowego, znanego jako System Dostępu do Widma (SAS). Urządzenia muszą odpytywać SAS, który na podstawie lokalizacji urządzenia i danych w czasie rzeczywistym o użyciu widma przez użytkowników pierwotnych, udziela pozwolenia na nadawanie na określonych częstotliwościach i z określonymi poziomami mocy.
• Zalety: Znacznie poprawia ogólną wydajność wykorzystania widma, uwalniając cenne zasoby, które w przeciwnym razie leżałyby odłogiem.
• Wady: Technologicznie bardzo skomplikowany do wdrożenia, wymagający solidnego i niezawodnego systemu koordynacji.
• Przykład: Głównym przykładem jest usługa Citizens Broadband Radio Service (CBRS) w paśmie $3.5 \text{ GHz}$ w Stanach Zjednoczonych. Tworzy ona trójpoziomowy system współdzielenia: użytkownicy pierwotni (systemy radarowe Marynarki Wojennej USA), użytkownicy z licencją priorytetowego dostępu (PAL) oraz użytkownicy z ogólnym autoryzowanym dostępem (GAA), którzy mogą korzystać z pasma za darmo, gdy nie jest ono używane przez wyższe warstwy.