EN 301 893 — Norma armonizzata per i dispositivi radio Wi-Fi a 5 GHz
La ETSI EN 301 893 (Broadband Radio Access Networks (BRAN); 5 GHz high performance RLAN) è la norma europea armonizzata che disciplina i requisiti di radiofrequenza per i dispositivi RLAN (Radio Local Area Network) a 5 GHz — più comunemente il Wi-Fi a 5 GHz (IEEE 802.11a/n/ac/ax, Wi-Fi 4/5/6/6E). È la controparte a 5 GHz della EN 300 328 (la norma a 2,4 GHz) ed è obbligatoria per la marcatura CE dei prodotti Wi-Fi a 5 GHz ai sensi della Direttiva sulle apparecchiature radio.
Fatti chiave
| Dettaglio | Informazione |
|---|---|
| Titolo completo | ETSI EN 301 893 V2.1.1 — Broadband Radio Access Networks; 5 GHz high performance RLAN |
| Sviluppata da | ETSI |
| Versione attuale | V2.1.1 (2017-05) |
| Tipo di norma | Norma europea armonizzata (hEN) |
| Pubblicata in GUUE | Sì — presunzione di conformità con l’articolo 3(2) della RED |
| Direttiva applicabile | Direttiva sulle apparecchiature radio (RED, 2014/53/UE) |
| Intervallo di frequenza | 5.150–5.725 MHz (primario), 5.725–5.875 MHz (sotto-bande selezionate) |
| Tecnologie coperte | Wi-Fi 802.11a/n/ac/ax (5 GHz), IEEE 802.11ax 6E (sovrapposizione parziale) |
Struttura della banda a 5 GHz in Europa
Nell’UE lo spettro a 5 GHz è suddiviso in bande con diversi livelli massimi di potenza e diverse condizioni d’uso:
| Sotto-banda | Intervallo di frequenza | EIRP max | Interno/Esterno | DFS richiesto? |
|---|---|---|---|---|
| U-NII-1 | 5.150–5.250 MHz | 200 mW (23 dBm) | Solo interno | No |
| U-NII-2A | 5.250–5.350 MHz | 200 mW (23 dBm) | Interno + esterno | Sì |
| U-NII-2C | 5.470–5.600 MHz | 1 W (30 dBm) | Interno + esterno | Sì |
| U-NII-2C (cont.) | 5.600–5.700 MHz | 1 W (30 dBm) | Interno + esterno | Sì (protezione radar) |
| U-NII-3 | 5.725–5.875 MHz | variabile | Interno + esterno | No (in alcuni intervalli) |
Fondamentale per i progettisti hardware: la limitazione al solo uso interno per la banda 5.150–5.250 MHz implica che i prodotti operanti in questa sotto-banda debbano disporre di un meccanismo che impedisca l’uso all’esterno — tipicamente un controllo software, una restrizione nella progettazione dell’antenna oppure un’avvertenza visibile all’utente e un’etichetta di limitazione regolamentare. Questo è un punto di prova di conformità ai sensi della EN 301 893.
Requisiti tecnici principali
1. Potenza massima di trasmissione (EIRP)
I limiti di potenza variano in funzione della sotto-banda, come indicato sopra. La EN 301 893 verifica l’uscita del trasmettitore e accerta che l’EIRP (incluso il guadagno d’antenna) non superi il limite applicabile per ciascuna sotto-banda supportata dal dispositivo.
Per i prodotti con antenne intercambiabili dall’utente, l’EIRP massimo in tutte le configurazioni di antenna consentite deve rientrare nei limiti.
2. Selezione dinamica della frequenza (DFS)
Il DFS è il requisito tecnicamente più impegnativo della EN 301 893 — e quello che causa il maggior numero di esiti negativi delle prove e ritardi.
Cosa fa il DFS: protegge i sistemi radar (radar meteorologici, radar militari, radar meteorologici aeronautici) operanti nell’intervallo 5.250–5.700 MHz dalle interferenze dei dispositivi Wi-Fi.
Come funziona il DFS:
- Prima di trasmettere su un canale protetto dal radar, il dispositivo deve eseguire un Channel Availability Check (CAC) — restando in ascolto sul canale per 60 secondi (o 10 minuti per i dispositivi master in prossimità di siti radar) per verificare l’assenza di radar.
- Durante il normale funzionamento, il dispositivo deve monitorare continuamente i segnali radar. Se viene rilevata una sequenza di impulsi radar, il dispositivo deve liberare il canale entro 10 secondi (Channel Move Time) e non deve tornare su tale canale per 30 minuti (Non-Occupancy Period).
- Il dispositivo deve riconoscere tutte le forme d’onda radar definite da ETSI.
Le prove DFS sono complesse: comportano l’iniezione di specifici pattern di impulsi radar (definiti nell’Annex D della ETSI EN 301 893) e la verifica che il dispositivo rilevi e liberi correttamente il canale. Le prove richiedono in genere un simulatore radar specializzato presso il laboratorio di prova.
Implicazione hardware: il DFS richiede l’implementazione firmware di algoritmi di rilevamento radar. Il chipset radio deve supportare la modalità di monitoraggio degli impulsi radar grezzi durante il periodo di ascolto. Non tutti i chipset espongono questa capacità agli sviluppatori firmware — verificare la capacità DFS in fase di selezione del chipset è fondamentale.
3. Controllo della potenza di trasmissione (TPC)
I dispositivi operanti nell’intervallo 5.250–5.700 MHz devono implementare il TPC — riducendo la potenza di trasmissione di almeno 3 dB rispetto al massimo quando operano in situazioni in cui è sufficiente una potenza inferiore.
Il TPC consente a un numero maggiore di dispositivi di condividere la banda in modo più efficiente. La prova EN 301 893 verifica che il dispositivo implementi correttamente un meccanismo TPC.
4. Larghezza di banda occupata e maschera spettrale
Per i canali OFDM a 5 GHz (larghezze di canale 20/40/80/160 MHz utilizzate da 802.11n/ac/ax), la maschera spettrale — la forma del segnale trasmesso nel dominio della frequenza — deve essere conforme ai requisiti della EN 301 893. Le emissioni fuori banda devono rientrare nei limiti della maschera definita.
Questo è particolarmente importante per i canali larghi 802.11ac/ax (canali da 80/160 MHz), in cui la larghezza di banda occupata si avvicina o supera i confini delle sotto-bande aventi limiti di potenza differenti.
5. Emissioni spurie
Come per la EN 300 328, le emissioni spurie e fuori banda devono rientrare nei limiti definiti dalla EN 301 893 e dalla ETSI EN 301 489 (norma EMC).
EN 301 893 e Wi-Fi 6E (6 GHz)
Il Wi-Fi 6E estende l’802.11ax alla banda 6 GHz (5.925–7.125 MHz). Nell’UE, il Wi-Fi a 6 GHz è disciplinato da una norma e da un quadro regolamentare distinti — non dalla EN 301 893:
- La norma pertinente per le RLAN a 6 GHz nell’UE è la ETSI EN 303 687
- Il funzionamento a 6 GHz è soggetto a separate decisioni della Commissione sulla disponibilità dello spettro
- I prodotti che supportano sia i 5 GHz (EN 301 893) sia i 6 GHz (EN 303 687) devono essere conformi a entrambe le norme
Set completo di norme per la marcatura CE del Wi-Fi a 5 GHz
Un prodotto Wi-Fi a 5 GHz completo richiede la conformità a:
| Norma | Copertura | Articolo RED |
|---|---|---|
| EN 301 893 | Spettro RF, DFS, TPC, limiti di potenza | Art. 3(2) |
| EN 301 489-1 + -17 | EMC — immunità ed emissioni | Art. 3(1)(b) |
| EN 62368-1 | Sicurezza elettrica | Art. 3(1)(a) |
| EN 62311 | Esposizione RF (SAR) se indossato a contatto con il corpo | Art. 3(1)(a) |
| EN 18031-1 | Cibersicurezza (se si applica l’Atto delegato RED) | Art. 3(3)(d) |
Cause comuni di esito negativo delle prove
Sulla base dei tipici esiti delle prove di laboratorio, i fallimenti più frequenti della EN 301 893 comprendono:
| Fallimento | Causa principale |
|---|---|
| Mancato rilevamento DFS | L’algoritmo firmware di rilevamento radar non riconosce tutti i tipi di radar ETSI; firmware DFS del chipset non configurato correttamente |
| Channel move time DFS superato | Il firmware impiega >10 secondi per liberare il canale dopo il rilevamento radar |
| Limite EIRP superato | Guadagno d’antenna superiore al limite certificato; errore di calibrazione dell’amplificatore di potenza |
| Violazione del solo uso interno | Dispositivo abilitato a operare nella banda 5.150–5.250 MHz all’esterno per configurazione software |
| Fallimento della maschera spettrale | Emissione del canale a larga banda (80/160 MHz) che supera la maschera ai bordi delle sotto-bande |
Termini correlati
- EN 300 328 — La norma RLAN complementare a 2,4 GHz.
- RED — La direttiva ai sensi della quale la EN 301 893 fornisce presunzione di conformità.
- ETSI — L’organismo di normazione che sviluppa e mantiene la EN 301 893.
- marcatura CE — Il marchio di accesso al mercato reso possibile dalla conformità alla EN 301 893.
- EN 18031 — Norma di cibersicurezza applicabile ai prodotti Wi-Fi a 5 GHz connessi ai sensi dell’Atto delegato RED.
Il fallimento della certificazione DFS è una delle cause più comuni di ritardo nella marcatura CE dei prodotti Wi-Fi a 5 GHz. Inovasense progetta prodotti radio a 5 GHz con implementazione DFS verificata a livello firmware prima dell’invio in laboratorio e gestisce l’intero coordinamento delle prove EN 301 893, dalla caratterizzazione dell’antenna alle prove di laboratorio accreditato fino alla compilazione della documentazione tecnica. Consulta i nostri servizi di hardware wireless embedded e la consulenza per la conformità UE.
Riferimenti ufficiali
- Direttiva 2014/53/UE (RED) — elenco delle norme armonizzate — EUR-Lex (EN 301 893 elencata come norma armonizzata per le RLAN a 5 GHz)