5G transportă informații fără fir prin spectrul electromagnetic, în special prin spectrul radio. În spectrul radio se află diferite niveluri de benzi de frecvență, dintre care unele sunt folosite pentru această tehnologie de ultimă generație.
Cu 5G încă în stadiile incipiente de implementare și încă nedisponibil în toate țările, este posibil să auziți despre spectrul de lățime de bandă 5G, licitațiile de spectru, mmWave 5G etc.
Nu vă faceți griji dacă acest lucru este confuz. Tot ce trebuie să știți despre benzile de frecvență 5G este că diferite companii folosesc diferite părți ale spectrului pentru a transmite date. Utilizarea unei părți a spectrului față de alta afectează atât viteza conexiunii, cât și distanța pe care o poate acoperi. Multe mai multe despre asta mai jos.
Definirea spectrului 5G
Frecvențele undelor radio variază de la 3 kiloherți (kHz) până la 300 gigaherți (GHz). Fiecare porțiune a spectrului are o gamă de frecvențe, numită bandă, care poartă un anumit nume.
Unele exemple de benzi de spectru radio includ frecvență extrem de joasă (ELF), frecvență ultra joasă (ULF), frecvență joasă (LF), frecvență medie (MF), frecvență ultra în altă (UHF) și frecvență extrem de în altă (EHF).
O parte a spectrului radio are o gamă de frecvență în altă între 30 GHz și 300 GHz (parte a benzii EHF) și este adesea numită bandă milimetrică (deoarece lungimile sale de undă variază de la 1 la 10 mm). Lungimile de undă din și în jurul acestei benzi sunt, prin urmare, numite unde milimetrice (mmWaves). mmWaves sunt o alegere populară pentru 5G, dar au și aplicații în domenii precum radioastronomia, telecomunicațiile și pistoalele radar.
O altă parte a spectrului radio care este folosită pentru 5G, este UHF, care este mai mică pe spectru decât EHF. Banda UHF are o gamă de frecvență de la 300 MHz la 3 GHz și este folosită pentru orice, de la transmisii TV și GPS la Wi-Fi, telefoane fără fir și Bluetooth.
Frecvențele de 1 GHz și mai sus se mai numesc, de asemenea, microunde, iar frecvențele cuprinse între 1 și 6 GHz se spune adesea că fac parte din spectrul „sub-6 GHz”.
Frecvența determină viteza și puterea 5G
Toate undele radio călătoresc cu viteza luminii, dar nu toate undele reacționează cu mediul în același mod sau se comportă la fel ca alte unde. Este lungimea de undă a unei anumite frecvențe utilizate de un turn 5G care are un impact direct asupra vitezei și distanței transmisiilor sale.
- Viteze mai mari.
- Diste mai scurte.
- Viteze mai mici.
- Diste mai mari.
Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența (adică, frecvențele în alte au lungimi de undă mai scurte). De exemplu, 30 Hz (frecvență joasă) are o lungime de undă de 10.000 km (peste 6.000 mile), în timp ce 300 GHz (frecvența în altă) este de doar 1 mm.
Când o lungime de undă este cu adevărat scurtă (cum ar fi frecvențele de la capătul superior al spectrului), forma de undă este atât de mică încât poate fi ușor distorsionată. Acesta este motivul pentru care frecvențele cu adevărat în alte nu pot călători atât de departe ca cele inferioare.
Viteza este un alt factor. Lățimea de bandă este măsurată prin diferența dintre frecvența cea mai mare și cea mai joasă a semnalului. Când treceți în sus pe spectrul radio pentru a ajunge la benzi mai în alte, gama de frecvențe este mai mare și, prin urmare, debitul crește (adică, obțineți viteze de descărcare mai mari).
De ce contează spectrul 5G
Deoarece frecvența utilizată de o celulă 5G dictează viteza și distanța, este important ca un furnizor de servicii (cum ar fi Verizon sau AT&T) să folosească o parte a spectrului care include frecvențe care beneficiază de munca în cauză.
De exemplu, undele milimetrice, care se află în spectrul de bandă în altă, au avantajul că pot transporta o mulțime de date. Cu toate acestea, undele radio din benzile superioare sunt, de asemenea, absorbite mai ușor de gazele din aer, copaci și clădirile din apropiere. Prin urmare, mmWaves sunt utile în rețelele dens, dar nu atât de utile pentru transportul de date pe distanțe lungi (din cauza atenuării).
Din aceste motive, nu există cu adevărat un „spectru 5G” alb-negru - pot fi folosite diferite părți ale spectrului. Un furnizor 5G dorește să maximizeze distanța, să minimizeze problemele și să obțină cât mai mult timp posibil. O modalitate de a ocoli limitările undelor milimetrice este diversificarea și utilizarea benzilor inferioare.
O frecvență de 600 MHz, de exemplu, are o lățime de bandă mai mică, dar pentru că nu este afectată la fel de ușor de lucruri precum umiditatea din aer, nu își pierde puterea la fel de repede și este capabilă să ajungă la telefoanele 5G și alte Dispozitivele 5G mai departe, precum și penetrează mai bine pereții pentru a oferi recepție în interior.
Pentru comparație, transmisiile de joasă frecvență (LF) în intervalul de la 30 kHz la 300 kHz sunt excelente pentru comunicațiile la distanță lungă, deoarece experimentează o atenuare scăzută și, prin urmare, nu trebuie să fie amplificate la fel de des cât mai mult frecvente. Sunt folosite pentru lucruri precum transmisiile radio AM.
Un furnizor de servicii ar putea folosi frecvențe 5G mai ridicate în zonele care necesită mai multe date, cum ar fi într-un oraș popular în care există o mulțime de dispozitive în uz. Cu toate acestea, frecvențele de bandă joasă sunt utile pentru a oferi acces 5G la mai multe dispozitive dintr-un singur turn și în zone care nu au o linie directă de vedere către o celulă 5G, cum ar fi comunitățile rurale.
Iată alte intervale de frecvență 5G (numite spectru multistrat):
- C-band: 2–6 GHz pentru acoperire și capacitate.
- Super Data Layer: peste 6 GHz (de exemplu, 24–29 GHz și 37–43 GHz) pentru zone cu lățime de bandă mare.
- Zona de acoperire: sub 2 GHz (cum ar fi 700 MHz) pentru zone de acoperire interioare și mai extinse.
Utilizarea spectrului 5G de către operatorul
Nu toți furnizorii de servicii folosesc aceeași bandă de frecvență pentru 5G. După cum am menționat mai sus, există avantaje și dezavantaje în utilizarea oricărei părți a spectrului 5G.
- T-Mobile: utilizează spectrul de bandă joasă (600 MHz) precum și spectrul de 2,5 GHz. Sprint a fost fuzionat cu T-Mobile și a susținut că are mai mult spectru decât orice alt operator din SUA, cu trei benzi de spectru: 800 MHz, 1,9 GHz și 2,5 GHz.
- Verizon: rețeaua lor 5G Ultra Wideband folosește unde milimetrice, în special 28 GHz și 39 GHz.
- AT&T: folosește spectrul undelor milimetrice pentru zonele dense și spectrul mediu și scăzut pentru locațiile rurale și suburbane.
Spectrul 5G trebuie vândut sau licențiat operatorilor, cum ar fi prin licitații, pentru ca orice companie să folosească o anumită bandă. Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (ITU) reglementează utilizarea spectrului radio în întreaga lume, iar utilizarea internă este controlată de diferite organisme de reglementare, cum ar fi FCC din SUA.
