Spectrul și frecvențele 5G: tot ce trebuie să știți

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 nu este încă disponibil în fiecare țară, este posibil să auziți despre spectrul de lățime de bandă 5G, licitații 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. Folosirea unei părți a spectrului peste 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 a grup, care poartă un nume specific.

Câteva exemple de benzi de spectru radio includ frecventa extrem de joasa (ELF), frecvență ultra joasă (ULF), frecventa joasa (LF), frecventa medie (MF), frecvență ultra înaltă (UHF) și frecventa extrem de mare (EHF).

O parte a spectrului radio are o gamă de frecvență înaltă între 30 GHz și 300 GHz (parte a benzii EHF) și este adesea numită bandă milimetrică (deoarece lungimile sale de undă variază între 1-10 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 are și aplicații în domenii precum radioastronomia, telecomunicațiile și pistoalele radar.

O altă parte a spectrului radio care este utilizată pentru 5G este UHF, care este mai jos 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.

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 a turn 5G care influențează direct viteza și distanța transmisiilor sale.

Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența (adică, frecvențele înalte 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 înaltă) are 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 deveni ușor distorsionată. Acesta este motivul pentru care frecvențele cu adevărat înalte nu pot călători atât de departe ca cele inferioare.

Viteza este un alt factor. Lățimea de bandă se măsoară 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 mari, 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 pentru un serviciu furnizorul (cum ar fi Verizon sau AT&T) să folosească o parte a spectrului care include frecvențe care avantajează postul la mana.

De exemplu, undele milimetrice, care se află în spectrul de bandă înaltă, 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. Undele mm sunt, prin urmare, utile în rețelele dens împachetate, dar nu atât de utile pentru transportul de date pe distanțe lungi (datorită atenuare).

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 este afectată. pierde puterea la fel de repede și este capabil să ajungă la telefoanele 5G și alte dispozitive 5G mai departe, precum și să pătrundă mai bine în pereți pentru a oferi interior recepţie.

Un furnizor de servicii ar putea folosi frecvențe 5G mai mari 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 câteva alte game de frecvență 5G (numite spectru multistrat):

• banda C: 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.
• Suprafata de acoperire: Sub 2 GHz (cum ar fi 700 MHz) pentru zone de acoperire interioare și mai largi.

Utilizarea spectrului 5G de către operator

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: Utilizări utilizați spectru 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 purtător din SUA, cu trei benzi de spectru: 800 MHz, 1,9 GHz și 2,5 GHz.
• Verizon: Al lor 5G Ultra Wideband rețeaua folosește unde milimetrice, în special 28 GHz și 39 GHz.
• AT&T: Utilizează spectrul undelor milimetrice pentru zone dense și spectru mediu și scăzut pentru locații rurale și suburbane.