ما هو النطاق المنخفض 5G؟ وأوضح Sub-6

ليس هناك شك في ذلك شبكة الجيل الخامس يعد بتغيير الطريقة التي نتواصل بها ونعيش ونعمل بطريقة كبيرة جدًا. على عكس التقنيات الخلوية التي كانت سائدة في العام الماضي ، تقدم 5G قدرات وأداء كان في السابق مجالًا حصريًا للشبكات السلكية. لذا ، فليس من المستغرب أن يصبح نشر هذه الشبكات المتقدمة أكثر انخراطًا من أي شيء حدث من قبل.

لتقديم ما تستطيع 5G حقًا تحقيقه ، كان على شركات الاتصالات اللاسلكية العمل عبر نطاق أوسع بكثير من الترددات الراديوية الطيف ، من الترددات المنخفضة حيث تعيش شبكات GSM الخلوية الأصلية ، حتى تلك المستخدمة من قبل أنظمة الرادار و الأقمار الصناعية.

على الرغم من أن شركات الاتصالات اللاسلكية كانت تسعى جاهدة لاستخدام أعلى المدى المتوسط وموجة المليمتر (mmWave) بالنسبة للمزايا التي تقدمها ، فقد كانت في الجزء الأدنى من المنطقة الفرعية 6 جيجاهرتز حيث بدأت معظم عمليات طرح 5G.

كان السبب في ذلك بسيطًا جدًا. هذه الترددات منخفضة النطاق هي أقدم GSM, الجيل الثالث 3G، و 4G / LTE لقد عاشت التقنيات على مدى العقدين الماضيين. هذا يعني أن شركات النقل لديها بالفعل التراخيص اللازمة لهذا الطيف. لديهم أيضًا الآلاف من الأبراج الخلوية المنتشرة والتي يمكن إعادة تشكيلها لتقديم 5G دون الحاجة إلى معدات جديدة تمامًا.

ما هو النطاق المنخفض 5G؟

يتم تعريف الترددات منخفضة النطاق تقنيًا على أنها أقل من 1 جيجاهرتز. ومع ذلك ، في سياق اللاسلكية ، يغطي هذا كل شيء أقل من 2.3 جيجاهرتز - الترددات التي كانت موجودة في شبكات GSM و 3 G و LTE تاريخيًا يسكن.

في أمريكا الشمالية ، استخدمت خدمات GSM الأصلية الترددات 850 ميجاهرتز و 1.9 جيجاهرتز (1900 ميجاهرتز) بشكل حصري تقريبًا. في وقت لاحق ، مع 3G و LTE ، توسعت جميع شركات النقل الأمريكية على ترددات 700 ميجاهرتز و 1.7 جيجاهرتز ، بينما توسعت AT&T صعد أيضًا إلى نطاق 2.3 جيجا هرتز ، أضافت T-Mobile 600 ميجا هرتز في النهاية السفلية ، تم إعداد Sprint أيضًا على 2.5 جيجا هرتز فرقة. نشرت بعض شركات الاتصالات في كندا والمكسيك أيضًا خدمات LTE بسرعة 2.6 جيجاهرتز ، ولكن هذا التردد العالي لم يكن مرخصًا للاستخدام الخلوي في الولايات المتحدة في تلك الأيام.

ومع ذلك ، بخلاف Sprint ، تمسكت جميع شركات النقل الأمريكية الرئيسية عمومًا بالترددات الأساسية الأربعة: 700 ميجاهرتز و 800 ميجاهرتز و 1.7 جيجاهرتز و 1.9 جيجاهرتز. متى اندمجت T-Mobile مع Sprint في أوائل عام 2020 ، تم إغلاق شبكة 4G / LTE 2.5 جيجاهرتز بحيث يمكن إعادة توجيه هذه الترددات من أجلها خدمة الجيل الخامس فائقة السعة فائقة السرعة من T-Mobile.

عندما بدأت AT&T و T-Mobile في طرح شبكات 5G الخاصة بهم ، التزموا بالترددات التي استخدموها بالفعل ولديهم تراخيص لها. قامت AT&T بنشر 5G عند 850 ميجاهرتز ، وطرح T-Mobile شبكتها على مستوى البلاد باستخدام طيفها البالغ 600 ميجاهرتز. ذهب Verizon في الاتجاه الآخر وتجنب الترددات المنخفضة تمامًا في البداية. بدلاً من ذلك ، اختار التردد الأعلى بكثير mmWave الطيف ، مما يمنحه ميزة سرعة كبيرة على حساب التغطية السيئة.

ماذا يعني Sub-6؟

أصبح المصطلح sub-6 محيرًا إلى حد ما ، حيث تم استخدامه في البداية ليعني جميع الترددات التي تقل عن 6 جيجاهرتز ، على عكس mmWave، والتي تبدأ من 24 جيجا هرتز.

في حين أن الاختلاف بين الترددات الفرعية 6 جيجاهرتز و mmWave مذهل للغاية ، عندما بدأت الصناعة في استخدام المصطلح sub-6 ، لم تكن لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) قد قامت بعد ترددات النطاق C المتوسط متاح لاستخدام 5G. بمجرد أن بدأت شركات الاتصالات في نشر 5G في نطاق 2.5-4 جيجاهرتز ، أصبح من الواضح أنه لا تستحق جميع الترددات الفرعية 6 جيجاهرتز أن يتم تجميعها معًا ، ويستخدم بعض الأشخاص الآن sub-6 للإشارة فقط إلى النطاق المنخفض 5G.

هذا ليس صحيحًا عالميًا ، على الرغم من ذلك. سيشير الكثيرون بشكل صحيح إلى أنه نظرًا لأن Sub-6 لا يزال يعني Sub-6GHz ، فيجب أن ينطبق على جميع الترددات التي تقل عن 6 جيجاهرتز ، بما في ذلك ترددات أسرع مثل النطاق C أو حتى طيف أعلى من 4 إلى 5 جيجاهرتز يمكن تحريره يومًا ما ، جنبًا إلى جنب مع 600 ميجاهرتز أبطأ النطاق المنخفض. ومن ثم ، أصبح مصطلح sub-6 غير دقيق ، ومن الأفضل الإشارة إلى طيف 5G على أنه نطاق منخفض ونطاق متوسط ​​، حيث توجد بعض الاختلافات المهمة بين نطاقي التردد.

المقايضة منخفضة النطاق

كانت ترددات النطاق المنخفض بمثابة ثمار منخفضة بالنسبة لمعظم شركات الاتصالات لبدء عمليات نشر 5G الخاصة بهم. لديهم بالفعل تراخيص الطيف اللازمة من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) وعلى الأقل بعض المعدات والأبراج الراديوية المتوافقة في مكانها.

والأهم من ذلك ، أن طيف النطاق المنخفض سمح لشركات الاتصالات بنشر 5G عبر نطاق أوسع بكثير. تنتقل الترددات المنخفضة لمسافة أبعد ولا تكون تقريبًا عرضة للتداخل من أشياء مثل المباني والأشجار.

لسوء الحظ ، كانت المقايضة هي أن هذه الترددات لم تقدم ميزة سرعة كبيرة على شبكات 4G / LTE الموجودة بالفعل.

بنفس الطريقة التي يوفر بها موجه Wi-Fi متعدد النطاقات نطاقًا موسعًا بسرعات أبطأ على النطاق 2.4 جيجا هرتز. على النطاق 5 جيجاهرتز ، يمكن للإشارات الخلوية في نطاق 600 ميجاهرتز و 850 ميجاهرتز السفر لمسافات طويلة ، لكنها ليست كبيرة جدًا سريع.

سمحت هذه الإستراتيجية لشركة T-Mobile أن تكون أول شركة اتصالات تحصل على شبكة 5G على الصعيد الوطني وتعمل في جميع الولايات الخمسين. يمكن أن تنتقل إشارات 600 ميجاهرتز لمسافات طويلة ، مما يسمح لـ T-Mobile بتغطية المزيد من الأراضي بشكل كبير بأبراج أقل. ومع ذلك ، باعتبارها OpenSignal أظهر تقرير من أوائل عام 2020 ، أن السرعات لم تكن أفضل بشكل كبير من شبكة 4G / LTE من T-Mobile.

وفي الوقت نفسه ، اختارت شركات الطيران في دول أخرى مثل كوريا الجنوبية استخدام منتصف النطاق الطيف لعمليات نشر 5G الخاصة بهم ، والتي تتميز بأرقام أكثر إثارة للإعجاب ، بينما تصدرت Verizon المخططات بفضل استخدامها mmWave. ومع ذلك ، من المهم أيضًا ملاحظة أن سرعات Verizon التي تبلغ 500 ميجابت في الثانية كانت متاحة فقط لـ 0.4٪ من عملائها. أظهر Sprint أيضًا أرقامًا أفضل بفضل طيف النطاق المتوسط ​​2.5 جيجا هرتز.

جاء فيريزون متأخرًا إلى الحفلة ، لكنه أيضًا نشر في النهاية شبكة 5G منخفضة النطاق على الصعيد الوطني في أواخر عام 2020 لجلب شبكة 5G إلى 99٪ من عملائها. بالنسبة لشبكة 5G منخفضة النطاق ، اختارت Verizon النطاقات 850 ميجاهرتز و 1.9 جيجاهرتز و 1.7 - 2.1 جيجاهرتز.

تقاسم موجات الأثير

لم تكن المشكلة في الترددات المنخفضة التي تستخدمها AT&T و T-Mobile فقط. نظرًا لأن تقنية 5G أكثر تقدمًا من 4G / LTE ، فمن المفترض أن تعمل بشكل أسرع حتى عند 600 ميجاهرتز و 850 ميجاهرتز.

ومع ذلك ، عندما قامت AT&T و T-Mobile بنشر 5G على هذه الترددات ، لم يتمكنوا من إيقاف تشغيل خدمات 4G / LTE التي كانت تعمل بالفعل هناك. كان عليهم إيجاد طريقة لجعل 5G تتعايش بسلام مع هذه التقنيات اللاسلكية القديمة.

لذلك ، لجأوا إلى تقنية تُعرف باسم Dynamic Spectrum Sharing (DSS) ، وهي ميزة من ميزات 5G تم تصميمها صراحة للسماح لها بالعمل جنبًا إلى جنب مع 4G / LTE على نفس الترددات. بعبارات مباشرة ، تسمح DSS بإدخال بيانات 5G في أي فجوات غير مستخدمة في عمليات إرسال 4G / LTE.

سمح استخدام DSS بنشر 5G بسرعة أكبر من خلال الاستفادة من سعة 4G / LTE غير المستخدمة ، ولكن كان لها أيضًا جانب سلبي كبير. DSS هي ميزة 5G ، لذلك عرفت إشارات 5G كيفية مشاركة الموجات الهوائية مع إشارات 4G / LTE ، لكن LTE لم يتم تعليمها مطلقًا كيفية المشاركة.

ومن ثم ، فإن DSS 5G مجبر على التنازل عن حق الطريق لإشارات 4G / LTE ، والتي تحظى دائمًا بالأولوية. في شبكة 4G / LTE المزدحمة أو المزدحمة ، يعاني أداء 5G.

في Verizon ، كانت نتائج DSS سيئة للغاية لدرجة أن Sascha Segan من PCMag أخبر مستخدمي Verizon iPhone بإيقاف تشغيل 5G، أطلق على DSS اسم "نظام بطيء للغاية" بعد أن كشفت الاختبارات أن DSS 5G للناقل لم يكن أسرع من 4G ، وكان في الواقع أبطأ في المدن الكبرى مثل نيويورك وشيكاغو.

الطيف الاحتياطي

للأسف ، تكمن المشكلة في أن شركات الاتصالات تريد دفع مفهوم تقديم 5G. يريدون أن يرى الناس أيقونة "5G" تضيء على هواتفهم الذكية ، حتى لو لم توفر أداءً أفضل من شبكة 4G / LTE. ضع في اعتبارك حيلة AT&T التي سحبتها منذ بضع سنوات شبكة "5G Evolution" الخاصة بها، مما يمنح عملائها رمز "5G E" لشبكة 4G / LTE المحسّنة بشكل طفيف.

إذا نحينا سخافة AT & T جانبًا ، فإن رؤية "5G" على هاتفك عادةً ما يعني أنك متصل بشبكة 5G فعلية. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنك سترى سرعات 5G مذهلة. إذا كنت تستخدم ترددات 5G منخفضة النطاق ، فستحصل على سرعات 5G منخفضة النطاق والتي لن تكون عادةً أفضل بكثير من استخدام 4G / LTE.

ومع ذلك ، حتى عندما تقوم شركات النقل بنشر شبكات أسرع باستخدام طيف النطاق المتوسط ​​والنطاق C، سيكون هناك دائمًا مكان لـ 5G منخفضة النطاق. مع النطاق الواسع الذي يقدمه الطيف 600 ميجاهرتز إلى 850 ميجاهرتز ، ستستمر شركات النقل في الاعتماد عليها لتغطية المناطق الأقل كثافة سكانية. لا يستحق الأمر ببساطة إنشاء عشرات الأبراج الجديدة لتغطية عدد صغير نسبيًا من العملاء.

استخدمت شركات الاتصالات استراتيجية مماثلة حتى في أيام GSM. في كندا ، تم استخدام 1.9 جيجا هرتز حصريًا في المراكز الحضرية الرئيسية ، بينما تم استخدام 850 ميجا هرتز للتغطية الريفية. حالت مشكلات ترخيص التردد دون استخدام هذا النهج على نطاق واسع في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، لا تزال شركات النقل تميل نحو استخدام ترددات أعلى في المدن وترددات أقل في الريف حيثما أمكن ذلك.

الآن بعد أن أصبح لدى شركات الاتصالات مساحات كبيرة بشكل معقول من طيف النطاق المتوسط ​​للعب بها ، فإن عمليات نشر 5G تقع على طول خطوط أكثر دراماتيكية. سيتم تغطية معظم عملاء 5G من خلال طيف النطاق المتوسط ​​، بسعة أسرع وأعلى mmWave منتشرة في مناطق كثيفة حيث يمثل ازدحام الشبكة مشكلة ، مثل الملاعب والمطارات. ستصبح شبكة 5G منخفضة النطاق بشكل فعال الطيف الاحتياطي لضمان استمرار حصولك على 5G عندما لا يتوفر شيء أفضل.

الخبر السار هو أن سرعات 5G منخفضة النطاق يجب أن تتحسن مع انتقال المزيد من الأشخاص إلى الهواتف الذكية 5G وترك 4G / LTE وراء التكنولوجيا ، وتجنب مشاكل الازدحام لأن 5G DSS لم يعد مضطرًا إلى توفير مساحة كبيرة للخلايا القديمة التقنيات. في النهاية ، سيتم إيقاف تشغيل 4G / LTE تمامًا ، على الرغم من أننا سنكون قد انتقلنا إلى الجيل السادس بحلول ذلك الوقت.

توصيات المحررين

• إن الريادة الهائلة لشركة T-Mobile في سرعات 5G لن تذهب إلى أي مكان
• يتيح لك جهاز التوجيه M6 Pro الجديد من Netgear استخدام شبكة 5G السريعة في أي مكان تذهب إليه
• لا يزال 5G من T-Mobile لا مثيل له - ولكن هل توقفت السرعات؟
• إليك مدى سرعة 5G على هاتف Samsung Galaxy S23 حقًا
• ما هو 5G UW؟ المعنى الحقيقي وراء الأيقونة على هاتفك