Какво е нискочестотен 5G? Под-6 обяснено

Няма съмнение в това 5G обещава да промени начина, по който общуваме, живеем и работим по доста голям начин. За разлика от клетъчните технологии от миналото, 5G предлага възможности и производителност, които някога са били изключителна област на кабелните мрежи. Така че не е изненадващо, че внедряването на тези усъвършенствани мрежи стана по-ангажирано от всичко, което е идвало преди.

За да осигурят това, на което 5G наистина е способен, безжичните оператори трябваше да работят в много по-широк диапазон от радиочестоти спектър, от по-ниските честоти, където съществуваха оригиналните GSM клетъчни мрежи, до тези, използвани от радарни системи и сателити.

Въпреки че безжичните оператори се стремят да използват по-високите среден клас и милиметрова вълна (mmWave) честоти за предимствата, които предлагат, беше в най-ниската част на зоната под 6 GHz, където започнаха повечето внедрявания на 5G.

Причината за това беше доста проста. Тези нисколентови честоти са по-стари GSM, 3G, и 4G/LTE технологиите са живели през последните две десетилетия. Това означава, че операторите вече са имали необходимите лицензи за този спектър. Те също разполагат с хиляди клетъчни кули, които могат да бъдат преконфигурирани, за да доставят 5G без необходимост от изцяло ново оборудване.

Какво е нискочестотен 5G?

Нисколентовите честоти са технически определени като тези под 1GHz. Въпреки това, в контекста на безжичните оператори, това обхваща всичко под 2,3 GHz - честотите, на които GSM, 3G и LTE исторически живял.

В Северна Америка първоначалните GSM услуги използват почти изключително честотите 850MHz и 1,9GHz (1900MHz). По-късно, с 3G и LTE, всички оператори в САЩ се разшириха до честотите 700MHz и 1,7GHz, докато AT&T също се повиши в диапазона от 2,3 GHz, T-Mobile добави 600MHz в долния край, Sprint също настрои на 2,5 GHz банда. Някои оператори в Канада и Мексико също внедриха LTE услуги на 2,6 GHz, но тази по-висока честота не беше лицензирана за клетъчна употреба в Съединените щати в онези дни.

Въпреки това, с изключение на Sprint, всички основни оператори в САЩ обикновено се придържат към четирите основни честоти: 700MHz, 800MHz, 1,7GHz и 1,9GHz. Кога T-Mobile се сля със Sprint в началото на 2020 г. неговата 2,5 GHz 4G/LTE мрежа беше спряна, за да могат тези честоти да бъдат преназначени за Среднолентова услуга Ultra Capacity 5G на T-Mobile.

Когато AT&T и T-Mobile започнаха да пускат своите 5G мрежи, те се придържаха към честотите, които вече използваха и за които имаха лицензи. AT&T разгърна своя 5G на 850MHz, а T-Mobile разгърна своята национална мрежа, използвайки своя спектър от 600MHz. Verizon тръгна по друг начин и първоначално избягваше изцяло по-ниските честоти. Вместо това той избра много по-високата честота mmWave спектър, което му дава значително предимство в скоростта за сметка на ужасното покритие.

Какво означава Sub-6?

Терминът под-6 стана малко объркващ, тъй като първоначално се използва за означаване на всички честоти под 6GHz, за разлика от mmWave, който започва от 24GHz.

Въпреки че разликата между честоти под 6 GHz и mmWave е доста зашеметяваща, когато индустрията започна да използва термина под 6, Федералната комисия по комуникациите (FCC) все още не беше направила средни честоти на C-обхвата наличен за използване в 5G. След като операторите започнаха да внедряват 5G в диапазона 2,5–4GHz, стана ясно, че не всички честоти под 6GHz заслужават да бъдат обединени и някои хора сега използват под-6, за да се отнасят само до нискочестотни 5G.

Това обаче не е универсално вярно. Мнозина правилно ще отбележат, че тъй като Sub-6 все още означава Sub-6GHz, то трябва да се прилага за всички честоти под 6GHz, включително по-бързи честоти като C-лента или дори по-висок 4-5GHz спектър, който някой ден може да бъде освободен, заедно с по-бавните 600MHz нискочестотен. Следователно, sub-6 се превърна в неточен термин и е по-добре да се отнася към 5G спектъра като нискочестотен и средночестотен, тъй като има някои значителни разлики между двата честотни диапазона.

Компромисът в ниската лента

Нисколентовите честоти бяха слаб плод за повечето оператори да започнат внедряването на 5G. Те вече имаха необходимите лицензи за спектър от FCC и поне някои съвместими радиооборудвания и кули на място.

По-важното обаче е, че нисколентовият спектър позволи на операторите да внедрят 5G в много по-широк диапазон. По-ниските честоти пътуват по-далеч и не са толкова податливи на смущения от неща като сгради и дървета.

За съжаление, компромисът беше, че тези честоти не предлагат значително предимство в скоростта пред вече съществуващите 4G/LTE мрежи.

По същия начин, по който многолентовият Wi-Fi рутер предлага разширен обхват с по-ниски скорости в честотната лента от 2,4 GHz от в обхвата 5GHz, клетъчните сигнали в диапазона 600MHz и 850MHz могат да изминат големи разстояния, но не са много бърз.

Тази стратегия позволи на T-Mobile да бъде първият оператор, който разполага с национална 5G мрежа във всички 50 щата. Тези 600MHz сигнали могат да пътуват на голямо разстояние, позволявайки на T-Mobile да покрие значително повече територия с по-малко кули. Въпреки това, като ан OpenSignal доклад от началото на 2020 г. показа, че скоростите не са драстично по-добри от 4G/LTE мрежата на T-Mobile.

Междувременно превозвачите в други страни като Южна Корея избраха да използват средна лента спектър за тяхното внедряване на 5G, като се похвали с по-впечатляващи числа, докато Verizon оглави класациите благодарение на използването на mmWave. Важно е обаче да се отбележи, че скоростите от 500 Mbps на Verizon са били достъпни само за 0,4% от клиентите. Sprint също показа по-добри числа благодарение на своя средночестотен спектър от 2,5 GHz.

Verizon закъсня на партито, но също така в крайна сметка разгърна нискочестотна национална 5G мрежа в края на 2020 г., за да предостави 5G на останалите 99% от своите клиенти. За своя нискочестотен 5G Verizon избра 850MHz, 1.9GHz и 1.7-2.1GHz ленти.

Споделяне на ефира

Проблемът не беше само в по-ниските честоти, които AT&T и T-Mobile използваха. Тъй като 5G технологията е по-напреднала от 4G/LTE, тя трябва да работи по-бързо дори при 600MHz и 850MHz.

Въпреки това, когато AT&T и T-Mobile внедриха 5G на тези честоти, те не можаха просто да изключат 4G/LTE услугите, които вече работят там. Те трябваше да намерят начин да накарат 5G да съжителства мирно с тези по-стари безжични технологии.

И така, те се обърнаха към технология, известна като Динамично споделяне на спектъра (DSS), функция на 5G, която беше изрично проектирана да позволява да работи заедно с 4G/LTE на същите честоти. Казано директно, DSS позволява 5G данни да бъдат вмъкнати във всички неизползвани празнини в 4G/LTE предавания.

Използването на DSS позволи внедряването на 5G много по-бързо, като се възползва от неизползвания 4G/LTE капацитет, но имаше и един огромен недостатък. DSS е 5G функция, така че 5G сигналите знаеха как да споделят ефирните вълни с 4G/LTE сигнали, но LTE никога не беше научен как да споделя.

Следователно DSS 5G е принуден да отстъпи правото на път на 4G/LTE сигнали, които винаги имат приоритет. При натоварена или претоварена 4G/LTE мрежа производителността на 5G страда.

Във Verizon резултатите от DSS бяха толкова лоши, че Sascha Segan от PCMag каза на потребителите на iPhone на Verizon да изключат 5G, наричайки DSS „отчайващо бавна система“, след като тестовете разкриха, че DSS 5G на оператора почти никога не е по-бърз от 4G и всъщност е по-бавен в големите градове като Ню Йорк и Чикаго.

Резервният спектър

За съжаление, проблемът е, че операторите искат да прокарат възприятието за предлагане на 5G. Те искат хората да виждат иконата „5G“ да свети на техните смартфони, дори и да не осигурява производителност, която е по-добра от 4G/LTE мрежата. Помислете за трика, който AT&T направи преди няколко години своята мрежа „5G Evolution“., давайки на своите клиенти икона „5G E“ за своята леко подобрена 4G/LTE мрежа.

Като оставим настрана глупостта на AT&T, виждането на „5G“ на телефона ви обикновено означава, че сте свързани към действителна 5G мрежа. Това обаче не означава, че ще видите впечатляващи 5G скорости. Ако използвате нисколентови 5G честоти, ще получите нисколентови 5G скорости, които обикновено няма да са много по-добри от използването на 4G/LTE.

Независимо от това, дори когато операторите разгръщат по-бързи мрежи, използвайки спектър на средна лента и C-лента, винаги ще има място за нискочестотни 5G. С обширния диапазон, предлаган от спектъра 600MHz-850MHz, операторите ще продължат да разчитат на тези честоти за покриване на по-слабо населени райони. Просто не си струва да поставяте десетки нови кули, за да покриете сравнително малък брой клиенти.

Операторите използваха подобна стратегия дори в дните на GSM. В Канада 1,9 GHz се използва изключително в големите градски центрове, докато 850 MHz се използва за селско покритие. Проблеми с лицензирането на честотите попречиха на този подход да се използва толкова широко в Съединените щати. Въпреки това превозвачите все още са склонни да използват по-високи честоти в градовете и по-ниски честоти в провинцията, където е възможно.

Сега, когато операторите имат сравнително големи участъци от среднолентовия спектър, с които да играят, внедряването на 5G върви по още по-драматични линии. Повечето клиенти на 5G ще бъдат обхванати от среднолентовия спектър, с по-бърз и по-висок капацитет mmWave разположени в гъсто населени райони, където претоварването на мрежата е проблем, като стадиони и летища. Нисколентовият 5G ефективно ще се превърне в резервен спектър, за да се гарантира, че все още получавате 5G, когато няма нищо по-добро налично.

Добрата новина е, че нискочестотните 5G скорости трябва да се подобрят, тъй като повече хора преминават към 5G смартфони и напускат 4G/LTE изостанала технология, като се избягват проблеми със задръстванията, тъй като 5G DSS вече не трябва да отстъпва толкова място на по-старите клетъчни технологии. В крайна сметка 4G/LTE ще бъде напълно изведен от употреба, въпреки че дотогава вероятно ще сме преминали към 6G.

Препоръки на редакторите

• Огромната преднина на T-Mobile в скоростите на 5G не отива никъде
• Новият рутер M6 Pro на Netgear ви позволява да използвате бърз 5G навсякъде, където отидете
• 5G на T-Mobile все още е несравним – но дали скоростите са стабилни?
• Ето колко бърз е всъщност 5G на вашия Samsung Galaxy S23
• Какво е 5G UW? Истинското значение зад иконата на вашия телефон