Co je nízkopásmové 5G? Pod-6 vysvětleno

O tom není pochyb 5G slibuje, že do značné míry změní způsob, jakým komunikujeme, žijeme a pracujeme. Na rozdíl od celulárních technologií z minulých let nabízí 5G možnosti a výkon, které byly kdysi výhradní doménou kabelových sítí. Není tedy žádným překvapením, že nasazení těchto pokročilých sítí se stalo více zapojeným než cokoli, co bylo předtím.

Aby bylo možné zajistit to, čeho je 5G skutečně schopné, museli bezdrátoví operátoři pracovat v mnohem širším rozsahu rádiových frekvencí spektra, od nižších frekvencí, kde žily původní celulární sítě GSM, až po ty využívané radarovými systémy a satelity.

Přestože se bezdrátoví operátoři snažili používat vyšší střední pásmo a milimetrová vlna (mmWave) frekvence vzhledem k výhodám, které nabízejí, bylo to v nejnižší části zóny pod 6 GHz, kde začala většina zavádění 5G.

Důvod pro to byl docela jednoduchý. Tyto nízkopásmové frekvence jsou starší GSM, 3G, a 4G/LTE technologie žily v posledních dvou desetiletích. To znamená, že operátoři již měli potřebné licence pro toto spektrum. Měli také nasazeny tisíce mobilních věží, které bylo možné překonfigurovat tak, aby poskytovaly 5G bez potřeby zcela nového vybavení.

Co je nízkopásmové 5G?

Nízkopásmové frekvence jsou technicky definovány jako frekvence pod 1 GHz. Nicméně v kontextu bezdrátového operátorů, to pokrývá vše pod 2,3 GHz – frekvence, na kterých byly GSM, 3G a LTE historicky žil.

V Severní Americe používaly původní služby GSM téměř výhradně frekvence 850 MHz a 1,9 GHz (1900 MHz). Později se s 3G a LTE všichni američtí operátoři rozšířili na frekvence 700 MHz a 1,7 GHz, zatímco AT&T také šel do pásma 2,3 GHz, T-Mobile přidal 600 MHz na spodním konci, Sprint také nastavil na 2,5 GHz kapela. Někteří operátoři v Kanadě a Mexiku také nasadili služby LTE na 2,6 GHz, ale tato vyšší frekvence nebyla v té době ve Spojených státech licencována pro mobilní použití.

Nicméně kromě Sprintu se všichni hlavní američtí dopravci obecně drželi čtyř základních frekvencí: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz a 1,9 GHz. Když T-Mobile se spojil se Sprintem na začátku roku 2020 byla jeho síť 2,5 GHz 4G/LTE vypnuta, aby bylo možné tyto frekvence znovu využít Středopásmová služba T-Mobile Ultra Capacity 5G.

Když AT&T a T-Mobile začaly zavádět své 5G sítě, držely se frekvencí, které již používaly a na které měly licence. AT&T nasadilo své 5G na 850 MHz a T-Mobile spustil svou celostátní síť využívající své spektrum 600 MHz. Verizon šel opačným směrem a nejprve se úplně vyhýbal nižším frekvencím. Místo toho zvolil mnohem vyšší frekvenci mmWave spektrum, což mu dává značnou rychlostní výhodu na úkor propastného pokrytí.

Co znamená Sub-6?

Termín sub-6 se stal poněkud matoucím, protože byl původně používán pro všechny frekvence pod 6 GHz, na rozdíl od mmWave, která začíná na 24 GHz.

Zatímco rozdíl mezi frekvencemi pod 6 GHz a mmWave je docela ohromující, když průmysl začal používat termín pod 6, Federální komise pro komunikace (FCC) ještě neučinila střední frekvence C-pásma k dispozici pro použití 5G. Jakmile operátoři začali nasazovat 5G v pásmu 2,5–4 GHz, bylo jasné, že ne všechny frekvence pod 6 GHz si zaslouží být soustředěny, a někteří lidé nyní používají sub-6 pouze pro nízkopásmové 5G.

To však neplatí všeobecně. Mnozí správně podotknou, že vzhledem k tomu, že Sub-6 stále znamená Sub-6 GHz, mělo by to platit pro všechny frekvence pod 6 GHz, včetně rychlejší frekvence jako C-band nebo ještě vyšší 4-5GHz spektrum, které by se jednou mohlo uvolnit, spolu s pomalejšími 600MHz nízkopásmové. Sub-6 se tedy stal nepřesným pojmem a je lepší označovat spektrum 5G jako nízkopásmové a střední pásmo, protože mezi těmito dvěma frekvenčními rozsahy existují určité významné rozdíly.

Nízkopásmový kompromis

Nízkopásmové frekvence byly pro většinu operátorů pro začátek nasazení 5G nedostatečným ovocem. Měli již potřebné licence na spektrum od FCC a alespoň některá kompatibilní rádiová zařízení a věže na místě.

Ještě důležitější je však to, že nízkopásmové spektrum umožnilo operátorům nasadit 5G v mnohem širším rozsahu. Nižší frekvence se pohybují dále a nejsou ani zdaleka tak náchylné k rušení věcmi, jako jsou budovy a stromy.

Bohužel, kompromisem bylo, že tyto frekvence nenabízely významnou rychlostní výhodu oproti již zavedeným sítím 4G/LTE.

Stejným způsobem jako vícepásmový Wi-Fi router nabízí rozšířený dosah s nižšími rychlostmi v pásmu 2,4 GHz než v pásmu 5 GHz mohou mobilní signály v pásmu 600 MHz a 850 MHz cestovat velké vzdálenosti, ale nejsou příliš rychle.

Tato strategie umožnila T-Mobile být prvním operátorem, který zprovoznil celostátní síť 5G ve všech 50 státech. Tyto 600MHz signály by mohly cestovat na velkou vzdálenost, což T-Mobile umožnilo pokrýt podstatně větší území s menším počtem věží. Nicméně, jako an OpenSignal Zpráva z počátku roku 2020 ukázala, že rychlosti nebyly dramaticky lepší než u 4G/LTE sítě T-Mobile.

Mezitím se dopravci v jiných zemích, jako je Jižní Korea, rozhodli využít střední pásmo spektrum pro jejich nasazení 5G, které se může pochlubit působivějšími čísly, zatímco Verizon se dostal na první místo žebříčků díky použití mmWave. Je však také důležité poznamenat, že rychlost 500 Mbps společnosti Verizon byla dostupná pouze pro 0,4 % jejích zákazníků. Sprint také vykázal lepší čísla díky svému středopásmovému spektru 2,5 GHz.

Verizon přišel na večírek pozdě, ale také nakonec nasadila nízkopásmovou celostátní síť 5G koncem roku 2020 přinést 5G dalším 99 % svých zákazníků. Pro své nízkopásmové 5G si Verizon vybral pásma 850 MHz, 1,9 GHz a 1,7–2,1 GHz.

Sdílení rozhlasových vln

Problém nebyl jen v nižších frekvencích, které AT&T a T-Mobile používali. Protože je technologie 5G pokročilejší než 4G/LTE, měla by fungovat rychleji i při 600 MHz a 850 MHz.

Když však AT&T a T-Mobile nasadili 5G na těchto frekvencích, nemohli jen vypnout služby 4G/LTE, které tam již běžely. Museli najít způsob, jak zajistit mírovou koexistenci 5G s těmito staršími bezdrátovými technologiemi.

Obrátili se tedy na technologii známou jako Dynamic Spectrum Sharing (DSS), což je funkce 5G, která byla výslovně navržena tak, aby umožnila její fungování vedle 4G/LTE na stejných frekvencích. Jednoduše řečeno, DSS umožňuje vkládání dat 5G do jakýchkoli nevyužitých mezer v přenosech 4G/LTE.

Použití DSS umožnilo nasazení 5G mnohem rychleji díky využití nevyužité kapacity 4G/LTE, ale mělo to také jednu obrovskou nevýhodu. DSS je funkce 5G, takže signály 5G věděly, jak sdílet vysílání se signály 4G/LTE, ale LTE se nikdy nenaučili, jak sdílet.

Proto je DSS 5G nuceno dát přednost signálům 4G/LTE, které mají vždy přednost. Ve vytížené nebo přetížené síti 4G/LTE trpí výkon 5G.

Na Verizonu byly výsledky DSS tak špatné, že Sascha Segan z PCMag řekl uživatelům Verizon iPhone, aby vypnuli 5G, nazvali DSS jako „zoufale pomalý systém“ poté, co testy odhalily, že DSS 5G operátora nebylo téměř nikdy rychlejší než 4G a ve velkých městech, jako je New York a Chicago, bylo ve skutečnosti pomalejší.

Záložní spektrum

Problém je bohužel v tom, že operátoři chtějí protlačit vnímání nabídky 5G. Chtějí, aby se na jejich smartphonech rozsvítila ikona „5G“, i když neposkytuje výkon, který je o nic lepší než síť 4G/LTE. Vezměme si kaskadérský kousek, který před několika lety provedla společnost AT&T jeho síť „5G Evolution“., která svým zákazníkům dává ikonu „5G E“ pro mírně vylepšenou síť 4G/LTE.

Ponecháme-li stranou hloupost AT&T, vidět „5G“ na vašem telefonu obvykle znamená, že jste připojeni ke skutečné síti 5G. To však neznamená, že uvidíte působivé rychlosti 5G. Pokud používáte nízkopásmové 5G frekvence, získáte nízkopásmové 5G rychlosti, které obvykle nebudou o moc lepší než použití 4G/LTE.

Nicméně, i když dopravci nasazují rychlejší sítě pomocí střední pásmo a spektrum C-pásma, vždy bude místo pro nízkopásmové 5G. S rozsáhlým rozsahem, který nabízí spektrum 600 MHz-850 MHz, jsou to právě tyto frekvence, na které se budou operátoři i nadále spoléhat při pokrytí méně obydlených oblastí. Jednoduše nestojí za to stavět desítky nových věží pro pokrytí relativně malého počtu zákazníků.

Podobnou strategii používali dopravci i v dobách GSM. V Kanadě bylo 1,9 GHz používáno výhradně ve velkých městských centrech, zatímco 850 MHz bylo používáno pro venkovské pokrytí. Problémy s frekvenčními licencemi zabránily tomu, aby byl tento přístup ve Spojených státech tak široce používán. Dopravci se však stále přikláněli k používání vyšších frekvencí ve městech a nižších frekvencí na venkově všude, kde to bylo možné.

Nyní, když operátoři mají k dispozici přiměřeně velké pásy středopásmového spektra, nasazení 5G klesá ještě dramatičtěji. Většina zákazníků 5G bude pokryta středopásmovým spektrem s rychlejší a vyšší kapacitou mmWave nasazeny v hustých oblastech, kde je problémem přetížení sítě, jako jsou stadiony a letiště. Nízkopásmové 5G se efektivně stane záložním spektrem, aby bylo zajištěno, že budete stále mít 5G, když není k dispozici nic lepšího.

Dobrou zprávou je, že nízkopásmové rychlosti 5G by se měly zlepšit, protože více lidí přejde na 5G smartphony a opustí 4G/LTE technologie pozadu, čímž se vyhnete problémům s přetížením, protože 5G DSS již nemusí poskytovat tolik prostoru starším buňkám technologií. Nakonec bude 4G/LTE zcela vyřazeno z provozu, i když pravděpodobně do té doby přejdeme na 6G.

Doporučení redakce

• Obrovský náskok T-Mobile v rychlostech 5G nikam nevede
• Nový router M6 Pro od společnosti Netgear vám umožní používat rychlé 5G, ať jste kdekoli
• 5G T-Mobile je stále bezkonkurenční – ale rychlost se ustálila?
• Zde se dozvíte, jak rychlé je 5G na vašem Samsung Galaxy S23
• Co je 5G UW? Skutečný význam ikony na vašem telefonu