Hvad er lavbånds 5G? Sub-6 forklaret

Det er der næppe tvivl om 5G lover at ændre den måde, vi kommunikerer, lever og arbejder på på en ret stor måde. I modsætning til tidligere tiders cellulære teknologier tilbyder 5G funktioner og ydeevne, der engang var det eksklusive domæne for kablede netværk. Så det er ingen overraskelse, at implementeringen af ​​disse avancerede netværk er blevet mere involveret end noget, der er kommet før.

For at levere, hvad 5G virkelig er i stand til, har trådløse udbydere været nødt til at arbejde på tværs af et meget bredere udvalg af radiofrekvenser spektrum, fra de lavere frekvenser, hvor de oprindelige GSM-cellulære netværk levede, op til dem, der blev brugt af radarsystemer og satellitter.

Selvom trådløse operatører har stræbt efter at bruge den højere mellemtone og millimeterbølge (mmBølge) frekvenser for de fordele, de tilbyder, var det i den laveste del af sub-6GHz-zonen, hvor de fleste 5G-udrulninger begyndte.

Årsagen til dette var ret simpel. Disse lavbåndsfrekvenser er ældre GSM, 3G, og 4G/LTE teknologier har levet i de sidste to årtier. Det betyder, at luftfartsselskaber allerede havde de nødvendige licenser til dette spektrum. De havde også tusindvis af mobiltårne ​​installeret, der kunne omkonfigureres til at levere 5G uden behov for helt nyt udstyr.

Hvad er lavbånds 5G?

Lavbåndsfrekvenser er teknisk defineret som dem under 1GHz. Dog i forbindelse med trådløs transportører, dette dækker alt under 2,3 GHz - de frekvenser, hvor GSM, 3G og LTE historisk set har levede.

I Nordamerika brugte de originale GSM-tjenester næsten udelukkende 850MHz og 1,9GHz (1900MHz) frekvenserne. Senere, med 3G og LTE, udvidede alle de amerikanske luftfartsselskaber til 700MHz og 1,7GHz frekvenserne, mens AT&T gik også op i 2.3GHz-området, T-Mobile tilføjede 600MHz i den nederste ende, Sprint også sat op på 2.5GHz band. Nogle udbydere i Canada og Mexico implementerede også LTE-tjenester ved 2,6 GHz, men denne højere frekvens var ikke licenseret til mobilbrug i USA i disse dage.

Men bortset fra Sprint holdt alle de store amerikanske luftfartsselskaber sig generelt til de fire kernefrekvenser: 700MHz, 800MHz, 1,7GHz og 1,9GHz. Hvornår T-Mobile fusionerede med Sprint i begyndelsen af ​​2020 blev dets 2,5 GHz 4G/LTE-netværk lukket ned, så disse frekvenser kunne genanvendes til T-Mobiles mellembånds Ultra Capacity 5G-tjeneste.

Da AT&T og T-Mobile begyndte at udrulle deres 5G-netværk, holdt de sig til de frekvenser, de allerede brugte og havde licenser til. AT&T implementerede sin 5G ved 850MHz, og T-Mobile udrullede sit landsdækkende netværk ved hjælp af sit 600MHz-spektrum. Verizon gik den anden vej og undgik de lavere frekvenser helt i starten. I stedet valgte den den meget højere frekvens mmBølge spektrum, hvilket giver det en betydelig hastighedsfordel på bekostning af afgrundsdyb dækning.

Hvad betyder Sub-6?

Udtrykket sub-6 er blevet noget forvirrende, da det oprindeligt blev brugt til at betyde alle frekvenser under 6GHz, i modsætning til mmBølge, som starter ved 24GHz.

Selvom forskellen mellem sub-6GHz frekvenser og mmWave er ret svimlende, da industrien begyndte at bruge udtrykket sub-6, havde Federal Communications Commission (FCC) endnu ikke lavet mellemtone C-bånds frekvenser tilgængelig til 5G-brug. Da operatører begyndte at implementere 5G i 2,5-4GHz-området, blev det klart, at ikke alle sub-6GHz-frekvenser fortjener at blive slået sammen, og nogle mennesker bruger nu sub-6 til kun at henvise til lavbånds 5G.

Det er dog ikke universelt sandt. Mange vil med rette påpege, at da Sub-6 stadig betyder Sub-6GHz, burde det gælde alle frekvenser under 6GHz, bl.a. hurtigere frekvenser som C-bånd eller endnu højere 4-5GHz spektrum, der en dag kunne frigøres, sammen med langsommere 600MHz lavbånd. Derfor er sub-6 blevet et upræcist udtryk, og det er bedre at henvise til 5G-spektret som lavbånd og mellembånd, da der er nogle væsentlige forskelle mellem de to frekvensområder.

Afvejningen med lavt bånd

Lavbåndsfrekvenserne var lavthængende frugter for de fleste selskaber til at starte deres 5G-implementeringer. De havde allerede de nødvendige spektrumlicenser fra FCC og i det mindste noget kompatibelt radioudstyr og tårne ​​på plads.

Mere væsentligt er det dog, at lavbåndsspektret tillod operatørerne at implementere 5G over et meget bredere område. Lavere frekvenser rejser længere og er ikke nær så udsatte for interferens fra ting som bygninger og træer.

Desværre var afvejningen, at disse frekvenser ikke tilbød en væsentlig hastighedsfordel i forhold til de 4G/LTE-netværk, der allerede var på plads.

På samme måde som en multibånds Wi-Fi-router tilbyder en udvidet rækkevidde med langsommere hastigheder på 2,4 GHz-båndet end på 5GHz-båndet kan cellulære signaler i 600MHz- og 850MHz-området rejse store afstande, men de er ikke særlig hurtig.

Denne strategi gjorde det muligt for T-Mobile at være den første operatør til at få et landsdækkende 5G-netværk op at køre på tværs af alle 50 stater. Disse 600MHz-signaler kan rejse en lang afstand, hvilket gør det muligt for T-Mobile at dække væsentligt mere territorium med færre tårne. Dog som en OpenSignal rapport fra begyndelsen af ​​2020 viste, at hastighederne ikke var dramatisk bedre end T-Mobiles 4G/LTE-netværk.

I mellemtiden havde luftfartsselskaber i andre lande som Sydkorea valgt at bruge mellembånd spektrum for deres 5G-implementeringer, der kan prale af mere imponerende tal, mens Verizon toppede hitlisterne takket være dets brug af mmBølge. Det er dog også vigtigt at bemærke, at Verizons 500 Mbps-hastigheder kun var tilgængelige for 0,4% af sine kunder. Sprint viste også bedre tal takket være dens mellembånds 2,5 GHz spektrum.

Verizon kom for sent til festen, men det også til sidst implementerede et lavbånds landsdækkende 5G-netværk i slutningen af ​​2020 for at bringe 5G til de øvrige 99 % af sine kunder. For sit lavbånds 5G valgte Verizon 850MHz-, 1,9GHz- og 1,7-2,1GHz-båndene.

Deler æteren

Problemet var ikke kun de lavere frekvenser, som AT&T og T-Mobile brugte. Da 5G-teknologi er mere avanceret end 4G/LTE, burde den fungere hurtigere selv ved 600MHz og 850MHz.

Men da AT&T og T-Mobile implementerede 5G på disse frekvenser, kunne de ikke bare slukke for de 4G/LTE-tjenester, der allerede kørte der. De var nødt til at finde en måde at få 5G til at sameksistere fredeligt med disse ældre trådløse teknologier.

Så de henvendte sig til en teknologi kendt som Dynamic Spectrum Sharing (DSS), en funktion i 5G, der var eksplicit designet til at lade den fungere sammen med 4G/LTE på de samme frekvenser. I enkle vendinger tillader DSS, at 5G-data indsættes i ubrugte huller i 4G/LTE-transmissioner.

Brug af DSS gjorde det muligt for 5G-implementeringer at rulle ud meget hurtigere ved at udnytte ubrugt 4G/LTE-kapacitet, men det havde også en stor ulempe. DSS er en 5G-funktion, så 5G-signaler vidste, hvordan de skulle dele æteren med 4G/LTE-signaler, men LTE var aldrig blevet lært at dele.

Derfor er DSS 5G tvunget til at give ret til 4G/LTE-signaler, som altid får prioritet. På et travlt eller overbelastet 4G/LTE-netværk lider 5G-ydeevnen.

På Verizon var resultaterne af DSS så dårlige, at PCMags Sascha Segan fortalte Verizon iPhone-brugere at slukke for 5G, døbte DSS et "desperat langsomt system", efter at test afslørede, at luftfartsselskabets DSS 5G næsten aldrig var hurtigere end 4G og faktisk var langsommere i større byer som New York og Chicago.

Fallback-spektret

Desværre er problemet, at operatører ønsker at skubbe til opfattelsen af ​​at tilbyde 5G. De vil have folk til at se "5G"-ikonet lyse op på deres smartphones, selvom det ikke giver ydeevne, der er bedre end 4G/LTE-netværket. Overvej det stunt AT&T foretog for et par år siden dets "5G Evolution" netværk, hvilket giver sine kunder et "5G E"-ikon for dets lidt forbedrede 4G/LTE-netværk.

Hvis man ser bort fra AT&T's tåbelighed, betyder det normalt, at du er forbundet til et egentligt 5G-netværk, hvis du ser et "5G" på din telefon. Det betyder dog ikke, at du vil se imponerende 5G-hastigheder. Hvis du bruger lavbånds 5G-frekvenser, får du lavbånds 5G-hastigheder, der normalt ikke vil være meget bedre end at bruge 4G/LTE.

Ikke desto mindre, selvom transportører implementerer hurtigere netværk ved hjælp af mellembånd og C-bånd spektrum, vil der altid være plads til lavbånds 5G. Med det omfattende udvalg, der tilbydes af 600MHz-850MHz spektret, er det disse frekvenser, som luftfartsselskaberne fortsat vil stole på for at dække mindre befolkede områder. Det er simpelthen ikke værd at sætte snesevis af nye tårne ​​op for at dække et relativt lille antal kunder.

Transportører brugte en lignende strategi selv i GSM-dagene. I Canada blev 1,9GHz udelukkende brugt i større bycentre, mens 850MHz blev brugt til landdistriktsdækning. Problemer med frekvenslicens forhindrede denne tilgang i at blive brugt så udbredt i USA. Luftfartsselskaber lænede sig dog stadig til at bruge højere frekvenser i byer og lavere frekvenser på landet, hvor det var muligt.

Nu hvor luftfartsselskaberne har rimeligt store dele af mellembåndsspektrum at spille med, falder 5G-udrulningerne efter endnu mere dramatiske linjer. De fleste 5G-kunder vil være dækket af mellembåndsspektret med hurtigere og højere kapacitet mmBølge indsat i tætte områder, hvor overbelastning af netværket er et problem, såsom stadioner og lufthavne. Lavbånds 5G bliver effektivt reservespektret for at sikre, at du stadig får 5G, når der ikke er noget bedre tilgængeligt.

Den gode nyhed er, at lavbånds 5G-hastigheder bør forbedres, efterhånden som flere mennesker flytter til 5G-smartphones og forlader 4G/LTE teknologi bag, undgår overbelastningsproblemer, da 5G DSS ikke længere behøver at give så meget plads til ældre mobilnetværk teknologier. Til sidst vil 4G/LTE blive lukket helt ud, selvom vi nok er gået videre til 6G inden da.

Redaktørens anbefalinger

• T-Mobiles store forspring inden for 5G-hastigheder går ingen vegne
• Netgears nye M6 Pro-router lader dig bruge hurtig 5G, uanset hvor du er
• T-Mobiles 5G er stadig uovertruffen - men er hastighederne plateauet?
• Her er, hvor hurtigt 5G på din Samsung Galaxy S23 virkelig er
• Hvad er 5G UW? Den virkelige betydning bag ikonet på din telefon