el despliegue de tecnología 5G en todo el mundo ha sido considerablemente más complejo que los estándares inalámbricos anteriores. Dado que 5G exige niveles de rendimiento sin precedentes, los operadores deben navegar en un mar complicado de frecuencias de radio para garantizar que puedan entregar las mejores velocidades y cobertura posibles.
Contenido
- ¿Qué es mmWave?
- Rango contra velocidad
- Velocidades cósmicas fenomenales, rango diminuto
- El panorama de las ondas milimétricas
- Beneficios de mmWave
- Frecuencias clave de onda milimétrica
- El futuro es la banda C
Las tecnologías GSM, 3G y 4G/LTE más antiguas se ejecutaban en una banda de frecuencias relativamente estrecha, lo que dejaba a los operadores con opciones algo limitadas para implementar sus redes. En comparación, 5G cubre todo el espectro, desde la banda baja de 600 MHz hasta las extremadamente altas frecuencias de 47 GHz.
El resultado es que 5G brinda a los operadores una gran cantidad de opciones sobre cómo implementar mejor sus redes 5G, lo que les permite probar un equilibrio ideal entre cobertura y rendimiento. En circunstancias ideales, esto proporcionaría el mejor 5G para todos. Sin embargo, en el mundo real, las cosas son considerablemente más complicadas.
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¿Qué es mmWave?
En el extremo superior de este rango del espectro 5G es donde viven las frecuencias mmWave u "ondas milimétricas", que van desde 24 GHz a 47 GHz. Técnicamente hablando, milímetro onda se define como el rango de frecuencia extremadamente alta (EHF) de 30 GHz a 300 GHz, llamado así porque esas son las frecuencias donde las longitudes de onda son tan cortas como uno milímetro.
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Sin embargo, como con el espectro de banda C, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) redefinió el extremo inferior del rango mmWave en los EE. UU. para comenzar en el rango superior de Super High Zona de frecuencia (SHF), comenzando en 24 GHz, cruzando a EHF en el camino a 47 GHz, que actualmente es el extremo superior del espectro asignado para 5G.
La FCC planea otorgar licencias de espectro de ondas milimétricas aún más altas con el tiempo: está analizando el rango de 57–64 GHz que actualmente no tiene licencia y las frecuencias de 71 GHz, 81 GHz y 92 GHz poco utilizadas. Sin embargo, es probable que aún falten algunos años, particularmente porque los operadores aún tienen que utilizar el espectro mmWave que ya tienen por completo.
Rango contra velocidad
Como cualquiera que haya trabajado con enrutadores wifi domésticos sabe, las frecuencias más altas proporcionan más ancho de banda para velocidades más rápidas, pero esto se produce a expensas del alcance y la cobertura. La señal de 2,4 GHz de su enrutador probablemente cubrirá toda su casa, pero a velocidades relativamente bajas, mientras que la de 5 GHz Las frecuencias ofrecen un excelente rendimiento para juegos y transmisión, pero es posible que no lleguen a su sótano o de regreso. habitación.
Así es como funcionan las leyes de la física cuando se trata de ondas de radio. Las frecuencias más altas son más rápidas pero no pueden viajar tan lejos como las frecuencias más bajas y más lentas.
Los operadores de telefonía celular se enfrentan a los mismos desafíos con la entrega de señales fuertes y rápidas a sus clientes que usted encontraría un lugar ideal para su enrutador Wi-Fi. Es solo que los transportistas tienen que lidiar con esto en una escala mucho mayor.
El uso de frecuencias más altas permite a los operadores ofrecer velocidades más rápidas, pero la contrapartida es que necesitan construya más torres y colóquelas más juntas para proporcionar la misma cobertura que una señal de baja frecuencia haría.
Velocidades cósmicas fenomenales, rango diminuto
En un momento, la banda 5G mmWave de alta frecuencia era lo que muchos creían que sería el futuro de la tecnología 5G. Después de todo, puede entregar velocidades ridículamente impresionantes que van mucho más allá de lo que la mayoría de los servicios de banda ancha por cable son capaces de hacer.
En condiciones ideales, las velocidades de 5G sobre frecuencias mmWave pueden alcanzar los 4 Gbps, aunque es es más común encontrar dispositivos que se mueven en la zona de 500 Mbps a 1 Gbps. Sin embargo, incluso las velocidades de mmWave más lentas son de 3 a 4 veces más rápidas que el rendimiento promedio de 5G disponible cuando se usan frecuencias más bajas.
Como descubrieron rápidamente algunos operadores, el problema es que estas frecuencias extremadamente altas tienen un alcance deprimentemente corto; no es probable que un solo transceptor mmWave brinde una cobertura sólida para algo mucho más grande que una cuadra de la ciudad.
Eso no debería sorprender si considera que las señales mmWave comienzan en 24 GHz, un orden de magnitud por encima de las frecuencias que se usan habitualmente para Wi-Fi y comunicaciones celulares.
Sin embargo, eso los coloca fuera del alcance de cualquier cosa que normalmente cause interferencia, particularmente porque todo en esas frecuencias también tiene un alcance similarmente corto. Por lo general, encontrará el espectro EHF utilizado por los sistemas meteorológicos satelitales, el radar de armas militares, el radar de velocidad de la policía y los sistemas de control de seguridad en los puntos de control del aeropuerto.
El panorama de las ondas milimétricas
Con todo eso en mente, no sorprende que la mayoría de los operadores no hayan hecho mucho con la tecnología mmWave.
Entre los operadores estadounidenses, solo Verizon apostar fuertemente por mmWave en sus primeros despliegues 5G. AT&T incursionó en él, mientras que T-Mobile se mantuvo alejado de ese espectro.
La apuesta de Verizon le permitió presumir de velocidades 5G increíblemente rápidas desde el principio. Un informe de 2020 de señal abierta mostró a Verizon con una enorme ventaja mundial, con velocidades de descarga promedio más del doble de rápidas que su siguiente rival más cercano, LG U+ de Corea del Sur.
Sin embargo, el truco de estas altas velocidades fue que Verizon estaba usando el espectro mmWave exclusivamente para su red 5G. El operador no tenía redes 5G de banda media o baja más lentas para reducir sus números. Esta era la red de banda ultraancha 5G de Verizon tal como existía originalmente. Funcionaba casi por completo en el espectro de 28 GHz.
Además, las velocidades de 506 Mbps de Verizon debían venir con un calificativo bastante importante: no estaban disponibles para el 99 % de los clientes del operador. El rango extremadamente corto de mmWave significaba que Verizon no lo había implementado más allá algunos centros urbanos importantes, y señal abierta señaló que los clientes de Verizon solo accedieron a su red mmWave 5G aproximadamente el 0,4% del tiempo. Esta figura se duplicó al 0,8% para 2021, pero eso aún significaba que los clientes de Verizon pasaban más del 99 % de su tiempo en una conexión 4G/LTE.
AT&T optó por un uso más estratégico de mmWave. Desde el principio, obtuvo la licencia de una parte del espectro 5G de 24 GHz, principalmente desplegado para uso comercial en algunas ciudades. Más tarde, gastó $1200 millones para adquirir una parte considerable del espectro de 39 GHz, que ha estado desplegando más activamente para sus clientes. AT&T llama a esto su servicio 5G+.
Técnicamente hablando, T-Mobile tiene algunas implementaciones de mmWave en algunas ciudades, pero el operador no habla mucho al respecto. T-Mobile tenía una buena porción de espectro de banda media rápida para jugar mucho antes de que sus rivales pudieran tener en sus manos el codiciado espectro de banda C, por lo que mmWave no ha sido tan importante para los planes del operador.
Beneficios de mmWave
En lugar de basar toda su red 5G en mmWave como lo hizo Verizon, AT&T se ha centrado en aumentar su 5G de baja frecuencia con celdas mmWave en áreas extremadamente densas como estadios y aeropuertos.
Esto aprovecha uno de los beneficios más significativos de mmWave. Las frecuencias extremadamente altas no solo ofrecen un mayor ancho de banda para usuarios individuales; todo ese ancho de banda adicional también le permite manejar la congestión de manera mucho más efectiva.
Para usar algunas matemáticas simplificadas, si un transceptor mmWave puede ofrecer hasta 4 Gbps de rendimiento a un solo dispositivo, 40 dispositivos pueden obtener fácilmente conexiones estables de 100 Mbps sin ralentizarse entre sí.
Además, el rango más corto de mmWave significa que los operadores tienen que implementar muchos más transceptores. Para cuando AT&T haya instalado suficientes transceptores para cubrir un estadio de fútbol, podrá ofrecer 5G de alto rendimiento de manera eficiente a miles de personas que asisten a un juego o evento.
Del mismo modo, mmWave es ideal en los aeropuertos, no solo por la gran cantidad de pasajeros que pasan sino también porque esas frecuencias están tan alejadas de todo lo que se usa en la aviación que hay no hay controversia en torno a ellos.
T-Mobile también ha dicho en voz baja que continuará desarrollando mmWave donde tenga sentido hacerlo, pero a diferencia de AT&T y Verizon, no planea diferenciar su red mmWave. Los clientes de T-Mobile no verán el símbolo "5G+" o "5G UW" en sus teléfonos cuando estén conectados a mmWave. En cambio, la gente de T-Mobile obtendrá una cobertura y un rendimiento sólidos, ya sea que estén sentados en casa o asistiendo al Super Bowl.
Frecuencias clave de onda milimétrica
Algunos operadores también han obtenido licencias de otros fragmentos de espectro mmWave, aunque es probable que la mayor parte no esté disponible para su uso en el corto plazo.
Por ejemplo, T-Mobile y Dish tienen licencias que representan el 99 % del espectro de 47 GHz. No está claro qué planean hacer esos operadores con esto, particularmente porque proporcionará una cobertura aún peor en comparación con los 28 GHz de Verizon y los 39 GHz de AT&T.
Más importante aún, ningún teléfono inteligente de consumo puede alcanzar las frecuencias de 47 GHz en este momento. de manzana Línea de iPhone 13 y Los modelos Galaxy S22 de Samsung solo admite un puñado de bandas mmWave 5G, designadas como n257 (28 GHz), n258 (26 GHz), n260 (39 GHz) y n261 (28 GHz). De estos, solo los operadores estadounidenses utilizan n260 y n261; los otros son para compatibilidad con servicios mmWave 5G a nivel mundial.
El futuro es la banda C
Tan emocionante como sonaba el espectro mmWave en los primeros días de 5G, los operadores se han dado cuenta de que no es ahí donde se encuentra el futuro de la tecnología 5G.
Verizon tuvo que aprender esa lección más difícil de todas, con una red 5G temprana que no existía para el 99% de sus clientes. Verizon siguió eso con una "Red 5G nacional" de menor frecuencia que compartía espacio con sus señales 4G/LTE. Esto le dio a los clientes el indicador "5G" en sus teléfonos, pero en general entregó velocidades que no eran mejores que 4G.
No fue hasta que Verizon pudo implementar su espectro de banda C que su fortuna 5G realmente comenzó a cambiar. Esto no fue del todo culpa de Verizon; primero tuvo que gastar $ 45 mil millones para licenciar el espectro de banda C, luego luchar contra una industria de la aviación eso temía que causara problemas con los instrumentos de los aviones.
Sin embargo, cuando Verizon finalmente dio la vuelta a su nueva banda C a principios de 2022, muchos más de sus clientes comenzó a ver verdaderas velocidades 5G. Fue un salto de tal magnitud en el rendimiento que Verizon hizo que la nueva red de banda C fuera parte de su servicio Ultra Wideband 5G.
Si bien AT&T ha sido desplegando su servicio de banda C de forma más gradual, los clientes en las pocas ciudades donde está disponible también han descubierto un impulso impresionante en sus velocidades 5G.
Incluso T-Mobile, que ya tiene su fuerte red 5G de ultra capacidad de 2,5 GHz, planea utilizar el espectro de banda C de mayor frecuencia para dar a sus clientes el impulso necesario en aquellas áreas donde se necesita más capacidad.
Al final, el papel de mmWave en la tecnología 5G pública es aumentar las redes existentes, no reemplazarlas. La capacidad masiva del espectro mmWave lo hace ideal para brindar 5G confiable en centros de población extremadamente densos. Sin embargo, el corto alcance significa que nunca podrá sostenerse por sí solo. mmWave siempre será más adecuado cuando se use como un "encendido" para reforzar 5G en ciertas áreas.
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