¿Qué frecuencia es 5G? Todas las diferentes gamas 5G, explicadas

si has estado pensando 5G parece más complicado que las tecnologías celulares anteriores, no está del todo equivocado. 5G promete un rendimiento más rápido, mejor cobertura y conectividad ubicua para impulsar la próxima generación de coches autónomos y dispositivos inteligentes. Para lograr esto, necesita ampliar los límites de lo que era posible con tecnologías celulares más antiguas.

Esto también requiere que 5G funcione en un rango de frecuencias mucho más amplio. Después de todo, estamos hablando de una tecnología que tiene el potencial de reemplazar las conexiones de banda ancha por cable e incluso muchas redes Wi-Fi tradicionales. En el futuro, una red 5G no será algo a lo que simplemente recurrirá cuando no haya una mejor conexión disponible; es muy posible que sea la mejor conexión que pueda obtener.

Entonces, ¿en qué frecuencia opera una red 5G? No hay una única respuesta directa a eso, pero tampoco es tan complicado como parece a primera vista. Las redes 5G usan muchas frecuencias diferentes, pero todas se pueden agrupar en tres rangos específicos, cada uno con sus pros y sus contras.

La compensación de velocidad y alcance

Antes de analizar los rangos de frecuencia utilizados por 5G, es esencial comprender por qué se necesitan tantas frecuencias diferentes. La respuesta a esa pregunta es algo que quizás ya haya experimentado en su propia casa.

Moderno enrutadores wifi funcionan en dos frecuencias: 2,4 GHz y 5 GHz. Si alguna vez trató de obtener la mejor cobertura Wi-Fi en su hogar, probablemente se haya encontrado con una realidad fundamental de cómo funcionan las ondas de radio. Obtendrá velocidades más lentas cuando se conecte a su red de 2,4 GHz, pero también podrá permanecer conectado incluso cuando se aleje más del enrutador. Por otro lado, el canal de 5 GHz te brinda un rendimiento mucho mejor, pero es posible que no llegues al otro extremo de tu casa.

Si bien estos tienen un alcance mucho más corto que las torres de radio celular, se aplican los mismos principios. Las frecuencias más altas pueden transportar más datos, pero no viajan tan lejos y no penetran tan bien los objetos sólidos. Las frecuencias más bajas llegan mucho más lejos y son menos propensas a las interferencias, pero también son mucho más lentas.

Los operadores de redes móviles deben considerar estas mismas compensaciones al construir sus redes 5G. Las señales 5G de mayor frecuencia pueden proporcionar velocidades inalámbricas increíblemente rápidas pero no puede cubrir mucho más que una cuadra de la ciudad. En el otro extremo del espectro, las señales de baja frecuencia pueden recorrer kilómetros, pero no ofrecen un rendimiento notablemente mejor que las tecnologías 4G/LTE anteriores.

Sub-6 frente a mmWave

Cuando se implementó 5G, la industria dividió las frecuencias en dos rangos generalmente amplios: Sub-6GHz (Sub-6) y onda milimétrica (mmWave).

Como su nombre lo indica, las frecuencias Sub-6 estaban destinadas a incluir todas aquellas por debajo de 6 GHz, mientras que el espectro 5G mmWave comenzó en alrededor de 24 GHz y aumentó desde allí.

En términos prácticos, los primeros lanzamientos Sub-6 5G se mantuvieron principalmente por debajo del rango de 2GHz. Dado que estas frecuencias ya eran utilizadas por 4G/LTE e incluso por redes 3G más antiguas, los operadores ya tenían las licencias necesarias para utilizarlas. Esto facilitó la implementación rápida de 5G sobre sus redes existentes, y eso es precisamente lo que hicieron T-Mobile y AT&T.

Específicamente, AT&T y T-Mobile instalaron sus redes 5G en las mismas frecuencias de 850MHz y 1.9GHz (1900MHz) que usa el Las primeras redes GSM "2G" y las frecuencias de 700 MHz y 1,7 GHz (1700 MHz) que entraron en uso con 3G y LTE despliegues AT&T también ejecutó algunos servicios 5G en el rango de 2,3 GHz, mientras que T-Mobile bajó a 600 MHz para obtener una cobertura aún mejor para su red 5G "nacional".

Mientras tanto, Verizon decidió ir en la dirección opuesta con su lanzamiento inicial de 5G, utilizando la frecuencia mucho más rápida de 28 GHz mmWave. Esto permitió a Verizon presumir de las velocidades más rápidas; un 2020 señal abierta El informe tenía a Verizon a la cabeza a nivel mundial, con velocidades de descarga promedio de 506 Mbps, ya que no tenía redes Sub-6 5G para bajar su puntaje. Sin embargo, el rango extremadamente limitado de frecuencias de ondas milimétricas significó menos del 1% de los clientes de Verizon incluso vieron aparecer la red 5G de la compañía en sus teléfonos inteligentes.

Los desafíos del 5G de banda baja

5G de banda baja deje que AT&T y T-Mobile pongan en funcionamiento sus redes muy rápidamente, ya que no tuvieron que esperar por nuevas licencias, además de que también podrían aprovechar la infraestructura 4G existente. Sin embargo, es ese último punto el que hizo Rendimiento temprano de 5G tan decepcionante para mucha gente.

Para hacer que 5G y 4G coexistan pacíficamente en las mismas frecuencias, los operadores tuvieron que recurrir a una tecnología conocida como Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Esta nueva capacidad 5G le permitió ceder las ondas al tráfico 4G más antiguo.

El problema con esto es que las redes 4G no saben nada de DSS; A 4G no se le había enseñado cómo compartir, por lo que siempre dependía del tráfico 5G hacerse a un lado cortésmente cada vez que aparecía tráfico 4G. En otras palabras, las señales 4G más antiguas y lentas siempre tuvieron prioridad sobre las 5G más nuevas y rápidas.

Esto significa que, además de verse obstaculizada por la capacidad limitada de las frecuencias más bajas, las redes 5G de banda baja también tuvieron que lidiar con todo el tráfico 4G en esas ondas. No es de extrañar que las primeras redes 5G no pudieran ofrecer velocidades que fueran notablemente más rápidas que 4G.

Incluso cuando Verizon finalmente encendió su red 5G nacional de banda baja a fines de 2020 para llevar 5G al otro 99% de sus clientes, su rendimiento de 5G era tan bajo que algunos expertos recomendaron a la gente que apagara 5G en sus teléfonos inteligentes para ahorrar duración de la batería.

El nuevo espectro de banda media cambia el juego

Después de esos lanzamientos iniciales, sucedieron dos cosas que mostraron que los expertos de la industria pueden haber cometido un error al agrupar todas las frecuencias inferiores a 6 GHz en una sola categoría "Sub-6".

Ambos implicaron el uso de un espectro de banda media de frecuencia más alta, aunque los porteadores se acercaron a él desde dos ángulos diferentes.

Gracias a su fusión de 2020 con Sprint, T-Mobile tenía un as bajo la manga. Sprint tomó la decisión inusual de ejecutar su red 4G/LTE casi exclusivamente en una franja de espectro de 2,5 GHz, muy por encima del rango utilizado por los otros operadores y las redes GSM y 3G más antiguas.

Sin embargo, en lugar de mantener esta antigua red 4G/LTE, T-Mobile desmanteló quirúrgicamente todas las torres de Sprint, liberando ese espectro de 2,5 GHz para usarlo exclusivamente en nuevos despliegues de 5G. Esto le dio a T-Mobile frecuencias más rápidas para jugar que no estarían sobrecargadas por las señales 4G. Por lo tanto, el tráfico 5G tenía un camino despejado en esas ondas sin necesidad de emplear DSS para ceder el paso al tráfico 4G más antiguo. Esto se convirtió en la columna vertebral de Red 5G de ultracapacidad de T-Mobile.

AT&T y Verizon no tuvieron tanta suerte. Si bien AT&T tenía algo de espectro de 2,3 GHz, no tenía suficiente para marcar la diferencia. En cambio, ambos operadores tuvieron que esperar hasta que la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) liberara más espectro en lo que ahora se conoce como el rango de la banda C.

En una subasta de la FCC a principios de 2021, Verizon desembolsó 45.400 millones de dólares para asegurar la mayor cantidad posible de este espectro. AT&T también gastó más de $ 23 mil millones, e incluso T-Mobile se llevó una parte del pastel por $ 9,3 mil millones. Esto otorgó a los operadores el derecho a ejecutar redes 5G en frecuencias entre 3,7 GHz y 3,98 GHz.

Ambos transportistas comenzó a darle un buen uso a este nuevo espectro a principios de este año, y las frecuencias más altas ya están demostrando ser más que capaces de ofrecer las velocidades que 5G prometió en primer lugar. Si bien T-Mobile tiene una ventaja inicial gracias a sus implementaciones anteriores de 2,5 GHz, Verizon se está poniendo al día rápidamente y AT&T no se queda atrás.

Si bien estas frecuencias de banda media y banda C todavía están muy por debajo de los 6 GHz, pertenecen a una clase completamente diferente de las frecuencias de banda baja que inicialmente definieron el rango Sub-6.

¿Dónde encaja mmWave?

Aunque el espectro de rango medio se ha distinguido como el punto óptimo para 5G, ofreciendo la mejor combinación de rango y rendimiento, todavía hay lugar para onda milimétrica en despliegues 5G.

Es posible que Verizon haya cometido un error táctico al poner todos sus huevos en la canasta de mmWave, pero tenía el núcleo de una buena idea. Solo mmWave puede proporcionar la confiabilidad y el rendimiento necesarios en áreas densamente pobladas.

AT&T y T-Mobile quizás lo entendieron mejor. Ambos implementaron mmWave de manera más estratégica, cubriendo lugares como estadios, salas de conciertos, aeropuertos y otros lugares donde es probable que se congreguen miles o decenas de miles de personas.

Es en situaciones como esta donde brilla mmWave. La mayor capacidad de las frecuencias de 28 GHz y 39 GHz utilizadas para 5G mmWave significa más ancho de banda para muchos más dispositivos. Si alguna vez se sintió frustrado por el bajo rendimiento de 4G o incluso por un indicador de "Sin señal" cuando asistía a un evento deportivo o concierto concurrido, le alegrará saber que mmWave resuelve esto. Mediante el uso de estas frecuencias más altas, los operadores pueden proporcione un rendimiento sólido de 5G a miles de asistentes en un estadio sin sudar.

La combinación de frecuencias 5G

Probablemente ahora sea evidente que no hay una frecuencia perfecta para que funcionen las redes 5G. Para que los operadores cumplan con lo que promete 5G, deben usar una combinación de espectro 5G según las circunstancias.

Mientras Banda C y otras frecuencias de banda media serán los más comúnmente implementados en áreas urbanas, esos son excesivos para la cobertura rural donde el alcance es más importante que el rendimiento.

Esta es la razón por 5G de banda baja las torres seguirán cubriendo el campo, y la buena noticia es que a medida que más personas se cambien a teléfonos inteligentes 5G y otros dispositivos, la cantidad de tráfico 4G en esas frecuencias disminuirá, allanando el camino para velocidades 5G más rápidas incluso en las frecuencias más bajas. frecuencias

Mientras tanto, los operadores continuarán complementando sus redes 5G de banda media más rápidas con onda milimétrica transceptores en lugares como estadios y aeropuertos donde se necesita capacidad adicional para soportar grandes grupos de personas. Verizon tampoco tiene planes de cerrar su red mmWave original que ya se encuentra en muchas áreas urbanas del centro.

¿Qué sigue para el espectro 5G?

Estos tres rangos de frecuencia son solo el comienzo. Los operadores ya están compitiendo por nuevos bloques de espectro 5G, aunque llevará algún tiempo poner todas las piezas en su lugar.

Por ejemplo, un cuarto jugador en el campo, Plato, podría terminar siendo un caballo oscuro en esta carrera. Resurgiendo de las cenizas de la fusión T-Mobile/Sprint, Dish recientemente encendió su nueva red Smart 5G que utiliza una nueva y revolucionaria tecnología basada en la nube para que sea más rápido y asequible implementar su servicio 5G en todo el país.

plato ha sido presionar a la FCC para que abra la banda de 12 GHz, aunque actualmente está en una pelea por este espectro con el servicio SpaceX Starlink de Elon Musk. Es difícil decir cómo encajarán los 12 GHz en la combinación de 5G; ni siquiera estamos seguros de cómo llamarlo, ya que vive en la gran brecha entre Sub-6, que se detiene en 6 GHz, y mmWave, que comienza en 24 GHz.

Sin embargo, este espectro de 12 GHz podría convertirse en un nuevo punto óptimo, proporcionando velocidades aún más rápidas sin sacrificar casi tanto rango como el mmWave de 28 GHz.

T-Mobile y Dish también poseen licencias colectivas para el 99 % del espectro de 47 GHz, aunque aún no está claro qué planea hacer cualquiera de los operadores con eso. La FCC también planea licenciar más espectro de ondas milimétricas en los rangos de 57-64 GHz, 71 GHz, 81 GHz y 92 GHz.

No todos los operadores están poniendo sus esperanzas en este espectro de frecuencia extremadamente alta (EHF). T-Mobile ha estado trabajando en logrando velocidades similares a mmWave en redes Sub-6 utilizando una nueva función conocida como tecnología Carrier Aggregation. Como su nombre lo indica, esto une múltiples canales 5G de banda baja y media, combinando su ancho de banda.

Sin embargo, el mayor obstáculo para estas nuevas iniciativas será esperar a que los fabricantes de chips y teléfonos se pongan al día. Lo último de Qualcomm Boca de dragón X60 ofrece soporte básico para la estrategia de agregación de operadores de T-Mobile, mientras que los nuevos X65 y X70 mejorar en eso. esto significa que iPhone 13, Galaxia S21, y los modelos más recientes están listos para ello. Sin embargo, los primeros teléfonos 5G como el iPhone 12 y Samsung Galaxia S20 Ultra no podrá aprovecharlo.

El nuevo espectro es otra cuestión completamente diferente. Los operadores pueden abrir cualquier espectro que la FCC les permita, pero los teléfonos inteligentes también deben estar listos para admiten esas frecuencias, y la mayoría no van más allá de los estándares que ya han sido ampliamente desplegada.

Por ejemplo, todavía no hay teléfonos en el mercado que admitan la banda de 12 GHz que Dish está tratando de adquirir, y dado que nadie más usa esta frecuencia, Dish tendría que convencer a un fabricante de teléfonos inteligentes para que se uniera a él. Lo mismo ocurre con el espectro de 47 GHz de frecuencia más alta.

Sin embargo, existe una relación tan estrecha entre los operadores de redes móviles y los fabricantes de hardware que, si los operadores lo construyen, vendrán los fabricantes de teléfonos inteligentes. El punto crítico es que estas cosas toman tiempo, por lo que si bien el espectro 5G sin duda se expandirá en los próximos años, no sucederá de la noche a la mañana.

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