Mis on madala sagedusega 5G? Sub-6 selgitas

Selles on vähe kahtlust 5G lubab üsna suurel määral muuta seda, kuidas me suhtleme, elame ja töötame. Erinevalt eilsetest mobiilsidetehnoloogiatest pakub 5G võimalusi ja jõudlust, mis kunagi olid traadiga võrkude ainuõigus. Seega pole üllatav, et nende täiustatud võrkude juurutamine on muutunud rohkem kaasatuks kui miski varem.

Et pakkuda seda, milleks 5G tõeliselt võimeline on, on traadita side operaatorid pidanud töötama palju laiemas raadiosagedusvahemikus spekter, alates madalamatest sagedustest, kus elasid algsed GSM-mobiilsidevõrgud, kuni radarisüsteemide ja satelliidid.

Kuigi traadita side operaatorid on püüdnud kasutada kõrgemat keskvahemik ja millimeeterlaine (mmWave).

Selle põhjus oli üsna lihtne. Need madalaribalised sagedused on seal vanemad

GSM, 3Gja 4G/LTE tehnoloogiad on elanud viimased kaks aastakümmet. See tähendab, et operaatoritel olid selle spektri jaoks juba vajalikud litsentsid. Samuti olid neil kasutusele võetud tuhanded mobiilsidetornid, mida sai 5G edastamiseks ümber seadistada ilma, et oleks vaja täiesti uusi seadmeid.

Mis on madala sagedusega 5G?

Madalriba sagedused on tehniliselt määratletud kui need, mis on alla 1 GHz. Traadita ühenduse kontekstis aga operaatorite puhul hõlmab see kõike alla 2,3 GHz – sagedusi, mida GSM, 3G ja LTE ajalooliselt on elanud.

Põhja-Ameerikas kasutasid algsed GSM-teenused peaaegu eranditult 850MHz ja 1,9GHz (1900MHz) sagedusi. Hiljem laienesid kõik USA operaatorid 3G ja LTE-ga 700 MHz ja 1,7 GHz sagedustele, samas kui AT&T tõusis samuti 2,3 GHz vahemikku, T-Mobile lisas alumisse otsa 600 MHz, Sprint seadistas samuti 2,5 GHz bänd. Mõned Kanada ja Mehhiko operaatorid kasutasid ka LTE-teenuseid sagedusel 2,6 GHz, kuid sellel kõrgemal sagedusel ei olnud neil päevil USA-s mobiilsidevõrgus kasutamiseks litsentsi.

Kuid peale Sprinti järgisid kõik suuremad USA operaatorid üldiselt nelja põhisagedust: 700MHz, 800MHz, 1,7GHz ja 1,9GHz. Millal T-Mobile ühines Sprintiga 2020. aasta alguses suleti selle 2,5 GHz 4G/LTE võrk, et neid sagedusi saaks uuesti kasutada T-Mobile'i keskriba Ultra Capacity 5G teenus.

Kui AT&T ja T-Mobile hakkasid oma 5G võrke kasutusele võtma, jäid nad kindlaks sagedustele, mida nad juba kasutasid ja mille jaoks neil olid litsentsid. AT&T võttis kasutusele oma 5G sagedusel 850 MHz ja T-Mobile võttis kasutusele üleriigilise võrgu, kasutades oma 600 MHz spektrit. Verizon läks teist teed ja vältis algul madalamaid sagedusi täielikult. Selle asemel valis see palju kõrgema sageduse mmWave spekter, mis annab sellele märkimisväärse kiiruseelise kuristiku katvuse arvelt.

Mida tähendab Sub-6?

Mõiste alam-6 on muutunud mõnevõrra segaseks, kuna seda kasutati algselt kõigi alla 6 GHz sageduste all, erinevalt mmWave, mis algab 24 GHz.

Kuigi erinevus alla 6 GHz sageduste ja mmWave'i vahel on üsna jahmatav, ei olnud föderaalne sidekomisjon (FCC) veel seda teinud, kui tööstuses hakati kasutama terminit sub-6. kesksageduslikud C-riba sagedused saadaval 5G kasutamiseks. Kui operaatorid hakkasid 5G-d sagedusvahemikus 2,5–4 GHz kasutusele võtma, sai selgeks, et mitte kõik alla 6 GHz sagedused ei vääri ühte patta ja mõned inimesed kasutavad nüüd alam-6-d, et viidata ainult madala sagedusega 5G-le.

See ei ole siiski universaalne tõsi. Paljud juhivad õigesti tähelepanu, et kuna alam-6 tähendab endiselt alla 6 GHz, peaks see kehtima kõikidel sagedustel alla 6 GHz, sealhulgas kiiremad sagedused nagu C-riba või isegi kõrgem 4–5 GHz spekter, mis võiks kunagi vabaneda, koos aeglasema 600 MHz madalriba. Seetõttu on sub-6 muutunud ebatäpseks terminiks ja parem on viidata 5G spektrile madala ja keskmise sagedusega, kuna kahe sagedusvahemiku vahel on mõned olulised erinevused.

Madala sagedusala kompromiss

Madalad sagedused olid enamikule operaatoritele 5G kasutuselevõtu alustamiseks madalad. Neil olid juba vajalikud FCC spektrilitsentsid ning vähemalt mõned ühilduvad raadioseadmed ja -tornid.

Veelgi olulisem on aga see, et madala sagedusala spekter võimaldas operaatoritel kasutada 5G-d palju laiemas vahemikus. Madalamad sagedused liiguvad kaugemale ja ei ole peaaegu nii altid häiretele nagu hooned ja puud.

Kahjuks oli kompromiss selles, et need sagedused ei pakkunud märkimisväärset kiiruseeelist juba olemasolevate 4G/LTE võrkude ees.

Samamoodi nagu mitmeribaline WiFi-ruuter pakub 2,4 GHz sagedusalas laiemat leviala ja aeglasema kiirusega kui 5 GHz sagedusalas võivad sagedusalas 600 MHz ja 850 MHz olevad mobiilsidesignaalid levida pikki vahemaid, kuid need ei ole väga kiire.

See strateegia võimaldas T-Mobile'il olla esimene operaator, kes loob üleriigilise 5G-võrgu kõigis 50 osariigis. Need 600 MHz signaalid võivad levida pikki vahemaid, võimaldades T-Mobile'il katta oluliselt rohkem territooriumi vähemate tornidega. Kuid nagu an OpenSignal 2020. aasta alguse aruanne näitas, et kiirused ei olnud oluliselt paremad kui T-Mobile'i 4G/LTE võrgul.

Samal ajal olid teiste riikide, näiteks Lõuna-Korea, vedajad otsustanud kasutada keskriba 5G kasutuselevõtu spekter, millel on muljetavaldavamad numbrid, samas kui Verizon saavutas edetabelite esikoha tänu oma mmWave. Siiski on oluline ka märkida, et Verizoni 500 Mbps kiirus oli saadaval ainult 0,4% klientidest. Sprint näitas ka paremaid numbreid tänu oma keskriba 2,5 GHz spektrile.

Verizon tuli peole hilja, aga ka võttis lõpuks kasutusele madala sagedusala üleriigilise 5G võrgu 2020. aasta lõpus tuua 5G ülejäänud 99% klientideni. Madala sagedusala 5G jaoks valis Verizon sagedusalad 850 MHz, 1,9 GHz ja 1,7–2,1 GHz.

Eetris jagades

Probleem ei olnud ainult madalamates sagedustes, mida AT&T ja T-Mobile kasutasid. Kuna 5G tehnoloogia on arenenum kui 4G/LTE, peaks see toimima kiiremini isegi sagedustel 600MHz ja 850MHz.

Kuid kui AT&T ja T-Mobile võtsid nendel sagedustel kasutusele 5G, ei saanud nad lihtsalt välja lülitada 4G/LTE teenuseid, mis seal juba töötasid. Nad pidid leidma viisi, kuidas 5G nende vanemate traadita tehnoloogiatega rahumeelselt koos eksisteerida.

Seetõttu võtsid nad kasutusele tehnoloogia, mida tuntakse dünaamilise spektri jagamise (DSS) nime all. See on 5G funktsioon, mis oli selgesõnaliselt loodud võimaldama sellel samadel sagedustel töötada koos 4G/LTE-ga. Lihtsamalt öeldes võimaldab DSS sisestada 5G-andmeid 4G/LTE-edastuse kasutamata lünkadesse.

DSS-i kasutamine võimaldas 5G juurutamist palju kiiremini kasutusele võtta, kasutades ära kasutamata 4G/LTE võimsust, kuid sellel oli ka üks suur negatiivne külg. DSS on 5G funktsioon, nii et 5G signaalid teadsid, kuidas jagada laineid 4G/LTE signaalidega, kuid LTE-d polnud kunagi jagamist õpetatud.

Seetõttu on DSS 5G sunnitud andma eesõigust 4G/LTE signaalidele, mis on alati prioriteetsed. Hõivatud või ülekoormatud 4G/LTE võrgus kannatab 5G jõudlus.

Verizonis olid DSS-i tulemused nii halvad, et PCMagi Sascha Segan käskis Verizon iPhone'i kasutajatel 5G välja lülitada, nimetades DSS-i "meeleheitlikult aeglaseks süsteemiks" pärast seda, kui testid näitasid, et operaatori DSS 5G ei olnud peaaegu kunagi kiirem kui 4G ja oli tegelikult aeglasem suuremates linnades nagu New York ja Chicago.

Varuspekter

Kahjuks on probleemiks see, et operaatorid tahavad 5G pakkumise arvamust avaldada. Nad tahavad, et inimesed näeksid, et nende nutitelefonides süttib ikoon „5G”, isegi kui see ei paku 4G/LTE-võrgust paremat jõudlust. Mõelge AT&T trikile, millega paar aastat tagasi tõmbas oma 5G Evolutioni võrku, andes oma klientidele pisut täiustatud 4G/LTE võrgu jaoks ikooni "5G E".

Kui jätta kõrvale AT&T rumalus, tähendab 5G nägemine telefonis tavaliselt seda, et olete ühenduses tegeliku 5G võrguga. Kuid see ei tähenda, et näete muljetavaldavat 5G kiirust. Kui kasutate madala sagedusala 5G sagedusi, saate madala sagedusriba 5G kiirusi, mis tavaliselt ei ole palju paremad kui 4G/LTE kasutamine.

Sellegipoolest, isegi kui operaatorid kasutavad kiiremaid võrke keskriba ja C-riba spekter, on madala sagedusega 5G jaoks alati koht. Tänu 600–850 MHz spektri pakutavale laiale vahemikule loodavad operaatorid edaspidigi neid sagedusi vähem asustatud piirkondade katmisel. Suhteliselt väikese arvu klientide katmiseks pole lihtsalt mõtet püstitada kümneid uusi torne.

Operaatorid kasutasid sarnast strateegiat isegi GSM-i päevil. Kanadas kasutati sagedust 1,9 GHz ainult suuremates linnakeskustes, samas kui 850 MHz kasutati maapiirkondade levialas. Sageduslitsentsimisega seotud probleemid takistasid selle lähenemisviisi nii laialdast kasutamist Ameerika Ühendriikides. Siiski kaldusid operaatorid võimaluse korral kasutama kõrgemaid sagedusi linnades ja madalamaid sagedusi maal.

Nüüd, kui operaatoritel on mängimiseks piisavalt suured keskriba spektrid, on 5G kasutuselevõtt veelgi dramaatilisem. Enamik 5G kliente kaetakse kiirema ja suurema võimsusega keskriba spektriga mmWave kasutatakse tihedates piirkondades, kus võrgu ülekoormus on probleem, nagu staadionid ja lennujaamad. Madala sagedusala 5G-st saab tegelikult varuspekter, mis tagab, et saate 5G-d ka siis, kui midagi paremat pole saadaval.

Hea uudis on see, et madala sagedusega 5G kiirused peaksid paranema, kuna rohkem inimesi läheb üle 5G nutitelefonidele ja lahkub 4G/LTE-st tehnoloogia on taga, vältides ummikuid, kuna 5G DSS ei pea enam vanemale mobiilsidevõrgule nii palju ruumi andma tehnoloogiaid. Lõpuks kaotatakse 4G/LTE kasutusest täielikult, ehkki oleme selleks ajaks tõenäoliselt 6G-le üle läinud.

Toimetajate soovitused

• T-Mobile'i tohutu edumaa 5G kiiruste osas ei kao kuhugi
• Netgeari uus ruuter M6 Pro võimaldab teil kasutada kiiret 5G-d kõikjal, kuhu lähete
• T-Mobile'i 5G on endiselt võrreldamatu – aga kas kiirused on langenud?
• Siit saate teada, kui kiire 5G teie Samsung Galaxy S23-s tegelikult on
• Mis on 5G UW? Teie telefoni ikooni tegelik tähendus