Qu'est-ce que la bande C? La 5G de milieu de gamme expliquée

Vous avez peut-être remarqué que le déploiement de 5G a été beaucoup plus compliqué que les progrès antérieurs de la technologie cellulaire. Certes, à l'époque des déploiements de la 3G et de la 4G/LTE, nous n'entendions pas de termes tels que « bande médiane », « bande C », « ondes millimétriques » et « sous-6 GHz ».

Bien sûr, ces technologies ne promettaient pas de révolutionner les communications sans fil de la même manière que 5G a. Il est juste de dire que même le meilleur service 4G/LTE était principalement limité à une utilisation par les smartphones et les tablettes. Par contre, 5G est déjà en train de devenir un substitut viable aux services Internet à domicile et aux entreprises.

Après tout, 5G peut offrir des vitesses rapides et une latence plus faible qui étaient autrefois le domaine exclusif des forfaits filaires haut débit coûteux. Cependant, tout ce pouvoir s'accompagne de ses propres défis.

Le principal d'entre eux est de trouver les meilleures fréquences pour 5G signaux radio. Les ondes ne sont pas moins encombrées, et les transporteurs et les régulateurs doivent trouver où les mettre 5G signaux afin qu'ils n'interfèrent pas avec quoi que ce soit d'autre.

Cependant, pour 5G pour tenir sa promesse, il doit également innover dans le spectre radio, en utilisant des fréquences qui n'ont jamais transporté de services cellulaires auparavant.

Le compromis de fréquence

Il existe une relation directe entre la fréquence, la vitesse et la portée lorsque vous travaillez avec des fréquences radio. Des fréquences plus élevées offrent plus de bande passante, ce qui signifie des vitesses plus rapides, mais elles ne peuvent pas couvrir une zone aussi large. Les basses fréquences voyagent beaucoup plus loin et peuvent même pénétrer beaucoup plus efficacement les objets solides comme les murs, mais elles sont relativement lentes.

Vous connaissez probablement déjà ce concept si vous avez déjà essayé d'optimiser votre routeur Wi-Fi domestique. La bande 2,4 GHz vous offre une meilleure portée à des vitesses plus lentes, tandis que la bande 5 GHz offre des vitesses plus rapides à une distance plus courte. C'est le même principe avec les fréquences cellulaires.

Dans votre maison, cela peut être résolu en déplaçant votre routeur Wi-Fi vers un meilleur emplacement ou en investissant dans un système Wi-Fi maillé pour fournir une couverture supplémentaire. Les opérateurs de téléphonie mobile doivent faire essentiellement la même chose; l'utilisation de fréquences plus élevées nécessite qu'ils construisent plus de tours.

Maintenant, puisque nous attendons 5G pour être nettement plus rapide que les services cellulaires précédents, il doit fonctionner sur des fréquences plus élevées que les anciens services 3G ou 4G/LTE. Bien que 5G offre des innovations qui lui permettent de mieux utiliser la bande passante dont il dispose, il est toujours limité par les lois de la physique quant à la quantité de données qu'il peut emballer dans une fréquence donnée.

La bataille du spectre

Bien sûr, les signaux cellulaires ne sont pas les seuls à utiliser les ondes. Même dans votre maison, tout, de votre routeur Wi-Fi à votre ouvre-porte de garage, fonctionne dans le même spectre général de radiofréquences (RF). Dans le monde plus large, il existe des services de radio amateur, des équipements aéronautiques, des radios maritimes, des GPS, des équipements météorologiques et bien plus encore.

Pour éviter que toutes ces choses n'interfèrent les unes avec les autres, le Federal Communications Commission (FCC) réglemente les fréquences qui peuvent être utilisées et qui peut les utiliser par le biais de licences dispositions.

Avant 5G sont apparus, les services cellulaires avaient toujours vécu dans la zone de 600 MHz à 2 300 MHz (2,3 GHz), principalement concentrés autour de 800 MHz et 1,9 GHz. Les transporteurs ont acquis des licences pour ce spectre de la FCC il y a de nombreuses années, et puisque les nouvelles technologies comme la 3G et la 4G/LTE fonctionnaient dans la même gamme, il était rarement nécessaire d'acheter de nouvelles spectre.

Tout a changé quand 5G arrivé. En courant 5G sur ces basses fréquences est encore possible, ce n'est pas sa maison idéale. Bande basse 5G n'offrira que des gains de performances supplémentaires par rapport à la 4G/LTE pour diverses raisons. Pour vraiment profiter de ce 5G a à offrir, les transporteurs devaient mettre la main sur un spectre de fréquences plus élevées.

Le spectre médian

Au-dessus des fréquences les plus couramment utilisées pour les services cellulaires se trouve le spectre « milieu de bande » ou « milieu de gamme ». Alors que cela va de 1 GHz à 6 GHz, le "5G midband » est considéré comme étant dans la gamme 2,4 GHz à 4 GHz. C'est aussi le sweet spot pour 5G. Il offre le meilleur équilibre entre performances et autonomie; il peut fournir des vitesses nettement plus rapides que la 4G/LTE sans obliger les opérateurs à déployer des centaines de tours supplémentaires.

C'est là que se situe le "spectre de la bande C" dont nous avons tous tant entendu parler ces derniers temps. « Bande C », dans ce cas, fait référence au spectre 3,7–3,98 GHz que la FCC a mis aux enchères début 2021.

Cependant, techniquement parlant, les fréquences de 2 à 4 GHz sont désignées comme faisant partie de la "bande S", tandis que la bande C fonctionne de 4 à 8 GHz. Lorsque la FCC est allée à la recherche d'un spectre qui pourrait être réattribué pour 5G utilisation, il a réussi à trouver un morceau de 3,7 à 4,2 GHz qui pourrait être libéré, et comme cela a traversé le territoire de la bande C, il a choisi d'utiliser ce nom pour l'ensemble du bloc de spectre.

La bande 3,7–4,2 GHz a été initialement attribuée au service fixe par satellite (FSS) pour le transfert de données de l'espace vers des stations terrestres. Puisqu'il était associé à la bande 5,925-6,425 GHz pour renvoyer des signaux dans l'espace, l'ensemble du bloc était connu sous le nom de "bande C conventionnelle" car c'est là que vivait la majeure partie des signaux.

La FCC a pu découper 280 MHz de spectre dans cette bande — les fréquences 3,7–3,98 GHz — à utiliser par 5G les opérateurs. Cela est devenu une partie de l'enchère historique de la FCC 2020-2021 au cours de laquelle Verizon a payé un montant record de 45,4 milliards de dollars pour mettre la main sur ce nouveau spectre essentiel.

Cependant, Verizon n'était pas le seul dans ce cas. AT&T a perdu 23,4 milliards de dollars et l'offre de T-Mobile s'est élevée à 9,3 milliards de dollars.

Le déploiement de la bande C

Une fois la poussière retombée sur la vente aux enchères du spectre de la FCC, Verizon et AT&T se sont rapidement mis au travail en utilisant leurs nouvelles fréquences, prévoyant de commencer à les déployer le 5 décembre 2021.

Malheureusement, une controverse s'ensuivit lorsque la Federal Aviation Administration (FAA) et le département américain des Transports ont demandé un report des déploiements, avertissant que les nouvelles fréquences étaient dangereusement proches à la gamme 4,2–4,4 GHz utilisée par les altimètres radar des avions. Après une série de retards, le 19 janvier 2022, les deux opérateurs ont tourné la clé de leur nouveau service milieu de bande, offrant enfin une véritable 5G des vitesses à leurs clients.

Verizon a intégré la nouvelle bande C dans son service 5G Ultra Wideband, initialement déployé en utilisant le spectre mmWave à fréquence beaucoup plus élevée et à portée plus courte. Le résultat, a déclaré le transporteur, était que plus de 100 millions de personnes supplémentaires seraient couvertes dans plus de 1 700 villes.

AT&T a pris une approche lente mais régulière, déployant initialement son spectre en bande C dans seulement sept villes, avec des plans d'expansion progressive.

Cependant, AT&T a également joué ses cartes avec plus de prudence. Alors que Verizon a investi tout son argent dans l'enchère de 3,7 à 3,98 GHz, AT&T a couvert ses paris, captant un peu de la fréquence plus élevée spectre mais en attendant qu'il puisse récupérer un morceau moins controversé lors d'une enchère ultérieure: 40 Mhz de spectre dans la bande 3,45-3,55 GHz gamme.

Changer le paysage

Le déploiement de 5G services sur le nouveau spectre en bande C transforme déjà le 5G paysage en permettant les trois opérateurs pour offrir les vitesses pour lesquelles la 5G est née.

Avant le déploiement de la bande C, AT&T et Verizon étaient obligés d'utiliser un spectre à basse fréquence et de le partager avec leurs réseaux 4G/LTE à l'aide de la technologie Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Le résultat a été Des vitesses 5G à peine distinguables du service 4G/LTE.

T-Mobile était le seul opérateur à avoir une longueur d'avance. Grâce à sa Fusion 2020 avec Sprint, le transporteur Un-carrier avait mis la main sur une plus grande bande de spectre de 2,5 GHz précédemment utilisée pour les services 4G/LTE de Sprint. Il a rapidement mis hors service ces tours Sprint et réaffecté ce spectre pour son Ultra Capacity 5G service.

En conséquence, T-Mobile a atteint plus de 200 millions de clients avec un impressionnant 5G des vitesses des mois avant qu'AT&T et Verizon ne puissent même commencer leurs déploiements en bande C. C'est pourquoi T-Mobile a été régulièrement classé numéro un dans 5G performances, couverture et fiabilité.

Cependant, cet écart s'est réduit au cours des derniers mois, alors que Verizon et AT&T ont mis à profit leur nouveau spectre en bande C. Bien que T-Mobile ait également récupéré une partie de ce spectre lors de la vente aux enchères de l'année dernière, il l'utilise pour compléter son réseau 2,5 GHz existant plutôt que pour mettre en place des cellules entièrement nouvelles.

Alors que T-Mobile a eu une longueur d'avance évidente, AT&T et Verizon peuvent avoir un avantage décisif en utilisant exclusivement les fréquences supérieures de la bande C. Ce ne sera pas aussi important que le passage de la bande basse à la bande C, mais le spectre 3,7–3,98 GHz devrait toujours permettre les deux transporteurs à offrir des vitesses encore plus rapides, même si cela signifie qu'ils doivent construire quelques tours supplémentaires pour assurer une couverture.

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