Koja je frekvencija 5G? Objašnjenje svih različitih 5G raspona

Ako ste razmišljali 5G čini kompliciranijim od mobilnih tehnologija koje su se pojavile prije, niste posve u krivu. 5G obećava brže performanse, bolju pokrivenost i sveprisutnu povezanost za napajanje sljedeće generacije autonomni automobili i pametne uređaje. Da bi to postigao, mora pomaknuti granice onoga što je bilo moguće sa starijim mobilnim tehnologijama.

Ovo također zahtijeva da 5G radi u mnogo širem rasponu frekvencija. Uostalom, govorimo o tehnologiji koja ima potencijal da zamijeniti žičane širokopojasne veze pa čak i mnoge tradicionalne Wi-Fi mreže. U budućnosti, 5G mreža neće biti nešto na što se samo vraćate kada bolja veza nije dostupna - to bi mogla biti najbolja veza koju možete dobiti.

Dakle, na kojoj frekvenciji radi 5G mreža? Na to nema jednoznačnog odgovora, ali nije ni tako komplicirano kao što se na prvi pogled čini. 5G mreže koriste mnogo različitih frekvencija, ali sve se one mogu grupirati u tri specifična raspona, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke.

Kompromis brzine i dometa

Prije nego što razgovaramo o frekvencijskim rasponima koje koristi 5G, važno je razumjeti zašto je potrebno toliko različitih frekvencija. Odgovor na to pitanje je nešto što ste možda već iskusili u vlastitom domu.

Moderno Wi-Fi usmjerivači rade na dvije frekvencije: 2,4 GHz i 5 GHz. Ako ste ikada pokušali dobiti najbolju Wi-Fi pokrivenost u svom domu, vjerojatno ste se susreli s temeljnom realnošću o tome kako radiovalovi rade. Dobit ćete sporije brzine kada ste povezani na svoju mrežu od 2,4 GHz, ali također možete ostati povezani čak i kada se udaljite dalje od usmjerivača. S druge strane, kanal od 5 GHz daje vam mnogo bolje performanse, ali možda nećete stići do drugog kraja kuće.

Iako oni prirodno imaju puno kraći domet od mobilnih radio tornjeva, vrijede isti principi. Više frekvencije mogu prenijeti više podataka, ali ne putuju tako daleko i ne prodiru ni približno tako dobro kroz čvrste objekte. Niže frekvencije idu mnogo dalje i manje su podložne smetnjama, ali su i puno sporije.

Operateri mobilnih mreža moraju uzeti u obzir te iste kompromise kada grade svoje 5G mreže. 5G signali najviše frekvencije mogu pružiti nevjerojatno velike bežične brzine ali ne može pokriti puno više od gradskog bloka. Na drugom kraju spektra, niskofrekventni signali mogu ići daleko, ali ne nude performanse koje su osjetno bolje od starijih 4G/LTE tehnologija.

Sub-6 u odnosu na mmWave

Kad je 5G počeo izlaziti, industrija je podijelila frekvencije u dva općenito široka raspona: Sub-6GHz (Sub-6) i milimetarski val (mmWave).

Kao što naziv implicira, Sub-6 frekvencije su trebale uključiti sve one ispod 6GHz, dok je 5G mmWave spektar započeo na oko 24GHz i išao gore od tamo.

U praktičnom smislu, rano uvođenje Sub-6 5G ostalo je uglavnom ispod raspona od 2 GHz. Budući da su te frekvencije već koristile 4G/LTE i još starije 3G mreže, operateri su već imali potrebne licence za njihovo korištenje. To je olakšalo brzo uvođenje 5G povrh njihovih postojećih mreža, a to je upravo ono što su T-Mobile i AT&T učinili.

Konkretno, AT&T i T-Mobile postavili su svoje 5G mreže na istim frekvencijama od 850MHz i 1,9GHz (1900MHz) koje koristi najranije "2G" GSM mreže i frekvencije od 700MHz i 1,7GHz (1700MHz) koje su ušle u upotrebu s 3G i LTE rollouts. AT&T je također pružao neke 5G usluge u rasponu od 2,3 GHz, dok je T-Mobile pao na 600MHz kako bi dobio još bolju pokrivenost za svoju 5G mrežu "širom zemlje".

U međuvremenu, Verizon je odlučio ići u suprotnom smjeru sa svojim početnim uvođenjem 5G, koristeći mnogo bržu mmWave frekvenciju od 28 GHz. To je Verizonu omogućilo da se pohvali najvećim brzinama; 2020 OpenSignal Verizon je bio globalno vodeći s prosječnom brzinom preuzimanja od 506 Mbps budući da nije imao Sub-6 5G mreže koje bi snizile njegov rezultat. Međutim, mislio se na iznimno ograničen raspon mmWave frekvencija manje od 1% korisnika Verizona čak su vidjeli da se 5G mreža tvrtke pojavljuje na njihovim pametnim telefonima.

Izazovi niskopojasnog 5G

Niskopojasni 5G neka AT&T i T-Mobile vrlo brzo pokrenu svoje mreže jer nisu morali čekati nove licence, a uz to su se mogli priključiti na postojeću 4G infrastrukturu. Međutim, to je posljednja točka koja je dovela do toga rane 5G performanse tako loše za mnoge ljude.

Da bi 5G i 4G mirno koegzistirali na istim frekvencijama, operateri su se morali okrenuti tehnologiji poznatoj kao Dijeljenje dinamičkog spektra (DSS). Ova nova 5G mogućnost omogućila mu je ustupanje zračnih valova starijem 4G prometu.

Problem s ovim je što 4G mreže ne znaju ništa o DSS-u; 4G nije učio kako dijeliti, tako da je uvijek bilo na 5G prometu da se pristojno odmakne kad god se pojavi 4G promet. Drugim riječima, stariji i sporiji 4G signali uvijek su imali prednost nad novijim i bržim 5G.

To znači da osim što su bile sputane ograničenim kapacitetom nižih frekvencija, niskopojasne 5G mreže također su se morale boriti s ustupanjem mjesta za sav 4G promet u tim zračnim valovima. Nije ni čudo da rane 5G mreže nisu mogle isporučiti brzine koje su bile osjetno veće od 4G.

Čak i kada je Verizon konačno uključio svoju niskopojasnu nacionalnu 5G mrežu krajem 2020. kako bi 5G doveo u ostalih 99% svojih korisnicima, njegove 5G performanse bile su toliko loše da su neki stručnjaci preporučili ljudima da isključe 5G na svojim pametnim telefonima kako bi uštedjeli život baterije.

Novi srednjepojasni spektar mijenja igru

Nakon tih početnih uvođenja, dogodile su se dvije stvari koje su pokazale da su stručnjaci u industriji možda pogriješili u grupiranju svih frekvencija ispod 6 GHz u jednu kategoriju "Ispod-6".

Oba su uključivala korištenje a viši frekvencijski srednjepojasni spektar, iako su joj prijevoznici pristupili iz dva različita kuta.

Zahvaljujući njegovo spajanje sa Sprintom 2020, T-Mobile je imao asa u rukavu. Sprint je napravio neobičan izbor pokretanja svoje 4G/LTE mreže gotovo isključivo na pojasu od 2,5 GHz spektra, znatno iznad raspona koji koriste drugi operateri i starije GSM i 3G mreže.

Međutim, umjesto da zadrži ovu stariju 4G/LTE mrežu, T-Mobile je kirurški poništio sve Sprintove tornjeve, oslobađajući taj spektar od 2,5 GHz za korištenje isključivo u novim 5G rolloutima. To je T-Mobileu dalo brže frekvencije za igranje koje ne bi bile opterećene 4G signalima. Stoga je 5G promet imao jasnu putanju na tim zračnim valovima bez potrebe za korištenjem DSS-a da bi se ustupio starijem 4G prometu. Ovo je postalo okosnica T-Mobileova mreža 5G Ultra Capacity.

AT&T i Verizon nisu baš bili te sreće. Iako je AT&T imao neki spektar od 2,3 GHz, nije imao dovoljno da napravi razliku. Umjesto toga, oba su operatera morala čekati dok Federalna komisija za komunikacije (FCC) ne oslobodi još malo spektra u onome što je sada poznato kao opseg C-pojasa.

Na aukciji FCC-a početkom 2021. Verizon je izgubio 45,4 milijarde dolara kako bi osigurao što više ovog spektra. AT&T je također potrošio preko 23 milijarde dolara, a čak je i T-Mobile pokupio dio kolača za 9,3 milijarde dolara. To je nositeljima dalo pravo pokretati 5G mreže na frekvencijama između 3,7 GHz i 3,98 GHz.

Oba nosača početkom ove godine počeo dobro koristiti ovaj novi spektar, a više frekvencije su već pokazujući se više nego sposobnima za pružanje brzina koje je 5G obećao na prvom mjestu. Dok T-Mobile ima prednost zahvaljujući ranijim implementacijama od 2,5 GHz, Verizon ga brzo sustiže, a AT&T ne zaostaje puno više.

Iako su te frekvencije srednjeg pojasa i C-pojasa još uvijek znatno ispod 6 GHz, one su u potpuno različitoj klasi od niskopojasnih frekvencija koje su u početku definirale Sub-6 raspon.

Gdje se mmWave uklapa?

Iako se spektar srednjeg opsega istaknuo kao slatka točka za 5G, nudeći najbolju kombinaciju dometa i performansi, još uvijek postoji mjesto za mmvalni u predstavljanju 5G.

Verizon je možda napravio taktičku pogrešku stavivši sva svoja jaja u mmWave košaricu, ali imao je srž dobre ideje. Samo mmWave može pružiti pouzdanost i performanse potrebne u gusto naseljenim područjima.

AT&T i T-Mobile možda su to bolje razumjeli. Obje su uvele mmWave više strateški, pokrivajući mjesta kao što su stadioni, koncertne dvorane, zračne luke i druga mjesta gdje se vjerojatno okupljaju tisuće ili deseci tisuća ljudi.

Upravo u ovakvim situacijama mmWave blista. Veći kapacitet frekvencija od 28 GHz i 39 GHz koji se koriste za 5G mmWave znači veću propusnost za mnogo više uređaja. Ako ste ikada bili frustrirani lošim 4G performansama ili čak indikatorom "Nema signala" kada ste prisustvovali užurbanom sportskom događaju ili koncertu, bit ćete sretni znati da mmWave to rješava. Korištenjem ovih viših frekvencija, nositelji mogu pružiti solidnu 5G izvedbu tisućama posjetitelja na stadionu bez ikakvog znojenja.

Mješavina 5G frekvencija

Vjerojatno je do sada očito da ne postoji savršena frekvencija za rad 5G mreža. Da bi operateri mogli ispuniti ono što 5G obećava, moraju koristiti kombinaciju 5G spektra u skladu s okolnostima.

Dok C-pojas i druge srednjepojasne frekvencije će se najčešće koristiti u urbanim područjima, oni su pretjerani za ruralnu pokrivenost gdje je domet važniji od performansi.

To je razlog zašto niskopojasni 5G tornjevi će i dalje prekrivati ​​krajolik, a dobra je vijest da kako sve više ljudi prelazi na 5G pametne telefone i druge uređaja, količina 4G prometa na tim frekvencijama smanjit će se, utirući put bržim brzinama 5G čak i na nižim frekvencije.

U međuvremenu, operateri će nastaviti nadopunjavati svoje brže srednjepojasne 5G mreže mmvalni primopredajnika na mjestima poput stadiona i zračnih luka gdje je potreban dodatni kapacitet za podršku velikim grupama ljudi. Verizon također ne planira zatvoriti svoju izvornu mmWave mrežu koja se već nalazi u mnogim gradskim središtima.

Što je sljedeće za 5G spektar?

Ova tri frekvencijska raspona samo su početak. Prijevoznici se već natječu za nove blokove 5G spektra, iako će trebati neko vrijeme da se svi dijelovi postave na svoje mjesto.

Na primjer, četvrti igrač na terenu, Jelo, mogao bi završiti kao mračni konj u ovoj utrci. Dish se nedavno digao iz pepela spajanja T-Mobilea i Sprinta uključio svoju novu Smart 5G mrežu koji koristi revolucionarnu novu tehnologiju temeljenu na oblaku kako bi učinio bržim i pristupačnijim uvođenje svoje 5G usluge diljem zemlje.

Posuda je bila lobiranje kod FCC-a za otvaranje pojasa od 12 GHz, iako je trenutno u borbi oko ovog spektra s uslugom SpaceX Starlink Elona Muska. Teško je reći kako će se 12GHz uklopiti u 5G miks — nismo ni sigurni kako da ga nazovemo budući da živi u velikom jazu između Sub-6, koji se zaustavlja na 6GHz, i mmWave, koji počinje na 24GHz.

Međutim, ovaj spektar od 12 GHz mogao bi postati nova slatka točka, pružajući još veće brzine bez žrtvovanja gotovo jednakog raspona kao mmWave od 28 GHz.

T-Mobile i Dish također zajedno posjeduju licence za 99% spektra od 47 GHz, iako još nije jasno što bilo koji prijevoznik planira učiniti s tim. FCC također planira licencirati više mmWave spektra u rasponima 57-64GHz, 71GHz, 81GHz i 92GHz.

Ne polaže svaki operater svoje nade u ovaj ekstremno visokofrekventni (EHF) spektar. T-Mobile je radio na postizanje brzina sličnih mmWave na Sub-6 mrežama pomoću nove značajke poznate kao tehnologija agregacije nositelja. Kao što naziv implicira, ovo povezuje više niskopojasnih i srednjepojasnih 5G kanala zajedno, kombinirajući njihovu propusnost.

Međutim, najveća prepreka ovim novim inicijativama bit će čekanje da ih proizvođači čipova i telefona sustignu. Qualcommov najnoviji Snapdragon X60 nudi osnovnu podršku za T-Mobileovu strategiju agregacije nositelja, dok noviji X65 i X70 poboljšati to. Ovo znači iPhone 13, Galaxy S21, a noviji modeli spremni su za to. Međutim, najraniji 5G telefoni poput iPhone 12 i Samsung Galaxy S20 Ultra neće moći iskoristiti to.

Novi spektar je sasvim druga stvar. Prijevoznici mogu otvoriti bilo koji spektar koji im FCC dopusti, ali pametni telefoni također moraju biti spremni za to podržavaju te frekvencije - a većina ne ide dalje od standarda koji su već široko rasprostranjeni raspoređeni.

Na primjer, na tržištu još nema telefona koji podržavaju pojas od 12 GHz koji Dish pokušava nabaviti, i budući da ovu frekvenciju ne koristi nitko drugi, Dish bi morao uvjeriti proizvođača pametnih telefona da se pridruži to. Isto vrijedi i za višu frekvenciju spektra od 47 GHz.

Unatoč tome, postoji dovoljno blizak odnos između operatera mobilnih mreža i proizvođača hardvera da će, ako ga operateri izgrade, doći i proizvođači pametnih telefona. Kritična točka je da za ove stvari treba vremena, pa iako će se 5G spektar nedvojbeno proširiti u sljedećih nekoliko godina, to se neće dogoditi preko noći.

Preporuke urednika

• Velika prednost T-Mobilea u 5G brzinama ne ide nikamo
• Netgearov novi M6 Pro router omogućuje vam korištenje brze 5G mreže gdje god idete
• T-Mobileov 5G još uvijek nema premca — ali jesu li brzine stale?
• Evo koliko je 5G stvarno brz na vašem Samsung Galaxy S23
• Što je 5G UW? Pravo značenje iza ikone na vašem telefonu