Mi az az alacsony sávú 5G? Sub-6 elmagyarázta

Ehhez kevés kétség fér 5G azt ígéri, hogy meglehetősen nagy mértékben megváltoztatja azt, ahogyan kommunikálunk, élünk és dolgozunk. A múltkori mobiltechnológiákkal ellentétben az 5G olyan képességeket és teljesítményt kínál, amelyek egykor a vezetékes hálózatok kizárólagos területe voltak. Így nem meglepő, hogy ezeknek a fejlett hálózatoknak az üzembe helyezése minden eddiginél fontosabbá vált.

A vezeték nélküli szolgáltatóknak sokkal szélesebb rádiófrekvenciás tartományon kellett dolgozniuk ahhoz, hogy megvalósítsák azt, amire az 5G valóban képes. spektrum, az alacsonyabb frekvenciáktól, ahol az eredeti GSM mobilhálózatok éltek, egészen a radarrendszerek által használtakig és műholdak.

Bár a vezeték nélküli szolgáltatók arra törekedtek, hogy a magasabbat használják középtartomány és milliméteres hullám (mmWave).

Ennek oka meglehetősen egyszerű volt. Ezek az alacsony sávú frekvenciák hol régebbiek GSM, 3G, és 4G/LTE a technológiák az elmúlt két évtizedben éltek. Ez azt jelenti, hogy a szolgáltatók már rendelkeztek a szükséges engedélyekkel erre a spektrumra. Több ezer mobil tornyot is telepítettek, amelyeket át lehetett konfigurálni úgy, hogy 5G-t biztosítsanak anélkül, hogy teljesen új berendezésekre lett volna szükség.

Mi az az alacsony sávú 5G?

Az alacsony sávú frekvenciák műszaki meghatározása szerint az 1 GHz alatti frekvenciák. A vezeték nélküli összefüggésben azonban szolgáltatóknál, ez mindent lefed 2,3 GHz alatt – a GSM, 3G és LTE korábbi frekvenciáira élt.

Észak-Amerikában az eredeti GSM szolgáltatások szinte kizárólag a 850 MHz-es és az 1,9 GHz-es (1900 MHz) frekvenciákat használták. Később a 3G-vel és az LTE-vel az összes amerikai szolgáltató a 700 MHz-es és az 1,7 GHz-es frekvenciákra bővült, míg az AT&T szintén felment a 2,3 GHz-es tartományba, a T-Mobile 600 MHz-et adott az alsó véghez, a Sprint szintén a 2,5 GHz-re állította be Zenekar. Egyes kanadai és mexikói szolgáltatók 2,6 GHz-es LTE-szolgáltatásokat is telepítettek, de ez a magasabb frekvencia akkoriban nem volt engedélyezve mobilhasználatra az Egyesült Államokban.

A Sprint kivételével azonban az összes nagyobb amerikai szolgáltató általában ragaszkodott a négy magfrekvenciához: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz és 1,9 GHz. Amikor A T-Mobile egyesült a Sprinttel 2020 elején leállították 2,5 GHz-es 4G/LTE hálózatát, hogy ezeket a frekvenciákat újra felhasználhassák A T-Mobile középsávú Ultra Capacity 5G szolgáltatása.

Amikor az AT&T és a T-Mobile megkezdte az 5G hálózatok kiépítését, ragaszkodtak a már használt frekvenciákhoz és licenceikhez. Az AT&T 850 MHz-en telepítette 5G-jét, a T-Mobile pedig országos hálózatát 600 MHz-es spektrumának felhasználásával vezette be. A Verizon a másik irányba ment, és eleinte teljesen elkerülte az alacsonyabb frekvenciákat. Ehelyett a sokkal magasabb frekvenciát választotta mmWave spektrum, ami jelentős sebességelőnyt biztosít a szakadékos fedezet rovására.

Mit jelent a Sub-6?

A sub-6 kifejezés kissé zavaróvá vált, mivel eredetileg a 6 GHz alatti frekvenciák mindegyikére vonatkozott, ellentétben a mmWave, amely 24 GHz-en kezdődik.

Míg a 6 GHz alatti frekvenciák és az mmWave közötti különbség meglehetősen megdöbbentő, amikor az iparág elkezdte használni a sub-6 kifejezést, a Szövetségi Kommunikációs Bizottság (FCC) még nem tette meg a középső C-sávos frekvenciák 5G használatra elérhető. Amikor a szolgáltatók elkezdték telepíteni az 5G-t a 2,5–4 GHz-es tartományban, világossá vált, hogy nem minden 6 GHz-es alatti frekvenciát érdemes egybegyűjteni, és néhányan a 6-os alatti frekvenciát csak az alacsony sávú 5G-re használják.

Ez azonban nem általánosan igaz. Sokan helyesen rámutatnak arra, hogy mivel a Sub-6 még mindig 6 GHz alatti értéket jelent, minden 6 GHz alatti frekvenciára alkalmazni kell, beleértve gyorsabb frekvenciák, például C-sáv vagy még magasabb, 4-5 GHz-es spektrum, amely egy napon felszabadulhat, valamint a lassabb 600 MHz-es mélysávú. Ezért a sub-6 pontatlan kifejezés lett, és jobb, ha az 5G-spektrumot alacsony sávként és középsávként említjük, mivel jelentős különbségek vannak a két frekvenciatartomány között.

Az alacsony sávú kompromisszum

Az alacsony sávú frekvenciák alacsonyan lógtak a legtöbb szolgáltató számára az 5G bevezetésének megkezdéséhez. Már rendelkeztek a szükséges spektrumengedéllyel az FCC-től, és legalább néhány kompatibilis rádióberendezéssel és -tornyal rendelkeztek.

Ennél is fontosabb azonban, hogy az alacsony sávú spektrum lehetővé tette a szolgáltatók számára, hogy sokkal szélesebb tartományban telepítsék az 5G-t. Az alacsonyabb frekvenciák messzebbre jutnak el, és közel sem olyan hajlamosak az épületek és fák által okozott interferenciára.

Sajnos a kompromisszum az volt, hogy ezek a frekvenciák nem kínáltak jelentős sebességelőnyt a már meglévő 4G/LTE hálózatokhoz képest.

Ugyanúgy, ahogy a többsávos Wi-Fi útválasztó kiterjesztett hatótávolságot kínál kisebb sebességgel a 2,4 GHz-es sávon, mint az 5 GHz-es sávban a 600 MHz-es és 850 MHz-es tartományban lévő mobil jelek nagy távolságokat képesek megtenni, de nem túl gyors.

Ez a stratégia lehetővé tette a T-Mobile számára, hogy az első szolgáltató legyen, amely országos 5G-hálózatot épített ki mind az 50 államban. Ezek a 600 MHz-es jelek nagy távolságra is eljuthatnak, így a T-Mobile lényegesen nagyobb területet fed le kevesebb toronnyal. Azonban, mint egy OpenSignal A 2020 eleji jelentés azt mutatta, hogy a sebesség nem volt drámaian jobb a T-Mobile 4G/LTE hálózatánál.

Eközben más országok, például Dél-Korea fuvarozói a használatát választották középsáv spektrumot az 5G telepítésekhez, még lenyűgözőbb számokkal büszkélkedhet, míg a Verizon a slágerlisták élére került, köszönhetően mmWave. Ugyanakkor azt is fontos megjegyezni, hogy a Verizon 500 Mbps sebessége csak az ügyfelek 0,4%-a számára volt elérhető. A Sprint a 2,5 GHz-es középsávú spektrumának köszönhetően jobb számokat is mutatott.

A Verizon későn jött a buliba, de az is végül kiépített egy alacsony sávú országos 5G-hálózatot 2020 végén, hogy az 5G-t ügyfelei többi 99%-ának is eljussa. Alacsony sávú 5G-hez a Verizon a 850 MHz-es, 1,9 GHz-es és 1,7-2,1 GHz-es sávokat választotta.

Az éter megosztása

A probléma nem csak az AT&T és a T-Mobile által használt alacsonyabb frekvenciákban volt. Mivel az 5G technológia fejlettebb, mint a 4G/LTE, még 600 MHz-en és 850 MHz-en is gyorsabban kell működnie.

Amikor azonban az AT&T és a T-Mobile bevezette az 5G-t ezeken a frekvenciákon, nem tudták egyszerűen kikapcsolni az ott már futó 4G/LTE szolgáltatásokat. Meg kellett találniuk a módját, hogy az 5G békésen együtt élhessen ezekkel a régebbi vezeték nélküli technológiákkal.

Ezért a Dynamic Spectrum Sharing (DSS) néven ismert technológiához fordultak, amely az 5G olyan funkciója, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy ugyanazokon a frekvenciákon működjön együtt a 4G/LTE-vel. Egyszerűen fogalmazva, a DSS lehetővé teszi az 5G adatok beillesztését a 4G/LTE átvitel nem használt réseibe.

A DSS használata lehetővé tette az 5G telepítések gyorsabb bevezetését a kihasználatlan 4G/LTE kapacitás kihasználásával, de volt egy hatalmas hátránya is. A DSS egy 5G funkció, így az 5G jelek tudták, hogyan kell megosztani az éterhullámokat 4G/LTE jelekkel, de az LTE-t soha nem tanították meg a megosztásra.

Ezért a DSS 5G kénytelen átadni elsőbbséget a 4G/LTE jeleknek, amelyek mindig elsőbbséget élveznek. Forgalmas vagy zsúfolt 4G/LTE hálózaton az 5G teljesítmény csorbát szenved.

A Verizonon a DSS eredményei olyan rosszak voltak, hogy a PCMag Sascha Seganje felszólította a Verizon iPhone felhasználókat, hogy kapcsolják ki az 5G-t, a DSS-t „kétségbeejtően lassú rendszernek” nevezte, miután a tesztek feltárták, hogy a szolgáltató DSS 5G-je szinte soha nem volt gyorsabb a 4G-nél, és valójában lassabb volt az olyan nagyvárosokban, mint New York és Chicago.

A tartalék spektrum

Sajnos a probléma az, hogy a szolgáltatók el akarják tolni az 5G kínálatát. Azt akarják, hogy az emberek lássák az „5G” ikont az okostelefonjukon, még akkor is, ha az nem nyújt jobb teljesítményt, mint a 4G/LTE hálózat. Tekintsük az AT&T néhány évvel ezelőtti mutatványát az „5G Evolution” hálózatát, amivel ügyfelei egy „5G E” ikont adnak a kissé továbbfejlesztett 4G/LTE hálózatához.

Az AT&T ostobaságait félretéve, ha az „5G” feliratot látja a telefonon, az általában azt jelenti, hogy egy tényleges 5G-hálózathoz csatlakozik. Ez azonban nem jelenti azt, hogy lenyűgöző 5G sebességet fog látni. Ha alacsony sávú 5G-frekvenciákat használ, akkor alacsony sávú 5G-sebességet kap, amely általában nem lesz sokkal jobb, mint a 4G/LTE használata.

Ennek ellenére még akkor is, ha a szolgáltatók gyorsabb hálózatokat telepítenek közép- és C-sávos spektrum, mindig lesz helye az alacsony sávú 5G-nek. A 600-850 MHz-es spektrum széles skálájával a szolgáltatók továbbra is ezekre a frekvenciákra támaszkodnak a kevésbé lakott területek lefedésében. Egyszerűen nem érdemes több tucat új tornyot felállítani, hogy viszonylag kis számú vásárlót lefedjenek.

A szolgáltatók már a GSM időkben is hasonló stratégiát alkalmaztak. Kanadában az 1,9 GHz-et kizárólag a nagyobb városi központokban, míg a 850 MHz-et vidéki lefedettségre használták. A frekvenciaengedélyezési problémák megakadályozták, hogy ezt a megközelítést olyan széles körben alkalmazzák az Egyesült Államokban. A szolgáltatók azonban továbbra is arra törekedtek, hogy ahol csak lehetséges, magasabb frekvenciákat használjanak városokban és alacsonyabb frekvenciákat vidéken.

Most, hogy a szolgáltatók meglehetősen nagy középsávú spektrummal játszhatnak, az 5G kiépítése még drámaibb irányvonalak mentén esik vissza. A legtöbb 5G-ügyfelet lefedi a középsávú spektrum, gyorsabb és nagyobb kapacitással mmWave olyan sűrű területeken telepítik, ahol a hálózati torlódások problémát jelentenek, például stadionokban és repülőtereken. Az alacsony sávú 5G gyakorlatilag a tartalék spektrummá válik, amely biztosítja, hogy akkor is megkapja az 5G-t, amikor nincs jobb elérhető.

A jó hír az, hogy az alacsony sávú 5G sebességnek javulnia kell, ahogy egyre többen térnek át 5G okostelefonokra és elhagyják a 4G/LTE-t. technológia mögött, elkerülve a torlódási problémákat, mivel az 5G DSS-nek már nem kell annyi helyet adnia a régebbi mobiloknak technológiákat. Végül a 4G/LTE-t teljesen leállítják, bár valószínűleg addigra már áttérünk a 6G-re.

Szerkesztői ajánlások

• A T-Mobile óriási előnye az 5G sebesség terén nem vezet sehova
• A Netgear új M6 Pro útválasztója lehetővé teszi a gyors 5G használatát, bárhol is jár
• A T-Mobile 5G-je még mindig páratlan – de a sebességek megtorpantak?
• Íme, milyen gyors valójában az 5G a Samsung Galaxy S23 készüléken
• Mi az 5G UW? A telefon ikonjának valódi jelentése