Berapa frekuensi 5G? Semua rentang 5G yang berbeda, dijelaskan

Jika Anda sudah berpikir 5G tampaknya lebih rumit daripada teknologi seluler sebelumnya, Anda tidak sepenuhnya salah. 5G menjanjikan kinerja yang lebih cepat, jangkauan yang lebih baik, dan konektivitas di mana-mana untuk mendukung generasi berikutnya mobil otonom dan perangkat pintar. Untuk mencapai ini, perlu mendorong batas-batas dari apa yang mungkin dilakukan dengan teknologi seluler yang lebih tua.

Ini juga membutuhkan 5G untuk beroperasi di rentang frekuensi yang jauh lebih luas. Lagi pula, kita berbicara tentang teknologi yang memiliki potensi untuk itu mengganti koneksi broadband kabel dan bahkan banyak jaringan Wi-Fi tradisional. Di masa depan, jaringan 5G tidak akan menjadi sesuatu yang Anda andalkan begitu saja ketika koneksi yang lebih baik tidak tersedia — ini mungkin koneksi terbaik yang bisa Anda dapatkan.

Jadi, pada frekuensi berapa jaringan 5G beroperasi? Tidak ada satu jawaban langsung untuk itu, tetapi juga tidak serumit yang terlihat pada pandangan pertama. Jaringan 5G menggunakan banyak frekuensi berbeda, tetapi semuanya dapat dikelompokkan ke dalam tiga rentang spesifik, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Pertukaran kecepatan dan jangkauan

Sebelum kita membahas rentang frekuensi yang digunakan oleh 5G, penting untuk memahami mengapa begitu banyak frekuensi yang berbeda diperlukan. Jawaban atas pertanyaan itu adalah sesuatu yang mungkin pernah Anda alami di rumah Anda sendiri.

Modern Router Wi-Fi beroperasi pada dua frekuensi: 2.4GHz dan 5GHz. Jika Anda pernah mencoba untuk mendapatkan jangkauan Wi-Fi terbaik di rumah Anda, Anda mungkin menemukan kenyataan mendasar tentang cara kerja gelombang radio. Anda akan mendapatkan kecepatan yang lebih lambat saat terhubung ke jaringan 2.4GHz, tetapi Anda juga dapat tetap terhubung bahkan saat berada jauh dari router. Di sisi lain, saluran 5GHz memberi Anda kinerja yang jauh lebih baik, tetapi Anda mungkin tidak sampai ke ujung lain rumah Anda.

Meskipun ini secara alami memiliki jangkauan yang jauh lebih pendek daripada menara radio seluler, prinsip yang sama berlaku. Frekuensi yang lebih tinggi dapat membawa lebih banyak data tetapi tidak bergerak terlalu jauh dan juga tidak menembus benda padat. Frekuensi yang lebih rendah lebih jauh dan tidak terlalu rentan terhadap interferensi, tetapi juga jauh lebih lambat.

Operator jaringan seluler perlu mempertimbangkan pengorbanan yang sama saat membangun jaringan 5G mereka. Sinyal 5G frekuensi tertinggi dapat memberikan kecepatan nirkabel yang sangat cepat tetapi tidak dapat mencakup lebih dari satu blok kota. Di ujung lain spektrum, sinyal frekuensi rendah bisa berjalan bermil-mil tidak menawarkan kinerja yang jauh lebih baik daripada teknologi 4G/LTE yang lebih lama.

Sub-6 versus mmWave

Saat 5G diluncurkan, industri membagi frekuensi menjadi dua rentang umum yang luas: Sub-6GHz (Sub-6) Dan gelombang milimeter (mmWave).

Sesuai namanya, frekuensi Sub-6 dimaksudkan untuk mencakup semua frekuensi di bawah 6GHz, sedangkan spektrum mmWave 5G dimulai sekitar 24GHz dan naik dari sana.

Secara praktis, peluncuran Sub-6 5G awal tetap ada terutama di bawah kisaran 2GHz. Karena frekuensi ini sudah digunakan oleh 4G/LTE dan bahkan jaringan 3G yang lebih tua, operator sudah memiliki lisensi yang diperlukan untuk menggunakannya. Ini membuatnya mudah untuk meluncurkan 5G dengan cepat di atas jaringan mereka yang ada, dan itulah yang dilakukan T-Mobile dan AT&T.

Secara khusus, AT&T dan T-Mobile mengatur jaringan 5G mereka pada frekuensi 850MHz dan 1,9GHz (1900MHz) yang sama yang digunakan oleh jaringan GSM “2G” paling awal dan frekuensi 700MHz dan 1,7GHz (1700MHz) yang mulai digunakan dengan 3G dan LTE peluncuran. AT&T juga menjalankan beberapa layanan 5G dalam rentang 2,3GHz, sementara T-Mobile turun ke 600MHz untuk mendapatkan jangkauan yang lebih baik untuk jaringan 5G "nasional".

Sementara itu, Verizon memutuskan untuk mengambil arah yang berlawanan dengan peluncuran awal 5G, menggunakan frekuensi mmWave 28GHz yang jauh lebih cepat. Ini memungkinkan Verizon membanggakan kecepatan tercepat; tahun 2020 OpenSignal laporan membuat Verizon memimpin secara global, dengan kecepatan unduhan rata-rata 506Mbps karena tidak memiliki jaringan Sub-6 5G untuk menurunkan skornya. Namun, rentang frekuensi mmWave yang sangat terbatas berarti kurang dari 1% pelanggan Verizon bahkan melihat jaringan 5G perusahaan muncul di smartphone mereka.

Tantangan 5G pita rendah

5G pita rendah biarkan AT&T dan T-Mobile mengaktifkan dan menjalankan jaringan mereka dengan sangat cepat karena mereka tidak perlu menunggu lisensi baru, plus mereka juga dapat membonceng infrastruktur 4G yang ada. Namun, poin terakhir itulah yang dibuat kinerja 5G awal sangat mengecewakan untuk banyak orang.

Untuk membuat 5G dan 4G hidup berdampingan dengan damai pada frekuensi yang sama, operator harus beralih ke teknologi yang dikenal sebagai Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Kemampuan 5G baru ini memungkinkannya menghasilkan gelombang udara ke lalu lintas 4G yang lebih lama.

Masalahnya adalah jaringan 4G tidak mengenal DSS; 4G tidak diajari cara berbagi, jadi lalu lintas 5G selalu harus menyingkir dengan sopan setiap kali lalu lintas 4G muncul. Dengan kata lain, sinyal 4G yang lebih lama dan lebih lambat selalu mendapat prioritas dibandingkan 5G yang lebih baru dan lebih cepat.

Artinya, selain terhambat oleh kapasitas frekuensi rendah yang terbatas, jaringan 5G pita rendah juga harus bersaing untuk membuka jalan bagi semua lalu lintas 4G di gelombang udara tersebut. Tidak mengherankan jika jaringan 5G awal tidak dapat memberikan kecepatan yang jauh lebih cepat daripada 4G.

Bahkan ketika Verizon akhirnya mengaktifkan jaringan 5G Nationwide pita rendahnya pada akhir tahun 2020 untuk menghadirkan 5G ke 99% wilayah lainnya. pelanggan, kinerja 5G-nya sangat buruk sehingga beberapa pakar merekomendasikan agar orang-orang mematikan 5G di ponsel cerdas mereka untuk berhemat daya tahan baterai.

Spektrum mid-band baru mengubah permainan

Setelah peluncuran awal tersebut, terjadi dua hal yang menunjukkan bahwa pakar industri mungkin keliru dalam menggabungkan semua frekuensi sub-6GHz ke dalam satu kategori “Sub-6”.

Keduanya melibatkan penggunaan a spektrum mid-band frekuensi yang lebih tinggi, meskipun pembawa mendekatinya dari dua sudut berbeda.

Terimakasih untuk merger tahun 2020 dengan Sprint, T-Mobile memiliki kartu as di lengan bajunya. Sprint telah membuat pilihan yang tidak biasa dengan menjalankan jaringan 4G/LTE hampir secara eksklusif pada spektrum 2.5GHz, jauh di atas jangkauan yang digunakan oleh operator lain dan jaringan GSM dan 3G yang lebih lama.

Namun, alih-alih mempertahankan jaringan 4G/LTE lama ini, T-Mobile dengan operasi menonaktifkan semua menara Sprint, membebaskan spektrum 2,5 GHz untuk digunakan secara eksklusif dalam peluncuran 5G baru. Ini memberi T-Mobile frekuensi yang lebih cepat untuk dimainkan yang tidak akan dibebani oleh sinyal 4G. Oleh karena itu, lalu lintas 5G memiliki jalur yang jelas pada gelombang udara tersebut tanpa perlu menggunakan DSS untuk menghasilkan lalu lintas 4G yang lebih lama. Ini menjadi tulang punggung dari Jaringan Kapasitas Ultra 5G T-Mobile.

AT&T dan Verizon tidak seberuntung itu. Sementara AT&T memiliki spektrum 2.3GHz, itu tidak cukup untuk membuat perbedaan. Sebaliknya, kedua operator harus menunggu sampai Komisi Komunikasi Federal (FCC) membebaskan lebih banyak spektrum dalam apa yang sekarang dikenal sebagai rentang C-band.

Lelang FCC pada awal 2021 membuat Verizon menjatuhkan $45,4 miliar untuk mengamankan sebanyak mungkin spektrum ini. AT&T juga menghabiskan lebih dari $23 miliar, dan bahkan T-Mobile mengambil sepotong kue seharga $9,3 miliar. Ini memberi operator hak untuk menjalankan jaringan 5G pada frekuensi antara 3,7GHz dan 3,98GHz.

Kedua operator mulai memanfaatkan spektrum baru ini dengan baik awal tahun ini, dan frekuensi yang lebih tinggi sudah membuktikan diri mereka lebih dari mampu memberikan kecepatan yang dijanjikan 5G sejak awal. Sementara T-Mobile memiliki keunggulan berkat penyebaran 2.5GHz sebelumnya, Verizon mengejar dengan cepat, dan AT&T tidak jauh di belakang.

Meskipun frekuensi mid-band dan C-band ini masih jauh di bawah 6GHz, mereka berada di kelas yang sama sekali berbeda dari frekuensi low-band yang awalnya menentukan kisaran Sub-6.

Di mana mmWave cocok?

Meskipun spektrum mid-range telah membedakan dirinya sebagai sweet spot untuk 5G, menawarkan perpaduan terbaik antara jangkauan dan performa, masih ada tempat untuk mmWave dalam peluncuran 5G.

Verizon mungkin telah membuat kesalahan taktis dengan meletakkan semua telurnya di keranjang mmWave, tetapi intinya adalah ide yang bagus. Hanya mmWave yang dapat memberikan keandalan dan performa yang dibutuhkan di area padat penduduk.

AT&T dan T-Mobile mungkin memahami ini dengan lebih baik. Keduanya meluncurkan mmWave secara lebih strategis, mencakup tempat-tempat seperti stadion, ruang konser, bandara, dan tempat lain di mana ribuan atau puluhan ribu orang cenderung berkumpul.

Dalam situasi seperti inilah mmWave bersinar. Semakin tinggi kapasitas frekuensi 28GHz dan 39GHz yang digunakan untuk 5G mmWave berarti lebih banyak bandwidth untuk lebih banyak perangkat. Jika Anda pernah merasa frustrasi dengan kinerja 4G yang buruk atau bahkan indikator "Tidak Ada Sinyal" saat menghadiri acara atau konser olahraga yang sibuk, Anda akan senang mengetahui bahwa mmWave memecahkan masalah ini. Dengan menggunakan frekuensi yang lebih tinggi ini, operator dapat melakukannya memberikan kinerja 5G yang solid kepada ribuan peserta di stadion tanpa bersusah payah.

Campuran frekuensi 5G

Mungkin sudah jelas sekarang bahwa tidak ada satu frekuensi yang sempurna untuk menjalankan jaringan 5G. Agar operator dapat memenuhi apa yang dijanjikan 5G, mereka harus menggunakan campuran spektrum 5G sesuai dengan keadaan.

Ketika C-band dan frekuensi mid-band lainnya akan menjadi yang paling umum digunakan di daerah perkotaan, hal itu berlebihan untuk cakupan pedesaan di mana jangkauan lebih penting daripada kinerja.

Ini sebabnya 5G pita rendah menara akan terus menyelimuti pedesaan, dan kabar baiknya adalah semakin banyak orang pindah ke smartphone 5G dan lainnya perangkat, jumlah lalu lintas 4G pada frekuensi tersebut akan berkurang, membuka jalan untuk kecepatan 5G yang lebih cepat bahkan pada perangkat yang lebih rendah frekuensi.

Sementara itu, operator akan terus melengkapi jaringan 5G mid-band mereka yang lebih cepat mmWave transceiver di tempat-tempat seperti stadion dan bandara di mana kapasitas ekstra diperlukan untuk mendukung banyak orang. Verizon juga tidak memiliki rencana untuk mematikan jaringan mmWave aslinya yang sudah ditemukan di banyak wilayah pusat kota.

Apa selanjutnya untuk spektrum 5G?

Ketiga rentang frekuensi ini hanyalah permulaan. Operator sudah berlomba-lomba untuk blok baru spektrum 5G, meskipun akan memakan waktu lama untuk memasang semua bagian.

Misalnya, pemain keempat di lapangan, Piring, bisa berakhir menjadi kuda hitam di balapan ini. Bangkit dari abu penggabungan T-Mobile/Sprint, Dish baru-baru ini menyalakan jaringan Smart 5G barunya yang menggunakan teknologi berbasis cloud baru yang revolusioner untuk membuatnya lebih cepat dan lebih terjangkau untuk meluncurkan layanan 5G di seluruh negeri.

Hidangan telah melobi FCC untuk membuka pita 12GHz, meskipun saat ini sedang memperebutkan spektrum ini dengan layanan SpaceX Starlink Elon Musk. Sulit untuk mengatakan bagaimana 12GHz akan cocok dengan campuran 5G - kami bahkan tidak yakin harus menyebutnya apa karena berada di celah besar antara Sub-6, yang berhenti di 6GHz, dan mmWave, yang dimulai pada 24GHz.

Namun, spektrum 12GHz ini bisa menjadi sweet spot baru, memberikan kecepatan yang lebih cepat tanpa mengorbankan jangkauan yang hampir sama dengan mmWave 28GHz.

T-Mobile dan Dish juga secara kolektif memiliki lisensi untuk 99% dari spektrum 47GHz, meskipun belum jelas apa yang akan dilakukan oleh salah satu operator terkait hal itu. FCC juga berencana untuk melisensikan lebih banyak spektrum mmWave dalam rentang 57-64GHz, 71GHz, 81GHz, dan 92GHz.

Tidak semua operator menaruh harapannya pada spektrum frekuensi sangat tinggi (EHF) ini. T-Mobile telah bekerja mencapai kecepatan seperti mmWave pada jaringan Sub-6 menggunakan fitur baru yang dikenal sebagai teknologi Carrier Aggregation. Sesuai dengan namanya, ini mengikat beberapa saluran 5G pita rendah dan menengah bersama-sama, menggabungkan bandwidth mereka.

Namun, kendala terbesar dari inisiatif baru ini adalah menunggu produsen chip dan telepon untuk mengejar ketinggalan. Qualcomm terbaru Snapdragon X60 menawarkan dukungan dasar untuk strategi Agregasi Pembawa T-Mobile, sedangkan X65 dan X70 tingkatkan itu. Ini berarti iPhone 13, Galaksi S21, dan model yang lebih baru siap untuk itu. Namun, ponsel 5G paling awal seperti itu iPhone 12 dan Samsung Galaxy S20 Ultra tidak akan dapat memanfaatkannya.

Spektrum baru adalah masalah lain sama sekali. Operator dapat membuka spektrum apa pun yang diizinkan oleh FCC, tetapi ponsel cerdas juga harus siap mendukung frekuensi tersebut — dan sebagian besar tidak melampaui standar yang sudah ada secara luas dikerahkan.

Misalnya, belum ada ponsel di pasaran yang mendukung pita 12GHz yang coba diperoleh Dish, dan karena frekuensi ini tidak digunakan oleh orang lain, Dish harus meyakinkan pembuat smartphone untuk bergabung dia. Hal yang sama juga berlaku dengan spektrum frekuensi 47GHz yang lebih tinggi.

Namun demikian, ada hubungan yang cukup dekat antara operator jaringan seluler dan produsen perangkat keras sehingga jika operator membangunnya, pembuat ponsel cerdas akan datang. Poin kritisnya adalah bahwa hal-hal ini membutuhkan waktu, jadi meskipun spektrum 5G pasti akan berkembang dalam beberapa tahun mendatang, itu tidak akan terjadi dalam semalam.

Rekomendasi Editor

• Keunggulan besar T-Mobile dalam kecepatan 5G tidak akan kemana-mana
• Router M6 Pro baru Netgear memungkinkan Anda menggunakan 5G cepat ke mana pun Anda pergi
• 5G T-Mobile masih tak tertandingi — tetapi apakah kecepatannya stabil?
• Inilah seberapa cepat 5G pada Samsung Galaxy S23 Anda sebenarnya
• Apa itu UW 5G? Arti sebenarnya di balik ikon di ponsel Anda