Cos'è il 5G a banda bassa? Sub-6 spiegato

Non c'è dubbio che 5G promette di cambiare il modo in cui comunichiamo, viviamo e lavoriamo in grande stile. A differenza delle tecnologie cellulari del passato, il 5G offre capacità e prestazioni che un tempo erano dominio esclusivo delle reti cablate. Quindi, non sorprende che l'implementazione di queste reti avanzate sia diventata più complicata di qualsiasi altra cosa sia avvenuta prima.

Per fornire ciò di cui il 5G è veramente capace, i gestori wireless hanno dovuto lavorare su una gamma molto più ampia di frequenze radio spettro, dalle frequenze più basse dove vivevano le originarie reti cellulari GSM, fino a quelle utilizzate dai sistemi radar e satelliti.

Sebbene i gestori wireless si siano sforzati di utilizzare il più alto gamma media e onda millimetrica (mmWave) per i vantaggi che offrono, è nella parte più bassa della zona al di sotto dei 6 GHz che è iniziata la maggior parte delle implementazioni del 5G.

La ragione di ciò era piuttosto semplice. Queste frequenze in banda bassa sono quelle più vecchie GSM, 3G, E 4G/LTE tecnologie hanno vissuto negli ultimi due decenni. Ciò significa che i vettori disponevano già delle licenze necessarie per questo spettro. Avevano anche migliaia di torri cellulari implementate che potevano essere riconfigurate per fornire il 5G senza la necessità di apparecchiature completamente nuove.

Cos'è il 5G a banda bassa?

Le frequenze in banda bassa sono tecnicamente definite come quelle al di sotto di 1 GHz. Tuttavia, nel contesto del wireless operatori, questo copre tutto al di sotto di 2,3 GHz, le frequenze in cui GSM, 3G e LTE hanno storicamente vissuto.

In Nord America, i servizi GSM originali utilizzavano quasi esclusivamente le frequenze 850 MHz e 1,9 GHz (1900 MHz). Successivamente, con 3G e LTE, tutti i vettori statunitensi si sono espansi sulle frequenze di 700 MHz e 1,7 GHz, mentre AT&T è salito anche nella gamma dei 2,3 GHz, T-Mobile ha aggiunto 600 MHz nella fascia inferiore, anche Sprint si è impostato sui 2,5 GHz gruppo musicale. Alcuni operatori in Canada e Messico hanno anche implementato servizi LTE a 2,6 GHz, ma a quei tempi questa frequenza più alta non era autorizzata per l'uso cellulare negli Stati Uniti.

Tuttavia, a parte Sprint, tutti i principali vettori statunitensi generalmente si sono attenuti alle quattro frequenze principali: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz e 1,9 GHz. Quando T-Mobile si è fusa con Sprint all'inizio del 2020, la sua rete 4G/LTE a 2,5 GHz è stata chiusa in modo che queste frequenze potessero essere riutilizzate per Il servizio 5G Ultra Capacity di fascia media di T-Mobile.

Quando AT&T e T-Mobile hanno iniziato a implementare le loro reti 5G, si sono attenuti alle frequenze che già utilizzavano e per le quali avevano le licenze. AT&T ha implementato il suo 5G a 850 MHz e T-Mobile ha implementato la sua rete nazionale utilizzando il suo spettro a 600 MHz. Verizon è andato dall'altra parte e all'inizio ha evitato del tutto le frequenze più basse. Invece, ha scelto la frequenza molto più alta mmWave spettro, dandogli un notevole vantaggio di velocità a scapito di una copertura abissale.

Cosa significa Sub-6?

Il termine sub-6 è diventato alquanto confuso, poiché inizialmente era usato per indicare tutte le frequenze inferiori a 6 GHz, in contrasto con mmWave, che inizia a 24 GHz.

Mentre la differenza tra frequenze inferiori a 6 GHz e mmWave è piuttosto sbalorditiva, quando l'industria ha iniziato a utilizzare il termine sub-6, la Federal Communications Commission (FCC) non aveva ancora fatto il frequenze medie in banda C disponibile per l'uso del 5G. Una volta che i vettori hanno iniziato a implementare il 5G nella gamma 2,5-4 GHz, è diventato chiaro che non tutte le frequenze inferiori a 6 GHz meritano di essere raggruppate insieme e alcune persone ora usano sub-6 per riferirsi solo al 5G a bassa banda.

Questo non è universalmente vero, però. Molti indicheranno correttamente che poiché Sub-6 significa ancora Sub-6GHz, dovrebbe applicarsi a tutte le frequenze inferiori a 6GHz, incluse frequenze più veloci come la banda C o lo spettro ancora più alto di 4-5 GHz che un giorno potrebbero essere liberate, insieme a 600 MHz più lenti di fascia bassa. Quindi, sub-6 è diventato un termine impreciso, ed è meglio riferirsi allo spettro 5G come banda bassa e banda media, poiché ci sono alcune differenze significative tra le due gamme di frequenza.

Il compromesso in banda bassa

Le frequenze a banda bassa sono state un frutto basso per la maggior parte dei vettori per iniziare le loro implementazioni 5G. Avevano già le necessarie licenze di spettro dalla FCC e almeno alcune apparecchiature radio e torri compatibili.

Più significativamente, tuttavia, lo spettro a banda bassa ha consentito ai vettori di implementare il 5G su una gamma molto più ampia. Le frequenze più basse viaggiano più lontano e non sono così soggette a interferenze da cose come edifici e alberi.

Sfortunatamente, il compromesso era che queste frequenze non offrivano un vantaggio significativo in termini di velocità rispetto alle reti 4G/LTE già esistenti.

Allo stesso modo in cui un router Wi-Fi multibanda offre una portata estesa con velocità inferiori sulla banda a 2,4 GHz rispetto a sulla banda a 5 GHz, i segnali cellulari nella gamma 600 MHz e 850 MHz possono percorrere grandi distanze, ma non sono molto veloce.

Questa strategia ha consentito a T-Mobile di essere il primo operatore a ottenere una rete 5G nazionale attiva e funzionante in tutti i 50 stati. Questi segnali a 600 MHz potrebbero percorrere una lunga distanza, consentendo a T-Mobile di coprire sostanzialmente più territorio con meno torri. Tuttavia, come un OpenSignal rapporto dell'inizio del 2020 ha mostrato che le velocità non erano notevolmente migliori della rete 4G/LTE di T-Mobile.

Nel frattempo, i vettori di altri paesi come la Corea del Sud avevano scelto di utilizzare banda media spettro per le loro implementazioni 5G, vantando numeri più impressionanti, mentre Verizon è in cima alle classifiche grazie al suo utilizzo di mmWave. Tuttavia, è anche importante notare che le velocità di 500 Mbps di Verizon erano disponibili solo per lo 0,4% dei suoi clienti. Sprint ha anche mostrato numeri migliori grazie al suo spettro di banda media a 2,5 GHz.

Verizon è arrivato in ritardo alla festa, ma anche alla fine ha implementato una rete 5G a banda bassa a livello nazionale alla fine del 2020 per portare il 5G al restante 99% dei suoi clienti. Per il suo 5G a banda bassa, Verizon ha scelto le bande da 850 MHz, 1,9 GHz e 1,7-2,1 GHz.

Condividere le onde radio

Il problema non erano solo le frequenze più basse utilizzate da AT&T e T-Mobile. Poiché la tecnologia 5G è più avanzata di 4G/LTE, dovrebbe funzionare più velocemente anche a 600 MHz e 850 MHz.

Tuttavia, quando AT&T e T-Mobile hanno implementato il 5G su queste frequenze, non potevano semplicemente disattivare i servizi 4G/LTE che erano già in esecuzione lì. Dovevano trovare un modo per far coesistere pacificamente il 5G con queste vecchie tecnologie wireless.

Quindi, si sono rivolti a una tecnologia nota come Dynamic Spectrum Sharing (DSS), una funzionalità del 5G che è stata esplicitamente progettata per farla funzionare insieme a 4G/LTE sulle stesse frequenze. In termini semplici, DSS consente di inserire i dati 5G in eventuali lacune inutilizzate nelle trasmissioni 4G/LTE.

L'utilizzo di DSS ha consentito alle implementazioni 5G di implementarsi molto più rapidamente sfruttando la capacità 4G/LTE inutilizzata, ma ha anche avuto un enorme svantaggio. DSS è una funzionalità 5G, quindi i segnali 5G sapevano come condividere le onde radio con i segnali 4G/LTE, ma a LTE non era mai stato insegnato come condividere.

Quindi, DSS 5G è costretto a cedere la precedenza ai segnali 4G/LTE, che hanno sempre la priorità. Su una rete 4G/LTE occupata o congestionata, le prestazioni 5G ne risentono.

Su Verizon, i risultati di DSS sono stati così negativi che Sascha Segan di PCMag ha detto agli utenti iPhone di Verizon di disattivare il 5G, soprannominando DSS un "sistema disperatamente lento" dopo che i test hanno rivelato che il DSS 5G del vettore non era quasi mai più veloce del 4G, ed era effettivamente più lento nelle principali città come New York e Chicago.

Lo spettro di riserva

Purtroppo, il problema è che i gestori vogliono spingere la percezione dell'offerta del 5G. Vogliono che le persone vedano l'icona "5G" illuminata sui loro smartphone, anche se non fornisce prestazioni migliori della rete 4G/LTE. Considera l'acrobazia con cui AT&T ha fatto qualche anno fa la sua rete “5G Evolution”., offrendo ai suoi clienti un'icona "5G E" per la sua rete 4G/LTE leggermente migliorata.

Lasciando da parte la stupidità di AT&T, vedere un "5G" sul tuo telefono di solito significa che sei connesso a una vera rete 5G. Tuttavia, ciò non significa che vedrai velocità 5G impressionanti. Se utilizzi frequenze 5G a banda bassa, otterrai velocità 5G a banda bassa che di solito non saranno molto migliori rispetto all'utilizzo di 4G/LTE.

Tuttavia, anche se i gestori distribuiscono reti più veloci utilizzando Spettro in banda media e in banda C, ci sarà sempre posto per il 5G a banda bassa. Con l'ampia gamma offerta dallo spettro 600MHz-850MHz, sono queste frequenze su cui i vettori continueranno a fare affidamento per coprire le aree meno popolate. Semplicemente non vale la pena installare dozzine di nuove torri per coprire un numero relativamente piccolo di clienti.

I vettori hanno utilizzato una strategia simile anche ai tempi del GSM. In Canada, 1,9 GHz è stato utilizzato esclusivamente nei principali centri urbani, mentre 850 MHz sono stati utilizzati per la copertura rurale. I problemi di licenza di frequenza hanno impedito a questo approccio di essere utilizzato così ampiamente negli Stati Uniti. Tuttavia, i vettori tendevano ancora a utilizzare frequenze più alte nelle città e frequenze più basse nelle campagne, ove possibile.

Ora che i vettori hanno ampie fasce di spettro di banda media con cui giocare, le implementazioni del 5G stanno cadendo lungo linee ancora più drammatiche. La maggior parte dei clienti 5G sarà coperta dallo spettro della banda media, con maggiore velocità e capacità mmWave implementato in aree dense dove la congestione della rete è un problema, come stadi e aeroporti. Il 5G a banda bassa diventerà effettivamente lo spettro di riserva per assicurarti di ottenere ancora il 5G quando non c'è niente di meglio disponibile.

La buona notizia è che le velocità del 5G a banda bassa dovrebbero migliorare man mano che sempre più persone passano agli smartphone 5G e abbandonano il 4G/LTE tecnologia alle spalle, evitando problemi di congestione poiché il 5G DSS non deve più cedere tanto spazio ai vecchi cellulari tecnologie. Alla fine, il 4G/LTE sarà completamente disattivato, anche se probabilmente a quel punto saremo passati al 6G.

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