Cos'è la banda C? Spiegazione del 5G di fascia media

Potresti aver notato che il lancio di 5G è stato molto più complicato dei precedenti progressi nella tecnologia cellulare. Certamente, ai tempi delle implementazioni 3G e 4G/LTE, non sentivamo termini come "banda media", "banda C", "mmWave" e "sub-6GHz" lanciati in giro.

Naturalmente, quelle tecnologie non promettevano di rivoluzionare le comunicazioni wireless allo stesso modo 5G ha. È corretto affermare che anche il miglior servizio 4G/LTE era principalmente limitato all'utilizzo da parte di smartphone e tablet. Al contrario, 5G sta già diventando un valido sostituto dei servizi Internet domestici e aziendali.

Dopotutto, 5G può offrire le velocità elevate e la latenza inferiore che una volta erano dominio esclusivo di costosi piani cablati a banda larga. Tuttavia, tutto quel potere arriva con una serie di sfide.

Il principale tra questi è trovare le migliori frequenze per 5G segnali radio. Le onde radio non stanno diventando meno affollate e i vettori e le autorità di regolamentazione devono capire dove metterle 5G segnali in modo che non interferiscano con nient'altro.

Tuttavia, per 5G per mantenere la sua promessa, deve anche aprire nuovi orizzonti nello spettro radio, utilizzando frequenze che non hanno mai trasportato servizi cellulari prima d'ora.

Il compromesso di frequenza

Esiste una relazione diretta tra frequenza, velocità e portata quando si lavora con le frequenze radio. Le frequenze più alte forniscono una maggiore larghezza di banda, il che significa velocità più elevate, ma non possono coprire un'area altrettanto ampia. Le frequenze più basse viaggiano molto più lontano e possono persino penetrare oggetti solidi come i muri in modo molto più efficace, ma sono relativamente lente.

Probabilmente hai già familiarità con questo concetto se hai mai provato a ottimizzare il tuo router Wi-Fi domestico. La banda a 2,4 GHz offre una portata migliore a velocità inferiori, mentre la banda a 5 GHz offre velocità più elevate a una distanza minore. È lo stesso principio con le frequenze cellulari.

A casa tua, questo può essere risolto spostando il tuo router Wi-Fi in una posizione migliore o investendo in un sistema Wi-Fi mesh per fornire una copertura extra. I gestori di telefonia mobile devono fare essenzialmente la stessa cosa; l'uso di frequenze più alte richiede che costruiscano più torri.

Ora, poiché ci aspettiamo 5G per essere significativamente più veloce dei servizi cellulari precedenti, deve funzionare su frequenze più elevate rispetto ai vecchi servizi 3G o 4G/LTE. Sebbene 5G offre alcune innovazioni che gli consentono di utilizzare al meglio qualsiasi larghezza di banda di cui dispone, è ancora limitato dalle leggi della fisica sulla quantità di dati che può contenere in una data frequenza.

La battaglia per lo spettro

Naturalmente, i segnali cellulari non sono le uniche cose che utilizzano le onde radio. Anche a casa tua, tutto, dal router Wi-Fi all'apriporta del garage, funziona nello stesso spettro di radiofrequenza (RF) generale. Nel resto del mondo ci sono servizi radioamatoriali, apparecchiature aeronautiche, radio marittime, GPS, apparecchiature meteorologiche e molto altro.

Per evitare che tutte queste cose interferiscano l'una con l'altra, la Federal Communications La Commissione (FCC) regola quali frequenze possono essere utilizzate e chi può utilizzarle attraverso la licenza disposizioni.

Prima 5G è arrivato, i servizi cellulari hanno sempre vissuto nella zona da 600 MHz a 2.300 MHz (2,3 GHz), concentrati principalmente intorno a 800 MHz e 1,9 GHz. I vettori hanno acquisito licenze per questo spettro dalla FCC molti anni fa, e poiché le tecnologie più recenti come 3G e 4G/LTE operavano nella stessa gamma, raramente c'era bisogno di acquistare nuovi spettro.

Tutto è cambiato quando 5G arrivato. Mentre corro 5G su queste frequenze più basse è ancora possibile, quella non è la sua casa ideale. Banda bassa 5G offrirà solo miglioramenti delle prestazioni incrementali rispetto a 4G/LTE per vari motivi. Per beneficiare veramente di cosa 5G ha da offrire, i vettori dovevano mettere le mani su uno spettro di frequenze più elevate.

Lo spettro della banda media

Al di sopra delle frequenze più comunemente utilizzate per i servizi cellulari si trova lo spettro "midband" o "midrange". Mentre questo va da 1 GHz a 6 GHz, il "5G banda media” è considerata compresa nell'intervallo da 2,4 GHz a 4 GHz. Questo è anche il punto debole per 5G. Fornisce il miglior equilibrio tra prestazioni e autonomia; può fornire velocità significativamente più elevate rispetto a 4G/LTE senza richiedere agli operatori di implementare centinaia di torri aggiuntive.

È qui che si trova lo "spettro della banda C" di cui tutti abbiamo sentito parlare così tanto ultimamente. La "banda C", in questo caso, si riferisce allo spettro 3,7-3,98 GHz che la FCC ha messo all'asta all'inizio del 2021.

Tuttavia, tecnicamente parlando, le frequenze da 2 a 4 GHz sono designate come parte della "banda S", mentre la banda C va da 4-8GHz. Quando la FCC è andata alla ricerca di uno spettro che potesse essere riallocato per 5G uso, è riuscito a trovare un pezzo da 3,7 a 4,2 GHz che poteva essere liberato e, poiché è entrato nel territorio della banda C, ha scelto di usare quel nome per l'intero blocco di spettro.

La banda 3,7-4,2 GHz è stata inizialmente assegnata per l'utilizzo da parte di Fixed Satellite Service (FSS) per il trasferimento di dati dallo spazio alle stazioni terrestri. Poiché era accoppiato con la banda 5,925-6,425 GHz per inviare i segnali nello spazio, l'intero blocco era noto come "banda C convenzionale" poiché era lì che risiedeva la maggior parte dei segnali.

La FCC è stata in grado di farlo ritagliare 280 MHz di spettro in questa banda - le frequenze 3,7–3,98 GHz - per l'uso da parte di 5G operatori. Questo è diventato parte della storica asta FCC 2020-2021 in cui Verizon ha pagato $ 45,4 miliardi da record per mettere le mani su questo nuovo spettro essenziale.

Tuttavia, Verizon non era solo in questo. AT&T ha perso $ 23,4 miliardi e l'offerta di T-Mobile è arrivata a $ 9,3 miliardi.

Il lancio della banda C

Una volta calata la polvere sull'asta dello spettro della FCC, Verizon e AT&T si sono subito messi al lavoro utilizzando le loro nuove frequenze, pianificando di iniziare a lanciarle il 5 dicembre 2021.

Purtroppo, ne è scaturita la polemica quando la Federal Aviation Administration (FAA) e il Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti hanno chiesto un ritardo nelle implementazioni, avvertendo che le nuove frequenze erano pericolosamente vicine alla gamma 4,2–4,4 GHz utilizzata dagli altimetri radar degli aerei. Dopo una serie di rinvii, il 19 gennaio 2022, i due vettori hanno girato la chiave del loro nuovo servizio di banda media, offrendo finalmente veri 5G velocità ai propri clienti.

Verificato ha incorporato la nuova banda C nel suo servizio a banda ultralarga 5G, inizialmente implementato utilizzando lo spettro mmWave a frequenza molto più elevata e a corto raggio. Il risultato, ha affermato il vettore, è stato che più di 100 milioni di persone in più sarebbero state coperte in più di 1.700 città.

AT&T ha preso un approccio lento ma costante, inizialmente estendendo il suo spettro in banda C in sole sette città, con l'intenzione di espandersi gradualmente.

Tuttavia, anche AT&T ha giocato le sue carte con più attenzione. Mentre Verizon ha puntato tutti i suoi soldi sull'asta 3,7-3,98 GHz, AT&T ha coperto le sue scommesse, raccogliendo un po 'della frequenza più alta spettro ma resistendo fino a quando non potrebbe recuperare un pezzo meno controverso in un'asta successiva: 40 Mhz di spettro nella banda 3,45-3,55 GHz allineare.

Cambiare il paesaggio

Il lancio di 5G servizi sul nuovo spettro in banda C sta già trasformando il 5G paesaggio permettendo tutti e tre i vettori per offrire le velocità per cui il 5G è nato.

Prima del lancio della banda C, AT&T e Verizon erano bloccati utilizzando lo spettro a bassa frequenza e condividendolo con le loro reti 4G/LTE utilizzando la tecnologia Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Il risultato è stato Velocità 5G appena distinguibili dal servizio 4G/LTE.

T-Mobile era l'unico vettore in vantaggio. Grazie al suo Fusione nel 2020 con Sprint, l'Un-carrier aveva messo le mani su una fascia più ampia di spettro a 2,5 GHz precedentemente utilizzato per i servizi 4G/LTE di Sprint. Ha rapidamente disattivato quelle torri Sprint e ha riproposto quello spettro per la sua capacità ultra 5G servizio.

Di conseguenza, T-Mobile ha raggiunto oltre 200 milioni di clienti con impressionanti 5G accelera mesi prima che AT&T e Verizon potessero persino iniziare il lancio della banda C. Questo è il motivo per cui T-Mobile è stato costantemente al primo posto In 5G prestazioni, copertura e affidabilità.

Tuttavia, questo divario si è ridotto negli ultimi mesi quando Verizon e AT&T hanno fatto buon uso del loro nuovo spettro in banda C. Sebbene anche T-Mobile abbia raccolto parte di quello spettro nell'asta dello scorso anno, lo sta utilizzando per integrare la sua rete esistente a 2,5 GHz piuttosto che per creare celle completamente nuove.

Mentre T-Mobile ha avuto un evidente vantaggio, AT&T e Verizon potrebbero avere un deciso vantaggio utilizzando esclusivamente le frequenze della banda C più alte. Non sarà così significativo come il passaggio dalla banda bassa alla banda C, ma lo spettro 3,7-3,98 GHz dovrebbe comunque consentire entrambi vettori per offrire velocità ancora più elevate, anche se ciò significa che devono costruire qualche torre in più per garantire una velocità ottimale copertura.

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