איזה תדר זה 5G? כל טווחי ה-5G השונים, הוסבר

אם חשבת 5G נראה מסובך יותר מהטכנולוגיות הסלולריות שהגיעו קודם לכן, אתה לא לגמרי טועה. 5G מבטיח ביצועים מהירים יותר, כיסוי טוב יותר וקישוריות בכל מקום כדי להניע את הדור הבא של מכוניות אוטונומיות ומכשירים חכמים. כדי להשיג זאת, היא צריכה לדחוף את הגבולות של מה שהיה אפשרי עם טכנולוגיות סלולריות ישנות יותר.

זה גם דורש 5G לפעול על פני טווח הרבה יותר רחב של תדרים. אחרי הכל, אנחנו מדברים על טכנולוגיה שיש לה פוטנציאל לכך להחליף חיבורי פס רחב קוויים ואפילו רשתות Wi-Fi מסורתיות רבות. בעתיד, רשת 5G לא תהיה משהו שאתה רק נופל עליו כאשר חיבור טוב יותר אינו זמין - ייתכן מאוד שזו החיבור הטוב ביותר שאתה יכול להשיג.

אז באיזה תדר פועלת רשת 5G? אין לזה תשובה חד משמעית, אבל זה גם לא מסובך כמו שזה נראה במבט ראשון. רשתות 5G משתמשות בתדרים רבים ושונים, אך את כולם ניתן לקבץ לשלושה טווחים ספציפיים, לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו.

הפשרה בין המהירות והטווח

לפני שנדון בטווחי התדרים המשמשים את 5G, חיוני להבין מדוע יש צורך בכל כך הרבה תדרים שונים. התשובה לשאלה הזו היא משהו שאולי כבר חווית בבית שלך.

מוֹדֶרנִי נתבי Wi-Fi פועל בשני תדרים: 2.4GHz ו-5GHz. אם אי פעם ניסית להשיג את כיסוי ה-Wi-Fi הטוב ביותר בביתך, כנראה שנתקלת במציאות בסיסית של אופן הפעולה של גלי רדיו. תקבל מהירויות איטיות יותר כאשר אתה מחובר לרשת 2.4GHz שלך, אבל אתה יכול גם להישאר מחובר גם כשאתה מתרחק מהנתב. מצד שני, ערוץ 5GHz נותן לך ביצועים הרבה יותר טובים, אבל אולי לא תגיע לקצה השני של הבית שלך.

בעוד שלאלה יש טווח קצר בהרבה ממגדלי רדיו סלולריים, אותם עקרונות חלים. תדרים גבוהים יותר יכולים לשאת יותר נתונים אבל לא נוסעים כל כך רחוק ולא חודרים חפצים מוצקים כמעט באותה מידה. תדרים נמוכים הולכים הרבה יותר רחוק ונוטים פחות להפרעות, אבל הם גם הרבה יותר איטיים.

מפעילי רשתות סלולריות צריכים לשקול את אותן הפשרות בעת בניית רשתות ה-5G שלהן. אותות 5G בתדירות הגבוהה ביותר יכולים לספק מהירויות אלחוטיות מהירות בטירוף אבל לא יכול לכסות הרבה יותר מבלוק עירוני. בקצה השני של הספקטרום, אותות בתדר נמוך יכולים לעבור קילומטרים אבל אל תציע ביצועים טובים יותר באופן ניכר מטכנולוגיות 4G/LTE ישנות יותר.

Sub-6 לעומת mmWave

כאשר 5G יצא, התעשייה חילקה את התדרים לשני טווחים רחבים בדרך כלל: תת-6GHz (Sub-6) ו גל מילימטר (mmWave).

כפי שהשם מרמז, תדרי ה-Sub-6 נועדו לכלול את כל אלה מתחת ל-6GHz, בעוד שספקטרום mmWave של 5G התחיל בסביבות 24GHz ועלה משם.

מבחינה מעשית, ההשקה המוקדמת של Sub-6 5G נשארה בעיקר מתחת לטווח 2GHz. מכיוון שהתדרים האלה כבר היו בשימוש על ידי 4G/LTE ואפילו רשתות 3G ישנות יותר, לספקים כבר היו הרישיונות הדרושים לשימוש בהם. זה הקל על פריסה מהירה של 5G על גבי הרשתות הקיימות שלהם, וזה בדיוק מה ש-T-Mobile ו-AT&T עשו.

באופן ספציפי, AT&T ו-T-Mobile הגדירו את רשתות ה-5G שלהם באותם תדרי 850MHz ו-1.9GHz (1900MHz) המשמשים את רשתות GSM "2G" המוקדמות ביותר ותדרי 700MHz ו-1.7GHz (1700MHz) שנכנסו לשימוש עם 3G ו-LTE השקות. AT&T גם הריצה כמה שירותי 5G בטווח של 2.3GHz, בעוד T-Mobile ירדה ל-600MHz כדי לקבל כיסוי טוב עוד יותר עבור רשת ה-5G ה"ארצית" שלה.

בינתיים, Verizon החליטה ללכת בכיוון ההפוך עם השקת ה-5G הראשונית שלה, תוך שימוש בתדר 28GHz mmWave המהיר בהרבה. זה אפשר ל-Verizon להתפאר במהירויות המהירות ביותר; א 2020 OpenSignal הדוח הוביל את Verizon היטב בעולם, עם מהירויות הורדה ממוצעות של 506Mbps מכיוון שלא היו לה רשתות Sub-6 5G כדי להוריד את התוצאה שלה. עם זאת, הטווח המצומצם ביותר של תדרי mmWave התכוון פחות מ-1% מלקוחות Verizon אפילו ראו את רשת ה-5G של החברה מופיעה בסמארטפונים שלהם.

האתגרים של 5G בפס נמוך

5G בפס נמוך אפשרו ל-AT&T ול-T-Mobile להפעיל את הרשתות שלהם מהר מאוד מכיוון שהם לא היו צריכים לחכות לרישיונות חדשים, בנוסף הם יכלו גם לחזור על תשתית 4G קיימת. עם זאת, זו הנקודה האחרונה שעשתה זאת ביצועי 5G מוקדמים כל כך עצומים עבור אנשים רבים.

כדי לגרום ל-5G ו-4G להתקיים בשלום באותם תדרים, הספקים היו צריכים לפנות לטכנולוגיה הידועה בשם שיתוף ספקטרום דינמי (DSS). יכולת 5G חדשה זו אפשרה לה להניב את גלי האתר לתעבורת 4G ישנה יותר.

הבעיה עם זה היא שרשתות 4G לא יודעות דבר על DSS; 4G לא לימדו כיצד לשתף, אז תמיד היה עד לתעבורת 5G לזוז הצידה בנימוס בכל פעם שהופיעה תעבורת 4G. במילים אחרות, אותות 4G ישנים ואיטיים יותר תמיד קיבלו עדיפות על פני 5G חדש ומהיר יותר.

המשמעות היא שמלבד הקיבולת המוגבלת של תדרים נמוכים יותר, רשתות 5G בפס נמוך נאלצו להתמודד גם עם לפנות מקום לכל תעבורת ה-4G באותם גלי שידור. אין זה פלא שרשתות 5G מוקדמות לא יכלו לספק מהירויות שהיו מהירות באופן ניכר מ-4G.

גם כאשר Verizon סוף סוף הפעילה את רשת ה-National 5G שלה בפס נמוך בסוף 2020 כדי להביא את 5G ל-99% האחרים שלה. ללקוחות, ביצועי ה-5G שלו היו כל כך גרועים עד שכמה מומחים המליצו לאנשים לכבות את ה-5G בסמארטפונים שלהם כדי לחסוך חיי סוללה.

ספקטרום אמצע הלהקה חדש משנה את המשחק

בעקבות ההשקה הראשונית הללו, קרו שני דברים שהראו כי ייתכן שמומחים בתעשייה טעו באיחוד של כל התדרים מתחת ל-6GHz לקטגוריית "Sub-6" אחת.

שני אלה כללו שימוש בא ספקטרום אמצע פס בתדר גבוה יותר, למרות שהמובילים התקרבו אליו משתי זוויות שונות.

הודות ל המיזוג שלה ב-2020 עם ספרינט, ל-T-Mobile היה אס בשרוול. ספרינט בחרה בבחירה יוצאת דופן להפעיל את רשת ה-4G/LTE שלה כמעט אך ורק על טווח של 2.5GHz, הרבה מעל הטווח המשמש את הספקים האחרים ורשתות GSM ו-3G ישנות יותר.

עם זאת, במקום להשאיר את רשת ה-4G/LTE הישנה יותר בסביבה, T-Mobile הוציאה משימוש כירורגית את כל המגדלים של ספרינט, משחרר את הספקטרום הזה של 2.5GHz לשימוש בלעדי בהפצות 5G חדשות. זה נתן ל-T-Mobile תדרים מהירים יותר לשחק איתם שלא יועמסו על ידי אותות 4G. לפיכך, לתעבורת 5G היה נתיב ברור בגלי שידור אלה ללא צורך בשימוש ב-DSS כדי להיכנע לתעבורת 4G ישנה יותר. זה הפך לעמוד השדרה של רשת 5G Ultra Capacity של T-Mobile.

AT&T ו-Verizon לא היו כל כך ברי מזל. בעוד של-AT&T היה ספקטרום של 2.3GHz, לא היה לו מספיק כדי לעשות את ההבדל. במקום זאת, שני הספקים נאלצו להמתין עד שוועדת התקשורת הפדרלית (FCC) תשחרר עוד קצת ספקטרום במה שמכונה כיום טווח C-band.

במכירה פומבית של FCC בתחילת 2021 ירדה Verizon 45.4 מיליארד דולר כדי להבטיח כמה שיותר מהספקטרום הזה. AT&T גם הוציאה יותר מ-23 מיליארד דולר, ואפילו T-Mobile לקחה חלק מהעוגה תמורת 9.3 מיליארד דולר. זה נתן לספקים את הזכות להפעיל רשתות 5G בתדרים שבין 3.7GHz ל-3.98GHz.

שני המובילים התחילו להשתמש בספקטרום החדש הזה מוקדם יותר השנה, והתדרים הגבוהים כבר נמצאים מוכיחים את עצמם יותר ממסוגלים לספק את המהירויות ש-5G הבטיח מלכתחילה. בעוד ל-T-Mobile יש התחלה הודות לפריסות מוקדמות יותר של 2.5GHz, Verizon מדביקה את הקצב במהירות, ו-AT&T לא נמצאת הרבה יותר מאחור.

בעוד שהתדרים של פס האמצע ופס ה-C נמצאים הרבה מתחת ל-6GHz, הם נמצאים במחלקה שונה לחלוטין מהתדרים הנמוכים שהגדירו בתחילה את טווח Sub-6.

איפה mmWave משתלב?

למרות שספקטרום הביניים בלט את עצמו כמקום המתוק עבור 5G, ומציע את השילוב הטוב ביותר של טווח וביצועים, עדיין יש מקום ל mmWave בהשקת 5G.

וריזון אולי עשתה שגיאה טקטית כשהכניסה את כל הביצים שלה לסל mmWave, אבל היה לה את הליבה של רעיון טוב. רק mmWave יכול לספק את האמינות והביצועים הדרושים באזורים מאוכלסים בצפיפות.

AT&T ו-T-Mobile אולי הבינו את זה טוב יותר. שניהם הוציאו את mmWave בצורה אסטרטגית יותר, וכיסו מקומות כמו אצטדיונים, אולמות קונצרטים, שדות תעופה ומקומות אחרים שבהם סביר שיתכנסו אלפי או עשרות אלפי אנשים.

זה במצבים כאלה שבהם mmWave זורחת. הקיבולת הגבוהה יותר של תדרי 28GHz ו-39GHz המשמשים עבור 5G mmWave פירושה יותר רוחב פס עבור הרבה יותר מכשירים. אם אי פעם היית מתוסכל מביצועי 4G גרועים או אפילו מחוון "No Signal" בעת השתתפות באירוע ספורט או קונצרט עמוס, תשמח לדעת ש-mmWave פותר זאת. על ידי שימוש בתדרים גבוהים אלה, ספקים יכולים לספק ביצועי 5G מוצקים לאלפי משתתפים באצטדיון מבלי להזיע.

תמהיל התדרים של 5G

זה כנראה ברור כבר עכשיו שאין תדר מושלם אחד עבור רשתות 5G לרוץ. כדי שהספקים יעמדו במה שמבטיחים 5G, עליהם להשתמש בשילוב של ספקטרום 5G בהתאם לנסיבות.

בזמן פס C ותדרים אחרים של פס אמצע יהיו הפרוסים הנפוצים ביותר באזורים עירוניים, אלה מוגזמים לכיסוי כפרי שבהם הטווח חשוב יותר מביצועים.

זו הסיבה לכך 5G בפס נמוך מגדלים ימשיכו לכסות את האזור הכפרי, והחדשות הטובות הן שככל שיותר אנשים יעברו לסמארטפונים 5G ואחרים מכשירים, כמות תעבורת ה-4G בתדרים אלו תפחת, ותסלול את הדרך למהירויות 5G מהירות יותר אפילו בתדרים הנמוכים יותר. תדרים.

בינתיים, הספקים ימשיכו להשלים את רשתות ה-5G המהירות הבינוניות שלהם mmWave מקלטי משדר במקומות כמו אצטדיונים ושדות תעופה שבהם יש צורך בקיבולת נוספת כדי לתמוך בקבוצות גדולות של אנשים. ל-Verizon גם אין תוכניות לסגור את רשת mmWave המקורית שלה שכבר נמצאה באזורים עירוניים רבים במרכז העיר.

מה הלאה עבור ספקטרום 5G?

שלושת טווחי התדרים הללו הם רק ההתחלה. הספקים כבר מתחרים על בלוקים חדשים של ספקטרום 5G, אם כי ייקח קצת זמן עד שכל החלקים יוכנסו למקומם.

למשל, שחקן רביעי על המגרש, צַלַחַת, יכול בסופו של דבר להיות סוס אפל במירוץ הזה. עולה מאפר מיזוג T-Mobile/Sprint, דיש לאחרונה הפעילה את רשת ה-Smart 5G החדשה שלה שמשתמשת בטכנולוגיה חדשה ומהפכנית מבוססת ענן כדי להפוך את זה למהיר ובמחיר סביר יותר להשיק את שירות ה-5G שלה ברחבי הארץ.

המנה הייתה שתדלנות ל-FCC כדי לפתוח את פס ה-12GHz, למרות שהוא נמצא כרגע במאבק על הספקטרום הזה עם שירות SpaceX Starlink של אילון מאסק. קשה לומר כיצד 12GHz ישתלב בתמהיל ה-5G - אנחנו אפילו לא בטוחים איך לקרוא לזה מכיוון שהוא חי בפער העצום בין Sub-6, שעוצר ב-6GHz, לבין mmWave, שמתחיל ב-24GHz.

עם זאת, ספקטרום 12GHz זה יכול להפוך למקום מתוק חדש, המספק מהירויות מהירות אפילו יותר מבלי להקריב כמעט טווח כמו ה-mmWave של 28GHz.

גם T-Mobile ו-Dish בבעלות קולקטיבית רישיונות עבור 99% מהספקטרום של 47GHz, למרות שעדיין לא ברור מה אחד הספקים מתכנן לעשות עם זה. ה-FCC מתכנן גם לתת רישיון לספקטרום גלי mmWave נוספים בטווחי 57-64GHz, 71GHz, 81GHz ו-92GHz.

לא כל ספק תולה תקוות בספקטרום תדר גבוה במיוחד (EHF). T-Mobile עבדה על השגת מהירויות כמו mmWave ברשתות Sub-6 באמצעות תכונה חדשה המכונה טכנולוגיית Carrier Aggregation. כפי שהשם מרמז, זה קושר מספר ערוצי 5G בפס נמוך ובאמצע פס יחד, תוך שילוב רוחב הפס שלהם.

עם זאת, המכשול הגדול ביותר ליוזמות חדשות אלה יהיה ההמתנה ליצרני השבבים והטלפונים להדביק את הפער. האחרונה של קוואלקום Snapdragon X60 מציעה תמיכה בסיסית באסטרטגיית ה-Crier Aggregation של T-Mobile, בעוד ה-X65 החדש יותר X70 לשפר את זה. זה אומר את אייפון 13, גלקסי S21, ודגמים עדכניים יותר מוכנים לכך. עם זאת, טלפונים 5G המוקדמים ביותר כמו אייפון 12 וסמסונג Galaxy S20 Ultra לא יוכל לנצל את זה.

ספקטרום חדש זה עניין אחר לגמרי. ספקים יכולים לפתוח כל ספקטרום שה-FCC יאפשר להם, אבל גם סמארטפונים חייבים להיות מוכנים לכך תומכים בתדרים אלה - ורובם אינם חורגים מהסטנדרטים שכבר היו נרחבים נפרס.

לדוגמה, אין עדיין טלפונים בשוק התומכים בפס 12GHz שדיש מנסה לרכוש, וכן מכיוון שתדר זה אינו בשימוש על ידי אף אחד אחר, דיש יצטרך לשכנע יצרנית סמארטפונים להיכנס לסיפון זה. הדבר נכון גם לגבי ספקטרום 47GHz בתדר גבוה יותר.

עם זאת, יש קשר הדוק מספיק בין מפעילי רשתות סלולריות ליצרני חומרה, כך שאם הספקים יבנו אותו, יצרניות הסמארטפונים יבואו. הנקודה הקריטית היא שהדברים האלה לוקחים זמן, אז למרות שספקטרום ה-5G ללא ספק יתרחב בשנים הקרובות, זה לא יקרה בן לילה.

המלצות עורכים

• ההובלה העצומה של T-Mobile במהירויות 5G לא הולכת לשום מקום
• הנתב M6 Pro החדש של Netgear מאפשר לך להשתמש ב-5G מהיר בכל מקום שאתה הולך
• ה-5G של T-Mobile עדיין חסר תחרות - אבל האם המהירויות עלו ברמה?
• הנה כמה מהיר באמת 5G בסמסונג גלקסי S23 שלך
• מה זה UW 5G? המשמעות האמיתית מאחורי הסמל בטלפון שלך