のロールアウト 5G技術 世界中の無線規格は、以前の無線規格に比べてかなり複雑になっています。 5G は前例のないレベルのパフォーマンスを要求するため、通信事業者は、確実にサービスを提供できるように、困難な無線周波数の海を乗り越える必要があります。 可能な限り最高の速度とカバレッジ.
コンテンツ
- ミリ波とは何ですか?
- 範囲 vs. スピード
- 驚異的な宇宙速度、わずかな範囲
- ミリ波の展望
- ミリ波の利点
- 主要なミリ波周波数
- 未来はCバンドです
古い GSM、3G、および 4G/LTE テクノロジーは比較的狭い周波数帯域内で動作していたため、通信事業者がネットワークを展開する際の選択肢はある程度限られていました。 比較すると、 5G 低帯域 600MHz から非常に高い 47GHz 周波数までのスペクトル全体をカバーします。
その結果、5G は通信事業者に 5G ネットワークを最適に展開するための豊富なオプションを提供し、カバレッジとパフォーマンスの理想的なバランスを模索できるようになります。 理想的な状況下では、すべての人に最高の 5G が提供されます。 ただし、現実の世界では状況はかなり複雑です。
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ミリ波とは何ですか?
5G スペクトルのこの範囲の上限には、24 GHz から 47 GHz までの mmWave (「ミリ波」) 周波数が存在します。 専門的に言えば、ミリメートル 波は、30 GHz ～ 300 GHz の極超短波 (EHF) 範囲として定義されており、波長が 1 つだけ短くなる周波数であるため、この名前が付けられました。 ミリメートル。
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ただし、同様に、 Cバンドスペクトル、連邦通信委員会 (FCC) は、米国のミリ波範囲の下限を、スーパーハイの上限範囲から始まるように再定義しました。 周波数 (SHF) ゾーン。24 GHz から始まり、途中で EHF にクロスオーバーし、現在割り当てられているスペクトルの上限である 47 GHz に達します。 5G。
FCC は、最終的にはさらに高いミリ波スペクトルのライセンスを取得する予定であり、現在ライセンスが適用されていない 57 ～ 64 GHz の範囲と、あまり使用されていない 71 GHz、81 GHz、および 92 GHz の周波数に注目しています。 ただし、特に通信事業者がすでに所有しているミリ波スペクトルをまだ完全に活用していないため、それはまだ数年先になる可能性があります。
範囲 vs. スピード
一緒に仕事をした人として 家庭用Wi-Fiルーター 周波数が高くなると帯域幅が増えて速度が速くなりますが、これには通信範囲とカバレッジが犠牲になります。 ルーターからの 2.4 GHz の信号は家全体をカバーする可能性がありますが、速度は比較的遅くなります。一方、5 GHz の信号は家全体をカバーします。 周波数はゲームやストリーミングに優れたパフォーマンスを提供しますが、地下室や自宅に届かない可能性があります 部屋。
これは、電波に関してはまさに物理法則がどのように機能するかです。 周波数が高いほど速度は速くなりますが、低い周波数や遅い周波数ほど遠くまで到達することはできません。
携帯電話会社は、Wi-Fi ルーターの理想的な設置場所を見つけるのと同じように、強力で高速な信号を顧客に届けるという課題に直面しています。 ただ、通信事業者はこれよりも大規模に対処する必要があります。
より高い周波数を使用すると、通信事業者はより高速な速度を提供できるようになりますが、トレードオフとして、 より多くのタワーを構築し、より近くに配置して、低周波信号と同じカバレッジを提供します。 するだろう。
驚異的な宇宙速度、わずかな範囲
かつては、高周波ミリ波 5G 帯域が 5G テクノロジーの将来になると多くの人が信じていました。 結局のところ、それは届けることができます とんでもなく印象的なスピード これは、ほとんどの有線ブロードバンド サービスの能力をはるかに超えています。
理想的な条件下では、ミリ波周波数での 5G 速度は 4Gbps に達しますが、 500Mbps ～ 1Gbps ゾーン内にあるデバイスを見つけるのが一般的です。. ただし、最も遅いミリ波速度であっても、より低い周波数を使用すると、平均的な 5G パフォーマンスよりも 3 ～ 4 倍高速になります。
一部の通信事業者がすぐに発見したように、問題は、これらの非常に高い周波数の到達距離が憂鬱なほど短いことです。 1 台のミリ波トランシーバーでは、市街地よりはるかに広い範囲を確実にカバーできるとは考えられません。
ミリ波信号が 24 GHz で始まり、Wi-Fi やセルラー通信に通常使用される周波数よりも 1 桁高いことを考えると、これは驚くべきことではありません。
ただし、特にこれらの周波数上のすべてのものの到達距離も同様に短いため、通常は干渉を引き起こす可能性のあるものの範囲から十分に外れています。 通常、EHF スペクトルは、衛星気象システム、軍用兵器レーダー、警察の速度レーダー、空港の検問所の保安検査システムで使用されています。
ミリ波の展望
これらすべてを念頭に置くと、ほとんどの通信事業者がミリ波テクノロジーにあまり取り組んでいないのも不思議ではありません。
米国の通信事業者では Verizon のみ 初期の5G展開ではミリ波に大きく賭ける. AT&T はそれに手を出しましたが、T-Mobile は主にそのスペクトルを避けていました。
Verizon はこの賭けにより、早い段階で驚くほど速い 5G 速度を誇ることができました。 による 2020 年のレポート オープンシグナル Verizon が世界的に大きくリードしており、平均ダウンロード速度が次に近いライバルである韓国の LG U+ の 2 倍以上であることがわかりました。
ただし、これらの高速性の秘訣は、Verizon が自社の 5G ネットワーク専用にミリ波スペクトルを使用していることでした。 この通信事業者には、数字を下げるような低速のミッドバンドまたはローバンドの 5G ネットワークはありませんでした。 これは、元々存在していた Verizon の 5G Ultra Wideband Network です。 ほぼ完全に 28GHz スペクトルで動作しました。
さらに、Verizon の 506Mbps の速度にはかなり大きな条件が必要でした。通信事業者の顧客の 99% はこの速度を利用できませんでした。 ミリ波の通信範囲は非常に短いため、ベライゾンはそれを超えてミリ波を導入していませんでした。 いくつかの主要な都市中心部、 と オープンシグナル Verizon の顧客は、ミリ波 5G ネットワークにアクセスした時間は約 0.4% にすぎないと指摘しました。 この図 2021年までに0.8%に倍増しかし、それでも Verizon の顧客が 99% 以上の時間を 4G/LTE 接続に費やしていることを意味します。
AT&T ミリ波のより戦略的な使用を選択しました. 同社は早い段階で 24 GHz 5G 周波数帯域のライセンスを取得しており、主にいくつかの都市でのビジネス用途に導入されていました。 その後、同社は 12 億ドルを投じて 39 GHz スペクトルのかなりの部分を取得し、顧客への展開をより積極的に行っています。 AT&T はこれを 5G+ サービスと呼んでいます。
技術的に言えば、T-Mobile はいくつかの都市でミリ波を導入していますが、通信事業者はそれについてあまり語っていません。 T-Mobile は、ライバルが参入するずっと前から、十分な高速ミッドバンド スペクトルを持っていました。 誰もが欲しがるCバンドスペクトルそのため、通信事業者の計画にとってミリ波はそれほど重要ではありませんでした。
ミリ波の利点
AT&T は、Verizon のように 5G ネットワーク全体をミリ波に基づいているのではなく、ミリ波セルで低周波 5G を強化することに重点を置いています。 スタジアムや空港などの非常に密集した場所.
これは、ミリ波の最も重要な利点の 1 つを利用します。 非常に高い周波数は、個々のユーザーにより高い帯域幅を提供するだけではありません。 この追加の帯域幅により、輻輳をより効果的に処理できるようになります。
非常に単純化した計算を使用すると、ミリ波トランシーバーが 1 台のデバイスに最大 4Gbps のスループットを提供できる場合、40 台のデバイスが互いの速度を低下させることなく安定した 100Mbps 接続を簡単に取得できます。
さらに、ミリ波の範囲が短いということは、通信事業者がより多くのトランシーバーを導入する必要があることを意味します。 AT&T がサッカー スタジアムをカバーするのに十分なトランシーバーを設置するまでに、高性能 5G を効率的に提供できるようになります。 何千人もの人々が試合やイベントに参加する.
同様に、ミリ波は通過する乗客の数が多いという理由だけでなく、空港でも理想的です。 それだけでなく、それらの周波数が航空で使用されているものとはかけ離れているためでもあります。 あるよ 彼らを取り巻く議論は何もない.
T-Mobile も、必要に応じてミリ波の構築を継続すると静かに述べていますが、AT&T やベライゾンとは異なり、自社のミリ波ネットワークを差別化するつもりはありません。 T-Mobile の顧客がミリ波に接続している場合、携帯電話には「5G+」または「5G UW」の記号は表示されません。 その代わり、T-Mobile を利用している人は、家に座っていても、スーパーボウルに参加していても、確実な通信範囲とパフォーマンスを得ることができます。
主要なミリ波周波数
一部の通信事業者はミリ波スペクトルの他の部分もライセンスを取得していますが、そのほとんどはすぐには使用できない可能性があります。
たとえば、T-Mobile と Dish は 47GHz スペクトルの 99% を占めるライセンスを保有しています。 特に、Verizon の 28 GHz や AT&T の 39 GHz に対してさらに悪いカバレッジを提供することになるため、これらの通信事業者がこれをどうするつもりなのかは不明です。
さらに重要なことは、現時点では消費者向けスマートフォンでさえ 47GHz の周波数に到達できないことです。 りんご iPhone13のラインナップ と Samsung の Galaxy S22 モデル n257 (28GHz)、n258 (26GHz)、n260 (39GHz)、および n261 (28GHz) として指定される少数のミリ波 5G 帯域のみをサポートします。 このうち、米国の通信事業者によって使用されているのは n260 と n261 だけです。 他のものは、世界中のミリ波 5G サービスとの互換性を目的としています。
未来はCバンドです
5G の初期にはミリ波スペクトルが魅力的に聞こえましたが、通信事業者は、そこに 5G テクノロジーの将来があるわけではないと認識しました。
Verizon は、顧客の 99% には存在しなかった初期の 5G ネットワークで、その教訓を最も困難に学ばなければなりませんでした。 Verizon は、4G/LTE 信号と空間を共有する低周波数の「全国 5G ネットワーク」でこれに続きました。 これにより、顧客の携帯電話には「5G」というインジケーターが表示されましたが、通常は 4G よりも優れた速度は得られませんでした。
Verizon が導入できるようになって初めて、 Cバンドスペクトル 5Gの運命が本当に変わり始めたことを。 これは完全に Verizon のせいではありませんでした。 Cバンド周波数のライセンスを取得するには、まず450億ドルを投じる必要があり、その後、 航空業界との戦い それか 航空機の計器に問題を引き起こすのではないかと心配した.
それにもかかわらず、Verizon が 2022 年初頭についに新しい C バンドのキーをオンにしたとき、さらに多くの顧客が 本当の5G速度が見え始めた. パフォーマンスが大幅に向上したため、Verizon は新しい C バンド ネットワークを自社のウルトラ ワイドバンド 5G サービスの一部にしました。
AT&T が Cバンドサービスを段階的に展開する5G を利用できるいくつかの都市の顧客も、5G 速度が大幅に向上していることに気づきました。
T-Mobile でさえ、すでに 強力な 2.5GHz 超大容量 5G ネットワークは、より高い周波数の C バンド スペクトルを使用して、より多くの容量が必要な領域で顧客に必要なブーストを提供することを計画しています。
結局のところ、公共 5G テクノロジーにおけるミリ波の役割は、既存のネットワークを置き換えることではなく、既存のネットワークを拡張することです。 ミリ波スペクトルの大容量により、非常に人口密集地で信頼性の高い 5G を提供するのに最適です。 ただし、射程が短いということは、決して自立できないことを意味します。 ミリ波は、特定の地域で 5G を強化するための「パワーアップ」として使用する場合に常に最適です。
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