Kas yra žemo dažnio 5G? Sub-6 paaiškino

Mažai tuo abejojama 5G žada iš esmės pakeisti tai, kaip mes bendraujame, gyvename ir dirbame. Skirtingai nuo ankstesnių korinio ryšio technologijų, 5G siūlo galimybes ir našumą, kurie kažkada buvo išskirtinė laidinių tinklų sritis. Taigi nenuostabu, kad šių pažangių tinklų diegimas tapo labiau įtrauktas nei bet kas anksčiau.

Kad pateiktų tai, ką iš tikrųjų gali 5G, belaidžiai operatoriai turėjo dirbti daug platesniu radijo dažnių diapazonu. spektrą, nuo žemesnių dažnių, kuriuose gyveno pirminiai GSM koriniai tinklai, iki tų, kuriuos naudoja radarų sistemos ir palydovai.

Nors belaidžio ryšio operatoriai stengėsi naudoti aukštesnę vidurio diapazonas ir milimetrinė banga (mmWave).

To priežastis buvo gana paprasta. Šie žemų dažnių dažniai yra senesni

GSM, 3G, ir 4G/LTE technologijos gyvuoja pastaruosius du dešimtmečius. Tai reiškia, kad vežėjai jau turėjo reikiamas licencijas šiam spektrui. Jie taip pat turėjo tūkstančius mobiliojo ryšio bokštų, kuriuos buvo galima perkonfigūruoti, kad būtų galima teikti 5G be visiškai naujos įrangos.

Kas yra žemo dažnio 5G?

Žemosios juostos dažniai techniškai apibrėžiami kaip mažesni nei 1 GHz dažniai. Tačiau belaidžio ryšio kontekste operatorių, tai apima viską, kas žemesnė nei 2,3 GHz – dažnius, kuriuos istoriškai turėjo GSM, 3G ir LTE gyveno.

Šiaurės Amerikoje pradinės GSM paslaugos beveik išimtinai naudojo 850MHz ir 1,9GHz (1900MHz) dažnius. Vėliau, naudojant 3G ir LTE, visi JAV operatoriai išplėtė 700 MHz ir 1,7 GHz dažnius, o AT&T taip pat pasiekė 2,3 GHz diapazoną, „T-Mobile“ pridėjo 600 MHz apatiniame gale, „Sprint“ taip pat nustatė 2,5 GHz juosta. Kai kurie operatoriai Kanadoje ir Meksikoje taip pat diegė LTE paslaugas 2,6 GHz dažniu, tačiau tais laikais šis aukštesnis dažnis nebuvo licencijuotas naudoti koriniu ryšiu JAV.

Tačiau, išskyrus „Sprint“, visi pagrindiniai JAV operatoriai paprastai laikėsi keturių pagrindinių dažnių: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz ir 1,9 GHz. Kada „T-Mobile“ susijungė su „Sprint“. 2020 m. pradžioje jo 2,5 GHz 4G/LTE tinklas buvo išjungtas, kad šiuos dažnius būtų galima panaudoti „T-Mobile“ vidutinės juostos „Ultra Capacity 5G“ paslauga.

Kai AT&T ir T-Mobile pradėjo diegti savo 5G tinklus, jie laikėsi jau naudojamų dažnių ir turėjo licencijas. AT&T įdiegė savo 5G 850 MHz dažniu, o „T-Mobile“ išleido savo tinklą visoje šalyje, naudodama 600 MHz dažnių spektrą. Verizon nuėjo kitu keliu ir iš pradžių visiškai vengė žemesnių dažnių. Vietoj to jis pasirinko daug aukštesnį dažnį mmWave spektro, suteikiant jam didelį greičio pranašumą beprotiškos aprėpties sąskaita.

Ką reiškia Sub-6?

Terminas „sub-6“ tapo šiek tiek painus, nes iš pradžių jis buvo vartojamas visiems dažniams, mažesniems nei 6 GHz, priešingai mmWave, kuris prasideda nuo 24 GHz.

Nors skirtumas tarp žemesnių nei 6 GHz dažnių ir mmWave yra gana stulbinantis, kai pramonė pradėjo vartoti terminą sub-6, Federalinė ryšių komisija (FCC) dar nepadarė. vidutinių C juostos dažnių galima naudoti 5G. Kai operatoriai pradėjo diegti 5G 2,5–4 GHz diapazone, tapo aišku, kad ne visi žemesnio nei 6 GHz dažniai nusipelno būti sujungti, o kai kurie žmonės dabar naudoja sub-6, nurodydami tik žemos juostos 5G.

Vis dėlto tai nėra visuotinė tiesa. Daugelis teisingai nurodys, kad kadangi sub-6 vis dar reiškia sub-6 GHz, jis turėtų būti taikomas visiems dažniams, žemesniems nei 6 GHz, įskaitant greitesni dažniai, pvz., C juosta arba dar didesnis 4–5 GHz spektras, kuris kada nors galėtų būti atlaisvintas, kartu su lėtesniu 600 MHz žemos juostos. Taigi sub-6 tapo netiksliu terminu, todėl 5G spektrą geriau vadinti žemos juostos ir vidutinės juostos, nes tarp dviejų dažnių diapazonų yra keletas reikšmingų skirtumų.

Žemos juostos kompromisas

Žemųjų dažnių dažniai daugeliui operatorių buvo prastas 5G diegimo vaisius. Jie jau turėjo FCC reikalingas spektro licencijas ir bent kai kuriuos suderinamus radijo įrenginius bei bokštus.

Tačiau dar svarbiau yra tai, kad žemos juostos spektras leido vežėjams įdiegti 5G daug platesniame diapazone. Žemesni dažniai keliauja toliau ir nėra tokie linkę į trukdžius, kuriuos sukelia tokie dalykai kaip pastatai ir medžiai.

Deja, kompromisas buvo tas, kad šie dažniai nesuteikė didelio greičio pranašumo, palyginti su jau veikiančiais 4G / LTE tinklais.

Lygiai taip pat, kaip kelių juostų „Wi-Fi“ maršrutizatorius siūlo platesnį diapazoną ir lėtesnį greitį 2,4 GHz juostoje nei 5 GHz dažnių juostoje korinio ryšio signalai 600 MHz ir 850 MHz diapazone gali nukeliauti didelius atstumus, tačiau jie nėra labai greitai.

Ši strategija leido „T-Mobile“ tapti pirmuoju operatoriumi, sukūrusiu nacionalinį 5G tinklą visose 50 valstijų. Šie 600 MHz signalai gali nukeliauti ilgą atstumą, todėl „T-Mobile“ gali aprėpti daug daugiau teritorijų su mažiau bokštų. Tačiau, kaip an OpenSignal 2020 m. pradžios ataskaita parodė, kad greitis nebuvo žymiai geresnis nei „T-Mobile“ 4G/LTE tinklo.

Tuo tarpu kitų šalių, pvz., Pietų Korėjos, vežėjai pasirinko naudoti vidurinė juosta savo 5G diegimo spektrą, galintį pasigirti įspūdingesniais skaičiais, o „Verizon“ užėmė pirmąją vietą, nes naudojo mmWave. Tačiau taip pat svarbu pažymėti, kad „Verizon“ 500 Mbps sparta buvo prieinama tik 0,4% klientų. „Sprint“ taip pat parodė geresnius skaičius dėl savo vidutinio dažnio 2,5 GHz spektro.

„Verizon“ vėlavo į vakarėlį, bet taip pat galiausiai įdiegė žemos dažnių juostos visos šalies 5G tinklą 2020 m. pabaigoje pristatys 5G kitiems 99 % savo klientų. Žemo dažnio 5G tinklui „Verizon“ pasirinko 850 MHz, 1,9 GHz ir 1,7–2,1 GHz dažnių juostas.

Dalijimasis eterio bangomis

Problema buvo ne tik žemesni dažniai, kuriuos naudojo AT&T ir T-Mobile. Kadangi 5G technologija yra pažangesnė nei 4G/LTE, ji turėtų veikti greičiau net esant 600MHz ir 850MHz.

Tačiau kai AT&T ir T-Mobile įdiegė 5G šiais dažniais, jie negalėjo tiesiog išjungti ten jau veikiančių 4G / LTE paslaugų. Jie turėjo rasti būdą, kaip 5G taikiai egzistuoti kartu su šiomis senesnėmis belaidėmis technologijomis.

Taigi, jie kreipėsi į technologiją, žinomą kaip dinaminis spektro dalijimasis (DSS), 5G funkcija, kuri buvo aiškiai sukurta taip, kad ji veiktų kartu su 4G / LTE tais pačiais dažniais. Paprasčiau tariant, DSS leidžia įterpti 5G duomenis į bet kokias nepanaudotas 4G/LTE perdavimo spragas.

Naudojant DSS, 5G diegimas buvo įdiegtas daug greičiau, nes buvo pasinaudota nepanaudota 4G/LTE talpa, tačiau tai taip pat turėjo vieną didžiulį minusą. DSS yra 5G funkcija, todėl 5G signalai žinojo, kaip bendrinti eterį su 4G/LTE signalais, tačiau LTE niekada nebuvo mokoma, kaip dalytis.

Taigi DSS 5G yra priverstas leisti pirmumo teisę 4G/LTE signalams, kuriems visada teikiama pirmenybė. Užimtame arba perkrautame 4G/LTE tinkle nukenčia 5G našumas.

„Verizon“ sistemoje DSS rezultatai buvo tokie blogi, kad „PCMag“ Sascha Segan liepė „Verizon iPhone“ vartotojams išjungti 5G, pavadindamas DSS „beviltiškai lėta sistema“, kai bandymai parodė, kad operatoriaus DSS 5G beveik niekada nebuvo greitesnis nei 4G, o iš tikrųjų buvo lėtesnis didžiuosiuose miestuose, tokiuose kaip Niujorkas ir Čikaga.

Atsarginis spektras

Deja, problema ta, kad operatoriai nori paskatinti 5G siūlymo suvokimą. Jie nori, kad žmonės pamatytų, kad jų išmaniuosiuose telefonuose užsidegtų „5G“ piktograma, net jei ji neužtikrina geresnio našumo nei 4G/LTE tinklas. Apsvarstykite AT&T triuką, kurį prieš kelerius metus padarė savo „5G Evolution“ tinklą, suteikdamas savo klientams „5G E“ piktogramą, skirtą šiek tiek patobulintam 4G/LTE tinklui.

Neatsižvelgus į AT&T kvailumą, „5G“ matymas telefone paprastai reiškia, kad esate prisijungę prie tikro 5G tinklo. Tačiau tai nereiškia, kad pamatysite įspūdingą 5G greitį. Jei naudojate žemo dažnio 5G dažnius, gausite žemo dažnio 5G greitį, kuris paprastai nebus daug geresnis nei naudojant 4G / LTE.

Nepaisant to, net jei operatoriai diegia greitesnius tinklus Vidutinės ir C juostos spektras, visada bus vietos žemo dažnio 5G ryšiui. Turėdami platų diapazoną, kurį siūlo 600–850 MHz spektras, vežėjai ir toliau pasikliaus, kad apimtų mažiau apgyvendintas vietoves. Tiesiog neverta statyti dešimčių naujų bokštų, kad apimtų palyginti nedidelį klientų skaičių.

Panašią strategiją vežėjai naudojo net GSM laikais. Kanadoje 1,9 GHz buvo naudojamas tik didžiuosiuose miestų centruose, o 850 MHz – kaimo aprėpčiai. Dėl dažnių licencijavimo problemų šis metodas nebuvo taip plačiai naudojamas Jungtinėse Valstijose. Tačiau vežėjai vis tiek linko naudoti aukštesnius dažnius miestuose ir žemesnius dažnius kaime, kur tik įmanoma.

Dabar, kai operatoriai gali žaisti pakankamai didelius vidutinio dažnio spektro plotus, 5G diegimas mažėja dar labiau. Daugumai 5G klientų bus taikomas vidutinės juostos spektras, greitesnis ir didesnės talpos mmWave diegiami tankiose vietose, kur tinklo perkrovos kelia problemų, pavyzdžiui, stadionuose ir oro uostuose. Žemo dažnio 5G efektyviai taps atsarginiu spektru, kuris užtikrins, kad vis tiek gausite 5G, kai nieko geresnio nėra.

Geros naujienos yra tai, kad žemo dažnio 5G greitis turėtų pagerėti, nes vis daugiau žmonių pereis prie 5G išmaniųjų telefonų ir paliks 4G / LTE atsilieka technologija, išvengiama perkrovos problemų, nes 5G DSS nebereikia skirti tiek vietos senesniam koriniam ryšiui technologijas. Galų gale 4G / LTE bus visiškai nutrauktas, nors iki to laiko tikriausiai pereisime prie 6G.

Redaktorių rekomendacijos

• Didžiulis „T-Mobile“ pranašumas 5G spartos srityje niekur nedingsta
• Naujasis „Netgear“ maršrutizatorius M6 Pro leidžia naudoti greitą 5G bet kur
• „T-Mobile“ 5G vis dar neprilygsta, bet ar greitis sumažėjo?
• Štai koks iš tikrųjų yra 5G greitis jūsų „Samsung Galaxy S23“.
• Kas yra 5G UW? Tikroji piktogramos prasmė jūsų telefone