Kas ir zemas joslas 5G? Sub-6 paskaidroja

Par to ir maz šaubu 5G sola diezgan lielā mērā mainīt to, kā mēs sazināmies, dzīvojam un strādājam. Atšķirībā no pagātnes mobilo sakaru tehnoloģijām, 5G piedāvā iespējas un veiktspēju, kas kādreiz bija ekskluzīvs vadu tīklu domēns. Tāpēc nav pārsteigums, ka šo uzlaboto tīklu izvietošana ir kļuvusi vairāk iesaistīta nekā jebkas cits, kas ir bijis iepriekš.

Lai nodrošinātu to, ko 5G patiešām spēj, bezvadu operatoriem bija jāstrādā daudz plašākā radiofrekvenču diapazonā. spektru, sākot no zemākajām frekvencēm, kurās dzīvoja sākotnējie GSM mobilo sakaru tīkli, līdz tām, kuras izmanto radaru sistēmas un satelīti.

Lai gan bezvadu operatori ir centušies izmantot augstāko vidējais diapazons un milimetru vilnis (mmWave).

Iemesls tam bija diezgan vienkāršs. Šīs zemās joslas frekvences ir vecākas GSM, 3G, un 4G/LTE tehnoloģijas ir dzīvojušas pēdējās divas desmitgades. Tas nozīmē, ka pārvadātājiem jau bija vajadzīgās licences šim spektram. Viņiem bija arī izvietoti tūkstošiem mobilo sakaru torņu, kurus varēja pārkonfigurēt, lai nodrošinātu 5G, neizmantojot pilnīgi jaunu aprīkojumu.

Kas ir zemas joslas 5G?

Zemas joslas frekvences ir tehniski definētas kā frekvences, kas ir zemākas par 1 GHz. Tomēr bezvadu kontekstā mobilo sakaru operatoriem, tas attiecas uz visu, kas ir zemāks par 2,3 GHz — frekvences, kas vēsturiski bijušas GSM, 3G un LTE dzīvoja.

Ziemeļamerikā sākotnējie GSM pakalpojumi izmantoja gandrīz tikai 850 MHz un 1,9 GHz (1900 MHz) frekvences. Vēlāk, izmantojot 3G un LTE, visi ASV mobilo sakaru operatori paplašinājās uz 700 MHz un 1,7 GHz frekvencēm, savukārt AT&T arī sasniedza 2,3 GHz diapazonu, T-Mobile pievienoja 600 MHz apakšējā galā, Sprint arī iestatīja 2,5 GHz. josla. Daži mobilo sakaru operatori Kanādā un Meksikā arī izvietoja LTE pakalpojumus 2,6 GHz frekvencē, taču šajās dienās šī augstākā frekvence nebija licencēta mobilo sakaru izmantošanai ASV.

Tomēr, izņemot Sprint, visi lielākie ASV operatori parasti pieturējās pie četrām pamata frekvencēm: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz un 1,9 GHz. Kad T-Mobile apvienojās ar Sprint 2020. gada sākumā tā 2,5 GHz 4G/LTE tīkls tika slēgts, lai šīs frekvences varētu atkārtoti izmantot T-Mobile vidējas joslas Ultra Capacity 5G pakalpojums.

Kad AT&T un T-Mobile sāka izvērst savus 5G tīklus, viņi pieturējās pie jau izmantotajām frekvencēm un tām bija licences. AT&T izvietoja savu 5G pie 850 MHz, un T-Mobile izvērsa savu valsts mēroga tīklu, izmantojot savu 600 MHz spektru. Verizon gāja citu ceļu un sākumā pilnībā izvairījās no zemākām frekvencēm. Tā vietā tā izvēlējās daudz augstāku frekvenci mmWave spektru, dodot tai ievērojamu ātruma priekšrocību uz neprātīga seguma rēķina.

Ko nozīmē Sub-6?

Termins sub-6 ir kļuvis nedaudz mulsinošs, jo sākotnēji tas tika lietots, lai apzīmētu visas frekvences zem 6 GHz atšķirībā no mmWave, kas sākas ar 24 GHz.

Lai gan atšķirība starp sub-6 GHz frekvencēm un mmWave ir diezgan satriecoša, kad nozare sāka lietot terminu sub-6, Federālā sakaru komisija (FCC) vēl nebija panākusi vidējās C-joslas frekvences pieejams 5G lietošanai. Kad mobilo sakaru operatori sāka izvietot 5G 2,5–4 GHz diapazonā, kļuva skaidrs, ka ne visas zem 6 GHz frekvences ir pelnījušas apvienot, un daži cilvēki tagad izmanto sub-6, lai atsauktos tikai uz zemas joslas 5G.

Tomēr tā nav vispārēja taisnība. Daudzi pareizi norādīs, ka, tā kā Sub-6 joprojām nozīmē Sub-6 GHz, tas būtu jāattiecina uz visām frekvencēm zem 6 GHz, tostarp ātrākas frekvences, piemēram, C josla vai pat augstāks 4–5 GHz spektrs, kas kādreiz varētu tikt atbrīvots, kā arī lēnāks 600 MHz zemas joslas. Līdz ar to sub-6 ir kļuvis par neprecīzu terminu, un labāk ir saukt 5G spektru kā zemo joslu un vidējo joslu, jo starp diviem frekvenču diapazoniem ir dažas būtiskas atšķirības.

Zemās joslas kompromiss

Lielākajai daļai mobilo sakaru operatoru zemās frekvenču joslas ļāva sākt 5G izvēršanu. Viņiem jau bija FCC nepieciešamās spektra licences un vismaz dažas saderīgas radioiekārtas un torņi.

Tomēr vēl svarīgāk ir tas, ka zemās joslas spektrs ļāva operatoriem izvietot 5G daudz plašākā diapazonā. Zemākas frekvences pārvietojas tālāk, un tās ne tuvu nav tik pakļautas traucējumiem, ko rada tādas lietas kā ēkas un koki.

Diemžēl kompromiss bija tāds, ka šīs frekvences nepiedāvāja ievērojamas ātruma priekšrocības salīdzinājumā ar jau esošajiem 4G/LTE tīkliem.

Tādā pašā veidā, kā daudzjoslu Wi-Fi maršrutētājs piedāvā paplašinātu diapazonu ar mazāku ātrumu 2,4 GHz joslā nekā 5GHz joslā mobilo sakaru signāli 600MHz un 850MHz diapazonā var pārvietoties lielos attālumos, taču tie nav ļoti ātri.

Šī stratēģija ļāva T-Mobile kļūt par pirmo mobilo sakaru operatoru, kas izveidoja un darbojas visā valstī visā 50 štatos. Šie 600 MHz signāli varētu pārraidīt lielu attālumu, ļaujot T-Mobile aptvert ievērojami lielāku teritoriju ar mazāku torņu skaitu. Tomēr, kā an OpenSignal 2020. gada sākuma ziņojums parādīja, ka ātrums nebija ievērojami labāks par T-Mobile 4G/LTE tīklu.

Tikmēr pārvadātāji citās valstīs, piemēram, Dienvidkorejā, bija izvēlējušies izmantot vidusjosla spektru saviem 5G izvietojumiem, kas var lepoties ar iespaidīgākiem skaitļiem, savukārt Verizon ieņēma topu virsotnes, pateicoties mmWave. Tomēr ir arī svarīgi atzīmēt, ka Verizon 500Mbps ātrums bija pieejams tikai 0,4% klientu. Sprint arī uzrādīja labākus skaitļus, pateicoties tā vidējās joslas 2,5 GHz spektram.

Verizon ieradās ballītē vēlu, taču arī tā galu galā izvietoja zemas joslas valsts mēroga 5G tīklu 2020. gada beigās, lai piedāvātu 5G pārējiem 99% savu klientu. Zemas joslas 5G tīklam Verizon izvēlējās 850 MHz, 1,9 GHz un 1,7–2,1 GHz joslas.

Dalīšanās ētera viļņos

Problēma nebija tikai zemākās frekvences, kuras izmantoja AT&T un T-Mobile. Tā kā 5G tehnoloģija ir progresīvāka nekā 4G/LTE, tai vajadzētu darboties ātrāk pat pie 600MHz un 850MHz.

Tomēr, kad AT&T un T-Mobile izvietoja 5G šajās frekvencēs, viņi nevarēja vienkārši izslēgt 4G/LTE pakalpojumus, kas tur jau darbojās. Viņiem bija jāatrod veids, kā nodrošināt 5G mierīgu līdzāspastāvēšanu ar šīm vecākajām bezvadu tehnoloģijām.

Tāpēc viņi pievērsās tehnoloģijai, kas pazīstama kā dinamiskā spektra koplietošana (DSS), kas ir 5G funkcija, kas bija īpaši izstrādāta, lai ļautu tai darboties kopā ar 4G/LTE tajās pašās frekvencēs. Vienkārši izsakoties, DSS ļauj ievietot 5G datus jebkurā neizmantotā 4G/LTE pārraides spraugā.

Izmantojot DSS, 5G izvietošana tika ieviesta daudz ātrāk, izmantojot neizmantotās 4G/LTE jaudas priekšrocības, taču tai bija arī viens milzīgs mīnuss. DSS ir 5G funkcija, tāpēc 5G signāli zināja, kā koplietot ētera viļņus ar 4G/LTE signāliem, taču LTE nekad nebija mācīts, kā kopīgot.

Tādējādi DSS 5G ir spiests piekāpties 4G/LTE signāliem, kuriem vienmēr ir prioritāte. Noslogotā vai pārslogotā 4G/LTE tīklā 5G veiktspēja cieš.

Vietnē Verizon DSS rezultāti bija tik slikti, ka PCMag Sascha Segan lika Verizon iPhone lietotājiem izslēgt 5G, nodēvējot DSS par “izmisīgi lēnu sistēmu” pēc tam, kad testi atklāja, ka operatora DSS 5G gandrīz nekad nebija ātrāks par 4G un faktiski bija lēnāks lielākajās pilsētās, piemēram, Ņujorkā un Čikāgā.

Atkāpšanās spektrs

Diemžēl problēma ir tā, ka mobilo sakaru operatori vēlas veicināt priekšstatu par 5G piedāvāšanu. Viņi vēlas, lai cilvēki redzētu, ka viņu viedtālruņos iedegas ikona “5G”, pat ja tā nenodrošina veiktspēju, kas ir labāka par 4G/LTE tīklu. Apsveriet triku, ko AT&T veica pirms dažiem gadiem tā “5G Evolution” tīklā, piešķirot saviem klientiem ikonu “5G E” nedaudz uzlabotajam 4G/LTE tīklam.

Atstājot malā AT&T muļķības, ja tālrunī redzat “5G”, tas parasti nozīmē, ka esat izveidojis savienojumu ar īstu 5G tīklu. Tomēr tas nenozīmē, ka jūs redzēsit iespaidīgus 5G ātrumus. Ja izmantojat zemas joslas 5G frekvences, jūs iegūsit zemas joslas 5G ātrumu, kas parasti nebūs daudz labāks par 4G/LTE izmantošanu.

Tomēr, pat ja pārvadātāji izvieto ātrākus tīklus, izmantojot vidusjoslas un C joslas spektrs, vienmēr atradīsies vieta zemas joslas 5G. Ar plašo diapazonu, ko piedāvā 600MHz-850MHz spektrs, pārvadātāji turpinās paļauties uz šīm frekvencēm, lai aptvertu mazāk apdzīvotas vietas. Vienkārši nav vērts celt desmitiem jaunu torņu, lai segtu salīdzinoši nelielu klientu skaitu.

Pārvadātāji izmantoja līdzīgu stratēģiju pat GSM dienās. Kanādā 1,9 GHz tika izmantots tikai lielākajos pilsētu centros, bet 850 MHz tika izmantots lauku pārklājumam. Frekvences licencēšanas problēmas neļāva šo pieeju tik plaši izmantot Amerikas Savienotajās Valstīs. Tomēr pārvadātāji, kur vien iespējams, vēlējās izmantot augstākas frekvences pilsētās un zemākas frekvences laukos.

Tagad, kad mobilo sakaru operatoriem ir pietiekami lielas vidējās joslas spektra zonas, ar kurām var spēlēt, 5G izvietošana samazinās vēl dramatiskāk. Lielākajai daļai 5G klientu tiks nodrošināts vidējās joslas spektrs ar ātrāku un lielāku jaudu mmWave izvietoti blīvās vietās, kur tīkla pārslodze ir problēma, piemēram, stadionos un lidostās. Zemas joslas 5G faktiski kļūs par rezerves spektru, lai nodrošinātu, ka jūs joprojām saņemat 5G, kad nekas labāks nav pieejams.

Labā ziņa ir tā, ka zemas joslas 5G ātrumam vajadzētu uzlaboties, jo arvien vairāk cilvēku pāriet uz 5G viedtālruņiem un pamet 4G/LTE. tehnoloģija atpaliek, izvairoties no sastrēgumu problēmām, jo ​​5G DSS vairs nav jāpiešķir tik daudz vietas vecākiem mobilajiem tīkliem tehnoloģijas. Galu galā 4G/LTE darbība tiks pilnībā pārtraukta, lai gan, iespējams, līdz tam laikam būsim pārgājuši uz 6G.

Redaktoru ieteikumi

• T-Mobile milzīgais pārsvars 5G ātruma jomā nekur nepazudīs
• Netgear jaunais M6 Pro maršrutētājs ļauj izmantot ātru 5G jebkurā vietā
• T-Mobile 5G joprojām ir nepārspējams, taču vai ātrums ir mainījies?
• Lūk, cik ātrs patiesībā ir 5G jūsu Samsung Galaxy S23
• Kas ir 5G UW? Tālruņa ikonas patiesā nozīme