Kas ir C-Band? Paskaidrots vidēja diapazona 5G

Iespējams, esat pamanījuši, ka tiek ieviesta 5G ir bijis daudz sarežģītāks nekā iepriekšējie sasniegumi mobilo tehnoloģiju jomā. Protams, 3G un 4G/LTE ieviešanas dienās mēs nedzirdējām tādus terminus kā “vidējā josla”, “C-josla”, “mmWave” un “sub-6 GHz”.

Protams, šīs tehnoloģijas nesolīja mainīt bezvadu sakarus tādā pašā veidā 5G ir. Ir godīgi teikt, ka pat labākais 4G/LTE pakalpojums galvenokārt bija paredzēts viedtālruņiem un planšetdatoriem. Turpretī, 5G jau kļūst par dzīvotspējīgu mājas un biznesa interneta pakalpojumu aizstājēju.

Galu galā, 5G var nodrošināt lielu ātrumu un mazāku latentumu, kas kādreiz bija ekskluzīvs dārgu platjoslas vadu plānu domēns. Tomēr visam šim spēkam ir savs izaicinājumu kopums.

Galvenais no tiem ir atrast vislabākās frekvences 5G radio signāli. Ētera viļņi kļūst mazāk pārpildīti, un pārvadātājiem un regulatoriem ir jāizdomā, kur tos ievietot 5G signālus, lai tie netraucētu nekam citam.

Tomēr par 5G Lai izpildītu savu solījumu, tai ir arī jāizlauž jauns ceļš radiofrekvenču spektrā, izmantojot frekvences, kas nekad iepriekš nav veikušas mobilo sakaru pakalpojumus.

Frekvenču kompromiss

Strādājot ar radio frekvencēm, pastāv tieša saistība starp frekvenci, ātrumu un diapazonu. Augstākas frekvences nodrošina lielāku joslas platumu, kas nozīmē lielāku ātrumu, taču tās nevar aptvert gandrīz tik plašu apgabalu. Zemākas frekvences pārvietojas daudz tālāk un var daudz efektīvāk iekļūt cietos objektos, piemēram, sienās, taču tās ir salīdzinoši lēnas.

Jūs, iespējams, jau esat iepazinies ar šo koncepciju, ja kādreiz esat mēģinājis optimizēt mājas Wi-Fi maršrutētāju. 2,4 GHz josla nodrošina lielāku diapazonu pie mazāka ātruma, savukārt 5 GHz josla nodrošina lielāku ātrumu mazākā attālumā. Tas pats princips ir ar šūnu frekvencēm.

Jūsu mājās to var atrisināt, pārvietojot Wi-Fi maršrutētāju uz labāku vietu vai ieguldot tīkla Wi-Fi sistēmā, lai nodrošinātu papildu pārklājumu. Šūnu nesējiem būtībā ir jādara tas pats; lai izmantotu augstākas frekvences, viņiem ir jābūvē vairāk torņu.

Tagad, kopš mēs sagaidām 5G Lai tas būtu ievērojami ātrāks par iepriekšējiem mobilo sakaru pakalpojumiem, tam ir jādarbojas augstākās frekvencēs, nekā to darīja vecāki 3G vai 4G/LTE pakalpojumi. Lai gan 5G piedāvā dažus jauninājumus, kas ļauj labāk izmantot jebkuru tai pieejamo joslas platumu, taču to joprojām ierobežo fizikas likumi attiecībā uz to, cik daudz datu var iesaiņot noteiktā frekvencē.

Cīņa par spektru

Protams, mobilo sakaru signāli nav vienīgie, kas izmanto ētera viļņus. Pat jūsu mājās viss, sākot no Wi-Fi maršrutētāja līdz garāžas durvju atvērējam, darbojas tajā pašā vispārējā radiofrekvenču (RF) spektrā. Plašākajā pasaulē ir radioamatieru dienesti, aviācijas aprīkojums, jūras radio, GPS, meteoroloģiskās iekārtas un daudz kas cits.

Lai visas šīs lietas netraucētu viena otrai, ASV Federālā komunikācija Komisija (FCC) regulē, kuras frekvences var izmantot un kas var tās izmantot, izmantojot licenci kārtību.

Pirms tam 5G mobilo sakaru pakalpojumi vienmēr bija dzīvojuši zonā no 600MHz līdz 2300MHz (2,3GHz), galvenokārt koncentrējoties ap 800MHz un 1,9GHz. Pārvadātāji ieguva licences šim FCC spektram pirms daudziem gadiem, un, tā kā jaunākas tehnoloģijas, piemēram, 3G un 4G/LTE, darbojās tajā pašā diapazonā, reti bija nepieciešams iegādāties jaunu spektrs.

Tas viss mainījās, kad 5G ieradās. Skrienot 5G šajās zemākajās frekvencēs joprojām ir iespējams, tā nav tā ideālā mājvieta. Zema josla 5G dažādu iemeslu dēļ piedāvās tikai pakāpenisku veiktspējas pieaugumu, salīdzinot ar 4G/LTE. Lai no kā patiesi gūtu labumu 5G pārvadātājiem bija nepieciešams, lai tiktu pie kāda augstākas frekvences spektra.

Vidējās joslas spektrs

Virs frekvencēm, ko visbiežāk izmanto mobilo sakaru pakalpojumiem, atrodas “vidējās joslas” vai “vidējās joslas” spektrs. Kamēr tas darbojas no 1 GHz līdz 6 GHz, “5G vidusjosla” tiek uzskatīts par diapazonu no 2,4 GHz līdz 4 GHz. Šī ir arī mīļākā vieta 5G. Tas nodrošina vislabāko veiktspējas un diapazona līdzsvaru; tas var nodrošināt ievērojami lielāku ātrumu nekā 4G/LTE, neprasot pārvadātājiem izvietot simtiem papildu torņu.

Šeit atrodas “C joslas spektrs”, par kuru mēs visi pēdējā laikā esam tik daudz dzirdējuši. “C josla” šajā gadījumā attiecas uz 3,7–3,98 GHz spektru ka FCC izsolīja 2021. gada sākumā.

Tomēr tehniski runājot, frekvences no 2 līdz 4 GHz ir noteiktas kā daļa no “S joslas”, savukārt C josla darbojas no 4 līdz 8 GHz. Kad FCC meklēja kādu spektru, ko varētu pārdalīt priekš 5G izmantošanai, tai izdevās atrast daļu no 3,7–4,2 GHz, ko varētu atbrīvot, un, tā kā tas šķērsoja C joslas teritoriju, tas izvēlējās izmantot šo nosaukumu visam spektra blokam.

Sākotnēji 3,7–4,2 GHz josla tika piešķirta Fiksētā satelītu dienesta (FSS) lietošanai datu pārsūtīšanai no kosmosa uz Zemes stacijām. Tā kā tas tika savienots pārī ar 5,925–6,425 GHz joslu signālu nosūtīšanai atpakaļ kosmosā, viss bloks bija pazīstams kā “parastā C josla”, jo tur dzīvoja lielākā daļa signālu.

FCC spēja šajā joslā izdalīt 280 MHz spektru — 3,7–3,98 GHz frekvences — lietošanai 5G operatoriem. Tas kļuva par daļu no nozīmīgākās 2020.–2021. gada FCC izsoles, kurā Verizon samaksāja rekordlielu summu 45,4 miljardus ASV dolāru, lai iegūtu savu roku uz šo būtisko jauno spektru.

Tomēr Verizon nebija vienīgais. AT&T samazinājās par 23,4 miljardiem ASV dolāru, un T-Mobile piedāvājums sasniedza 9,3 miljardus ASV dolāru.

C joslas ieviešana

Kad putekļi bija nosēdušies FCC spektra izsolē, Verizon un AT&T ātri sāka strādāt, izmantojot savas jaunās frekvences, plānojot sākt to izplatīšanu 2021. gada 5. decembrī.

Diemžēl, izcēlās strīds kad Federālā aviācijas pārvalde (FAA) un ASV Transporta departaments aicināja aizkavēt ieviešanu, brīdinot, ka jaunās frekvences ir bīstami tuvu līdz 4,2–4,4 GHz diapazonam, ko izmanto gaisa kuģu radara altimetrs. Pēc virknes kavēšanās 2022. gada 19. janvārī abi operatori pagrieza atslēgu savam jaunajam vidējās joslas pakalpojumam, beidzot nodrošinot patiesu 5G ātrumu saviem klientiem.

Verizon iekļāva jauno C joslu savā 5G īpaši platjoslas pakalpojumā, kas sākotnēji tika ieviests, izmantojot daudz augstākas frekvences un mazāka diapazona mmWave spektru. Rezultāts, pēc pārvadātāja teiktā, bija tāds, ka vairāk nekā 1700 pilsētās tiks segti vairāk nekā 100 miljoni cilvēku.

AT&T ir paņēmis lēna, bet stabila pieeja, sākotnēji izplatot savu C joslas spektru tikai septiņās pilsētās, plānojot pakāpeniski paplašināties.

Tomēr arī AT&T savas kārtis ir izspēlējis uzmanīgāk. Kamēr Verizon samazināja visu savu naudu 3,7–3,98 GHz izsolē, AT&T ierobežoja savas likmes, nedaudz palielinot augstāko frekvenci. spektrs, bet aizturēts, līdz vēlākā izsolē tas varētu iegūt mazāk strīdīgu daļu: 40 Mhz spektra 3,45–3,55 GHz diapazons.

Ainavas maiņa

No 5G pakalpojumi jaunajā C joslas spektrā jau pārveido 5G ainavu, atļaujot visi trīs operatori, lai piedāvātu ātrumu, kādu 5G bija radīts.

Pirms C joslas ieviešanas AT&T un Verizon bija iestrēguši, izmantojot zemākas frekvences spektru un kopīgojot to ar saviem 4G/LTE tīkliem, izmantojot dinamiskā spektra koplietošanas (DSS) tehnoloģiju. Rezultāts bija 5G ātrumi, kas tik tikko bija atšķirami no 4G/LTE pakalpojuma.

T-Mobile bija vienīgais mobilo sakaru operators, kas bija priekšā spēlei. Pateicoties tai 2020. gada apvienošanās ar Sprint, Un-carrier bija ieguvis plašāku 2,5 GHz spektru, kas iepriekš tika izmantots Sprint 4G/LTE pakalpojumiem. Tas ātri pārtrauca šo Sprint torņu ekspluatāciju un no jauna izmantoja šo spektru tā Ultra Capacity vajadzībām 5G apkalpošana.

Rezultātā T-Mobile sasniedza vairāk nekā 200 miljonus klientu ar iespaidīgu 5G ātrumu mēnešus pirms AT&T un Verizon pat varētu sākt C joslas izplatīšanu. Tāpēc T-Mobile ir bijis nemainīgi ieņem pirmo vietu iekšā 5G veiktspēju, pārklājumu un uzticamību.

Tomēr pēdējo mēnešu laikā šī atšķirība ir mazinājusies, jo Verizon un AT&T ir labi izmantojuši savu jauno C joslas spektru. Lai gan pagājušā gada izsolē T-Mobile arī ieguva daļu no šī spektra, tas to izmanto, lai papildinātu esošo 2,5 GHz tīklu, nevis izveidotu pilnīgi jaunas šūnas.

Lai gan T-Mobile ir bijis acīmredzams panākums, AT&T un Verizon var būt neapšaubāmas priekšrocības, izmantojot tikai augstākas C joslas frekvences. Tas nebūs tik nozīmīgs kā pāreja no zemās joslas uz C joslu, taču 3,7–3,98 GHz spektram joprojām vajadzētu nodrošināt abus pārvadātājiem, lai piedāvātu vēl lielāku ātrumu, pat ja tas nozīmē, ka viņiem ir jābūvē vēl daži torņi, lai nodrošinātu optimālu pārklājums.

Redaktoru ieteikumi

• T-Mobile milzīgais pārsvars 5G ātruma jomā nekur nepazudīs
• Jūsu Verizon plānā tikko veikts pamatīgs remonts — lūk, kas jauns
• Dzīvot laukos? Verizon 5G drīz kļūs jums labāks
• T-Mobile 5G joprojām ir nepārspējams, taču vai ātrums ir mainījies?
• Moto G Power 5G budžeta tālrunim pievieno vadošo funkciju