Hva er lavbånds 5G? Sub-6 forklart

Det er det liten tvil om 5G lover å endre hvordan vi kommuniserer, lever og jobber på en ganske stor måte. I motsetning til tidligere tiders mobilteknologi, tilbyr 5G muligheter og ytelse som en gang var det eksklusive domenet til kablede nettverk. Så det er ingen overraskelse at distribusjon av disse avanserte nettverkene har blitt mer involvert enn noe som har kommet før.

For å levere det 5G virkelig er i stand til, har trådløse operatører måttet jobbe over et mye bredere spekter av radiofrekvenser spektrum, fra de lavere frekvensene der de opprinnelige GSM-mobilnettene levde, opp til de som brukes av radarsystemer og satellitter.

Selv om trådløse operatører har forsøkt å bruke de høyere mellomtone og millimeterbølge (mmBølge) frekvenser for fordelene de tilbyr, var det i den laveste delen av sub-6GHz-sonen hvor de fleste 5G-utrullingene begynte.

Grunnen til dette var ganske enkel. Disse lavbåndsfrekvensene er eldre GSM, 3G, og 4G/LTE teknologier har levd de siste to tiårene. Dette betyr at transportører allerede hadde de nødvendige lisensene for dette spekteret. De hadde også utplassert tusenvis av mobiltårn som kunne rekonfigureres til å levere 5G uten behov for helt nytt utstyr.

Hva er lavbånds 5G?

Lavbåndsfrekvenser er teknisk definert som de under 1GHz. Imidlertid i forbindelse med trådløst operatører, dekker dette alt under 2,3 GHz - frekvensene der GSM, 3G og LTE har historisk sett levde.

I Nord-Amerika brukte de originale GSM-tjenestene nesten utelukkende 850MHz og 1,9GHz (1900MHz) frekvensene. Senere, med 3G og LTE, utvidet alle de amerikanske operatørene seg til 700MHz og 1,7GHz frekvensene, mens AT&T gikk også opp i 2.3GHz-området, T-Mobile la til 600MHz på bunnen, Sprint satte også opp på 2.5GHz bånd. Noen operatører i Canada og Mexico distribuerte også LTE-tjenester på 2,6 GHz, men denne høyere frekvensen var ikke lisensiert for mobilbruk i USA på den tiden.

Men bortsett fra Sprint, holdt alle de store amerikanske operatørene seg generelt til de fire kjernefrekvensene: 700MHz, 800MHz, 1,7GHz og 1,9GHz. Når T-Mobile fusjonerte med Sprint tidlig i 2020 ble 2,5 GHz 4G/LTE-nettverket stengt slik at disse frekvensene kunne brukes på nytt T-Mobiles midtbånds Ultra Capacity 5G-tjeneste.

Da AT&T og T-Mobile begynte å rulle ut 5G-nettverkene sine, holdt de seg til frekvensene de allerede brukte og hadde lisenser for. AT&T distribuerte sin 5G på 850MHz, og T-Mobile rullet ut sitt landsdekkende nettverk ved å bruke sitt 600MHz-spektrum. Verizon gikk den andre veien og unngikk de lavere frekvensene helt til å begynne med. I stedet valgte den den mye høyere frekvensen mmBølge spektrum, noe som gir den en betydelig hastighetsfordel på bekostning av elendig dekning.

Hva betyr Sub-6?

Begrepet sub-6 har blitt noe forvirrende, da det opprinnelig ble brukt til å bety alle frekvensene under 6GHz, i motsetning til mmBølge, som starter på 24GHz.

Mens forskjellen mellom sub-6GHz frekvenser og mmWave er ganske svimlende, da industrien begynte å bruke begrepet sub-6, hadde Federal Communications Commission (FCC) ennå ikke gjort mellomtone C-bånd frekvenser tilgjengelig for 5G-bruk. Når operatører begynte å distribuere 5G i 2,5–4GHz-området, ble det klart at ikke alle sub-6GHz-frekvenser fortjener å bli klumpet sammen, og noen bruker nå sub-6 for kun å referere til lavbånds 5G.

Det er imidlertid ikke universelt sant. Mange vil med rette påpeke at siden Sub-6 fortsatt betyr Sub-6GHz, bør det gjelde alle frekvenser under 6GHz, bl.a. raskere frekvenser som C-bånd eller enda høyere 4-5GHz spektrum som en dag kan bli frigjort, sammen med langsommere 600MHz lavbånd. Derfor har sub-6 blitt et upresist begrep, og det er bedre å referere til 5G-spekteret som lavbånd og mellombånd, siden det er noen betydelige forskjeller mellom de to frekvensområdene.

Avveiningen med lavt bånd

Lavbåndsfrekvensene var lavthengende frukt for de fleste operatører for å starte sine 5G-distribusjoner. De hadde allerede de nødvendige spektrumlisensene fra FCC og i det minste noe kompatibelt radioutstyr og tårn på plass.

Mer betydelig, men lavbåndsspekteret tillot operatørene å distribuere 5G over et mye bredere område. Lavere frekvenser reiser lenger og er ikke på langt nær så utsatt for forstyrrelser fra ting som bygninger og trær.

Dessverre var avveiningen at disse frekvensene ikke ga en betydelig hastighetsfordel i forhold til 4G/LTE-nettverkene som allerede var på plass.

På samme måte som en flerbånds Wi-Fi-ruter tilbyr en utvidet rekkevidde med lavere hastigheter på 2,4 GHz-båndet enn på 5GHz-båndet kan mobilsignaler i 600MHz- og 850MHz-området reise store avstander, men de er ikke særlig fort.

Denne strategien gjorde det mulig for T-Mobile å være den første operatøren som fikk et landsomfattende 5G-nettverk i drift i alle 50 stater. Disse 600MHz-signalene kan reise en lang avstand, slik at T-Mobile kan dekke betydelig mer territorium med færre tårn. Imidlertid, som en OpenSignal rapport fra tidlig 2020 viste at hastighetene ikke var dramatisk bedre enn T-Mobiles 4G/LTE-nettverk.

I mellomtiden hadde transportører i andre land som Sør-Korea valgt å bruke midtbånd spekteret for deres 5G-distribusjoner, og kan skilte med mer imponerende tall, mens Verizon toppet listene takket være bruken av mmBølge. Det er imidlertid også viktig å merke seg at Verizons 500 Mbps-hastigheter bare var tilgjengelige for 0,4 % av kundene. Sprint viste også bedre tall takket være sitt midtbånd på 2,5 GHz.

Verizon kom sent til festen, men det også til slutt distribuerte et lavbånds landsdekkende 5G-nettverk på slutten av 2020 for å bringe 5G til de andre 99 % av kundene. For lavbånds 5G valgte Verizon 850MHz, 1,9GHz og 1,7-2,1GHz båndene.

Deler eteren

Problemet var ikke bare de lavere frekvensene som AT&T og T-Mobile brukte. Siden 5G-teknologi er mer avansert enn 4G/LTE, bør den yte raskere selv ved 600MHz og 850MHz.

Men da AT&T og T-Mobile implementerte 5G på disse frekvensene, kunne de ikke bare slå av 4G/LTE-tjenestene som allerede kjørte der. De måtte finne en måte å få 5G til å sameksistere fredelig med disse eldre trådløse teknologiene.

Så de henvendte seg til en teknologi kjent som Dynamic Spectrum Sharing (DSS), en funksjon i 5G som eksplisitt ble designet for å la den fungere sammen med 4G/LTE på de samme frekvensene. I enkle termer lar DSS 5G-data settes inn i eventuelle ubrukte hull i 4G/LTE-overføringer.

Ved å bruke DSS kunne 5G-distribusjoner rulle ut mye raskere ved å dra nytte av ubrukt 4G/LTE-kapasitet, men det hadde også en stor ulempe. DSS er en 5G-funksjon, så 5G-signaler visste hvordan de skulle dele eteren med 4G/LTE-signaler, men LTE hadde aldri blitt lært hvordan de skulle dele.

Derfor er DSS 5G tvunget til å gi forkjørsrett til 4G/LTE-signaler, som alltid får prioritet. På et travelt eller overbelastet 4G/LTE-nettverk lider 5G-ytelsen.

På Verizon var resultatene av DSS så dårlige at PCMags Sascha Segan fortalte Verizon iPhone-brukere å slå av 5G, kalte DSS et "desperat tregt system" etter at tester viste at operatørens DSS 5G nesten aldri var raskere enn 4G, og faktisk var tregere i større byer som New York og Chicago.

Reservespekteret

Dessverre er problemet at operatører ønsker å presse oppfatningen av å tilby 5G. De vil at folk skal se "5G"-ikonet lyse opp på smarttelefonene deres, selv om det ikke gir ytelse som er noe bedre enn 4G/LTE-nettverket. Tenk på stuntet AT&T gjorde for noen år siden sitt "5G Evolution"-nettverk, og gir kundene et "5G E"-ikon for det litt forbedrede 4G/LTE-nettverket.

Hvis du ser bort fra AT&Ts dumhet, betyr det vanligvis at du er koblet til et faktisk 5G-nettverk når du ser en "5G" på telefonen. Det betyr imidlertid ikke at du vil se imponerende 5G-hastigheter. Hvis du bruker lavbånds 5G-frekvenser, får du lavbånds 5G-hastigheter som vanligvis ikke vil være mye bedre enn å bruke 4G/LTE.

Likevel, selv som operatører distribuerer raskere nettverk ved hjelp av mellombånd og C-bånd spektrum, vil det alltid være et sted for lavbånds 5G. Med det omfattende spekteret som tilbys av 600MHz-850MHz-spekteret, er det disse frekvensene operatørene vil fortsette å stole på for å dekke mindre befolkede områder. Det er rett og slett ikke verdt å sette opp dusinvis av nye tårn for å dekke et relativt lite antall kunder.

Transportører brukte en lignende strategi selv i GSM-dagene. I Canada ble 1,9 GHz utelukkende brukt i store bysentre, mens 850 MHz ble brukt til landlig dekning. Problemer med frekvenslisens forhindret at denne tilnærmingen ble brukt like mye i USA. Imidlertid lente transportører fortsatt mot å bruke høyere frekvenser i byer og lavere frekvenser på landsbygda der det var mulig.

Nå som operatører har rimelig store deler av mellombåndsspekteret å leke med, faller 5G-distribusjonene langs enda mer dramatiske linjer. De fleste 5G-kunder vil bli dekket av mellombåndsspekteret, med raskere og høyere kapasitet mmBølge utplassert i tette områder hvor overbelastning av nettverket er et problem, for eksempel stadioner og flyplasser. Lavbånds 5G vil effektivt bli reservespekteret for å sikre at du fortsatt får 5G når det ikke er noe bedre tilgjengelig.

Den gode nyheten er at lavbånds 5G-hastigheter bør forbedres ettersom flere flytter til 5G-smarttelefoner og forlater 4G/LTE teknologi bak, unngå overbelastningsproblemer ettersom 5G DSS ikke lenger trenger å gi like mye plass til eldre mobilnett teknologier. Etter hvert vil 4G/LTE bli tatt ut helt, selv om vi sannsynligvis har gått videre til 6G da.

Redaktørenes anbefalinger

• T-Mobiles store forsprang på 5G-hastigheter kommer ingen vei
• Netgears nye M6 Pro-ruter lar deg bruke rask 5G uansett hvor du går
• T-Mobiles 5G er fortsatt uovertruffen - men har hastighetene platået?
• Her er hvor rask 5G på din Samsung Galaxy S23 egentlig er
• Hva er 5G UW? Den virkelige betydningen bak ikonet på telefonen