Co to jest niskopasmowe 5G? Sub-6 wyjaśnione

Nie ma co do tego wątpliwości 5G obiecuje radykalnie zmienić sposób, w jaki się komunikujemy, żyjemy i pracujemy. W przeciwieństwie do technologii komórkowych z przeszłości, 5G oferuje możliwości i wydajność, które kiedyś były domeną wyłącznie sieci przewodowych. Nie jest więc niespodzianką, że wdrażanie tych zaawansowanych sieci stało się bardziej skomplikowane niż cokolwiek, co było wcześniej.

Aby zapewnić to, co naprawdę potrafi 5G, operatorzy bezprzewodowi musieli pracować w znacznie szerszym zakresie częstotliwości radiowych widma, od niższych częstotliwości, na których żyły pierwotne sieci komórkowe GSM, po częstotliwości używane przez systemy radarowe i satelity.

Chociaż operatorzy bezprzewodowi starali się korzystać z wyższych średniotonowy i fala milimetrowa (mmFala) częstotliwości ze względu na zalety, jakie oferują, to właśnie w najniższej części strefy poniżej 6 GHz rozpoczęła się większość wdrożeń 5G.

Przyczyna tego była dość prosta. Te niskie częstotliwości są starsze GSM, 3G, I 4G/LTE technologie żyły przez ostatnie dwie dekady. Oznacza to, że przewoźnicy mieli już niezbędne licencje na to widmo. Mieli także wdrożone tysiące wież telefonii komórkowej, które można było przekonfigurować w celu dostarczania 5G bez potrzeby posiadania całkowicie nowego sprzętu.

Co to jest niskopasmowe 5G?

Częstotliwości niskopasmowe są technicznie definiowane jako te poniżej 1 GHz. Jednak w kontekście łączności bezprzewodowej operatorów, obejmuje to wszystko poniżej 2,3 GHz — częstotliwości, na których historycznie występowały GSM, 3G i LTE żył.

W Ameryce Północnej pierwotne usługi GSM wykorzystywały prawie wyłącznie częstotliwości 850 MHz i 1,9 GHz (1900 MHz). Później, wraz z 3G i LTE, wszyscy amerykańscy operatorzy rozszerzyli zakres częstotliwości na 700 MHz i 1,7 GHz, podczas gdy AT&T również przeszedł do zakresu 2,3 ​​GHz, T-Mobile dodał 600 MHz na dolnym końcu, Sprint również skonfigurował na 2,5 GHz zespół. Niektórzy operatorzy w Kanadzie i Meksyku również wdrożyli usługi LTE na częstotliwości 2,6 GHz, ale ta wyższa częstotliwość nie była wówczas licencjonowana do użytku komórkowego w Stanach Zjednoczonych.

Jednak poza Sprintem wszyscy najwięksi amerykańscy przewoźnicy generalnie trzymali się czterech częstotliwości rdzenia: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz i 1,9 GHz. Gdy T-Mobile połączył się ze Sprintem na początku 2020 r. jego sieć 2,5 GHz 4G/LTE została wyłączona, aby można było ponownie wykorzystać te częstotliwości Średniopasmowa usługa T-Mobile Ultra Capacity 5G.

Kiedy AT&T i T-Mobile zaczęły wdrażać swoje sieci 5G, trzymały się częstotliwości, z których już korzystały i na które miały licencje. AT&T wdrożył swoją sieć 5G na częstotliwości 850 MHz, a T-Mobile uruchomił ogólnokrajową sieć z wykorzystaniem pasma 600 MHz. Verizon poszedł w drugą stronę i początkowo całkowicie unikał niższych częstotliwości. Zamiast tego wybrał znacznie wyższą częstotliwość mmFala widma, dając mu znaczną przewagę prędkości kosztem fatalnego pokrycia.

Co znaczy Sub-6?

Termin sub-6 stał się nieco mylący, ponieważ początkowo był używany do oznaczania wszystkich częstotliwości poniżej 6 GHz, w przeciwieństwie do mmFala, która zaczyna się od 24 GHz.

Chociaż różnica między częstotliwościami poniżej 6 GHz i mmWave jest dość oszałamiająca, kiedy branża zaczęła używać terminu sub-6, Federalna Komisja Łączności (FCC) nie dokonała jeszcze średniotonowe częstotliwości pasma C dostępne do użytku 5G. Gdy przewoźnicy zaczęli wdrażać 5G w zakresie 2,5–4 GHz, stało się jasne, że nie wszystkie częstotliwości poniżej 6 GHz zasługują na to, aby je łączyć, a niektórzy ludzie używają teraz częstotliwości poniżej 6 w odniesieniu tylko do 5G w niskim paśmie.

Nie jest to jednak uniwersalna prawda. Wielu słusznie zauważy, że ponieważ Sub-6 nadal oznacza Sub-6GHz, powinno to dotyczyć wszystkich częstotliwości poniżej 6GHz, w tym szybsze częstotliwości, takie jak pasmo C lub nawet wyższe widmo 4-5GHz, które pewnego dnia mogą zostać uwolnione, wraz z wolniejszymi 600MHz niskopasmowy. W związku z tym sub-6 stało się terminem nieprecyzyjnym i lepiej jest określać widmo 5G jako pasmo niskie i średnie, ponieważ istnieją pewne znaczące różnice między tymi dwoma zakresami częstotliwości.

Kompromis w zakresie niskich częstotliwości

Częstotliwości niskopasmowe były dla większości operatorów łatwym celem do rozpoczęcia wdrażania 5G. Mieli już niezbędne licencje na widmo od FCC i przynajmniej część kompatybilnego sprzętu radiowego i wież na miejscu.

Co ważniejsze, widmo niskopasmowe umożliwiło operatorom wdrożenie 5G w znacznie szerszym zakresie. Niższe częstotliwości przemieszczają się dalej i nie są tak podatne na zakłócenia ze strony budynków i drzew.

Niestety kompromis polegał na tym, że te częstotliwości nie zapewniały znaczącej przewagi prędkości nad istniejącymi już sieciami 4G/LTE.

W ten sam sposób, w jaki wielopasmowy router Wi-Fi oferuje większy zasięg przy niższych prędkościach w paśmie 2,4 GHz niż w paśmie 5 GHz sygnały komórkowe w zakresie 600 MHz i 850 MHz mogą przemieszczać się na duże odległości, ale nie są one bardzo szybko.

Ta strategia pozwoliła T-Mobile być pierwszym operatorem, który uruchomił ogólnokrajową sieć 5G we wszystkich 50 stanach. Te sygnały 600 MHz mogą podróżować na duże odległości, pozwalając T-Mobile na pokrycie znacznie większego terytorium przy mniejszej liczbie wież. Jednak jako OpenSignal raport z początku 2020 roku pokazał, że prędkości nie były dramatycznie lepsze niż w sieci 4G/LTE T-Mobile.

Tymczasem przewoźnicy w innych krajach, takich jak Korea Południowa, zdecydowali się skorzystać środek pasma widmo dla swoich wdrożeń 5G, szczycąc się bardziej imponującymi liczbami, podczas gdy Verizon znalazł się na szczycie list przebojów dzięki wykorzystaniu mmFala. Należy jednak zauważyć, że prędkości Verizon 500 Mb / s były dostępne tylko dla 0,4% jego klientów. Sprint również pokazał lepsze wyniki dzięki widmu 2,5 GHz w środkowym paśmie.

Verizon spóźnił się na imprezę, ale też ostatecznie wdrożyła niskopasmową ogólnokrajową sieć 5G pod koniec 2020 r. udostępni 5G pozostałym 99% swoich klientów. Dla swojej niskopasmowej sieci 5G Verizon wybrał pasma 850 MHz, 1,9 GHz i 1,7-2,1 GHz.

Udostępnianie fal radiowych

Problemem nie były tylko niższe częstotliwości używane przez AT&T i T-Mobile. Ponieważ technologia 5G jest bardziej zaawansowana niż 4G/LTE, powinna działać szybciej nawet przy 600 MHz i 850 MHz.

Jednak kiedy AT&T i T-Mobile wdrożyły 5G na tych częstotliwościach, nie mogły po prostu wyłączyć usług 4G/LTE, które już tam działały. Musieli znaleźć sposób, aby 5G pokojowo współistniało ze starszymi technologiami bezprzewodowymi.

Zwrócili się więc w stronę technologii znanej jako Dynamic Spectrum Sharing (DSS), funkcji 5G, która została specjalnie zaprojektowana, aby umożliwić jej działanie obok 4G/LTE na tych samych częstotliwościach. Mówiąc prościej, DSS umożliwia wstawianie danych 5G do dowolnych niewykorzystanych luk w transmisjach 4G/LTE.

Korzystanie z DSS umożliwiło znacznie szybsze wdrażanie wdrożeń 5G dzięki wykorzystaniu niewykorzystanej pojemności 4G/LTE, ale miało też jedną ogromną wadę. DSS to funkcja 5G, więc sygnały 5G wiedziały, jak dzielić fale radiowe z sygnałami 4G/LTE, ale LTE nigdy nie nauczono, jak się dzielić.

W związku z tym DSS 5G jest zmuszony ustąpić pierwszeństwa sygnałom 4G/LTE, które zawsze mają pierwszeństwo. W ruchliwej lub przeciążonej sieci 4G/LTE spada wydajność 5G.

W Verizon wyniki DSS były tak złe, że Sascha Segan z PCMag powiedział użytkownikom iPhone'a Verizon, aby wyłączyli 5G, nazywając DSS „desperacko wolnym systemem” po tym, jak testy wykazały, że DSS 5G przewoźnika prawie nigdy nie był szybszy niż 4G, a w rzeczywistości był wolniejszy w dużych miastach, takich jak Nowy Jork i Chicago.

Spektrum rezerwowe

Niestety problem polega na tym, że przewoźnicy chcą przeforsować postrzeganie oferowania 5G. Chcą, aby ludzie widzieli ikonę „5G” zapalającą się na ich smartfonach, nawet jeśli nie zapewnia to wydajności lepszej niż sieć 4G/LTE. Weźmy pod uwagę wyczyn AT&T, który wykonał kilka lat temu swoją sieć „5G Evolution”., dając swoim klientom ikonę „5G E” dla nieco ulepszonej sieci 4G/LTE.

Pomijając głupoty AT&T, zobaczenie „5G” na telefonie zwykle oznacza, że ​​​​jesteś podłączony do rzeczywistej sieci 5G. Nie oznacza to jednak, że zobaczysz imponujące prędkości 5G. Jeśli korzystasz z niskich częstotliwości 5G, uzyskasz niskie prędkości 5G, które zwykle nie będą dużo lepsze niż przy użyciu 4G/LTE.

Niemniej jednak, nawet gdy przewoźnicy wdrażają szybsze sieci za pomocą widmo pasma środkowego i pasma Czawsze znajdzie się miejsce na niskopasmowe 5G. Dzięki szerokiemu zakresowi oferowanemu przez widmo 600 MHz-850 MHz, to właśnie na tych częstotliwościach przewoźnicy będą nadal polegać na obszarach mniej zaludnionych. Po prostu nie warto stawiać dziesiątek nowych wież, aby obsłużyć stosunkowo niewielką liczbę klientów.

Przewoźnicy stosowali podobną strategię jeszcze w czasach GSM. W Kanadzie 1,9 GHz było używane wyłącznie w głównych ośrodkach miejskich, podczas gdy 850 MHz było używane na obszarach wiejskich. Problemy z licencjonowaniem częstotliwości uniemożliwiły tak szerokie stosowanie tego podejścia w Stanach Zjednoczonych. Jednak przewoźnicy nadal skłaniali się ku wykorzystywaniu wyższych częstotliwości w miastach i niższych częstotliwości na wsi, gdy tylko było to możliwe.

Teraz, gdy przewoźnicy mają do dyspozycji dość duże połacie widma w paśmie środkowym, wdrożenia 5G spadają w jeszcze bardziej dramatyczny sposób. Większość klientów 5G będzie obsługiwana przez pasmo środkowe, szybsze i o większej przepustowości mmFala rozmieszczone w gęsto zaludnionych obszarach, w których problemem jest przeciążenie sieci, takich jak stadiony i lotniska. Niskopasmowe 5G skutecznie stanie się widmem awaryjnym, aby zapewnić, że nadal będziesz otrzymywać 5G, gdy nie będzie nic lepszego.

Dobrą wiadomością jest to, że prędkości 5G w niskim paśmie powinny ulec poprawie, ponieważ coraz więcej osób przechodzi na smartfony 5G i porzuca 4G/LTE technologii w tyle, unikając problemów z przeciążeniem, ponieważ 5G DSS nie musi już ustępować tak dużo miejsca starszym komórkom technologie. Ostatecznie 4G/LTE zostanie całkowicie wycofane z eksploatacji, chociaż prawdopodobnie do tego czasu przejdziemy do 6G.

Zalecenia redaktorów

• Ogromna przewaga T-Mobile w prędkościach 5G nigdzie się nie wybiera
• Nowy router M6 Pro firmy Netgear umożliwia korzystanie z szybkiej sieci 5G w dowolnym miejscu
• T-Mobile 5G wciąż nie ma sobie równych — ale czy prędkość się ustabilizowała?
• Oto, jak naprawdę szybkie jest 5G w telefonie Samsung Galaxy S23
• Co to jest 5G UW? Prawdziwe znaczenie ikony w telefonie