O que é 5G de banda baixa? Sub-6 explicado

Há pouca dúvida de que 5G promete mudar a forma como nos comunicamos, vivemos e trabalhamos em grande escala. Ao contrário das tecnologias celulares do passado, o 5G oferece recursos e desempenho que antes eram domínio exclusivo das redes com fio. Portanto, não é surpresa que a implantação dessas redes avançadas tenha se tornado mais complicada do que qualquer outra coisa que já existiu.

Para oferecer o que o 5G é realmente capaz, as operadoras sem fio tiveram que trabalhar em uma faixa muito mais ampla de frequência de rádio. espectro, desde as frequências mais baixas onde viviam as redes celulares GSM originais, até aquelas usadas por sistemas de radar e satélites.

Embora as operadoras sem fio tenham se esforçado para usar o maior intervalo médio e onda milimétrica (mmWave) pelas vantagens que oferecem, foi na parte mais baixa da zona sub-6GHz que a maioria dos lançamentos de 5G começaram.

A razão para isso era bem simples. Essas frequências de banda baixa são onde mais velhos GSM, 3G, e 4G/LTE tecnologias viveram nas últimas duas décadas. Isso significa que as operadoras já possuíam as licenças necessárias para esse espectro. Eles também tinham milhares de torres de celular implantadas que podiam ser reconfiguradas para fornecer 5G sem a necessidade de equipamentos totalmente novos.

O que é 5G de banda baixa?

Frequências de banda baixa são tecnicamente definidas como aquelas abaixo de 1 GHz. No entanto, no contexto da rede sem fio operadoras, isso cobre tudo abaixo de 2,3 GHz - as frequências em que GSM, 3G e LTE têm historicamente vivido.

Na América do Norte, os serviços GSM originais usavam quase exclusivamente as frequências de 850 MHz e 1,9 GHz (1900 MHz). Mais tarde, com 3G e LTE, todas as operadoras dos EUA expandiram para as frequências de 700MHz e 1,7GHz, enquanto a AT&T também subiu para a faixa de 2,3 GHz, a T-Mobile adicionou 600 MHz na extremidade inferior, a Sprint também configurou na faixa de 2,5 GHz banda. Algumas operadoras no Canadá e no México também implantaram serviços LTE em 2,6 GHz, mas essa frequência mais alta não era licenciada para uso celular nos Estados Unidos naquela época.

No entanto, além da Sprint, todas as principais operadoras dos EUA geralmente se apegam às quatro frequências principais: 700MHz, 800MHz, 1,7GHz e 1,9GHz. Quando T-Mobile fundiu-se com a Sprint no início de 2020, sua rede 4G/LTE de 2,5 GHz foi desativada para que essas frequências pudessem ser reaproveitadas para Serviço 5G de ultra capacidade de banda média da T-Mobile.

Quando a AT&T e a T-Mobile começaram a implantar suas redes 5G, elas se limitaram às frequências que já usavam e para as quais tinham licenças. A AT&T implantou seu 5G a 850MHz e a T-Mobile lançou sua rede nacional usando seu espectro de 600MHz. A Verizon foi para o outro lado e evitou totalmente as frequências mais baixas no início. Em vez disso, escolheu a frequência muito mais alta mmWave espectro, dando-lhe uma vantagem de velocidade considerável à custa de uma cobertura abismal.

O que significa Sub-6?

O termo sub-6 tornou-se um pouco confuso, pois foi inicialmente usado para significar todas as frequências abaixo de 6GHz, em contraste com mmWave, que começa em 24 GHz.

Embora a diferença entre frequências sub-6GHz e mmWave seja bastante impressionante, quando a indústria começou a usar o termo sub-6, a Federal Communications Commission (FCC) ainda não havia feito o frequências de banda C de médio porte disponível para uso 5G. Depois que as operadoras começaram a implantar 5G na faixa de 2,5 a 4 GHz, ficou claro que nem todas as frequências abaixo de 6 GHz merecem ser agrupadas, e algumas pessoas agora usam sub-6 para se referir apenas ao 5G de banda baixa.

Isso não é universalmente verdade, no entanto. Muitos apontarão corretamente que, como Sub-6 ainda significa Sub-6GHz, ele deve se aplicar a todas as frequências abaixo de 6GHz, incluindo frequências mais rápidas, como banda C ou espectro ainda mais alto de 4-5 GHz, que algum dia poderá ser liberado, junto com 600 MHz mais lentos banda baixa. Portanto, sub-6 tornou-se um termo impreciso e é melhor referir-se ao espectro 5G como banda baixa e banda média, pois existem algumas diferenças significativas entre as duas faixas de frequência.

A compensação da banda baixa

As frequências de banda baixa eram frutos fáceis para a maioria das operadoras iniciarem suas implantações 5G. Eles já tinham as licenças de espectro necessárias da FCC e pelo menos alguns equipamentos de rádio e torres compatíveis instalados.

Mais significativamente, porém, o espectro de banda baixa permitiu que as operadoras implantassem o 5G em uma faixa muito mais ampla. Frequências mais baixas viajam mais longe e não são tão propensas a interferências de coisas como prédios e árvores.

Infelizmente, a desvantagem era que essas frequências não ofereciam uma vantagem de velocidade significativa em relação às redes 4G/LTE já existentes.

Da mesma forma que um roteador Wi-Fi multibanda oferece um alcance estendido com velocidades mais lentas na banda de 2,4 GHz do que na banda de 5GHz, os sinais de celular na faixa de 600MHz e 850MHz podem percorrer grandes distâncias, mas não são muito rápido.

Essa estratégia permitiu que a T-Mobile fosse a primeira operadora a instalar uma rede 5G nacional em todos os 50 estados. Esses sinais de 600 MHz podem percorrer longas distâncias, permitindo que a T-Mobile cubra substancialmente mais território com menos torres. No entanto, como um OpenSignalName O relatório do início de 2020 mostrou que as velocidades não eram muito melhores do que a rede 4G/LTE da T-Mobile.

Enquanto isso, operadoras em outros países como a Coreia do Sul optaram por usar banda média espectro para suas implantações 5G, apresentando números mais impressionantes, enquanto a Verizon liderou as paradas graças ao uso de mmWave. No entanto, também é importante observar que as velocidades de 500 Mbps da Verizon estavam disponíveis apenas para 0,4% de seus clientes. A Sprint também apresentou números melhores graças ao seu espectro de banda média de 2,5 GHz.

A Verizon chegou atrasada para a festa, mas também finalmente implantou uma rede 5G nacional de banda baixa no final de 2020 para levar o 5G aos outros 99% de seus clientes. Para seu 5G de banda baixa, a Verizon escolheu as bandas de 850 MHz, 1,9 GHz e 1,7-2,1 GHz.

Compartilhando as ondas de rádio

O problema não eram apenas as frequências mais baixas que a AT&T e a T-Mobile estavam usando. Como a tecnologia 5G é mais avançada que 4G/LTE, ela deve funcionar mais rápido mesmo em 600MHz e 850MHz.

No entanto, quando a AT&T e a T-Mobile implantaram o 5G nessas frequências, não puderam simplesmente desligar os serviços 4G/LTE que já estavam sendo executados lá. Eles tiveram que encontrar uma maneira de fazer o 5G coexistir pacificamente com essas tecnologias sem fio mais antigas.

Então, eles se voltaram para uma tecnologia conhecida como Dynamic Spectrum Sharing (DSS), um recurso do 5G que foi explicitamente projetado para permitir que funcione junto com 4G/LTE nas mesmas frequências. Em termos simples, o DSS permite que os dados 5G sejam inseridos em qualquer lacuna não utilizada nas transmissões 4G/LTE.

O uso do DSS permitiu que as implantações 5G fossem lançadas muito mais rapidamente, aproveitando a capacidade 4G/LTE não utilizada, mas também teve uma grande desvantagem. O DSS é um recurso 5G, então os sinais 5G sabiam como compartilhar as ondas de rádio com os sinais 4G/LTE, mas o LTE nunca foi ensinado a compartilhar.

Portanto, o DSS 5G é forçado a ceder o direito de passagem aos sinais 4G/LTE, que sempre têm prioridade. Em uma rede 4G/LTE ocupada ou congestionada, o desempenho do 5G é prejudicado.

Na Verizon, os resultados do DSS foram tão ruins que Sascha Segan da PCMag disse aos usuários do iPhone da Verizon para desligar o 5G, apelidando o DSS de "sistema desesperadamente lento" depois que testes revelaram que o DSS 5G da operadora quase nunca era mais rápido que 4G e, na verdade, era mais lento em grandes cidades como Nova York e Chicago.

O espectro de fallback

Infelizmente, o problema é que as operadoras querem aumentar a percepção de oferecer 5G. Eles querem que as pessoas vejam o ícone “5G” acender em seus smartphones, mesmo que não forneça um desempenho melhor do que a rede 4G/LTE. Considere o truque que a AT&T fez alguns anos atrás com sua rede “5G Evolution”, dando a seus clientes um ícone “5G E” para sua rede 4G/LTE ligeiramente melhorada.

Deixando de lado a bobagem da AT&T, ver um “5G” em seu telefone geralmente significa que você está conectado a uma rede 5G real. No entanto, isso não significa que você verá velocidades 5G impressionantes. Se você estiver usando frequências 5G de banda baixa, obterá velocidades 5G de banda baixa que geralmente não serão muito melhores do que usar 4G/LTE.

No entanto, mesmo quando as operadoras implantam redes mais rápidas usando espectro de banda média e banda C, sempre haverá lugar para 5G de banda baixa. Com o amplo alcance oferecido pelo espectro de 600MHz-850MHz, são essas frequências que as operadoras continuarão a contar para cobrir áreas menos populosas. Simplesmente não vale a pena colocar dezenas de novas torres para atender um número relativamente pequeno de clientes.

As operadoras usavam uma estratégia semelhante mesmo nos dias do GSM. No Canadá, 1,9 GHz foi usado exclusivamente nos grandes centros urbanos, enquanto 850 MHz foi usado para cobertura rural. Problemas de licenciamento de frequência impediram que essa abordagem fosse usada extensivamente nos Estados Unidos. No entanto, as operadoras ainda tendem a usar frequências mais altas nas cidades e frequências mais baixas no campo, sempre que possível.

Agora que as operadoras têm faixas razoavelmente grandes de espectro de banda média para brincar, as implantações de 5G estão caindo em linhas ainda mais dramáticas. A maioria dos clientes 5G será coberta pelo espectro de banda média, com serviços mais rápidos e de maior capacidade mmWave implantados em áreas densas onde o congestionamento da rede é um problema, como estádios e aeroportos. O 5G de banda baixa se tornará efetivamente o espectro alternativo para garantir que você ainda obtenha 5G quando não houver nada melhor disponível.

A boa notícia é que as velocidades 5G de banda baixa devem melhorar à medida que mais pessoas mudam para smartphones 5G e deixam 4G/LTE tecnologia atrasada, evitando problemas de congestionamento, já que o 5G DSS não precisa mais ceder tanto espaço para celulares mais antigos tecnologias. Eventualmente, o 4G/LTE será totalmente desativado, embora provavelmente já tenhamos passado para o 6G.

Recomendações dos editores

• A enorme liderança da T-Mobile em velocidades 5G não vai a lugar nenhum
• O novo roteador M6 Pro da Netgear permite que você use 5G rápido em qualquer lugar que você vá
• O 5G da T-Mobile ainda é inigualável - mas as velocidades se estabilizaram?
• Veja o quão rápido é o 5G no seu Samsung Galaxy S23
• O que é 5G UW? O verdadeiro significado por trás do ícone no seu telefone