Probabil ați auzit că 5G folosește spectrul undelor milimetrice pentru a-și atinge vitezele de 10 Gbps. Dar folosește și spectrurile joase și medii, la fel ca 4G. Fără toate cele trei spectre, 5G nu ar fi de încredere.
Deci, care este diferența dintre aceste spectre? De ce transferă date la viteze diferite și de ce sunt toate esențiale pentru succesul 5G?
Cuprins
Cum transferă frecvențele electromagnetice datele?
Înainte de a ajunge prea adânc în banda joasă, banda medie și unde milimetrice, trebuie să înțelegem cum funcționează transmisia wireless de date. În caz contrar, vom avea probleme cu diferențele dintre aceste trei spectre.
Undele radio și microundele sunt invizibile cu ochiul liber, dar arată și se comportă ca undele dintr-un bazin de apă. Pe măsură ce frecvența unei unde crește, distanța dintre fiecare undă (lungimea de undă) devine mai scurtă. Telefonul dumneavoastră măsoară lungimea de undă pentru a identifica frecvențele și pentru a „auzi” datele pe care o frecvență încearcă să le transmită.
Dar o frecvență stabilă, neschimbătoare nu poate „vorbi” cu telefonul tău. Trebuie modulat prin creșterea și scăderea subtilă a ratei de frecvență. Telefonul dvs. observă aceste modulații minuscule prin măsurarea modificărilor lungimii de undă și apoi traduce acele măsurători în date.
Dacă vă ajută, gândiți-vă la asta ca la un cod binar și Morse combinat. Dacă încercați să transmiteți codul Morse cu o lanternă, nu puteți lăsa lanterna aprinsă. Trebuie să-l „modulezi” într-un mod care poate fi interpretat ca limbaj.
5G funcționează cel mai bine cu toate cele trei spectre
Transferul de date fără fir are o limitare serioasă: frecvența este prea strâns legată de lățimea de bandă.
Undele care operează la o frecvență joasă au lungimi de undă lungi, așa că modulațiile au loc într-un ritm de melc. Cu alte cuvinte, ei „vorbesc” încet, ceea ce duce la o lățime de bandă redusă (Internet lent).
După cum v-ați aștepta, undele care operează la o frecvență înaltă „vorbesc” foarte repede. Dar sunt predispuse la distorsiuni. Dacă ceva le iese în cale (pereți, atmosferă, ploaie), telefonul dvs. poate pierde evidența modificărilor lungimii de undă, ceea ce este asemănător cu lipsa unei bucăți de cod Morse sau binar. Din acest motiv, o conexiune nesigură la o bandă de frecvență înaltă poate fi uneori mai lentă decât o conexiune bună la o bandă de frecvență joasă
În trecut, transportatorii evitau spectrul undelor milimetrice de înaltă frecvență în favoarea spectrurilor medii, care „vorbesc” într-un ritm mediu. Dar avem nevoie ca 5G să fie mai rapid și mai stabil decât 4G, motiv pentru care dispozitivele 5G folosesc ceva numit comutare adaptivă a fasciculului pentru a sari rapid intre benzile de frecventa.
Comutarea adaptivă a fasciculului este ceea ce face din 5G un înlocuitor de încredere pentru 4G. În esență, un telefon 5G își monitorizează continuu calitatea semnalului atunci când este conectat la o bandă de înaltă frecvență (undă milimetrică) și ține cont de alte semnale fiabile. Dacă telefonul detectează că calitatea semnalului său este pe cale să devină nesigură, trece fără probleme la o nouă bandă de frecvență până când este disponibilă o conexiune mai rapidă și mai fiabilă. Acest lucru previne orice sughiț la vizionarea videoclipurilor, la descărcarea de aplicații sau la efectuarea de apeluri video – și este ceea ce face 5G mai fiabil decât 4G fără a sacrifica viteza.
Undă milimetrică: rapidă, nouă și cu rază scurtă de acțiune
5G este primul standard wireless care profită de spectrul undelor milimetrice. Spectrul undelor milimetrice operează peste banda de 24 GHz și, așa cum v-ați aștepta, este excelent pentru transmisia de date super-rapidă. Dar, așa cum am menționat mai devreme, spectrul undelor milimetrice este predispus la distorsiuni.
Gândiți-vă la spectrul undelor milimetrice ca la un fascicul laser: este precis și dens, dar este capabil să acopere doar o zonă mică. În plus, nu poate suporta prea multe interferențe. Chiar și un obstacol minor, cum ar fi acoperișul mașinii sau un nor de ploaie, poate împiedica transmisiile undelor milimetrice.
Din nou, acesta este motivul comutare adaptivă a fasciculului este atât de crucial. Într-o lume perfectă, telefonul tău pregătit pentru 5G va fi întotdeauna conectat la un spectru de unde milimetrice. Dar această lume ideală ar avea nevoie de o tonă de turnuri cu unde milimetrice pentru a compensa acoperirea slabă a undelor milimetrice. Este posibil ca transportatorii să nu plătească niciodată banii necesari pentru a instala turnuri cu unde milimetrice la fiecare colț de stradă, astfel încât comutarea adaptivă a fasciculului asigură că telefonul nu va sughiță de fiecare dată când trece de la o conexiune cu unde milimetrice la o conexiune de bandă medie.
În prezent, numai benzile de 24 și 28 GHz sunt licențiate pentru utilizarea 5G. Dar FCC se așteaptă să scoată la licitație benzile de 37, 39 și 47 GHz pentru utilizarea 5G până la sfârșitul anului 2019 (aceste trei benzi sunt mai înalte în spectru, deci oferă conexiuni mai rapide). Odată ce undele milimetrice de înaltă frecvență sunt autorizate pentru 5G, tehnologia va deveni mult mai omniprezentă.
Banda de mijloc (Sub-6): viteză și acoperire decente
Banda de mijloc (numită și Sub-6) este cel mai practic spectru pentru transmisia de date fără fir. Funcționează între frecvențele de 1 și 6 GHz (2,5, 3,5 și 3,7-4,2 GHz). Dacă spectrul undelor milimetrice este ca un laser, atunci spectrul benzii medii este ca o lanternă. Este capabil să acopere o cantitate decentă de spațiu cu viteze rezonabile de internet. În plus, se poate deplasa prin majoritatea pereților și obstacolelor.
Cea mai mare parte a spectrului de bandă medie este deja licențiată pentru transmisia de date fără fir și, desigur, 5G va profita de aceste benzi. Dar 5G va folosi și banda de 2,5 GHz, care era rezervată pentru transmisiile educaționale.
Banda de 2,5 GHz se află la capătul inferior al spectrului de bandă medie, ceea ce înseamnă că are o acoperire mai largă (și viteze mai mici) decât benzile medii pe care le folosim deja pentru 4G. Sună contra-intuitiv, dar industria dorește ca banda de 2,5 GHz să se asigure că zonele îndepărtate observă upgrade-ul la 5G și că zonele cu trafic extrem de ridicat nu ajung pe spectre de bandă foarte lente și joase.
Banda joasă: spectru mai lent pentru zonele îndepărtate
Folosim spectrul de bandă joasă pentru a transfera date de la lansarea 2G în 1991. Acestea sunt unde radio de joasă frecvență care operează sub pragul de 1 GHz (și anume, 600, 800 și 900 MHz benzi).
Deoarece spectrul de bandă joasă este format din unde de joasă frecvență, practic este rezistent la distorsiuni – are o rază mare de acțiune și se poate deplasa prin pereți. Dar, așa cum am menționat mai devreme, frecvențele lente duc la rate lente de transfer de date.
În mod ideal, telefonul dvs. nu va ajunge niciodată la o conexiune de bandă joasă. Dar există unele dispozitive conectate, cum ar fi becurile inteligente, care nu trebuie să transfere date la rate gigabit. Dacă un producător decide să producă becuri inteligente 5G (utile dacă Wi-Fi-ul se întrerupe), există șanse mari să funcționeze pe spectrul de bandă joasă.
Surse: FCC, Știri RCR Wireless, SEMNATIV