5G brezžično prenaša informacije prek elektromagnetnega spektra, zlasti radijskega spektra. Znotraj radijskega spektra so različne ravni frekvenčnih pasov, od katerih se nekateri uporabljajo za to tehnologijo naslednje generacije.
Glede na to, da je 5G še vedno v zgodnjih fazah uvajanja in še ni na voljo v vseh državah, boste morda slišali o spektru pasovne širine 5G, dražbah spektra, mmWave 5G itd.
Ne skrbite, če vas to zmede. Vse, kar resnično morate vedeti o frekvenčnih pasovih 5G, je, da različna podjetja za prenos podatkov uporabljajo različne dele spektra. Uporaba enega dela spektra namesto drugega vpliva na hitrost povezave in razdaljo, ki jo lahko pokrije. Veliko več o tem spodaj.
Določanje spektra 5G
Frekvence radijskih valov segajo od 3 kilohercev (kHz) do 300 gigahercev (GHz). Vsak del spektra ima razpon frekvenc, imenovan pas, ki ima določeno ime.
Nekateri primeri pasov radijskega spektra vključujejo izjemno nizke frekvence (ELF), ultra nizke frekvence (ULF), nizke frekvence (LF), srednje frekvence (MF), ultra visoke frekvence (UHF) in izjemno visoke frekvence (EHF).
En del radijskega spektra ima visokofrekvenčno območje med 30 GHz in 300 GHz (del pasu EHF) in se pogosto imenuje milimetrski pas (ker se njegove valovne dolžine gibljejo od 1 do 10 mm). Valovne dolžine v tem pasu in okoli njega se zato imenujejo milimetrski valovi (mmWaves). mmWaves so priljubljena izbira za 5G, uporabljajo pa se tudi na področjih, kot so radijska astronomija, telekomunikacije in radarske puške.
Drug del radijskega spektra, ki se uporablja za 5G, je UHF, ki je nižje v spektru kot EHF. UHF pas ima frekvenčno območje od 300 MHz do 3 GHz in se uporablja za vse, od televizijskega oddajanja in GPS-a do Wi-Fi, brezžičnih telefonov in Bluetooth.
Frekvence 1 GHz in višje se imenujejo tudi mikrovalovne, frekvence v razponu od 1–6 GHz pa se pogosto imenujejo del spektra "pod 6 GHz".
Frekvenca določa hitrost in moč 5G
Vsi radijski valovi potujejo s svetlobno hitrostjo, vendar vsi valovi ne reagirajo z okoljem na enak način ali se ne obnašajo enako kot drugi valovi. To je valovna dolžina določene frekvence, ki jo uporablja stolp 5G, ki neposredno vpliva na hitrost in razdaljo njegovih prenosov.
- Višje hitrosti.
- Krajše razdalje.
- Manjše hitrosti.
- Daljše razdalje.
Valovna dolžina je obratno sorazmerna s frekvenco (tj. visoke frekvence imajo krajše valovne dolžine). Na primer, 30 Hz (nizka frekvenca) ima valovno dolžino 10.000 km (več kot 6.000 milj), medtem ko je 300 GHz (visoka frekvenca) samo 1 mm.
Ko je valovna dolžina res kratka (kot so frekvence na višjem koncu spektra), je valovna oblika tako majhna, da se zlahka popači. Zato res visoke frekvence ne morejo potovati tako daleč kot nižje.
Hitrost je še en dejavnik. Pasovna širina se meri z razliko med najvišjo in najnižjo frekvenco signala. Ko se pomaknete navzgor po radijskem spektru, da dosežete višje pasove, je razpon frekvenc višji, zato se poveča prepustnost (tj. dobite večjo hitrost prenosa).
Zakaj je spekter 5G pomemben
Ker frekvenca, ki jo uporablja celica 5G, narekuje hitrost in razdaljo, je pomembno, da ponudnik storitev (kot je Verizon ali AT&T) uporabi del spektra, ki vključuje frekvence, ki koristijo delu, ki ga opravlja.
Na primer, milimetrski valovi, ki so v visokopasovnem spektru, imajo prednost, da lahko prenašajo veliko podatkov. Vendar radijske valove v višjih pasovih lažje absorbirajo tudi plini v zraku, drevesa in bližnje zgradbe.mmWave so torej uporabni v gosto zapakiranih omrežjih, niso pa tako koristni za prenos podatkov na velike razdalje (zaradi slabljenja).
Zaradi teh razlogov v resnici ne obstaja črno-beli "spekter 5G" – lahko se uporabljajo različni deli spektra. Ponudnik 5G želi povečati razdaljo, zmanjšati težave in doseči čim večjo prepustnost. Eden od načinov, kako zaobiti omejitve milimetrskih valov, je diverzifikacija in uporaba nižjih pasov.
Frekvenca 600 MHz ima na primer nižjo pasovno širino, a ker nanjo stvari, kot je vlaga v zraku, ne vplivajo tako zlahka, ne izgublja moči tako hitro in lahko doseže telefone 5G in druge Naprave 5G bolj oddaljene in bolje prebijajo stene, da zagotovijo sprejem v zaprtih prostorih.
Za primerjavo, nizkofrekvenčni (LF) prenosi v območju od 30 kHz do 300 kHz so odlični za komunikacijo na dolge razdalje, ker imajo nizko dušenje in jih zato ni treba ojačevati tako pogosto kot višje frekvence. Uporabljajo se za stvari, kot je AM radijsko oddajanje.
Ponudnik storitev lahko uporablja višje frekvence 5G na območjih, ki zahtevajo več podatkov, na primer v priljubljenem mestu, kjer je v uporabi veliko naprav. Vendar pa so nizkopasovne frekvence uporabne za zagotavljanje dostopa 5G več napravam iz enega stolpa in na območja, ki nimajo neposrednega vidnega polja do celice 5G, kot so podeželske skupnosti.
Tu je nekaj drugih frekvenčnih razponov 5G (imenovanih večplastni spekter):
- C-band: 2–6 GHz za pokritost in zmogljivost.
- Super Data Layer: Nad 6 GHz (npr. 24–29 GHz in 37–43 GHz) za območja z visoko pasovno širino.
- Območje pokritosti: pod 2 GHz (npr. 700 MHz) za notranja in širša območja pokritosti.
Uporaba spektra 5G po operaterju
Vsi ponudniki storitev ne uporabljajo istega frekvenčnega pasu za 5G. Kot smo že omenili, ima uporaba katerega koli dela spektra 5G prednosti in slabosti.
- T-Mobile: Uporabe uporabljajo nizkopasovni spekter (600 MHz) kot tudi 2,5 GHz spekter. Sprint je bil združen s T-Mobile in trdi, da ima več spektra kot kateri koli drug operater v ZDA, s tremi frekvenčnimi pasovi: 800 MHz, 1,9 GHz in 2,5 GHz.
- Verizon: Njihovo ultra širokopasovno omrežje 5G uporablja milimetrske valove, natančneje 28 GHz in 39 GHz.
- AT&T: uporablja milimetrski spekter valov za gosto naseljena območja ter srednji in nizki spekter za podeželske in primestne lokacije.
Spekter 5G je treba prodati ali licencirati operaterjem, na primer prek dražb, da lahko katero koli podjetje uporablja določen pas. Mednarodna zveza za telekomunikacije (ITU) ureja uporabo radijskega spektra po vsem svetu, domačo uporabo pa nadzirajo različni regulativni organi, kot je FCC v ZDA.
