5G передає інформацію бездротовим шляхом через електромагнітний спектр, зокрема радіоспектр. Всередині радіоспектру знаходяться різні рівні частотних діапазонів, деякі з яких використовуються для даних 5G.
Оскільки 5G все ще знаходиться на ранніх стадіях впровадження і ще не доступна в кожній країні, ви можете почути про спектр пропускної здатності 5G, аукціони спектру 5G, mmWave 5G тощо.
Не хвилюйтеся, якщо це збиває з пантелику. Все, що вам дійсно потрібно знати про смуги частот 5G, - це те, що різні компанії використовують різні частини спектру для передачі даних 5G. Використання однієї частини спектра поверх іншої впливає як на швидкість з'єднання, так і на відстань, яку воно може покрити. Багато детальніше про це нижче.
Визначення спектра 5G
Частота радіохвиль коливається від 3 кілогерц (кГц) до 300 гігагерц (ГГц). Кожна частина спектра має діапазон частот, що називається смугою, яка називається конкретною назвою.
Деякі приклади смуг радіочастотного спектра включають надзвичайно низькі частоти (ELF), наднизькі частоти (ULF), низькі частоти (LF), середні частоти (MF), надвисокі частоти (UHF) і надзвичайно високі частоти (EHF).
Одна частина радіоспектру має високочастотний діапазон від 30 ГГц до 300 ГГц (частина смуги КВЛ) і часто називається міліметровою смугою (тому що її довжини хвиль коливаються від 1 до 10 мм). Тому довжини хвиль у цій смузі і навколо неї називаються міліметровими хвилями (мм-хвилі). mmWaves - популярний вибір для 5G, але він також застосовується в таких областях, як радіоастрономія, телекомунікації і радари.
Інша частина радіоспектру, яка використовується для 5G, - це UHF, яка нижча за спектром, ніж EHF. Діапазон УВЧ має діапазон частот від 300 МГц до 3 ГГц і використовується для всього: від телевізійного мовлення і GPS до Wi-Fi, бездротових телефонів і Bluetooth.
Частоти 1 ГГц і вище також називаються мікрохвильовими, а частоти в діапазоні 1-6 ГГц часто називають частиною спектру «нижче 6 ГГц».
Частота визначає швидкість і потужність 5G
Всі радіохвилі поширюються зі швидкістю світла, але не всі хвилі реагують з навколишнім середовищем однаково або ведуть себе так само, як і інші хвилі. Це довжина хвилі конкретної частоти, яка використовується вежею 5G, яка безпосередньо впливає на швидкість і відстань її передачі.
Вища частота
- Швидші швидкості
- Короткі відстані
Нижча частота
- Повільніше
- Великі відстані
Довжина хвилі назад пропорційна частоті (тобто Високі частоти мають меншу довжину хвилі). Наприклад, 30 Гц (низька частота) має довжину хвилі 10000 км (понад 6000 миль), а 300 ГГц (висока частота) становить всього 1 мм.
Коли довжина хвилі дійсно коротка (наприклад, частоти на верхньому кінці спектра), форма хвилі настільки мала, що може легко спотворюватися. Ось чому дійсно високі частоти не можуть поширюватися так низько
Швидкість це ще один фактор. Ширина смуги вимірюється різницею між найвищою і найнижчою частотою сигналу. Коли ви пересуваєтеся вгору радіочастотним спектром, щоб досягти більш високих смуг, діапазон частот збільшується, і, отже, збільшується пропускна здатність (тобто Ви отримуєте більш високі швидкості завантаження).
Чому 5G Spectrum має значення
Оскільки частота, яка використовується коміркою 5G, визначає швидкість і відстань, для постачальника послуг (такого як Verizon або AT&T) важливо використовувати частину спектра, яка включає частоти, які приносять користь виконуваній роботі.
Наприклад, міліметрові хвилі, які знаходяться у високочастотному спектрі, мають ту перевагу, що вони здатні нести багато даних. Однак радіохвилі в більш високих діапазонах також легше поглинаються газами в повітрі, деревах і прилеглих будівлях. Тому mmWaves корисні в щільно упакованих мережах, але не дуже корисні для перенесення даних на великі відстані (через загасання).
З цих причин насправді не існує чорно-білого «спектру 5G» - можна використовувати різні частини спектру. Постачальник 5G хоче максимально збільшити відстань, мінімізувати проблеми і отримати максимально можливу пропускну здатність. Один із способів обійти обмеження міліметрових хвиль - це диверсифікувати і використовувати нижчі смуги.
Наприклад, частота 600 МГц має меншу смугу пропускання, але оскільки на неї не впливають такі речі, як волога в повітрі, вона не втрачає енергію так швидко і здатна досягати телефонів 5G та інших пристроїв 5G далі, а також краще проникати крізь стіни, щоб забезпечити прийом у приміщенні.
Для порівняння, низькочастотні (НЧ) передачі в діапазоні від 30 кГц до 300 кГц відмінно підходять для зв'язку на великі відстані, оскільки вони відчувають низьке загасання і, отже, не повинні посилюватися так часто, як більш високі частоти. Вони використовуються для таких речей, як радіомовлення AM.
Постачальник послуг може використовувати більш високі частоти 5G в областях, де потрібно більше даних, наприклад, в популярному місті, де використовується багато пристроїв. Тим не менш, низькочастотні частоти корисні для забезпечення доступу 5G до більшої кількості пристроїв з однієї вежі і до зон, які не мають прямої видимості до сотні 5G, таких як сільські громади.
Ось деякі інші діапазони частот 5G (так званий багатошаровий спектр):
- С-діапазон: 2-6 ГГц для покриття і пропускної спроможності.
- Рівень суперданих: більше 6 ГГц (наприклад, 24-29 ГГц і 37-43 ГГц) для областей з високою пропускною здатністю.
- Зона покриття: нижче 2 ГГц (наприклад, 700 МГц) для внутрішніх і більш широких зон покриття.
Використання спектра 5G оператором
Не всі постачальники послуг використовують одну смугу частот для 5G. Як ми вже згадували вище, є переваги і недоліки використання будь-якої частини спектру 5G.
- T-Mobile: T-Mobile використовує спектр низької смуги (600 МГц), а також спектр середньої смуги.
- Verizon: надширокосмугову мережу Verizon 5G використовує міліметрові хвилі, зокрема, 28 ГГц і 39 ГГц.
- AT & T: стратегія розгортання AT&T є використанням міліметрового спектру хвиль для щільних областей і середнього і низького спектру для сільських і приміських районів.
- Sprint: Sprint стверджує, що має більше спектру, ніж будь-яка інша несуча в США, з