5G vezeték nélkül továbbítja az információkat az elektromágneses spektrumon, különösen a rádióspektrumon keresztül. A rádióspektrumon belül különböző szintű frekvenciasávok találhatók, amelyek közül néhányat ehhez a következő generációs technológiához használnak.
Mivel az 5G még a bevezetés korai szakaszában jár, és még nem érhető el minden országban, előfordulhat, hogy hallani fog az 5G sávszélesség-spektrumról, a spektrumárverésekről, az mmWave 5G-ről stb.
Ne aggódjon, ha ez zavaró. Az 5G frekvenciasávokról tényleg csak annyit kell tudni, hogy a különböző cégek a spektrum különböző részeit használják adatátvitelre. A spektrum egy részének használata a másikhoz képest hatással van a kapcsolat sebességére és a megtehető távolságra is. Az alábbiakban még sok mást olvashat erről.
Az 5G spektrum meghatározása
A rádióhullámok frekvenciája 3 kilohertz (kHz) és 300 gigahertz (GHz) között mozog. A spektrum minden részének van egy frekvenciatartománya, amelyet sávnak neveznek, és amelyek egy adott néven mennek.
A rádióspektrum-sávok néhány példája a rendkívül alacsony frekvenciájú (ELF), az ultra alacsony frekvenciájú (ULF), az alacsony frekvenciájú (LF), a közepes frekvenciájú (MF), az ultra magas frekvenciájú (UHF) és a rendkívül magas frekvenciájú (EHF).
A rádióspektrum egy részének 30 GHz és 300 GHz közötti nagy frekvenciatartománya van (az EHF sáv része), és gyakran milliméteres sávnak nevezik (mivel hullámhossza 1-10 mm között van). Az ebben a sávban és körülötte lévő hullámhosszakat ezért milliméteres hullámoknak (mm-hullámoknak) nevezik. Az mmWaves népszerű választás az 5G-hez, de olyan területeken is alkalmazhatók, mint a rádiócsillagászat, a távközlés és a radarfegyverek.
Az 5G-hez használt rádióspektrum másik része az UHF, amely alacsonyabb a spektrumban, mint az EHF. Az UHF-sáv 300 MHz-től 3 GHz-ig terjedő frekvenciatartományú, és a TV-adástól a GPS-től a Wi-Fi-ig, a vezeték nélküli telefonokig és a Bluetooth-ig mindenre használják.
Az 1 GHz-es és annál nagyobb frekvenciákat mikrohullámúnak is nevezik, az 1–6 GHz-es frekvenciákat pedig gyakran a „6 GHz alatti” spektrum részének tartják.
A frekvencia határozza meg az 5G sebességet és teljesítményt
Minden rádióhullám fénysebességgel terjed, de nem minden hullám reagál ugyanúgy a környezettel, vagy nem viselkedik ugyanúgy, mint a többi hullám. Ez az 5G torony által használt adott frekvencia hullámhossza, amely közvetlenül befolyásolja az átvitel sebességét és távolságát.
- Gyorsabb sebesség.
- Rövidebb távolságok.
- Lassabb sebesség.
- Hosszabb távolságok.
A hullámhossz fordítottan arányos a frekvenciával (azaz a magas frekvenciáknak rövidebb a hullámhossza). Például a 30 Hz (alacsony frekvencia) hullámhossza 10 000 km (több mint 6 000 mérföld), míg a 300 GHz (nagy frekvencia) mindössze 1 mm.
Ha egy hullámhossz nagyon rövid (például a spektrum felső részének frekvenciái), a hullámforma olyan kicsi, hogy könnyen torzulhat. Ez az oka annak, hogy az igazán magas frekvenciák nem tudnak olyan messzire eljutni, mint az alacsonyabbak.
A sebesség egy másik tényező. A sávszélességet a jel legmagasabb és legalacsonyabb frekvenciája közötti különbség méri. Ha feljebb lép a rádióspektrumon, hogy magasabb sávokat érjen el, a frekvenciatartomány magasabb, és ezért az átviteli sebesség nő (azaz gyorsabb letöltési sebességet kap).
Miért számít az 5G spektrum
Mivel az 5G cellák által használt frekvencia határozza meg a sebességet és a távolságot, fontos, hogy egy szolgáltató (például a Verizon vagy az AT&T) használja a spektrum egy részét, amely az adott feladatot szolgáló frekvenciákat tartalmazza.
Például a milliméteres hullámok, amelyek a felső sávban vannak, azzal az előnnyel rendelkeznek, hogy sok adatot képesek továbbítani. A magasabb sávokban lévő rádióhullámokat azonban a levegőben, a fákban és a közeli épületekben lévő gázok is könnyebben elnyelik. Az mmHullámok ezért hasznosak a sűrűn tömörített hálózatokban, de nem annyira hasznosak nagy távolságra történő adatátvitelnél (a csillapítás miatt).
Ezen okok miatt nem igazán létezik fekete-fehér „5G spektrum” – a spektrum különböző részei használhatók. Az 5G szolgáltató a távolság maximalizálására, a problémák minimalizálására és a lehető legnagyobb átviteli sebességre vágyik. A milliméteres hullámok korlátainak megkerülésének egyik módja a diverzifikálás és az alacsonyabb sávok használata.
A 600 MHz-es frekvencia például kisebb sávszélességgel rendelkezik, de mivel nem érintik olyan könnyen olyan dolgok, mint például a levegő nedvessége, nem veszíti el olyan gyorsan az energiát, és képes elérni az 5G telefonokat és egyéb 5G-eszközök távolabb, valamint jobban áthatolnak a falakon, hogy beltéri vételt biztosítsanak.
Összehasonlításképpen a 30 kHz és 300 kHz közötti alacsony frekvenciájú (LF) átvitel kiválóan alkalmas nagy távolságú kommunikációra, mivel alacsony csillapítást tapasztalnak, és ezért nem kell olyan gyakran erősíteni, mint magasabban. frekvenciák. Olyan dolgokra használják őket, mint például az AM rádióadás.
Egy szolgáltató magasabb 5G-frekvenciát használhat olyan területeken, ahol több adatra van szükség, például egy népszerű városban, ahol sok eszköz van használatban. Az alacsony sávú frekvenciák azonban hasznosak az 5G-s hozzáférés biztosításához több eszközhöz egyetlen toronyból, valamint olyan területeken, ahol nincs közvetlen rálátás az 5G cellára, például vidéki közösségekben.
Íme néhány további 5G frekvenciatartomány (úgynevezett többrétegű spektrum):
- C-sáv: 2–6 GHz a lefedettség és a kapacitás érdekében.
- Super Data Layer: 6 GHz felett (pl. 24–29 GHz és 37–43 GHz) a nagy sávszélességű területeken.
- Lefedettségi terület: 2 GHz alatt (például 700 MHz) beltéri és szélesebb lefedettségi területeken.
5G spektrumhasználat a szolgáltató által
Nem minden szolgáltató használja ugyanazt a frekvenciasávot az 5G-hez. Mint fentebb említettük, az 5G spektrum bármely részének használatának vannak előnyei és hátrányai is.
- T-Mobile: A felhasználások alacsony sávú spektrumot (600 MHz), valamint 2,5 GHz-es spektrumot használnak. A Sprintet egyesítették a T-Mobile-lal, és azt állítják, hogy több spektrummal rendelkezik, mint bármely más szolgáltató az Egyesült Államokban, három spektrumsávval: 800 MHz, 1,9 GHz és 2,5 GHz.
- Verizon: 5G Ultra Wideband hálózatuk milliméteres hullámokat használ, különösen 28 GHz-et és 39 GHz-et.
- AT&T: milliméteres hullámspektrumot használ sűrű területeken, közepes és alacsony spektrumot vidéki és elővárosi helyeken.
Az 5G spektrumot el kell adni vagy licencelni kell az üzemeltetőknek, például aukciókon keresztül, hogy bármely vállalat egy adott sávot használhasson. A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) szabályozza a rádióspektrum használatát világszerte, a hazai használatot pedig különböző szabályozó testületek, például az Egyesült Államokban az FCC ellenőrzik.
