5G kuljettaa tietoa langattomasti sähkömagneettisen spektrin, erityisesti radiospektrin, läpi. Radiospektrissä on vaihtelevia taajuuskaistoja, joista osa on käytössä tässä seuraavan sukupolven teknologiassa.
Koska 5G on vielä käyttöönottovaiheessa eikä vielä saatavilla kaikissa maissa, saatat kuulla 5G-kaistanleveyden taajuuksista, taajuuksien huutokaupoista, mmWave 5G:stä jne.
Älä huoli, jos tämä on hämmentävää. Sinun tarvitsee vain tietää 5G-taajuuskaistoista, että eri yritykset käyttävät taajuuden eri osia tiedonsiirtoon. Spektrin yhden osan käyttäminen toisen päälle vaikuttaa sekä yhteyden nopeuteen että etäisyyteen, jonka se voi kattaa. Alla paljon muuta tästä.
5G-spektrin määrittäminen
Radioa altojen taajuudet vaihtelevat 3 kilohertsistä (kHz) 300 gigahertsiin (GHz). Kaikilla spektrin osilla on taajuusalue, jota kutsutaan kaistaksi ja jotka kulkevat tietyllä nimellä.
Joitakin esimerkkejä radiotaajuuskaistoista ovat erittäin matala taajuus (ELF), ultramatala taajuus (ULF), matala taajuus (LF), keskitaajuus (MF), ultrakorkea taajuus (UHF) ja erittäin korkea taajuus (EHF).
Yhdessä radiospektrin osassa on korkea taajuusalue välillä 30 GHz - 300 GHz (osa EHF-kaistaa), ja sitä kutsutaan usein millimetrikaistaksi (koska sen aallonpituudet ovat 1-10 mm). Tällä kaistalla ja sen ympärillä olevia aallonpituuksia kutsutaan siksi millimetriaalloiksi (mmWaves). mmWaves ovat suosittu valinta 5G:lle, mutta niitä voidaan käyttää myös radioastronomiassa, televiestinnässä ja tutka-aseilla.
Toinen osa 5G:ssä käytettävää radiospektriä on UHF, joka on alempi spektrissä kuin EHF. UHF-kaistan taajuusalue on 300 MHz - 3 GHz, ja sitä käytetään kaikkeen TV-lähetyksistä ja GPS:stä Wi-Fi-verkkoon, langattomiin puhelimiin ja Bluetoothiin.
1 GHz:n ja sitä suurempia taajuuksia kutsutaan myös mikroa altoiksi, ja 1–6 GHz:n taajuuksien sanotaan usein kuuluvan "alle 6 GHz":iin.
Taajuus määrittää 5G:n nopeuden ja tehon
Kaikki radioaallot kulkevat valon nopeudella, mutta kaikki aallot eivät reagoi ympäristöön samalla tavalla tai käyttäytyvät samalla tavalla kuin muut aallot. Se on 5G-tornin käyttämän tietyn taajuuden aallonpituus, joka vaikuttaa suoraan sen lähetysten nopeuteen ja etäisyyteen.
- Nopeammat nopeudet.
- Lyhempiä etäisyyksiä.
- Hitaammat nopeudet.
- Pidemmät etäisyydet.
Aallonpituus on kääntäen verrannollinen taajuuteen (eli korkeilla taajuuksilla on lyhyempi aallonpituus). Esimerkiksi 30 Hz:n (matala taajuus) aallonpituus on 10 000 km (yli 6 000 mailia), kun taas 300 GHz (korkea taajuus) on vain 1 mm.
Kun aallonpituus on todella lyhyt (kuten taajuudet spektrin yläpäässä), a altomuoto on niin pieni, että se voi helposti vääristyä. Tästä syystä todella korkeat taajuudet eivät voi kulkea yhtä pitkälle kuin matalammat.
Nopeus on toinen tekijä. Kaistanleveys mitataan signaalin korkeimman ja alimman taajuuden erona. Kun siirryt ylöspäin radiospektrissä saavuttaaksesi korkeammat kaistat, taajuusalue on suurempi, ja siksi suorituskyky kasvaa (eli saat nopeammat latausnopeudet).
Miksi 5G-taajuus on tärkeä
Koska 5G-solun käyttämä taajuus sanelee nopeuden ja etäisyyden, on tärkeää, että palveluntarjoaja (kuten Verizon tai AT&T) käyttää osaa taajuudesta, joka sisältää taajuuksia, jotka hyödyttävät käsillä olevaa työtä.
Esimerkiksi millimetriaalloilla, jotka ovat korkean kaistan spektrissä, on se etu, että ne pystyvät kuljettamaan paljon dataa. Korkeammilla taajuuksilla olevat radioaallot absorboituvat kuitenkin helpommin ilmassa, puissa ja lähellä olevissa rakennuksissa oleviin kaasuihin.mmAallot ovat siksi hyödyllisiä tiheästi pakatuissa verkoissa, mutta eivät kovin hyödyllisiä tiedon siirtämisessä pitkiä matkoja (vaimennuksen vuoksi).
Näistä syistä ei ole olemassa mustavalkoista "5G-spektriä" - spektrin eri osia voidaan käyttää. 5G-palveluntarjoaja haluaa maksimoida etäisyyden, minimoida ongelmat ja saada mahdollisimman suuren suorituskyvyn. Yksi tapa kiertää millimetria altojen rajoituksia on monipuolistaa ja käyttää alempia kaistoja.
Esimerkiksi 600 MHz:n taajuudella on pienempi kaistanleveys, mutta koska ilman kosteus ei vaikuta siihen yhtä helposti, se ei menetä tehoa yhtä nopeasti ja pystyy tavoittamaan 5G-puhelimet ja muut 5G-laitteet kauempana ja läpäisevät seinien paremmin sisätilojen vastaanoton takaamiseksi.
Vertailun vuoksi matalataajuiset (LF) lähetykset 30 kHz - 300 kHz sopivat erinomaisesti pitkän matkan viestintään, koska niissä on alhainen vaimennus, joten niitä ei tarvitse vahvistaa niin usein kuin korkeammalle. taajuuksia. Niitä käytetään esimerkiksi AM-radiolähetyksiin.
Palveluntarjoaja saattaa käyttää korkeampia 5G-taajuuksia alueilla, joilla tarvitaan enemmän dataa, kuten suositussa kaupungissa, jossa käytössä on paljon laitteita. Matalakaistataajuudet ovat kuitenkin hyödyllisiä 5G-yhteyden tarjoamiseksi useammille laitteille yhdestä tornista ja alueille, joilla ei ole suoraa näköyhteyttä 5G-soluun, kuten maaseutuyhteisöihin.
Tässä on joitain muita 5G-taajuusalueita (kutsutaan monikerroksiseksi spektriksi):
- C-kaista: 2–6 GHz kattavuutta ja kapasiteettia varten.
- Super Data Layer: Yli 6 GHz (esim. 24–29 GHz ja 37–43 GHz) suuren kaistanleveyden alueilla.
- Peittoalue: Alle 2 GHz (kuten 700 MHz) sisä- ja laajemmille peittoalueille.
5G-taajuuksien käyttö operaattorilta
Kaikki palveluntarjoajat eivät käytä samaa taajuuskaistaa 5G:ssä. Kuten edellä mainittiin, minkä tahansa 5G-spektrin osan käyttämisessä on etuja ja haittoja.
- T-Mobile: Käytöt käyttävät matalakaistaista spektriä (600 MHz) sekä 2,5 GHz:n spektriä. Sprint on yhdistetty T-Mobileen, ja sillä väitetään olevan enemmän taajuuksia kuin millään muulla Yhdysv altain operaattorilla kolmella taajuuskaistalla: 800 MHz, 1,9 GHz ja 2,5 GHz.
- Verizon: Heidän 5G Ultra Wideband -verkkonsa käyttää millimetria altoja, erityisesti 28 GHz ja 39 GHz.
- AT&T: Käyttää millimetria altospektriä tiheillä alueilla ja keski- ja matalataajuuksia maaseutu- ja esikaupunkialueilla.
5G-taajuus on myytävä tai lisensoitava operaattoreille esimerkiksi huutokauppojen kautta, jotta mikä tahansa yritys voi käyttää tiettyä taajuutta. Kansainvälinen televiestintäliitto (ITU) säätelee radiotaajuuksien käyttöä kaikkialla maailmassa, ja kotimaan käyttöä valvovat erilaiset sääntelyelimet, kuten FCC Yhdysvalloissa.
