5G пренася информация безжично през електромагнитния спектър, по-специално радиоспектъра. В радиоспектъра има различни нива на честотни ленти, някои от които се използват за тази технология от следващо поколение.
Тъй като 5G все още е в начален етап на внедряване и все още не е наличен във всяка държава, може да чувате за 5G честотния спектър, търговете на спектъра, mmWave 5G и др.
Не се притеснявайте, ако това е объркващо. Всичко, което наистина трябва да знаете за 5G честотните ленти е, че различните компании използват различни части от спектъра за предаване на данни. Използването на една част от спектъра над друга се отразява както на скоростта на връзката, така и на разстоянието, което може да покрие. Много повече за това по-долу.
Определяне на 5G спектъра
Честотите на радио вълните варират от 3 килохерца (kHz) до 300 гигахерца (GHz). Всяка част от спектъра има диапазон от честоти, наречен лента, която носи конкретно име.
Някои примери за радиочестотни ленти включват изключително ниска честота (ELF), ултра ниска честота (ULF), ниска честота (LF), средна честота (MF), ултра висока честота (UHF) и изключително висока честота (EHF).
Една част от радиоспектъра има високочестотен обхват между 30 GHz и 300 GHz (част от EHF обхвата) и често се нарича милиметров обхват (защото дължините на вълните му варират от 1-10 mm). Следователно дължините на вълните в и около тази лента се наричат милиметрови вълни (mmWaves). mmWaves са популярен избор за 5G, но имат приложение и в области като радиоастрономия, телекомуникации и радарни оръжия.
Друга част от радиоспектъра, който се използва за 5G, е UHF, който е по-нисък в спектъра от EHF. UHF лентата има честотен диапазон от 300 MHz до 3 GHz и се използва за всичко - от телевизионно излъчване и GPS до Wi-Fi, безжични телефони и Bluetooth.
Честоти от 1 GHz и по-високи също се наричат микровълнови, а честотите в диапазона от 1–6 GHz често се смятат за част от спектъра "под 6 GHz".
Честотата определя скоростта и мощността на 5G
Всички радиовълни се разпространяват със скоростта на светлината, но не всички вълни реагират с околната среда по същия начин или се държат по същия начин като другите вълни. Това е дължината на вълната на определена честота, използвана от 5G кула, която пряко влияе върху скоростта и разстоянието на нейните предавания.
- По-високи скорости.
- По-къси разстояния.
- По-ниски скорости.
- По-големи разстояния.
Дължината на вълната е обратно пропорционална на честотата (т.е. високите честоти имат по-къси дължини на вълните). Например 30 Hz (ниска честота) има дължина на вълната от 10 000 km (над 6 000 мили), докато 300 GHz (висока честота) е само 1 mm.
Когато дължината на вълната е наистина къса (като честотите в горния край на спектъра), формата на вълната е толкова малка, че може лесно да се изкриви. Ето защо наистина високите честоти не могат да достигнат до по-ниските.
Скоростта е друг фактор. Ширината на честотната лента се измерва с разликата между най-високата и най-ниската честота на сигнала. Когато се придвижите нагоре в радиоспектъра, за да достигнете по-високи ленти, диапазонът от честоти е по-висок и следователно пропускателната способност се увеличава (т.е. получавате по-високи скорости на изтегляне).
Защо 5G спектърът има значение
Тъй като честотата, използвана от 5G клетка, диктува скоростта и разстоянието, за доставчика на услуги (като Verizon или AT&T) е важно да използва част от спектъра, която включва честоти, които са от полза за работата.
Например, милиметровите вълни, които са във високочестотния спектър, имат предимството да могат да пренасят много данни. Въпреки това, радиовълните в по-високите ленти също се абсорбират по-лесно от газовете във въздуха, дърветата и близките сгради. Следователно mmWaves са полезни в гъсто опаковани мрежи, но не толкова полезни за пренос на данни на големи разстояния (поради затихването).
Поради тези причини всъщност няма черно-бял „5G спектър“– могат да се използват различни части от спектъра. Доставчикът на 5G иска да увеличи максимално разстоянието, да сведе до минимум проблемите и да получи възможно най-голяма пропускателна способност. Един от начините да заобиколите ограниченията на милиметровите вълни е да разнообразите и използвате по-ниски ленти.
Честота от 600 MHz, например, има по-ниска честотна лента, но тъй като не се влияе толкова лесно от неща като влага във въздуха, тя не губи мощност толкова бързо и може да достигне до 5G телефони и други 5G устройства по-далеч, както и по-добро проникване през стените, за да осигурят приемане на закрито.
За сравнение, предаванията с ниска честота (LF) в диапазона от 30 kHz до 300 kHz са чудесни за комуникации на дълги разстояния, тъй като изпитват ниско затихване и следователно не е необходимо да се усилват толкова често, колкото по-високите честоти. Те се използват за неща като AM радиоразпръскване.
Доставчик на услуги може да използва по-високи 5G честоти в райони, които изискват повече данни, като например в популярен град, където има много използвани устройства. Нисколентовите честоти обаче са полезни за осигуряване на 5G достъп до повече устройства от една кула и до области, които нямат пряка видимост към 5G клетка, като например селски общности.
Ето някои други 5G честотни диапазони (наречени многослоен спектър):
- C-лента: 2–6 GHz за покритие и капацитет.
- Super Data Layer: Над 6 GHz (напр. 24–29 GHz и 37–43 GHz) за зони с висока честотна лента.
- Зона на покритие: Под 2 GHz (като 700 MHz) за вътрешни и по-широки зони на покритие.
Използване на 5G спектър от оператор
Не всички доставчици на услуги използват една и съща честотна лента за 5G. Както споменахме по-горе, има предимства и недостатъци при използването на всяка част от 5G спектъра.
- T-Mobile: Употребите използват нискочестотен спектър (600 MHz), както и 2,5 GHz спектър. Sprint е обединен с T-Mobile и твърди, че има повече спектър от всеки друг оператор в САЩ, с три честотни ленти: 800 MHz, 1,9 GHz и 2,5 GHz.
- Verizon: Тяхната 5G Ultra Wideband мрежа използва милиметрови вълни, по-специално 28 GHz и 39 GHz.
- AT&T: Използва милиметров вълнов спектър за гъсти райони и среден и нисък спектър за селски и крайградски местоположения.
5G спектърът трябва да бъде продаден или лицензиран на оператори, например чрез търгове, за да може всяка компания да използва определена лента. Международният съюз по телекомуникации (ITU) регулира използването на радиочестотния спектър по света, а домашното използване се контролира от различни регулаторни органи, като FCC в САЩ.
