5G pārraida informāciju bezvadu režīmā caur elektromagnētisko spektru, jo īpaši radio spektru. Radio spektrā ir dažādi frekvenču joslu līmeņi, daži no tiem tiek izmantoti šai nākamās paaudzes tehnoloģijai.
Tā kā 5G joprojām ir ieviešanas sākumposmā un vēl nav pieejams visās valstīs, iespējams, būsiet dzirdējuši par 5G joslas platuma spektru, spektra izsolēm, mmWave 5G utt.
Neuztraucieties, ja tas ir mulsinoši. Viss, kas jums patiešām jāzina par 5G frekvenču joslām, ir tas, ka dažādi uzņēmumi datu pārraidei izmanto dažādas spektra daļas. Vienas spektra daļas izmantošana pār otru ietekmē gan savienojuma ātrumu, gan attālumu, ko tas var pārvarēt. Daudz vairāk par to tālāk.
5G spektra noteikšana
Radioviļņu frekvences svārstās no 3 kiloherciem (kHz) līdz 300 gigaherciem (GHz). Katrai spektra daļai ir frekvenču diapazons, ko sauc par joslu un kam ir noteikts nosaukums.
Daži radiofrekvenču spektra joslu piemēri ir ārkārtīgi zemas frekvences (ELF), īpaši zemas frekvences (ULF), zemas frekvences (LF), vidējas frekvences (MF), īpaši augstas frekvences (UHF) un ārkārtīgi augstas frekvences (EHF).
Vienai radiofrekvenču spektra daļai ir augstfrekvenču diapazons no 30 GHz līdz 300 GHz (daļa no EHF joslas), un to bieži sauc par milimetru joslu (jo tās viļņu garums ir no 1 līdz 10 mm). Tāpēc viļņu garumus šajā joslā un ap to sauc par milimetru viļņiem (mmWaves). mmWaves ir populāra 5G izvēle, taču to var izmantot arī tādās jomās kā radioastronomija, telekomunikācijas un radara ieroči.
Vēl viena radiofrekvenču spektra daļa, kas tiek izmantota 5G, ir UHF, kas ir zemāka spektrā nekā EHF. UHF joslas frekvenču diapazons ir no 300 MHz līdz 3 GHz, un to izmanto visam, sākot no TV apraides un GPS līdz Wi-Fi, bezvadu tālruņiem un Bluetooth.
Frekvences 1 GHz un augstākas tiek sauktas arī par mikroviļņiem, un bieži tiek uzskatīts, ka frekvences diapazonā no 1 līdz 6 GHz ir daļa no "zem 6 GHz" spektra.
Frekvence nosaka 5G ātrumu un jaudu
Visi radioviļņi pārvietojas ar gaismas ātrumu, taču ne visi viļņi reaģē ar vidi tādā pašā veidā vai uzvedas tāpat kā citi viļņi. Tas ir noteiktas frekvences viļņa garums, ko izmanto 5G tornis un kas tieši ietekmē pārraides ātrumu un attālumu.
- Lielāks ātrums.
- Īsākas distances.
- Lēnāks ātrums.
- Garākas distances.
Viļņa garums ir apgriezti proporcionāls frekvencei (t.i., augstām frekvencēm ir īsāki viļņu garumi). Piemēram, 30 Hz (zemas frekvences) viļņa garums ir 10 000 km (vairāk nekā 6 000 jūdzes), savukārt 300 GHz (augsta frekvence) ir tikai 1 mm.
Ja viļņa garums ir patiešām īss (piemēram, frekvences spektra augstākajā galā), viļņu forma ir tik niecīga, ka to var viegli izkropļot. Tāpēc patiešām augstas frekvences nevar sasniegt tik tālu, cik zemākas.
Ātrums ir vēl viens faktors. Joslas platumu mēra ar starpību starp signāla augstāko un zemāko frekvenci. Kad jūs virzāties uz augšu radio spektrā, lai sasniegtu augstākas joslas, frekvenču diapazons ir lielāks, un tāpēc palielinās caurlaidspēja (t.i., jūs saņemat ātrāku lejupielādes ātrumu).
Kāpēc 5G spektram ir nozīme
Tā kā 5G šūnas izmantotā frekvence nosaka ātrumu un attālumu, pakalpojumu sniedzējam (piemēram, Verizon vai AT&T) ir svarīgi izmantot daļu no spektra, kas ietver frekvences, kas sniedz labumu konkrētajam darbam.
Piemēram, milimetru viļņiem, kas atrodas augstas frekvenču joslas spektrā, ir tāda priekšrocība, ka tie spēj pārsūtīt daudz datu. Tomēr radioviļņus augstākās joslās vieglāk absorbē arī gaisā esošās gāzes, koki un tuvumā esošās ēkas. Tāpēc mmViļņi ir noderīgi blīvi aprīkotos tīklos, taču tie nav tik noderīgi datu pārsūtīšanai lielos attālumos (vājinājuma dēļ).
Šo iemeslu dēļ īsti nav melnb alta "5G spektra" - var izmantot dažādas spektra daļas. 5G pakalpojumu sniedzējs vēlas palielināt attālumu, samazināt problēmas un iegūt pēc iespējas lielāku caurlaidspēju. Viens veids, kā apiet milimetru viļņu ierobežojumus, ir dažādot un izmantot zemākas joslas.
Piemēram, 600 MHz frekvencei ir mazāks joslas platums, taču, tā kā to tik viegli neietekmē tādas lietas kā mitrums gaisā, tā nezaudē tik ātri jaudu un spēj sasniegt 5G tālruņus un citus 5G ierīces tālāk, kā arī labāk iekļūst sienās, lai nodrošinātu uztveršanu telpās.
Salīdzinājumam, zemas frekvences (LF) pārraides diapazonā no 30 kHz līdz 300 kHz ir lieliski piemērotas tālsatiksmes sakariem, jo tām ir zems vājināšanās, un tāpēc tās nav jāpastiprina tik bieži kā augstāk. frekvences. Tos izmanto, piemēram, AM radio apraidei.
Pakalpojumu sniedzējs var izmantot augstākas 5G frekvences apgabalos, kur nepieciešams vairāk datu, piemēram, populārā pilsētā, kur tiek izmantots daudz ierīču. Tomēr zemas joslas frekvences ir noderīgas, lai nodrošinātu 5G piekļuvi vairākām ierīcēm no viena torņa un apgabaliem, kuriem nav tiešas redzamības uz 5G šūnu, piemēram, lauku kopienās.
Šeit ir daži citi 5G frekvenču diapazoni (saukti par daudzslāņu spektru):
- C-josla: 2–6 GHz pārklājumam un jaudai.
- Super datu slānis: vairāk nekā 6 GHz (piemēram, 24–29 GHz un 37–43 GHz) liela joslas platuma zonām.
- Pārklājuma apgabals: zem 2 GHz (piemēram, 700 MHz) iekštelpām un plašākām pārklājuma zonām.
5G spektra lietojums no operatora
Ne visi pakalpojumu sniedzēji izmanto vienu un to pašu frekvenču joslu 5G. Kā jau minēts iepriekš, jebkuras 5G spektra daļas izmantošanai ir priekšrocības un trūkumi.
- T-Mobile: lietojumos tiek izmantots zemas joslas spektrs (600 MHz), kā arī 2,5 GHz spektrs. Sprint ir apvienots ar T-Mobile, un tiek apgalvots, ka tam ir vairāk spektra nekā jebkuram citam mobilo sakaru operatoram ASV, izmantojot trīs spektra joslas: 800 MHz, 1,9 GHz un 2,5 GHz.
- Verizon: viņu 5G īpaši platjoslas tīkls izmanto milimetru viļņus, īpaši 28 GHz un 39 GHz.
- AT&T: izmanto milimetru viļņu spektru blīvām teritorijām un vidēju un zemu spektru lauku un piepilsētu vietām.
5G spektrs ir jāpārdod vai jālicencē operatoriem, piemēram, izsolēs, lai jebkurš uzņēmums varētu izmantot noteiktu joslu. Starptautiskā telekomunikāciju savienība (ITU) regulē radiofrekvenču spektra izmantošanu visā pasaulē, un iekšzemes izmantošanu kontrolē dažādas regulatīvās iestādes, piemēram, FCC ASV.
