5G kannab teavet juhtmevab alt läbi elektromagnetilise spektri, täpsem alt raadiospektri. Raadiospektris on erineva tasemega sagedusribasid, millest mõnda kasutatakse selle järgmise põlvkonna tehnoloogia jaoks.
Kuna 5G on alles juurutamise algfaasis ja pole veel kõigis riikides saadaval, võite kuulda 5G ribalaiuse spektrist, spektrioksjonitest, mmWave 5G-st jne.
Ärge muretsege, kui see segadusse ajab. Kõik, mida 5G sagedusribade kohta tegelikult teadma pead, on see, et erinevad ettevõtted kasutavad andmete edastamiseks erinevaid spektri osi. Spektri ühe osa kasutamine teise üle mõjutab nii ühenduse kiirust kui ka vahemaad, mida see võib läbida. Allpool on selle kohta palju rohkem teavet.
5G spektri määratlemine
Raadiolainete sagedused ulatuvad 3 kilohertsist (kHz) kuni 300 gigahertsini (GHz). Spektri igal osal on sagedusvahemik, mida nimetatakse sagedusalaks ja millel on kindel nimi.
Mõned raadiospektri sagedusalade näited hõlmavad äärmiselt madalat sagedust (ELF), ülimadalat sagedust (ULF), madalat sagedust (LF), keskmist sagedust (MF), ülikõrget sagedust (UHF) ja ülikõrget sagedust (EHF).
Raadiospektri ühel osal on kõrge sagedusvahemik vahemikus 30 GHz kuni 300 GHz (osa EHF-ribast) ja seda nimetatakse sageli millimeetriribaks (kuna selle lainepikkused jäävad vahemikku 1–10 mm). Lainepikkusi selles ribas ja selle ümbruses nimetatakse seetõttu millimeeterlaineteks (mmlained). mmWaves on 5G jaoks populaarne valik, kuid seda saab kasutada ka sellistes valdkondades nagu raadioastronoomia, telekommunikatsioon ja radarirelvad.
Teine osa raadiospektrist, mida 5G jaoks kasutatakse, on UHF, mis on spektris madalam kui EHF. UHF-riba sagedusvahemik on 300 MHz kuni 3 GHz ja seda kasutatakse kõige jaoks alates telesaadetest ja GPS-ist kuni WiFi, juhtmeta telefonide ja Bluetoothini.
Sagedusi 1 GHz ja rohkem nimetatakse ka mikrolaineteks ning sagedusi vahemikus 1–6 GHz nimetatakse sageli "alla 6 GHz" spektri osaks.
Sagedus määrab 5G kiiruse ja võimsuse
Kõik raadiolained levivad valguse kiirusel, kuid mitte kõik lained ei reageeri keskkonnaga samamoodi ega käitu samamoodi nagu teised lained. See on 5G tornis kasutatava konkreetse sageduse lainepikkus, mis mõjutab otseselt selle edastamise kiirust ja kaugust.
- Kiiremad kiirused.
- Lühemad vahemaad.
- Aeglasemad kiirused.
- Pikemad vahemaad.
Lainepikkus on pöördvõrdeline sagedusega (st kõrgetel sagedustel on lühemad lainepikkused). Näiteks 30 Hz (madal sagedus) lainepikkus on 10 000 km (üle 6 000 miili), samas kui 300 GHz (kõrgsagedus) on vaid 1 mm.
Kui lainepikkus on tõesti lühike (nt sagedused spektri kõrgemas otsas), on lainekuju nii väike, et see võib kergesti moonduda. Seetõttu ei jõua tõeliselt kõrged sagedused nii kaugele kui madalamad.
Kiirus on veel üks tegur. Ribalaiust mõõdetakse signaali kõrgeima ja madalaima sageduse vahega. Kui liigute raadiospektris kõrgemale, et jõuda kõrgemate sagedusribadeni, on sageduste vahemik suurem ja seetõttu suureneb läbilaskevõime (st saate suurema allalaadimiskiiruse).
Miks on 5G spekter oluline
Kuna 5G raku kasutatav sagedus määrab kiiruse ja vahemaa, on oluline, et teenusepakkuja (nagu Verizon või AT&T) kasutaks osa spektrist, mis hõlmab sagedusi, millest on kasu selles töös.
Näiteks kõrgribaspektris olevate millimeeterlainete eeliseks on see, et nad suudavad edastada palju andmeid. Kõrgemates sagedusalades olevaid raadiolaineid neelavad aga kergemini ka õhus, puudes ja lähedalasuvates hoonetes leiduvad gaasid.mmLained on seetõttu kasulikud tihed alt pakitud võrkudes, kuid mitte kuigi kasulikud andmete edastamisel pikkade vahemaade taha (summutuse tõttu).
Nendel põhjustel pole mustvalget "5G spektrit" tegelikult olemas – kasutada saab spektri erinevaid osi. 5G pakkuja soovib maksimeerida kaugust, minimeerida probleeme ja saada võimalikult palju läbilaskevõimet. Üks viis millimeeterlainete piirangutest üle saamiseks on mitmekesistada ja kasutada madalamaid ribasid.
Näiteks sagedusel 600 MHz on madalam ribalaius, kuid kuna õhuniiskus ei mõjuta seda nii kergesti, ei kaota see nii kiiresti võimsust ja suudab jõuda 5G-telefonide ja muudeni. 5G-seadmed kaugemal, samuti läbistavad paremini seinu, et pakkuda siseruumides vastuvõttu.
Võrdluseks, madala sagedusega (LF) edastused vahemikus 30 kHz kuni 300 kHz sobivad suurepäraselt pikamaaside jaoks, kuna neil on madal sumbumine ja seetõttu ei pea neid nii sageli kui kõrgemal võimendama. sagedused. Neid kasutatakse näiteks AM-raadioedastuseks.
Teenusepakkuja võib kasutada kõrgemaid 5G sagedusi piirkondades, kus on vaja rohkem andmemahtu, näiteks populaarses linnas, kus on kasutusel palju seadmeid. Madalad sagedused on aga kasulikud 5G-juurdepääsu pakkumiseks rohkematele seadmetele ühest tornist ja piirkondadesse, millel puudub otsenähtavus 5G-kärjele, näiteks maakogukondades.
Siin on mõned teised 5G sagedusvahemikud (nimetatakse mitmekihiliseks spektriks):
- C-riba: 2–6 GHz levi ja võimsuse jaoks.
- Super andmekiht: üle 6 GHz (nt 24–29 GHz ja 37–43 GHz) suure ribalaiusega piirkondade jaoks.
- Katvusala: alla 2 GHz (nagu 700 MHz) sise- ja laiemate levialade jaoks.
5G spektrikasutus operaatori poolt
Kõik teenusepakkujad ei kasuta 5G jaoks sama sagedusala. Nagu me eespool mainisime, on 5G spektri mis tahes osa kasutamisel eelised ja puudused.
- T-Mobile: kasutusalad kasutavad madala sagedusala spektrit (600 MHz) ja 2,5 GHz spektrit. Sprint on liidetud T-Mobile'iga ja väidetav alt on sellel rohkem spektrit kui ühelgi teisel USA operaatoril kolme spektriribaga: 800 MHz, 1,9 GHz ja 2,5 GHz.
- Verizon: nende 5G ülilairibavõrk kasutab millimeeterlaineid, täpsem alt 28 GHz ja 39 GHz.
- AT&T: kasutab millimeeterlaine spektrit tihedate alade jaoks ning keskmist ja madalat spektrit maapiirkondades ja äärelinnades.
5G spekter tuleb müüa või litsentsida operaatoritele, näiteks oksjonite kaudu, et mis tahes ettevõte saaks kasutada kindlat riba. Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (ITU) reguleerib raadiospektri kasutamist kogu maailmas ja kodumaist kasutamist kontrollivad erinevad reguleerivad asutused, näiteks USA FCC.
