Вероятно сте чували, че 5G използва милиметровия вълнов спектър, за да достигне скоростта си от 10 Gbps. Но също така използва спектъра от ниски и средни честоти, точно като 4G. Без и трите спектъра 5G не би било надеждно.
И така, каква е разликата между тези спектри? Защо те прехвърлят данни с различни скорости и защо всички те са от решаващо значение за успеха на 5G?
Съдържание
Как електромагнитните честоти пренасят данни?
Преди да навлезем твърде дълбоко в ниските, средните и милиметровите вълни, трябва да разберем как работи безжичното предаване на данни. В противен случай ще имаме проблеми да си представим разликите между тези три спектъра.
Радиовълните и микровълните са невидими с просто око, но изглеждат и се държат като вълни във воден басейн. С увеличаване на честотата на вълната разстоянието между всяка вълна (дължината на вълната) става по-късо. Вашият телефон измерва дължината на вълната, за да идентифицира честотите и да „чува“ данните, които дадена честота се опитва да предаде.
Но стабилна, непроменена честота не може да „говори“ с телефона ви. Той трябва да бъде модулиран чрез леко увеличаване и намаляване на честотата. Вашият телефон наблюдава тези малки модулации, като измерва промените в дължината на вълната и след това превежда тези измервания в данни.
Ако това помага, помислете за това като двоичен и морзов код, комбинирани. Ако се опитвате да предадете морзова азбука с фенерче, не можете просто да оставите фенерчето включено. Трябва да го „модулирате“ по начин, който може да се интерпретира като език.
5G работи най-добре с трите спектра
Безжичният трансфер на данни има сериозно ограничение: честотата е твърде тясно обвързана с честотната лента.
Вълните, които работят с ниска честота, имат дълги дължини на вълната, така че модулациите се случват с темпото на охлюв. С други думи, те „говорят“ бавно, което води до ниска честотна лента (бавен интернет).
Както бихте очаквали, вълните, които работят с висока честота, „говорят“ наистина бързо. Но те са склонни към изкривяване. Ако нещо им попречи (стени, атмосфера, дъжд), телефонът ви може да загуби следи за промените в дължината на вълната, което е подобно на пропускане на парче морзова азбука или двоичен код. Поради тази причина ненадеждна връзка към високочестотна лента понякога може да бъде по-бавна от добрата връзка към нискочестотна лента
В миналото носителите избягваха спектъра на високочестотните милиметрови вълни в полза на спектъра от средната лента, които „говорят“ със средно темпо. Но имаме нужда от 5G, за да бъде по-бърз и по-стабилен от 4G, поради което 5G устройствата използват нещо, наречено адаптивно превключване на лъча за да прескачате бързо между честотните ленти.
Адаптивното превключване на лъча е това, което прави 5G надежден заместител на 4G. По същество 5G телефон непрекъснато следи качеството на сигнала си, когато е свързан към високочестотен обхват (милиметрова вълна) и следи за други надеждни сигнали. Ако телефонът открие, че качеството на сигнала му е на път да стане ненадеждно, той безпроблемно прескача към нова честотна лента, докато се появи по-бърза и по-надеждна връзка. Това предотвратява всякакви хълцания по време на гледане на видеоклипове, изтегляне на приложения или извършване на видео разговори – и това е, което прави 5G по-надежден от 4G, без да жертва скоростта.
Милиметрова вълна: бърза, нова и с малък обсег
5G е първият безжичен стандарт, който се възползва от спектъра на милиметровите вълни. Спектърът на милиметровите вълни работи над обхвата 24 GHz и, както бихте очаквали, е чудесен за свръхбързо предаване на данни. Но, както споменахме по-рано, спектърът на милиметровите вълни е склонен към изкривяване.
Мислете за милиметровия вълнов спектър като лазерен лъч: той е прецизен и плътен, но е способен да покрие само малка площ. Освен това не може да се справи с много смущения. Дори и незначително препятствие, като покрива на колата ви или дъждовен облак, може да попречи на предаването на милиметрови вълни.
Отново, ето защо адаптивно превключване на лъча е толкова решаващо. В един перфектен свят вашият телефон с готовност за 5G винаги ще бъде свързан към милиметровия вълнов спектър. Но този идеален свят ще се нуждае от един тон кули с милиметрови вълни, за да компенсира лошото покритие на милиметровите вълни. Превозвачите може никога да не отделят пари, за да инсталират кули с милиметрова вълна на всеки ъгъл на улицата, така че адаптивното превключване на лъча гарантира, че телефонът ви няма да хълца всеки път, когато прескача от връзка с милиметрова вълна към връзка със средна лента.
Към момента само 24 и 28 GHz ленти са лицензирани за използване на 5G. Но FCC очаква да продаде на търг лентите от 37, 39 и 47 GHz за използване на 5G до края на 2019 г. (тези три ленти са по-високи в спектъра, така че предлагат по-бързи връзки). След като високочестотните милиметрови вълни бъдат лицензирани за 5G, технологията ще стане много по-разпространена.
Средна лента (Sub-6): Прилична скорост и покритие
Средната лента (наричана още Sub-6) е най-практичният спектър за безжично предаване на данни. Работи между 1 и 6 GHz честоти (2,5, 3,5 и 3,7-4,2 GHz). Ако спектърът на милиметровите вълни е като лазер, тогава спектърът на средната лента е като фенерче. Той е в състояние да покрие прилично количество пространство с разумни скорости на интернет. Освен това може да се движи през повечето стени и препятствия.
Повечето от средночестотния спектър вече е лицензиран за безжично предаване на данни и, естествено, 5G ще се възползва от тези ленти. Но 5G също ще използва честотната лента 2,5 GHz, която преди беше запазена за образователни предавания.
Обхватът от 2,5 GHz е в долния край на спектъра на средната лента, което означава, че има по-широко покритие (и по-бавни скорости) от средните ленти, които вече използваме за 4G. Звучи контраинтуитивно, но индустрията иска лентата от 2,5 GHz, за да гарантира, че отдалечените райони забележат надстройката до 5G и че областите с изключително висок трафик не се озовават в супер бавни, нискочестотни спектъри.
Ниска лента: по-бавен спектър за отдалечени зони
Ние използваме нискочестотния спектър за прехвърляне на данни от стартирането на 2G през 1991 г. Това са нискочестотни радиовълни, които работят под прага от 1 GHz (а именно, 600, 800 и 900 MHZ ленти).
Тъй като нискочестотният спектър се състои от нискочестотни вълни, той е практически непроницаем за изкривяване – има голям обхват и може да се движи през стени. Но, както споменахме по-рано, бавните честоти водят до бавни скорости на трансфер на данни.
В идеалния случай вашият телефон никога няма да се окаже на нискочестотна връзка. Но има някои свързани устройства, като интелигентни крушки, които не трябва да прехвърлят данни с гигабитови скорости. Ако производител реши да направи 5G интелигентни крушки (полезно, ако вашият Wi-Fi се изключи), има голям шанс те да работят в нискочестотния спектър.
Източници: FCC, RCR Wireless News, ЗНАЧЕН