Wyjaśnienie 5G: Fala milimetrowa, sub-6, niskie pasmo i inne terminy, które musisz znać

Źródło: Andrew Martonik / Android Central

Przewoźnicy lubią zakrywać swoje reklamy frazami, których być może nigdy nie słyszałeś, chyba że ich śledzisz Wiadomości o 5G dokładnie. Technologia 5G wykorzystuje zasoby bezprzewodowe w bardziej wyrafinowany i efektywny sposób niż kiedykolwiek wcześniej LTE. Wprowadza również wiele nowych technicznych zwrotów, aby wyjaśnić jego zasięg i szybkość. Oto kilka zwrotów, które powinieneś znać, aby w pełni zrozumieć, jak 5G będzie działać na każdym nośniku.

5G NR

Nowe radio 5G to nazwa standardu używanego do budowania zasięgu 5G. Jeśli chodzi o to, wszystkie urządzenia 5G muszą ze sobą współpracować konsekwentnie i przez wiele lat. Wszystko, co dziś widzisz, zwane 5G, będzie korzystać z tego standardu, z wyjątkiem jednego dużego odstającego.

5GE

Głównym odchyleniem w przypadku 5G jest 5GE, co nie jest 5G NR. Właściwie to wcale nie jest 5G. 5G Evolution to nazwa, którą AT&T nadała swojej sieci LTE Advanced. Chociaż stanowi to najlepsze z 4G z obsługą MIMO i światłowodowymi backhaulsami, tak naprawdę nie ma to nic wspólnego z 5G.

5G NSA lub wersja niestandardowa

Niektóre wdrożenia 5G NR działają jako autonomiczne 5G, co oznacza, że ​​ich prawidłowe funkcjonowanie opiera się na istnieniu sieci 4G. Ta sieć 4G może służyć do przekazywania pewnych informacji niezbędnych do nawiązania połączenia z wieżą. Wczesne etapy wdrażania 5G polegały na tym, że telefony wracały do ​​4G głównie do przesyłania, ale zaczęły przechodzić w kierunku samodzielnej sieci 5G.

5G SA lub samodzielny

Samodzielne 5G lub 5G SA to przyszłość wdrożenia 5G NR, ponieważ będzie w stanie działać samodzielnie. Dzięki temu wdrożenia będą prostsze i tańsze. Może również prowadzić do ogólnie silniejszej sieci, ponieważ cała infrastruktura będzie nowa.

DSS lub dynamiczne przełączanie widma

Gdy operator chce wykorzystać swoje widmo 4G dla 5G, musi zdecydować, czy zaprzestać świadczenia usługi 4G, czy udostępnić ją 5G. Najlepszym sposobem, aby to zrobić teraz, jest DSS lub dynamiczne przełączanie widma. Dzięki DSS sprzęt na wieży zmienia w locie ilość dostępnego widma dla każdego typu połączenia. W ciągu milisekund sieć można dostosować do różnych typów obciążeń.

AT&T zaczęło używać DSS na małym obszarze, aby poprawić jakość swoich sub-6 5G. Prawdopodobnie inni operatorzy ostatecznie wykorzystają tę samą technikę, ponieważ potrzeba zwiększenia przepustowości 5G.

RAN lub sieć dostępu radiowego

Sieć dostępu radiowego to sprzęt znajdujący się między urządzeniem bezprzewodowym a łączem internetowym. Ta technologia ewoluowała wraz z sieciami bezprzewodowymi, aby wydajnie i szybko łączyć urządzenie z Internetem lub siecią bezprzewodową operatora. Po połączeniu się z najbliższą wieżą RAN łączy Cię z siecią szkieletową. Sieć 5G RAN oferuje nieco więcej, ponieważ ma na celu udostępnienie większej liczby Twoich usług bliżej Ciebie poprawa szybkości i opóźnienia.

Rdzeń sieci

Sieć rdzeniowa to miejsce, w którym połączenie jest pobierane po skierowaniu go przez inny sprzęt w wieży. Może to być połączenie z podsiecią, na przykład siecią zapewniającą połączenie z budynkiem lub większą siecią, która może kierować ruchem na całym świecie.

Źródło: Android Central

Czas oczekiwania

Gdy Twoje urządzenie próbuje załadować treści online, z Twojego urządzenia jest wysyłane żądanie do serwera, a następnie serwer odsyła odpowiedni plik. Czas, który to zajmuje, nazywany jest opóźnieniem. Opóźnienie zależy od wielu zmiennych, ale jednym znaczącym elementem układanki od dawna jest wieża komórkowa obsługuje wszystkie podłączone do niego urządzenia, ponieważ musi żonglować i nadawać priorytety każdemu połączeniu z każdego podłączonego urządzenie. Ten czas transmisji mierzony w milisekundach ma duży wpływ na szybkość reakcji połączenia. Mniejsze opóźnienia były głównym elementem projektu 5G i prawdopodobnie okażą się jednym z największych ulepszeń w stosunku do starszej technologii.

Zespoły

Nawet starsze technologie bezprzewodowe, takie jak 3G i 4G, działały w pasmach bezprzewodowych. Te pasma to po prostu fragmenty częstotliwości zarezerwowane dla firmy, która wydała na nie licencję FCC. Pomyśl o tym jak o używaniu od 600 MHz do 610 MHz jako pojedynczego pasma lub zbioru wszystkich częstotliwości, które można efektywnie wykorzystać do jednego celu.

Technologia 5G może wykorzystywać bardzo szeroką gamę pasm, od niskich pasm oferujących rodzaj zasięgu, do którego przyzwyczailiśmy się przy 3G i 4G w górę do pasm o bardzo wysokich częstotliwościach, które oferują ogromne prędkości dzięki dostępności w dużych fragmentach, ale z kilkoma znaczącymi kompromisami. Większość przewoźników będzie korzystać z kilku różnych pasm jednocześnie, aby zwiększyć przepustowość lub po prostu mieć większą elastyczność w zakresie lokalnych ograniczeń. Na przykład T-Mobile ma 5G na pasmach n41, n71, n260 i n261.

Źródło: Ericsson

Fala milimetrowa

Żyjąc w kosmosie przy 28Ghz i wyższym, 5G fal milimetrowych ma dostęp do ogromnych fragmentów danych umożliwiających prędkości w przekroczenie 1 Gbps. Określany jako wysokopasmowy przez FCC oraz mmWave przez Qualcomm i AT&T, jest to obecne widmo wykorzystywane przez Verizon dla jego Ultra Wideband 5G, a także część sieci T-Mobile i AT&T 5G. Jeden problem z tymi częstotliwościami jest natychmiast widoczny, jeśli chodzi o zasięg.

5G w wysokim paśmie wymaga wielu mniejszych węzłów o niższym zasięgu, co zwiększa koszt wdrożenia, ale także pozwala na znacznie większą liczbę połączeń w gęsto zabudowanych obszarach miejskich. Podczas gdy fala milimetrowa natychmiast podkreśla zalety 5G dzięki ogromnej szybkości i pojemności, w miarę upływu czasu połączenie wszystkich powyższych elementów stworzy przyszłość zasięgu 5G.

5G na mmWave doprowadziło niektórych ludzi do przekonania, że ​​jest przyczyną problemów zdrowotnych lub będzie miało długi czas określ negatywne skutki, ponieważ węzły komórkowe są znacznie niższe i bliżej ludzi niż starsza komórka wieże. Nie ma dowodów na to, że mmWave 5G jest szkodliwy dla ludzi, przynajmniej nie na poziomach mocy, na których działają te węzły.

UWB lub Ultra Wideband

Źródło: Samuel Contreras / Android Central

Ultra Wideband to określenie, którego Verizon Wireless używa do opisania zastosowania wysokopasmowej technologii mmWave 5G. Odnosząc się do możliwości wykorzystania znacznie większego pasma przy wyższych częstotliwościach, szczególna marka 5G firmy Verizon powinna wyglądać bardzo podobnie do innych wdrożeń mmWave. Verizon ciężko pracował nad rozszerzeniem tego wdrożenia, a nawet zaczął używać go do szybkiego Internetu w domu.

Doprowadziło to do fragmentacji telefonów, ponieważ wiele telefonów wyposażonych jest w obsługę tylko sub-6 na innych przewoźnicy będą potrzebować dodatkowego sprzętu prowadzącego do wersji UW telefonów tylko Verizon, takich jak OnePlus 8 5G UW.

Pod-6

Sub-6 5G odnosi się do dowolnego 5G NR wdrożonego na częstotliwościach poniżej 6 GHz. Sub-6 5G będzie miał lepszy zasięg niż fala milimetrowa, ale nie będzie tak dostępny, co obniży potencjalną prędkość maksymalną. Obecnie AT&T, T-Mobile i U.S. Cellular wykorzystują sub-6 5G w Stanach Zjednoczonych.

Niskie pasmo

Plik Mówi FCC że częstotliwościami dolnego pasma są częstotliwości 600 MHz, 800 MHz i 900 MHz. Sygnały o niższej częstotliwości są mniej podatne na zakłócenia powodowane przez takie rzeczy, jak ściany i warunki atmosferyczne, co czyni go doskonałym wyborem do pokrycia dużej przestrzeni geograficznej.

Częstotliwości te były preferowane przez wielu dostawców komórek przez lata, ponieważ pozwalają na duże obszary pokrycia z mniejszą liczbą wież. Jednak dzisiaj ludzie używają więcej danych niż kiedykolwiek, a wysoka wartość tych dolnych pasm oznacza, że ​​są nie ma żadnego miejsca do wzrostu, a nawet dzięki nowszym technologiom, takim jak 5G, nie będą w stanie nadążyć za rosnącym popytem dane. W tym celu potrzebujesz większej częstotliwości, a to znajduje się w wyższych pasmach.

T-Mobile i AT&T wdrożyły niskopasmową sieć 5G o częstotliwości odpowiednio 600 MHz i 850 MHz. Pomogło to znacznie zwiększyć zasięg 5G w porównaniu z wdrożeniami fal milimetrowych. W rzeczywistości w czerwcu 2020 roku T-Mobile obejmuje ponad 200 milionów osób, a AT&T ponad 120 milionów.

Źródło: Andrew Martonik / Android Central

Pasmo średnie

Pasmo środkowe odnosi się do częstotliwości poniżej 6 GHz, ale powyżej częstotliwości pasma dolnego. Obecnie obejmuje to 2,5 Ghz, 3,5 Ghz i 3,7-4,2 Ghz. W miarę upływu czasu można wykorzystać więcej częstotliwości, które były wcześniej zarezerwowane dla niedziałających technologii, takich jak telewizja naziemna.

Sprint, obecnie część T-Mobile, wdrożył usługę 5G w swoim paśmie 2,5Ghz n41. Okazało się, że jest to świetna równowaga między prędkością i zasięgiem dla obszarów miejskich i podmiejskich. Abonenci T-Mobile i Sprint z kompatybilnym sprzętem mogą teraz uzyskać dostęp do dowolnego z czterech dostępnych pasm T-Mobile.

Źródło: Hayato Huseman / Android Central

Pasmo C.

Między każdą branżą, która tego potrzebuje, toczy się nieustanna walka o większe spektrum. Jest kilka branż, które tego potrzebują. Pasmo C to pasmo komunikacyjne między 3,5 a 4,2 GHz, które jest zatwierdzane do użytku z 5G. To średnie pasmo pomoże dostawcom 5G w szybszym rozszerzeniu usług o wystarczające widmo dla wysokich prędkości, około 300 MHz.

Ponieważ jest częścią pasma środkowego, to pasmo C będzie pomocne w szybkim wdrożeniu 5G dzięki jego zdolność do zapewniania dużych prędkości, jednocześnie oferując lepszą penetrację budynku niż fala milimetrowa.

CBRS

Odnosi się to do szerokopasmowej usługi radiowej dla obywateli 3,5 GHz. CBRS ma na celu wykorzystanie widma od 3,5 GHz do 3,7 GHz dostarczać szybsze i bardziej niezawodne mobilne usługi szerokopasmowe dla LTE i 5G. Wiele telefonów już obsługuje tę częstotliwość i będzie można z niej skorzystać zaraz po wdrożeniu usługi. To widmo oznacza również, że powinna istnieć lepsza kompatybilność z innymi krajami, które używają widma 3,5 GHz dla 5G.

OnGo jest jedną z głównych usług wykorzystujących CBRS i jest już przygotowywana do użytku w miejscach takich jak lotniska lub w systemach tranzytowych, takich jak system kolejowy w Dallas. Ta usługa umożliwia szybsze i bardziej niezawodne połączenia niż zapewnia Wi-Fi.

Nielicencjonowany

W zależności od lokalizacji istnieją niewykorzystane i nielicencjonowane fragmenty widma. Dzięki nowym umowom przestrzenie te mogą być wykorzystywane do 5G, a nawet 4G w przypadku AT&T 4G LTE LAA usługa. Chociaż nie jest jeszcze pewne, jaka część tego widma będzie dostępna do użytku w 5G, elastyczność technologii 5G sprawia, że ​​jest to kandydat.

MIMO

Technologia wielu wejść i wielu wyjść lub MIMO jest używana w wieżach, aby pomóc w zarządzaniu dużym natężeniem ruchu. Było to używane również w zmodernizowanych wieżach LTE Advanced, ale jest to duża część tego, jak 5G zapewni płynne i spójne wrażenia, nawet podczas zarządzania wieloma połączeniami. Krótko mówiąc, zarządza połączeniami, aby priorytetyzować ich aktywność i poruszanie się bez tworzenia kopii zapasowych z powodu większej liczby użytkowników.

Beamforming

Służy do zwalczania zmniejszonej penetracji na wyższych częstotliwościach, kształtowanie wiązki to technologia, która może wykorzystywać wiele źródeł sygnału, aby aktywnie przełączać się na silniejszą i szybszą wieżę, jeśli jeden sygnał zostanie zablokowany. Zostanie to wykorzystane do utrzymania silnych połączeń nawet podczas podróży między różnymi lokalizacjami komórkowymi.

Małe komórki

Źródło: Android Central

Wreszcie, jedno z najbardziej dosłownych wyrażeń na liście, małe komórki to witryny z telefonami komórkowymi znacznie mniejsze niż tradycyjna wieża. Te lokalizacje komórkowe często znajdują się na słupach latarni ulicznych lub na suficie dużego obszaru wewnętrznego. Słabsza penetracja sygnałów wyższego pasma sprawia, że ​​konieczne jest zainstalowanie znacznie większej liczby, ale znacznie szybszych, lokalizacji komórkowych w gęstych obszarach. Chociaż można ich używać z zasięgiem LTE, te małe komórki będą znacznie lepiej wykorzystywane w sieci 5G.