Что такое низкочастотный 5G?  Sub-6 объяснил

Что такое низкочастотный 5G? Sub-6 объяснил

Нет никаких сомнений в том, что 5G обещает довольно сильно изменить то, как мы общаемся, живем и работаем. В отличие от сотовых технологий прошлых лет, 5G предлагает возможности и производительность, которые когда-то были исключительной прерогативой проводных сетей. Поэтому неудивительно, что развертывание этих передовых сетей стало более сложным, чем все, что было раньше.

Чтобы обеспечить то, на что действительно способен 5G, операторам беспроводной связи пришлось работать в гораздо более широком диапазоне радиочастот, от более низких частот, на которых жили исходные сотовые сети GSM, до тех, которые использовались радарными системами и спутниками.

HPE

Хотя операторы беспроводной связи стремились использовать более высокие частоты среднего и миллиметрового диапазона (mmWave) для получения преимуществ, которые они предлагают, именно в самой нижней части зоны ниже 6 ГГц началось развертывание большинства сетей 5G.

Причина этого была довольно проста. Именно на этих низкочастотных частотах последние два десятилетия жили старые технологии GSM, 3G и 4G/LTE. Это означает, что операторы связи уже имели необходимые лицензии на этот спектр. У них также были развернуты тысячи вышек сотовой связи, которые можно было перенастроить для доставки 5G без необходимости в совершенно новом оборудовании.

Что такое низкочастотный 5G?

Низкочастотные частоты технически определяются как частоты ниже 1 ГГц. Однако в контексте операторов беспроводной связи это охватывает все ниже 2,3 ГГц — частоты, на которых исторически жили GSM, 3G и LTE.

В Северной Америке исходные услуги GSM почти исключительно использовали частоты 850 МГц и 1,9 ГГц (1900 МГц). Позже, с 3G и LTE, все операторы связи США расширились до частот 700 МГц и 1,7 ГГц, в то время как AT&T также перешла на диапазон 2,3 ГГц, T-Mobile добавила 600 МГц на нижнем конце, Sprint также настроился на диапазон 2,5 ГГц. . Некоторые операторы в Канаде и Мексике также развернули услуги LTE на частоте 2,6 ГГц, но в те дни эта более высокая частота не была лицензирована для использования в сотовой связи в Соединенных Штатах.

Ян Джироус/Shutterstock

Однако, кроме Sprint, все основные операторы связи в США обычно придерживались четырех основных частот: 700 МГц, 800 МГц, 1,7 ГГц и 1,9 ГГц. Когда T-Mobile объединилась со Sprint в начале 2020 года, ее сеть 4G/LTE с частотой 2,5 ГГц была отключена, чтобы эти частоты можно было переназначить для услуги T-Mobile Ultra Capacity 5G среднего диапазона.

Когда AT&T и T-Mobile начали разворачивать свои сети 5G, они придерживались частот, которые уже использовали и на которые у них были лицензии. AT&T развернула свою 5G на частоте 850 МГц, а T-Mobile развернула свою общенациональную сеть, используя свой спектр 600 МГц. Verizon пошла другим путем и поначалу полностью избегала низких частот. Вместо этого он выбрал гораздо более высокочастотный спектр mmWave, что дало ему значительное преимущество в скорости за счет ужасного покрытия.

Что означает Sub-6?

Термин sub-6 стал несколько запутанным, поскольку изначально он использовался для обозначения всех частот ниже 6 ГГц, в отличие от mmWave, который начинается на частоте 24 ГГц.

Хотя разница между частотами ниже 6 ГГц и миллиметровыми волнами довольно ошеломляющая, когда в отрасли начали использовать термин ниже 6, Федеральная комиссия по связи (FCC) еще не сделала средние частоты C-диапазона доступными для использования в 5G. Как только операторы связи начали развертывать 5G в диапазоне 2,5–4 ГГц, стало ясно, что не все частоты ниже 6 ГГц заслуживают того, чтобы их смешивали вместе, и некоторые люди теперь используют суб-6 для обозначения только низкочастотного 5G.

Однако это не всегда так. Многие правильно укажут, что, поскольку Sub-6 по-прежнему означает Sub-6GHz, он должен применяться ко всем частотам ниже 6GHz, включая более быстрые частоты, такие как C-диапазон, или даже более высокий спектр 4-5GHz, который когда-нибудь может быть высвобожден, наряду с более медленными 600MHz. низкочастотный. Следовательно, sub-6 стал неточным термином, и спектр 5G лучше называть низкочастотным и среднеполосным, поскольку между двумя частотными диапазонами есть некоторые существенные различия.

Низкочастотный компромисс

Низкочастотные частоты были легкой добычей для большинства операторов, чтобы начать развертывание 5G. У них уже были необходимые лицензии на использование спектра от FCC и по крайней мере некоторое совместимое радиооборудование и башни.

Однако, что более важно, низкочастотный спектр позволил операторам связи развернуть 5G в гораздо более широком диапазоне. Низкие частоты распространяются дальше и почти не подвержены помехам от таких вещей, как здания и деревья.

К сожалению, компромисс заключался в том, что эти частоты не давали значительного преимущества в скорости по сравнению с уже существующими сетями 4G/LTE.

Точно так же, как многодиапазонный маршрутизатор Wi-Fi предлагает расширенный диапазон с более низкой скоростью в диапазоне 2,4 ГГц, чем в диапазоне 5 ГГц, сотовые сигналы в диапазоне 600 МГц и 850 МГц могут передаваться на большие расстояния, но они не очень быстро.

Эта стратегия позволила T-Mobile стать первым оператором, запустившим общенациональную сеть 5G во всех 50 штатах. Эти сигналы на частоте 600 МГц могут передаваться на большие расстояния, что позволяет T-Mobile покрывать значительно большую территорию с меньшим количеством вышек. Однако в качестве OpenSignal отчет за начало 2020 года показал, что скорости не намного лучше, чем в сети 4G/LTE T-Mobile.

График средней скорости загрузки 5G для десяти ведущих мировых операторов связи в первом квартале 2020 года.
OpenSignal

Между тем, операторы связи в других странах, таких как Южная Корея, решили использовать среднеполосный спектр для своих развертываний 5G, похваставшись более впечатляющими цифрами, в то время как Verizon возглавил чарты благодаря использованию mmWave. Однако также важно отметить, что скорость Verizon 500 Мбит/с была доступна только 0,4% ее клиентов. Sprint также показал лучшие результаты благодаря своей средней полосе частот 2,5 ГГц.

Verizon опоздала на вечеринку, но в конце 2020 года она также развернула низкочастотную общенациональную сеть 5G, чтобы предоставить 5G другим 99% своих клиентов. Для своего низкочастотного 5G Verizon выбрала диапазоны 850 МГц, 1,9 ГГц и 1,7–2,1 ГГц.

Совместное использование эфира

Проблема заключалась не только в более низких частотах, которые использовали AT&T и T-Mobile. Поскольку технология 5G более совершенна, чем 4G/LTE, она должна работать быстрее даже на частотах 600 и 850 МГц.

Однако когда AT&T и T-Mobile развернули 5G на этих частотах, они не могли просто отключить услуги 4G/LTE, которые там уже работали. Им нужно было найти способ заставить 5G мирно сосуществовать со старыми беспроводными технологиями.

Поэтому они обратились к технологии, известной как Dynamic Spectrum Sharing (DSS), функции 5G, которая была специально разработана для того, чтобы она могла работать вместе с 4G/LTE на тех же частотах. Проще говоря, DSS позволяет вставлять данные 5G в любые неиспользуемые промежутки в передачах 4G/LTE.

Использование DSS позволило развертывать сети 5G намного быстрее за счет использования неиспользуемых мощностей 4G/LTE, но у него также был один огромный недостаток. DSS — это функция 5G, поэтому сигналы 5G знали, как делиться эфиром с сигналами 4G/LTE, но LTE никогда не учили, как делиться.

Таким образом, DSS 5G вынужден уступать приоритет сигналам 4G/LTE, которые всегда имеют приоритет. В загруженной или перегруженной сети 4G/LTE производительность 5G снижается.

На Verizon результаты DSS были настолько плохими, что Саша Сеган из PCMag посоветовал пользователям Verizon iPhone отключить 5Gназвав DSS «отчаянно медленной системой» после того, как тесты показали, что DSS 5G оператора почти никогда не была быстрее, чем 4G, и на самом деле была медленнее в крупных городах, таких как Нью-Йорк и Чикаго.

Резервный спектр

К сожалению, проблема в том, что операторы связи хотят продвигать идею предложения 5G. Они хотят, чтобы люди видели, как на их смартфонах загорается значок «5G», даже если он не обеспечивает производительность, которая лучше, чем сеть 4G/LTE. Рассмотрим трюк, который AT&T проделала несколько лет назад с свою сеть «5G Evolution», присвоив своим клиентам значок «5G E» для слегка улучшенной сети 4G/LTE.

Оставляя в стороне глупость AT&T, видя «5G» на своем телефоне, обычно означает, что вы подключены к реальной сети 5G. Однако это не означает, что вы увидите впечатляющие скорости 5G. Если вы используете низкочастотные частоты 5G, вы получите низкочастотные скорости 5G, которые обычно не намного лучше, чем при использовании 4G/LTE.

Kyocera Durasport 5G может выдерживать низкие температуры.
Адам Доуд / Digital Trends

Тем не менее, даже когда операторы развертывают более быстрые сети, используя спектр средней полосы и диапазона C, всегда найдется место для низкочастотного 5G. Благодаря широкому диапазону, предлагаемому спектром 600–850 МГц, именно на эти частоты операторы связи будут продолжать полагаться для покрытия менее населенных районов. Просто не стоит ставить десятки новых вышек, чтобы охватить относительно небольшое количество клиентов.

Операторы использовали аналогичную стратегию даже во времена GSM. В Канаде частота 1,9 ГГц использовалась исключительно в крупных городских центрах, а частота 850 МГц использовалась для охвата сельской местности. Проблемы с лицензированием частот помешали этому подходу широко использоваться в Соединенных Штатах. Однако операторы по-прежнему склонялись к использованию более высоких частот в городах и более низких частот в сельской местности, где это возможно.

Теперь, когда операторы связи имеют достаточно большие полосы частот среднего диапазона, развертывание 5G идет по еще более драматичному сценарию. Большинство клиентов 5G будут охвачены среднеполосным спектром, а более быстрая и мощная миллиметровая волна будет развернута в плотных районах, где перегрузка сети является проблемой, например, на стадионах и в аэропортах. Низкочастотный диапазон 5G фактически станет резервным спектром, чтобы гарантировать, что вы все равно получите 5G, когда нет ничего лучшего.

Хорошей новостью является то, что скорость низкочастотного диапазона 5G должна улучшиться, поскольку все больше людей переходят на смартфоны 5G и отказываются от технологии 4G/LTE, избегая проблем с перегрузкой, поскольку 5G DSS больше не должен уступать столько места старым сотовым технологиям. В конце концов, 4G/LTE будет полностью выведен из эксплуатации, хотя к тому времени мы, вероятно, перейдем на 6G.

Рекомендации редакции





Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *