5G overfører informasjon trådløst gjennom det elektromagnetiske spekteret, nærmere bestemt radiospekteret. Innenfor radiospekteret er det varierende nivåer av frekvensbånd, hvorav noen brukes til denne neste generasjonsteknologien.
Med 5G som fortsatt er i sin tidlige implementeringsfase og ennå ikke er tilgjengelig i alle land, kan det hende du hører om 5G-båndbreddespekteret, spektrumauksjoner, mmWave 5G osv.
Ikke bekymre deg hvis dette er forvirrende. Alt du egentlig trenger å vite om 5G-frekvensbånd er at forskjellige selskaper bruker forskjellige deler av spekteret for å overføre data. Å bruke en del av spekteret over en annen påvirker både hastigheten på forbindelsen og avstanden den kan dekke. Mye mer om dette nedenfor.
Definere 5G-spekteret
Radiobølgefrekvenser varierer fra 3 kilohertz (kHz) til 300 gigahertz (GHz). Hver del av spekteret har en rekke frekvenser, k alt et bånd, som går under et bestemt navn.
Noen eksempler på radiospektrumbånd inkluderer ekstremt lav frekvens (ELF), ultra lav frekvens (ULF), lav frekvens (LF), middels frekvens (MF), ultra høy frekvens (UHF) og ekstremt høy frekvens (EHF).
En del av radiospekteret har et høyfrekvensområde mellom 30 GHz og 300 GHz (del av EHF-båndet), og kalles ofte millimeterbåndet (fordi bølgelengdene varierer fra 1-10 mm). Bølgelengder i og rundt dette båndet kalles derfor millimeterbølger (mmBølger). mmWaves er et populært valg for 5G, men kan også brukes innen områder som radioastronomi, telekommunikasjon og radarvåpen.
En annen del av radiospekteret som brukes til 5G, er UHF, som er lavere på spekteret enn EHF. UHF-båndet har et frekvensområde på 300 MHz til 3 GHz, og brukes til alt fra TV-kringkasting og GPS til Wi-Fi, trådløse telefoner og Bluetooth.
Frekvenser på 1 GHz og høyere kalles også mikrobølger, og frekvenser fra 1–6 GHz sies ofte å være en del av "sub-6 GHz"-spekteret.
Frekvens bestemmer 5G-hastighet og kraft
Alle radiobølger beveger seg med lysets hastighet, men ikke alle bølger reagerer med omgivelsene på samme måte eller oppfører seg på samme måte som andre bølger. Det er bølgelengden til en bestemt frekvens som brukes av et 5G-tårn som direkte påvirker hastigheten og avstanden til overføringene.
- Raskere hastigheter.
- Kortere avstander.
- Lagere hastigheter.
- Lengere avstander.
Bølgelengde er omvendt proporsjonal med frekvensen (dvs. høye frekvenser har kortere bølgelengder). For eksempel har 30 Hz (lav frekvens) en bølgelengde på 10 000 km (over 6 000 miles), mens 300 GHz (høy frekvens) bare er 1 mm.
Når en bølgelengde er veldig kort (som f.eks. frekvensene i den høyere enden av spekteret), er bølgeformen så liten at den lett kan bli forvrengt. Dette er grunnen til at virkelig høye frekvenser ikke kan reise så langt som lavere.
Hastighet er en annen faktor. Båndbredde måles ved forskjellen mellom den høyeste og laveste frekvensen til signalet. Når du beveger deg oppover på radiospekteret for å nå høyere bånd, er frekvensområdet høyere, og derfor øker gjennomstrømningen (dvs. du får raskere nedlastingshastigheter).
Why the 5G Spectrum Matters
Siden frekvensen som brukes av en 5G-celle dikterer hastigheten og avstanden, er det viktig for en tjenesteleverandør (som Verizon eller AT&T) å bruke en del av spekteret som inkluderer frekvenser som er til fordel for jobben.
For eksempel har millimeterbølger, som er i høybåndsspekteret, fordelen av å kunne frakte masse data. Imidlertid absorberes radiobølger i høyere bånd også lettere av gasser i luften, trær og bygninger i nærheten.mmWaves er derfor nyttige i tettpakkede nettverk, men ikke så nyttige for å frakte data over lange avstander (på grunn av dempningen).
Av disse grunnene finnes det egentlig ikke et svart-hvitt "5G-spektrum" - forskjellige deler av spekteret kan brukes. En 5G-leverandør ønsker å maksimere avstanden, minimere problemer og få så mye gjennomstrømning som mulig. En måte å omgå begrensningene til millimeterbølger er å diversifisere og bruke lavere bånd.
En frekvens på 600 MHz har for eksempel lavere båndbredde, men fordi den ikke påvirkes like lett av ting som fuktighet i luften, mister den ikke strøm like raskt og kan nå 5G-telefoner og annet 5G-enheter lenger unna, samt penetrering i vegger for å gi innendørs mottak.
Til sammenligning er lavfrekvente (LF) overføringer i området 30 kHz til 300 kHz gode for langdistansekommunikasjon fordi de opplever lav demping, og derfor ikke trenger å forsterkes så ofte som høyere frekvenser. De brukes til ting som AM-radiokringkasting.
En tjenesteleverandør kan bruke høyere 5G-frekvenser i områder som krever mer data, for eksempel i en populær by hvor det er mange enheter i bruk. Lavbåndsfrekvenser er imidlertid nyttige for å gi 5G-tilgang til flere enheter fra ett enkelt tårn og til områder som ikke har direkte siktlinje til en 5G-celle, for eksempel landlige samfunn.
Her er noen andre 5G-frekvensområder (k alt flerlagsspektrum):
- C-band: 2–6 GHz for dekning og kapasitet.
- Super Data Layer: Over 6 GHz (f.eks. 24–29 GHz og 37–43 GHz) for områder med høy båndbredde.
- Dekningsområde: Under 2 GHz (som 700 MHz) for innendørs og bredere dekningsområder.
5G-spektrumbruk av operatør
Ikke alle tjenesteleverandører bruker samme frekvensbånd for 5G. Som vi nevnte ovenfor, er det fordeler og ulemper ved å bruke hvilken som helst del av 5G-spekteret.
- T-Mobile: Bruker lavbåndsspektrum (600 MHz) samt 2,5 GHz-spektrum. Sprint har blitt slått sammen med T-Mobile og hevdet å ha mer spektrum enn noen annen operatør i USA, med tre spektrumbånd: 800 MHz, 1,9 GHz og 2,5 GHz.
- Verizon: 5G Ultra Wideband-nettverket deres bruker millimeterbølger, nærmere bestemt 28 GHz og 39 GHz.
- AT&T: Bruker millimeterbølgespektrum for tette områder og mellom- og lavspektrum for landlige og forstadsområder.
5G-spektrum må selges eller lisensieres til operatører, for eksempel gjennom auksjoner, for at ethvert selskap skal kunne bruke et spesifikt bånd. Den internasjonale telekommunikasjonsunionen (ITU) regulerer bruken av radiospekteret rundt om i verden, og innenlandsbruk kontrolleres av forskjellige reguleringsorganer, for eksempel FCC i USA.
