5G bežično prenosi informacije kroz elektromagnetski spektar, posebno radio spektar. Unutar radijskog spektra postoje različite razine frekvencijskih pojaseva, od kojih se neki koriste za ovu tehnologiju sljedeće generacije.
Budući da je 5G još uvijek u ranoj fazi implementacije i još nije dostupan u svim zemljama, možda ćete čuti o spektru 5G propusnosti, dražbama spektra, mmWave 5G itd.
Ne brinite ako je ovo zbunjujuće. Sve što stvarno trebate znati o 5G frekvencijskim pojasima jest da različite tvrtke koriste različite dijelove spektra za prijenos podataka. Korištenje jednog dijela spektra umjesto drugog utječe i na brzinu veze i na udaljenost koju može pokriti. Puno više o tome u nastavku.
Definiranje 5G spektra
Frekvencije radio valova kreću se od 3 kiloherca (kHz) do 300 gigaherca (GHz). Svaki dio spektra ima raspon frekvencija, koji se naziva pojas, koji ima određeni naziv.
Neki primjeri opsega radijskog spektra uključuju ekstremno niske frekvencije (ELF), ultra niske frekvencije (ULF), niske frekvencije (LF), srednje frekvencije (MF), ultra visoke frekvencije (UHF) i ekstremno visoke frekvencije (EHF).
Jedan dio radijskog spektra ima visokofrekventni raspon između 30 GHz i 300 GHz (dio EHF pojasa), a često se naziva i milimetarski pojas (jer se njegove valne duljine kreću od 1-10 mm). Valne duljine unutar i oko ovog pojasa stoga se nazivaju milimetarski valovi (mmWaves). mmWaves su popularan izbor za 5G, ali također imaju primjenu u područjima kao što su radioastronomija, telekomunikacije i radarske puške.
Još jedan dio radio spektra koji se koristi za 5G je UHF, koji je u spektru niži od EHF. UHF pojas ima frekvencijski raspon od 300 MHz do 3 GHz i koristi se za sve, od televizijskog emitiranja i GPS-a do Wi-Fi-ja, bežičnih telefona i Bluetootha.
Frekvencije od 1 GHz i više nazivaju se i mikrovalne, a za frekvencije u rasponu od 1–6 GHz često se kaže da su dio spektra "ispod 6 GHz".
Frekvencija određuje brzinu i snagu 5G
Svi radiovalovi putuju brzinom svjetlosti, ali svi valovi ne reagiraju s okolinom na isti način niti se ponašaju isto kao drugi valovi. Valna duljina određene frekvencije koju koristi 5G toranj izravno utječe na brzinu i udaljenost njegovih prijenosa.
- Veće brzine.
- Kraće udaljenosti.
- Sporeje brzine.
- Veće udaljenosti.
Valna duljina je obrnuto proporcionalna frekvenciji (tj. visoke frekvencije imaju kraće valne duljine). Na primjer, 30 Hz (niska frekvencija) ima valnu duljinu od 10 000 km (preko 6 000 milja), dok je 300 GHz (visoka frekvencija) samo 1 mm.
Kada je valna duljina stvarno kratka (kao što su frekvencije na višem kraju spektra), valni oblik je toliko malen da se lako može iskriviti. Zbog toga stvarno visoke frekvencije ne mogu doprijeti tako daleko kao niže.
Brzina je još jedan faktor. Širina pojasa se mjeri razlikom između najviše i najniže frekvencije signala. Kada napredujete u radijskom spektru da biste dosegnuli više pojaseve, raspon frekvencija je veći, a samim time i propusnost se povećava (tj. dobivate veće brzine preuzimanja).
Zašto je 5G spektar važan
Budući da frekvencija koju koristi 5G ćelija diktira brzinu i udaljenost, važno je da pružatelj usluga (poput Verizona ili AT&T) koristi dio spektra koji uključuje frekvencije koje su korisne za posao koji obavlja.
Na primjer, milimetarski valovi, koji su u visokopojasnom spektru, imaju prednost jer mogu prenijeti mnogo podataka. Međutim, radiovalove u višim pojasima također lakše apsorbiraju plinovi u zraku, drveću i obližnjim zgradama.mmWaves su stoga korisni u gusto upakiranim mrežama, ali nisu toliko korisni za prijenos podataka na velike udaljenosti (zbog prigušenja).
Iz ovih razloga, zapravo ne postoji crno-bijeli "5G spektar" - mogu se koristiti različiti dijelovi spektra. 5G pružatelj usluga želi maksimizirati udaljenost, minimizirati probleme i dobiti što veću propusnost. Jedan od načina da se zaobiđu ograničenja milimetarskih valova je diverzifikacija i korištenje nižih pojaseva.
Frekvencija od 600 MHz, na primjer, ima manju propusnost, ali budući da na nju ne utječu tako lako stvari poput vlage u zraku, ne gubi snagu tako brzo i može doseći 5G telefone i druge 5G uređaji udaljeniji, kao i bolji prodor kroz zidove kako bi se osigurao prijem u zatvorenom prostoru.
Za usporedbu, niskofrekventni (LF) prijenosi u rasponu od 30 kHz do 300 kHz izvrsni su za komunikaciju na daljinu jer imaju nisko prigušenje i stoga ih ne treba pojačavati tako često kao više frekvencije. Koriste se za stvari poput AM radijskog emitiranja.
Davatelj usluga može koristiti više 5G frekvencije u područjima koja zahtijevaju više podataka, poput popularnog grada u kojem se koristi mnogo uređaja. Međutim, niskopojasne frekvencije korisne su za pružanje 5G pristupa većem broju uređaja s jednog tornja i područjima koja nemaju izravnu vidljivost 5G ćelije, kao što su ruralne zajednice.
Ovdje su neki drugi 5G frekvencijski rasponi (koji se nazivaju višeslojni spektar):
- C-pojas: 2–6 GHz za pokrivenost i kapacitet.
- Super Data Layer: Preko 6 GHz (npr. 24–29 GHz i 37–43 GHz) za područja visoke propusnosti.
- Područje pokrivenosti: Ispod 2 GHz (kao 700 MHz) za unutarnja i šira područja pokrivenosti.
Upotreba 5G spektra prema operateru
Ne koriste svi davatelji usluga isti frekvencijski pojas za 5G. Kao što smo gore spomenuli, postoje prednosti i nedostaci korištenja bilo kojeg dijela 5G spektra.
- T-Mobile: Upotrebe koriste niskopojasni spektar (600 MHz) kao i spektar od 2,5 GHz. Sprint je spojen s T-Mobileom i tvrdi da ima više spektra od bilo kojeg drugog operatera u SAD-u, s tri opsega spektra: 800 MHz, 1,9 GHz i 2,5 GHz.
- Verizon: Njihova 5G Ultra Wideband mreža koristi milimetarske valove, točnije 28 GHz i 39 GHz.
- AT&T: Koristi milimetarski valni spektar za gusto naseljena područja i srednji i niski spektar za ruralne i prigradske lokacije.
5G spektar mora se prodati ili licencirati operaterima, kao putem dražbi, kako bi bilo koja tvrtka mogla koristiti određeni pojas. Međunarodna unija za telekomunikacije (ITU) regulira korištenje radijskog spektra diljem svijeta, a domaću upotrebu kontroliraju različita regulatorna tijela, poput FCC-a u SAD-u.
