Czym są pasma częstotliwości 5G?

Sieć komórkowa 5G to integracja wielu innowacyjnych technologii, takich jak Internet rzeczy (IoT), wiele wejść i wiele wyjść (MIMO), fale milimetrowe (mmWave), wirtualne funkcje sieciowe (NFV), sieci definiowane bardziej miękko (SDN) i wiele innych. 5G zapewni superszybką transmisję danych, wyższą przepustowość i większe pasmo częstotliwości dla tych technologii, aby wykorzystać ich maksymalny potencjał i błyskawicznie reagować na żądania użytkowników. Usługi 5G będą początkowo wdrażane na obecnych 4G LTE (Long Term Evolution), określana jako Non-Standalone (NSA) 5G. Będzie ona dzielić przestrzeń ruchu z 4G LTE, wykorzystując częstotliwości z zakresu sub-6 GHz, które 4G LTE również wykorzystuje do świadczenia usług użytkownikom.

Jednak po całkowitym wdrożeniu podstawowej architektury, 5G będzie wykorzystywać swoją sieć do wszystkich operacji i usług, stając się samodzielnym (SA) 5G. W tym artykule przedstawiamy szczegółowy przegląd pasm częstotliwości 5G i technologii, które będą w nich działać. Zacznijmy więc:

Czym są pasma częstotliwości 5G?

Częstotliwości 5G są częścią pasma widma radiowego, które przenosi dane użytkownika od źródła do miejsca docelowego. Innymi słowy, częstotliwości radiowe 5G zapewniają medium dla danych użytkownika, które są przesyłane z urządzenia użytkownika (UE) do ewolucyjnego NodeB (eNB) lub stacji bazowej (BS) do użytkownika końcowego.

W 5G wyższe pasma częstotliwości będą wykorzystywane głównie w gęsto zaludnionych obszarach lub w zastosowaniach wewnętrznych dla usług komunikacji co1TP14 krótkiego zasięgu. Natomiast niższe pasma częstotliwości będą wykorzystywane w zastosowaniach zewnętrznych obejmujących mniej gęsto zaludnione obszary dla usług telekomunikacyjnych dalekiego zasięgu. Przy niższych częstotliwościach dane podróżują z mniejszą prędkością w porównaniu do wyższych częstotliwości, ale podróżują na większe odległości. Jednak przy szybkości transmisji danych 5G użytkownicy nie odczują żadnych opóźnień w komunikacji krótkiego zasięgu, a także długich.

4G LTE a widmo 5G

Według 3GPPWidmo częstotliwości, w którym działają sieci 4G LTE, mieści się w zakresie od 700 MHz do 2,7 GHz. Teoretyczne szczytowe szybkości transmisji danych LTE wynoszą 75 Mb/s dla transmisji w łączu w górę i 300 Mb/s dla transmisji w łączu w dół z multipleksowaniem przestrzennym, tj. Antena MIMO system.

Pasmo częstotliwości 5G jest podzielone na dwa zakresy: Pierwszy zakres częstotliwości wynosi od 450 MHz do 6 GHz, w którym znajduje się również pasmo częstotliwości LTE. Zakres ten jest określany jako Sub-6 GHz. Drugi zakres, określany jako widmo mmWave, obejmuje od 24,25 GHz do 52,6 GHz. Teoretyczne szczytowe szybkości transmisji danych 5G wynoszą 20 Gb/s dla transmisji downlink i 10 Mb/s dla transmisji uplink dla w pełni wdrożonej sieci 5G.

Możliwe pasma częstotliwości dla 5G

5G będzie miała rozszerzony zakres częstotliwości w celu zapewnienia wysokiej jakości pokrycia sygnałem. Podobnie jak poprzednie sieci komórkowe, 5G będzie również wykorzystywać dupleks z podziałem częstotliwości (FDD) dla niższych pasm częstotliwości i dupleks z podziałem czasu dla wyższych pasm częstotliwości, w szczególności powyżej 10 GHz. Wyższe pasmo częstotliwości uzupełni niższe pasma częstotliwości, zapewniając zwiększoną pojemność systemu i dużą przepustowość do obsługi dużego ruchu danych w gęsto zaludnionych obszarach. Pasma częstotliwości 5G są podzielone na następujące trzy części:

1. Niskopasmowe widmo 5G

Pasmo niskiej częstotliwości odnosi się do pasma widma poniżej 1GHz. W sieciach 5G to pasmo widma będzie wykorzystywane głównie do pokrycia szerszych obszarów, ale z wolniejszą szybkością transmisji danych i opóźnieniami, które jednak będą lepsze niż w sieciach 4G LTE. Wydajność 5G w paśmie niskich częstotliwości będzie zależeć od bliskości eNB. Co więcej, sygnały o niskiej częstotliwości mogą łatwo przenikać przez ściany budynków lub okna, zapewniając usługi komórkowe 5G.

2. Średnie pasmo 5G

Widmo średniego pasma obejmuje zakres częstotliwości od 1 GHz do 6 GHz. To widmo częstotliwości jest uważane za idealne dla usług 5G, ponieważ może pokonywać duże odległości przy jednoczesnym przenoszeniu dużej ilości danych. Według GSMAWidmo od 3,3 GHz do 3,8 GHz jest bardzo atrakcyjne dla 5G, ponieważ wiele krajów przeznaczyło je na usługi 5G.

Jednak niektóre kraje wykorzystują również inne pasma średniej częstotliwości dla 5G, w tym Chiny i Japonia, które rozważają pasmo częstotliwości od 4,5 GHz do 5 GHz dla 5G. Podczas gdy w USA i Kanadzie operatorzy już wdrażają usługi 5G na pasmach częstotliwości 2,3 GHz i 2,5 GHz do 2,6 GHz.

3. Widmo wysokiej częstotliwości 5G powyżej 6 GHz

5G zapewni wyższe szybkości transmisji danych niż poprzednie generacje sieci, które będą działać w wyższych pasmach częstotliwości, tj. powyżej 6 GHz. W takich wyższych pasmach technologia mmWave będzie działać w małych komórkach przy użyciu anten kierunkowych, które zmniejszą opóźnienia i zakłócenia do bardzo niskiego poziomu.

Zgodnie z rekomendacją GSMA, dostawcy usług powinni wdrożyć technologię mmWave w 26 GHz, 40 GHz, 50 GHz i 66 GHz w celu świadczenia usług mobilnych. Jednak niektóre firmy rozważają również wykorzystanie 26 GHz i 28 GHz, ponieważ są one już bardzo odpowiednie dla operatorów, a ponieważ są to sąsiednie pasma, łatwiej będzie je obsługiwać urządzeniom mobilnym.

Technologia mmWave zapewnia bardzo wysoką szybkość transmisji danych, wynoszącą od 1 Gb/s do 3 Gb/s lub więcej. Obejmuje jednak bardzo małe odległości, takie jak mniej niż mila, a także podlega zakłóceniom ze strony drzew i budynków. Dlatego też mmWave nadaje się do usług krótkiego zasięgu wewnątrz budynków.

Dlaczego Spectrum jest niezbędne?

Widmo jest najważniejszym elementem każdej sieci communication, ponieważ umożliwia operatorom świadczenie usług sieciowych w określonych pasmach widma dla swoich klientów. W 5G pasmo o wysokim spektrum zapewni superszybką prędkość, której nikt jeszcze nie doświadczył. Jednak pasmo 5G o niskim spektrum pokryje większe obszary i umożliwi komunikację na duże odległości.

Operatorzy rygorystycznie konkurują ze sobą, aby zapewnić klientom wysokiej jakości usługi 5G, zwiększając istniejący zasięg, korzystając z nowych technologii i kupując dodatkowe widmo, aby osiągnąć maksimum.

Wnioski

W tym artykule dowiedziałeś się, czym są pasma częstotliwości 5G i jaka jest różnica między operacyjnym widmem częstotliwości 4G LTE i 5G. Co więcej, przedstawia on również szczegółowy przegląd możliwych pasm częstotliwości 5G, które są podzielone na trzy części: widmo niskiego pasma, widmo średniego pasma i widmo wysokiego pasma. Sieć 5G to integracja wielu technologii, w których ludzie będą świadkami sieci komórkowej, Wi-Fi, IoT i machine-to-machine (M2M) służąc ludziom wraz z ich innowacyjnymi funkcjami. Chociaż początkowo będzie on wykorzystywał architekturę sieci 4G, ale po pełnym wdrożeniu zrewolucjonizuje każdy aspekt ludzkiego życia.