5G bär information trådlöst genom det elektromagnetiska spektrumet, särskilt radiospektrumet. Inom radiospektrumet finns olika nivåer av frekvensband, varav vissa används för nästa generations teknik. Med 5G fortfarande i ett tidigt stadium av implementeringen och ännu inte tillgängligt i alla länder kanske du hör om 5G bandbreddsspektrum, spektrumauktioner, mmWave 5G, etc. Oroa dig inte om det här är förvirrande. Allt du behöver veta om 5G-frekvensband är att olika företag använder olika delar av spektrumet för att överföra data. Att använda en del av spektrumet över en annan påverkar både anslutningshastigheten och avståndet den kan täcka. Mycket mer om detta nedan.
Definiera 5G Spectrum
Radiovågfrekvenser varierar var som helst från 3 kilohertz (kHz) upp till 300 gigahertz (GHz). Varje del av spektrumet har ett frekvensområde, kallat a band, som går under ett specifikt namn. Några exempel på radiospektrumband inkluderar extremt låg frekvens (ÄLVA), ultra låg frekvens (ULF), låg frekvens (LF), medelfrekvens (MF), ultrahög frekvens (UHF) och extremt hög frekvens (EHF). En del av radiospektrumet har ett högt frekvensområde mellan 30 GHz och 300 GHz (del av EHF-bandet) och kallas ofta för millimeterband (eftersom dess våglängder sträcker sig från 1-10 mm). Våglängder i och runt detta band kallas därför millimetervågor (mmWaves). mmWaves är ett populärt val för 5G men har också tillämpning inom områden som radioastronomi, telekommunikation och radarpistoler. En annan del av radiospektrumet som används för 5G är UHF, som är lägre på spektrumet än EHF. UHF-bandet har ett frekvensområde på 300 MHz till 3 GHz och används för allt från TV-sändningar och GPS till Wi-Fi, trådlösa telefoner och Bluetooth. Frekvenser på 1 GHz och högre kallas också mikrovågsugn, och frekvenser från 1–6 GHz sägs ofta vara en del av «sub-6 GHz» -spektrumet.
Frekvens bestämmer 5G-hastighet och kraft
Alla radiovågor färdas med ljusets hastighet, men inte alla vågor reagerar med miljön på samma sätt eller beter sig på samma sätt som andra vågor. Det är våglängden för en viss frekvens som används av ett 5G-torn som direkt påverkar hastigheten och avståndet för sändningarna. Högre frekvens
- Snabbare hastigheter.
- Kortare avstånd.
Lägre frekvens
- Lågare hastigheter.
- Längre avstånd.
Våglängden är omvänt proportionell mot frekvensen (dvs. höga frekvenser har kortare våglängder). Till exempel har 30 Hz (låg frekvens) en våglängd på 10 000 km (över 6 000 miles) medan 300 GHz (hög frekvens) är bara 1 mm. När en våglängd är riktigt kort (som frekvenserna i den högre änden av spektrumet) är vågformen så liten att den lätt kan förvrängas. Det är därför riktigt höga frekvenser inte går så långt som lägre. Hastighet är en annan faktor. Bandbredd mäts med skillnaden mellan signalens högsta och lägsta frekvens. När du flyttar upp på radiospektrumet för att nå högre band är frekvensområdet högre och därför ökar genomströmningen (dvs. du får snabbare nedladdningshastigheter).
Varför 5G Spectrum Matters
Eftersom frekvensen som används av en 5G-cell dikterar hastighet och avstånd är det viktigt för en tjänsteleverantör (som Verizon eller AT&T) att använda en del av spektrumet som inkluderar frekvenser som gynnar jobbet. Till exempel har millimetervågor, som ligger i högbandsspektrumet, fördelen att de kan bära mycket data. Men radiovågor i högre band absorberas också lättare av gaser i luften, träd och närliggande byggnader. mmWaves är därför användbara i tätt packade nätverk, men inte så bra för att bära data långa sträckor (på grund av dämpningen). Av dessa skäl finns det inte riktigt ett svartvitt «5G-spektrum» – olika delar av spektrumet kan användas. En 5G-leverantör vill maximera avståndet, minimera problem och få så mycket genomströmning som möjligt. Ett sätt att komma runt gränserna för millimetervågor är att diversifiera och använda lägre band. En frekvens på 600 MHz har till exempel lägre bandbredd, men eftersom den inte påverkas lika lätt av saker som fukt i luften, tappar den inte strömmen så snabbt och kan nå 5G-telefoner och andra 5G-enheter längre bort, samt bättre genomträngande väggar för att ge inomhusmottagning. Som jämförelse är lågfrekventa (LF) sändningar i intervallet 30 kHz till 300 kHz bra för fjärrkommunikation eftersom de upplever låg dämpning och därför inte behöver förstärkas så ofta som högre frekvenser. De används för saker som AM-radiosändningar. En tjänsteleverantör kan använda högre 5G-frekvenser i områden som kräver mer data, som i en populär stad där det finns många enheter i bruk. Lågbandsfrekvenser är dock användbara för att ge 5G-åtkomst till fler enheter från ett enda torn och till områden som inte har direkt synfält till en 5G-cell, till exempel landsbygdssamhällen. Här är några andra 5G-frekvensområden (kallas flerskiktsspektrum):
- C-band: 2–6 GHz för täckning och kapacitet.
- Super Data Layer: Över 6 GHz (t.ex. 24–29 GHz och 37–43 GHz) för områden med hög bandbredd.
- Täckningsområde: Under 2 GHz (som 700 MHz) för inomhus- och bredare täckningsområden.
5G spektrumanvändning av bärare
Inte alla tjänsteleverantörer använder samma frekvensband för 5G. Som vi nämnde ovan finns det fördelar och nackdelar med att använda någon del av 5G-spektrumet.
- T-Mobile: Användningar använder lågbandsspektrum (600 MHz) samt 2,5 GHz-spektrum. Sprint har slagits samman med T-Mobile och påstås ha mer spektrum än någon annan operatör i USA, med tre spektrumband: 800 MHz, 1,9 GHz och 2,5 GHz.
- Verizon: Deras 5G Ultra Wideband-nätverk använder millimetervågor, särskilt 28 GHz och 39 GHz.
- AT&T: Använder millimetervågspektrum för täta områden och mellan- och lågspektrum för landsbygdsområden och förortsplatser.
5G-spektrum måste säljas eller licensieras till operatörer, som genom auktioner, för att alla företag ska kunna använda ett specifikt band. International Telecommunication Union (ITU) reglerar användningen av radiospektrum runt om i världen, och hushållsanvändning kontrolleras av olika regleringsorgan, såsom FCC i USA.
