5G transporterer information trådløst gennem det elektromagnetiske spektrum, specifikt radiospektret. Inden for radiospektret er der forskellige niveauer af frekvensbånd, hvoraf nogle bruges til denne næste generations teknologi.
Med 5G, der stadig er i sin tidlige implementeringsfase og endnu ikke tilgængelig i alle lande, hører du måske om 5G-båndbreddespektret, spektrumauktioner, mmWave 5G osv.
Bare rolig, hvis dette er forvirrende. Alt du virkelig behøver at vide om 5G-frekvensbånd er, at forskellige virksomheder bruger forskellige dele af spektret til at transmittere data. Brug af en del af spektret over en anden påvirker både forbindelsens hastighed og den afstand, den kan tilbagelægge. Meget mere om dette nedenfor.
Definition af 5G-spektret
Radiobølgefrekvenser spænder fra 3 kilohertz (kHz) op til 300 gigahertz (GHz). Hver del af spektret har en række frekvenser, kaldet et bånd, der går under et bestemt navn.
Nogle eksempler på radiospektrumbånd omfatter ekstremt lav frekvens (ELF), ultra lav frekvens (ULF), lav frekvens (LF), mellemfrekvens (MF), ultra høj frekvens (UHF) og ekstrem høj frekvens (EHF).
Den ene del af radiospektret har et højfrekvensområde mellem 30 GHz og 300 GHz (en del af EHF-båndet), og kaldes ofte for millimeterbåndet (fordi dets bølgelængder spænder fra 1-10 mm). Bølgelængder i og omkring dette bånd kaldes derfor millimeterbølger (mmBølger). mmWaves er et populært valg til 5G, men kan også anvendes inden for områder som radioastronomi, telekommunikation og radarkanoner.
En anden del af radiospektret, der bliver brugt til 5G, er UHF, som er lavere på spektret end EHF. UHF-båndet har et frekvensområde på 300 MHz til 3 GHz og bruges til alt fra tv-udsendelser og GPS til Wi-Fi, trådløse telefoner og Bluetooth.
Frekvenser på 1 GHz og derover kaldes også mikrobølger, og frekvenser fra 1-6 GHz siges ofte at være en del af "under-6 GHz"-spektret.
Frekvens bestemmer 5G-hastighed og strøm
Alle radiobølger bevæger sig med lysets hastighed, men ikke alle bølger reagerer med omgivelserne på samme måde eller opfører sig på samme måde som andre bølger. Det er bølgelængden af en bestemt frekvens, der bruges af et 5G-tårn, der direkte påvirker hastigheden og afstanden af dets transmissioner.
- Hurtigere hastigheder.
- Kortere afstande.
- Langsommere hastigheder.
- Længere distancer.
Bølgelængde er omvendt proportional med frekvensen (dvs. høje frekvenser har kortere bølgelængder). For eksempel har 30 Hz (lav frekvens) en bølgelængde på 10.000 km (over 6.000 miles), mens 300 GHz (høj frekvens) kun er 1 mm.
Når en bølgelængde er virkelig kort (såsom frekvenserne i den højere ende af spektret), er bølgeformen så lille, at den let kan blive forvrænget. Dette er grunden til, at virkelig høje frekvenser ikke kan rejse så langt som til lavere.
Hastighed er en anden faktor. Båndbredde måles ved forskellen mellem den højeste og laveste frekvens af signalet. Når du bevæger dig op på radiospektret for at nå højere bånd, er frekvensområdet højere, og derfor øges gennemstrømningen (dvs. du får hurtigere downloadhastigheder).
Why the 5G Spectrum Matters
Da frekvensen, der bruges af en 5G-celle, dikterer hastigheden og afstanden, er det vigtigt for en tjenesteudbyder (som Verizon eller AT&T) at bruge en del af spektret, der inkluderer frekvenser, der gavner det aktuelle job.
For eksempel har millimeterbølger, som er i højbåndsspektret, den fordel, at de er i stand til at transportere masser af data. Radiobølger i højere bånd absorberes dog også lettere af gasser i luften, træer og nærliggende bygninger.mmWaves er derfor nyttige i tætpakkede netværk, men ikke så nyttige til at transportere data over lange afstande (på grund af dæmpningen).
Af disse grunde er der ikke rigtig et sort-hvidt "5G-spektrum" - forskellige dele af spektret kan bruges. En 5G-udbyder ønsker at maksimere afstanden, minimere problemer og få så meget gennemstrømning som muligt. En måde at komme uden om begrænsningerne ved millimeterbølger er at diversificere og bruge lavere bånd.
En frekvens på 600 MHz har for eksempel lavere båndbredde, men fordi den ikke påvirkes så let af ting som fugt i luften, mister den ikke strøm så hurtigt og er i stand til at nå 5G-telefoner og andre 5G-enheder længere væk, samt trænger bedre ind i vægge for at give indendørs modtagelse.
Til sammenligning er lavfrekvente (LF) transmissioner i området fra 30 kHz til 300 kHz gode til langdistancekommunikation, fordi de oplever lav dæmpning og derfor ikke behøver at blive forstærket så ofte som højere frekvenser. De bruges til ting som AM-radioudsendelser.
En tjenesteudbyder bruger muligvis højere 5G-frekvenser i områder, der kræver mere data, f.eks. i en populær by, hvor der er mange enheder i brug. Lavbåndsfrekvenser er dog nyttige til at give 5G-adgang til flere enheder fra et enkelt tårn og til områder, der ikke har direkte udsyn til en 5G-celle, såsom landdistrikter.
Her er nogle andre 5G-frekvensområder (kaldet flerlagsspektrum):
- C-bånd: 2–6 GHz for dækning og kapacitet.
- Super Data Layer: Over 6 GHz (f.eks. 24–29 GHz og 37–43 GHz) til områder med høj båndbredde.
- Dækningsområde: Under 2 GHz (som 700 MHz) for indendørs og bredere dækningsområder.
5G-spektrumforbrug af mobilselskab
Ikke alle tjenesteudbydere bruger det samme frekvensbånd til 5G. Som vi nævnte ovenfor, er der fordele og ulemper ved at bruge enhver del af 5G-spektret.
- T-Mobile: Bruger lavbåndsspektrum (600 MHz) samt 2,5 GHz-spektrum. Sprint er blevet fusioneret med T-Mobile og hævdes at have mere spektrum end nogen anden operatør i USA med tre frekvensbånd: 800 MHz, 1,9 GHz og 2,5 GHz.
- Verizon: Deres 5G Ultra Wideband-netværk bruger millimeterbølger, specifikt 28 GHz og 39 GHz.
- AT&T: Bruger millimeterbølgespektrum til tætte områder og mellem- og lavspektrum til landdistrikter og forstæder.
5G-spektrum skal sælges eller licenseres til operatører, f.eks. gennem auktioner, for at enhver virksomhed kan bruge et specifikt bånd. Den Internationale Telekommunikationsunion (ITU) regulerer brugen af radiospektret rundt om i verden, og hjemmebrug kontrolleres af forskellige tilsynsorganer, såsom FCC i USA.
