5G överför information trådlöst genom det elektromagnetiska spektrumet, särskilt radiospektrumet. Inom radiospektrumet finns olika nivåer av frekvensband, av vilka några används för denna nästa generations teknik.
Med 5G fortfarande i ett tidigt skede av implementering och ännu inte tillgängligt i alla länder, kanske du hör om 5G-bandbreddsspektrumet, spektrumauktioner, mmWave 5G, etc.
Oroa dig inte om detta är förvirrande. Allt du egentligen 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 hastigheten på anslutningen och avståndet den kan täcka. Mycket mer om detta nedan.
Definiera 5G-spektrum
Radiovågsfrekvenser sträcker sig från 3 kilohertz (kHz) upp till 300 gigahertz (GHz). Varje del av spektrumet har en rad frekvenser, kallade ett band, som går under ett specifikt namn.
Några exempel på radiospektrumband inkluderar extremt låg frekvens (ELF), ultralåg frekvens (ULF), låg frekvens (LF), mellanfrekvens (MF), ultrahög frekvens (UHF) och extremt hög frekvens (EHF).
En del av radiospektrumet har ett högfrekvensområde mellan 30 GHz och 300 GHz (en del av EHF-bandet), och kallas ofta för millimeterbandet (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 kan även användas inom områden som radioastronomi, telekommunikation och radarvapen.
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 mikrovågor, och frekvenser från 1–6 GHz sägs ofta vara en del av spektrumet "under 6 GHz".
Frekvens bestämmer 5G-hastighet och kraft
Alla radiovågor färdas med ljusets hastighet, men inte alla vågor reagerar med omgivningen 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 dess sändningar.
- Snabbare hastigheter.
- Kortare avstånd.
- Långsammare 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) bara är 1 mm.
När en våglängd är riktigt kort (t.ex. frekvenserna i den högre änden av spektrumet), är vågformen så liten att den lätt kan förvrängas. Det är därför riktigt höga frekvenser inte kan resa så långt som till lägre.
Hastighet är en annan faktor. Bandbredden mäts som skillnaden mellan den högsta och lägsta frekvensen på signalen. När du flyttar uppåt på radiospektrumet för att nå högre band är frekvensomfånget högre, och därför ökar genomströmningen (dvs. du får snabbare nedladdningshastigheter).
Why the 5G Spectrum Matters
Eftersom frekvensen som används av en 5G-cell dikterar hastigheten och avståndet är det viktigt för en tjänsteleverantör (som Verizon eller AT&T) att använda en del av spektrumet som inkluderar frekvenser som gynnar det aktuella jobbet.
Till exempel har millimetervågor, som finns i högbandsspektrumet, fördelen att de kan bära massor av 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 användbara 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 begränsningarna 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 ström lika snabbt och kan nå 5G-telefoner och annat 5G-enheter längre bort, samt penetrerar bättre väggar för att ge inomhusmottagning.
Som jämförelse är lågfrekventa (LF)-sändningar i intervallet 30 kHz till 300 kHz bra för långdistanskommunikation 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 siktlinje 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 operatör
Alla tjänsteleverantörer använder inte samma frekvensband för 5G. Som vi nämnde ovan finns det fördelar och nackdelar med att använda någon del av 5G-spektrumet.
- T-Mobile: 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, närmare bestämt 28 GHz och 39 GHz.
- AT&T: Använder millimetervågspektrum för täta områden och mellan- och lågspektrum för landsbygds- och förortslägen.
5G-spektrum måste säljas eller licensieras till operatörer, till exempel genom auktioner, för att ett företag ska kunna använda ett specifikt band. International Telecommunication Union (ITU) reglerar användningen av radiospektrum runt om i världen, och inhemsk användning kontrolleras av olika tillsynsorgan, såsom FCC i USA.
