Tech новостиКак сделать

Не все 5G одинаковы: объяснение миллиметровой волны, низких и средних частот

Рука держит iPhone с голограммой, на которой написано «5G».
Марко Александр / Shutterstock

Вы, наверное, слышали, что 5G использует спектр миллиметровых волн для достижения скорости 10 Гбит / с . Но он также использует спектры низких и средних частот, как и 4G. Без всех трех спектров 5G не был бы надежным.

Итак, в чем разница между этими спектрами? Почему они передают данные с разной скоростью, и почему они так важны для успеха 5G?

Как электромагнитные частоты передают данные?

Прежде чем мы углубимся в низкочастотную, среднечастотную и миллиметровую волны, нам необходимо понять, как работает беспроводная передача данных. В противном случае у нас будут проблемы с тем, чтобы обернуть голову вокруг различий между этими тремя спектрами.

Радиоволны и микроволны невидимы невооруженным глазом, но они выглядят и ведут себя как волны в луже воды. Когда частота волны увеличивается, расстояние между каждой волной (длина волны) становится короче. Ваш телефон измеряет длину волны, чтобы определить частоты и «услышать» данные, которые пытается передать частота.

Наглядный пример модулирующей волны. При увеличении частоты длина волны (расстояние между каждой волной) уменьшается.
Википедия

Но стабильная, неизменная частота не может «разговаривать» с вашим телефоном. Его нужно модулировать, слегка увеличивая и уменьшая частоту. Ваш телефон наблюдает эти крошечные модуляции, измеряя изменения длины волны, а затем переводит эти измерения в данные.

Если это поможет, подумайте об этом как о двоичном и азбуке Морзе вместе взятых. Если вы пытаетесь передать азбуку Морзе с фонариком, вы не можете просто оставить фонарик включенным. Вы должны «модулировать» его так, чтобы его можно было интерпретировать как язык.

СВЯЗАННЫЕ: Что такое 5G, и как быстро это будет?

5G работает лучше всего со всеми тремя спектрами

Беспроводная передача данных имеет серьезное ограничение: частота слишком тесно связана с пропускной способностью.

Волны, работающие на низкой частоте, имеют большую длину волны, поэтому модуляции происходят со скоростью улитки. Другими словами, они «разговаривают» медленно, что приводит к низкой пропускной способности (медленный Интернет).

Как и следовало ожидать, волны, работающие на высокой частоте, «разговаривают» очень быстро. Но они склонны к искажению. Если что-то мешает (стены, атмосфера, дождь), ваш телефон может потерять отслеживание изменений длины волны, что сродни отсутствию фрагмента кода Морзе или двоичного кода. По этой причине ненадежное соединение с высокочастотным диапазоном может иногда быть медленнее, чем хорошее соединение с низкочастотным диапазоном.

В прошлом несущие избегали высокочастотного спектра миллиметровых волн в пользу среднечастотных спектров, которые «разговаривают» со средней скоростью. Но нам нужно, чтобы 5G был быстрее и стабильнее, чем 4G, поэтому устройства 5G используют так называемое адаптивное переключение лучей для быстрого переключения между частотными диапазонами.

Адаптивное переключение луча делает 5G надежной заменой 4G. По сути, телефон 5G постоянно контролирует качество своего сигнала при подключении к высокочастотному (миллиметровому диапазону) диапазону и следит за другими надежными сигналами. Если телефон обнаруживает, что его качество сигнала становится ненадежным, он плавно переходит на новую полосу частот, пока не будет доступно более быстрое и надежное соединение. Это предотвращает любые сбои при просмотре видео, загрузке приложений или совершении видеозвонков — и это делает 5G более надежным, чем 4G, не жертвуя скоростью.

Волна миллиметра: быстрая, новая и ближняя

5G — это первый беспроводной стандарт, использующий спектр миллиметровых волн. Спектр миллиметровых волн работает в диапазоне 24 ГГц, и, как и следовало ожидать, он отлично подходит для сверхбыстрой передачи данных. Но, как мы упоминали ранее, спектр миллиметровых волн подвержен искажениям.

Думайте о спектре миллиметровых волн как о лазерном луче: он точный и плотный, но способен охватить только небольшую область. Кроме того, он не может справиться с большим количеством помех. Даже незначительное препятствие, такое как крыша вашего автомобиля или тучи, может помешать передаче миллиметровых волн.

Человек «за рулем» на компьютерной мышке через быстрое интернет соединение.
alphaspirit / Shutterstock

Опять же, именно поэтому адаптивное переключение лучей так важно. В идеальном мире ваш телефон с поддержкой 5G всегда будет подключен к спектру миллиметровых волн. Но для этого идеального мира потребуется тонна башен миллиметровых волн, чтобы компенсировать дрянное покрытие миллиметровых волн. Операторы могут никогда не выложить деньги на установку вышек миллиметрового диапазона на каждом углу улицы, поэтому адаптивное переключение лучей гарантирует, что ваш телефон не будет зависать при каждом переходе от соединения миллиметрового диапазона к соединению средней полосы.

На данный момент только 5 и 24 ГГц диапазоны лицензированы для использования 5G. Но FCC планирует провести аукционы с полосами 37, 39 и 47 ГГц для использования 5G к концу 2019 года (эти три полосы выше в спектре, поэтому они предлагают более быстрые соединения). Как только высокочастотные миллиметровые волны будут лицензированы для 5G, технология станет гораздо более распространенной.

Mid-Band (Sub-6): приличная скорость и покрытие

Средняя полоса (также называемая Sub-6) является наиболее практичным спектром для беспроводной передачи данных. Он работает в диапазоне частот от 1 до 6 ГГц ( 2,5, 3,5 и 3,7-4,2 ГГц ). Если спектр миллиметровых волн похож на лазер, то спектр средней полосы похож на фонарик. Он способен покрыть приличное количество пространства с разумной скоростью Интернета. Кроме того, он может перемещаться через большинство стен и препятствий.

Большая часть спектра средней полосы уже лицензирована для беспроводной передачи данных, и, естественно, 5G будет использовать эти полосы. Но 5G также будет использовать полосу 2,5 ГГц, которая была зарезервирована для образовательных передач.

Полоса 2,5 ГГц находится в нижней части спектра средней полосы, что означает, что она имеет более широкий охват (и более медленные скорости), чем полосы средней полосы, которые мы уже используем для 4G. Это звучит нелогично, но индустрия хочет, чтобы полоса 2,5 ГГц гарантировала, что удаленные районы заметят обновление до 5G, и что области с очень высоким трафиком не будут в конечном итоге иметь супер медленные низкочастотные спектры.

Низкочастотный диапазон: более медленный спектр для отдаленных районов

Мы использовали спектр низких частот для передачи данных с момента запуска 2G в 1991 году. Это низкочастотные радиоволны, которые работают ниже порога 1 ГГц (а именно, полосы 600, 800 и 900 МГц ).

Мужские руки держат планшет с изображением «загрузки» на видео.
Теро Весалайнен / Шаттерсток

Поскольку низкочастотный спектр состоит из низкочастотных волн, он практически не подвержен искажениям — он имеет большой диапазон и может проходить сквозь стены. Но, как мы упоминали ранее, медленные частоты приводят к низкой скорости передачи данных.

В идеале ваш телефон никогда не будет подключен к низкочастотному соединению. Но есть некоторые подключенные устройства, такие как интеллектуальные лампы, которым не нужно передавать данные с гигабитной скоростью. Если производитель решит сделать умные лампочки 5G (полезно, если у вас отключится Wi-Fi), есть большая вероятность, что они будут работать в диапазоне низких частот.

Источники: FCC , RCR Wireless News , SIGNIANT

Похожие посты
Как сделать

Как получить возмещение за покупки в iTunes или App Store

Как сделать

Поверхностное перо не работает? Вот как это исправить

Как сделать

Как настроить и использовать Fire TV Recast

Tech новости

Про совет: Протрите порно с вашего телефона перед заменой его