5G Pasme częstotliwości: 3 pasma pierwotne i kiedy ich użyć

Ponieważ świat szybko przechodzi do wieku prowadzonego przez zaawansowaną komunikację bezprzewodową, bardzo ważne jest zrozumienie szczegółów technologii 5G.W sercu przełomowego potencjału 5G są pasma częstotliwości, których używa, z których każda służą unikalne role i oferują określone korzyści.W tym artykule bada trzy główne pasma częstotliwości 5G-próżno, w połowie pasm i wysokim pasm-spoglądając na ich funkcje, zastosowania i najlepsze sytuacje do ich użycia.Wyjaśniając te pasma częstotliwości, staramy się przedstawić jasny przegląd, który poprawił twoje zrozumienie, w jaki sposób technologia 5G zmieni łączność w różnych ustawieniach.

Katalog

Rysunek 1: Technologia 5G

Jaka jest częstotliwość 5G?

Technologia komórkowa 5G działa na trzech głównych pasmach częstotliwości, z których każda obsługuje różne cele i oferuje unikalne korzyści.Niska częstotliwość (600 MHz do 1 GHz) obejmuje obszary szerokie i może dobrze przechodzić przez budynki, ale ma wolniejsze prędkości danych.Częstotliwość w połowie pasma (od 2,5 GHz do 3,7 GHz) zapewnia równowagę między zasięgiem a prędkością, oferując szybsze szybkość danych, jednocześnie obejmując duże obszary i przepuszczając przeszkody dość dobrze.Częstotliwość wysokopasmowa (24 GHz do 40 GHz), znana jako milimetrowa fala (MMWave), zapewnia najszybsze prędkości danych, ale ma ograniczony zasięg i słabą zdolność do przechodzenia przez budynki, co czyni go najlepszym w ruchliwych obszarach miejskich, gdzie krótkie zasięg,Potrzebne są szybkie połączenia.

Dla porównania technologia 4G/LTE wykorzystuje pasma częstotliwości między 700 MHz a 2,5 GHz.Ten zakres pokrywa się z niskimi i środkowymi częstotliwościami 5G, ale nie obejmuje zakresu wysokiego pasm.W rezultacie 4G/LTE nie może osiągnąć maksymalnych prędkości danych, jakie oferują wysokie częstotliwości 5G.

Rycina 2: Ilustracja sygnałów 5G o niskiej opaski, środkowej i wysokiej pasm

Specyficzne pasma częstotliwości stosowane dla 5G mogą się różnić w zależności od regionu i są zarządzane przez organizacje międzynarodowe i krajowe.Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) koordynuje globalnie i ustanawia międzynarodowe standardy.W Stanach Zjednoczonych Federalna Komisja Komunikacji (FCC) reguluje i przypisuje pasma częstotliwości dla 5G.W Europie Europejski Instytut Standardów Telekomunikacyjnych (ETSI) odgrywa ważną rolę w definiowaniu pasm częstotliwości dla 5G.

Każda z tych organizacji zapewnia, że ​​przypisane częstotliwości spełniają potrzeby technologii 5G, biorąc pod uwagę również czynniki takie jak zakłócenia, pokrycie i efektywne wykorzystanie widma radiowego.

Wyjaśnione pasma częstotliwości 5G

5G Niskie częstotliwości: 600 MHz do 1 GHz

Rysunek 3: Pasma częstotliwości dla 5G, 4G i 3G

Niskie częstotliwości są bardzo dobre w zapewnianiu szerokiego zasięgu na dużych obszarach, a efektywne zakresy osiągają dziesiątki kilometrów.Mogą przejść przez ściany i budynki, czyniąc je szczególnie przydatnymi na obszarach wiejskich lub mniej zaludnionych.Ta zdolność do penetracji zapewnia, że ​​ludzie w tych obszarach uzyskają stabilne i niezawodne zasięg sieci.Częstotliwości niskiej pasm są szczególnie dobre w przypadku aplikacji, które wymagają stałej łączności, a nie wydajności szybkiej, takich jak połączenia głosowe i podstawowe przeglądanie Internetu.Zastosowania te korzystają ze stałego i niezawodnego sygnału dostarczanego przez częstotliwości niskiej pasm, co jest bardzo ważne w obszarach, w których sygnały o wyższej częstotliwości często nie dają wystarczającego zasięgu.Oferując szerokie i niezawodne zasięg, częstotliwości niskie opaski pomagają zapewnić dostępność komunikacji w regionach, w których utrzymanie stabilnego połączenia ma większe znaczenie niż wysokie prędkości transferu danych.

Częstotliwości w połowie pasm są ważną częścią dzisiejszych systemów komunikacji bezprzewodowej, oferując dobrą równowagę między prędkością a zasięgiem.Działając od 1 GHz do 6 GHz, częstotliwości te zapewniają znacznie wyższe prędkości Internetu w porównaniu z częstotliwościami niskimi opaskami, które są poniżej 1 GHz.Jednak ta przewaga prędkości wiąże się z kompromisem pod względem zasięgu i możliwości penetracji.

Częstotliwości w połowie pasm zwykle obejmują odległości do kilkuset metrów, co jest znacznie krótsze niż zasięg niskich częstotliwości, które mogą rozciągać się na kilka kilometrów.Również częstotliwości w połowie pasm nie są tak dobre w penetracji budynków i innych przeszkód, co czyni je mniej skutecznymi w obszarach o wielu barierach fizycznych.

Pomimo tych ograniczeń częstotliwości w połowie pasm są szeroko stosowane w obszarach miejskich i podmiejskich, w których gęstość użytkowników i urządzeń wymaga wyższych prędkości transmisji danych.Ulepszone prędkości obsługują różne aplikacje, takie jak strumieniowanie wideo w wysokiej rozdzielczości i infrastruktura inteligentnego miasta, w tym urządzenia IoT, które wymagają silnych i szybkich połączeń.Częstotliwości te oferują szybsze prędkości w Internecie niż częstotliwości niskiej opaski, jednocześnie zapewniając lepsze pokrycie niż częstotliwości, które, choć szybciej, obejmują jeszcze krótsze odległości i mają jeszcze gorszą penetrację.

Strategiczne wykorzystanie częstotliwości w połowie pasm w gęsto zaludnionych obszarach pomaga zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na szybki Internet, wspierając usługi, które opierają się na szybkiej transmisji danych i niskim opóźnieniu.Ta równowaga sprawia, że ​​częstotliwości w połowie pasm są elastycznym wyborem dla nowoczesnych potrzeb komunikacji bezprzewodowej.

5 g częstotliwości wysokich pasm: 24 GHz do 40 GHz

Częstotliwości wysokiego pasm, często nazywane falami milimetrowymi (MMWAVE), kierują się technologią 5G, oferując niezwykle szybkie prędkości danych bezprzewodowych.Ten zaawansowany zakres częstotliwości znacznie poprawia komunikację bezprzewodową poprzez zwiększenie pojemności sieci, umożliwiając szybsze prędkości danych i jednocześnie obsługując bardziej podłączone urządzenia.

Te częstotliwości MMWAVE są szczególnie pomocne w zatłoczonych miejscach, takich jak miasta, stadiony i centra handlowe, w których potrzeba szybkich, niezawodnych połączeń jest najwyższa.Szybsze szybkości transferu danych MMWAVE zapewnia płynne przesyłanie strumieniowe, szybkie pobieranie i wydajne obsługę dużych ilości danych.

Jednak częstotliwości MMWave mają własne wyzwania.Ich zasięg jest dość krótki, zwykle tylko dziesiątki metrów i można je łatwo zablokować przez obiekty fizyczne, takie jak budynki, drzewa, a nawet pogoda.Aby przezwyciężyć te problemy, opracowano nowe technologie, takie jak kształty wiązki 5G i małe sieci komórkowe.

Formowanie wiązki to metoda, która wysyła sygnały bezpośrednio do określonych urządzeń zamiast rozpowszechniać je we wszystkich kierunkach.To skoncentrowane podejście zmniejsza zakłócenia, wzmacnia sygnał i poprawia ogólną jakość połączenia.Technologia małych komórek obejmuje umieszczenie wielu małych stacji bazowych lub komórek wokół obszaru w celu zwiększenia zasięgu i pojemności.Te małe komórki współpracują ze sobą, aby zapewnić stałą łączność i pomóc w granicach zakresu częstotliwości MMWAVE.

Korzystając z tych zaawansowanych technologii, możliwe staje się stosowanie częstotliwości wysokich pasm w sieciach 5G, otwierając nową erę komunikacji bezprzewodowej z niezrównaną prędkością i łącznością.

Rola technologii 5G

Rycina 4: Rola technologii 5G

Technologia 5G zmienia komunikację przy użyciu różnych pasm częstotliwości: niskiego, średniego i wysokiego, aby pasować do różnych potrzeb i ustawień.Łączy tradycyjne pasma częstotliwości radiowej (RF) (FR1) z pasmami nowego promieniowania (FR2) w celu poprawy prędkości danych, opóźnienia, niezawodności sygnału i połączeń urządzeń.

Paski niskiej częstotliwości obejmują duże obszary i dobrze przenikają budynki, choć mają wolniejsze prędkości danych.Są one dobre dla obszarów wiejskich i powszechnych połączeń.Pasma średniej częstotliwości zapewniają szybsze prędkości danych i przyzwoity zasięg, co czyni je doskonałymi dla miast, w których potrzebna jest mieszanka dobrego sygnału i prędkości.Pasma o wysokiej częstotliwości lub fale milimetrowe (MMWave) oferują bardzo szybkie prędkości danych i niskie opóźnienie, ale mają krótki zasięg i nie przechodzą dobrze przez przeszkody.Są one idealne do gęstych obszarów miasta i specjalnych zastosowań, takich jak samochody samojezdne, chirurgia zdalna i zaawansowana produkcja.

Używanie wszystkich tych pasm razem pozwala 5G obsługiwać wiele różnych zastosowań.Enhanced Mobile Broadband (EMBB) wykorzystuje szybkie zdolności pasm średnich i wysokiej częstotliwości do szybszego Internetu i lepszego przesyłania strumieniowego.Ultra-niezawodna komunikacja o niskich opóźnień (URLLC) korzysta z niskiego opóźnienia pasm o wysokiej częstotliwości, która jest potrzebna do zastosowań takich jak samochody samojezdne i automatyzacja fabryczna.Massive Machine Communications (MMTC) wykorzystuje szerokie pokrycie pasm o niskiej częstotliwości do obsługi Internetu rzeczy (IoT), łącząc wiele urządzeń z dobrą wydajnością.

Takie podejście pozwala 5G zapewnić płynne połączenia dostosowane do potrzeb różnych ustawień, poprawę doświadczeń użytkowników i wspieranie nowych technologii.Mieszanka pasm FR1 i FR2 zapewnia, że ​​5G może zapewnić pełne pokrycie, duże prędkości danych i niskie opóźnienie, co czyni ją elastyczną i silną technologią na przyszłość.

Zespoły 5G i ich zastosowania

Rysunek 5: pokrycie i przepustowość 5G, 4G i 3G w różnych pasmach częstotliwości

Niski pasek

Niski pasmo 5G działa w zakresie 600 do 700 MHz.Pasmo jest znane z szerokiego zasięgu, które mogą skutecznie dotrzeć do obszarów wiejskich i odległych.Oferuje jednak niższe prędkości danych, średnio około 50 Mb / s.To sprawia, że ​​niski pasek 5G jest szczególnie pomocny w zastosowaniach, które wymagają szerokiej zasięgu, a nie o dużej prędkości, takich jak ogólnokrajowe sieci mobilne i branże, takie jak energia i rolnictwo.W tych dziedzinach pomaga w komunikacji na duże odległości i monitorowaniu zdalnych miejsc i czujników, zapewniając ustaloną łączność na dużych obszarach.

Mid Band

Środkowy pasek 5G działa między 1,7 GHz a 2,5 GHz i znajduje środkowy grunt między pokrycie a prędkością, zapewniając szybkości danych od 100 do 900 Mb / s.Pasmo to jest powszechnie stosowane na obszarach podmiejskich i miejskich, gdzie potrzebna jest mieszanka przyzwoitego zasięgu i wyższych prędkości.Mid-Band 5G obsługuje wiele zastosowań, w tym Infrastrukturę Smart City, która opiera się na urządzeniach połączonych połączonych do efektywnego zarządzania zasobami, a także instytucjom edukacyjnym i parkom biznesowym, które korzystają z lepszej łączności dla szerokiej gamy działań.

Wysoki zespół

5G o wysokim pasie, znanym również jako fala milimetra (MMWave) 5G, działa na częstotliwościach 24 GHz i wyższych.Ten pasek zapewnia najwyższe prędkości danych, osiągając do 10 Gb / s, ale jego zasięg jest ograniczony do krótkich odległości, co czyni go najlepiej dostosowanym do gęsto zaludnionych obszarów miejskich.Wysokie pasmo 5G jest bardzo przydatne do wykorzystania wymagających bardzo niskich opóźnień i wysokich prędkości transmisji danych, takich jak transmisja danych IoT w czasie rzeczywistym, rzeczywistość rozszerzona (AR), rzeczywistość wirtualna (VR) i transmisja na żywo.Zastosowania te korzystają z wysokiej pojemności i prędkości MMWAVE 5G, które mogą szybko i wydajnie obsługiwać duże ilości danych.

Dostęp do pasm 5G

Dostęp do pasm 5G jest prostym procesem dla użytkowników końcowych, ponieważ sieć automatycznie obsługuje wybór i przełączanie między różnymi pasmami podczas transmisji danych.Ta automatyczna regulacja zapewnia użytkownikom najlepszą wydajność bez konieczności robienia czegokolwiek.

Urządzenia 5G są zwykle projektowane z wieloma antenami, z których każda obsługuje różne pasma częstotliwości.Te anteny pomagają urządzeniu dostosować się do różnych warunków, takich jak lokalizacja użytkownika lub zmiany w otaczającym środowisku.Na przykład, gdy użytkownik porusza się z obszaru miejskiego z zasięgiem fali milimetrowej o wysokiej częstotliwości (MMWAVE) do obszaru podmiejskiego lub wiejskiego, w którym pasma niższych częstotliwości, takie jak sub-6 GHz, urządzenie płynnie przechodzi do właściwego pasma.To automatyczne przełączanie maksymalizuje prędkość danych, zmniejsza opóźnienia i utrzymuje stabilne połączenie.

Zespoły 5G i aplikacje biznesowe

Rysunek 6: Zespoły 5G i aplikacje biznesowe dotyczące zasięgu, pojemności i opóźnień

Firmy mogą mądrze korzystać z różnych pasm 5G, aby poprawić jakość usług i zasięg.Widmo 5G jest podzielone na trzy główne pasma: niskie, średnio i wysokie częstotliwości, z których każda służy w różnych celach i oferuje unikalne korzyści.

Częstotliwości niskiej pasm, zwykle poniżej 1 GHz, są dobre do komunikacji na duże odległości.Mają szeroki zasięg i mogą przechodzić przez budynki i przeszkody lepiej niż wyższe częstotliwości.To sprawia, że ​​niski pasek 5G świetny na obszary wiejskie lub miejsca o trudnym terenie, zapewniając szersze zasięg i łączność nawet w mniej zaludnionych regionach.

Częstotliwości środkowe, od 1 GHz do 6 GHz, oferują równowagę między zasięgiem a prędkością.Częstotliwości te zapewniają szybsze prędkości danych niż częstotliwości niskiej pasm, jednocześnie obejmując rozsądną odległość.5G w połowie pasma jest dobre dla obszarów miejskich i podmiejskich, zapewniając lepszą jakość usług bez konieczności gęstej sieci wież.

Częstotliwości wysokiego pasma, znane również jako fale milimetrowe (MMWAVE), działają powyżej 24 GHz i oferują bardzo szybką łączność.Częstotliwości te obsługują najwyższe prędkości danych i są potrzebne do aplikacji wymagających dużej przepustowości, takich jak rzeczywistość rozszerzona, rzeczywistość wirtualna i strumieniowanie wideo w wysokiej rozdzielczości.Jednak częstotliwości o wysokim pasmach mają ograniczony zakres i słabe możliwości penetracji, co czyni je najlepiej dostosowanymi do celów, takich jak stadiony, lotniska i centra miejskie z wieloma użytkownikami.

Korzystając z mieszanki tych pasm, firmy mogą stworzyć kompletną sieć 5G, która maksymalizuje zarówno zasięg, jak i wydajność.Częstotliwości niskiej pasm zapewniają zasięg szerokiego obszaru i niezawodną łączność, podczas gdy częstotliwości w połowie pasma zapewniają dobrą równowagę między prędkością a zasięgiem.Częstotliwości wysokiego pasma, pomimo ich ograniczonego zakresu, zapewniają ultra szybkie prędkości potrzebne do określonych scenariuszy na wysokim poziomie.

To mądre zastosowanie mieszanych transmisji pasm pomaga wyeliminować martwe strefy i zapewnia bardziej spójną i niezawodną usługę w różnych środowiskach.Na przykład w mieście firmy mogą korzystać z wysokich pasm 5G w zatłoczonych obszarach śródmieścia do obsługi szybkich aplikacji, przy jednoczesnym korzystaniu z częstotliwości w dzielnicach mieszkalnych w celu zapewnienia silnego i szybkiego dostępu do Internetu.Na obszarach wiejskich częstotliwości niskie opaski mogą skutecznie obejmować duże obszary, zapewniając, że nawet odległe lokalizacje pozostają w kontakcie.

Wniosek

Technologia 5G działa w trzech głównych pasmach częstotliwości-próżno, w połowie pasm i wysokim pasmie-dodając coś unikalnego do działania sieci i tego, jak przydatna jest.Niskie częstotliwości zapewniają szerokie pokrycie i stabilne połączenia, szczególnie na obszarach wiejskich i mniej zaludnionych.Częstotliwości w połowie pasma równoważy prędkość i zasięg, co czyni je doskonałymi dla miast i przedmieść.Częstotliwości wysokiego pasm, choć krótkie, oferują bardzo duże prędkości danych, które są bardzo przydatne dla ruchliwych obszarów miejskich.Znajomość konkretnych mocnych stron i najlepszych zastosowań tych pasm częstotliwości jest ważna dla dobrze korzystania z technologii 5G.

Często zadawane pytania [FAQ]

1. Jakie są zastosowania pasma 5G?

Częstotliwości niskiej opaski są używane do szerokiego zasięgu na obszarach wiejskich, idealne do połączeń głosowych i podstawowego Internetu.Częstotliwości w połowie pasm oferują równowagę prędkości i zasięgu, co czyni je dobrymi dla środowisk miejskich i podmiejskich, wspierając zastosowania takie jak strumieniowanie HD i systemy inteligentnych City.Częstotliwości o wysokiej pasma oferują bardzo szybkie prędkości danych dla zatłoczonych obszarów, potrzebne do Internetu rzeczy w czasie rzeczywistym (IoT), rozszerzonej rzeczywistości (AR), rzeczywistości wirtualnej (VR) i transmisji na żywo.

2. Kiedy należy użyć pasma 3,5 GHz, jak zwykle jest to określane?

Pasmo 3,5 GHz jest powszechnie określane jako pasmo C.

3. Jakie jest spektrum 3 5 g?

Widmo 3 5G odnosi się do trzech pierwotnych zakresów częstotliwości: niski pasmo (600 MHz do 1 GHz), środkowego pasma (2,5 GHz do 3,7 GHz) i wysokiego pasma (24 GHz do 40 GHz).

4. Które dwa pasma mogą użyć 5G do komunikacji?

5G może używać zarówno sub-6 GHz (w tym do komunikacji o niskich i średnich częstotliwościach), jak i MMWave (częstotliwości o wysokim pasmie).

5. Który zespół jest najlepszy dla 5G?

Najlepsza częstotliwość dla 5G zależy od tego, jak chcesz z niej korzystać.W przypadku szerokiego zasięgu niski pasek jest najlepszy.W przypadku mieszanki prędkości i odległości środkowy pasmo działa dobrze.W przypadku najszybszych prędkości danych w zatłoczonych obszarach wysokie opaski jest najlepszym wyborem.