5G頻率如何影響范圍和速度
專家表示,盡管5G技術(shù)相對(duì)于上一代無線技術(shù)有了巨大的改進(jìn),但推動(dòng)5G進(jìn)入新頻段的許多動(dòng)力來自老式的物理學(xué)。
要精確地確定5G技術(shù)將使用的頻率可能很困難,部分原因是5G技術(shù)在不同國(guó)家甚至不同運(yùn)營(yíng)商之間差異很大。但是,可以將大多數(shù)5G頻率放入三個(gè)主要組別。
低端:650MHz至1GHz
較低的頻率-從最低的650MHz到最高的1GHz-尤其受到部署5G的無線公司的青睞。這個(gè)范圍內(nèi)的信號(hào)在相對(duì)較長(zhǎng)的距離上傳播,這意味著服務(wù)提供商可以使用單個(gè)接入點(diǎn)覆蓋很大的區(qū)域。
然而,根據(jù)Gartner分析師Bill Ray的說法,在5G射頻頻譜的較低范圍內(nèi)使用5G是一個(gè)嚴(yán)重的限制因素。
他說:“這些頻率非常受歡迎。”
這是一個(gè)問題,因?yàn)殡m然低端的信道容量與較高頻率的信道容量相同,也就是說,850MHz范圍內(nèi)的5MHz寬信道提供的吞吐量與2.6GHz范圍內(nèi)的5MHz寬信道的吞吐量相同–缺乏可用頻譜意味著僅沒有足夠的信道來提供5G宣傳的高連接速度。
為了達(dá)到更高的速度,5G使用了更廣闊的信道。Ray補(bǔ)充說:“在3G中,標(biāo)準(zhǔn)傳輸為5MHz寬。” “在5G中,我們正在談?wù)摰氖?00MHz寬的插槽,因此您的傳輸信道可以在2.4Ghz到2.5Ghz之間運(yùn)行。”
中間:Sub-6GHz和頻譜高峰
5G技術(shù)所承諾的大部分性能和效率提升都依賴于接近Wi-Fi的頻譜部分– 2.4GHz至6GHz之間的“ sub-6GHz”范圍,這對(duì)于習(xí)慣于將其稍低一些的服務(wù)提供商而言是一個(gè)偏離。
IDC資深研究分析師Patrick Filkins表示:“低于6GHz的頻段對(duì)他們來說是新頻譜。這意味著更大的渠道和延遲的改善。”
另一個(gè)問題是,在該頻帶中存在可用頻譜,特別是在3.5GHz和3.7GHz之間的公民寬帶無線電服務(wù)/通用授權(quán)訪問(CBRS / GAA)頻譜中。該頻譜使用優(yōu)先接入系統(tǒng),用戶已獲得第一分頻,但其他用戶可能會(huì)在不干擾這些用戶的任何地方使用該頻率。不用說,運(yùn)營(yíng)商對(duì)頻譜都很感興趣。
隨著各個(gè)運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)奪自己寶貴的頻譜,5G覆蓋范圍將繼續(xù)擴(kuò)大,并且在一個(gè)特定方面其在Wi-Fi方面的優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯。5G頻譜分配給每個(gè)地理區(qū)域一個(gè)許可證持有者,而Wi-Fi則不提供這種專有性;任何人都可以在任何地方使用,這就為信號(hào)重疊和干擾埋下了伏筆。
Filkins說:“蜂窩的部署方式是確定性的-它相對(duì)于Wi-Fi的最大好處之一是,它能夠克服Wi-Fi尚未解決的干擾問題。”
高端:毫米波
對(duì)于5G的所有優(yōu)化和復(fù)雜性程度很高,但它仍需要大量帶寬才能實(shí)現(xiàn)其千兆級(jí)吞吐量的承諾。盡管無線行業(yè)積極追求在較低頻率上的帶寬,但在更理想的6GHz和1GHz以下范圍內(nèi),仍然沒有足夠的可用空間。
毫米波技術(shù),它的工作頻率范圍為24GHz至60GHz,具體取決于您與之交談的專家以及所涉及的特定技術(shù)。這些特別高的頻帶允許特別寬的傳輸通道,從而實(shí)現(xiàn)了極快的連接速度,但是存在許多缺點(diǎn)。
Ray說:“關(guān)于毫米波頻率的唯一好處是,它們是空的,所以有足夠的空間。”
首先,由于基本物理學(xué)的原因,與射頻頻譜較低區(qū)域的信號(hào)相比,毫米波范圍內(nèi)的信號(hào)根本不會(huì)傳播太遠(yuǎn),并且它們不會(huì)穿透諸如墻壁和窗戶之類的固體物體。這意味著,要覆蓋給定區(qū)域(即使是在一棟建筑物內(nèi)),也需要部署大量接入點(diǎn)。
“還沒有為企業(yè)部署做好準(zhǔn)備,” Filkins說。“現(xiàn)在的它并不強(qiáng)大,但是它有很大的發(fā)展前景。”
毫米波技術(shù)已經(jīng)存在了至少十年。未經(jīng)許可的無線世界長(zhǎng)期以來一直具有802.11ad標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上是在毫米波頻率下運(yùn)行的Wi-Fi。高通公司和華為都制造了在該范圍內(nèi)運(yùn)行的設(shè)備,但是該技術(shù)的局限性,以及實(shí)際上可以利用它的終端設(shè)備的持續(xù)干旱,意味著它一直處于觀望狀態(tài)。
當(dāng)然,情況不會(huì)永遠(yuǎn)如此。無線帶寬需求的趨勢(shì)表明,對(duì)頻譜的需求如此之大,以至于需要毫米波來應(yīng)對(duì)。
Ray說:“世界其他地區(qū)最終將使用[毫米波],他們現(xiàn)在不使用它。”
但是目前,特別是考慮到在手機(jī)和筆記本電腦上加裝毫米波天線和調(diào)制解調(diào)器會(huì)使其單位成本提高20美元的事實(shí),Ray說,毫米波仍將是一種未來的技術(shù)。