/ / Nicht alle 5G sind gleich: Millimeterwellen, Low-Band und Mid-Band erklärt

Nicht alle 5G sind gleich: Millimeterwellen, Low-Band und Mid-Band erklärt

Eine Hand hält ein iPhone mit einem Hologramm, auf dem "5G" aus dem Telefon schwimmt.

Sie haben wahrscheinlich gehört, dass 5G den Millimeter verwendetWellenspektrum, um seine 10-Gbit / s-Geschwindigkeit zu erreichen. Es werden aber auch die Tief- und Mittelbandspektren verwendet, genau wie bei 4G. Ohne alle drei Spektren wäre 5G nicht zuverlässig.

Was ist der Unterschied zwischen diesen Spektren? Warum übertragen sie Daten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und warum sind sie alle für den Erfolg von 5G entscheidend?

Wie übertragen elektromagnetische Frequenzen Daten?

Bevor wir zu tief in die Tief-, Mittel-,und Millimeterwellen müssen wir verstehen, wie die drahtlose Datenübertragung funktioniert. Andernfalls werden wir Probleme haben, die Unterschiede zwischen diesen drei Spektren in den Kopf zu schließen.

Radiowellen und Mikrowellen sind für das Gerät unsichtbarnacktes Auge, aber sie sehen aus und verhalten sich wie Wellen in einem Wasserbecken. Wenn die Frequenz einer Welle zunimmt, wird der Abstand zwischen den Wellen (die Wellenlänge) kürzer. Ihr Telefon misst die Wellenlänge, um Frequenzen zu identifizieren und die Daten zu „hören“, die eine Frequenz zu senden versucht.

Visuelles Beispiel für eine modulierende Welle. Mit zunehmender Frequenz nimmt die Wellenlänge (der Abstand zwischen den Wellen) ab.

Eine stabile, sich nicht ändernde Frequenz kann jedoch nicht „sprechen“.zu Ihrem Telefon. Es muss durch subtiles Erhöhen und Verringern der Frequenzrate moduliert werden. Ihr Telefon beobachtet diese winzigen Modulationen, indem es Änderungen in der Wellenlänge misst und diese Messungen dann in Daten umsetzt.

Wenn es hilft, stellen Sie sich das als binär und Morse vorCode kombiniert. Wenn Sie versuchen, Morsecode mit einer Taschenlampe zu übertragen, können Sie die Taschenlampe nicht einfach eingeschaltet lassen. Sie müssen es so „modulieren“, dass es als Sprache interpretiert werden kann.

VERBUNDEN: Was ist 5G und wie schnell ist es?

5G funktioniert am besten mit allen drei Spektren

Die drahtlose Datenübertragung weist eine schwerwiegende Einschränkung auf: Die Frequenz ist zu stark an die Bandbreite gebunden.

Wellen, die mit einer niedrigen Frequenz arbeiten, haben lange Wellenlängen, sodass die Modulationen im Schneckentempo erfolgen. Mit anderen Worten, sie "sprechen" langsam, was zu einer geringen Bandbreite führt (langsames Internet).

Wie zu erwarten, arbeiten Wellen auf einem hohen NiveauFrequenz "sprechen" sehr schnell. Aber sie neigen zu Verzerrungen. Wenn etwas in die Quere kommt (Wände, Atmosphäre, Regen), kann Ihr Telefon Änderungen der Wellenlänge aus den Augen verlieren, was dem Fehlen eines Teils von Morsecode oder Binärcode gleicht. Aus diesem Grund kann eine unzuverlässige Verbindung zu einem Hochfrequenzband manchmal langsamer sein als eine gute Verbindung zu einem Niederfrequenzband

In der Vergangenheit mieden Träger das hochfrequente Millimeterwellenspektrum zugunsten von Mittelbandspektren, die mit mittlerer Geschwindigkeit „sprechen“. Aber wir brauchen 5G, um schneller zu sein und stabiler als 4G, weshalb 5G-Geräte eine so genannte adaptive Strahlumschaltung verwenden, um schnell zwischen den Frequenzbändern zu springen.

Die adaptive Strahlumschaltung macht 5G a auszuverlässiger Ersatz für 4G. Im Wesentlichen überwacht ein 5G-Telefon kontinuierlich die Signalqualität, wenn es mit einem Hochfrequenzband (Millimeterwelle) verbunden ist, und achtet auf andere zuverlässige Signale. Wenn das Telefon feststellt, dass die Signalqualität bald unzuverlässig wird, wechselt es nahtlos in ein neues Frequenzband, bis eine schnellere und zuverlässigere Verbindung verfügbar ist. Dies verhindert Schluckauf beim Ansehen von Videos, Herunterladen von Apps oder Tätigen von Videoanrufen - und macht 5G zuverlässiger als 4G, ohne an Geschwindigkeit einzubüßen.

Millimeterwelle: Schnell, Neu und auf kurze Distanz

5G ist der erste WLAN-Standard, den es gibtVorteil des Millimeterwellenspektrums. Das Millimeterwellenspektrum arbeitet über dem 24-GHz-Band und eignet sich erwartungsgemäß hervorragend für die superschnelle Datenübertragung. Wie bereits erwähnt, ist das Millimeterwellenspektrum jedoch anfällig für Verzerrungen.

Stellen Sie sich das Millimeterwellenspektrum wie a vorLaserstrahl: Er ist präzise und dicht, kann jedoch nur einen kleinen Bereich abdecken. Außerdem kann es nicht viel stören. Selbst ein kleines Hindernis wie das Dach Ihres Autos oder eine Regenwolke können die Übertragung von Millimeterwellen behindern.

Man "fährt" mit einer Computermaus über eine schnelle Internetverbindung.

Auch dies ist der Grund, warum die adaptive Strahlumschaltung so wichtig ist. In einer perfekten Welt ist Ihr 5G-fähiges Telefon immer mit einem Millimeterwellenspektrum verbunden. Aber diese ideale Welt würde brauchen eine Tonne von Millimeterwellen-Türmen zu kompensierenMillimeterwellen-Bedeckung. Carrier werden möglicherweise nie das Geld dafür ausgeben, an jeder Straßenecke Millimeterwellen-Türme zu installieren. Die adaptive Strahlumschaltung sorgt also dafür, dass Ihr Telefon nicht jedes Mal Schluckauf macht, wenn es von einer Millimeterwellen-Verbindung zu einer Mittelband-Verbindung wechselt.

Derzeit sind nur die 24- und 28-GHz-Bänder verfügbarlizenziert für 5G. Die FCC geht jedoch davon aus, dass die 37-, 39- und 47-GHz-Bänder bis Ende 2019 für den 5-GHz-Betrieb versteigert werden können (diese drei Bänder sind im Spektrum höher und bieten daher schnellere Verbindungen). Sobald Hochfrequenz-Millimeterwellen für 5G lizenziert sind, wird die Technologie viel allgegenwärtiger.

Mid-Band (Sub-6): Anständige Geschwindigkeit und Reichweite

Das Mittelband (auch Sub-6 genannt) ist das meistepraktisches Spektrum für die drahtlose Datenübertragung. Es arbeitet zwischen den Frequenzen 1 und 6 GHz (2,5, 3,5 und 3,7-4,2 GHz). Wenn das Millimeterwellenspektrum wie ein Laser ist, dann ist das Mittelbandspektrum wie eine Taschenlampe. Es ist in der Lage, eine angemessene Menge an Speicherplatz mit angemessenen Internetgeschwindigkeiten abzudecken. Außerdem kann es sich durch die meisten Wände und Hindernisse bewegen.

Der größte Teil des Mittelbandspektrums ist bereits lizenziertfür die drahtlose Datenübertragung und natürlich wird 5G diese Bänder nutzen. 5G wird aber auch das 2,5-GHz-Band nutzen, das früher für Bildungssendungen reserviert war.

Die 2.Das 5-GHz-Band befindet sich am unteren Ende des Mittelbandspektrums, was bedeutet, dass es eine breitere Abdeckung (und langsamere Geschwindigkeiten) aufweist als die Mittelbänder, die wir bereits für 4G verwenden. Das hört sich nicht intuitiv an, aber die Industrie möchte, dass das 2,5-GHz-Band dafür sorgt, dass abgelegene Gebiete die Aufrüstung auf 5G bemerken und dass extrem stark frequentierte Gebiete nicht auf extrem langsamen Niedrigbandspektren landen.

Low-Band: Langsameres Spektrum für entfernte Gebiete

Seit der Einführung von 2G im Jahr 1991 verwenden wir das Low-Band-Spektrum für die Datenübertragung. Hierbei handelt es sich um niederfrequente Funkwellen, die unterhalb der 1-GHz-Schwelle arbeiten (dh 600-, 800- und 900-MHz-Bänder).

Die Hände eines Mannes, die eine Tablette anhalten, die ein "Laden" -Icon auf einem Video anzeigt.

Weil das Low-Band-Spektrum besteht ausNiedrigfrequente Wellen sind praktisch unempfindlich gegen Verzerrungen. Sie haben eine große Reichweite und können sich durch Wände bewegen. Wie bereits erwähnt, führen langsame Frequenzen jedoch zu langsamen Datenübertragungsraten.

Im Idealfall wird Ihr Telefon niemals über eine Low-Band-Verbindung verfügen. Es gibt jedoch einige angeschlossene Geräte, z. B. Smart Bulbs, die dies nicht tun brauchen Daten mit Gigabit-Raten zu übertragen. Wenn ein Hersteller 5G-Glühbirnen herstellt (nützlich, wenn Ihr WLAN ausfällt), besteht eine gute Chance, dass sie im Low-Band-Spektrum arbeiten.

Quellen: FCC, RCR Wireless News, SIGNIANT