Det er velkjent at 5G-teknologien benytter millimeterbølger for å oppnå imponerende hastigheter på opptil 10 Gbps. Likevel, i likhet med 4G, er 5G også avhengig av lav- og mellomfrekvensbåndene. Et pålitelig 5G-nettverk krever altså en kombinasjon av disse tre frekvensområdene.
Men hva skiller egentlig disse frekvensbåndene? Hvorfor leverer de ulik dataoverføringshastighet, og hvorfor er de alle sentrale for 5Gs suksess?
Overføring av data med elektromagnetiske frekvenser
Før vi dykker dypere ned i lav-, mellom- og millimeterbølger, er det viktig å forstå hvordan trådløs dataoverføring fungerer. Uten denne innsikten kan det være vanskelig å skille mellom de tre frekvensområdene.
Radiobølger og mikrobølger er usynlige, men de oppfører seg som bølger i vann. Når frekvensen øker, blir avstanden mellom bølgene (bølgelengden) kortere. Mobiltelefonen din måler denne bølgelengden for å identifisere frekvenser og «tolke» dataene frekvensen overfører.
En stabil frekvens kan ikke kommunisere med telefonen din alene. Den må moduleres gjennom små endringer i frekvens. Telefonen din oppfatter disse modulasjonene ved å måle endringer i bølgelengden, og tolker deretter målingene til data.
Tenk på det som en kombinasjon av binærkode og morse. For å overføre morse med en lommelykt, kan du ikke bare slå den på. Lyset må «moduleres» på en måte som kan forstås som språk.
Alle tre frekvensområder er nødvendige for optimal 5G-ytelse
Trådløs dataoverføring er begrenset av at frekvens og båndbredde henger sammen.
Bølger med lav frekvens har lange bølgelengder, og modulasjonene skjer sakte. Dette resulterer i lav båndbredde og tregere internett.
Høyfrekvente bølger overfører data raskere, men de er mer utsatt for forstyrrelser. Vegger, atmosfære og regn kan forstyrre signalet. Telefonen kan miste oversikten over endringer i bølgelengden, og en ustabil høyfrekvenstilkobling kan være tregere enn en stabil lavfrekvenstilkobling.
Tidligere unngikk operatørene høyfrekvente millimeterbølger og foretrakk mellomfrekvensbåndene. For at 5G skal være raskere og mer stabilt enn 4G, bruker 5G-enheter adaptiv stråleforming for å raskt bytte mellom frekvensbånd.
Adaptiv stråleforming er nøkkelen til at 5G kan erstatte 4G. En 5G-telefon overvåker kontinuerlig signalkvaliteten når den er tilkoblet et høyfrekvensbånd (millimeterbølge), og søker etter andre pålitelige signaler. Hvis kvaliteten blir dårlig, bytter telefonen sømløst til et annet frekvensbånd. Dette sikrer en stabil tilkobling når du ser videoer eller foretar videosamtaler, og gjør 5G mer pålitelig enn 4G uten å gå på bekostning av hastigheten.
Millimeterbølger: Raskt, nytt og kort rekkevidde
5G er den første trådløse standarden som utnytter millimeterbølgespekteret. Millimeterbølger opererer over 24 GHz, og er ideelt for rask dataoverføring. Imidlertid er de svært utsatt for forstyrrelser.
Tenk på millimeterbølgespekteret som en laserstråle: presis og tett, men dekker et lite område. Selv mindre hindringer som biltak eller regn kan forstyrre overføringen.
Dette er grunnen til at adaptiv stråleforming er så viktig. I en perfekt verden ville telefonen alltid være koblet til et millimeterbølgespektrum. Men dette krever mange millimeterbølgetårn. Siden operatørene sannsynligvis ikke vil installere tårn på hvert gatehjørne, sikrer adaptiv stråleforming at telefonen din får en stabil tilkobling selv om den bytter mellom millimeterbølger og mellomfrekvensbånd.
Per nå er kun 24- og 28 GHz-båndene lisensiert for 5G. FCC forventer å auksjonere bort 37, 39 og 47 GHz-båndene for 5G innen slutten av 2019. Disse båndene tilbyr enda raskere tilkoblinger. Når høyfrekvente millimeterbølger blir mer tilgjengelige, vil 5G-teknologien bli mer utbredt.
Mellombånd (Sub-6): God hastighet og dekning
Mellombåndet (også kalt Sub-6) er det mest praktiske spekteret for trådløs dataoverføring. Det opererer mellom 1 og 6 GHz-frekvensene (2,5, 3,5 og 3,7–4,2 GHz). Mellombåndet dekker et godt område med rimelige internetthastigheter, og kan passere gjennom de fleste vegger.
Mesteparten av mellombåndsspekteret er allerede lisensiert for trådløs dataoverføring, og 5G vil naturligvis benytte disse båndene. I tillegg vil 5G også bruke 2,5 GHz-båndet, som tidligere var reservert for undervisningsformål.
2,5 GHz-båndet har bedre dekning (men lavere hastigheter) enn de mellomfrekvensbåndene som allerede brukes til 4G. Dette er for å sikre at 5G når ut til avsidesliggende områder, og at områder med høy trafikk ikke havner på langsomme lavfrekvensbånd.
Lavbånd: Saktere hastighet for avsidesliggende områder
Vi har brukt lavbåndsspekteret siden 2G ble lansert i 1991. Lavbånd består av lavfrekvente radiobølger som opererer under 1 GHz (som 600, 800 og 900 MHz).
Lavbåndet er svært lite utsatt for forstyrrelser og har lang rekkevidde. Men de lave frekvensene gir også lav dataoverføringshastighet.
Ideelt sett vil telefonen din ikke benytte en lavbåndstilkobling. Men enheter som smartpærer trenger ikke å overføre data i gigabithastigheter. Hvis en produsent lager 5G-smartpærer, er det sannsynlig at de vil bruke lavbåndet.
Kilder: FCC, RCR trådløse nyheter, SIGNANT