5G trasporta le informazioni in modalità wireless attraverso lo spettro elettromagnetico, in particolare lo spettro radio. All'interno dello spettro radio ci sono vari livelli di bande di frequenza, alcune delle quali sono utilizzate per questa tecnologia di nuova generazione.
Con il 5G ancora nelle sue prime fasi di implementazione e non ancora disponibile in tutti i paesi, potresti sentire parlare dello spettro della larghezza di banda 5G, delle aste dello spettro, mmWave 5G, ecc.
Non preoccuparti se questo è fonte di confusione. Tutto ciò che devi sapere sulle bande di frequenza 5G è che diverse aziende utilizzano parti diverse dello spettro per trasmettere i dati. L'utilizzo di una parte dello spettro rispetto a un' altra influisce sia sulla velocità della connessione che sulla distanza che può coprire. Molto di più su questo sotto.
Definizione dello spettro 5G
Le frequenze delle onde radio vanno da 3 kilohertz (kHz) fino a 300 gigahertz (GHz). Ogni porzione dello spettro ha una gamma di frequenze, chiamata banda, che ha un nome specifico.
Alcuni esempi di bande dello spettro radio includono frequenza estremamente bassa (ELF), frequenza ultra bassa (ULF), bassa frequenza (LF), frequenza media (MF), frequenza ultra alta (UHF) e frequenza estremamente alta (EHF).
Una parte dello spettro radio ha una gamma ad alta frequenza compresa tra 30 GHz e 300 GHz (parte della banda EHF) ed è spesso chiamata banda millimetrica (perché le sue lunghezze d'onda vanno da 1-10 mm). Le lunghezze d'onda all'interno e intorno a questa banda sono quindi chiamate onde millimetriche (mmWaves). Le mmWaves sono una scelta popolare per il 5G, ma trovano applicazione anche in aree come la radioastronomia, le telecomunicazioni e le pistole radar.
Un' altra parte dello spettro radio utilizzato per il 5G è UHF, che è più basso nello spettro rispetto a EHF. La banda UHF ha una gamma di frequenza da 300 MHz a 3 GHz e viene utilizzata per qualsiasi cosa, dalle trasmissioni TV e GPS a Wi-Fi, telefoni cordless e Bluetooth.
Le frequenze di 1 GHz e superiori sono anche chiamate microonde e spesso si dice che le frequenze comprese tra 1 e 6 GHz facciano parte dello spettro "sotto i 6 GHz".
La frequenza determina la velocità e la potenza del 5G
Tutte le onde radio viaggiano alla velocità della luce, ma non tutte le onde reagiscono con l'ambiente allo stesso modo o si comportano allo stesso modo delle altre onde. È la lunghezza d'onda di una particolare frequenza utilizzata da una torre 5G che influisce direttamente sulla velocità e sulla distanza delle sue trasmissioni.
- Velocità più elevate.
- Distanze più brevi.
- Velocità inferiori.
- Distanze più lunghe.
La lunghezza d'onda è inversamente proporzionale alla frequenza (cioè, le alte frequenze hanno lunghezze d'onda più corte). Ad esempio, 30 Hz (bassa frequenza) ha una lunghezza d'onda di 10.000 km (oltre 6.000 miglia) mentre 300 GHz (alta frequenza) è solo 1 mm.
Quando una lunghezza d'onda è molto corta (come le frequenze all'estremità superiore dello spettro), la forma d'onda è così piccola che può essere facilmente distorta. Questo è il motivo per cui le frequenze veramente alte non possono viaggiare fino a quelle più basse.
La velocità è un altro fattore. La larghezza di banda è misurata dalla differenza tra la frequenza più alta e quella più bassa del segnale. Quando sali nello spettro radio per raggiungere bande più alte, la gamma di frequenze è più alta e quindi il throughput aumenta (cioè, ottieni velocità di download più elevate).
Perché lo spettro 5G è importante
Poiché la frequenza utilizzata da una cella 5G determina la velocità e la distanza, è importante che un fornitore di servizi (come Verizon o AT&T) utilizzi una parte dello spettro che includa frequenze che avvantaggiano il lavoro a portata di mano.
Ad esempio, le onde millimetriche, che si trovano nello spettro della banda alta, hanno il vantaggio di poter trasportare molti dati. Tuttavia, anche le onde radio nelle bande più alte vengono assorbite più facilmente dai gas presenti nell'aria, dagli alberi e dagli edifici vicini. Le mmWaves sono quindi utili in reti ad alta densità, ma non così utili per il trasporto di dati su lunghe distanze (a causa dell'attenuazione).
Per questi motivi, non esiste davvero uno "spettro 5G" in bianco e nero: è possibile utilizzare diverse parti dello spettro. Un provider 5G vuole massimizzare la distanza, ridurre al minimo i problemi e ottenere il maggior throughput possibile. Un modo per aggirare i limiti delle onde millimetriche è diversificare e utilizzare le bande più basse.
Una frequenza di 600 MHz, ad esempio, ha una larghezza di banda inferiore, ma poiché non è facilmente influenzata da cose come l'umidità nell'aria, non perde potenza così rapidamente ed è in grado di raggiungere telefoni 5G e altro Dispositivi 5G più lontani, oltre a penetrare meglio nelle pareti per fornire una ricezione interna.
Per confronto, le trasmissioni a bassa frequenza (LF) nell'intervallo da 30 kHz a 300 kHz sono ottime per le comunicazioni a lunga distanza perché presentano una bassa attenuazione e quindi non hanno bisogno di essere amplificate tanto spesso frequenze. Sono usati per cose come le trasmissioni radio AM.
Un fornitore di servizi potrebbe utilizzare frequenze 5G più elevate in aree che richiedono più dati, come in una città popolare dove ci sono molti dispositivi in uso. Tuttavia, le frequenze in banda bassa sono utili per fornire l'accesso 5G a più dispositivi da una singola torre e ad aree che non hanno una linea visiva diretta verso una cella 5G, come le comunità rurali.
Ecco alcune altre gamme di frequenza 5G (chiamate spettro multistrato):
- C-band: 2–6 GHz per copertura e capacità.
- Super Data Layer: oltre 6 GHz (ad es. 24–29 GHz e 37–43 GHz) per aree con larghezza di banda elevata.
- Area di copertura: inferiore a 2 GHz (come 700 MHz) per aree di copertura interne e più ampie.
Utilizzo dello spettro 5G da parte del vettore
Non tutti i fornitori di servizi utilizzano la stessa banda di frequenza per il 5G. Come accennato in precedenza, ci sono vantaggi e svantaggi nell'utilizzo di qualsiasi parte dello spettro 5G.
- T-Mobile: utilizza lo spettro a banda bassa (600 MHz) e lo spettro a 2,5 GHz. Sprint è stato fuso con T-Mobile e ha affermato di avere più spettro di qualsiasi altro vettore negli Stati Uniti, con tre bande di spettro: 800 MHz, 1,9 GHz e 2,5 GHz.
- Verizon: La loro rete 5G a banda ultra larga utilizza onde millimetriche, in particolare 28 GHz e 39 GHz.
- AT&T: utilizza lo spettro delle onde millimetriche per le aree dense e lo spettro medio e basso per le località rurali e suburbane.
Lo spettro 5G deve essere venduto o concesso in licenza agli operatori, ad esempio tramite aste, affinché qualsiasi azienda possa utilizzare una banda specifica. L'Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) regola l'uso dello spettro radio in tutto il mondo e l'uso domestico è controllato da diversi organismi di regolamentazione, come la FCC negli Stati Uniti.
