domenica, Ottobre 2, 2022
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Cos’è il 5G a banda bassa e che significa Sub-6

Sebbene gli operatori wireless si siano sforzati di utilizzare le frequenze medie e onde millimetriche ( mmWave ) più elevate per i vantaggi che offrono, è stato nella parte più bassa della zona inferiore a 6 GHz che è iniziata la maggior parte delle implementazioni del 5G.

Il motivo era piuttosto semplice. Queste frequenze a banda bassa sono il luogo in cui le vecchie tecnologie GSM , 3G e 4G/LTE hanno vissuto negli ultimi due decenni. Ciò significa che i vettori avevano già le licenze necessarie per questo spettro. Avevano anche installato migliaia di torri cellulari che potevano essere riconfigurate per fornire 5G senza la necessità di apparecchiature completamente nuove.

Cos’è il 5G a banda bassa?

Le frequenze in banda bassa sono tecnicamente definite come quelle inferiori a 1GHz. Tuttavia, nel contesto degli operatori wireless, ciò copre tutto ciò che è inferiore a 2,3 GHz, le frequenze in cui hanno storicamente vissuto GSM, 3G e LTE.

In Nord America, i servizi GSM originali utilizzavano quasi esclusivamente le frequenze 850 MHz e 1,9 GHz (1900 MHz). Successivamente, con 3G e LTE, tutti i vettori statunitensi si sono espansi sulle frequenze 700 MHz e 1,7 GHz, mentre AT&T è salito anche nella gamma 2,3 GHz, T-Mobile ha aggiunto 600 MHz nell’estremità inferiore, Sprint ha anche impostato la banda 2,5 GHz . Alcuni vettori in Canada e Messico hanno anche implementato servizi LTE a 2,6 GHz, ma a quei tempi questa frequenza più elevata non era autorizzata per l’uso cellulare negli Stati Uniti.

Tuttavia, a parte Sprint, tutti i principali vettori statunitensi generalmente si attengono alle quattro frequenze principali: 700 MHz, 800 MHz, 1,7 GHz e 1,9 GHz. Quando T-Mobile si è fusa con Sprint all’inizio del 2020, la sua rete 4G/LTE a 2,5 GHz è stata chiusa in modo che queste frequenze potessero essere riproposte per il servizio 5G a banda media Ultra Capacity di T-Mobile .

Quando AT&T e T-Mobile hanno iniziato a implementare le loro reti 5G, si sono attente alle frequenze che già utilizzavano e per le quali avevano le licenze. AT&T ha implementato il suo 5G a 850 MHz e T-Mobile ha implementato la sua rete nazionale utilizzando il suo spettro a 600 MHz. Verizon è andato dall’altra parte e all’inizio ha evitato completamente le frequenze più basse. Invece, ha scelto lo spettro mmWave a frequenza molto più alta , dandogli un notevole vantaggio in termini di velocità a scapito di una copertura abissale .

Cosa significa Sub-6?

Il termine sub-6 è diventato alquanto confuso, poiché inizialmente era usato per indicare tutte le frequenze inferiori a 6GHz, in contrasto con mmWave , che inizia a 24GHz.

Sebbene la differenza tra frequenze inferiori a 6GHz e mmWave sia piuttosto sbalorditiva, quando l’industria ha iniziato a utilizzare il termine sub-6, la Federal Communications Commission (FCC) non aveva ancora reso disponibili le frequenze della banda C di fascia media per l’uso 5G. Una volta che i vettori hanno iniziato a implementare il 5G nella gamma 2,5–4 GHz, è diventato chiaro che non tutte le frequenze inferiori a 6 GHz meritano di essere raggruppate insieme e alcune persone ora usano sub-6 per fare riferimento solo al 5G in banda bassa.

Questo non è universalmente vero, però. Molti sottolineeranno correttamente che poiché Sub-6 significa ancora Sub-6GHz, dovrebbe applicarsi a tutte le frequenze inferiori a 6GHz, comprese le frequenze più veloci come la banda C o anche lo spettro 4-5GHz più alto che un giorno potrebbe essere liberato, insieme a 600MHz più lenti banda bassa. Quindi, sub-6 è diventato un termine impreciso ed è meglio fare riferimento allo spettro 5G come banda bassa e banda media, poiché ci sono alcune differenze significative tra le due gamme di frequenza.

Il compromesso in banda bassa

Le frequenze in banda bassa sono state un frutto a basso impatto per la maggior parte dei vettori per iniziare le loro implementazioni 5G. Avevano già le necessarie licenze di spettro dalla FCC e almeno alcune apparecchiature radio e torri compatibili.

Più significativamente, tuttavia, lo spettro a banda bassa ha consentito ai vettori di implementare il 5G su una gamma molto più ampia. Le frequenze più basse viaggiano più lontano e non sono così soggette a interferenze da cose come edifici e alberi.

Sfortunatamente, il compromesso era che queste frequenze non offrivano un vantaggio di velocità significativo rispetto alle reti 4G/LTE già esistenti.

Allo stesso modo in cui un router Wi-Fi multibanda offre una gamma estesa con velocità inferiori sulla banda 2,4 GHz rispetto alla banda 5 GHz, i segnali cellulari nella gamma 600 MHz e 850 MHz possono percorrere grandi distanze, ma non sono molto veloce.

Questa strategia ha consentito a T-Mobile di essere il primo operatore telefonico a rendere operativa una rete 5G a livello nazionale in tutti i 50 stati. Questi segnali a 600 MHz potrebbero viaggiare a lunga distanza, consentendo a T-Mobile di coprire sostanzialmente più territorio con meno torri. Tuttavia, come ha mostrato un rapporto di OpenSignal dell’inizio del 2020, le velocità non erano notevolmente migliori della rete 4G/LTE di T-Mobile.

Grafico delle velocità medie di download del 5G per i primi dieci vettori globali nel primo trimestre del 2020.

Nel frattempo, i vettori di altri paesi come la Corea del Sud avevano scelto di utilizzare lo spettro della banda media per le loro implementazioni 5G, vantando numeri più impressionanti, mentre Verizon era in cima alle classifiche grazie al suo utilizzo di mmWave . Tuttavia, è anche importante notare che le velocità di 500 Mbps di Verizon erano disponibili solo per lo 0,4% dei suoi clienti. Sprint ha anche mostrato numeri migliori grazie al suo spettro a 2,5 GHz nella banda media.

Verizon è arrivata in ritardo alla festa, ma alla fine del 2020 ha anche implementato una rete 5G a banda bassa a livello nazionale per portare il 5G all’altro 99% dei suoi clienti. Per il suo 5G a banda bassa, Verizon ha scelto le bande 850 MHz, 1,9 GHz e 1,7-2,1 GHz.

Condivisione delle onde radio

Il problema non erano solo le frequenze più basse utilizzate da AT&T e T-Mobile. Poiché la tecnologia 5G è più avanzata di 4G/LTE, dovrebbe funzionare più velocemente anche a 600 MHz e 850 MHz.

Tuttavia, quando AT&T e T-Mobile hanno implementato il 5G su queste frequenze, non potevano semplicemente disattivare i servizi 4G/LTE che erano già in esecuzione lì. Dovevano trovare un modo per far coesistere pacificamente il 5G con queste vecchie tecnologie wireless.

Quindi, si sono rivolti a una tecnologia nota come Dynamic Spectrum Sharing (DSS), una funzionalità del 5G esplicitamente progettata per consentirne il funzionamento insieme al 4G/LTE sulle stesse frequenze. In parole povere, DSS consente di inserire i dati 5G in eventuali lacune inutilizzate nelle trasmissioni 4G/LTE.

L’utilizzo di DSS ha consentito alle implementazioni 5G di implementarsi molto più rapidamente sfruttando la capacità 4G/LTE inutilizzata, ma ha anche avuto un enorme svantaggio. Il DSS è una funzionalità 5G, quindi i segnali 5G sapevano come condividere le onde radio con i segnali 4G/LTE, ma a LTE non era mai stato insegnato come condividere.

Quindi, DSS 5G è costretto a cedere il passo ai segnali 4G/LTE, che hanno sempre la priorità. Su una rete 4G/LTE occupata o congestionata, le prestazioni del 5G ne risentono.

Su Verizon, i risultati di DSS sono stati così negativi che Sascha Segan di PCMag ha detto agli utenti di Verizon iPhone di disattivare il 5G , soprannominando DSS un “sistema disperatamente lento” dopo che i test hanno rivelato che il DSS 5G del vettore non era quasi mai più veloce del 4G, ed era in realtà più lento nelle principali città come New York e Chicago.

Lo spettro di ripiego

Purtroppo, il problema è che i vettori vogliono spingere la percezione di offrire il 5G. Vogliono che la gente veda l’icona “5G” illuminata sui propri smartphone, anche se non fornisce prestazioni migliori della rete 4G/LTE. Considera l’acrobazia che AT&T ha fatto alcuni anni fa con la sua rete “5G Evolution” , offrendo ai suoi clienti un’icona “5G E” per la sua rete 4G/LTE leggermente migliorata.

Lasciando da parte la stupidità di AT&T, vedere un “5G” sul tuo telefono di solito significa che sei connesso a una rete 5G reale. Tuttavia, ciò non significa che vedrai velocità 5G impressionanti. Se stai utilizzando frequenze 5G in banda bassa, otterrai velocità 5G in banda bassa che di solito non saranno molto migliori rispetto all’utilizzo di 4G/LTE.

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Tuttavia, anche se i vettori implementano reti più veloci utilizzando lo spettro della banda media e della banda C , ci sarà sempre posto per il 5G a banda bassa. Con l’ampia gamma offerta dallo spettro 600MHz-850MHz, sono queste frequenze su cui i vettori continueranno a fare affidamento per coprire le aree meno popolate. Semplicemente non vale la pena costruire dozzine di nuove torri per coprire un numero relativamente piccolo di clienti.

I vettori usavano una strategia simile anche ai tempi del GSM. In Canada, 1,9 GHz è stato utilizzato esclusivamente nei principali centri urbani, mentre 850 MHz è stato utilizzato per la copertura rurale. Problemi di licenza di frequenza hanno impedito a questo approccio di essere utilizzato in modo così estensivo negli Stati Uniti. Tuttavia, i vettori tendevano ancora a utilizzare frequenze più alte nelle città e frequenze più basse nelle campagne, ove possibile.

Ora che i vettori hanno fasce ragionevolmente ampie dello spettro della banda media con cui giocare, le implementazioni 5G stanno cadendo lungo linee ancora più drammatiche. La maggior parte dei clienti 5G sarà coperta dallo spettro della banda media, con mmWave più veloce e di maggiore capacità distribuito in aree dense dove la congestione della rete è un problema, come stadi e aeroporti. Il 5G a banda bassa diventerà effettivamente lo spettro di riserva per assicurarti di ottenere ancora il 5G quando non c’è niente di meglio disponibile.

La buona notizia è che le velocità del 5G in banda bassa dovrebbero migliorare man mano che sempre più persone passano agli smartphone 5G e si lasciano alle spalle la tecnologia 4G/LTE, evitando problemi di congestione poiché il 5G DSS non deve più cedere tanto spazio alle vecchie tecnologie cellulari. Alla fine, il 4G/LTE verrà completamente disattivato, anche se probabilmente saremo passati al 6G per allora.

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