Cos'è MMWAVE? Alto

L'implementazione della tecnologia 5G in tutto il mondo è stato considerevolmente più complesso rispetto agli standard wireless che sono venuti prima. Poiché il 5G richiede livelli di prestazioni senza precedenti, i vettori devono navigare in un difficile mare di frequenze radio per garantire che possano offrire le migliori velocità e copertura possibili.

• Cos'è MMWAVE?
• gamma vs. velocità
• velocità cosmiche fenomenali, range itty bitty
• Il paesaggio mmwave
• Vantaggi di MMWAVE
• Frequenze MMWave chiave
• il futuro è la banda c

Contenuti

• Cos'è MMWAVE?
• Range vs. Speed
• Velocità cosmiche fenomenali, range itty bitty
• Il paesaggio mmwave
• Vantaggi di mmwave
• Frequenze chiave mmwave
• Il futuro è la banda c Mostra altri 2 articoli

Le tecnologie GSM, 3G e 4G/LTE 4G/LTE hanno funzionato all'interno di una banda di frequenze relativamente strette, lasciando i vettori con scelte in qualche modo limitate nell'implementazione delle loro reti. In confronto, il 5G copre l'intero spettro, da 600 MHz a bassa banda a frequenze estremamente elevate a 47 GHz.

Il risultato è che il 5G offre ai vettori una vasta opzione su come lanciare al meglio le loro reti 5G, permettendo loro di provare un equilibrio ideale tra copertura e prestazioni. In circostanze ideali, ciò fornirebbe il miglior 5G per tutti. Tuttavia, nel mondo reale, le cose sono considerevolmente più complicate.

Cos'è MMWAVE?

Nella parte superiore di questa gamma dello spettro 5G è dove vivono le frequenze MMWave, o "millimetro", che vanno da 24 GHz a 47 GHz. Tecnicamente parlando, l'onda millimetrica è definita come la frequenza estremamente alta (EHF) va da 30 GHz a 300 GHz, così nominate perché quelle sono le frequenze in cui le lunghezze d'onda diventano brevi di un millimetro.

Tuttavia, come con lo spettro della banda C, la Federal Communications Commission (FCC) ha ridefinito l'estremità inferiore della gamma MMWAVE negli Stati Uniti per iniziare nella fascia alta della zona di super alta frequenza (SHF), a partire da 24 GHz, attraversando In EHF sulla strada per 47GHz, che è attualmente la parte superiore dello spettro assegnato per il 5G.

La FCC prevede di autorizzare lo spettro MMWave ancora più alto: sta guardando la gamma 57–64 GHz che è attualmente senza licenza e le frequenze di 71 GHz, 81 GHz e 92 GHz. Tuttavia, questo è ancora probabilmente a pochi anni, in particolare perché i vettori devono ancora utilizzare lo spettro MMWAVE che hanno già pienamente.

gamma vs. velocità

Come sa chiunque abbia lavorato con i router Wi-Fi domestici, le frequenze più alte forniscono più larghezza di banda per velocità più elevate, ma questo è a scapito della gamma e della copertura. Il segnale a 2,4 GHz dal tuo router probabilmente coprirà tutta la tua casa ma a velocità relativamente scarse, mentre le frequenze a 5 GHz offrono prestazioni eccellenti per i giochi e lo streaming, ma potrebbero non arrivare nel tuo seminterrato o nella stanza sul retro.

Questo è proprio il modo in cui le leggi della fisica funzionano quando si tratta di onde radio. Le frequenze più elevate sono più veloci ma non possono viaggiare quasi fino alle frequenze più basse e più lente.

I vettori cellulari affrontano le stesse sfide con la fornitura di segnali forti e veloci ai loro clienti poiché troveresti un posto ideale per il tuo router Wi-Fi. È solo che i vettori devono affrontarlo su una scala molto più ampia.

L'uso di frequenze più elevate consente ai vettori di offrire velocità più elevate, ma il compromesso è che devono costruire più torri e posizionarle più vicine per fornire la stessa copertura che farebbe un segnale a frequenza più bassa.

velocità cosmiche fenomenali, range itty bitty

Un tempo, la banda MMWAVE 5G MMWAVE ad alta frequenza era quella che molti credevano sarebbe stato il futuro della tecnologia 5G. Dopotutto, può offrire velocità ridicolmente impressionanti che vanno ben oltre ciò che la maggior parte dei servizi a banda larga cablata sono ancora in grado.

In condizioni ideali, le velocità 5G rispetto alle frequenze MMWave possono raggiungere 4 Gbps, sebbene sia più tipico trovare dispositivi che si librano nella zona da 500 Mbps -1 Gbps. Tuttavia, anche le velocità MMWave più lente sono 3-4 volte più veloci delle prestazioni 5G medi disponibili quando si utilizzano frequenze più basse.

Come alcuni vettori hanno scoperto rapidamente, il problema è che queste frequenze estremamente alte hanno un raggio d'azione deprimente; È probabile che un singolo ricetrasmettitore MMWAVE fornisca una copertura solida per qualcosa di molto più grande di un blocco di città.

Ciò non dovrebbe essere sorprendente se si considera che i segnali MMWave partono da 24 GHz, un ordine di grandezza sopra le frequenze abitualmente utilizzate per Wi-Fi e comunicazioni cellulari.

Tuttavia, ciò li colloca bene dalla gamma di tutto ciò che in genere causerebbe interferenze, in particolare perché tutto su quelle frequenze ha anche una gamma altrettanto breve. Di solito, troverai lo spettro EHF utilizzato da sistemi meteorologici satellitari, radar di armi militari, radar della velocità della polizia e sistemi di screening della sicurezza ai checkpoint dell'aeroporto.

Il paesaggio mmwave

Con tutto ciò in mente, non sorprende che la maggior parte dei vettori non abbia fatto molto con la tecnologia MMWAVE.

Tra i vettori statunitensi, solo Verizon scommette fortemente su MMWAVE nei suoi primi schieramenti del 5G. AT&T si dilettava mentre T-Mobile si allontanava principalmente da quello spettro.

La scommessa di Verizon gli ha permesso di vantarsi all'inizio delle velocità 5G incredibilmente veloci. Un rapporto del 2020 di OpenSignal ha mostrato a Verizon un enorme lead globale, con velocità di download media più del doppio rispetto al suo prossimo rivale, LG U+della Corea del Sud.

Tuttavia, il trucco per queste alte velocità era che Verizon stava usando MMWAVE Spectrum esclusivamente per la sua rete 5G. Il corriere non aveva reti di medio livello più lento o 5G a bassa banda per trascinare i suoi numeri verso il basso. Questa era la rete Ultra Wide -Wide 5G di Verizon, così come esisteva originariamente. Ha funzionato quasi interamente sullo spettro di 28 GHz.

Inoltre, le velocità di 506 Mbps di Verizon dovevano venire con un qualificatore piuttosto grande: non erano disponibili per il 99% dei clienti del vettore. La gamma estremamente breve di MMWAVE significava che Verizon non l'aveva dispiegata oltre alcuni importanti centri urbani e OpenSignal notò che i clienti di Verizon accedevano solo alla sua rete MMWAVE 5G circa lo 0,4% delle volte. Questa cifra è raddoppiata allo 0,8% entro il 2021, ma ciò significava ancora che i clienti di Verizon hanno speso più del 99% del loro tempo su una connessione 4G/LTE.

AT&T ha optato per un uso più strategico di MMWAVE. Aveva concesso in licenza un pezzo di spettro 5G a 24 GHz all'inizio, principalmente implementato per uso aziendale in alcune città. Successivamente, ha lasciato cadere $ 1,2 miliardi per acquisire un grosso pezzo di spettro a 39 GHz, che ha distribuito più attivamente ai suoi clienti. AT&T lo chiama il suo servizio 5G+.

Tecnicamente parlando, T-Mobile ha alcune distribuzioni MMWave in alcune città, ma il corriere non ne parla molto. T-Mobile aveva un bel pezzo di spettro di fascia media veloce con cui giocare molto prima che i suoi rivali potessero mettere le mani sull'ambito spettro della banda C, quindi MMWAVE non è stato così importante per i piani del vettore.

Vantaggi di MMWAVE

Invece di basare l'intera rete 5G su MMWAVE come ha fatto Verizon, AT&T si è concentrato sull'aumento della sua 5G a bassa frequenza con cellule MMWAVE in aree estremamente dense come stadi e aeroporti.

Ciò sfrutta uno dei vantaggi più significativi di MMWAVE. Le frequenze estremamente alte non offrono solo una larghezza di banda maggiore per i singoli utenti; Tutta quella larghezza di banda in più consente anche di gestire la congestione in modo molto più efficace.

Per utilizzare un po 'di matematica semplificata, se un ricetrasmettitore MMWave può offrire fino a 4 Gbps di throughput su un singolo dispositivo, 40 dispositivi possono facilmente ottenere connessioni stabili da 100 Mbps senza rallentarsi a vicenda.

Inoltre, la gamma più breve di MMWAVE significa che i vettori devono distribuire molti più ricetrasmettitori. Quando AT&T ha messo su abbastanza ricetrasmettitori per coprire uno stadio di calcio, può fornire in modo efficiente 5G a migliaia di persone che partecipano a un gioco o un evento.

Allo stesso modo, MMWAVE è l'ideale negli aeroporti, non solo a causa dell'elevato numero di passeggeri che attraversano, ma anche perché quelle frequenze sono così lontane da qualsiasi cosa usata nell'aviazione che non ci sono controversie che li circondano.

T-Mobile ha anche affermato in silenzio che continuerà a costruire MMWave dove ha senso farlo, ma a differenza di AT&T e Verizon, non prevede di differenziare la sua rete MMWAVE. I clienti T-Mobile non vedranno un simbolo "5G+" o "5G UW" sui loro telefoni quando sono collegati a MMWAVE. Invece, la gente di T-Mobile otterrà una solida copertura e prestazioni se sono seduti a casa o frequentano il Super Bowl.

Frequenze MMWave chiave

Alcuni vettori hanno concesso in licenza anche altri pezzi di spettro MMWAVE, anche se la maggior parte probabilmente non sarà disponibile per l'uso presto.

Ad esempio, T-Mobile e Dish detengono licenze che rappresentano il 99% dello spettro a 47 GHz. Non è chiaro ciò che quei vettori hanno intenzione di fare con questo, in particolare perché fornirà una copertura ancora peggiore contro i 28 GHz di Verizon e il 39 GHz di AT&T.

Più significativamente, nessuno smartphone dei consumatori può persino raggiungere le frequenze di 47 GHz in questo momento. La gamma di iPhone 13 di Apple e i modelli Galaxy S22 di Samsung supportano solo una manciata di bande 5G MMWAVE, che sono designate come N257 (28GHz), N258 (26GHz), N260 (39GHz) e N261 (28GHz). Di questi, solo N260 e N261 sono utilizzati dai vettori statunitensi; Gli altri sono per la compatibilità con i servizi MMWAVE 5G a livello globale.

il futuro è la banda c

Emozionante come lo spettro MMWAVE ha suonato nei primi giorni del 5G, i vettori hanno capito che non è dove sta il futuro della tecnologia 5G.

Verizon ha dovuto imparare quella lezione più difficile di tutte, con una rete 5G iniziale che era inesistente al 99% dei suoi clienti. Verizon lo ha seguito con una "rete 5G a livello nazionale" a bassa frequenza che ha condiviso lo spazio con i suoi segnali 4G/LTE. Ciò ha offerto ai clienti l'indicatore "5G" sui loro telefoni, ma generalmente hanno offerto velocità che non erano migliori di 4G.

Non è stato fino a quando Verizon non ha potuto schierare il suo spettro della banda C che le sue fortune 5G hanno davvero iniziato a cambiare. Questa non era di colpa di Verizon; Prima ha dovuto far cadere $ 45 miliardi per concedere in licenza lo spettro della banda C, quindi combattere un'industria aeronautica che temeva che avrebbe causato problemi con gli strumenti di aeromobili.

Tuttavia, quando Verizon ha finalmente girato la chiave sulla sua nuova banda C all'inizio del 2022, molti altri suoi clienti hanno iniziato a vedere vere velocità del 5G. È stato un tale salto nelle prestazioni che Verizon ha reso la nuova rete di banda C parte del suo servizio 5G a banda larga.

Mentre AT&T ha lanciato il suo servizio in banda C più gradualmente, i clienti nelle poche città in cui è disponibile hanno anche scoperto un imponente spinta nelle loro velocità di 5G.

Anche T-Mobile, che ha già la sua forte rete 5G a 2,5 GHz Ultra Ability, prevede di utilizzare lo spettro della banda C più alta per dare ai suoi clienti una spinta necessaria in quelle aree in cui è necessaria una maggiore capacità.

Alla fine, il ruolo di MMWAVE nella tecnologia pubblica 5G è quello di aumentare le reti esistenti, non di sostituirle. L'enorme capacità dello spettro MMWAVE lo rende ideale per fornire 5G affidabili in centri di popolazione estremamente densi. Tuttavia, il corto raggio significa che non sarà mai in grado di stare da solo. MMWAVE sarà sempre più adatto se usato come "accensione" per sostenere il 5G in alcune aree.