Cosa sono le bande di frequenza 5G?

Rete cellulare 5G è un'integrazione di più tecnologie innovative come l'Internet delle cose (IoT), l'ingresso multiplo e l'uscita multipla (MIMO), le onde millimetriche (mmWave), le funzioni virtuali di rete (NFV), le reti definite in modo più soft (SDN) e molte altre ancora. Il 5G fornirà a queste tecnologie una velocità di trasmissione dati superveloce, una capacità superiore e una banda di frequenza più ampia, in modo che possano esprimere il loro massimo potenziale e rispondere alle richieste degli utenti in pochissimo tempo. I servizi 5G saranno inizialmente distribuiti sull'attuale 4G LTE (Long Term Evolution), denominata Non-Standalone (NSA) 5G. Condividerà lo spazio di traffico con il 4G LTE utilizzando le frequenze sub-6 GHz che anche il 4G LTE utilizza per fornire servizi agli utenti.

Tuttavia, una volta che la sua architettura di base sarà completamente implementata, il 5G utilizzerà la sua rete per tutte le operazioni e i servizi, diventando così Standalone (SA) 5G. In questo articolo presentiamo una panoramica dettagliata delle bande di frequenza del 5G e delle tecnologie che vi opereranno. Quindi, iniziamo:

Cosa sono le bande di frequenza 5G?

Le frequenze 5G fanno parte della banda dello spettro radio che trasporta i dati dell'utente dalla sorgente alla destinazione. In altre parole, le frequenze radio 5G forniscono il mezzo per far viaggiare i dati dell'utente dall'apparecchiatura utente (UE) al NodeB evoluto (eNB) o alla stazione base (BS) fino all'utente finale.

Nel 5G, le bande di frequenza più alte saranno utilizzate principalmente in aree densamente popolate o in applicazioni interne per servizi di communicazione a corto raggio. Mentre le bande di frequenza più basse saranno utilizzate in applicazioni esterne che coprono aree meno densamente popolate per servizi di communicazione a lungo raggio. Alle frequenze più basse, i dati viaggiano a una velocità inferiore rispetto alle frequenze più alte, ma raggiungono distanze maggiori. Tuttavia, con le velocità di trasmissione dati del 5G, gli utenti non avvertiranno alcun ritardo nella communicazione a breve e lungo raggio.

Spettro 4G LTE vs 5G

Secondo 3GPPLo spettro di frequenza in cui operano le reti 4G LTE va da 700 MHz a 2,7 GHz. La velocità di trasmissione dati di picco teorica dell'LTE è di 75 Mbps per la trasmissione in uplink e di 300 Mbps per la trasmissione in downlink con multiplazione spaziale. Antenna MIMO sistema.

La banda dello spettro 5G è suddivisa in due intervalli: La prima gamma di frequenze va da 450 MHz a 6 GHz, in cui è inclusa anche la banda di frequenza LTE. Questa gamma è denominata Sub-6 GHz. La seconda gamma, denominata spettro mmWave, copre da 24,25 GHz a 52,6 GHz. La velocità teorica di picco dei dati del 5G è di 20 Gbps per la trasmissione in downlink e di 10 Mbps per la trasmissione in uplink per una rete 5G completamente implementata.

Possibili bande di frequenza per il 5G

5G avrà una gamma estesa di frequenze per fornire una copertura del segnale di alta qualità. Come le reti mobili precedenti, anche il 5G utilizzerà il Frequency Division Duplex (FDD) per le bande di frequenza più basse e il Time Division Duplex per le bande di frequenza più alte, in particolare superiori a 10 GHz. La banda di frequenza più alta completerà le bande di frequenza più basse fornendo una maggiore capacità di sistema e un'ampia larghezza di banda per la gestione di un elevato traffico di dati in aree densamente popolate. Le bande dello spettro 5G sono suddivise nelle tre parti seguenti:

1. Spettro a banda bassa 5G

La banda a bassa frequenza si riferisce alla banda di spettro inferiore a 1GHz. Nelle reti 5G, questa banda di spettro sarà utilizzata principalmente per coprire aree più ampie, ma con una velocità di trasmissione dei dati e una latenza più lente che, tuttavia, saranno migliori rispetto alle reti 4G LTE. Le prestazioni del 5G nella banda a bassa frequenza dipenderanno dalla vicinanza all'eNB. Inoltre, i segnali a bassa frequenza possono facilmente penetrare nelle pareti degli edifici o nelle finestre, fornendo servizi cellulari 5G.

2. Spettro a banda media 5G

Lo spettro a banda media copre una gamma di frequenze compresa tra 1 GHz e 6 GHz. Questo spettro di frequenze è considerato ideale per i servizi 5G in quanto può percorrere lunghe distanze trasportando una grande quantità di dati. Secondo il GSMALo spettro da 3,3 GHz a 3,8 GHz è molto interessante per il 5G, poiché molti Paesi lo hanno destinato ai servizi 5G.

Tuttavia, alcuni Paesi stanno utilizzando altre bande di frequenza intermedie per il 5G, tra cui la Cina e il Giappone, che stanno considerando la banda di frequenza da 4,5 GHz a 5 GHz per il 5G. Negli Stati Uniti e in Canada, invece, gli operatori stanno già distribuendo servizi 5G sulle bande di frequenza da 2,3 GHz e da 2,5 GHz a 2,6 GHz.

3. Spettro 5G ad alta frequenza superiore a 6 GHz

Il 5G fornirà velocità di trasmissione dati più elevate rispetto alle precedenti generazioni di reti, che si troveranno in bande di frequenza più elevate, ossia superiori a 6 GHz. In queste bande più alte, la tecnologia mmWave opererà in celle di piccole dimensioni utilizzando antenne direzionali che ridurranno la latenza e le interferenze a un livello molto basso.

Secondo la raccomandazione del GSMA, i fornitori di servizi dovrebbero utilizzare la tecnologia mmWave nelle bande 26 GHz, 40 GHz, 50 GHz e 66 GHz per fornire servizi mobili. Tuttavia, alcune aziende considerano anche l'utilizzo delle bande 26 GHz e 28 GHz, poiché sono già molto adatte agli operatori e, trattandosi di bande adiacenti, sarà più facile per i dispositivi mobili supportarle.

La tecnologia mmWave offre una velocità di trasmissione dati molto elevata, da 1 Gbps a 3 Gbps o superiore. Tuttavia, copre distanze molto ridotte, come meno di un miglio, ed è soggetta alle interferenze di alberi ed edifici. Per questo motivo la tecnologia mmWave è adatta per i servizi a corto raggio in ambienti interni.

Perché lo spettro è necessario?

Lo spettro è l'elemento più significativo di qualsiasi rete di communicazione, in quanto consente agli operatori di fornire ai propri clienti servizi di rete su bande di spettro definite. Nel 5G, la banda ad alto spettro offrirà una velocità superveloce che nessuno ha mai sperimentato prima. Tuttavia, la banda a basso spettro 5G coprirà aree più ampie e consentirà la communicazione a lunga distanza.

Gli operatori sono in rigorosa competizione per fornire servizi 5G di alta qualità ai clienti, aumentando la copertura esistente, beneficiando di nuove tecnologie e acquistando spettro aggiuntivo per accommodare il massimo.

Conclusione

In questo articolo abbiamo appreso cosa sono le bande di frequenza 5G e la differenza tra lo spettro di frequenze operative 4G LTE e 5G. Inoltre, presenta anche una panoramica dettagliata delle possibili bande di frequenza 5G, classificate in tre parti: spettro a banda bassa, spettro a banda media e spettro a banda alta. La rete 5G è un'integrazione di più tecnologie in cui saranno presenti rete cellulare, Wi-Fi, IoT e machine-to-machine (M2M) al servizio della popolazione con le sue caratteristiche innovative. Anche se inizialmente utilizzerà l'architettura di rete 4G, una volta che sarà completamente implementata rivoluzionerà ogni aspetto della vita umana.