5G truyền thông tin không dây thông qua phổ điện từ, cụ thể là phổ vô tuyến. Trong phổ vô tuyến là các mức dải tần khác nhau, một số trong số đó được sử dụng cho công nghệ thế hệ tiếp theo này.
Với 5G vẫn đang trong giai đoạn đầu triển khai và chưa khả dụng ở mọi quốc gia, bạn có thể nghe về phổ băng thông 5G, đấu giá phổ, mmWave 5G, v.v.
Đừng lo lắng nếu điều này gây nhầm lẫn. Tất cả những gì bạn thực sự cần biết về các dải tần số 5G là các công ty khác nhau sử dụng các phần khác nhau của dải tần để truyền dữ liệu. Sử dụng một phần của quang phổ so với phần khác sẽ ảnh hưởng đến cả tốc độ kết nối và khoảng cách mà nó có thể bao phủ. Nhiều thông tin khác về điều này bên dưới.
Xác định phổ 5G
Tần số sóng vô tuyến trải dài từ 3 kilohertz (kHz) đến 300 gigahertz (GHz). Mỗi phần của quang phổ có một dải tần số, được gọi là dải, có tên cụ thể.
Một số ví dụ về các dải phổ vô tuyến bao gồm tần số cực thấp (ELF), tần số cực thấp (ULF), tần số thấp (LF), tần số trung bình (MF), tần số cực cao (UHF) và tần số cực cao (EHF).
Một phần của phổ vô tuyến có dải tần số cao từ 30 GHz đến 300 GHz (một phần của dải EHF), và thường được gọi là dải milimet (vì bước sóng của nó nằm trong khoảng từ 1-10 mm). Do đó, các bước sóng trong và xung quanh dải này được gọi là sóng milimet (mmWaves). mmWaves là một lựa chọn phổ biến cho 5G nhưng cũng được ứng dụng trong các lĩnh vực như thiên văn vô tuyến, viễn thông và súng radar.
Một phần khác của phổ vô tuyến đang được sử dụng cho 5G là UHF, phổ tần này thấp hơn EHF. Băng tần UHF có dải tần từ 300 MHz đến 3 GHz và được sử dụng cho mọi thứ từ phát sóng TV và GPS đến Wi-Fi, điện thoại không dây và Bluetooth.
Tần số từ 1 GHz trở lên còn được gọi là vi sóng và các tần số từ 1–6 GHz thường được cho là một phần của phổ "dưới 6 GHz".
Tần số xác định tốc độ và công suất 5G
Tất cả các sóng vô tuyến truyền đi với tốc độ ánh sáng, nhưng không phải tất cả các sóng đều phản ứng với môi trường theo cùng một cách hoặc hoạt động giống như các sóng khác. Đó là bước sóng của một tần số cụ thể được tháp 5G sử dụng, tác động trực tiếp đến tốc độ và khoảng cách truyền của nó.
- Tốc độ nhanh hơn.
- Khoảng cách ngắn hơn.
- Tốc độ chậm hơn.
- Khoảng cách xa hơn.
Bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số (tức là tần số cao có bước sóng ngắn hơn). Ví dụ: 30 Hz (tần số thấp) có bước sóng 10.000 km (hơn 6.000 dặm) trong khi 300 GHz (tần số cao) chỉ là 1 mm.
Khi một bước sóng thực sự ngắn (chẳng hạn như các tần số ở đầu cao hơn của quang phổ), dạng sóng rất nhỏ nên có thể dễ dàng bị bóp méo. Đây là lý do tại sao tần số thực sự cao không thể truyền đi xa bằng tần số thấp hơn.
Tốc độ là một yếu tố khác. Băng thông được đo bằng sự khác biệt giữa tần số cao nhất và thấp nhất của tín hiệu. Khi bạn di chuyển trên phổ vô tuyến để đạt được các dải tần cao hơn, dải tần số cao hơn và do đó thông lượng tăng lên (tức là bạn sẽ có tốc độ tải xuống nhanh hơn).
Tại sao phổ 5G lại quan trọng
Vì tần số được sử dụng bởi một tế bào 5G quyết định tốc độ và khoảng cách, điều quan trọng là nhà cung cấp dịch vụ (như Verizon hoặc AT&T) phải sử dụng một phần phổ bao gồm các tần số có lợi cho công việc hiện tại.
Ví dụ, sóng milimet, thuộc phổ băng tần cao, có lợi thế là có thể mang nhiều dữ liệu. Tuy nhiên, sóng vô tuyến ở dải tần cao hơn cũng dễ bị hấp thụ bởi các chất khí trong không khí, cây cối và các tòa nhà lân cận.mmWaves do đó rất hữu ích trong các mạng được đóng gói dày đặc, nhưng không quá hữu ích cho việc truyền tải dữ liệu ở khoảng cách xa (do suy hao).
Vì những lý do này, không thực sự có "quang phổ 5G" đen và trắng - các phần khác nhau của quang phổ có thể được sử dụng. Nhà cung cấp 5G muốn tối đa hóa khoảng cách, giảm thiểu sự cố và nhận được nhiều thông lượng nhất có thể. Một cách để khắc phục những hạn chế của sóng milimet là đa dạng hóa và sử dụng các dải tần thấp hơn.
Ví dụ: tần số 600 MHz có băng thông thấp hơn, nhưng vì nó không bị ảnh hưởng dễ dàng bởi những thứ như hơi ẩm trong không khí, nó không bị mất điện nhanh chóng và có thể kết nối với điện thoại 5G và các loại khác Các thiết bị 5G ở xa hơn, cũng như xuyên qua tường tốt hơn để cung cấp khả năng thu sóng trong nhà.
Để so sánh, truyền tần số thấp (LF) trong khoảng từ 30 kHz đến 300 kHz là rất tốt cho truyền thông đường dài vì chúng có độ suy hao thấp và do đó không cần phải được khuếch đại thường xuyên như cao hơn tần số. Chúng được sử dụng cho những thứ như phát sóng radio AM.
Một nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng tần số 5G cao hơn ở những khu vực yêu cầu nhiều dữ liệu hơn, chẳng hạn như ở một thành phố nổi tiếng, nơi có rất nhiều thiết bị được sử dụng. Tuy nhiên, tần số băng tần thấp rất hữu ích để cung cấp khả năng truy cập 5G cho nhiều thiết bị hơn từ một tháp duy nhất và đến các khu vực không có tầm nhìn trực tiếp tới một tế bào 5G, chẳng hạn như các cộng đồng nông thôn.
Đây là một số dải tần 5G khác (được gọi là phổ đa lớp):
- Băng tần C: 2–6 GHz cho vùng phủ sóng và dung lượng.
- Super Data Layer: Trên 6 GHz (ví dụ: 24–29 GHz và 37–43 GHz) cho các khu vực băng thông cao.
- Vùng phủ sóng: Dưới 2 GHz (như 700 MHz) cho các vùng phủ sóng trong nhà và rộng hơn.
Sử dụng phổ 5G của nhà cung cấp dịch vụ
Không phải tất cả các nhà cung cấp dịch vụ đều sử dụng cùng một băng tần cho 5G. Giống như chúng tôi đã đề cập ở trên, có những lợi thế và bất lợi khi sử dụng bất kỳ phần nào của phổ 5G.
- T-Mobile: Công dụng sử dụng phổ băng tần thấp (600 MHz) cũng như phổ tần 2,5 GHz. Sprint đã được hợp nhất với T-Mobile và được tuyên bố là có nhiều phổ tần hơn bất kỳ nhà mạng nào khác ở Hoa Kỳ, với ba dải phổ: 800 MHz, 1,9 GHz và 2,5 GHz.
- Verizon: Mạng 5G Ultra Wideband của họ sử dụng sóng milimet, cụ thể là 28 GHz và 39 GHz.
- AT & T: Sử dụng phổ sóng milimét cho các khu vực dày đặc và phổ trung bình và phổ thấp cho các địa điểm nông thôn và ngoại ô.
Phổ tần 5G phải được bán hoặc cấp phép cho các nhà khai thác, như thông qua đấu giá, để bất kỳ công ty nào cũng có thể sử dụng một băng tần cụ thể. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) quy định việc sử dụng phổ vô tuyến trên toàn thế giới và việc sử dụng trong nước được kiểm soát bởi các cơ quan quản lý khác nhau, chẳng hạn như FCC ở Hoa Kỳ.
