Nem todos os 5G são iguais: ondas milimétricas, banda baixa e banda média explicadas
Você provavelmente já ouviu falar que o 5G usa o espectro de ondas milimétricas para atingir suas velocidades de 10 Gbps. Mas também usa os espectros de banda baixa e média, assim como 4G. Sem os três espectros, o 5G não seria confiável.
Então, qual é a diferença entre esses espectros? Por que eles transferem dados em velocidades diferentes e por que eles são essenciais para o sucesso da 5G?
Como as freqüências eletromagnéticas transferem dados?
Antes de nos aprofundarmos nas ondas de banda baixa, média e milimétrica, precisamos entender como a transmissão de dados sem fio funciona. Caso contrário, teremos dificuldade para entender as diferenças entre esses três espectros.
As ondas de rádio e as microondas são invisíveis a olho nu, mas são literalmente moldadas como ondas. À medida que a frequência de uma onda aumenta, a distância entre cada onda (o comprimento de onda) diminui. Seu telefone mede o comprimento de onda para identificar frequências e "ouvir" os dados que uma freqüência está tentando transmitir.
Mas uma frequência estável e imutável não pode "falar" com seu telefone. Ele precisa ser modulado aumentando sutilmente e diminuindo a taxa de freqüência. Seu telefone observa essas minúsculas modulações medindo as mudanças no comprimento de onda e depois traduz essas medições em dados.
Se isso ajudar, pense nisso como código binário e código Morse combinados. Se você está tentando transmitir código Morse com uma lanterna, não pode deixar a lanterna acesa. Você tem que “modulá-lo” de uma forma que possa ser interpretada como linguagem.
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5G funciona melhor com todos os três Spectrums
A transferência de dados sem fio tem uma séria limitação: a frequência está muito ligada à largura de banda.
Ondas que operam em baixa frequência têm comprimentos de onda longos, então modulações acontecem no ritmo de um caracol. Em outras palavras, eles "falam" lentamente, o que leva a uma largura de banda baixa (Internet lenta).
Como você esperava, as ondas que operam em alta frequência "falam" muito rápido. Mas eles são propensos a distorções. Se algo entrar em seu caminho (paredes, atmosfera, chuva), seu telefone pode perder o rastro de alterações no comprimento de onda, o que equivale a perder um pedaço de código Morse ou binário. Por esta razão, uma conexão não confiável a uma banda de alta frequência pode às vezes ser mais lenta que uma boa conexão a uma banda de baixa frequência. No passado, as operadoras evitavam o espectro de ondas milimétricas de alta freqüência em favor da banda. espectros mid-band, que "falam" em um ritmo médio. Mas precisamos que o 5G seja mais rápido e mais estável do que o 4G, e é por isso que os dispositivos 5G usam algo chamado comutação de feixe adaptável para pular rapidamente entre as bandas de freqüência.
Comutação de feixe adaptável é o que torna o 5G um substituto confiável para 4G . Essencialmente, um telefone 5G monitora continuamente sua qualidade de sinal quando conectado a uma banda de alta frequência (onda milimétrica), e fica de olho em outros sinais confiáveis. Se o telefone detectar que a qualidade do sinal está prestes a se tornar não confiável, ele pula para uma nova faixa de frequência até que uma conexão mais rápida e confiável esteja disponível. Isso evita soluços enquanto assiste a vídeos, faz download de aplicativos ou realiza videochamadas, e é o que torna o 5G mais confiável que o 4G sem sacrificar a velocidade.
Onda milimétrica: rápida, nova e curta
O 5G é o primeiro padrão sem fio a aproveitar o espectro de ondas milimétricas. O espectro de ondas milimétricas opera acima da banda de 24 GHz e, como você esperava, é ótimo para transmissão de dados super rápida. Mas, como mencionamos anteriormente, o espectro de ondas milimétricas é propenso a distorções.
Pense no espectro de ondas milimétricas como um raio laser: ele é preciso e denso, mas só é capaz de cobrir uma área pequena. Além disso, ele não aguenta muita interferência. Mesmo um pequeno obstáculo, como o teto do seu carro ou uma nuvem de chuva, pode obstruir as transmissões de ondas milimétricas.
Novamente, é por isso que a comutação adaptativa de feixe é tão crucial. Num mundo perfeito, o seu telefone preparado para 5G estará sempre ligado a um espectro de ondas milimétricas. Mas esse mundo ideal precisaria de uma tonelada de torres de ondas milimétricas para compensar a cobertura de má qualidade da onda milimétrica. As operadoras podem nunca desembolsar o dinheiro para instalar torres de ondas milimétricas em todas as esquinas, de modo que a comutação de feixe adaptável garante que o telefone não solte toda vez que ele salta de uma conexão de onda milimétrica para uma conexão de meia faixa.
A partir de agora, somente as bandas de 24 e 28 GHz são licenciadas para uso em 5G. Mas a FCC espera leiloar as bandas de 37, 39 e 47 GHz para uso em 5G até o final de 2019 (essas três bandas são mais altas no espectro, então elas oferecem conexões mais rápidas). Quando as ondas milimétricas de alta frequência são licenciadas para 5G, a tecnologia se tornará muito mais onipresente.
Mid-Band (Sub-6): Velocidade e cobertura decentes
Mid-band (também chamado Sub-6) é o espectro mais prático para a transmissão de dados sem fio. Opera entre as frequências de 1 e 6 GHz (2,5, 3,5 e 3,7-4,2 GHz). Se o espectro de onda milimétrica é como um laser, então o espectro de banda média é como uma lanterna. É capaz de cobrir uma quantidade razoável de espaço com velocidades de Internet razoáveis. Além disso, ele pode se mover pela maioria das paredes e obstruções.
A maior parte do espectro de banda média já está licenciada para transmissão de dados sem fio e, naturalmente, o 5G aproveitará essas bandas. Mas o 5G também usará a banda de 2,5 GHz, que costumava ser reservada para transmissões educacionais.
A faixa de 2,5 GHz está na extremidade inferior do espectro de mid-band, o que significa que tem uma cobertura mais ampla (e velocidades mais lentas) do que as bandas de médio alcance que já estamos usando para 4G. Parece contra-intuitivo, mas a indústria quer que a banda de 2,5 GHz garanta que áreas remotas notem a atualização para 5G e que áreas de tráfego extremamente alto não acabem em espectros de banda baixa super-lentos. h2] Low-Band: Espectro mais lento para áreas remotas
Temos usado o espectro de banda baixa para transferir dados desde o lançamento do 2G em 1991. Estas são ondas de rádio de baixa frequência que operam abaixo de 1 GHz limiar (ou seja, as bandas de 600, 800 e 900 MHz).
Como o espectro de banda baixa é composto por ondas de baixa frequência, é praticamente impermeável à distorção— tem grande alcance e pode mover-se através das paredes. Mas, como mencionamos anteriormente, frequências lentas levam a taxas de transferência de dados mais lentas.
Idealmente, o seu telefone nunca terminará em uma conexão de banda baixa. Mas há alguns dispositivos conectados, como lâmpadas inteligentes, que não precisam transferir dados a taxas de gigabit. Se um fabricante decidir fazer lâmpadas inteligentes 5G (útil se o seu Wi-Fi for desativado), há uma boa chance de que elas operem no espectro de banda baixa.
Fontes: FCC, RCR Wireless News, SIGNIANT
Via: How to Geek
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