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5G transporta informações sem fio por meio do espectro eletromagnético, especificamente o espectro de rádio. Dentro do espectro de rádio, existem vários níveis de bandas de frequência, algumas das quais são usadas para esta tecnologia de última geração. Com o 5G ainda em seus estágios iniciais de implementação e ainda não disponível em todos os países, você deve estar ouvindo sobre o espectro de largura de banda 5G, leilões de espectro, mmWave 5G, etc. Não se preocupe se isso for confuso. Tudo o que você realmente precisa saber sobre as bandas de frequência 5G é que diferentes empresas usam diferentes partes do espectro para transmitir dados. Usar uma parte do espectro sobre a outra afeta a velocidade da conexão e a distância que ela pode cobrir. Muito mais sobre isso abaixo.
Definindo o Espectro 5G
As frequências de ondas de rádio variam de 3 kilohertz (kHz) a 300 gigahertz (GHz). Cada porção do espectro tem uma gama de frequências, chamada de banda, que têm um nome específico. Alguns exemplos de bandas de espectro de rádio incluem frequência extremamente baixa (DUENDE), ultra baixa frequência (ULF), baixa frequência (LF), frequência média (MF), ultra alta frequência (UHF), e frequência extremamente alta (EHF). Uma parte do espectro de rádio tem uma faixa de alta frequência entre 30 GHz e 300 GHz (parte da banda EHF) e é frequentemente chamada de banda milimetrada (porque seus comprimentos de onda variam de 1-10 mm). Os comprimentos de onda dentro e ao redor dessa banda são, portanto, chamados de ondas milimétricas (ondas mm). O mmWaves é uma escolha popular para 5G, mas também tem aplicação em áreas como radioastronomia, telecomunicações e armas de radar. Outra parte do espectro de rádio que está sendo usado para 5G é o UHF, que é menor no espectro do que o EHF. A banda UHF tem uma faixa de frequência de 300 MHz a 3 GHz e é usada para tudo, desde transmissão de TV e GPS a Wi-Fi, telefones sem fio e Bluetooth. Freqüências de 1 GHz e acima também são chamadas de micro-ondas, e freqüências variando de 1 a 6 GHz são freqüentemente consideradas parte do espectro “sub-6 GHz”.
A frequência determina a velocidade e potência de 5G
Todas as ondas de rádio viajam na velocidade da luz, mas nem todas as ondas reagem com o ambiente da mesma maneira ou se comportam da mesma forma que outras ondas. É o comprimento de onda de uma determinada frequência usada por uma torre 5G que impacta diretamente a velocidade e a distância de suas transmissões. Frequência mais alta
- Velocidades mais rápidas.
- Distâncias mais curtas.
Freqüência mais baixa
- Velocidades mais lentas.
- Distâncias maiores.
O comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência (ou seja, as frequências altas têm comprimentos de onda mais curtos). Por exemplo, 30 Hz (baixa frequência) tem um comprimento de onda de 10.000 km (mais de 6.000 milhas), enquanto 300 GHz (alta frequência) tem apenas 1 mm. Quando um comprimento de onda é realmente curto (como as frequências na extremidade superior do espectro), a forma de onda é tão pequena que pode ser facilmente distorcida. É por isso que as frequências realmente altas não podem viajar tão longe quanto as mais baixas. A velocidade é outro fator. A largura de banda é medida pela diferença entre a frequência mais alta e mais baixa do sinal. Quando você sobe no espectro de rádio para alcançar bandas mais altas, a faixa de frequências é mais alta e, portanto, o rendimento aumenta (ou seja, você obtém velocidades de download mais rápidas).
Por que o espectro 5G é importante
Como a frequência usada por uma célula 5G determina a velocidade e a distância, é importante para um provedor de serviços (como Verizon ou AT&T) usar uma parte do espectro que inclui frequências que beneficiam o trabalho em questão. Por exemplo, ondas milimétricas, que estão no espectro de banda alta, têm a vantagem de poder transportar muitos dados. No entanto, as ondas de rádio em bandas mais altas também são absorvidas mais facilmente por gases no ar, nas árvores e em edifícios próximos. Ondas de mm são, portanto, úteis em redes densamente compactadas, mas não tão úteis para transportar dados a longas distâncias (devido à atenuação). Por essas razões, não existe realmente um “espectro 5G” em preto e branco – partes diferentes do espectro podem ser usadas. Um provedor 5G deseja maximizar a distância, minimizar problemas e obter o máximo de rendimento possível. Uma maneira de contornar as limitações das ondas milimétricas é diversificar e usar bandas inferiores. Uma frequência de 600 MHz, por exemplo, tem largura de banda menor, mas como não é afetada tão facilmente por fatores como umidade no ar, não perde energia tão rapidamente e é capaz de alcançar telefones 5G e outros dispositivos 5G mais distantes, bem como penetrar melhor nas paredes para fornecer recepção interna. Para efeito de comparação, as transmissões de baixa frequência (LF) na faixa de 30 kHz a 300 kHz são ótimas para comunicações de longa distância porque experimentam baixa atenuação e, portanto, não precisam ser amplificadas com a mesma frequência que as frequências mais altas. Eles são usados para coisas como transmissão de rádio AM. Um provedor de serviços pode usar frequências 5G mais altas em áreas que exigem mais dados, como em uma cidade popular onde há muitos dispositivos em uso. No entanto, as frequências de banda baixa são úteis para fornecer acesso 5G a mais dispositivos de uma única torre e a áreas que não têm linha de visão direta para uma célula 5G, como comunidades rurais. Aqui estão algumas outras faixas de frequência 5G (chamadas de espectro multicamadas):
- Banda C: 2–6 GHz para cobertura e capacidade.
- Super Camada de Dados: Acima de 6 GHz (por exemplo, 24–29 GHz e 37–43 GHz) para áreas de alta largura de banda.
- Área de cobertura: Abaixo de 2 GHz (como 700 MHz) para áreas internas e de cobertura mais ampla.
Uso do espectro 5G pela operadora
Nem todos os provedores de serviço usam a mesma banda de frequência para 5G. Como mencionamos acima, há vantagens e desvantagens em usar qualquer parte do espectro 5G.
- T móvel: Os usos usam espectro de banda baixa (600 MHz), bem como espectro de 2,5 GHz. A Sprint foi fundida com a T-Mobile e afirma ter mais espectro do que qualquer outra operadora nos EUA, com três bandas de espectro: 800 MHz, 1,9 GHz e 2,5 GHz.
- Verizon: Sua rede 5G Ultra Wideband usa ondas milimétricas, especificamente 28 GHz e 39 GHz.
- AT&T: Usa espectro de ondas milimétricas para áreas densas e espectro médio e baixo para locais rurais e suburbanos.
O espectro 5G deve ser vendido ou licenciado para operadoras, como por meio de leilões, para que qualquer empresa use uma banda específica. A International Telecommunication Union (ITU) regula o uso do espectro de rádio em todo o mundo, e o uso doméstico é controlado por diferentes órgãos reguladores, como a FCC nos Estados Unidos.
