Você provavelmente já ouviu falar que o 5G usa o espectro de ondas milimétricas para atingir suas velocidades de 10 Gbps . Mas ele também usa os espectros de banda baixa e média, assim como o 4G. Sem todos 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 são todos essenciais para o sucesso do 5G?
Índice
Como as frequências eletromagnéticas transferem dados?
Antes de nos aprofundarmos nas ondas de banda baixa, banda média e milimétrica, precisamos entender como funciona a transmissão de dados sem fio. Caso contrário, teremos problemas para entender as diferenças entre esses três espectros.
Ondas de rádio e microondas são invisíveis a olho nu, mas parecem e se comportam como ondas em uma piscina de água. Conforme a frequência de uma onda aumenta, a distância entre cada onda (o comprimento de onda) fica mais curta. Seu telefone mede o comprimento de onda para identificar as frequências e “ouvir” os dados que uma frequência está tentando transmitir.
Mas uma frequência estável e imutável não pode “falar” com seu telefone. Ele precisa ser modulado aumentando e diminuindo sutilmente a taxa de frequência. Seu telefone observa essas pequenas modulações medindo as alterações no comprimento de onda e, em seguida, traduz essas medições em dados.
Se ajudar, pense nisso como um código binário e Morse combinados. Se você está tentando transmitir código Morse com uma lanterna, não pode simplesmente deixar a lanterna ligada. Você tem que “modular” de uma forma que possa ser interpretada como linguagem.
5G funciona melhor com todos os três espectros
A transferência de dados sem fio tem uma limitação séria: a frequência está muito ligada à largura de banda.
Ondas que operam em baixa frequência têm comprimentos de onda longos, então as modulações acontecem em ritmo de caracol. Em outras palavras, eles “falam” devagar, o que leva a uma largura de banda baixa (Internet lenta).
Como era de se esperar, as ondas que operam em alta frequência “falam” muito rápido. Mas eles estão sujeitos a distorção. Se algo entrar em seu caminho (paredes, atmosfera, chuva), seu telefone pode perder o controle das mudanças no comprimento de onda, o que é semelhante a perder um pedaço de código Morse ou binário. Por esse motivo, uma conexão não confiável a uma banda de alta frequência às vezes pode ser mais lenta do que uma boa conexão a uma banda de baixa frequência
No passado, as operadoras evitavam o espectro de ondas milimétricas de alta frequência em favor de espectros de banda média, que “falam” em um ritmo médio. Mas precisamos que o 5G seja mais rápido e estável do que o 4G, e é por isso que os dispositivos 5G usam algo chamado comutação de feixe adaptável para saltar entre as bandas de frequência rapidamente.
A comutação de feixe adaptável é o que torna o 5G um substituto confiável para o 4G. Essencialmente, um telefone 5G monitora continuamente a qualidade do 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 salta perfeitamente para uma nova banda de frequência até que uma conexão mais rápida e confiável esteja disponível. Isso evita qualquer soluço ao assistir vídeos, baixar aplicativos ou fazer chamadas de vídeo – e é o que torna o 5G mais confiável do que o 4G, sem sacrificar a velocidade.
Onda milimétrica: rápida, nova e de curto alcance
5G é o primeiro padrão sem fio a aproveitar as vantagens do espectro de ondas milimétricas. O espectro de ondas milimétricas opera acima da banda de 24 GHz e, como você esperaria, é ótimo para transmissão de dados super rápida. Mas, como mencionamos anteriormente, o espectro da onda milimétrica está sujeito à distorção.
Pense no espectro de ondas milimétricas como um feixe de laser: é preciso e denso, mas só é capaz de cobrir uma pequena área. Além disso, ele não suporta muita interferência. Mesmo um obstáculo menor, como o teto do seu carro ou uma nuvem de chuva, pode obstruir as transmissões de ondas milimétricas.
Novamente, é por isso que a troca de feixe adaptativa é tão crucial. Em um mundo perfeito, seu telefone pronto para 5G estará sempre conectado a um espectro de ondas milimétricas. Mas este mundo ideal precisaria de uma tonelada de torres de ondas milimétricas para compensar a cobertura inadequada das ondas milimétricas. As operadoras podem nunca desembolsar dinheiro para instalar torres de ondas milimétricas em cada esquina, então a comutação adaptativa do feixe garante que seu telefone não soluça sempre que passa de uma conexão de onda milimétrica para uma conexão de banda média.
No momento, apenas as bandas de 24 e 28 GHz estão licenciadas para uso 5G. Mas a FCC espera leiloar as bandas de 37, 39 e 47 GHz para uso de 5G até o final de 2019 (essas três bandas são mais altas no espectro, portanto, oferecem conexões mais rápidas). Depois que as ondas milimétricas de alta frequência forem licenciadas para 5G, a tecnologia se tornará muito mais onipresente.
Banda média (Sub-6): Velocidade decente e cobertura
A banda média (também chamada de Sub-6) é o espectro mais prático para transmissão de dados sem fio. Ele opera entre as frequências de 1 e 6 GHz ( 2,5, 3,5 e 3,7-4,2 GHz ). Se o espectro da onda milimétrica é como um laser, o espectro da 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 através da maioria das paredes e obstruções.
A maior parte do espectro de banda média já está licenciado 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 banda de 2,5 GHz está na extremidade inferior do espectro de banda média, o que significa que tem uma cobertura mais ampla (e velocidades mais lentas) do que as bandas de faixa média que já usamos para 4G. Parece contra-intuitivo, mas a indústria quer a banda de 2,5 GHz para garantir que as áreas remotas percebam a atualização para 5G e que as áreas de tráfego extremamente alto não acabem em espectros superlentos de banda baixa.
Banda baixa: espectro mais lento para áreas remotas
Temos usado o espectro de banda baixa para transferir dados desde o lançamento do 2G em 1991. Essas são ondas de rádio de baixa frequência que operam abaixo do limite de 1 GHz (ou seja, as bandas de 600, 800 e 900 MHZ ).
Como o espectro de banda baixa é composto de ondas de baixa frequência, é praticamente impermeável à distorção – tem grande alcance e pode se mover através de paredes. Mas, como mencionamos anteriormente, as frequências lentas levam a taxas de transferência de dados lentas.
Idealmente, seu telefone nunca terminará em uma conexão de banda baixa. Mas existem alguns dispositivos conectados, como lâmpadas inteligentes, que não precisam transferir dados em taxas de gigabit. Se um fabricante decidir fazer lâmpadas inteligentes 5G (úteis se o seu Wi-Fi for interrompido), há uma boa chance de que operem no espectro de banda baixa.
Fontes: FCC , RCR Wireless News , SIGNIANT
