Việc triển khai công nghệ 5G trên toàn thế giới phức tạp hơn nhiều so với các tiêu chuẩn không dây trước đây. Vì 5G yêu cầu mức hiệu suất chưa từng có, các nhà khai thác mạng phải điều hướng một biển phổ vô tuyến phức tạp để đảm bảo họ có thể cung cấp tốc độ và vùng phủ sóng tốt nhất có thể. Show Các công nghệ GSM, 3G và 4G / LTE cũ hơn hoạt động ở dải tần tương đối hẹp, khiến các nhà khai thác mạng có một chút lựa chọn hạn chế trong việc triển khai mạng của họ. Trong khi đó, 5G bao phủ toàn bộ dải tần, từ dải tần thấp 600 MHz đến tần số cực cao 47 GHz.  Kết quả là 5G cung cấp cho các nhà khai thác vô số lựa chọn về cách tốt nhất để triển khai mạng 5G của họ, cho phép họ cố gắng tìm ra sự cân bằng lý tưởng giữa vùng phủ sóng và hiệu suất. Lý tưởng nhất, điều này sẽ cung cấp 5G tốt nhất cho mọi người. Tuy nhiên, trong thế giới thực, mọi thứ phức tạp hơn nhiều. MmWave là gì?Ở phần cuối cao của phần này của phổ 5G sống ở tần số mmWave hoặc “sóng milimet”, nằm trong khoảng từ 24 GHz đến 47 GHz. Về mặt kỹ thuật, sóng milimet được định nghĩa là dải tần số cực cao (EHF) từ 30 GHz đến 300 GHz, được đặt tên như vậy vì đây là những tần số mà bước sóng trở nên ngắn như một milimet. Tuy nhiên, cũng như với phổ băng tần C, Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) đã xác định lại điểm cuối thấp của dải mmWave ở Hoa Kỳ để bắt đầu ở đầu của vùng Tần số siêu cao (SHF), bắt đầu ở 24 GHz, đi ngang trong EHF trên đường tới 47 GHz, hiện là mức cao nhất của phổ tần được phân bổ cho 5G. FCC có kế hoạch cuối cùng sẽ cấp phép cho phổ mmWave thậm chí còn cao hơn – nó đang xem xét dải tần 57-64 GHz hiện chưa được cấp phép và các tần số 71 GHz, 81 GHz và 92 GHz chưa được sử dụng. Tuy nhiên, có lẽ sẽ mất một vài năm nữa cho đến lúc đó, đặc biệt là khi các nhà mạng vẫn chưa phải khai thác hết phổ mmWave đã có sẵn. Phạm vi so với tốc độNhư bất kỳ ai đã làm việc với bộ định tuyến WiFi tại nhà đều biết, tần số cao hơn cung cấp nhiều băng thông hơn để có tốc độ nhanh hơn, nhưng điều này phải trả giá bằng phạm vi và vùng phủ sóng. Tín hiệu 2,4GHz của bộ định tuyến có thể sẽ bao phủ toàn bộ ngôi nhà của bạn, nhưng ở tốc độ tương đối chậm, trong khi tần số 5GHz mang lại hiệu suất tuyệt vời cho chơi game và phát trực tuyến, nhưng nó có thể không đến được tầng hầm hoặc phòng sau của bạn. Đây là cách thức hoạt động của các định luật vật lý khi nói đến sóng vô tuyến. Tần số cao hơn nhanh hơn, nhưng không thể lan truyền gần bằng tần số thấp hơn và chậm hơn. Các nhà cung cấp dịch vụ di động phải đối mặt với những thách thức tương tự trong việc cung cấp tín hiệu mạnh và nhanh cho khách hàng của họ giống như khi họ tìm vị trí lý tưởng cho bộ định tuyến Wi-Fi của bạn. Chỉ có các nhà giao nhận vận tải mới phải đối phó với quy mô lớn hơn nhiều. Sử dụng tần số cao hơn cho phép các nhà khai thác mạng cung cấp tốc độ nhanh hơn, nhưng sự cân bằng là họ phải xây dựng nhiều tháp hơn và đặt chúng gần nhau hơn để cung cấp cùng một vùng phủ sóng như tín hiệu tần số thấp hơn. Tốc độ vũ trụ hiện tượng, phạm vi cực nhỏTrước đây, băng tần mmWave 5G tần số cao là thứ mà nhiều người cho là tương lai của công nghệ 5G. Rốt cuộc, nó có thể cung cấp tốc độ ấn tượng đến mức khó tin, vượt xa khả năng của hầu hết các dịch vụ băng thông rộng có dây. Trong điều kiện lý tưởng, tốc độ 5G có thể đạt tới 4Gbps trên tần số mmWave, mặc dù việc tìm kiếm các thiết bị ở dải 500Mbps đến 1Gbps phổ biến hơn. Tuy nhiên, ngay cả tốc độ mmWave chậm nhất cũng nhanh hơn từ 3 đến 4 lần so với hiệu suất 5G trung bình hiện có bằng cách sử dụng tần số thấp hơn. Vấn đề, như một số người đeo nhanh chóng phát hiện ra, là những tần số cực cao này có một dải tần cực ngắn; Một bộ thu phát sóng mmWave đơn lẻ không có khả năng cung cấp phạm vi phủ sóng vững chắc cho những thứ lớn hơn nhiều so với một khu phố. Điều đó không có gì đáng ngạc nhiên, vì tín hiệu mmWave bắt đầu ở 24 GHz – một mức độ lớn hơn tần số thường được sử dụng cho Wi-Fi và mạng di động. Tuy nhiên, điều đó khiến chúng nằm ngoài phạm vi của bất kỳ thứ gì thường gây ra nhiễu, đặc biệt là vì mọi thứ trên các tần số đó cũng có một phạm vi ngắn tương tự. Thông thường, bạn sẽ tìm thấy phổ EHF được sử dụng bởi các hệ thống thời tiết vệ tinh, radar vũ khí quân sự, radar tốc độ của cảnh sát và hệ thống kiểm soát an ninh tại các trạm kiểm soát của sân bay. Phong cảnh mmWaveVới suy nghĩ đó, không có gì ngạc nhiên khi hầu hết các nhà mạng không làm được gì nhiều với công nghệ mmWave. Trong số các nhà mạng của Mỹ, chỉ có Verizon phụ thuộc nhiều vào mmWave để triển khai 5G sớm. AT&T đã tham gia vào nó, trong khi T-Mobile chủ yếu tránh xa quang phổ đó. Canh bạc của Verizon đã cho phép nó đạt được tốc độ 5G nhanh đáng kinh ngạc ngay từ đầu. Một báo cáo năm 2020 của OpenSignal cho thấy Verizon đang dẫn đầu toàn cầu, với tốc độ tải xuống trung bình cao hơn gấp đôi so với đối thủ gần nhất là LG U + của Hàn Quốc. Tuy nhiên, mẹo để đạt được tốc độ cao này là Verizon đã sử dụng phổ mmWave dành riêng cho mạng 5G của mình. Nhà mạng không có bất kỳ mạng 5G băng tần trung hoặc băng tần thấp nào chậm hơn để kéo số lượng của họ xuống. Đây là Mạng băng thông siêu rộng 5G của Verizon như ban đầu nó tồn tại. Nó hầu như chỉ chạy trong phổ tần 28 GHz. Ngoài ra, tốc độ 506 Mbps của Verizon phải được đưa ra một tiêu chuẩn khá lớn – chúng không có sẵn cho 99% khách hàng của nhà mạng. Phạm vi cực kỳ ngắn của mmWave có nghĩa là Verizon đã không triển khai nó ra ngoài một vài trung tâm đô thị lớn và OpenSignal nhận thấy rằng khách hàng của Verizon chỉ truy cập mạng mmWave 5G của họ khoảng 0,4% thời gian. Con số đó tăng gấp đôi lên 0,8% vào năm 2021, nhưng điều đó vẫn có nghĩa là khách hàng của Verizon đang dành hơn 99% thời gian của họ cho kết nối 4G / LTE. AT&T quyết định sử dụng mmWave một cách chiến lược hơn. Nó đã sớm được cấp phép một phần của phổ tần 24GHz 5G, chủ yếu được sử dụng cho mục đích kinh doanh ở một số thành phố. Sau đó, nó đã giảm 1,2 tỷ đô la để có được một phần lớn phổ tần 39GHz, mà nó tích cực cung cấp cho khách hàng của mình hơn. AT&T gọi đây là dịch vụ 5G + của mình. Về mặt kỹ thuật, T-Mobile có một số triển khai mmWave ở một số thành phố, nhưng nhà mạng không nói nhiều về nó. T-Mobile đã có một lượng lớn phổ tần dải trung nhanh để chơi với thời gian dài trước khi các đối thủ của nó có thể chạm tay vào phổ dải C đáng thèm muốn, vì vậy mmWave gần như không quan trọng đối với kế hoạch của nhà mạng. Ưu điểm của mmWaveThay vì đặt toàn bộ mạng 5G của mình trên mmWave như Verizon đã làm, AT&T đã tập trung vào việc mở rộng 5G tần số thấp với các tế bào mmWave ở những khu vực cực kỳ dày đặc như sân vận động và sân bay. Điều này tận dụng một trong những lợi ích chính của mmWave. Các tần số cực cao không chỉ cung cấp băng thông tăng cho người dùng cá nhân; Tất cả băng thông tăng thêm đó cũng cho phép xử lý tắc nghẽn hiệu quả hơn nhiều. Nếu bộ thu phát mmWave có thể cung cấp thông lượng lên đến 4Gbps cho một thiết bị, thì 40 thiết bị có thể dễ dàng thiết lập liên kết 100Mbps ổn định mà không làm chậm lẫn nhau. Ngoài ra, phạm vi ngắn hơn của mmWave có nghĩa là các nhà khai thác mạng phải triển khai nhiều bộ thu phát hơn. Vào thời điểm AT&T đã triển khai đủ bộ thu phát để phủ sóng một sân vận động bóng đá, nó có thể cung cấp hiệu quả 5G mạnh mẽ cho hàng nghìn người đang tham dự một trò chơi hoặc sự kiện. Tương tự như vậy, mmWave rất lý tưởng tại các sân bay, không chỉ vì số lượng hành khách cao, mà còn vì các tần số này rất xa so với bất kỳ thứ gì được sử dụng trong hàng không nên không có tranh cãi xung quanh chúng. T-Mobile cũng đã âm thầm cho biết họ sẽ tiếp tục mở rộng mmWave ở những nơi có ý nghĩa, nhưng không giống như AT&T và Verizon, họ không có kế hoạch phân biệt mạng mmWave của mình. Khách hàng của T-Mobile sẽ không thấy biểu tượng “5G +” hoặc “5G UW” trên điện thoại của họ khi kết nối với mmWave. Thay vào đó, mọi người tại T-Mobile có được vùng phủ sóng và hiệu suất ổn định cho dù họ đang ngồi ở nhà hay tham dự Super Bowl. Tần số sóng mm quan trọngMột số nhà cung cấp dịch vụ cũng đã cấp phép cho các phần khác của phổ mmWave, mặc dù hầu hết các phần này khó có thể sớm khả dụng. Ví dụ: giấy phép của T-Mobile và Dish bao phủ 99% phổ tần 47 GHz. Không rõ các nhà mạng đó định làm gì với nó, đặc biệt là vì nó sẽ cung cấp vùng phủ sóng thậm chí còn tồi tệ hơn đối với 28GHz của Verizon và 39GHz của AT&T. Quan trọng hơn, không có điện thoại thông minh tiêu dùng nào hiện nay có thể đạt đến tần số 47 GHz. Dòng sản phẩm iPhone 13 của Apple và các mẫu Galaxy S22 của Samsung chỉ hỗ trợ một số băng tần mmWave 5G, được gọi là n257 (28GHz), n258 (26GHz), n260 (39GHz) và n261 (28GHz). Trong số này, chỉ có n260 và n261 được các nhà mạng Hoa Kỳ sử dụng; những cái khác là để tương thích với các dịch vụ mmWave 5G trên toàn thế giới. Tương lai là C-BandCũng thú vị như phổ mmWave xuất hiện trong những ngày đầu của 5G, các nhà mạng đã nhận ra rằng đây không phải là nơi đặt tương lai của công nghệ 5G. Verizon đã học được bài học khó nhất đó, với mạng 5G ban đầu chưa tồn tại cho 99% khách hàng của mình. Verizon theo sau đó với “Mạng 5G toàn quốc” tần số thấp hơn chia sẻ không gian với các tín hiệu 4G / LTE. Điều này đã mang lại cho khách hàng màn hình “5G” trên điện thoại của họ, nhưng nhìn chung tốc độ không tốt hơn 4G. Phải đến khi Verizon có thể triển khai phổ băng tần C của mình, vận mệnh 5G của họ mới thực sự thay đổi. Đó hoàn toàn không phải lỗi của Verizon; Đầu tiên nó phải chi 45 tỷ đô la để cấp phép phổ tần băng tần C, sau đó chiến đấu với một ngành hàng không lo ngại rằng nó sẽ gây ra các vấn đề với các thiết bị máy bay. Tuy nhiên, khi Verizon cuối cùng đã quan tâm đến băng tần C mới của mình vào đầu năm 2022, nhiều khách hàng của họ đã bắt đầu thấy tốc độ 5G thực sự. Đó là một bước nhảy vọt về hiệu suất mà Verizon đã biến mạng băng tần C mới trở thành một phần của dịch vụ 5G băng thông siêu rộng của mình. Trong khi AT&T đã dần dần triển khai dịch vụ băng tần C của mình, khách hàng ở một vài thành phố có dịch vụ này cũng đã thấy tốc độ 5G của họ tăng lên một cách ấn tượng. Ngay cả T-Mobile, vốn đã có mạng 5G siêu dung lượng 2,5GHz mạnh mẽ, cũng có kế hoạch sử dụng phổ tần băng tần C cao hơn để phục vụ khách hàng của mình ở những khu vực cần nhiều dung lượng hơn, nhằm tăng cường sức mạnh cần thiết. Cuối cùng, vai trò của mmWave trong công nghệ 5G công cộng là tăng cường các mạng hiện có chứ không phải thay thế chúng. Công suất lớn của phổ mmWave khiến nó trở nên lý tưởng để cung cấp 5G đáng tin cậy ở các khu vực đô thị cực kỳ đông dân cư. Tuy nhiên, phạm vi ngắn có nghĩa là nó sẽ không bao giờ có thể đứng một mình. mmWave sẽ luôn tốt nhất khi được sử dụng như một “sức mạnh” để thúc đẩy 5G ở các khu vực cụ thể. Đề xuất của biên tập viên |
