Bandes de fréquence 5G: 3 bandes primaires et quand les utiliser
Alors que le monde passe rapidement à une époque dirigée par une communication sans fil avancée, la compréhension des détails de la technologie 5G devient très importante.Au cœur du potentiel révolutionnaire de la 5G se trouvent les bandes de fréquence qu'il utilise, chacune servant des rôles uniques et offrant des avantages spécifiques.Cet article explore les trois principales bandes de fréquences 5G - bande-bande, intermédiaire et bande haute - à leurs fonctionnalités, à leurs utilisations et aux meilleures situations pour leur utilisation.En expliquant ces bandes de fréquences, nous visons à donner un aperçu clair qui améliorera votre compréhension de la façon dont la technologie 5G changera la connectivité dans différents paramètres.
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Figure 1: technologie 5G
Quelle fréquence est la 5G?
La technologie cellulaire 5G fonctionne sur trois bandes de fréquence principales, chacune servant des objectifs différentes et offrant des avantages uniques.La fréquence basse bande (600 MHz à 1 GHz) couvre de grandes zones et peut bien traverser les bâtiments mais a des vitesses de données plus lentes.La fréquence intermédiaire (2,5 GHz à 3,7 GHz) fournit un équilibre entre la couverture et la vitesse, offrant des débits de données plus rapides tout en couvrant toujours de grandes zones et en passant des obstacles raisonnablement bien.La fréquence à haute bande (24 GHz à 40 GHz), connue sous le nom d'onde de millimètres (MMWAVE), fournit les vitesses de données les plus rapides mais a une plage limitée et une mauvaise capacité à passer par les bâtiments, ce qui rend la meilleure pour les zones animées de la ville où la courte portée,Des connexions à grande vitesse sont nécessaires.
En comparaison, la technologie 4G / LTE utilise des bandes de fréquence entre 700 MHz et 2,5 GHz.Cette gamme chevauche les fréquences basse et intermédiaire de la 5G mais n'inclut pas la gamme de bandes haute.En conséquence, la 4G / LTE ne peut pas atteindre les vitesses de données maximales que les fréquences à haute bande de 5G offrent.
Figure 2: Illustration des signaux 5G de bande basse, intermédiaire et haut de bande dans un paysage urbain
Les bandes de fréquence spécifiques utilisées pour la 5G peuvent varier selon la région et sont gérées par des organisations internationales et nationales.L'Union internationale des télécommunications (UIT) se coordonne à l'échelle mondiale et établit des normes internationales.Aux États-Unis, la Federal Communications Commission (FCC) réglemente et attribue des bandes de fréquence pour la 5G.En Europe, l'Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) joue un rôle important dans la définition des bandes de fréquences pour la 5G.
Chacune de ces organisations s'assure que les fréquences attribuées répondent aux besoins de la technologie 5G tout en considérant des facteurs tels que les interférences, la couverture et l'utilisation efficace du spectre radio.
Les bandes de fréquence 5G expliquées
5G Fréquences basse: 600 MHz à 1 GHz
Figure 3: bandes de fréquence pour 5G, 4G et 3G
Les fréquences à faible bande sont très bonnes pour fournir une large couverture sur de grandes surfaces, avec des gammes efficaces atteignant des dizaines de kilomètres.Ils peuvent passer par les murs et les bâtiments, ce qui les rend particulièrement utiles dans les régions rurales ou moins peuplées.Cette capacité à pénétrer garantit que les gens de ces zones reçoivent une couverture de réseau stable et fiable.Les fréquences à faible bande sont particulièrement bonnes pour les applications qui nécessitent une connectivité stable plutôt que des performances à grande vitesse, telles que les appels vocaux et la navigation Internet de base.Ces applications bénéficient du signal constant et fiable fourni par les fréquences de faible bande, ce qui est très important dans les zones où les signaux de fréquence plus élevée ne donnent souvent pas suffisamment de couverture.En offrant une couverture large et fiable, les fréquences à faible bande aident à garantir l'accessibilité de la communication dans les régions où le maintien d'une connexion stable est plus important que le fait d'avoir des taux de transfert de données élevés.
Les fréquences moyennes sont une partie importante des systèmes de communication sans fil d'aujourd'hui, offrant un bon équilibre entre la vitesse et la couverture.Fonctionnant entre 1 GHz et 6 GHz, ces fréquences offrent des vitesses Internet beaucoup plus élevées par rapport aux fréquences basse bande, qui sont inférieures à 1 GHz.Cependant, cet avantage de vitesse est livré avec un compromis en termes de gamme et de capacités de pénétration.
Les fréquences moyennes couvrent généralement les distances jusqu'à quelques centaines de mètres, ce qui est beaucoup plus court que la portée des fréquences basse-bande qui peuvent s'étendre pendant plusieurs kilomètres.De plus, les fréquences de milieu de bandes ne sont pas aussi bonnes pour pénétrer les bâtiments et autres obstacles, ce qui les rend moins efficaces dans les zones avec de nombreuses barrières physiques.
Malgré ces limites, les fréquences moyennes sont largement utilisées dans les zones urbaines et suburbaines où la densité des utilisateurs et des appareils nécessite des débits de données plus élevés.Les vitesses améliorées prennent en charge une variété d'applications, telles que le streaming vidéo haute définition et l'infrastructure de la ville intelligente, y compris les appareils IoT qui nécessitent des connexions solides et rapides.Ces fréquences offrent des vitesses Internet plus rapides que les fréquences à faible bande tout en offrant une meilleure couverture que les fréquences à haute bande, qui, bien que plus rapides, couvrent des distances encore plus courtes et ont une pénétration encore plus faible.
L'utilisation stratégique des fréquences moyennes dans les zones densément peuplées aide à répondre à la demande croissante d'Internet à haut débit, à l'appui des services qui reposent sur une transmission rapide des données et un faible retard.Cet équilibre fait des fréquences interdites un choix flexible pour les besoins de communication sans fil modernes.
5G Fréquences à haute bande: 24 GHz à 40 GHz
Les fréquences à haute bande, souvent appelées ondes millimétriques (MMWAVE), ouvrent la voie dans la technologie 5G, offrant des vitesses de données sans fil incroyablement rapides.Cette gamme de fréquences avancée améliore considérablement les communications sans fil en augmentant la capacité du réseau, en permettant des vitesses de données plus rapides et en prenant en charge les appareils plus connectés en même temps.
Ces fréquences MMWAVE sont particulièrement utiles dans des endroits bondés comme les villes, les stades et les centres commerciaux, où le besoin de connexions à grande vitesse et fiable est la plus élevée.Les taux de transfert de données plus rapides de MMWAVE permettent de streaming lisse, de téléchargements rapides et de manipulation efficace de grandes quantités de données.
Cependant, les fréquences MMWAVE ont leurs propres défis.Leur portée est assez courte, généralement seulement des dizaines de mètres, et ils peuvent être facilement bloqués par des objets physiques comme les bâtiments, les arbres et même les conditions météorologiques.Pour surmonter ces problèmes, de nouvelles technologies telles que la formation de faisceau 5G et les réseaux à petites cellules ont été développées.
La forme de faisceau est une méthode qui envoie des signaux directement à des appareils spécifiques au lieu de les étaler dans toutes les directions.Cette approche ciblée réduit les interférences, renforce le signal et améliore la qualité globale de la connexion.La technologie de petites cellules implique de placer de nombreuses petites stations de base, ou cellules, autour d'une zone pour augmenter la couverture et la capacité.Ces petites cellules travaillent ensemble pour assurer une connectivité régulière et aider aux limites de plage des fréquences MMWAVE.
En utilisant ces technologies avancées, l'utilisation de fréquences de bande haute dans les réseaux 5G devient possible, ouvrant une nouvelle ère de communication sans fil avec une vitesse et une connectivité inégalées.
Le rôle de la technologie 5G
Figure 4: Le rôle de la technologie 5G
La technologie 5G modifie la communication en utilisant différentes bandes de fréquences: faible, milieu et haut, pour répondre à divers besoins et paramètres.Il combine des bandes traditionnelles de radiofréquence (RF) (FR1) avec des bandes de nouveau radio (FR2) pour améliorer les vitesses de données, le retard, la fiabilité du signal et les connexions de l'appareil.
Les bandes à basse fréquence couvrent de grandes zones et pénètrent bien les bâtiments, bien qu'ils aient des vitesses de données plus lentes.Ceux-ci sont bons pour les zones rurales et les connexions répandues.Les bandes à mi-fréquence offrent des vitesses de données plus rapides et une couverture décente, ce qui les rend excellentes pour les villes où un mélange de bons signaux et de vitesse est nécessaire.Des bandes à haute fréquence, ou ondes millimétriques (MMWAVE), offrent des vitesses de données très rapides et un faible délai, mais ont une courte portée et ne passent bien les obstacles.Ceux-ci sont idéaux pour les zones de la ville dense et des utilisations spéciales comme les voitures autonomes, la chirurgie à distance et la fabrication avancée.
L'utilisation de toutes ces bandes ensemble permet à la 5G de prendre en charge de nombreuses utilisations différentes.Le haut débit mobile amélioré (EMBB) utilise les capacités à grande vitesse des bandes moyennes et haute fréquence pour un Internet plus rapide et un meilleur streaming.Les communications à faible latence ultra-fiables (URLLC) bénéficient du faible délai des bandes à haute fréquence, qui sont nécessaires pour des utilisations telles que les voitures autonomes et l'automatisation d'usine.Massive Machine Type Communications (MMTC) utilise la large couverture des bandes à basse fréquence pour prendre en charge l'Internet des objets (IoT), connectant de nombreux appareils à de bonnes performances.
Cette approche permet à la 5G de fournir des connexions en douceur adaptées aux besoins de différents paramètres, à l'amélioration des expériences des utilisateurs et à la prise en charge de nouvelles technologies.Le mélange de bandes FR1 et FR2 garantit que la 5G peut offrir une couverture complète, des vitesses de données élevées et un faible retard, ce qui en fait une technologie flexible et solide pour l'avenir.
Bandes 5G et leurs utilisations
Figure 5: Couverture et débit de 5G, 4G et 3G dans différentes bandes de fréquences
Bande basse
La 5G à faible bande fonctionne dans la gamme 600 à 700 MHz.Cette bande est connue pour sa large couverture, qui peut atteindre efficacement les zones rurales et éloignées.Cependant, il offre des vitesses de données inférieures, en moyenne d'environ 50 Mbps.Cela rend la 5G à faible bande particulièrement utile pour les utilisations qui nécessitent une large couverture plutôt que à grande vitesse, comme les réseaux mobiles à l'échelle nationale et les industries comme l'énergie et l'agriculture.Dans ces domaines, il aide à la communication à longue distance et à la surveillance des sites et capteurs distants, garantissant une connectivité régulière sur de grandes zones.
Groupe de milieu
La 5G de bandes intermédiaire fonctionne entre 1,7 GHz et 2,5 GHz et trouve un terrain d'entente entre la couverture et la vitesse, offrant des débits de données allant de 100 à 900 Mbps.Cette bande est couramment utilisée dans les zones de banlieue et urbaines, où un mélange de couverture décente et de vitesses plus élevées est nécessaire.La 5G de bandes Mid-Band soutient de nombreuses utilisations, notamment les infrastructures de la ville intelligente, qui s'appuie sur des appareils interconnectés pour gérer efficacement les ressources, et les établissements d'enseignement et les parcs commerciaux qui bénéficient d'une meilleure connectivité pour un large éventail d'activités.
Bande haute
La 5G à bande haute, également connue sous le nom d'onde millimétrique (MMWAVE), fonctionne à des fréquences de 24 GHz et plus.Cette bande fournit les vitesses de données les plus élevées, atteignant jusqu'à 10 Gbps, mais sa gamme est limitée à de courtes distances, ce qui le rend le mieux adapté aux zones urbaines densément peuplées.La 5G à haute bande est très utile pour les utilisations exigeantes de retard ultra-bas et les débits de données élevés, tels que la transmission de données IoT en temps réel, la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR) et le streaming en direct.Ces applications bénéficient de la grande capacité et de la vitesse de MMWAVE 5G, qui peuvent gérer rapidement et efficacement de grandes quantités de données.
Accéder aux bandes 5G
L'accès aux bandes 5G est un processus simple pour les utilisateurs finaux, car le réseau gère automatiquement la sélection et la commutation entre les différentes bandes pendant la transmission de données.Ce réglage automatique garantit que les utilisateurs obtiennent les meilleures performances sans avoir à faire quoi que ce soit.
Les périphériques 5G sont généralement conçus avec plusieurs antennes, chacune prenant en charge différentes bandes de fréquences.Ces antennes aident l'appareil à s'adapter à différentes conditions, telles que l'emplacement de l'utilisateur ou les changements dans l'environnement environnant.Par exemple, lorsqu'un utilisateur se déplace d'une zone urbaine avec une couverture à haute fréquence de millimètres (MMWAVE) vers une zone de banlieue ou rurale où les bandes à basse fréquence comme la sous-6 GHz sont plus courantes, l'appareil passe en douceur vers la bonne bande.Cette commutation automatique maximise la vitesse des données, réduit les retards et maintient une connexion stable.
Bandes 5G et applications commerciales
Figure 6: bandes 5G et applications commerciales pour la couverture, la capacité et la latence
Les entreprises peuvent sagement utiliser différentes bandes 5G pour améliorer la qualité et la couverture des services.Le spectre 5G est divisé en trois bandes principales: les basses fréquences basses, moyennes et élevées, chacune servant différentes fins et offrant des avantages uniques.
Les fréquences à faible bande, généralement inférieures à 1 GHz, sont bonnes pour la communication longue distance.Ils ont une large portée et peuvent passer par les bâtiments et les obstacles mieux que les fréquences plus élevées.Cela rend la 5G à faible bande excellente pour les zones rurales ou les lieux avec un terrain difficile, garantissant une couverture et une connectivité plus larges, même dans les régions moins peuplées.
Les fréquences moyennes, allant de 1 GHz à 6 GHz, offrent un équilibre entre la couverture et la vitesse.Ces fréquences fournissent des débits de données plus rapides que les fréquences de faible bande tout en couvrant une distance raisonnable.La 5G du milieu du bande est bonne pour les zones urbaines et suburbaines, offrant une meilleure qualité de service sans avoir besoin d'un réseau de tours dense.
Les fréquences à haute bande, également appelées ondes millimétriques (MMWAVE), fonctionnent au-dessus de 24 GHz et offrent une connectivité à très grande vitesse.Ces fréquences prennent en charge les débits de données les plus élevées et sont nécessaires pour les applications nécessitant beaucoup de bande passante, telles que la réalité augmentée, la réalité virtuelle et le streaming vidéo haute définition.Cependant, les fréquences à haute bande ont une gamme limitée et de mauvaises capacités de pénétration, ce qui les rend les mieux adaptés aux zones ciblées comme les stades, les aéroports et les centres urbains avec de nombreux utilisateurs.
En utilisant un mélange de ces bandes, les entreprises peuvent créer un réseau 5G complet qui maximise à la fois la couverture et les performances.Les fréquences à faible bande garantissent une couverture large et une connectivité fiable, tandis que les fréquences moyennes offrent un bon équilibre entre la vitesse et la portée.Les fréquences élevées, malgré leur portée limitée, fournissent les vitesses ultra-rapides nécessaires à des scénarios spécifiques à haute demande.
Cette utilisation judicieuse des transmissions de bande mixte aide à éliminer les zones mortes et assure un service plus cohérent et fiable dans différents environnements.Par exemple, dans une ville, les entreprises peuvent utiliser la 5G de bande haute dans les zones de centre-ville bondées pour soutenir des applications à grande vitesse, tout en utilisant des fréquences interdites dans les quartiers résidentiels pour fournir un accès Internet solide et rapide.Dans les zones rurales, les fréquences de faible bande peuvent couvrir efficacement de grandes zones, garantissant que même les emplacements éloignés restent connectés.
Conclusion
La technologie 5G fonctionne dans trois bandes de fréquence principales - bande-bande, intermédiaire et bande haute - chacune ajoutant quelque chose d'unique à la façon dont le réseau fonctionne et à son utile.Les fréquences à faible bande offrent une large couverture et des connexions stables, en particulier dans les zones rurales et moins peuplées.Les fréquences moyennes équilibrent la vitesse et la couverture, ce qui les rend excellentes pour les villes et les banlieues.Les fréquences élevées, bien que courtes à portée, offrent des vitesses de données très élevées, qui sont très utiles pour les zones urbaines occupées.Il est important de connaître les forces spécifiques et les meilleures utilisations de ces bandes de fréquences pour utiliser bien la technologie 5G.
Questions fréquemment posées [FAQ]
1. Quelles sont les applications de la bande 5G?
Les fréquences à faible bande sont utilisées pour une large couverture dans les zones rurales, parfaites pour les appels vocaux et Internet de base.Les fréquences de milieu de bandes offrent un équilibre de vitesse et de couverture, ce qui les rend bons pour les environnements urbains et suburbains, les utilisations soutenues comme le streaming HD et les systèmes de villes intelligentes.Les fréquences à haute bande offrent des vitesses de données très rapides pour les zones bondées, nécessaires à l'Internet des objets en temps réel (IoT), à la réalité augmentée (AR), à la réalité virtuelle (VR) et à la diffusion en direct.
2. Lorsque la bande 3,5 GHz doit être utilisée, comment est-il normalement appelé?
La bande 3,5 GHz est communément appelée la bande C.
3. Qu'est-ce que le spectre 3 5G?
Le spectre 3 5G fait référence aux trois gammes de fréquences primaires: bande basse (600 MHz à 1 GHz), inter-bandes (2,5 GHz à 3,7 GHz) et bande haute (24 GHz à 40 GHz).
4. Quelles deux bandes 5G peuvent-elles utiliser pour communiquer?
La 5G peut utiliser à la fois des bases de moins de 6 GHz (qui comprend des fréquences faibles et moyennes) et MMWAVE (fréquences élevées) pour communiquer.
5. Quel groupe est le meilleur pour la 5G?
La meilleure fréquence pour la 5G dépend de la façon dont vous souhaitez l'utiliser.Pour une large couverture, la bande basse est la meilleure.Pour un mélange de vitesse et de distance, le milieu de la bande fonctionne bien.Pour les vitesses de données les plus rapides dans les zones bondées, la bande haute est le choix le plus élevé.