La 5G transporte des informations sans fil à travers le spectre électromagnétique, en particulier le spectre radio. Dans le spectre radioélectrique, il existe différents niveaux de bandes de fréquences, dont certaines sont utilisées pour les données 5G.
Avec la 5G encore à ses débuts de mise en œuvre et pas encore disponible dans tous les pays , vous pourriez entendre parler du spectre de bande passante 5G, des enchères de spectre 5G, de mmWave 5G, etc.
Ne vous inquiétez pas si cela prête à confusion. Tout ce que vous devez vraiment savoir sur les bandes de fréquences 5G, c’est que différentes entreprises utilisent différentes parties du spectre pour transmettre des données 5G. L’utilisation d’une partie du spectre sur une autre affecte à la fois la vitesse de la connexion et la distance qu’elle peut parcourir. Beaucoup plus à ce sujet ci-dessous.
Définition du spectre 5G
Les fréquences des ondes radio vont de 3 kilohertz (kHz) à 300 gigahertz (GHz). Chaque partie du spectre a une gamme de fréquences, appelée bande , qui porte un nom spécifique.
Quelques exemples de bandes du spectre radioélectrique comprennent les fréquences extrêmement basses (ELF), ultra basses fréquences (ULF), basses fréquences (LF), moyennes fréquences (MF), ultra hautes fréquences (UHF) et extrêmement hautes fréquences (EHF).
Une partie du spectre radioélectrique a une plage de fréquences élevées comprise entre 30 GHz et 300 GHz (partie de la bande EHF), et est souvent appelée bande millimétrique (car ses longueurs d’onde vont de 1 à 10 mm). Les longueurs d’onde dans et autour de cette bande sont donc appelées ondes millimétriques (mmWaves). mmWaves est un choix populaire pour la 5G, mais a également des applications dans des domaines tels que la radioastronomie, les télécommunications et les pistolets radar.
Une autre partie du spectre radio utilisée pour la 5G est l’UHF, qui est plus bas sur le spectre que l’EHF. La bande UHF a une gamme de fréquences de 300 MHz à 3 GHz et est utilisée pour tout, de la diffusion télévisée et du GPS au Wi-Fi, aux téléphones sans fil et au Bluetooth.
Les fréquences de 1 GHz et plus sont également appelées hyperfréquences, et les fréquences comprises entre 1 et 6 GHz font souvent partie du spectre «inférieur à 6 GHz »
La fréquence détermine la vitesse et la puissance 5G
Toutes les ondes radio voyagent à la vitesse de la lumière, mais toutes les ondes ne réagissent pas avec l’environnement de la même manière ou ne se comportent pas de la même manière que les autres ondes. C’est la longueur d’onde d’une fréquence particulière utilisée par une tour 5G qui a un impact direct sur la vitesse et la distance de ses transmissions.
Fréquence plus élevée
- Des vitesses plus rapides
- Des distances plus courtes
Basse fréquence
- Des vitesses plus lentes
- Des distances plus longues
La longueur d’onde est inversement proportionnelle à la fréquence (c’est-à-dire que les fréquences élevées ont des longueurs d’onde plus courtes). Par exemple, 30 Hz (basse fréquence) a une longueur d’onde de 10 000 km (plus de 6 000 miles) tandis que 300 GHz (haute fréquence) est à seulement 1 mm.
Lorsqu’une longueur d’onde est vraiment courte (comme les fréquences à l’extrémité supérieure du spectre), la forme d’onde est si petite qu’elle peut être facilement déformée. C’est pourquoi les fréquences très élevées ne peuvent pas voyager aussi loin que les basses.
La vitesse est un autre facteur. La bande passante est mesurée par la différence entre la fréquence la plus élevée et la plus basse du signal. Lorsque vous montez sur le spectre radio pour atteindre des bandes plus élevées, la gamme de fréquences est plus élevée et donc le débit augmente (c’est-à-dire que vous obtenez des vitesses de téléchargement plus rapides).
Pourquoi le spectre 5G est important
Étant donné que la fréquence utilisée par une cellule 5G dicte la vitesse et la distance, il est important pour un fournisseur de services (comme Verizon ou AT&T) d’utiliser une partie du spectre qui comprend des fréquences qui profitent au travail à accomplir.
Par exemple, les ondes millimétriques, qui sont dans le spectre de la bande haute, ont l’avantage de pouvoir transporter beaucoup de données. Cependant, les ondes radio dans les bandes plus élevées sont également absorbées plus facilement par les gaz dans l’air, les arbres et les bâtiments voisins. Les mmWaves sont donc utiles dans les réseaux densément peuplés, mais pas si utiles pour transporter des données sur de longues distances (en raison de l’ atténuation ).
Pour ces raisons, il n’y a pas vraiment de «spectre 5G» en noir et blanc – différentes parties du spectre peuvent être utilisées. Un fournisseur 5G souhaite maximiser la distance, minimiser les problèmes et obtenir autant de débit que possible. Une façon de contourner les limites des ondes millimétriques est de diversifier et d’utiliser des bandes inférieures.
Une fréquence de 600 MHz, par exemple, a une bande passante plus faible, mais comme elle n’est pas affectée aussi facilement par des choses comme l’humidité dans l’air, elle ne perd pas de puissance aussi rapidement et est capable d’atteindre les téléphones 5G et autres appareils 5G plus loin, ainsi que mieux pénétrer les murs pour assurer une réception intérieure.
À titre de comparaison, les transmissions basse fréquence (LF) dans la gamme de 30 kHz à 300 kHz sont idéales pour les communications longue distance car elles subissent une faible atténuation et n’ont donc pas besoin d’être amplifiées aussi souvent que des fréquences plus élevées. Ils sont utilisés pour des choses comme la radiodiffusion AM.
Un fournisseur de services peut utiliser des fréquences 5G plus élevées dans les zones qui nécessitent plus de données, comme dans une ville populaire où de nombreux appareils sont utilisés. Cependant, les fréquences à bande basse sont utiles pour fournir un accès 5G à plus d’appareils à partir d’une seule tour et aux zones qui n’ont pas de ligne de vue directe vers une cellule 5G, comme les communautés rurales.
Voici quelques autres gammes de fréquences 5G (appelées spectre multicouche):
- Bande C : 2–6 GHz pour la couverture et la capacité.
- Super Data Layer : plus de 6 GHz (par exemple, 24–29 GHz et 37–43 GHz) pour les zones à large bande passante.
- Zone de couverture : inférieure à 2 GHz (comme 700 MHz) pour les zones de couverture intérieures et plus larges.