Technologia 5G obsługuje zarówno FDD (Frequency Division Duplex), jak i TDD (Time Division Duplex). W zależności od częstotliwości, rodzaju pasma i potrzeb operatora, wykorzystywane są różne tryby dupleksowe. Zarówno FDD, jak i TDD mają swoje zalety i ograniczenia, a wybór między nimi wpływa na wydajność, pokrycie i architekturę sieci. W praktyce 5G pozwala na dużą elastyczność, dlatego obie technologie są wykorzystywane równolegle w różnych pasmach częstotliwości i scenariuszach wdrożeniowych.
Na czym polega FDD i TDD?
FDD – Frequency Division Duplex
W FDD transmisja uplink (od użytkownika do sieci) i downlink (od sieci do użytkownika) odbywa się na dwóch oddzielnych kanałach częstotliwościowych. Kanały te są rozdzielone określoną „przerwą” zwaną pasmem ochronnym. FDD działa ciągle w obu kierunkach i nie wymaga synchronizacji czasowej.
- Transmisja dwukierunkowa jednoczesna
- Wymaga dwóch oddzielnych zakresów częstotliwości
- Idealne dla pasm niskich i średnich
- Lepsze pokrycie i stabilność połączeń
FDD jest szeroko stosowane w tradycyjnych sieciach LTE i w 5G, zwłaszcza w pasmach sub-1 GHz oraz 1–2,5 GHz, np. n1 (2100 MHz), n3 (1800 MHz), n5 (850 MHz), n28 (700 MHz).
TDD – Time Division Duplex
W TDD ten sam zakres częstotliwości jest używany zarówno dla uplink, jak i downlink, ale w różnych przedziałach czasu. Transmisja odbywa się naprzemiennie, a konfiguracja slotów czasowych może być dynamiczna i dopasowana do aktualnych potrzeb sieci.
- Transmisja naprzemienna w czasie
- Jeden zakres częstotliwości do obu kierunków
- Wymaga precyzyjnej synchronizacji stacji bazowych
- Duża elastyczność konfiguracji
TDD jest szczególnie przydatne w wyższych pasmach 5G, takich jak n78 (3400–3800 MHz) oraz mmWave (n257, n258, n260). Pozwala to optymalnie wykorzystać pasmo i dostosować proporcje uplink/downlink do obciążenia ruchowego.
Porównanie FDD vs TDD w sieci 5G
| Cecha | FDD | TDD |
|---|---|---|
| Rodzaj transmisji | Dwukierunkowa jednoczesna | Naprzemienna w czasie |
| Zapotrzebowanie na pasmo | Dwa oddzielne pasma | Jedno wspólne pasmo |
| Synchronizacja | Nie wymaga | Wymagana precyzyjna synchronizacja |
| Elastyczność konfiguracji | Niska | Wysoka |
| Typowe pasma 5G | n1, n3, n5, n28 | n77, n78, n79, n257 |
| Zastosowania | Duże zasięgi, wieś | Miasta, duży ruch danych |
Kiedy używa się FDD, a kiedy TDD?
W 5G niższe pasma (poniżej 3 GHz) zazwyczaj pracują w trybie FDD. Wynika to z tego, że pasma te są historycznie używane w LTE, mają dobre właściwości propagacyjne i są rozdzielone na uplink i downlink.
Wyższe pasma (powyżej 3 GHz), w tym główne pasmo 5G w Europie – n78 (3,5 GHz), pracują w TDD. To umożliwia bardziej efektywne zarządzanie zasobami radiowymi w środowiskach o wysokim zagęszczeniu użytkowników.
W przypadku pasm mmWave (powyżej 24 GHz) również stosuje się TDD, ponieważ te pasma mają bardzo szeroką przepustowość, ale też bardzo ograniczony zasięg. TDD w tych zakresach umożliwia dynamiczne dostosowanie ruchu uplink/downlink w zależności od aktualnych potrzeb (np. w centrach danych, stadionach, biurowcach).
Warto dodać, że TDD w 5G obsługuje mechanizmy takie jak:
- elastyczne ramki (Flexible Slot Configuration)
- dynamiczna alokacja zasobów (Dynamic TDD)
- współdzielone anteny MIMO w ramach tego samego pasma
Dzięki temu operatorzy mogą szybko reagować na zmieniające się potrzeby użytkowników i optymalizować jakość usług w czasie rzeczywistym.
Podsumowując, 5G wykorzystuje zarówno FDD, jak i TDD – zależnie od pasma, strategii operatora i konkretnego zastosowania. Technologia ta daje dużą elastyczność w projektowaniu sieci i dostosowywaniu jej do warunków geograficznych i urbanistycznych.