Peta generacija celične tehnologije, 5G, je naslednji velik preskok hitrosti za brezžične naprave. Ta hitrost vključuje tako hitrost mobilnih uporabnikov, da lahko prenašajo podatke v svoje naprave, kot tudi zakasnitev ali zaostanek med pošiljanjem in prejemanjem informacij.
Cilj 5G je zagotoviti hitrost prenosa podatkov, ki je 10 do 100-krat hitrejša od trenutnih omrežij 4G. Uporabniki bi morali pričakovati, da bodo hitrosti prenosa videli pri vrstnem redu gigabitov na sekundo (Gb / s), veliko večjih od hitrosti 4G megabitov na sekundo (Mb / s).
"To je pomembno, ker bo omogočilo nove aplikacije, ki danes preprosto niso možne," je dejal Harish Krishnaswamy, izredni profesor za elektrotehniko na univerzi Columbia v New Yorku. "Samo na primer, pri gigabitnih hitrostih podatkov lahko v nekaj sekundah potencialno prenesete film v telefon ali tablični računalnik. Takšna hitrost prenosa podatkov lahko omogoči programe navidezne resničnosti ali avtonomne vožnje avtomobilov."
Razen zahteve po visoki hitrosti prenosa podatkov bodo tudi nove tehnologije, ki vplivajo na uporabnikovo okolje, kot so razširjena resničnost ali avtomobili s samovožjo vožnjo, zahtevale tudi izjemno nizke zamude. Zaradi tega je cilj 5G doseči zamude pod 1 milisekundno znamko. Mobilne naprave bodo lahko pošiljale in prejemale informacije v manj kot eni tisočinki sekunde, kar se uporabniku takoj zdi. Za dosego teh hitrosti je za uvajanje 5G potrebna nova tehnologija in infrastruktura.
Novo omrežje
Od prve generacije mobilnih telefonov brezžična omrežja delujejo v istih radiofrekvenčnih pasovih elektromagnetnega spektra. Ker pa vse več uporabnikov gneča omrežje in zahteva več podatkov kot kdaj koli prej, te radijske valovne ceste postajajo vse bolj zastopane s celičnim prometom. Da bi nadomestili, se mobilni ponudniki želijo razširiti v višje frekvence milimetrskih valov.
Milimetrski valovi uporabljajo frekvence od 30 do 300 gigahercev, kar je 10 do 100-krat večja od radijskih valov, ki se danes uporabljajo za omrežja 4G in WiFi. Imenujejo jih milimetri, ker se njihove valovne dolžine razlikujejo med 1 in 10 milimetri, kjer so radijski valovi v vrstnem redu centimetrov.
Višja frekvenca milimetrskih valov lahko na komunikacijski avtocesti ustvari nove vozne pasove, vendar obstaja ena težava: milimetrske valove zlahka absorbirajo listje in zgradbe, zato bodo potrebne številne tesno oddaljene bazne postaje, imenovane majhne celice. Na srečo so te postaje veliko manjše in zahtevajo manj energije kot tradicionalni celični stolpi in jih je mogoče postaviti na zgradbe in svetlobne drogove.
Miniaturizacija baznih postaj omogoča tudi nov tehnološki preboj za 5G: Massive MIMO. MIMO pomeni več vhod z več izhodi in se nanaša na konfiguracijo, ki izkoristi manjše antene, potrebne za milimetrske valove, z dramatičnim povečanjem števila antenskih vrat v vsaki bazni postaji.
"Z ogromno količino anten - od deset do sto antene na vsaki bazni postaji - lahko hkrati strežete več različnim uporabnikom, s čimer povečate hitrost prenosa podatkov," je dejal Krishnaswamy. V laboratoriju za visoke hitrosti in milimeterski IC (COSMIC) Columbia so Krishnaswamy in njegova ekipa zasnovali čipe, ki omogočajo tako milimetrsko valovanje kot tudi MIMO tehnologije. "Milimeterski in masivni MIMO sta dve največji tehnologiji, ki jih bo 5G uporabil za zagotavljanje višjih hitrosti prenosa podatkov in nižjih zamud, ki jih pričakujemo."
Ali je 5G nevaren?
Čeprav nam 5G lahko izboljša vsakodnevno življenje, so nekateri potrošniki izrazili zaskrbljenost zaradi možnih nevarnosti za zdravje. Veliko teh pomislekov je več kot 5G uporabe višjega energijskega milimetrskega sevanja.
"Med ionizirajočim in neionizirajočim sevanjem se pogosto pojavljajo zmede, ker se za oba uporablja izraz sevanje," je dejal Kenneth Foster, profesor bioinženiringa na Pennsylvania State University. "Vsa svetloba je sevanje, ker se preprosto giblje skozi vesolje. Je ionizirajoče sevanje, ki je nevarno, ker lahko pretrga kemične vezi."
Ionizirajoče sevanje je razlog, da zunaj nosimo zaščito pred soncem, ker ima kratka valovna ultravijolična svetloba z neba dovolj energije, da iz njih izloči elektrone, ki poškodujejo kožne celice in DNK. Milimetrski valovi na drugi strani niso ionizirajoči, ker imajo daljše valovne dolžine in premalo energije, da bi lahko celice neposredno poškodovali.
"Edina ugotovljena nevarnost neionizirajočega sevanja je preveč segrevanja," je dejal Foster, ki je zdravstvene učinke radijskih valov proučeval skoraj 50 let. "Pri visoki stopnji izpostavljenosti je lahko radiofrekvenčna (RF) energija res nevarna, kar povzroči opekline ali druge toplotne poškodbe, vendar se te izpostavljenosti ponavadi pojavljajo le v delovnih okoliščinah v bližini močnih radiofrekvenčnih oddajnikov ali včasih v medicinskih postopkih. "
Številni odzivi javnosti zaradi sprejetja 5G odmeva skrbijo za prejšnje generacije celične tehnologije. Skeptiki verjamejo, da je izpostavljenost neionizirajočemu sevanju še vedno odgovorna za vrsto bolezni, od možganskih tumorjev do kroničnih glavobolov. V teh letih je bilo na tisoče raziskav, ki preučujejo te skrbi.
Nacionalni program za toksikologijo je leta 2018 objavil desetletje trajajočo študijo, v kateri so našli nekaj dokazov o povečanju tumorjev možganov in nadledvične žleze pri samcih podgan, ki so bili izpostavljeni radiofrekvenčnemu sevanju, ki ga oddajajo 2G in 3G mobilni telefoni, ne pa pri miših ali samicah podgan. Živali so bile izpostavljene ravni sevanja štirikrat višje od najvišje dovoljene ravni izpostavljenosti ljudi.
Številni nasprotniki uporabe radiofrekvenčnih raziskav, ki podpirajo njihovo trditev, pogosto ignorirajo kakovost eksperimentalnih metod ali neskladnost rezultatov, je dejal Foster. Čeprav se ne strinja s številnimi ugotovitvami skeptikov o prejšnjih generacijah celičnih omrežij, se Foster strinja, da potrebujemo več študij o možnih učinkih 5G omrežij na zdravje.
"Vsi, ki jih poznam, vključno z mano, priporočajo več raziskav na 5G, ker s to tehnologijo ni veliko študij toksikologije," je dejal Foster.
Za zagovornike 5G mnogi verjamejo, da koristi, ki jih 5G lahko prinese družbi, močno presegajo neznanke.
"Mislim, da bo 5G transformacijsko vplival na naše življenje in omogočil bistveno nove stvari," je dejal Krishnaswamy. "Kakšne bodo te vrste aplikacij in kakšen bo to vpliv, za zdaj ne moremo zagotovo reči. To bi nas lahko presenetilo in resnično nekaj spremenilo za družbo. Če nas je zgodovina česar koli naučila, potem 5G bodimo še en primer, kaj lahko brezžična storitev stori za nas. "
