Петото поколение клетъчна технология, 5G, е следващият голям скок в скоростта на безжичните устройства. Тази скорост включва както скоростните мобилни потребители, които могат да изтеглят данни на своите устройства, така и закъснението или изоставането, което изпитват между изпращане и получаване на информация.
5G има за цел да осигури скорост на предаване на данни, която е 10 до 100 пъти по-бърза от настоящите 4G мрежи. Потребителите трябва да очакват да видят скоростта на изтегляне от порядъка на гигабитите в секунда (Gb / s), много по-големи от скоростите на десетки мегабита в секунда (Mb / s) от 4G.
„Това е важно, защото ще даде възможност за нови приложения, които днес просто не са възможни“, казва Хариш Кришнасвами, доцент по електротехника в Колумбийския университет в Ню Йорк. "Само за пример, при скорост на гигабит в секунда, бихте могли потенциално да изтеглите филм на телефона или таблета си за броени секунди. Този тип скорости на данни могат да позволят приложения за виртуална реалност или автономни шофиращи автомобили."
Освен изискване на висока скорост на предаване на данни, новите технологии, които взаимодействат с околната среда на потребителя, като разширена реалност или самоуправляващи се автомобили, също ще изискват изключително ниска латентност. По тази причина целта на 5G е да постигне закъснения под 1 милисекунд. Мобилните устройства ще могат да изпращат и получават информация за по-малко от една хилядна част от секундата, изглежда мигновено за потребителя. За да постигне тези скорости, въвеждането на 5G изисква нова технология и инфраструктура.
Новата мрежа
От най-ранното поколение мобилни телефони безжичните мрежи работят в същите радиочестотни ленти на електромагнитния спектър. Но тъй като все повече потребители препълват мрежата и изискват повече данни от всякога, тези радиовълни магистрали стават все по-задръстени с клетъчния трафик. За да компенсират, клетъчните доставчици искат да се разширят в по-високите честоти на милиметровите вълни.
Милиметровите вълни използват честоти от 30 до 300 гигагерца, които са 10 до 100 пъти по-високи от радиовълните, използвани днес за 4G и WiFi мрежи. Наричат се милиметър, защото дължините на вълните им варират между 1 и 10 милиметра, където радиовълните са от порядъка на сантиметри.
По-високата честота на милиметровите вълни може да създаде нови ленти на комуникационната магистрала, но има един проблем: Милиметровите вълни лесно се абсорбират от зеленина и сгради и ще изискват много близко разположени базови станции, наречени малки клетки. За щастие тези станции са много по-малки и изискват по-малко мощност от традиционните клетъчни кули и могат да бъдат поставени на сгради и леки стълбове.
Миниатюризацията на базовите станции дава възможност и за друг технологичен пробив за 5G: Massive MIMO. MIMO означава множествен вход с множество изходи и се отнася до конфигурация, която се възползва от по-малките антени, необходими за милиметрови вълни, като драстично увеличава броя на антенните портове във всяка базова станция.
"С огромно количество антени - десетки до стотици антени на всяка базова станция - можете да обслужвате много и различни потребители едновременно, увеличавайки скоростта на данни", каза Кришнасвами. В лабораторията за високоскоростни и милиметрови IC (COSMIC) на Columbia, Krishnaswamy и неговият екип проектираха чипове, които дават възможност за милиметрова вълна и MIMO технологии. "Милиметровата вълна и масивният MIMO са двете най-големи технологии, които 5G ще използва за осигуряване на по-високите скорости на данни и по-ниската латентност, които очакваме да видим."
Опасен ли е 5G?
Въпреки че 5G може да подобри ежедневния ни живот, някои потребители изразиха загриженост относно потенциалните опасности за здравето. Много от тези опасения са над използването на 5G на по-високата енергийна милиметрова вълна.
"Често има объркване между йонизиращо и нейонизиращо лъчение, защото терминът радиация се използва и за двете", казва Кенет Фостър, професор по биоинженеринг в Пенсилвания държавен университет. "Цялата светлина е радиация, защото това е просто енергия, която се движи през космоса. Това е йонизиращо лъчение, което е опасно, защото може да разруши химическите връзки."
Йонизиращото лъчение е причината да носим слънцезащитен крем отвън, тъй като ултравиолетовата светлина на къси вълни от небето има достатъчно енергия, за да избие електрони от техните атоми, увреждайки кожните клетки и ДНК. Милиметровите вълни, от друга страна, не са йонизиращи, тъй като имат по-големи дължини на вълната и нямат достатъчно енергия, за да повредят клетките директно.
"Единствената установена опасност от йонизираща радиация е прекалено голямото нагряване", каза Фостър, който изучава ефектите на радиовълните върху здравето от близо 50 години. „При високи нива на експозиция, радиочестотната (радиочестотна) енергия наистина може да бъде опасна, да доведе до изгаряния или други топлинни повреди, но тези експозиции обикновено се извършват само в професионални условия в близост до високомощни радиочестотни предаватели, или понякога при медицински процедури, изчезнали. "
Голяма част от обществените вълнения от възприемането на 5G ехо се отнасят за предишните поколения клетъчни технологии. Скептиците смятат, че излагането на нейонизиращо лъчение все още може да е отговорно за редица заболявания - от мозъчни тумори до хронични главоболия. През годините има хиляди изследвания, изследващи тези проблеми.
През 2018 г. Националната програма по токсикология пусна проучване, продължило десетилетие, което откри някои доказателства за увеличение на туморите на мозъка и надбъбречната жлеза при мъжки плъхове, изложени на радиочестотна радиация, излъчвана от 2G и 3G мобилни телефони, но не и при мишки или женски плъхове. Животните са били изложени на нива на радиация четири пъти по-високи от максимално допустимите нива на излагане на хора.
Много противници на използването на радиочестотни вълни проучвания за череши, които подкрепят техния аргумент и често пренебрегват качеството на експерименталните методи или несъответствието на резултатите, каза Фостър. Въпреки че не е съгласен с много от заключенията на скептиците относно предишните поколения клетъчни мрежи, Фостър се съгласява, че имаме нужда от повече проучвания за потенциалните последици за здравето на 5G мрежите върху здравето.
"Всички, които познавам, включително и аз, препоръчват повече изследвания на 5G, тъй като няма много изследвания за токсикология с тази технология", каза Фостър.
За привържениците на 5G мнозина смятат, че ползите, които 5G може да осигури на обществото, далеч надвишават неизвестните.
"Мисля, че 5G ще има трансформационно въздействие върху нашия живот и ще даде възможност за нови неща", каза Кришнасвами. "Какви ще бъдат тези типове приложения и какво е това въздействие, не можем да кажем със сигурност сега. Това може да бъде нещо, което ни изненадва и наистина променя нещо за обществото. Ако историята ни е научила на нещо, тогава 5G ще бъде друг пример за това какво може да направи безжичната връзка за нас. "
