Piata generácia bunkovej technológie, 5G, je ďalším veľkým skokom v rýchlosti bezdrôtových zariadení. Táto rýchlosť zahŕňa rýchlosť, ktorú môžu mobilní používatelia sťahovať údaje do svojich zariadení, ako aj oneskorenie alebo oneskorenie medzi odosielaním a prijímaním informácií.
Cieľom 5G je poskytovať prenosové rýchlosti, ktoré sú 10 až 100-krát rýchlejšie ako súčasné siete 4G. Používatelia by mali očakávať rýchlosť sťahovania rádovo gigabitov za sekundu (Gb / s), čo je oveľa viac ako rýchlosti desiatok megabitov za sekundu (Mb / s) 4G.
„Je to dôležité, pretože to umožní nové aplikácie, ktoré dnes nie sú možné,“ uviedla Harish Krishnaswamy, docentka elektrotechniky na Columbia University v New Yorku. „Iba za príklad, pri rýchlostiach prenosu dát gigabitov za sekundu by ste si mohli v priebehu niekoľkých sekúnd potenciálne stiahnuť film do svojho telefónu alebo tabletu. Tieto typy dátových tokov by mohli umožniť aplikácie virtuálnej reality alebo autonómne riadenie vozidiel.“
Okrem vyžadovania vysokej rýchlosti prenosu údajov si nové technológie, ktoré interagujú s prostredím používateľa, ako je napríklad realita s rozšírenou realitou alebo automobily s vlastným riadením, budú vyžadovať aj veľmi nízku latenciu. Z tohto dôvodu je cieľom 5G dosiahnuť latencie pod značkou 1 milisekundy. Mobilné zariadenia budú môcť odosielať a prijímať informácie za menej ako jednu tisícinu sekundy a používateľovi sa okamžite zobrazia. Na dosiahnutie týchto rýchlostí vyžaduje zavedenie 5G novú technológiu a infraštruktúru.
Nová sieť
Od najskoršej generácie mobilných telefónov fungujú bezdrôtové siete v rovnakých vysokofrekvenčných pásmach elektromagnetického spektra. Ale keďže sa viac používateľov zapája do siete a vyžaduje viac údajov ako kedykoľvek predtým, tieto rádiové vlny sú stále preťažené celulárnou prevádzkou. Na kompenzáciu sa poskytovatelia mobilných služieb chcú rozšíriť na vyššie frekvencie milimetrových vĺn.
Milimetrové vlny používajú frekvencie 30 až 300 gigahertzov, ktoré sú 10 až 100-krát vyššie ako rádiové vlny používané v súčasnosti v sieťach 4G a WiFi. Nazývajú sa milimeter, pretože ich vlnové dĺžky sa pohybujú od 1 do 10 milimetrov, pričom rádiové vlny sú rádovo centimetrov.
Vyššia frekvencia milimetrových vĺn môže vytvoriť nové pruhy na komunikačnej diaľnici, ale je tu jeden problém: Milimetrové vlny sa ľahko absorbujú listami a budovami a budú si vyžadovať veľa tesne rozmiestnených základných staníc, nazývaných malé bunky. Našťastie sú tieto stanice omnoho menšie a vyžadujú menej energie ako tradičné bunkové veže a dajú sa umiestniť na vrch budov a ľahkých stožiarov.
Miniaturizácia základňových staníc tiež umožňuje ďalší technologický prielom pre 5G: Massive MIMO. MIMO znamená viacnásobný vstup s viacerými výstupmi a týka sa konfigurácie, ktorá využíva výhody menších antén potrebných na milimetrové vlny dramatickým zvýšením počtu anténnych portov v každej základňovej stanici.
„S obrovským počtom antén - desiatkami až stovkami antén na každej základňovej stanici - môžete obsluhovať súčasne viacerých používateľov a zvýšiť tak rýchlosť prenosu dát,“ povedal Krishnaswamy. V laboratóriu Columbia pre vysokorýchlostné a milimetrové vlny (COSMIC) navrhol Krishnaswamy a jeho tím čipy, ktoré umožňujú technológie milimetrových vĺn a MIMO. „Milimetrové a masívne MIMO sú dve najväčšie technológie, ktoré 5G použije, aby poskytli vyššie rýchlosti prenosu dát a nižšiu latenciu, ktorú očakávame.“
Je 5G nebezpečný?
Aj keď 5G môže zlepšiť náš každodenný život, niektorí spotrebitelia vyjadrili obavy z možných zdravotných rizík. Veľa z týchto obáv je viac ako 5G použitie žiarenia s milimetrovými vlnami s vyššou energiou.
„Medzi ionizujúcim a neionizujúcim žiarením často dochádza k zámene, pretože pojem žiarenie sa používa v oboch prípadoch,“ povedal Kenneth Foster, profesor bioinžinierstva na Pensylvánskej štátnej univerzite. "Celé svetlo je žiarenie, pretože je to proste energia pohybujúca sa vesmírom. Je to ionizujúce žiarenie, ktoré je nebezpečné, pretože môže narušiť chemické väzby."
Ionizujúce žiarenie je dôvod, prečo nosíme opaľovací krém vonku, pretože ultrafialové svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou z oblohy má dostatok energie na klepanie elektrónov z ich atómov, ktoré poškodzujú kožné bunky a DNA. Na druhej strane milimetrové vlny sú neionizujúce, pretože majú dlhšie vlnové dĺžky a nemajú dostatok energie na priame poškodenie buniek.
„Jediným zisteným rizikom neionizujúceho žiarenia je príliš veľké zahrievanie,“ povedal Foster, ktorý študuje zdravotné účinky rádiových vĺn takmer 50 rokov. „Pri vysokých úrovniach vystavenia môže byť vysokofrekvenčná (RF) energia skutočne nebezpečná a môže spôsobiť popáleniny alebo iné tepelné poškodenie, ale tieto vystavenia sa zvyčajne vyskytujú iba v pracovnom prostredí v blízkosti vysokofrekvenčných vysielačov s vysokým výkonom alebo niekedy pri zdravotných výkonoch stratených. "
Mnohé výkriky verejnosti v súvislosti s prijatím 5G ozveny sa týkajú predchádzajúcich generácií bunkovej technológie. Skeptici sa domnievajú, že vystavenie neionizujúcemu žiareniu môže byť stále zodpovedné za celý rad chorôb, od nádorov mozgu až po chronické bolesti hlavy. V priebehu rokov sa tieto obavy zaoberali tisíckami štúdií.
V roku 2018 Národný toxikologický program vydal desaťročnú štúdiu, v ktorej sa zistili dôkazy o náraste nádorov mozgu a nadobličiek u samcov potkanov vystavených vysokofrekvenčnému žiareniu emitovanému 2G a 3G mobilnými telefónmi, ale nie u myší alebo samíc potkanov. Zvieratá boli vystavené štyrikrát vyšším úrovniam žiarenia, ako je maximálna hladina povolená pre expozíciu ľudí.
Mnoho oponentov použitia RF vĺn čerešňa štúdie, ktoré podporujú ich argumenty, a často ignorujú kvalitu experimentálnych metód alebo nekonzistentnosť výsledkov, povedal Foster. Hoci nesúhlasí s mnohými závermi, ktoré skeptici majú o predchádzajúcich generáciách celulárnych sietí, Foster súhlasí s tým, že potrebujeme ďalšie štúdie o možných zdravotných účinkoch sietí 5G na zdravie.
„Každý, koho poznám, vrátane mňa, odporúča ďalší výskum 5G, pretože s touto technológiou nie je veľa toxikologických štúdií,“ uviedol Foster.
Pre zástancov 5G mnohí veria, že výhody, ktoré môže 5G poskytnúť spoločnosti, prevažujú nad neznámymi.
„Myslím, že 5G bude mať transformačný vplyv na naše životy a umožní zásadne nové veci,“ povedal Krishnaswamy. „Aké budú tieto typy aplikácií a aký to bude mať vplyv, momentálne nemôžeme s istotou povedať. Môže to byť niečo, čo nás prekvapí a skutočne zmení niečo pre spoločnosť. Ak nás história niečo naučila, potom 5G byť ďalším príkladom toho, čo pre nás môže bezdrôtová sieť urobiť. ““
