Pátá generace buněčné technologie, 5G, je dalším velkým skokem v rychlosti pro bezdrátová zařízení. Tato rychlost zahrnuje rychlost, kterou mobilní uživatelé mohou stahovat data do svých zařízení, a latenci nebo zpoždění, které zažívají mezi odesíláním a přijímáním informací.
Cílem 5G je poskytovat přenosové rychlosti, které jsou 10 až 100krát rychlejší než současné 4G sítě. Uživatelé by měli očekávat rychlost stahování řádově gigabitů za sekundu (Gb / s), mnohem vyšší než rychlosti desítek megabitů za sekundu (Mb / s) 4G.
"To je významné, protože to umožní nové aplikace, které dnes prostě nejsou možné," řekla Harish Krishnaswamy, docentka elektrotechniky na Columbia University v New Yorku. „Jen za příklad, při rychlostech přenosu dat gigabitů za sekundu byste si mohli během několika sekund stáhnout film do telefonu nebo tabletu. Tyto typy datových toků by mohly umožnit aplikace virtuální reality nebo autonomní řízení auta.“
Kromě požadavku na vysokou rychlost přenosu dat budou nové technologie, které interagují s prostředím uživatele, jako je například rozšířená realita nebo auta s vlastním pohonem, vyžadovat také extrémně nízkou latenci. Z tohoto důvodu je cílem 5G dosáhnout latence pod značkou 1 milisekundy. Mobilní zařízení budou moci odesílat a přijímat informace za méně než tisícinu sekundy a uživateli se okamžitě zobrazí. K dosažení těchto rychlostí vyžaduje zavedení 5G novou technologii a infrastrukturu.
Nová síť
Od nejstarší generace mobilních telefonů fungují bezdrátové sítě ve stejných vysokofrekvenčních pásmech elektromagnetického spektra. Ale jak více uživatelů davuje síť a vyžaduje více dat než kdykoli předtím, jsou tyto vysokofrekvenční dálnice stále přetížené celulárním provozem. Pro kompenzaci chtějí mobilní poskytovatelé expandovat do vyšších frekvencí milimetrových vln.
Milimetrové vlny používají kmitočty od 30 do 300 gigahertzů, které jsou 10 až 100krát vyšší než rádiové vlny používané dnes pro sítě 4G a WiFi. Říká se jim milimetr, protože jejich vlnové délky se mění mezi 1 a 10 milimetry, kde jsou rádiové vlny řádově centimetrů.
Vyšší frekvence milimetrových vln může na komunikační dálnici vytvořit nové pruhy, ale je tu jeden problém: Milimetrové vlny jsou snadno absorbovány listovím a budovami a budou vyžadovat mnoho úzce rozložených základnových stanic, nazývaných malé buňky. Naštěstí jsou tyto stanice mnohem menší a vyžadují méně energie než tradiční buněčné věže a mohou být umístěny na vrcholcích budov a světelných sloupů.
Miniaturizace základnových stanic také umožňuje další technologický průlom pro 5G: Massive MIMO. MIMO znamená vícenásobný vstup s vícenásobným výstupem a odkazuje na konfiguraci, která využívá výhod menších antén potřebných pro milimetrové vlny dramatickým zvýšením počtu anténních portů v každé základnové stanici.
"S obrovským množstvím antén - desítky až stovky antén na každé základnové stanici - můžete obsluhovat mnoho různých uživatelů najednou a zvýšit rychlost přenosu dat," řekl Krishnaswamy. V laboratoři Columbia pro vysokorychlostní a milimetrovou vlnu (COSMIC) navrhl Krishnaswamy a jeho tým čipy, které umožňují technologie milimetrových vln a MIMO. "Milimetrové a masivní MIMO jsou dvě největší technologie, které 5G použije, aby dosáhly vyšších datových rychlostí a nižší latence, kterou očekáváme."
Je 5G nebezpečný?
Přestože 5G může zlepšit náš každodenní život, někteří spotřebitelé vyjádřili obavy z možných zdravotních rizik. Mnoho z těchto obav je více než 5G použití záření s vyšší energií milimetrových vln.
"Často dochází k záměně mezi ionizujícím a neionizujícím zářením, protože pojem záření se používá pro oba," řekl Kenneth Foster, profesor bioinženýrství na Pennsylvánské státní univerzitě. "Celé světlo je záření, protože je to prostě energie pohybující se vesmírem. Je to ionizující záření, které je nebezpečné, protože může narušit chemické vazby."
Ionizující záření je důvod, proč používáme opalovací krém venku, protože ultrafialové světlo s krátkou vlnovou délkou z oblohy má dostatek energie k tomu, aby srazilo elektrony z jejich atomů a poškodilo kožní buňky a DNA. Naopak milimetrové vlny jsou neionizující, protože mají delší vlnové délky a nemají dostatek energie k přímému poškození buněk.
"Jediným zjištěným rizikem neionizujícího záření je příliš velké zahřívání," řekl Foster, který studoval účinky rádiových vln na zdraví téměř 50 let. „Při vysokých úrovních expozice může být vysokofrekvenční (RF) energie skutečně nebezpečná, což může způsobit popáleniny nebo jiné tepelné poškození, ale tyto expozice se obvykle vyskytují pouze v pracovním prostředí poblíž vysokofrekvenčních vysílačů s vysokým výkonem nebo někdy při lékařských výkonech zmizely. "
Mnoho veřejných výkřiků kvůli přijetí 5G echo se týká předchozích generací buněčné technologie. Skeptici se domnívají, že expozice neionizujícímu záření může být stále odpovědná za celou řadu nemocí, od nádorů mozku až po chronické bolesti hlavy. V průběhu let existovaly tisíce studií, které tyto obavy zkoumaly.
V roce 2018 vydal Národní toxikologický program desetiletou studii, která zjistila určité známky nárůstu nádorů mozku a nadledvin u samců potkanů vystavených vysokofrekvenčnímu záření emitovanému 2G a 3G mobilními telefony, nikoli však u myší nebo samic potkanů. Zvířata byla vystavena čtyřikrát vyšším úrovním záření, než je maximální úroveň povolená pro expozici člověka.
Mnoho oponentů použití RF vln třešní-pick studie, které podporují jejich argument, a často ignorovat kvalitu experimentálních metod nebo nekonzistence výsledků, Foster řekl. Ačkoli nesouhlasí s mnoha závěry, které skeptici mají o předchozích generacích celulárních sítí, Foster souhlasí s tím, že potřebujeme další studie o potenciálních zdravotních účincích 5G sítí na zdraví.
"Každý, koho znám, včetně mě, doporučuje další výzkum 5G, protože s touto technologií není mnoho toxikologických studií," řekl Foster.
Pro zastánce 5G se mnozí domnívají, že výhody, které může 5G přinést společnosti, daleko převyšují neznámé.
"Myslím, že 5G bude mít transformační dopad na naše životy a umožní zásadně nové věci," řekl Krishnaswamy. "Jaké budou tyto typy aplikací a jaký to bude mít dopad, to teď nemůžeme s jistotou říci. Mohlo by to být něco, co nás překvapí a skutečně změní něco pro společnost. Pokud nás historie něco naučila, pak 5G být dalším příkladem toho, co pro nás může bezdrátová síť udělat. “
