A mobil technológia ötödik generációja, az 5G, a következő nagy ugrás a vezeték nélküli eszközök számára. Ez a sebesség magában foglalja mind azt a sebességet, amellyel a mobil felhasználók adatot tölthetnek le készülékükre, mind az információ küldése és fogadása közötti késést vagy késést.
Az 5G célja a jelenlegi 4G-hálózatokhoz képest 10–100-szor gyorsabb adatátviteli sebesség biztosítása. A felhasználóknak elvárniuk kell, hogy a letöltési sebesség gigabites / másodperc (Gb / s) sorrendben legyen, sokkal nagyobb, mint a több tíz megabites / másodperc (Mb / s) 4G sebesség.
"Ez jelentős, mert lehetővé teszi olyan új alkalmazásokat, amelyek manapság éppen nem lehetségesek" - mondta Harish Krishnaswamy, a New York-i Columbia University villamosmérnöki egyetemi docensének. "Csak egy példaként, másodpercenként gigabites / másodperces adatátviteli sebességgel filmet tölthet le telefonjára vagy táblagépére. Az ilyen típusú adatátviteli sebesség lehetővé teheti a virtuális valóság alkalmazásokat vagy az autonóm vezetésű autókat."
Amellett, hogy nagy adatátviteli sebességet igényel, a felhasználó környezetével kölcsönhatásba lépő új technológiák, mint például a kibővített valóság vagy az önjáró autók, rendkívül alacsony késleltetést igényelnek. Ezért az 5G célja az 1 milliszekundum jel alatti késések elérése. A mobil eszközök a másodpercen kevesebb, mint egy másodpercen belül tudnak adatokat küldeni és fogadni, amelyek azonnal megjelennek a felhasználó számára. Ezen sebesség eléréséhez az 5G bevezetéséhez új technológiát és infrastruktúrát kell igénybe venni.
Az új hálózat
A mobiltelefonok legkorábbi generációja óta a vezeték nélküli hálózatok ugyanazon rádiófrekvencia-sávokon működtek, mint az elektromágneses spektrum. Mivel azonban egyre több felhasználó tölti be a hálózatot, és több adatot igényel, mint valaha, ezek a rádióhullámú autópályák egyre inkább elterhelik a mobil forgalmat. Ennek kompenzálására a mobilszolgáltatók a milliméteres hullámok magasabb frekvenciájára kívánnak kiterjedni.
A milliméteres hullámok 30–300 gigaherc frekvenciát használnak, amelyek 10–100-szor magasabbak, mint a ma használt rádióhullámok a 4G és a WiFi hálózatokban. Milliméternek hívják őket, mert hullámhosszuk 1 és 10 mm között mozog, ahol a rádióhullámok centiméter nagyságrendben vannak.
A milliméteres hullámok magasabb frekvenciája új sávokat hozhat létre a kommunikációs autópályán, de van egy probléma: A milliméteres hullámokat könnyen elnyelik a lombozat és az épületek, és sok egymáshoz közel álló bázisállomást igényelnek, kis celláknak. Szerencsére ezek az állomások sokkal kisebbek és kevesebb energiát igényelnek, mint a hagyományos cellatornyok, és épületek és fényoszlopok tetejére helyezhetők.
A bázisállomások miniatürizálása az 5G újabb technológiai áttörését is lehetővé teszi: Massive MIMO. A MIMO a több bemenetű több kimenetet jelenti, és olyan konfigurációra utal, amely kihasználja a milliméter hullámokhoz szükséges kisebb antennákat, azáltal, hogy drasztikusan megnöveli az antennák portjainak számát az egyes bázisállomásokon.
"Ha egy hatalmas mennyiségű antennával - az egyes bázisállomásokon tíz-százezer antennával rendelkezik - sok különböző felhasználót tud kiszolgálni egyidejűleg, növelve az adatátviteli sebességet" - mondta Krishnaswamy. A Columbia nagysebességű és milliméteres hullámú IC (COSMIC) laboratóriumában Krishnaswamy és csapata olyan chipeket tervezett, amelyek lehetővé teszik mind a milliméter hullám, mind a MIMO technológiát. "A milliméteres hullám és a hatalmas MIMO a két legnagyobb technológia, amelyet az 5G használ a magasabb adatátviteli sebesség és alacsonyabb késési idő biztosítására."
5G veszélyes?
Bár az 5G javíthatja napi életünket, egyes fogyasztók aggodalmuknak adtak hangot a lehetséges egészségügyi veszélyek miatt. Ezen aggályok közül sok az a, hogy az 5G-nél nagyobb energiát alkalmaznak a milliméter hullámú sugárzás.
"Gyakran összetéveszthető az ionizáló és a nem ionizáló sugárzás, mert a sugárzás kifejezést mindkettőre használják" - mondta Kenneth Foster, a bioenergia professzora a Pennsylvania Állami Egyetemen. "Az összes fény sugárzás, mert pusztán az energián keresztül mozog az energia. Az ionizáló sugárzás veszélyes, mert képes megbontani a kémiai kötéseket."
Az ionizáló sugárzás az oka annak, hogy napfényvédőt viselünk kívül, mert az égből származó rövid hullámhosszú ultraibolya fénynek elegendő energiája van ahhoz, hogy az atomjaiból elektronokat kopogtasson, károsítva a bőrsejteket és a DNS-t. A milliméteres hullámok viszont nem ionizálódnak, mert hosszabb hullámhosszúak, és nincs elegendő energia ahhoz, hogy a sejteket közvetlenül károsítsák.
"A nem ionizáló sugárzás egyetlen megállapított veszélye a túl sok hevítés" - mondta Foster, aki közel 50 éve vizsgálta a rádióhullámok egészségügyi hatásait. "Magas expozíciós szinteknél a rádiófrekvenciás (RF) energia valóban veszélyes lehet, égési sérüléseket vagy egyéb hőkárosodást okozva, de ezek az expozíciók általában csak a nagy teljesítményű rádiófrekvenciás adóegységek közelében lévő munkahelyi körülmények között fordulnak elő, vagy esetenként az orvosi eljárások során rosszul fordulnak elő. "
Az 5G visszhangjának elfogadása iránti sok közvélemény aggodalmát fejezi ki a sejttechnika korábbi generációi kapcsán. A szkeptikusok úgy vélik, hogy a nemionizáló sugárzásnak való kitettség továbbra is felelős számos betegségért, az agydaganatoktól a krónikus fejfájásig. Az évek során ezreket vizsgáltak ezek az aggályok.
2018-ban a Nemzeti Toxikológiai Program egy évtizedes tanulmányt bocsátott ki, amelyben bizonyítékot talált az agy- és mellékvese-daganatok növekedésében hím patkányokban, amelyeket a 2G és 3G mobiltelefonok által kibocsátott RF sugárzásnak tettek ki, egerekben és nőstény patkányokban nem. Az állatokat négyszer magasabb sugárterhelésnek tették ki, mint az emberi expozícióra megengedett maximális szint.
Az RF hullámok használatának számos ellenzője olyan cseresznye-válogatott tanulmányokat alátámaszt, amelyek alátámasztják érveiket, és gyakran figyelmen kívül hagyják a kísérleti módszerek minőségét vagy az eredmények következetlenségét - mondta Foster. Bár nem ért egyet a szkeptikusok számos következtetésével, amelyek a mobilhálózatok korábbi generációira vonatkoznak, Foster egyetért azzal, hogy további tanulmányokra van szükségünk az 5G-hálózatok lehetséges egészségügyi hatásairól.
"Mindenki, akit ismerek, beleértve engem is, további kutatást javasol az 5G-n, mivel ezzel a technológiával nem sok toxikológiai vizsgálat folyik" - mondta Foster.
Az 5G támogatói sokan úgy vélik, hogy az 5G előnyei a társadalom számára messze meghaladják az ismeretlenket.
"Úgy gondolom, hogy az 5G átalakító hatással lesz életünkre, és alapvetően új dolgokra tesz lehetővé" - mondta Krishnaswamy. "Milyen típusú alkalmazások lesznek és milyen hatásuk van, jelenleg nem tudjuk biztosan mondani. Lehet, hogy valami meglepő, és valójában megváltoztat valamit a társadalom számára. Ha a történelem tanított nekünk valamit, akkor az 5G egy újabb példa arra, amit a vezeték nélküli kapcsolat tehet nekünk. "
