הדור החמישי של הטכנולוגיה הסלולרית, 5G, הוא הקפיצה הגדולה הבאה במהירות למכשירים אלחוטיים. מהירות זו כוללת הן את התעריף שמשתמשים ניידים יכולים להוריד נתונים למכשירים שלהם וגם את ההשהיה, או הפיגור שהם חווים בין שליחת וקבלת מידע.
5G שמה לה למטרה לספק שיעורי נתונים המהירים פי 10 עד מאה לעומת רשתות 4G הנוכחיות. המשתמשים צריכים לצפות לראות מהירויות הורדה בסדר גודל של ג'יגה-ביט לשנייה (ג'יגה-בתים / שניות), גדולים בהרבה מעשרות מגה-ביט לשנייה (Mb / s) של 4G.
"זה משמעותי מכיוון שזה יאפשר יישומים חדשים שפשוט לא מתאפשרים היום", אמר חריש קרישנשוואמי, פרופסור חבר להנדסת חשמל באוניברסיטת קולומביה בניו יורק. "רק לדוגמא, בשיעורי נתונים של ג'יגה-ביט לשנייה, אתה יכול להוריד סרט לטלפון או לטאבלט שלך תוך שניות. שיעורי נתונים מסוג זה יכולים לאפשר יישומי מציאות מדומה או מכוניות נהיגה אוטונומיות."
פרט לדרוש שיעורי נתונים גבוהים, טכנולוגיות מתפתחות שמשתמשות בסביבת המשתמש כמו מציאות מוגברת או מכוניות בנהיגה עצמית ידרשו גם חביון נמוך במיוחד. מסיבה זו, מטרת 5G היא להשיג חביונות מתחת לסימן של אלפיות השנייה. מכשירים ניידים יוכלו לשלוח ולקבל מידע בפחות מאלף השנייה, שיופיעו באופן מיידי למשתמש. כדי להשיג מהירויות אלה, הפעלת 5G דורשת טכנולוגיה ותשתיות חדשות.
הרשת החדשה
מאז הדור המוקדם של הטלפונים הניידים, רשתות אלחוטיות פעלו באותם פסי תדר רדיו של הספקטרום האלקטרומגנטי. אך ככל שיותר משתמשים מצטופפים ברשת ודורשים יותר נתונים מאי פעם, הכבישים המהירים של גלי הרדיו הופכים עמוסים יותר ויותר עם התנועה הסלולרית. כדי לפצות, ספקי הסלולר רוצים להתרחב לתדרים הגבוהים יותר של גלי מילימטר.
גלי מילימטר משתמשים בתדרים בין 30 ל -300 גיגה הרץ, שהם פי 10 עד מאה מגלי הרדיו המשמשים כיום לרשתות 4G ו- WiFi. הם נקראים מילימטר מכיוון שאורך הגל שלהם משתנה בין 1 ל -10 מילימטרים, כאשר גלי הרדיו הם בסדר גודל של סנטימטרים.
התדירות הגבוהה יותר של גלי מילימטר עשויה ליצור נתיבים חדשים בכביש התקשורת, אך יש בעיה אחת: גלי מילימטר נספגים בקלות עלווה ובבניינים ויחייבו הרבה תחנות בסיס מרווחות, המכונות תאים קטנים. למרבה המזל, תחנות אלה קטנות בהרבה ודורשות פחות כוח ממגדלי תאים מסורתיים וניתן להציב אותן על גבי מבנים ועמודי אור.
מיניאטור של תחנות בסיס מאפשר גם פריצת דרך טכנולוגית נוספת עבור 5G: Massive MIMO. MIMO מייצג פלט מרובה כניסות מרובה, ומתייחס לתצורה המנצלת את האנטנות הקטנות הדרושות לגלי מילימטר על ידי הגדלה דרמטית של מספר יציאות האנטנה בכל תחנת בסיס.
קרישנשוואמי אמרה כי "עם כמות מסיבית של אנטנות - עשרות עד מאות אנטנות בכל תחנת בסיס - אתה יכול לשרת משתמשים רבים ומגוונים באותו, ולהגדיל את קצב הנתונים. במעבדה בקולומביה המהירה ובמילימטר-גל IC (COSMIC), קרישנשוואמי וצוותו עיצבו שבבים המאפשרים הן טכנולוגיות גל מילימטר וטכנולוגיות MIMO. "גל מילימטר ו- MIMO מאסיבי הם שתי הטכנולוגיות הגדולות ביותר בהן 5G ישתמשו כדי לספק את שיעורי הנתונים הגבוהים יותר ואת ההשהיה הנמוכה יותר שאנו מצפים לראות."
האם 5G מסוכן?
למרות ש -5 גרם עשוי לשפר את חיי היום-יום שלנו, ישנם צרכנים שהביעו חשש מפני סכנות בריאותיות אפשריות. רבים מהחששות הללו נובעים מהשימוש של 5G בקרינת גל מילימטר גבוהה יותר.
"לעיתים קרובות יש בלבול בין קרינה מייננת ולא מיוננת מכיוון שהמונח קרינה משמש לשניהם", אמר קנת פוסטר, פרופסור להנדסת ביו-אוניברסיטה באוניברסיטת פנסילבניה. "כל האור הוא קרינה כי זו פשוט אנרגיה הנעה בחלל. זו קרינה מייננת שהיא מסוכנת מכיוון שהיא יכולה לשבור קשרים כימיים."
קרינה מייננת היא הסיבה שאנו לובשים קרם הגנה בחוץ מכיוון שלאור אולטרה סגול באורך גל קצר מהשמיים יש מספיק אנרגיה בכדי להפיל אלקטרונים מהאטומים שלהם, ופוגעים בתאי העור ו- DNA. לעומת זאת, גלי מילימטר אינם מייננים מכיוון שיש להם אורכי גל ארוכים יותר ואינם מספיק אנרגיה כדי לפגוע ישירות בתאים.
"הסיכון היחיד שנקבע בקרינה לא מייננת הוא חימום רב מדי", אמר פוסטר, שחקר את ההשפעות הבריאותיות של גלי רדיו במשך קרוב ל 50 שנה. "ברמות חשיפה גבוהות, אנרגיית תדר הרדיו (RF) אכן יכולה להיות מסוכנת, לייצר כוויות או נזק תרמי אחר, אך חשיפות אלה מתרחשות בדרך כלל רק במסגרות תעסוקתיות ליד משדרי תדר רדיו בעלי עוצמה גבוהה, או לעיתים בהליכים רפואיים משתבשים. "
רבים מזעקות הציבור בגלל אימוץ הדאגות של 5G מהדורות קודמים של טכנולוגיה סלולרית. ספקנים סבורים כי חשיפה לקרינה לא מייננת עשויה עדיין להיות אחראית למגוון של מחלות, החל מגידולי מוח ועד כאבי ראש כרוניים. במהלך השנים נערכו אלפי מחקרים שבדקו חששות אלה.
בשנת 2018, התוכנית הלאומית לטוקסיקולוגיה פרסמה מחקר שנמשך עשור ומצא עדות כלשהי לעלייה בגידולי המוח והבלוטת יותרת הכליה אצל חולדות זכריות שנחשפו לקרינת ה- RF שנפלטו על ידי טלפונים סלולריים 2G ו- 3G, אך לא בעכברים או חולדות נקבות. בעלי החיים נחשפו לרמות קרינה גבוהות פי ארבעה מהרמה המקסימאלית המותרת לחשיפה אנושית.
פוסטרים טוענים כי מתנגדים רבים לשימוש במכשירי RF בחרוזי דובדבן תומכים בטיעונם, ולעתים קרובות מתעלמים מאיכות השיטות הניסיוניות או חוסר עקביות של התוצאות. למרות שהוא לא מסכים עם הרבה מהמסקנות שיש לספקנים לגבי דורות קודמים של רשתות סלולריות, פוסטר מסכים שאנחנו צריכים יותר מחקרים על ההשפעות הבריאותיות הפוטנציאליות של רשתות 5G.
"כל מי שאני מכיר, כולל אותי, ממליץ על מחקר נוסף על 5G מכיוון שאין הרבה מחקרים בנושא טוקסיקולוגיה עם הטכנולוגיה הזו," אמר פוסטר.
עבור תומכי 5G, רבים מאמינים שהיתרונות ש -5G יכולים לספק לחברה עולים בהרבה על הלא נודע.
"אני חושב של -5G תהיה השפעה מהפכנית על חיינו ויאפשרו דברים חדשים מיסודם," אמר קרישנסוומי. "מה יהיה סוג אותם יישומים ומה ההשפעה הזו, איננו יכולים לומר בוודאות ברגע זה. זה יכול להיות דבר שמפתיע אותנו ומשנה ממש משהו עבור החברה. אם ההיסטוריה לימדה אותנו משהו, 5G להיות דוגמא נוספת למה האלחוטי יכול לעשות עבורנו. "
