Peta generacija stanične tehnologije, 5G, sljedeći je veliki skok u brzini za bežične uređaje. Ova brzina uključuje oboje mobilne korisnike koji mogu preuzimati podatke na svoje uređaje i latenciju ili zastoj koji imaju između slanja i primanja podataka.
Cilj 5G isporučuje brzine prijenosa podataka koje su 10 do 100 puta brže od trenutačnih 4G mreža. Korisnici bi trebali očekivati da će vidjeti brzinu preuzimanja redoslijedom gigabita u sekundi (Gb / s), puno većim od brzina od 4G od desetina megabita u sekundi (Mb / s).
"To je značajno jer će omogućiti nove aplikacije koje danas jednostavno nisu moguće", rekao je Harish Krishnaswamy, izvanredni profesor elektrotehnike na Sveučilištu Columbia u New Yorku. "Samo za primjer, pri brzinama prijenosa gigabita po sekundi možete potencijalno preuzeti film na svoj telefon ili tablet u nekoliko sekundi. Takvi tipovi podataka mogu omogućiti aplikacije virtualne stvarnosti ili autonomne vožnje automobila."
Osim što će zahtijevati visoku brzinu prijenosa podataka, nove tehnologije koje stupaju u interakciju s korisnikovim okruženjem poput proširene stvarnosti ili automobila koji se voze samo sa sobom zahtijevat će i izuzetno mala kašnjenja. Iz tog razloga, cilj 5G je postići latencije ispod oznake od 1 milisekunde. Mobilni uređaji moći će slati i primati podatke u manje od jedne tisućine sekunde, a korisniku se to čini trenutačno. Da bi se postigla ta brzina, za uvođenje 5G potrebna je nova tehnologija i infrastruktura.
Nova mreža
Od najranije generacije mobilnih telefona, bežične mreže djeluju na istim radiofrekvencijskim opsezima elektromagnetskog spektra. No, kako sve više korisnika gubi mrežu i zahtijeva više podataka nego ikad prije, te radio-valne autoceste postaju sve zagušijenije mobilnim prometom. Da bi se nadoknadili, davatelji mobilne mreže žele se proširiti u veće frekvencije milimetrskih valova.
Milimetrijski valovi koriste frekvencije od 30 do 300 gigaherca, što je 10 do 100 puta više od radio valova koji se danas koriste za 4G i WiFi mreže. Nazivaju ih milimetrom, jer njihove valne duljine variraju između 1 i 10 milimetara, gdje su radio valovi redom centimetara.
Veća frekvencija milimetrskih valova može stvoriti nove trake na komunikacijskoj magistrali, ali postoji jedan problem: Milimetrijski valovi lako se apsorbiraju lišćem i zgradama i zahtijevat će mnogo temeljnih stanica koje su usko razmaknute, a koje se nazivaju male stanice. Srećom, ove su stanice mnogo manje i zahtijevaju manje energije od tradicionalnih kula sa stanicama te se mogu postaviti na zgrade i svjetlosne stupove.
Minijaturizacija baznih stanica omogućuje još jedan tehnološki iskorak za 5G: Massive MIMO. MIMO označava više ulazni višestruki izlaz, a odnosi se na konfiguraciju koja koristi manje antene potrebne za milimetarske valove dramatično povećavajući broj antenskih ulaza u svakoj baznoj stanici.
"Uz ogromnu količinu antena - od nekoliko desetaka do stotina antena na svakoj baznoj stanici - možete istovremeno opsluživati mnogo različitih korisnika, povećavajući brzinu prijenosa podataka", rekao je Krishnaswamy. U laboratoriju za brzi i milimetarski IC (COSMIC) Columbia, Krishnaswamy i njegov tim dizajnirali su čipove koji omogućuju i milimetarski val i MIMO tehnologiju. "Milimetarski val i masivni MIMO dvije su najveće tehnologije koje će 5G upotrijebiti za postizanje viših brzina prijenosa podataka i nižih kašnjenja koje očekujemo."
Je li 5G opasan?
Iako nam 5G može poboljšati svakodnevni život, neki su potrošači izrazili zabrinutost zbog potencijalnih opasnosti po zdravlje. Mnoge od tih briga su zbog 5G korištenja viših energetskih milimetarskih valova.
"Često postoji zbrka između ionizirajućeg i neionizirajućeg zračenja jer se izraz zračenje koristi za oboje", rekao je Kenneth Foster, profesor bioinžinjeringa na Sveučilištu Pennsylvania State. "Sva je svjetlost zračenje jer se jednostavno energija kreće kroz svemir. To je ionizirajuće zračenje opasno jer može razbiti kemijske veze."
Ionizirajuće zračenje je razlog što nosimo kremu za sunčanje vani, jer ultraljubičasto svjetlo kratke valove s neba ima dovoljno energije za ispuštanje elektrona iz njihovih atoma, oštećujući stanice kože i DNK. Milimetrski valovi, s druge strane, nisu ionizirajuće jer imaju veću valnu duljinu i nemaju dovoljno energije da izravno oštete stanice.
"Jedina utvrđena opasnost od neionizirajućeg zračenja je previše zagrijavanja", rekao je Foster koji je proučavao zdravstvene učinke radio valova gotovo 50 godina. "Pri visokim razinama izloženosti, energija radiofrekvencija (RF) doista može biti opasna, uzrokujući opekline ili druga termička oštećenja, ali ta se izlaganja nastaju samo u radnim okruženjima u blizini visokonaponskih odašiljača, ili ponekad u medicinskim postupcima. "
Mnoga negodovanja javnosti zbog usvajanja 5G odjeka zabrinjavaju posljednje generacije stanične tehnologije. Skeptici vjeruju da je izloženost neionizirajućem zračenju i dalje odgovorna za niz bolesti, od tumora mozga do kroničnih glavobolja. Tijekom godina, postoje tisuće studija koje su istraživale ove probleme.
U 2018. godini Nacionalni toksikološki program objavio je desetogodišnje istraživanje koje je otkrilo neke dokaze o povećanju tumora mozga i nadbubrežne žlijezde kod mužjaka štakora izloženih RF zračenju koje emitiraju mobiteli 2G i 3G, ali ne i kod miševa ili ženki štakora. Životinje su bile izložene razini zračenja četiri puta više od maksimalne razine dopuštene za ljudsku izloženost.
Mnogi protivnici korištenju RF valova studije okupljanja trešanja koje podupiru njihove argumente i često zanemaruju kvalitetu eksperimentalnih metoda ili nedosljednost rezultata, rekao je Foster. Iako se ne slaže s mnogim zaključcima skeptika koji se odnose na prethodne generacije staničnih mreža, Foster se slaže da nam treba više studija o potencijalnim učincima 5G mreža na zdravlje.
"Svi koje poznajem, uključujući i mene, preporučuju još istraživanja na 5G-u jer nema puno toksikoloških studija s ovom tehnologijom", rekao je Foster.
Za zagovornike 5G, mnogi vjeruju da koristi koje 5G može pružiti društvu daleko prevazilaze nepoznanice.
"Mislim da će 5G imati transformacijski utjecaj na naš život i omogućiti temeljno nove stvari", rekao je Krishnaswamy. "Kakve će biti one vrste aplikacija i kakav je to utjecaj, ne možemo sa sigurnošću reći. To bi moglo biti nešto što nas iznenadi i zaista nešto promijeni za društvo. Ako nas je povijest išta naučila, 5G će biti još jedan primjer onoga što bežična mreža može učiniti za nas. "
