شبكة 5G: كيف تعمل ، وهل هي خطيرة؟

بالعربي/ الجيل الخامس من التكنولوجيا الخلوية ، 5G ، هو القفزة التالية في السرعة للأجهزة اللاسلكية. تتضمن هذه السرعة كلاً من المعدل الذي يمكن لمستخدمي الأجهزة المحمولة تنزيل البيانات على أجهزتهم ووقت الاستجابة أو التأخير الذي يواجهونه بين إرسال المعلومات واستلامها.

تهدف 5G إلى تقديم معدلات بيانات أسرع من 10 إلى 100 مرة من شبكات 4G الحالية. يجب أن يتوقع المستخدمون أن يروا سرعات التنزيل بترتيب جيجابت في الثانية (Gb / s) ، بدلاً من سرعات 4G التي تبلغ عشرات الميجابت في الثانية (Mb / s) .

قال هاريش كريشناسوامي ، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية بجامعة كولومبيا في نيويورك: “هذا مهم لأنه سيمكّن تطبيقات جديدة ليست ممكنة اليوم”. “على سبيل المثال فقط ، عند معدلات بيانات جيجابت في الثانية ، يمكنك تنزيل فيلم على هاتفك أو جهازك اللوحي في غضون ثوانٍ. ويمكن لهذا النوع من معدلات البيانات تمكين تطبيقات الواقع الافتراضي أو السيارات ذاتية القيادة.”

بصرف النظر عن طلب معدلات بيانات عالية ، فإن التقنيات الناشئة التي تتفاعل مع بيئة المستخدم مثل الواقع المعزز أو السيارات ذاتية القيادة ستتطلب أيضًا زمن انتقال منخفض للغاية. لهذا السبب ، فإن الهدف من 5G هو تحقيق زمن انتقال أقل من علامة 1 مللي ثانية. ستكون الأجهزة المحمولة قادرة على إرسال واستقبال المعلومات في أقل من جزء من الألف من الثانية ، وتظهر بشكل فوري للمستخدم. لتحقيق هذه السرعات ، يتطلب نشر 5G تقنية وبنية تحتية جديدة.

الشبكة الجديدة

منذ الجيل الأول للهواتف المحمولة ، عملت الشبكات اللاسلكية على نفس نطاقات التردد الراديوي للطيف الكهرومغناطيسي . ولكن مع ازدحام المزيد من المستخدمين على الشبكة والمطالبة بمزيد من البيانات أكثر من أي وقت مضى ، أصبحت الطرق السريعة للموجات اللاسلكية مزدحمة بشكل متزايد بحركة البيانات الخلوية. للتعويض ، يريد مقدمو الخدمة الخلوية التوسع في الترددات الأعلى لموجات المليمتر.

تستخدم الموجات المليمترية ترددات من 30 إلى 300 جيجاهيرتز ، وهي أعلى من 10 إلى 100 مرة من موجات الراديو المستخدمة اليوم لشبكات 4G و WiFi. يطلق عليهم اسم ملليمتر لأن أطوال موجاتهم تتراوح بين 1 و 10 ملليمترات ، بينما موجات الراديو تكون في حدود السنتيمترات.

قد يؤدي التردد العالي لموجات المليمتر إلى إنشاء ممرات جديدة على طريق الاتصال السريع ، ولكن هناك مشكلة واحدة: يتم امتصاص موجات المليمتر بسهولة بواسطة أوراق الشجر والمباني ، وسوف تتطلب العديد من المحطات القاعدية المتقاربة ، والتي تسمى الخلايا الصغيرة. لحسن الحظ ، هذه المحطات أصغر بكثير وتتطلب طاقة أقل من الأبراج الخلوية التقليدية. يمكن وضعها فوق المباني وأعمدة الإنارة.

يتيح تصغير المحطات الأساسية أيضًا تحقيق اختراق تقني آخر لشبكة الجيل الخامس: تقنية MIMO الضخمة. يرمز MIMO إلى خرج متعدد المدخلات ، ويشير إلى التكوين الذي يستفيد من الهوائيات الأصغر اللازمة لموجات المليمتر عن طريق زيادة عدد منافذ الهوائي في كل محطة أساسية بشكل كبير.

قال كريشناسوامي: “مع كمية هائلة من الهوائيات – عشرات إلى مئات الهوائيات في كل محطة أساسية – يمكنك خدمة العديد من المستخدمين المختلفين في نفس الوقت ، مما يزيد من معدل البيانات”. في مختبر كولومبيا عالية السرعة وموجة المليمتر IC (COSMIC) ، صمم Krishnaswamy وفريقه رقائق تمكّن تقنيات الموجات المليمترية وتقنيات MIMO. “الموجة المليمترية و MIMO الهائلة هما أكبر تقنيتين ستستخدمهما 5G لتقديم معدلات بيانات أعلى وزمن انتقال أقل نتوقع رؤيته.”

هل 5G خطيرة؟

على الرغم من أن 5G قد تحسن حياتنا اليومية ، فقد أعرب بعض المستهلكين عن قلقهم بشأن المخاطر الصحية المحتملة . العديد من هذه المخاوف تتعلق باستخدام 5G لإشعاع الموجة المليمترية ذو الطاقة العالية ، والذي يقول الخبراء إنه لا يدعو للقلق.

قال كينيث فوستر ، أستاذ الهندسة الحيوية في جامعة ولاية بنسلفانيا: “غالبًا ما يكون هناك خلط بين الإشعاع المؤين وغير المؤين لأن مصطلح الإشعاع يستخدم لكليهما”. “كل الضوء عبارة عن إشعاع لأنه ببساطة طاقة تتحرك عبر الفضاء. إنه إشعاع مؤين خطير لأنه يمكن أن يكسر الروابط الكيميائية.”

الإشعاع المؤين هو سبب ارتداءنا للواقي من الشمس في الخارج لأن الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي القصير من السماء لديها طاقة كافية لطرد الإلكترونات من ذراتها ، مما يؤدي إلى إتلاف خلايا الجلد والحمض النووي. من ناحية أخرى ، فإن الموجات المليمترية غير مؤينة لأنها ذات أطوال موجية أطول وقلة طاقة كافية لتدمير الخلايا بشكل مباشر.

قال فوستر ، الذي درس الآثار الصحية لموجات الراديو لما يقرب من 50 عامًا ، “الخطر الوحيد المؤكّد للإشعاع غير المؤين هو التسخين المفرط”. “عند مستويات التعرض العالية ، يمكن أن تكون طاقة التردد اللاسلكي خطرة بالفعل ، مما يؤدي إلى حروق أو أضرار حرارية أخرى ، ولكن هذه التعرضات تحدث عادةً فقط في البيئات المهنية بالقرب من أجهزة إرسال التردد اللاسلكي عالية الطاقة ، أو في بعض الأحيان في الإجراءات الطبية التي تنحرف عن مسارها. “Advertisement

العديد من صيحات الرأي العام حول تبني 5G تعكس مخاوف الأجيال السابقة من التكنولوجيا الخلوية. يعتقد المشككون أن التعرض للإشعاع غير المؤين قد يظل مسؤولاً عن مجموعة من الأمراض ، من أورام المخ إلى الصداع المزمن . على مر السنين ، كانت هناك آلاف الدراسات التي تبحث في هذه المخاوف.

في عام 2018 ، أصدر البرنامج الوطني لعلم السموم دراسة استمرت لعقد من الزمن وجدت بعض الأدلة على زيادة أورام المخ والغدة الكظرية في ذكور الجرذان التي تعرضت لإشعاع الترددات الراديوية المنبعثة من الهواتف الخلوية 2G و 3G ، ولكن ليس في الفئران أو إناث الجرذان. تعرضت الحيوانات لمستويات من الإشعاع أعلى بأربع مرات من الحد الأقصى المسموح به للتعرض البشري.

وفقًا لفوستر ، فإن العديد من المعارضين لاستخدام موجات الترددات اللاسلكية دراسات اختيار الكرز التي تدعم حجتهم ، وغالبًا ما يتجاهلون جودة الأساليب التجريبية أو عدم اتساق النتائج. على الرغم من أنه لا يتفق مع العديد من الاستنتاجات التي توصل إليها المشككون بشأن الأجيال السابقة من الشبكات الخلوية ، إلا أن فوستر يوافق على أننا بحاجة إلى مزيد من الدراسات حول الآثار الصحية المحتملة لشبكات الجيل الخامس.

قال فوستر: “كل شخص أعرفه ، بمن فيهم أنا ، يوصي بإجراء المزيد من الأبحاث حول الجيل الخامس لأنه لا يوجد الكثير من دراسات السموم باستخدام هذه التكنولوجيا”.

وفقًا لصحيفة وول ستريت جورنال ، سمحت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بنشر شبكات 5G اللاسلكية في عام 2019 دون تغيير أي حدود أمان اتحادية سابقة للتعرض للترددات اللاسلكية. تلك الوكالة ، باتباع إرشادات من منظمة الصحة العالمية وإدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، لم ترَ شيئًا فريدًا في تقنية الجيل الخامس يمكن أن يتطلب مزيدًا من الحذر بالإضافة إلى الإرشادات الحالية التي تقول لجنة الاتصالات الفيدرالية إنها تتضمن بالفعل هامش أمان كبير.

بالنسبة لمؤيدي 5G ، يعتقد الكثيرون أن الفوائد التي يمكن أن تقدمها 5G للمجتمع تفوق بكثير المجهول.

قال كريشناسوامي: “أعتقد أن 5G سيكون لها تأثير تحولي على حياتنا وستتيح أشياء جديدة بشكل أساسي”. “ما هي هذه الأنواع من التطبيقات وما هو هذا التأثير ، لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين في الوقت الحالي. يمكن أن يكون شيئًا يفاجئنا ويغير شيئًا ما للمجتمع. إذا علمنا التاريخ أي شيء ، فإن 5G سوف كن مثالًا آخر لما يمكن أن تفعله اللاسلكي لنا. “

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com