Как работает 5G.

В настоящее время, примерно каждые десять лет, компании связи представляют новые стандарты беспроводной связи, а затем разворачивают инфраструктуру, чтобы сделать ее реальностью. В 1982 году появились первые так называемые сети 1G для аналоговых сотовых телефонов. В 1992 году была внедрена технология 2G для цифровых сотовых телефонов, а в 2003 году появился 3G. В 2012 году усовершенствованные сети 4G стали реальностью.

Отдельные компании не определяют стандарты связи. В случае 5G это группа под названием «Мобильные сети следующего поколения» (NGMN), объединение, объединяющее умы инженеров-исследователей, производителей оборудования, поставщиков мобильных услуг и других организаций, стремящихся разработать эту систему следующего поколения.

По мере продвижения по всему миру, 5G, вероятно, улучшит 4G несколькими способами. Он будет отправлять и получать гораздо больше данных, чем 4G, и сможет поддерживать большее количество пользователей, не увязая в этом. Если вы когда-нибудь были на большом концерте или в бейсбольном матче, где скорость передачи ваших данных невероятно низка, вы точно знаете, о чем мы говорим.

В зависимости от приложений, которые вы используете, он может потреблять меньше энергии, чем 4G, поэтому срок службы батареи должен улучшиться. Это означает, что вы будете тратить меньше времени на поиск зарядного устройства для телефона каждый день. Поставщики услуг, с другой стороны, приложат все усилия к тому, что базовые станции 5G потребляют гораздо больше энергии, чем 4G - возможно, вдвое больше или даже больше, а это означает, что им придется тратить кучу денег только для того, чтобы сохранить горит.

И 5G должна беспрепятственно интегрироваться с "Интернетом вещей", множеством беспроводных устройств и систем, которые быстро расширяются благодаря интеллектуальным, дешевым датчикам и, конечно, почти повсеместным беспроводным сетям. Это включает в себя все, от автономных автомобилей, беспилотников, умных дверей.

Но есть и много других потенциальных улучшений, которые 5G может принести к беспроводному столу.

Зачем нам 5G?

Чтобы лучше понять потенциал 5G, стоит быстро рассмотреть, как работают мобильные телефоны. Сотовые телефоны, по своей сути, представляют собой двустороннюю радиосвязь. Они преобразуют ваш голос в цифровые данные, которые могут отправлять видео-радиоволны, и, конечно, смартфоны также могут отправлять и получать интернет-данные, что позволяет вам ездить на городском автобусе, играя в «Flappy Bird» и отправляя сообщения друзьям.

Но так как есть ограниченное число радио частот и много людей с сотовыми телефонами, сотовые системы делят участки в клетки , которые пересекаются друг с другом. Вышка сотовой связи в каждой зоне передает радиосигнал, необходимый для общения или использования онлайн-приложений. Поскольку пользователи сотовых телефонов путешествуют по области, их телефоны легко перепрыгивают с башни на башню. Таким образом, одну и ту же частоту можно повторно использовать по всему городу, не перегружая ее, что приводит к задержкам или даже сбоям в обслуживании.

Многие районы теперь имеют полный сервис 4G LTE (долгосрочная эволюция), самый быстрый стандарт 4G. Во многих случаях 4G LTE настолько быстр, что видеоконференции и потоковая передача фильмов работают часто без каких-либо задержек - иными словами, гораздо быстрее, чем когда-либо мечтал 3G.

Но широкое использование мобильных устройств побудило людей потреблять гораздо больше данных в виде видео и изображений на своих устройствах. Эти устройства используют те же полосы радиочастотного спектра, которые всегда использовали операторы сотовой связи, что означает замедление соединения для всех. Чтобы обойти отсутствие пропускной способности и освободить место, телефонные провайдеры изучают использование миллиметровых волн, а не радиоволн для 5G.

5G и миллиметровая волна Tech

Радиосигналы измеряются по их длинам волн. Чем короче длина волны, тем выше частота. Сигналы 5G будут использовать длины волн (от 30 до 300 гигагерц), которые измеряются в миллиметрах. Вот почему 5G считается технология миллиметровых волн.

Важно отметить очень высокую частоту этих сигналов. Это означает, что 5G будет способен к невероятной пропускной способности данных, так что многие люди будут одновременно отправлять и получать практически непостижимые объемы данных.

Однако есть некоторые предостережения. 5G поставляется в трех основных вариациях: низкий, средний и высокий диапазон. Высокочастотные волны 5G (около 28 ГГц) имеют малую дальность действия и могут охватывать только несколько блоков любой заданной области. Это означает, что 5G не может проецироваться на большие расстояния. Меньшие частоты также не очень хорошо проникают через препятствия, поэтому все, от бетонных стен до листьев деревьев, может нарушать сигналы. Это делает его технологией прямой видимости - ваш беспроводной модем или телефон должны быть расположены близко к базовой станции для лучшей скорости передачи.

Другими словами, поскольку сигналы 5G миллиметрового диапазона имеют более слабое распространение по сравнению с 4G, поставщики услуг должны будут создать более плотную инфраструктуру для обеспечения согласованного обслуживания. Как и с Wi-Fi, для 5G потребуется больше базовых станций в непосредственной близости, чтобы обслуживать множество людей.

Низкочастотный 5G, с другой стороны, передает на частоте 600 МГц, который будет работать на гораздо большем расстоянии. В сельской местности это означает, что одна башня потенциально может обслуживать клиентов на сотни квадратных миль, но скорости могут больше походить на 4G, чем на 5G в городе. Mid-band 5G - это середина, с которой вы часто будете сталкиваться, когда бродите по городу. На некоторых рынках Дальнего Востока средняя скорость достаточно высока для скорости загрузки 2 ГБ в секунду. До сих пор мы не видели такой производительности в США, но это должно улучшиться, поскольку сетевые инженеры настраивают и улучшают инфраструктуру.

Развитие инфраструктуры 5G будет по-прежнему отличаться от развития 4G. В прошлом компании связи обычно строили большие вышки сотовой связи для распространения сигналов сотовой связи по всему географическому региону. 5G может изменить эту парадигму. Вместо того, чтобы строить вышки, поставщики услуг просто устанавливают свое оборудование (называемое небольшими ячейками) на существующие телефонные линии и здания. Ячейки могут иметь дальность действия около 820 футов (250 метров). Чтобы подключиться к сигналу, клиенты будут использовать беспроводные модемы (или телефоны) для подключения. В свою очередь это может означать, что вам больше не нужен этот кабельный интернет-сервис.

Многое из того, что 5G действительно повлечет за собой, все еще находится в сфере спекуляций. Одно можно сказать наверняка: 5G будет улучшением по сравнению с 4G с точки зрения скорости и емкости. Но процесс обновления будет дорогим. Поставщики услуг потратят триллионы - да, триллионы - долларов, чтобы сделать скачок с 4G до 5G. И вы можете поспорить, что потребителям тоже придется платить.

Может ли 5G нанести вред здоровью человека?

Как и в случае со всеми развивающимися технологиями, подробности о 5G будут появляться по частям. Несмотря ни на что, вы можете поспорить, что 5G изменит вашу жизнь значительными способами.

И все же, со всеми спецификациями, обновлениями и улучшениями, которые идут с 5G, технология также обременена некоторыми опасениями, что это может нанести вред здоровью человека. Нет, мы определенно не говорим о теориях заговора, согласно которым 5G вызвал распространение нового коронавируса, который привел к разрушительной пандемии - это явно, очевидно, опасно ложно. Так что, если вы один из тех, кто задумывает сжечь 5G, чтобы остановить COVID-19 и его ужасные последствия, вы можете отложить спички, спасибо.

Что действительно беспокоит некоторых исследователей, так это излучение от технологии миллиметровых волн 5G. Поскольку это такая новая технология, мы действительно понятия не имеем, какое влияние она может оказать на физиологию человека и даже на животных и растения из-за примерно 800 000 новых антенных площадок, которые будут необходимы для создания достаточного покрытия 5G на всем протяжении страна.

Проблема заключается в том, что, возможно, мы, люди, еще не совсем понимаем долгосрочные эффекты радиочастотного (радиочастотного) излучения, которое можно более просто назвать «радиоволнами». Сверхвысокочастотные радиоволны действительно могут убить вашу ДНК и вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Эти ионизирующие радиоволны, которые включают гамма-лучи, являются канцерогенами, которые могут привести к опухолям, раку и другим потенциально смертельным эффектам. Но сигналы мобильных телефонов попадают в категорию неионизирующих излучений.

Тем не менее, вызывает беспокойство тот факт, что исследование, проведенное Национальной программой по токсикологии США (NTP) за 30 миллионов долларов, показало, что радиация мобильного телефона повредила ДНК лабораторных крыс и также привела к росту заболеваемости раком.

На сегодняшний день NTP и Агентство по охране окружающей среды США еще не классифицируют 5G как потенциально опасные. Однако во всем мире некоторые исследователи отмечают большую распространенность опухолей, поражающих шею и голову. Это может быть связано с повсеместным использованием мобильных телефонов в нашем обществе - или нет. Даже известная клиника Майо говорит, что любая связь между сотовыми телефонами и раком в лучшем случае незначительна, и организация приводит одно исследование, в котором изучалось воздействие на сотовый телефон более 400 000 человек в течение двух десятилетий - просто нет подтвержденной связи между этими радио волнами и раком.

Вот почему эксперты предпочли бы, чтобы все просто глубоко вздохнули. Они говорят, что радиоволны 5G - это просто еще одна часть электромагнитного спектра, которой мы подвергаемся каждый день на этой планете. И они повторяют снова и снова, что до сих пор нет никаких изумительных доказательств, которые бы четко связывали мобильные телефоны с раком или другими негативными последствиями для здоровья.

Проблемы со здоровьем или нет, 5G идет, и он будет здесь раньше, чем позже. Городские жители станут первыми бенефициарами серьезного повышения скорости этой технологии. Те, кто в пригороде и сельской местности не должны быть слишком далеко позади. И когда фантазия 5G наконец-то сбудется - и ваша высокотехнологичная жизнь будет развиваться новыми способами, которые вы вряд ли можете себе представить.