جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

شبکه ۵G چگونه کار می‌کند
با وجود سیستم ۵G دستگاه‌های تلفن همراه قادر خواهند بود که اطلاعات را در کمتر از یک هزارم ثانیه ارسال و دریافت کنند.

شبکه ۵G چگونه کار می‌کند و چقدر خطرناک است؟

نسل پنجم فناوری اینترنت، ۵G، جهش بزرگ بعدی در سرعت دستگاه‌های بی‌سیم (wireless) است. این سرعت به کاربران موبایل اجازه می‌دهد تا بتوانند دانلود اطلاعات را با سرعت بالا و کمترین تاخیر بین ارسال و دریافت تجربه کنند. در شبکه ۵G نرخ ارسال داده‌ها از ده تا صدبرابر سریع‌تر از اینترنت نسل چهارم، ۴G، است. اما شبکه ۵G چگونه کار می‌کند و چقدر خطرناک است؟

هاریش کاریشناسوامی، استادیار مهندسی برق در دانشگاه کلمبیای نیویورک، می‌گوید: «این موضوع از آن جهت قابل‌توجه است که می‌تواند کاربردهای جدیدی، که پیش از این وجود نداشتند، امکان‌پذیر کند. فقط برای مثال، با این نرخ گیگابایت بر ثانیه شما خواهید توانست تا فیلم‌ها را بر روی موبایل و یا تبلت خود در کمتر از چند ثانیه دانلود کنید. این نرخ ارسال داده، واقعیت مجازی و استفاده از خودروهای خودکار و بدون راننده را امکان‌پذیر می‌کند.»

جدا از نرخ بالای ارسال اطلاعات، فناوری تعامل با کاربر ماشین‌های خودران نیازمند تاخیر بسیار کم است. هدف از ۵G در این‌گونه از فناوری‌ها بدست آوردن تاخیری کمتر از یک میلیونیوم ثانیه است. در این سرعت دستگاه‌های تلف‌های همراه می‌توانند اطلاعات را در کمتر از یک هزارم ثانیه ارسال و دریافت نمایند که از نظر کاربر کاملا آنی به نظر می‌رسد. برای دستیابی به این سرعت با استفاده از فناوری ۵G نیازمند فناوری‌ها و زیر ساخت‌های جدید هستیم.

شبکه ۵G چگونه کار می‌کند

از آن‌جایی که نسل اولیه‌ی تلفن‌های همراه و شبکه‌های بی‌سیم بر‌ روی یک طول‌موج رادیویی طیف الکترومغناطیسی کار می‌کنند، زمانی‌که تعداد استفاده‌کنندگان بیشتر می‌شود و تقاضای داده‌های بیشتری دارند، این اتوبان موج‌های رادیویی دچار ترافیک فزاینده‌ی اینترنتی می‌شود. جهت برطرف‌کردن این موضوع، تامین‌کنندگان اینترنت به‌دنبال استفاده از فرکانس‌های بالاتر موج‌های میلیمتری هستند. موج‌های میلیمتری از فرکانس‌های بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز استفاده می‌کنند که ده تا صد برابر بیشتر از موج‌های رادیویی است که امروزه در شبکه‌های ۴G و وای‌فای استفاده می‌شود. طول‌موج امواج میلیمتری بین ۱ تا ۱۰ میلی‌متر است در حالی‌که طول موج امواج رادیویی در حدود سانتیمتر است.

آیا می‌توانم دانشمند شوم؟

موج‌های میلی‌متری با فرکانس‌های بالاتر، خطوط جدیدی را در بزرگراه ارتباطی ایجاد می‌کنند، اما یک مشکل وجود دارد! امواج میلی‌متری به راحتی توسط شاخ و برگ درختان و ساختما‌ن‌ها جذب می‌شوند، بنابراین نیازمند فضا و ایستگاه‌های نزدیک به هم می‌باشند که به آن‌ها «سلول‌های کوچک» گفته می‌شود. خوشبختانه این ایستگاه‌ها بسیار کوچک‌تر و نیازمند توان کمتری نسبت به برج‌های متداول اینترنتی هستند و می‌توانند در بالای ساختمان‌ها و یا چراغ‌های برق نصب شوند. کوچک بودن ایستگاه‌ها فناوری‌های پیشرفته‌ی دیگری را نیز وارد عمل می‌کند. پایه‌های عظیم MIMO با ورودی‌ها و خروجی‌های چندگانه باعث ایجاد مزایایی مانند نیاز به انتهای کوچک‌تر می‌شود که باعث افزایش چشمگیر تعداد ورودی آنتن‌ها در هر ایستگاه می‌شود.

کریشناسوامی در آزمایشگاه موج‌های میلیمتری پرسرعت کلمبیا، می‌گوید: «با وجود تعداد بسیار زیاد آنتن، در حدود ده تا صد آنتن در هر ایستگاه، می‌توانید تعداد کاربر بیشتری در عین افزایش سرعت اینترنت داشته باشید.» این محقق و همکارانش ریزتراشه‌هایی را طراحی کرده‌اند که قادر است در آن واحد فناوری موج‌های میلیمتری و MIMO را فعال کند. موج‌های میلی‌متری و MIMO دو فناوری عمده‌ای هستند که فناوری ۵G برای سرعت اینترنت بیشتر با حداقل تاخیری که از آن انتظار داریم استفاده می‌کند.

شبکه ۵G چگونه کار می‌کند
هرچند شبکه ۵G نیازمند فضا و ایستگاه‌های نزدیک به هم می‌باشد اما خوشبختانه این ایستگاه‌ها بسیار کوچک‌تر و نیازمند توان کمتری نسبت به برج‌های متداول اینترنتی هستند. اعتبار تصویر: Shutterstock

آیا ۵G خطرناک است؟

اگرچه فناوری ۵G می‌تواند زندگی روزمره‌ی ما را بهبود ببخشد اما برخی از مصرف‌کنندگان نگران خطرات احتمالی این فناوری برای سلامتی هستند. بسیای از این نگرانی‌ها به علت استفاده‌ی بیش از حد فناوری ۵G از تششعات موج‌های میلی‌متری است و کنجکاوی در این باره است که َشبکه ۵G چگونه کار می‌کند. کنث فاستر استاد دانشگاه مهندسی پزشکی در دانشگاه ایالتی پنسلوانیا می‌گوید: «معمولا تشعشات یونیزه و غیریونیزه باهم اشتباه می‌شوند زیرا واژه تشعشع برای هر دوی آن‌ها استفاده می‌شود. تمامی نورها تششع هستند، آن‌ها انرژی‌هایی هستند که به‌راحتی در فضا حرکت می‌کنند. این تششعات یونیزه هستند که خطرناک‌اند زیرا می‌توانند ترکیبات شیمیایی و اتصالات آن را بشکنند.»

علم ممکن است سخت باشد، اما همین زیبایش می‌کند

دلیلی این که ما در بیرون از خانه از ضدآفتاب استفاده می‌کنیم، تشعشعات یونیزه هستند زیرا امواج کوتاه فرابنفش که از آسمان می‌آیند انرژی لازم برای اینکه الکترون‌ها را از اتم‌ها جدا کنند دارند و این می‌تواند به سلول‌های پوستی و DNA آن‌ها آسیب بزند. از سوی دیگر موج‌های میلی‌متری موج یونیزه محسوب نمی‌شوند زیرا آن‌ها دارای طول‌موج بلندتر هستند و انرژی کافی برای آسیب‌رسانی مستقیم به سلول ها را ندارند.

تنها خطر اثبات‌شده امواج غیریونیزه ایجاد حرارت زیاد است. فاستر که به مدت پنجاه سال بر روی اثرات امواج رادیویی بر روی سلامتی تحقیق کرده است می‌گوید: «در بالاترین حد تششع امواج رادیویی می‌توانند خطرناک باشند و باعث ایجاد سوختگی و یا آسیب‌های حرارتی شوند اما این سطح برخورد در حالت عادی اتفاق نمی‌افتد و فقط در کاربرد‌های خاص مانند ترنسمیترهای با قدرت بالا و یا گاهی‌اوقات در فرآیندهای نامتعارف پزشکی روی می‌دهد.»

بسیاری از مردم نگران سازگاری فناوری ۵G نسبت به نسل‌های قبلی اینترنت هستند. افراد مشکوک معتقدند که قرارگرفتن در معرض تششعات غیربونی دلیل بسیاری از بیماری‌ها، از تومورهای سرطانی تا سردردهای مزمن هستند. در سالیان متمادی نزدیک به هزاران تحقیق بر روی این نگرانی‌ها انجام شده‌ است. در سال ۲۰۱۸ برنامه‌ی سم‌شناسی ملی نتایج یک دهه مطالعه بر روی شواهد افزایش تومورهای مغزی و غدد فوق کلیوی در موش‌های نری (نه موش‌های ماده) که در معرض امواج رادیویی ۲G و ۳G تلفن همراه قرار گرفته بودند، منتشر کردند. این حیوانات چهار برابر بیشتر در معرض سطح مجاز تشعشع که انسان می بایست در آن قرار بگیرد، قرار گرفتند. فاستر می‌گوید بسیاری از مخالفان امواج رادیویی معمولا تحقیقاتی را انتخاب می‌کنند که با نظر آن‌ها هم‌سو است و اغلب کیفیت روش‌های آزمایشی و تناقض نتایج را نادیده می‌گیرند. اگر چه او با بسیاری از نتیجه‌گیری‌‌ها در مورد نسل‌های گذشته‌ی اینترنت مخالف است اما با این موضوع موافق است که ما نیاز به مطالعات بیشتری برای بررسی نتایج ممکن تاثیر شبکه‌های ۵G بر سلامتی داریم.

تا کجا به ارقام عدد پی نیاز داریم؟

فاستر می گوید: «حتی با وجود آن‌که می‌دانیم شبکه ۵G چگونه کار می‌کند ، هرکسی که من می‌شناسم، از جمله خودم، تحقیقات بیشتری را بر روی تاثیرات شبکه ۵G توصیه می‌کند. تحقیقات زیادی بر روی این فناوری صورت نگرفته است.» بسیاری از مخالفان معتقدند که دانستن مزایای اینترنت ۵G باعث می‌شود که جامعه مزایای آن را نسبت به مجهولاتش برتری ببخشد. کریشناسوامی می‌گوید: «من فکر می‌کنم ۵G می‌تواند زندگی ما را دگرگون ساخته و مسائل بنیادی جدیدی را ایجاد کند. این کاربردها چه خواهد بود و چه تاثیراتی خواهند داشت؟ ما اکنون نمی‌توانیم به طور قطع بگوییم. این می‌تواند باعث تعجب همه‌ی ما شود و جامعه را تغییر دهد. اگر تاریخ چیزی به ما آموخته‌است، آن‌گاه فناوری ۵G مثالی دیگر خواهد بود که شبکه‌ی بی‌سیم از گذشته برای ما به ارمغان آورده است.»


مترجم: مارال مشعوف/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: livescience

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
43
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
140
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
83
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
56
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
77