La quinta generación de tecnología celular, 5G, es el próximo gran salto en velocidad para dispositivos inalámbricos. Esta velocidad incluye tanto la velocidad que los usuarios móviles pueden descargar datos a sus dispositivos como la latencia o retraso que experimentan entre el envío y la recepción de información.
5G tiene como objetivo entregar velocidades de datos que son de 10 a 100 veces más rápidas que las redes 4G actuales. Los usuarios deben esperar ver velocidades de descarga del orden de gigabits por segundo (Gb / s), mucho mayores que las velocidades de decenas de megabits por segundo (Mb / s) de 4G.
"Eso es significativo porque permitirá nuevas aplicaciones que hoy en día no son posibles", dijo Harish Krishnaswamy, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Universidad de Columbia en Nueva York. "Solo por ejemplo, a velocidades de datos de gigabits por segundo, podría descargar una película a su teléfono o tableta en cuestión de segundos. Ese tipo de velocidades de datos podría permitir aplicaciones de realidad virtual o automóviles autónomos".
Además de requerir altas velocidades de datos, las tecnologías emergentes que interactúan con el entorno del usuario, como la realidad aumentada o los automóviles autónomos, también requerirán una latencia extremadamente baja. Por esa razón, el objetivo de 5G es lograr latencias por debajo de la marca de 1 milisegundo. Los dispositivos móviles podrán enviar y recibir información en menos de una milésima de segundo, de forma instantánea para el usuario. Para lograr estas velocidades, el lanzamiento de 5G requiere nueva tecnología e infraestructura.
La nueva red
Desde la primera generación de teléfonos móviles, las redes inalámbricas han operado en las mismas bandas de radiofrecuencia del espectro electromagnético. Pero a medida que más usuarios abarrotan la red y exigen más datos que nunca, estas carreteras de ondas de radio se congestionan cada vez más con el tráfico celular. Para compensar, los proveedores de telefonía celular desean expandirse a las frecuencias más altas de ondas milimétricas.
Las ondas milimétricas usan frecuencias de 30 a 300 gigahercios, que son de 10 a 100 veces más altas que las ondas de radio que se usan actualmente para las redes 4G y WiFi. Se llaman milímetros porque sus longitudes de onda varían entre 1 y 10 milímetros, mientras que las ondas de radio son del orden de centímetros.
La mayor frecuencia de las ondas milimétricas puede crear nuevos carriles en la autopista de comunicación, pero hay un problema: las ondas milimétricas son fácilmente absorbidas por el follaje y los edificios y requerirán muchas estaciones base muy cercanas, llamadas celdas pequeñas. Afortunadamente, estas estaciones son mucho más pequeñas y requieren menos energía que las torres celulares tradicionales y se pueden colocar encima de edificios y postes de luz.
La miniaturización de las estaciones base también permite otro avance tecnológico para 5G: Massive MIMO. MIMO significa entrada múltiple y salida múltiple, y se refiere a una configuración que aprovecha las antenas más pequeñas necesarias para ondas milimétricas al aumentar drásticamente el número de puertos de antena en cada estación base.
"Con una cantidad masiva de antenas, decenas a cientos de antenas en cada estación base, puede atender a muchos usuarios diferentes al mismo tiempo, aumentando la velocidad de datos", dijo Krishnaswamy. En el laboratorio de CI de alta velocidad y ondas milimétricas de Columbia (COSMIC), Krishnaswamy y su equipo diseñaron chips que permiten tecnologías de ondas milimétricas y MIMO. "MIMO de onda milimétrica y masiva son las dos tecnologías más grandes que 5G usará para ofrecer las velocidades de datos más altas y la menor latencia que esperamos ver".
¿Es peligroso el 5G?
Aunque 5G puede mejorar nuestra vida cotidiana, algunos consumidores han expresado su preocupación por los posibles riesgos para la salud. Muchas de estas preocupaciones están relacionadas con el uso de 5G de la radiación de onda milimétrica de mayor energía.
"A menudo hay confusión entre la radiación ionizante y no ionizante porque el término radiación se usa para ambos", dijo Kenneth Foster, profesor de bioingeniería en la Universidad Estatal de Pensilvania. "Toda luz es radiación porque es simplemente energía que se mueve a través del espacio. Es radiación ionizante lo que es peligroso porque puede romper enlaces químicos".
La radiación ionizante es la razón por la que usamos protector solar afuera porque la luz ultravioleta de onda corta del cielo tiene suficiente energía para expulsar los electrones de sus átomos, dañando las células de la piel y el ADN. Las ondas milimétricas, por otro lado, no son ionizantes porque tienen longitudes de onda más largas y no tienen suficiente energía para dañar las células directamente.
"El único peligro establecido de la radiación no ionizante es el calentamiento excesivo", dijo Foster, quien ha estudiado los efectos de las ondas de radio en la salud durante casi 50 años. "A altos niveles de exposición, la energía de radiofrecuencia (RF) puede ser peligrosa, produciendo quemaduras u otros daños térmicos, pero estas exposiciones generalmente se producen solo en entornos ocupacionales cerca de transmisores de radiofrecuencia de alta potencia, o en ocasiones en procedimientos médicos que salen mal. "
Muchas de las protestas del público por la adopción de 5G hacen eco de las preocupaciones sobre las generaciones anteriores de tecnología celular. Los escépticos creen que la exposición a la radiación no ionizante aún puede ser responsable de una variedad de enfermedades, desde tumores cerebrales hasta dolores de cabeza crónicos. Con los años, ha habido miles de estudios que investigan estas preocupaciones.
En 2018, el Programa Nacional de Toxicología lanzó un estudio de una década de duración que encontró evidencia de un aumento en los tumores cerebrales y de las glándulas suprarrenales en ratas macho expuestas a la radiación de RF emitida por teléfonos celulares 2G y 3G, pero no en ratones o ratas hembra. Los animales fueron expuestos a niveles de radiación cuatro veces más altos que el nivel máximo permitido para la exposición humana.
Muchos opositores al uso de ondas de RF seleccionan los estudios que respaldan su argumento, y a menudo ignoran la calidad de los métodos experimentales o la inconsistencia de los resultados, dijo Foster. Aunque no está de acuerdo con muchas de las conclusiones que los escépticos tienen sobre las generaciones anteriores de redes celulares, Foster está de acuerdo en que necesitamos más estudios sobre los posibles efectos sobre la salud de las redes 5G.
"Todos los que conozco, incluido yo, recomiendan más investigación sobre 5G porque no hay muchos estudios de toxicología con esta tecnología", dijo Foster.
Para los defensores de 5G, muchos creen que los beneficios que 5G puede proporcionar a la sociedad superan con creces las incógnitas.
"Creo que 5G tendrá un impacto transformador en nuestras vidas y permitirá cosas fundamentalmente nuevas", dijo Krishnaswamy. "Cuáles serán esos tipos de aplicaciones y cuál será el impacto, no podemos decirlo con certeza en este momento. Podría ser algo que nos sorprenda y realmente cambie algo para la sociedad. Si la historia nos ha enseñado algo, entonces 5G lo hará sea otro ejemplo de lo que la tecnología inalámbrica puede hacer por nosotros ".
