mast2.jpg

הדור הסלולרי החמישי (5G)

  • המונח "דור סלולרי" מתייחס לטכנולוגיה של התקשורת הסלולרית. הדורות הסלולריים הדומיננטיים כיום הם הדור השלישי (3G) ובעיקר הדור הרביעי (4G). הדור החמישי (5G) הוא הדור הבא של התקשורת הסלולרית, והוא צפוי להיכנס לשימוש ראשוני בעוד כשנתיים.
  • הדור הסלולרי החמישי נועד לאפשר פתרונות טכנולוגיים לשיפור היכולות הקיימות בטלפונים החכמים (למשל, ייעול תעבורת המידע הגדולה ברשת הסלולרית) ולתמיכה במערכות Internet of Things - IoT המאפשרות יכולת חיבור של "עצמים חכמים" רבים ברשת האינטרנט שנועדו לאיסוף מידע מרחוק, ניתוח מידע זה וניהולו.
  • הדור החמישי יפעל בתדרים של הדורות הנוכחיים, אך גם בתדרים הגבוהים פי עשרה ויותר, המשתייכים ברובם לתחום הגלים המילימטריים. קרינה בתדרים אלו הינה בעלת עומק חדירה קטן יחסית לגוף האדם (החדירה היא בעיקר לרקמות העור).
  • דור 5 מאופיין בשימוש בתאים סלולריים קטנים מאד (small cells) ורבים מאד, אשר "יכסו" יחד אזורים שונים, בשילוב תאים גדולים יותר שימוקמו באזורי ביניים. בתאים אלו תיושם טכנולוגיית "הטיית אלומות" (beam steering), המכוונת כלפי המשתמש וכתוצאה מכך תפחת החשיפה לקרינה "סביבתית" מאתר סלולרי על ידי אלו שאינם משתמשים בו.

 

המונח "דור סלולרי" מתייחס לטכנולוגיה של התקשורת הסלולרית. מעבר בין "דור סלולרי" אחד למשנהו מתרחש אחת לעשור לערך. הטלפונים הסלולריים הראשונים, אשר נכנסו לשימוש בעיקר בשנות השמונים ובהמשך הוגדרו כטלפונים מהדור הראשון (1G), היו טלפונים אנלוגיים אשר שימשו לשיחה (דיבור) בלבד. הדור הסלולרי השני (2G) נכנס לשימוש בעיקר בשנות התשעים והתבסס על תקשורת דיגיטלית מסוג TDMA ו-CDMA, ובנוסף לשיחה סופקו שירותים ראשוניים דוגמת הודעות טקסט (SMS).

הדורות הסלולריים הבאים, והדומיננטיים כיום, הם הדור השלישי (3G) ובעיקר הדור הרביעי (4G). דורות אלו מאפשרים שיפורים טכנולוגיים משמעותיים, כיוון שהם מיועדים במידה רבה גם לתמיכה בתקשורת נתונים (data) בקצבים גבוהים. הדור השלישי ובמיוחד הדור הרביעי, מאפשרים את  הפיכת הטלפון הסלולרי לטלפון חכם (סמארטפון) ותומכים בשירותים מתקדמים כגון גלישה באינטרנט, שימוש באפליקציות (ישומונים) מתקדמות, העברת תמונות וקבצים מסוגים שונים, שיחות וידאו ועוד.

 

המעבר המתוכנן לדור הסלולרי החמישי, נועד לשני צרכים עיקריים:

  • שיפור יכולת התמיכה בפעולת הטלפונים החכמים (הסמארטפונים). בשל השימוש הרב ביכולות המתקדמות שמאפשרים הטלפונים החכמים (כגון אפליקציות, צפייה בווידאו, שיחות וידאו ועוד) גדל הצורך בהעברת כמות גדולה של נתונים ברשת הסלולרית וביכולת החיבור בין התקנים שונים. הרשת הסלולרית נדרשת לטפל בצורה יעילה יותר בתעבורת מידע גדולה יותר, והדבר מצריך פתרונות טכנולוגיים (בדומה לצורך בפתרונות תחבורה עקב עומס של כלי רכב בכבישים).
  • תמיכה במערכות Internet of Things) IoT), "האינטרנט של הדברים". ה- IoT הוא מערך של עצמים מגוונים, חלקם "עצמים חכמים" ("smart objects") - כגון מקרר חכם וטלוויזיה חכמה - וחלקם מחשבים ומכשירים ניידים לסוגיהם. עצמים אלו הם בעלי יכולת קישור דרך רשת האינטרנט (באופן ישיר או עקיף ובאופן אלחוטי או קווי) לצורך איסוף מידע מרחוק, ניתוח מידע זה וניהולו. הרשת הסלולרית נדרשת על כן לתמוך ביכולת חיבור של "עצמים חכמים" רבים מאד; לדוגמה מערכות ומחשבים המהווים חלק מהערים החכמות, הבית החכם, התחבורה החכמה, הקניה החכמה, האנרגיה החכמה ועוד.
  קישוריות הדור הסלולרי החמישי לקהילה
    התמונה לקוחה מהאתר: www.emfexplained.info

 

אחד מיתרונותיו של ה- IoT מתקשר למושג "חיים עצמאיים" המאפשר סיוע טכנולוגי לבעלי מוגבלויות, לחולים כרוניים ולקשישים. בתוך כך ניתן למנות שימוש בשעונים חכמים, צמידי כושר, משקפיים ייעודים כמו גם טלפונים חכמים וטאבלטים המשמשים למעקב תפקוד ובריאות לקשישים (סיוע בבעיות זיכרון, זיהוי נפילה, זיהוי אובדן הכרה), מעקב אישי אחר נוטלי תרופות, מעקב אחר מדדים פיזיולוגיים (טמפרטורה, דופק, לחץ דם, רמת סוכר, רמת חמצן) ועוד.

עם התפתחות ה- IoT במהלך השנים הבאות, צפוי שהרשת הסלולרית תידרש לתמוך יותר בתקשורת בין "עצמים חכמים" (Machine–to-Machine, M2M) מאשר בתקשורת בין בני אדם!

 

הדור הסלולרי החמישי נועד, כאמור, לאפשר פתרונות טכנולוגיים לשיפור היכולות הקיימות בטלפונים החכמים וכדי לתמוך ב-IoT, באמצעות שיפורי ביצועים. לדוגמה, הגדלת קצב הנתונים (עד פי 10 ויותר מאשר בדור הרביעי המתקדם) כדי לאפשר העברת קבצים "כבדים" וקיצור משך ההשהיה (פי 30 לערך) כדי לאפשר חיבור מהיר ותגובה מהירה של התקנים. בנוסף, הדור הסלולרי החמישי יאפשר הגדלת יכולת הקישוריות (עד חיבור של מיליון משתמשים בערך בשטח של 1 קמ"ר) על מנת לחבר מערכות רבות של IoT בו זמנית לרשת הסלולרית.

 

הבדלים עיקריים בין הדור הסלולרי החמישי לבין הדורות הנוכחיים (בעיקר הרביעי):

  • תדרי הפעולה -  הדור החמישי יפעל גם בתדרים של הדורות הנוכחיים (900, 1800, 2100, 2600 מגה הרץ בקירוב) אך גם בתדרים גבוהים פי עשרה ויותר, המשתייכים ברובם לתחום הגלים המילימטריים (גלים קצרים באורך של מספר מילימטרים), בתדרים בין 24 ג'יגה-הרץ (מיליארדי הרצים) ועד 86 ג'יגה-הרץ. קרינה בתדרים אלו הינה בעלת עומק חדירה קטן יחסית לגוף האדם (החדירה היא בעיקר לרקמות העור).

 

מיקום הדור הסלולרי החמישי בספקטרום האלקטרומגנטי

 

  • שימוש בתאים סלולריים קטנים מאד (small cells) ורבים מאד, אשר "יכסו" יחד אזורים שונים בקרבת האדם ומערכות IoT, וזאת בשילוב תאים גדולים יותר שימוקמו באזורי ביניים.
  שיטת "כיסוי" השטח וסוגי התאים הסלולריים בדור הסלולרי החמישי
    התמונה לקוחה מהאתר: www.emfexplained.info

 

התאים הסלולריים יפעלו תוך יישום טכנולוגיית "הטיית אלומות" (beam steering), שמשמעותה יצירה של אלומות קרינה המכוונות כלפי המשתמש, וזאת כדי לפעול בצורה יעילה ולהקטין את ההפרעות ההדדיות. בהיבט של חשיפה לקרינה, המשמעות היא הפחתת החשיפה לקרינה "סביבתית" מאתר סלולרי על ידי אלו שאינם משתמשים בו.

 

יצירת אלומות בשיטת MIMO   טכנולוגיית תקשורת נוספת שתייחד את הדור החמישי היא טכנולוגיית Massive MIMO  (MIMO, multiple in/multiple out – ריבוי קלט וריבוי פלט). כל אתר סלולרי יוכל ליצור קשר בו זמנית עם משתמשים רבים מאד, בשידור ובקליטה, וכך יוכל לתמוך ביכולת חיבור עם מערכות המשתייכות ל"אינטרנט של הדברים".
התמונה לקוחה מהאתר: www.emfexplained.info    

 

 

         
   

הדור הסלולרי החמישי צפוי להיכנס לשימוש בעולם בעוד כשנתיים,
תחילה בשילוב עם הדור הרביעי, וההערכה היא כי לקראת שנת 2025
יהיה בו שימוש נרחב

   
         

 

תאריך עדכון: 31.10.2018