لا، لن تتداخل تقنية 5G مع الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس. وهنا لماذا

سوف 5G تغيير الطريق تماما نحن نستخدم هواتفنا المحمولة، ونقدم سرعات فائقة لا تعني مجرد تنزيل برامجك المفضلة بشكل أسرع. لكن 5G يأتي مع مجموعة من المخاوف، بدءًا من النطاق المحدود وضعف اختراق المباني إلى المخاوف المتعلقة بـ الآثار الصحية الضارة.

ولكن الآن هناك مشكلة جديدة: الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس. مقال أبريل في الطبيعة أثار مجتمع الأرصاد الجوية ضجة، حيث قام بتفصيل التداعيات المحتملة للحادث الأخير مزاد من لجنة الاتصالات الفيدرالية من 24.25 إلى 24.45 ومن 24.75 إلى 25.25 جيجاهيرتز نطاق. هناك مشكلة واحدة: هذا التردد قريب من التردد الذي يستخدمه خبراء الأرصاد الجوية للكشف عن بخار الماء في الهواء.

تعطيل الطقس؟

يصدر بخار الماء إشارة راديوية ضعيفة بتردد 23.8 جيجا هرتز، والتي تكتشفها الأقمار الصناعية. أصبحت صور بخار الماء جزءًا مهمًا من التنبؤ بالطقس، لأنها تساعد خبراء الأرصاد الجوية على فهم أفضل الحركة في الغلاف الجوي، ويزود النماذج الحاسوبية ببيانات مهمة للتنبؤ بشكل أفضل بتطورها العواصف.

"المخاوف واقعية، حيث من المتوقع أن يؤدي انخفاض القدرة على اكتشاف بخار الماء إلى إعادة دقة توقعاتنا إلى مستوى أعلى." "المستويات التي شوهدت آخر مرة كانت في عام 1980 تقريبًا،" هكذا قال كيفن ماكماهون، المدير التنفيذي لقسم الهواتف المحمولة والتقنيات الناشئة في شركة Digital ومقرها شيكاغو الاستشارات SPR، قال الاتجاهات الرقمية. "نحن نتصادم مع الطبيعة. هناك الصفقات التبعية لاعتبار."

كما أن الهجوم الواضح على الاستشعار عن بعد للطقس لم ينته بعد. قد تؤثر المزادات المخطط لها في المستقبل على اكتشاف هطول الأمطار (36 إلى 37 جيجا هرتز)، ودرجة الحرارة (50.2 إلى 50.4 جيجا هرتز)، وحتى الاستشعار السحابي التقليدي لأقمار الطقس الصناعية (80 إلى 90 جيجا هرتز).

ولكن هل كل هذا الخوف والبغض مجرد نسخة عالية التقنية من فيلم "تشيكن ليتل"؟ ربما، وهنا السبب.

الأمر كله يتعلق بالانتشار

لفهم السبب، نحتاج أولاً إلى معرفة الأساس العلمي وراء كيفية عمل الترددات الراديوية، والأهم من ذلك كيفية عملها ينتشر. ولعل أفضل طريقة لفهم ذلك هي استخدام أجهزة الراديو الموجودة في منازلنا وسياراتنا كمثال.

عند الترددات المنخفضة جدًا، تنتقل موجات الراديو لمسافات أبعد لأنها تحتوي على أطوال موجية أطول. يمكنهم أيضًا السفر عبر الأشياء بسهولة. فكر في راديو الموجة القصيرة: يمكن للبث أن ينتقل حول العالم ليلاً باستخدام طاقة قليلة نسبيًا (وهو أيضًا في نطاق "البقعة الحلوة" التكاثرية أيضاً). وبالمثل، فإن البث الإذاعي AM، الذي له ترددات أقل بقليل من تردد الموجة القصيرة، يمكنه أيضًا السفر لمسافات طويلة في الليل، ولكن ليس بقدر الموجة القصيرة.

الآن قارن ذلك بإشارة FM، التي تستخدم ترددًا أعلى بكثير. مع الطول الموجي الأقصر بكثير، نادرًا ما تنتقل إشارات راديو FM لأكثر من 100 ميل أو نحو ذلك في أحسن الأحوال. للإرسال عبر مسافة كبيرة، تكون احتياجاتك من الطاقة أعلى بكثير من نطاقات الموجات القصيرة أو نطاقات AM.

تعمل الهواتف المحمولة التقليدية على ترددات أعلى بكثير من راديو FM. كما قد تتخيل، فإن الأطوال الموجية أقصر بكثير، لذا يتم تقليل النطاق بشكل أكبر، كما أن قدرته على التعامل مع العوائق أقل قوة بكثير. وهذا هو السبب في أن شبكات الجيل التالي اللاسلكية المبكرة في الولايات المتحدة كانت سيئة للغاية: حيث كانت تعمل على ترددات 1700 و2100 ميجاهرتز، وكان نطاق الأبراج أقل بكثير، وكان الاستقبال الداخلي متقطعًا.

لقد أصبح الأمر أفضل بكثير، ولكن فقط بفضل شبكة موسعة (ومتقاربة إلى حد ما) من الأبراج الخلوية. لكن هذا غير ممكن في كل مكان، وشركات الاتصالات اللاسلكية — وأبرزها تي موبايل - قامت بتخزين طيف الترددات المنخفضة عندما يصبح متاحًا. لكن حتى هناك، ليس من الواضح تمامًا بعد كيفية الحصول على السرعات العالية جدًا ومن المتوقع أن توفر 5G — نظرًا لأن النطاق الترددي لا يزال ضيقًا.

فلماذا نستخدم طيف الجيجاهيرتز في شبكات الجيل الخامس إذن؟

سبب بسيط: الازدحام. تتم مشاركة طيف التردد في النطاقات السفلية بواسطة عشرات إن لم يكن مئات الاستخدامات. ونتيجة لذلك، تخدم أجزاء صغيرة من الطيف عددًا كبيرًا من الأجهزة. عندما تدخل إلى الجزء متعدد الجيجاهرتز من الطيف الراديوي، يقل عدد الأشخاص الذين يستخدمونه كثيرًا. قليل جدًا، بحيث تصبح الخراطيم الصغيرة ذات النطاق الترددي المنخفض للنطاق اللاسلكي السفلي أنابيب كبيرة عند هذه الترددات العالية جدًا، أو موجة ملليمتر (mmWave).

تغطي mmWave الترددات من 30 إلى 300 جيجا هرتز تقريبًا، على الرغم من أن الترددات المنخفضة حتى 24 جيجا هرتز تعتبر موجة mmWave أيضًا. إن مقدار النطاق الترددي المتوفر في mmWave هائل: يعتقد الخبراء أن mmWave لديه القدرة على تعزيزه سرعات تنزيل تصل إلى 10 جيجابت في الثانية - جعل جميع أنواع التطبيقات ممكنة بما في ذلك الواقع الافتراضي المباشر والواقع المعزز، والمركبات الذكية ذاتية القيادة، والمزيد. يتطلب أي من هذه التطبيقات جَسِيم كميات من عرض النطاق الترددي، والطيف غير موجود عبر النطاقات السفلية للقيام بذلك.

ولكن دعونا نعود إلى المناقشة حول الانتشار. بالفعل عند الترددات 1700 و2100 ميجا هرتز حيث تعمل معظم الشبكات الحالية، توجد مشكلات في الاستقبال في الداخل والمناطق التي تعاني من عوائق شديدة. ويتفاقم هذا كلما زاد التردد.

"تعتمد [5G] على طيف الموجات المليمترية لتوصيل سرعاتها القصوى، وهي حقيقة صعبة تشير الفيزياء إلى أن هذه الترددات الأعلى تتحلل بسهولة أكبر، ولا يمكن أن تنتشر بشكل أقل تلك،" النطاق العريض الآن أوضح خبير السياسة تايلر كوبر لـ Digital Trends. "وهذا يعني أن أعظم إمكانات الجيل الخامس من المرجح أن تنتقل إلى جيوب حضرية كثيفة للغاية."

اكتشفت شركة Verizon ذلك أثناء طرح شبكة 5G الخاصة بها في جميع أنحاء الولايات المتحدة لتغطية المدن، تضطر الشركة إلى وضع برج صغير في كل ركن من أركان كل مبنى، كما اكتشفنا في هذا المقال أبريل اختبار شبكة Verizon 5G ومرة أخرى في مايو باستخدام جالاكسي اس10 5 جي. ابتعد مسافة قصيرة عن جهاز الإرسال وستعود إلى شبكة LTE.

الأقمار الصناعية آمنة

إن حقائق mmWave والفيزياء القديمة الجيدة هي الأسباب التي تجعل الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس وأي مستخدم محتمل آخر لترددات متعددة جيجاهرتز آمنة في المستقبل المنظور. لن تغير أي تكنولوجيا جديدة هذا. في حين أن المزادات قد تكون مفتوحة للترددات القريبة من مكان عمل هذه الأقمار الصناعية، إلا أن تعتبر الترددات المباعة ذات قيمة مشكوك فيها بالنسبة لشركات الاتصالات اللاسلكية نظرًا لانتشارها الضعيف أداء.

علاوة على ذلك، ليس من الواضح تمامًا ما إذا كانت شركة الاتصالات اللاسلكية ستحتاج أو ترغب في استخدام الجزء الصغير من النطاقات التي تم بيعها مؤخرًا والتي قد تتداخل مع صور الأقمار الصناعية. من المتوقع من أصحاب تراخيص الطيف أن يحافظوا على التداخل عند الحد الأدنى كشرط لترخيصهم. في معظم الأحيان، كانت شركات الاتصالات مشرفة جيدة على شبكاتها، وليس هناك حقًا سبب لتوقع أنها لن تكون كذلك الآن.

هل يمكن أن تكون هناك مشاكل على الطريق؟ بالتأكيد. ولكن قد نكون على بعد سنوات إن لم يكن عقودًا من ذلك، وبحلول ذلك الوقت ربما نكون قد انتقلنا إلى تكنولوجيا أخرى من الجيل التالي. لكن في الوقت الحالي، ليس لدى خبير الأرصاد الجوية لديك ما يخشاه.

توصيات المحررين

• إن تقدم T-Mobile الهائل في سرعات 5G لن يذهب إلى أي مكان
• لقد خضعت خطة Verizon الخاصة بك للتو إلى إصلاح شامل – إليك ما هو الجديد
• إذا كنت تحب الهواتف الرخيصة، فسوف تحب هذين الخيارين الجديدين من Moto G
• تعد أحدث خطط T-Mobile مثيرة للعملاء الجدد (والقدامى).
• لا تزال تقنية 5G من T-Mobile لا مثيل لها – ولكن هل استقرت السرعات؟

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.