ارتباطات بی‌سیم یکی از پیشرفت‌های بزرگ در دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات است که به ما امکان می‌دهد بدون نیاز به کابل‌های فیزیکی اطلاعات را منتقل کنیم. این نوع ارتباطات مبتنی بر امواج الکترومغناطیسی (Electromagnetic Waves) است. اما یکی از سوالات رایجی که مطرح می‌شود این است که آیا امواجی که مودم‌ها برای ارتباط استفاده می‌کنند با امواج رادیویی تفاوت دارند؟ در این مقاله به بررسی علمی و جامع این موضوع خواهیم پرداخت.

امواج الکترومغناطیسی (Electromagnetic Waves): مقدمه‌ای بر اصول

تمامی امواج مورد استفاده در ارتباطات بی‌سیم، چه در دستگاه‌های مودم، تلفن همراه، و چه در رادیوها، نوعی از امواج الکترومغناطیسی (Electromagnetic Waves) هستند. امواج الکترومغناطیسی شامل یک میدان الکتریکی (Electric Field) و یک میدان مغناطیسی (Magnetic Field) است که به صورت عمود بر هم نوسان می‌کنند و در خلاء یا محیط‌های دیگر به سرعت نور حرکت می‌کنند. طیف امواج الکترومغناطیسی شامل انواع مختلفی از امواج از جمله:

1. امواج رادیویی (Radio Waves)
2. امواج مایکروویو (Microwaves)
3. امواج فروسرخ (Infrared Waves)
4. امواج مرئی (Visible Light)
5. امواج فرابنفش (Ultraviolet Waves)
6. اشعه ایکس (X-rays)
7. اشعه گاما (Gamma Rays)

امواج رادیویی (Radio Waves): مبنای بسیاری از ارتباطات

امواج رادیویی پایین‌ترین فرکانس را در طیف الکترومغناطیسی دارند و برای دهه‌ها به عنوان یکی از اصلی‌ترین ابزارهای ارتباطات بی‌سیم استفاده شده‌اند. فرکانس امواج رادیویی معمولاً بین 30 هرتز تا 300 گیگاهرتز (30 Hz to 300 GHz) است و کاربردهای زیادی دارد؛ از جمله:

• پخش رادیویی AM و FM (AM/FM Radio Broadcasting)
• پخش تلویزیونی (Television Broadcasting)
• رادار (Radar)
• کنترل از راه دور (Remote Control)

این امواج می‌توانند از طریق هوا، دیوارها و حتی موانع فیزیکی به خوبی منتقل شوند، و به همین دلیل در دستگاه‌های بی‌سیم مثل رادیوها (Radios)، تلویزیون‌ها (Televisions) و گوشی‌های تلفن همراه (Mobile Phones) به کار گرفته می‌شوند.

امواج مورد استفاده در مودم‌ها (Waves Used by Modems): تفاوت‌ها و شباهت‌ها

مودم‌های بی‌سیم، مانند مودم‌های Wi-Fi، نیز از امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند، اما محدوده فرکانسی که در اینجا استفاده می‌شود عموماً بالاتر از امواج رادیویی سنتی است. مودم‌ها عمدتاً از امواج مایکروویو (Microwaves) استفاده می‌کنند که در محدوده فرکانس 2.4 گیگاهرتز تا 5 گیگاهرتز (2.4 GHz to 5 GHz) (و جدیداً 6 گیگاهرتز (6 GHz)) قرار دارند.

این تفاوت فرکانس به دلیل تفاوت در نیازهای ارتباطاتی است:

• امواج مایکروویو (Microwaves) می‌توانند داده‌ها را با سرعت بالاتری منتقل کنند.
• امواج رادیویی (Radio Waves) معمولاً برای انتقال اطلاعات ساده مانند صدا استفاده می‌شوند، در حالی که امواج مایکروویو به دلیل فرکانس بالاتر توانایی انتقال داده‌های حجیم‌تر (مانند ویدئو یا فایل‌های بزرگ) را دارند.

بنابراین، امواج مودم‌های Wi-Fi و امواج رادیویی اساساً از یک نوع (امواج الکترومغناطیسی) هستند، اما در فرکانس و برخی ویژگی‌های دیگر تفاوت دارند.

بررسی فرکانس‌ها: چرا مودم‌ها از امواج مایکروویو استفاده می‌کنند؟

مودم‌های Wi-Fi به دلیل نیاز به انتقال داده‌های حجیم‌تر، به فرکانس‌های بالاتر نیاز دارند. امواج با فرکانس بالاتر مانند امواج مایکروویو دارای طول موج کوتاه‌تری (Shorter Wavelength) هستند که باعث می‌شود:

1. ظرفیت بیشتر برای انتقال داده‌ها (Higher Data Transfer Capacity): امواج مایکروویو توانایی انتقال اطلاعات با سرعت‌های بالاتری را دارند. به همین دلیل، مودم‌های Wi-Fi که نیاز به انتقال فایل‌های بزرگ یا استریم ویدئو دارند از این فرکانس‌ها استفاده می‌کنند.
2. تداخل کمتر (Less Interference): یکی از دلایل استفاده از باندهای خاص فرکانسی، جلوگیری از تداخل با سایر دستگاه‌ها است. امواج مایکروویو کمتر از امواج رادیویی در معرض تداخل قرار می‌گیرند.
3. نیاز به بُرد محدودتر (Limited Range): امواج مایکروویو نسبت به امواج رادیویی بُرد کوتاه‌تری دارند و همین امر باعث می‌شود که برای شبکه‌های خانگی یا محیط‌های کاری کوچک که نیازی به پوشش گسترده ندارند، مناسب باشند.

تفاوت در نحوه انتشار امواج (Propagation Differences)

یکی دیگر از تفاوت‌های مهم بین امواج رادیویی و امواج مودم‌ها در نحوه انتشار این امواج است. امواج رادیویی می‌توانند مسافت‌های بسیار زیادی را طی کنند و در مقیاس وسیع‌تری پراکنده شوند. به همین دلیل، امواج رادیویی برای پخش تلویزیونی و رادیویی (Broadcasting) ایده‌آل هستند.

اما امواج مایکروویو که در مودم‌های بی‌سیم استفاده می‌شوند، برد کوتاه‌تری دارند و برای انتقال اطلاعات در فاصله‌های نزدیک طراحی شده‌اند. این امر به این دلیل است که:

• امواج مایکروویو (Microwaves) با افزایش فاصله توان خود را سریع‌تر از دست می‌دهند.
• باند فرکانسی مودم‌ها (Modem Frequency Bands) معمولاً با محیط‌های کوچک مانند خانه‌ها یا دفاتر کاری تناسب دارد.

بنابراین، امواج مودم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در فضاهای محدود مانند خانه یا محیط کار به خوبی کار کنند و نیازی به پخش در مقیاس بزرگ ندارند.

امنیت امواج: امواج رادیویی در مقابل امواج مودم‌ها

یکی دیگر از تفاوت‌های مهم بین امواج رادیویی و امواج مودم‌ها مسئله امنیت (Security) است. امواج رادیویی به راحتی قابل دریافت و شنود هستند، به طوری که دستگاه‌های مختلف به سادگی می‌توانند امواج رادیویی را دریافت کنند. به همین دلیل، ارتباطات از طریق امواج رادیویی نیاز به رمزگذاری‌های پیچیده‌تری (Advanced Encryption) دارند تا از دسترسی غیرمجاز جلوگیری شود.

اما مودم‌های بی‌سیم و امواج مایکروویو که برای انتقال داده‌های اینترنتی استفاده می‌شوند، معمولاً از پروتکل‌های امنیتی رمزگذاری پیشرفته (Advanced Encryption Protocols) مانند WPA3 استفاده می‌کنند. این پروتکل‌ها تضمین می‌کنند که داده‌ها فقط توسط دستگاه‌های مجاز قابل دسترسی و استفاده هستند. همین امر باعث می‌شود که ارتباطات بی‌سیم اینترنتی به شکل ایمن‌تری نسبت به امواج رادیویی سنتی انجام شود.

تکنولوژی‌های مدرن و آینده‌نگر

در حال حاضر تکنولوژی‌های جدیدتری برای بهبود انتقال داده‌ها از طریق امواج مایکروویو و امواج رادیویی در حال توسعه هستند. شبکه‌های 5G نمونه‌ای از این پیشرفت‌ها هستند که از فرکانس‌های بالاتری نسبت به شبکه‌های Wi-Fi سنتی استفاده می‌کنند. این شبکه‌ها قادرند داده‌ها را با سرعتی بسیار بالاتر از طریق امواج الکترومغناطیسی منتقل کنند و این تحول بزرگی در صنعت ارتباطات خواهد بود.

همچنین، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از امواج نوری (Optical Waves) (مانند لیزر) به جای امواج رادیویی و مایکروویو در حال انجام است. این نوع امواج می‌توانند داده‌ها را با سرعت‌های بسیار بالاتر و بدون نگرانی از تداخل امواج دیگر منتقل کنند.

به طور کلی، تفاوت‌های اصلی بین امواج رادیویی و امواج مورد استفاده در مودم‌ها به فرکانس (Frequency)، برد (Range)، ظرفیت انتقال داده‌ها (Data Transfer Capacity) و امنیت (Security) مربوط می‌شود. هر دوی این امواج بخشی از طیف الکترومغناطیسی هستند و بر اساس نیازهای ارتباطاتی مختلف، فرکانس‌های مختلفی از این طیف انتخاب می‌شود. امواج مودم‌ها، که عمدتاً از فرکانس‌های مایکروویو استفاده می‌کنند، برای انتقال داده‌های حجیم‌تر و در فاصله‌های کوتاه طراحی شده‌اند، در حالی که امواج رادیویی به دلیل برد طولانی‌تر و پوشش گسترده‌تر برای ارتباطات عمومی‌تر مثل پخش رادیو و تلویزیون مناسب هستند.

اگر مودمی با فرکانس 300 گیگاهرتز وجود داشته باشد؟

اگر مودمی با فرکانس 300 گیگاهرتز وجود داشته باشد و در محیط خانه از آن استفاده کنیم، چه تأثیراتی بر بدن و مغز انسان خواهد داشت؟

در حال حاضر، مودمی با فرکانس 300 گیگاهرتز در دسترس مصرف‌کنندگان خانگی وجود ندارد اما فرض بر اینکه چنین چیزی وجود داشته باشد ، استفاده از مودمی با فرکانس 300 گیگاهرتز در خانه، اگرچه ممکن است از نظر سرعت انتقال داده‌ها یک پیشرفت بزرگ باشد، اما از جنبه‌های سلامت و ایمنی نگرانی‌های مهمی به همراه دارد. فرکانس 300 گیگاهرتز در محدوده امواج تراهرتز (Terahertz Waves) قرار می‌گیرد، که بالاتر از محدوده‌های متداول مایکروویو و بسیار نزدیک به امواج فرابنفش (Ultraviolet Waves) است. در این بخش به بررسی اثرات بالقوه این فرکانس بر بدن و مغز انسان خواهیم پرداخت.

1. گرم شدن بافت‌های بدن

امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا مانند 300 گیگاهرتز می‌توانند باعث افزایش دمای بافت‌های بدن شوند. این امر به دلیل پدیده‌ای به نام اثر حرارتی (Thermal Effect) رخ می‌دهد. در این حالت، انرژی موج به مولکول‌های بدن انتقال یافته و باعث ارتعاش آن‌ها می‌شود که در نتیجه، دمای بدن افزایش می‌یابد. در مایکروویوهای معمولی (که از فرکانس 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند)، همین اثر باعث گرم شدن غذا می‌شود.

در فرکانس 300 گیگاهرتز، اگر توان خروجی مودم زیاد باشد، احتمال دارد که بافت‌های بدن، به خصوص پوست و چشم‌ها، تحت تأثیر گرمای بیش از حد قرار گیرند. با اینکه بدن ما می‌تواند تا حدی گرما را تخلیه کند، اما قرار گرفتن در معرض این امواج برای مدت طولانی می‌تواند منجر به آسیب به بافت‌های سطحی (Tissue Damage) و حتی سوختگی‌های خفیف شود.

2. آسیب به سلول‌های مغزی و عصبی

امواج با فرکانس بالا مانند 300 گیگاهرتز توانایی نفوذ به عمق بافت‌های بدن را ندارند و عمدتاً توسط سطح پوست جذب می‌شوند. اما اگر توان خروجی امواج بسیار بالا باشد، احتمال نفوذ به قسمت‌های عمیق‌تر بدن از جمله مغز و اعصاب نیز وجود دارد. این امر ممکن است منجر به تأثیرات عصبی (Neurological Effects) شود.

تحقیقات نشان می‌دهند که امواج الکترومغناطیسی در فرکانس‌های بسیار بالا ممکن است تولید پروتئین‌های استرسی (Stress Proteins) را در سلول‌ها تحریک کنند. این پروتئین‌ها به بدن کمک می‌کنند تا با اثرات آسیب‌رسان امواج مقابله کند. با این حال، قرار گرفتن در معرض مداوم امواج با این فرکانس ممکن است منجر به آسیب به سلول‌های عصبی (Neuronal Damage) و کاهش توانایی مغز در عملکرد صحیح شود.

3. اثر بر DNA و احتمال افزایش ریسک سرطان

یکی از نگرانی‌های اصلی درباره امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، احتمال تأثیر بر DNA و ایجاد جهش‌های ژنتیکی (Genetic Mutations) است. امواج فرکانس بالا در محدوده 300 گیگاهرتز به دلیل نزدیکی به امواج فرابنفش، ممکن است توانایی تخریب DNA را داشته باشند.

در حالی که امواج مایکروویو (در محدوده فرکانس‌های پایین‌تر) توانایی شکستن پیوندهای شیمیایی در DNA را ندارند، امواج با فرکانس‌های بالاتر ممکن است این قابلیت را داشته باشند. تحقیقات بیشتر در این زمینه نیاز است، اما این نگرانی وجود دارد که استفاده طولانی مدت از چنین فرکانس‌هایی ممکن است منجر به افزایش ریسک ابتلا به سرطان (Increased Cancer Risk) شود.

4. آسیب به پوست و چشم‌ها

امواج 300 گیگاهرتز می‌توانند به سلول‌های پوستی (Skin Cells) و چشم‌ها (Eyes) آسیب بزنند. پوست و چشم‌ها به دلیل قرار گرفتن در سطح بدن بیشتر در معرض این امواج قرار دارند و می‌توانند دچار التهاب (Inflammation) یا حتی آسیب بافتی (Tissue Injury) شوند.

به ویژه، شبکیه چشم (Retina) بسیار حساس است و قرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا می‌تواند باعث آسیب به این بخش از چشم و حتی منجر به کاهش بینایی (Vision Impairment) شود.

5. پدیده‌های احتمالی در فرکانس‌های تراهرتز

امواج با فرکانس‌های بالاتر از 100 گیگاهرتز وارد محدوده‌ای می‌شوند که تحت عنوان امواج تراهرتز (Terahertz Waves) شناخته می‌شود. این امواج به دلیل طول موج کوتاه‌تر و انرژی بیشتر، پتانسیل بیشتری برای ایجاد اثرات بیولوژیکی دارند. اگرچه تحقیقاتی برای استفاده از امواج تراهرتز در فناوری‌های پزشکی و ارتباطی در حال انجام است، اما اثرات طولانی‌مدت این امواج بر بدن انسان هنوز به طور کامل مشخص نشده است.

6. اثر بر خواب و عملکرد شناختی

تحقیقات اولیه نشان می‌دهد که قرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیسی می‌تواند بر خواب (Sleep) و عملکرد شناختی (Cognitive Function) تأثیر بگذارد. اگرچه این تأثیرات در فرکانس‌های پایین‌تر مشاهده شده‌اند، اما ممکن است در فرکانس‌های بالاتر نیز تشدید شوند. امواج 300 گیگاهرتز می‌توانند باعث اختلال در چرخه خواب (Sleep Cycle Disruption)، کاهش کیفیت خواب (Poor Sleep Quality) و در نتیجه کاهش تمرکز و حافظه (Reduced Focus and Memory) شوند.