Nüüd läheb asi huvitavaks.
Kriteerium: mida kõrgem sagedus, seda suurem on edastatav energia.
Mõni teistest teab ehk, et raadiosignaal on laine, kuid samal ajal on see ka nagu väike kahurikuul.
Ja mida kõrgem on sagedus, seda suurem on selles asjas peituv energia.
Hästi, siis tahaksin nüüd lõpuks esimesele esinejale sõna anda.
Ta on tuntud kui värvikas isik, mitte ainult meie ringkonnas, vaid ka kaugelt väljaspool seda, sest minu äärmiselt sümpaatne ja
kõigile armastatud MWGFD juhatuse kolleeg, füüsik ja professor Werner Bergholz, on ka asjatundlik liige mitmes
uurimiskomisjonis – näiteks Brandenburgi ja Tüüringi liidumaade koroonakriisi järelhindamise komisjonides.
Ta on endine elektrotehnika professor Bremeni Jacobs Universitys ning töötas 17 aastat ka Siemensis Münchenis
ja Regensburgis kvaliteedi- ja riskijuhtimise eksperdina.
Oleme väga huvitatud, kallis Werner, sellest, mida sa meile räägid oma sissejuhatavas ettekandes tänase teema kohta
pealkirjaga „Mobiilsidetehnoloogia: 5G füüsikalised alused ja tehnilised eelised“, ning sellega annan sõna sulle.
Suur tänu, kallis Ronny, nende sõbralike sõnade eest.
Ma ju kirjutasin: „Füüsikalised alused ja tehnilised eelised“. Aga – punkt, punkt, punkt...
Kõigepealt räägin põhitõdedest ja, nagu ma pressimaterjalides kirjutasin, alustan Aadamast ja Eevast.
Ja ma näitan teile nüüd lühikest videot, kus visatakse vette kivi ja on näha, kuidas laine levib.
Just nii võibki raadiosignaale ette kujutada, ja ma räägin sellest kohe veidi lähemalt.
Vaatame, kas see toimib.
Nii et veel kord kokkuvõte: Mis on raadiosignaal – et saaks sellest veidi aimu.
Mis on siis erinevus raadiolevi – mida meil on ju juba 100 aastat ja kauemgi olnud – ja
mobiilside vahel, miks on vaja just nii kõrgeid sagedusi?
Ja mis kõige tähtsam: miks ei ole need kõrgsageduste omadused tingimata ainult ohutud?
Ja sellest räägivad lähemalt järgmised esinejad.
Noh, kohe kukub kivi.
Nii, nägime seal kahte asja. Laine levib.
Sellisel juhul on tegemist peaaegu kahemõõtmelise lainega. See on aine liikumine.
Ja sellel pildil on näha ka teisi laineid.
Ja see vastab täpselt tegelikkusele, mis teebki selle asja natuke ohtlikuks.
Kui mul on sellises ruumis mobiiltelefon kaasas – ja oletame nüüd, et me ei viibi just loengul –, siis
kasutaksid ehk 20 inimest või rohkem parasjagu oma nutitelefoni, mis tähendaks, et tekib signaalide segadus.
See on umbes nagu peol.
Seal peavad kõik oma pingutust suurendama, ja seda ei pruugi praegu tingimata taotleda.
Hästi, siis viskasime kivi vette, nägime seda ja vesi liigub.
Raadiosagedustega on asi umbes sama.
Antenn kiirgab, kuid nüüd mitte kahemõõtmeliselt, vaid sfääriliselt.
Ja mis kõige tähtsam – seal ei ole mingit ainet, see toimib ka vaakumis.
Ja tavaliselt ei näe ega kuule midagi.
Ja et selline asi üldse olemas on ja seda on teaduslikult uuritud, võlgneme seda füüsik Heinrich Hertzile, kes – lülitas
äkki suure voolu välja, ehitas seejärel vastuvõtja ja seal hakkas natuke sädemeid lendama, mistõttu seda nimetatakse „sädemeks”.
On veel üks tohutu erinevus, mis on praktikas väga oluline: nagu nägime, liikusid veelained kiirusega 20 cm/s.
Helilained – need on meile ka tuttavad, kiirusega 300 m/s; igaüks on neid juba kord äikese ajal kogenud.
Välku on näha ja sõltuvalt sellest, kus välk tabas, kulub ühest kuni kümne – või isegi
rohkem – sekundit, enne kui kuuleb äikest, 300 m/s.
Elektromagnetilised lained liiguvad veidi kiiremini, nimelt mitte 300 m/s, vaid 300 000 km/s.
Seega 300 000 000 m/s, miljon korda kiirem.
See on muidugi praktilise rakendamise seisukohalt väga oluline.
Aga et seda õigesse perspektiivi asetada: kui keegi Kuul laseri sisse lülitab, siis
kulub umbes sekund, enne kui seda siin näha on.
Kui sama juhtuks Päikesel, kuluks selleks kaheksa minutit.
See ongi näide sellest, kui suured on vahemaad kosmoses.
See on nüüd ainus valem: lainepikkus on seotud valguse kiirusega c, 300 000 km/s jagatud sagedusega.
Nii palju laineid veereb mööda – nii võib seda umbes kujutada.
See tähendab, et mida kõrgem on sagedus, seda lühem on lainepikkus.
Nii et praegune 5G – need on lainepikkused selles vahemikus – ja varem kasutati veel
kesklaineid, mille lainepikkus oli 1 000 või 1 600 meetrit.
Nn lühilaine pikkus oli näiteks 49 meetrit, mis tähendas, et ollakse veel kilohertside (kHz) vahemikus.
Ja alles FM-i – ultra-lühilaine – puhul, nagu seda tollal nimetati (tänapäeval oleks see muidugi ikka veel
suhteliselt pikk lainepikkus) – mindi üle megahertside (MHz) vahemikku, st 1 miljonile võnkele sekundis.
Nii, see oli siis esialgu mõned põhilised asjad.
Nii et pidagem meeles: elektromagnetilisi laineid ei kuule ega näe.
Mõned tunnevad seda, enamik mitte, mina ka mitte.
Ja need levivad uskumatult kiiresti, ning lainepikkus või sagedus ei ole sugugi tähtsusetu.
Noh, raadio on meil olnud juba „igavesti ja kolm päeva“.
Oli üks keskne saatja – „igavesti ja kolm päeva“ tähendab umbes 100 aastat –, palju vastuvõtjaid, kuid nagu öeldud,
ainult üks saatja, ja teabevool kulges vaid ühes suunas.
Ja just kesklainel oli ribalaius väike, sest peamiselt edastati ju kõnet või muusikat tagasihoidliku kvaliteediga.
Ja see toob meid nüüd ühe asja juurde:
Kui ma tahan edastada teavet – kõnet, muusikat või videot –, siis ei piisa selleks ainult
ühest sagedusest, vaid on vaja teatud ribalaiust.
Seega pean selle eest maksma.
Mobiilside puhul ei räägi me kilohertsidest, alguses räägiti megahertsidest ja nüüd gigahertsidest
– 5G puhul on see sagedusvahemik kuni 6 või 8 GHz.
Ma tulen kohe tagasi selle juurde, miks kõrged sagedused on nii olulised.
Nüüd siis mobiilside, see on selge, meil on saatja, tugijaam, mis asub tavaliselt ühe või paari kilomeetri kaugusel – 5G puhul võib
see olla ka vaid 100 meetrit –, palju telefone vastuvõtjatena ja palju telefone
samaaegselt saatjatena, seda ma juba lühidalt mainisin.
Kui nad kõik korraga midagi teevad, tekib sellest ilus laineline salat.
Ja mul on alati vaja suuremat ribalaiust ja kiiremat andmeedastuskiirust.
Seda võib muide kujutada ette samamoodi nagu riigieelarves:
See oli ju varem, umbes 1950. aastal, kui ma sündisin, 100 miljoni piirkonnas, sadu miljoneid.
Nii suutsin ma rahastada 2–3 miljoni suuruseid projekte.
Nüüd räägime miljarditest, ja selleks on mul muidugi vaja umbes 500 miljardit riigieelarvet.
Siin on olukord umbes sama: kui tahan edastada suuri andmemahtusid, siis vajan palju rohkem ribalaiust.
Nii, tüüpiline näide: algse analoogtelevisiooni puhul oli ribalaius umbes 5 MHz.
Digitaalselt on jäänud vaid umbes 1 MHz ja natuke rohkem.
GHz puhul sõltub see sellest, millist ribalaiust ma kasutan ja kui palju andmeid ma parasjagu
edastada tahan, ning see toimub dünaamiliselt.
Nii et veel kord sagedusala teemal – ma ju tegelikult juba rääkisin, et analoograadio on häiretele tundlik, samas kui
digitaaltelevisioon ja -raadio on häirete suhtes vastupidavad.
Aga ma mainisin vaid niisama möödaminnes, et digitaaltelevisioonis esineb väikeseid süstemaatilisi vigu.
Kui meie seas on jalgpallifänne, siis pange tähele: kui mängija on väike, kannab ehk midagi punast ja jookseb üle rohelise muru,
siis on tal alati enda ümber väike joon, kui seda tähele panna.
See on viga, kuid see ei paista eriti silma.
Matemaatiliselt on tegemist nn Gibbsi nähtusega – rohkem ma selle kohta ei ütle.
Nii et, edastamine – miks just sellised kõrged sagedused, seda ma nüüd selgitasin.
Iga ülekande jaoks on vaja teatud sagedusressurssi, sagedusriba.
See ei tohi teistega kattuda.
Ja kui mul on palju kanaleid, siis vajan lihtsalt palju rohkem ribalaiust, ja kui tahan
edastada palju andmeid, siis veelgi rohkem.
Nii et video, nagu ma juba ütlesin, MHz, palju andmeid 10–100 MHz.
Tõenäoliselt on võimalik veelgi rohkem, olenevalt olukorrast.
6G puhul kindlasti – sõltub muidugi alati sellest, millised on hetkel vajadused.
Olgu, ma olin seda juba varem suuliselt põgusalt maininud – ja seda teadlikult, sest kui ma lihtsalt midagi
räägin, siis kuulatakse seda tähelepanelikumalt, kui kui samal ajal ka midagi näha on.
Seega: 100 MHz vastab umbes sellele, et mul on vaja miljardi euro suurust eelarvet või gigahertsi suurust sageduseelarvet.
Ja graafikul, seal paremal, on näha sagedusribad, mida näiteks UMTS kasutas – see oli 3G –, seejärel LTE-l on neid juba
märkimisväärselt rohkem ja nüüd vajab 5G veel palju rohkem.
Ja nagu öeldud, sõltub see olukorrast, seda käsitletakse paindlikult, kuid umbes nii võib seda ette kujutada.
Nüüd on meil nii-öelda alused paigas ja järgmisena vaatame, millised on kriitilised aspektid.
Need olidki esialgu põhitõed. Siin on spektrid veel kord esitatud.
Nagu näha, vajab 5G märkimisväärselt rohkem kui 4G või LTE. Muide, LTE tähendab „Long Term Evolution“.
Üsna tähendusetu asi, millel on ka erinevad etapid.
Nüüd läheb asi huvitavaks bioloogia seisukohast või võimalike kahjustuste osas.
On üks kriteerium: mida kõrgem sagedus, seda suurem on edastatav energia.
Mõni teistest võib-olla teab, et raadiosignaal on laine, kuid samal ajal on see ka nagu väike kahurikuul või
foton – valguse puhul nimetatakse seda samuti fotoniks.
Ja mida kõrgem on sagedus, seda suurem on selles asjas peituv energia.
Ja kui see 5G-laine imendub minu nahka või silmadesse, on sellel teatud tungimissügavus ja see imendub täielikult.
Ja kui ma nüüd räägin, ütleme, 100 MHz-st võrreldes 8 GHz-ga, siis on see 80 korda rohkem energiat
ühe energiapaketi kohta, mis mulle seal mõju avaldab.
See on üheaegselt nii laine kui ka mingi pakett, sõltuvalt sellest, kuidas seda vaadata.
Ja see on kõige hullem asi üldse.
Ma kuulsin ühes loengus või ettekandes: „Jah, see on ju tore“, või mida me näeme?
Siit näeme, et mida kõrgem on sagedus, seda väiksem on läbitungimissügavus.
See on tungimissügavus, see on sagedus – mõlemad on logaritmilised esitusviisid.
Muidu ei näeksime midagi, kui see oleks lineaarne, ja peame lihtsalt meeles pidama: mida
kõrgem sagedus, seda väiksem läbitungimissügavus.
Seda kirjeldati järgmiselt: „See on ju hea, siis ei lähe see ju nii sügavale sisse.“
Muuhulgas olen ka kvalifitseeritud kiirgusohutuse spetsialist, sest olen palju aastaid töötanud radioaktiivsete ainete kallal.
Seal õppisin, et mida väiksem on tungimissügavus, seda halvem. Miks?
Energiatihedus – pole oluline, kas tegemist on radioaktiivse ioniseeriva kiirgusega või mitteioniseeriva kiirgusega.
Mida väiksem on tungimissügavus, seda rohkem energiat ladestub teatud mahus.
Ja see on minu arvates loogiline: mida rohkem energiat teatud ruumalasse jõuab, seda suurem on
tõenäosus, et see võib tekitada probleeme ja kahju.
Tegelikult on üsna naiivselt öeldud, et jah, ioniseeriv kiirgus on muidugi kahjulik, aga asi on lihtsalt nii – järgmised
esinejad kirjeldavad seda kindlasti veel põhjalikumalt –, et ka selle mitteioniseeriva kiirgusega on probleeme.
See on ehk kõige olulisem slaid üldse.
Väike tungimissügavus ei ole hea, vaid halb.
Nii, vasakul näeme 5G-le iseloomulikku skeemilist kujutist.
Mitte kogu 5G – st maapiirkondades seda ei ole –, kuid tihedalt asustatud piirkondades toimib see nii, et kiirt ei
tekitata mitte ühe antenniga, vaid nn antennimatriitsiga, nt 8x8 saatjaga, elektrotehnilise manipuleerimise abil.
Aga kiir – siin võib kohe meelde tulla taskulamp või laser, kuid see pole see.
Selle ettekande ettevalmistamisel pidin ka ise seda kõigepealt õppima.
Mina olin seda ka kuidagi nii ette kujutanud.
Aga ei, asi pole nii, neid nimetatakse ka pliiatsikiirteks, vaid pigem nii: see on nn polaardiagramm.
See näitab, millises suunas on signaali tugevus, kui on olemas nii ja nii palju eraldi antenne, mis kiirgavad
koordineeritult, ning me vaatame suunas 0 kraadi – see on peamine kiirguskeel, neid asju nimetatakse ka kiirguskeelteks.
See ei ole nii lokaalne ega suunatud, kuid loomulikult on see kasutamiseks palju parem kui ümbritsev
kiirgus, nagu me nägime sfääriliste lainete puhul.
See on suunatud konkreetselt sellele, kes seda vajab, ja veidi ka tema ümbrusele, ülejäänud ei pane seda enam nii palju tähele.
See on küll positiivne asi, aga see, kes kiirguse mõjualas viibib – ja see ei ole ainult tema, vaid
võib-olla ka keegi, kes juhuslikult tema kõrval seisab –, saab loomulikult samuti oma osa.
Aga nagu ma juba ütlesin, on suurem oht tegelikult oma seade, vähemalt siis, kui seda niimoodi kasutada.
Kui kasutad vabakõne funktsiooni ja hoiad seda käes just nii, on see palju parem – seega võin seda vaid soovitada.
Noh, 5G-l on siis 700 MHz, siin on kirjas kuni 26 GHz, seega minu teada ulatub 5G vaid kuni 8 GHz
– nagu raadio Eriwan ütleb: „Sõltub olukorrast!”
Niisiis, kui mul on maapiirkond, siis kasutan seal madalaid sagedusi.
Miks? Sest need ei neelu praktiliselt õhus, seega ei vaja ma selle piirkonna jaoks tugijaama.
Kui ma tahan töötada suunatud kiirega, st kõrgeimate sagedustega, siis vajan ma „silma järgi“ arvestades
tõenäoliselt 100 väiksemat tugijaama. See on ju palju kallim.
Ja siis on veel keskmine piirkond ja kitsam piirkond.
Ja nii tulebki seda ette kujutada. Vilsbiburg ei ole ju eriti suur, ma arvan, et see on pigem keskmise suurusega.
Ja kui me oleme mõnes suuremas linnas, siis seal on 5G – väga tõenäoliselt, kas juba täna või varsti – 5G, sest see
võtab ju teatud aja, kuni see kõik tehniliselt ellu viiakse.
See ju maksab ka natuke raha.
Hästi, need on siis – ütleksin nii – ma olen praegu kirjeldanud vaid tehnilist poolt ja juba
veidi vihjanud, kus võivad tekkida probleemid.
Üldiselt öeldes tunnen ma puudust nn ettevaatuspõhimõttest.
ELis on seni olnud tavaks, et uus tehnoloogia võetakse kasutusele alles siis, kui põhjaliku riskianalüüsi ja
riskihindamise abil on veendutud, et see on tegelikult ohutu.
Ameerika Ühendriikides on olukord veidi vastupidine.
Esmalt teed midagi, siis vaatad, kas midagi juhtub, ja kui midagi juhtub, siis pidurdad seda.
Meie armas saatejuht Ronny mainis ju äsja ka koronavaktsiini – seal ei kehtinud ettevaatuspõhimõte enam kaugeltki.
Isegi meie endine liidukantsler on öelnud: „Me oleme kõik katsejäned.“
Aga ma olen kindel, et mitte paljud siinviibijatest ei ole lasknud end katseloomaks muuta.
Nii et mobiilside valdkonnas olen ma arvamusel, et kusagil ei ole ennetuspõhimõtet järgitud.
Ja ma suutsin oma 20 minutit üsna täpselt kinni pidada.
Niisiis, veel kord kokkuvõte: raadiolained – neid ei ole näha, need levivad vaakumis, kuid seda tohutu kiirusega.
Ja mobiilsidel on kahtlemata kasulikke rakendusi, nagu Ronny juba mainis.
Aga, nagu öeldud, kehtib ju tegelikult ettevaatuspõhimõte.
Mida kõrgem on sagedus, seda suurem on energiakogus, ning tiheda hoonestuse puhul esineb või hakkab esinema suunatud kiirgust.
Ühest küljest on hea, et üldine koormus veidi väheneb, kuid teisest küljest pole see nii hea – kes satub selle
joa alla, see peab lihtsalt veidi suuremat koormust taluma.
Jah, see oli kõik. Tänan.
Mobiiltelefonide ja WiFi kiirgus kahjustab inimesi, loomi ja keskkonda. Me vajame kiirgusvabasid tsoone! asza.org