Tagad kļūst interesanti.
Kritērijs: jo augstāka frekvence, jo lielāka pārraidītā enerģija.
Daži no jums varbūt zina, ka radio signāls ir vilnis, bet tajā pašā laikā tas ir arī kaut kas līdzīgs mazai lielgabala lodei.
Un jo augstāka frekvence, jo lielāka enerģija tajā ir.
Labi, tad es tagad beidzot vēlos iepazīstināt ar pirmo referentu.
Viņš ir pazīstams kā krāšņs personāžs ne tikai mūsu aprindās, bet arī ārpus tām, jo mans ārkārtīgi simpātiskais un visiem mīlētais
MWGFD valdes kolēģis, fiziķis, profesors Verners Bergholcs, ir arī eksperts dažādās izmeklēšanas komisijās –
piemēram, saistībā ar koronavīrusa izplatības izmeklēšanu Brandenburģes un Tīringenes federālajās zemēs.
Viņš ir bijušais elektrotehnikas profesors Brēmenes Džeikobsa universitātē un 17 gadus strādāja uzņēmumā „Siemens“
Minhenē un Regensburgā kā kvalitātes un riska vadības eksperts.
Mēs ar nepacietību gaidām, dārgais Verner, ko tu mums pastāstīsi savā ievada referātā par šodienas tēmu ar nosaukumu
„Mobilā sakaru tehnoloģija: 5G fizikālie pamati un tehniskās priekšrocības“, un ar to es nododu tev vārdu.
Liels paldies, dārgais Ronny, par šiem laipnajiem vārdiem.
Es jau rakstīju: „Fizikālie pamati un tehniskās priekšrocības”. Bet — punkts, punkts, punkts...
Vispirms es runāšu par pamatiem, un, kā jau minēju preses mapē, sākšu ar Ādamu un Ievu.
Un tagad es jums parādīšu īsu video, kurā akmens tiek iemests ūdenī un var redzēt, kā izplatās vilnis.
Tieši tā var iedomāties radio viļņus, un es par to tūlīt kaut ko pateikšu.
Paskatīsimies, vai tas darbojas.
Tātad vēlreiz kopsavilkums: Kas ir radio vilnis — lai varētu to nedaudz izprast.
Kāda tad ir atšķirība starp apraidi — kas mums jau ir kopš 100 gadiem un ilgāk — un mobilo sakaru
tīklu, un kāpēc tiek izmantotas tik augstas frekvences?
Un vissvarīgākais: kāpēc šīs augsto frekvenču īpašības ne vienmēr ir tikai nekaitīgas?
Un par to sīkāk stāstīs nākamie referenti.
Nu, akmens drīz nokritīs.
Lūk, mēs redzējām divas lietas. Vilnis izplatās.
Šajā gadījumā tas ir gandrīz divdimensionāls vilnis. Tā ir matērijas kustība.
Un, kā redzams šajā nekustīgajā attēlā, tur ir arī citas viļņi.
Un tas pilnībā atbilst realitātei, kas arī zināmā mērā veido šo bīstamību.
Ja man šādā telpā ir mobilais tālrunis – un pieņemsim, ka mēs neesam tieši lekcijā –, tad, iespējams, 20 vai
vairāk cilvēku tajā brīdī lietotu savus viedtālruņus, un tas nozīmētu, ka telpā valda viļņu juceklis.
Tas ir līdzīgi kā ballītē.
Tad visiem būs jāpalielina intensitāte, un tas šobrīd nav obligāti vēlams.
Labi, nu, akmens ūdenī — mēs to redzējām, un ūdens kustas.
Ar radioviļņiem ir līdzīgi.
Antena izstaro signālu, taču tagad ne divdimensijās, bet sfēriski.
Un vissvarīgākais — tajā nav nekādas vielas, tas darbojas arī vakuumā.
Un parasti neko neredz, neko nedzird.
Un to, ka vispār kaut kas tāds pastāv un ir zinātniski izpētīts, mēs varam pateikties fiziķim Heinriham Hertzam, kurš pēkšņi
atslēdza spēcīgu strāvu, pēc tam uzstādīja uztvērēju, un tur tad nedaudz uzspridzinājās, tāpēc to sauc par „funken”.
Ir vēl viena milzīga atšķirība, kas ir ļoti svarīga praksē: kā mēs redzējām, ūdens viļņi izplatījās ar ātrumu 20 cm/s.
Skaņas viļņi – arī tos mēs pazīstam, 300 m/s; ikviens tos ir piedzīvojis negaisa laikā.
Redzams zibens, un atkarībā no tā, kur tas bija, paiet no vienas līdz desmit — vai pat vēl
ilgāk — sekundēm, līdz dzirdams pērkons, 300 m/s.
Elektromagnētiskie viļņi ir nedaudz ātrāki — proti, nevis 300 m/s, bet gan 300 000 km/s.
Tātad 300 000 000 m/s, miljons reižu ātrāk.
Tas, protams, ir ļoti svarīgi praktiskajā pielietojumā.
Bet, lai to ieliktu kontekstā: ja kāds uz Mēness ieslēgtu lāzeru, tad paietu aptuveni viena sekunde, līdz to varētu redzēt šeit.
Ja tas pats notiktu uz Saules, tas aizņemtu astoņas minūtes.
Tātad tas ir piemērs, lai parādītu, cik lieli ir attālumi kosmosā.
Tagad tā ir vienīgā formula: viļņa garums ir saistīts ar gaismas ātrumu c — 300 000 km/s, dalīts ar frekvenci.
Tā nu tas ir — garām peld tik un tik daudz viļņu, tā to var aptuveni iztēloties.
Tas nozīmē, ka, jo augstāka frekvence, jo īsāks viļņa garums.
Tātad pašreizējais 5G — tas ir viļņu garumi šajā diapazonā , bet agrāk vēl izmantoja vidējos
viļņus, kuru garums bija 1 000 metri vai 1 600 metri.
Tā saucamie īsviļņi bija, piemēram, 49 metri, un tolaik vēl darbojās kilohercu (kHz) diapazonā.
Un tikai ar FM – ultraīsviļņiem, kā tolaik sauca (šodien tas, protams, arī būtu salīdzinoši garš), – tad notika pāreja uz
megahercu diapazonu (MHz), proti, uz 1 miljonu svārstību sekundē.
Nu, tas pagaidām par dažām pamatlietām.
Tātad atcerēsimies: elektromagnētiskos viļņus nevar ne dzirdēt, ne redzēt.
Daži to jūt, lielākā daļa — nē, es — nē.
Un tās izplatās neticami ātri, un viļņa garums vai frekvence nav gluži bez nozīmes.
Nu, mums jau „mūžīgi un trīs dienas“ ir radio.
Bija viens centrālais raidītājs – „mūžīgi un trīs dienas“ ir aptuveni 100 gadi –, daudz uztvērēju, bet, kā
jau teikts, tikai viens raidītājs, un informācijas plūsma virzījās tikai vienā virzienā.
Un tieši vidējos viļņos frekvenču josla ir neliela, jo galvenokārt tika pārraidīta runa vai mūzika ar pieticīgu kvalitāti.
Un tas mūs tagad noved pie vienas lietas:
Ja es vēlos pārraidīt informāciju – valodu, mūzikas failus vai video –, tad tas ir iespējams ne tikai ar
vienu frekvenci, bet arī ar noteiktu joslas platumu.
Tātad man par to ir jāmaksā.
Runājot par mobilo sakaru tīkliem, mēs vairs nerunājam par kiloherciem, sākumā par megaherciem, bet tagad par
gigaherciem – 5G gadījumā tas ir diapazons līdz 6 vai 8 GHz.
Es drīz pievērsīšos tam, kāpēc augstās frekvences ir tik svarīgas.
Tātad, runājot par mobilo sakaru tīklu, ir skaidrs, mums ir raidītājs, bāzes stacija, kas parasti atrodas viena vai pāris
kilometru attālumā – 5G gadījumā tas var būt arī tikai 100 metri –, daudzi tālruņi kā uztvērēji un daudzi
tālruņi vienlaikus kā raidītāji – to es jau īsumā minēju.
Izveidojas jauks haoss, ja visi vienlaikus kaut ko dara.
Un man vienmēr ir vajadzīga lielāka joslas platība un augstāks datu pārraides ātrums.
Starp citu, to var iedomāties tāpat kā federālajā budžetā:
Tas bija agrāk, ap 1950. gadu, kad es piedzimu, ap 100 miljonu robežās, simtiem miljonu.
Tādējādi es varēju finansēt projektus 2–3 miljonu apmērā.
Tagad mēs runājam par miljardiem, un, protams, man vajag apmēram 500 miljardu federālo budžetu.
Līdzīgi ir arī šeit — ja vēlos pārraidīt lielu datu apjomu, man ir vajadzīga daudz lielāka joslas platība.
Tātad tipisks piemērs — sākotnējai analogajai televīzijai joslas platums bija aptuveni 5 MHz.
Digitālajā diapazonā vairs tikai aptuveni 1 MHz un nedaudz vairāk.
Attiecībā uz GHz viss ir atkarīgs no tā, kādu joslas platumu es izmantoju, cik daudz datu es
konkrētajā brīdī vēlos pārraidīt, un tas notiek dinamiski.
Tātad, atgriežoties pie frekvenču joslas — es to jau tikko minēju —, analogā apraide ir jutīga pret traucējumiem, bet
digitālā televīzija un apraide ir izturīga pret traucējumiem.
Bet es tikai tā garāmejot pieminēju, ka digitālajai televīzijai ir nelielas sistemātiskas kļūdas.
Ja starp mums ir futbola fani, pievērsiet uzmanību tam, ka, ja spēlētājs ir neliels, varbūt valkā kaut ko sarkanu
un skrien pāri zaļajam zālienam, tad, ja uzmanīgi paskatās, ap viņu vienmēr ir redzama neliela līnija.
Tā ir kļūda, bet tā īpaši neuzkrīt acīs.
Matemātiski tas ir tā sauktais Gibsa fenomens – vairāk par to es neko neteikšu.
Tātad, pārraide — kāpēc tieši tik augstas frekvences, to es jau teicu.
Katrai pārraidei ir nepieciešams noteikts frekvenču resurss, proti, frekvenču josla.
Tas nedrīkst pārklāties ar pārējiem.
Un, ja man ir daudz kanālu, tad man vienkārši vajag daudz lielāku joslas platumu, un, ja
vēlos pārraidīt lielu datu apjomu, tad vēl lielāku.
Tātad video, kā jau teicu, MHz, daudz datu — no 10 līdz 100 MHz.
Iespējams, ka var panākt vēl vairāk, atkarībā no apstākļiem.
Attiecībā uz 6G – tas, protams, vienmēr ir atkarīgs no tā, kādas prasības konkrētajā brīdī ir.
Labi, es to jau iepriekš īsumā pieminēju mutiski, un to darīju apzināti, jo, ja es tikai stāstu, cilvēki tam
pievērš lielāku uzmanību nekā tad, ja vienlaikus kaut ko redz.
Tātad: 100 MHz atbilst aptuveni tam, ka man ir nepieciešams budžets miljardu eiro apmērā vai man ir
nepieciešams frekvenču budžets gigahercu apmērā.
Un grafikā, tur pa labi, ir redzamas frekvenču joslas, kas, piemēram, bija nepieciešamas UMTS — tas bija
3G —, tad LTE jau izmantoja ievērojami plašākas joslas, un tagad 5G vajag vēl daudz plašākas.
Un, kā jau teicu, tas ir atkarīgs no situācijas, tiek rīkots elastīgi, bet aptuveni tā to var iedomāties.
Nu, tagad mums, tā teikt, ir pamati, un turpinājumā apskatīsim, kā to varētu teikt, kritiskos jautājumus.
Tādi tad pagaidām bija pamati. Šeit vēlreiz attēloti spektri.
Kā redzams, 5G prasa ievērojami vairāk nekā 4G vai LTE. Starp citu, LTE ir saīsinājums no „Long Term Evolution“.
Diezgan nenozīmīga lieta, kurai ir arī dažādi posmi.
Tagad kļūst interesanti no bioloģijas viedokļa vai saistībā ar iespējamo kaitējumu.
Ir viens kritērijs: jo augstāka frekvence, jo lielāka pārraidītā enerģija.
Daži no jums varbūt zina, ka radio signāls ir vilnis, bet vienlaikus tas ir arī kaut kas līdzīgs mazai lielgabala
lodei vai fotonam – attiecībā uz gaismu to sauc arī par fotonu.
Un jo augstāka frekvence, jo lielāka enerģija tajā ir.
Un ja šis 5G viļnis tiek absorbēts manā ādā vai acīs, tam ir noteikts iespiešanās dziļums, un tas tiek pilnībā absorbēts.
Un ja es tagad, teiksim, runāju par 100 MHz salīdzinājumā ar 8 GHz, tad tas nozīmē, ka uz mani iedarbojas
80 reizes lielāka enerģija uz vienu enerģijas paketi.
Tas ir gan vilnis, gan sava veida pakete — atkarībā no tā, kā uz to raugās.
Un tas ir vislielākais ļaunums.
Es dzirdēju kādā lekcijā vai prezentācijā: „Jā, tas taču ir lieliski“, vai ko mēs redzam?
Šeit redzam, ka, jo augstāka frekvence, jo mazāks ir iekļūšanas dziļums.
Tas ir iespiešanās dziļums, tas ir frekvence – abi attēli ir logaritmiskie.
Pretējā gadījumā neko neredzētu, ja tas būtu lineārs, un mums jāatceras tikai viens: jo
augstāka frekvence, jo mazāks iekļūšanas dziļums.
Tika teikts: „Tas taču ir labi, tad tas taču neieiet tik dziļi.“
Es, cita starpā, esmu arī sertificēts radiācijas aizsardzības speciālists, jo daudzus
gadus esmu strādājis ar radioaktīvām vielām.
Tur es uzzināju, ka jo mazāks ir iespiešanās dziļums, jo sliktāk. Kāpēc?
Enerģijas blīvums — nav nozīmes, vai tas ir radioaktīvais jonizējošais starojums vai šis nejonizējošais starojums.
Jo mazāks ir iespiešanās dziļums, jo vairāk enerģijas tiek uzkrāts noteiktā tilpumā.
Un, manuprāt, tas ir loģiski — jo vairāk enerģijas nonāk noteiktā tilpumā, jo lielāka ir iespēja,
ka tas var radīt problēmas un nodarīt kaitējumu.
Patiesībā tika teikts diezgan naivi: jā, jonizējošais starojums, protams, ir kaitīgs, bet lieta ir tāda – to nākamie
runātāji noteikti izklāstīs vēl sīkāk –, ka arī saistībā ar šo nejonizējošo starojumu pastāv problēmas.
Nu, šis varbūt ir visnozīmīgākais slaids no visiem.
Neliels iespiešanās dziļums nav labs, bet gan slikts.
Lūk, pa kreisi redzam 5G raksturīgu shematisku attēlojumu.
Ne jau visā 5G tīklā – proti, lauku apvidū 5G tā nav pieejama –, bet blīvi apbūvētos rajonos tas darbosies tā, ka staru radīs
nevis ar atsevišķu antenu, bet gan ar tā saukto antenu matricu, piemēram, 8x8
raidītājiem, izmantojot elektrotehniskas manipulācijas.
Bet, runājot par staru, varētu domāt, ka tas ir lukturis vai lāzers, taču tā nav.
Gatavojoties šai lekcijai, man sākumā arī bija jāiemācās tas.
Es to arī kaut kā tā biju iedomājies.
Bet nē, tas tā nav, tos sauc arī par „zīmuļu staru diagrammām”, drīzāk tas ir šādi: tā ir tā saucamā polārdiagramma.
Tas parāda, kādā virzienā, ja ir tik un tik daudz atsevišķu antenu, kas savstarpēji koordinēti izstaro signālu, ir
intensitāte, un mēs skatāmies 0 grādu virzienā – tas ir galvenais staru kūlis; šīs ierīces sauc arī par staru kūļiem.
Tas nav tik lokalizēts un tik virzīts, bet, protams, lietošanai tas ir daudz labāks nekā gadījumā, ja būtu visvirzienu
izstarojums, kā mēs to redzējām sfērisko viļņu gadījumā.
Tas ir mērķtiecīgi vērsts uz to, kam tas ir nepieciešams, un nedaudz uz viņa apkārtni, bet pārējie to vairs tik ļoti neievēro.
Tas jau ir pozitīvs aspekts, taču tas, kurš atrodas starojuma zonā, un tas ir ne tikai viņš pats, bet, iespējams, arī
kāds, kurš nejauši stāv blakus, protams, arī saņem šo starojumu.
Bet, kā jau teicu, lielākais risks patiesībā ir paša ierīce, vismaz tad, ja to lieto šādi .
Ja izmanto brīvroku režīmu un tur to rokā šādā veidā, tas ir daudz ērtāk, tāpēc es to noteikti varu ieteikt.
Nu labi, 5G darbojas 700 MHz frekvencē, bet šeit ir norādīts līdz 26 GHz, tāpēc, cik man zināms, 5G darbojas
tikai līdz 8 GHz – tieši kā radio Erevāna: „Tas atkarīgs!”
Tātad, ja man ir lauku apvidus, tur es izmantoju zemās frekvences.
Kāpēc? Tāpēc, ka gaisā tie praktiski netiek absorbēti, tāpēc man šajā apgabalā nav vajadzīga bāzes stacija.
Ja es vēlos strādāt ar virzītu staru, proti, ar visaugstākajām frekvencēm, tad, pēc aptuvenām aplēsēm,
man, visticamāk, būs nepieciešamas 100 mazākas bāzes stacijas. Tas taču ir daudz dārgāk.
Un tad ir vidējā zona un šaurākā zona.
Un tā tas ir jāiztēlojas. Tātad Vilsbiburgā – tā nav īpaši liela pilsēta, manuprāt, tā drīzāk ir vidēja lieluma pilsēta.
Un, ja mēs atrodamies lielākā pilsētā, tur 5G – ļoti iespējams, vai nu jau šodien, vai drīzumā – 5G, jo tas
taču prasa zināmu laiku, līdz viss tiek tehniski īstenots.
Tas taču arī maksā nedaudz naudas.
Labi, tā nu tas ir – es teiktu – esmu izklāstījis tikai tehnisko pusi un jau nedaudz norādījis, kur varētu būt problēmas.
Vispārīgi runājot, man trūkst tā saucamā piesardzības principa.
ES līdz šim faktiski bija ierasts, ka jauna tehnoloģija tiek ieviesta tikai tad, kad, veicot pamatīgu riska analīzi un
riska novērtējumu, ir pārliecināts, ka tā patiešām ir droša.
ASV situācija ir nedaudz pretēja.
Vispirms rīkojas, tad skatās, vai kaut kas notiek, un, ja kaut kas notiek, tad to aptur.
Mūsu mīļais vadītājs Ronny jau iepriekš pieminēja arī koronavīrusa vakcīnu — šajā gadījumā
piesardzības princips vairs nebija spēkā ne tuvu tik stingri.
Pat mūsu bijušais kanclers teica: „Mēs visi esam eksperimenta trusīši.“
Bet esmu pārliecināts, ka ne daudzi no tiem, kas šeit sēž, ir piekrituši kļūt par eksperimenta objektiem.
Tātad, runājot par mobilo sakaru jomu, es uzskatu, ka kaut kur šeit nav ievērots piesardzības princips.
Un es savas 20 minūtes ievēroju gandrīz precīzi.
Tātad vēlreiz kopsavilkums: radio viļņi — tos nevar redzēt, tie izplatās vakuumā, turklāt ar milzīgu ātrumu.
Un mobilajai sakaru tehnoloģijai neapšaubāmi ir noderīgi pielietojumi, kā jau minēja Ronny.
Bet, kā jau teicu, piesardzības princips faktiski ir spēkā.
Jo augstāka frekvence, jo lielāks enerģijas pieplūdums, un blīvi apbūvētos rajonos jau ir
vai būs novērojama virzīta starojuma izplatība.
No vienas puses, tas ir labi, ka kopējā slodze tiek nedaudz samazināta, bet, no otras puses, tas nav
tik labi — tas, kurš atrodas šajā staru plūsmā, tiek pakļauts nedaudz lielākai slodzei.
Jā, tas bija viss. Paldies.
Mobilā tālruņa un Wi-Fi starojums kaitē cilvēkiem, dzīvniekiem un videi. Mums ir vajadzīgas zonas bez starojuma! asza.org