Nå blir det spennende.
Kriterium: Jo høyere frekvens, desto større er den overførte energien.
Noen av dere vet kanskje at et radiosignal er en bølge, men samtidig er det også litt som en liten kanonkule.
Og jo høyere frekvensen er, desto mer energi ligger det i den greia.
Greit, da vil jeg endelig presentere den første foredragsholderen.
Han er kjent som en fargerik person, ikke bare i vår egen krets, men også langt utenfor den, for min svært sympatiske og allment
populære kollega i MWGFD-styret, fysikeren og professoren Werner Bergholz, er også sakkyndig medlem i ulike
undersøkelseskommisjoner – for eksempel i forbindelse med oppfølgingen av
koronakrisen i delstatene Brandenburg og Thüringen.
Han er tidligere professor i elektroteknikk ved Jacobs University i Bremen og jobbet også i 17 år hos Siemens i München
og Regensburg som ekspert på kvalitets- og risikostyring.
Vi gleder oss, kjære Werner, til å høre hva du har å fortelle oss i innledningsforedraget ditt om dagens tema, med
tittelen «Mobilteknologi: Fysiske grunnprinsipper og tekniske fordeler ved 5G», og med det gir jeg ordet til deg.
Tusen takk, kjære Ronny, for disse vennlige ordene.
Jeg skrev jo: «Fysiske grunnprinsipper og tekniske fordeler». Men – punkt, punkt, punkt...
Jeg skal først snakke om det grunnleggende, og som jeg skrev i pressemappen, begynner jeg med Adam og Eva.
Og nå skal jeg vise dere en kort video der en stein kastes i vannet, og man ser hvordan bølgen sprer seg.
Det er akkurat slik man kan forestille seg radiobølger, og jeg skal straks si noe om det.
La oss se om det fungerer.
La oss oppsummere igjen: Hva er en radiobølge – for å få en liten følelse av det.
Hva er egentlig forskjellen mellom kringkasting – som vi jo har hatt i 100 år og lenger – og
mobilkommunikasjon, og hvorfor bruker man så høye frekvenser?
Og det viktigste: Hvorfor er ikke disse egenskapene ved de høye frekvensene nødvendigvis bare ufarlige?
Og de neste foredragsholderne vil si mer om dette.
Vel, snart faller steinen.
Så, da har vi sett to ting. Bølgen sprer seg.
I så fall er det en så å si todimensjonal bølge. Det er bevegelsen av materie.
Og det man nå ser på stillbildet, der er det også andre bølger.
Og det stemmer nøyaktig med virkeligheten, noe som også i en viss grad bidrar til faren ved det.
Hvis jeg har mobilen min i et slikt rom – og la oss nå anta at vi ikke akkurat er på et foredrag – så er det kanskje 20
personer eller flere som bruker smarttelefonen sin akkurat da, og det betyr at det oppstår en bølgeforvirring.
Det er omtrent som på en fest.
Da må alle øke intensiteten, og det er ikke nødvendigvis det man bør strebe etter akkurat nå.
Ja, altså, vi har sett at når man kaster en stein i vannet, beveger vannet seg.
Det er omtrent det samme med radiobølger.
Antennen sender ut signaler, men nå ikke todimensjonalt, men sfærisk.
Og det aller viktigste: det inneholder ikke noe stoff, så det fungerer også i vakuum.
Og vanligvis ser man ingenting, man hører ingenting.
Og at noe slikt i det hele tatt finnes og har blitt undersøkt vitenskapelig, har vi å takke fysikeren Heinrich Hertz for, som –
plutselig koblet fra en sterk strøm, og deretter satte opp en mottaker, og da oppstod det
litt gnister, og derfor kalles det «funken».
Det er enda en enorm forskjell som er svært viktig i praksis: Vannbølger, som vi har
sett, beveget seg med en hastighet på 20 cm/s.
Lydbølger, det kjenner vi også til – 300 m/s – noe alle har opplevd under et tordenvær.
Man ser lynet, og avhengig av hvor det slo ned, tar det mellom ett og ti – eller enda
lenger – sekunder før man hører tordenet, 300 m/s.
De elektromagnetiske bølgene beveger seg litt raskere, nemlig ikke 300 m/s, men 300 000 km/s.
Altså 300 000 000 m/s, en million ganger så fort.
Det er selvfølgelig svært viktig for den praktiske anvendelsen.
Men for å sette det i perspektiv: Hvis noen på månen slår på en laser, tar det omtrent ett sekund før man ser det her.
Hvis det samme skulle skje på solen, ville det ta åtte minutter.
Dette er altså et eksempel på hvor store avstandene i verdensrommet er.
Dette er nå den eneste formelen: Bølgelengden henger sammen med lysets hastighet c, 300 000 km/s delt på frekvensen.
Det er omtrent slik man kan forestille seg det: så og så mange bølger skyller forbi en.
Det vil si at jo høyere frekvensen er, desto kortere er bølgelengden.
Så den nåværende 5G-teknologien bruker bølgelengder i dette området , og tidligere brukte man
mellomfrekvens, som var på 1 000 meter eller 1 600 meter.
De såkalte kortbølgene var for eksempel 49 meter, og da befant man seg fortsatt i kilohertz-området (kHz).
Og først med UKW – ultrakortbølge, som man sa den gang – i dag ville det selvfølgelig fremdeles vært relativt
langt – gikk man over til megahertz-området (MHz), altså 1 million svingninger per sekund.
Vel, det var i alle fall noen grunnleggende ting.
Så la oss huske dette: Elektromagnetiske bølger kan man verken høre eller se.
Noen kjenner den, de fleste gjør ikke det, jeg gjør det ikke.
Og de sprer seg utrolig raskt, og bølgelengden eller frekvensen er ikke helt uten betydning.
Vel, vi har hatt radioen i «en evighet og tre dager».
Det fantes én sentral sender – «i all evighet og tre dager» tilsvarer omtrent 100 år –, mange mottakere, men som sagt
bare én sender, og informasjonsstrømmen gikk bare i én retning.
Og nettopp på mellomfrekvensen var båndbredden liten, fordi man jo i hovedsak sendte tale eller musikk av beskjeden kvalitet.
Og det fører oss nå også til en ting:
Når jeg vil overføre informasjon – tale, musikk eller video – krever det ikke bare en frekvens, men også en viss båndbredde.
Så jeg må altså betale for det.
Når det gjelder mobilnettet, snakker vi ikke om kilohertz, men i begynnelsen om megahertz og nå om gigahertz
– det er frekvensområdet opp til 6 eller 8 GHz for 5G.
Jeg skal straks komme tilbake til hvorfor de høye frekvensene er så viktige.
Så når det gjelder mobilnettet, er det klart, vi har en sender, basestasjonen, som vanligvis ligger en kilometer eller et par
kilometer unna – med 5G kan det også være bare 100 meter – mange telefoner som mottakere og mange telefoner
som sendere samtidig, det har jeg allerede nevnt kort.
Det blir en skikkelig kaos når alle gjør noe samtidig.
Og jeg trenger alltid større båndbredde og høyere dataoverføringshastighet.
Det kan man for øvrig forestille seg på samme måte som i statsbudsjettet:
Det var jo rundt 1950, da jeg ble født, i størrelsesorden 100 millioner, hundrevis av millioner.
Da kunne jeg finansiere prosjekter på 2–3 millioner.
Nå snakker vi om milliarder, og da trenger jeg selvfølgelig et statsbudsjett på rundt 500 milliarder eller noe sånt.
Det er omtrent slik her også: Hvis jeg vil overføre store datamengder, trenger jeg mye mer båndbredde.
Et typisk eksempel: Den opprinnelige analoge fjernsynssendingen hadde en båndbredde på omtrent 5 MHz.
Digitalt er det nå bare rundt 1 MHz og litt til.
Når det gjelder GHz, kommer det an på hvilken båndbredde jeg bruker, hvor mye data jeg ønsker
å overføre akkurat nå, og dette skjer dynamisk.
Så tilbake til båndbredden – jeg hadde egentlig allerede nevnt det: analog kringkasting er utsatt for forstyrrelser, mens
digital TV og kringkasting er motstandsdyktig mot forstyrrelser.
Men jeg nevnte bare i forbifarten at digital-TV har små systematiske feil.
Hvis det er noen fotballfans blant oss, så legg merke til at hvis en spiller er liten, kanskje har på seg noe rødt
og løper over den grønne plenen, så har han alltid en liten linje rundt seg, hvis man ser nøye etter.
Det er en feil, men den er ikke særlig iøynefallende.
Matematisk sett er det det såkalte Gibbs-fenomenet – mer sier jeg ikke om det.
Så, når det gjelder overføring, har jeg nå forklart hvorfor frekvensene er så høye.
Hver overføring krever et visst frekvensbudsjett, et frekvensbånd.
Det må ikke overlappe med de andre.
Og hvis jeg har mange kanaler, trenger jeg ganske enkelt mye mer båndbredde, og hvis jeg
vil overføre mye data, trenger jeg enda mer.
Altså video, som jeg allerede har sagt, MHz, mye data, 10 til 100 MHz.
Det er sannsynligvis mulig å få til enda mer, avhengig av situasjonen.
Når det gjelder 6G, er det helt sikkert – men det kommer jo alltid an på hvilke behov man har akkurat da.
Ok, jeg har allerede nevnt dette kort muntlig, med vilje, for når jeg bare forteller noe,
hører folk bedre etter enn når de ser noe samtidig.
Altså: 100 MHz tilsvarer omtrent at jeg trenger et budsjett på milliarder euro, eller at
jeg trenger et frekvensbudsjett på gigahertz.
Og i diagrammet, der til høyre, ser man båndbreddene som for eksempel UMTS brukte – det var 3G – så
har LTE betydelig mer, og nå trenger 5G enda mye mer.
Og som sagt, det kommer an på situasjonen, det håndteres fleksibelt, men det er omtrent slik man kan forestille seg det.
Så nå har vi så å si grunnleggende kunnskap, og det som kommer nå, er, la oss si, de viktigste punktene.
Det var grunnleggende informasjon foreløpig. Her er spektrene vist igjen.
Som man ser, krever 5G betydelig mer enn 4G eller LTE. LTE står forresten for «Long Term Evolution».
En ganske meningsløs greie, som også har ulike stadier.
Nå blir det interessant med tanke på biologi eller potensiell skade.
Det finnes ett kriterium: Jo høyere frekvens, desto større er den overførte energien.
Noen av dere vet kanskje at et radiosignal er en bølge, men samtidig er det også som en liten kanonkule eller et
foton – når det gjelder lys, kaller man det også et foton.
Og jo høyere frekvensen er, desto mer energi ligger det i den greia.
Og når denne 5G-bølgen absorberes av huden min eller øynene mine, har den en viss
inntrengningsdybde og blir fullstendig absorbert.
Og hvis jeg nå, la oss si, snakker om 100 MHz sammenlignet med 8 GHz, så er det 80 ganger så
mye energi per energipakke som påvirker meg der.
Det er både en bølge og en slags pakke, avhengig av hvordan man ser på det.
Og det er det verste av alt.
Jeg hørte i et foredrag eller en presentasjon: «Ja, det er jo flott», eller hva ser vi?
Her ser vi at jo høyere frekvensen er, desto mindre er inntrengningsdybden.
Dette er inntrengningsdybden, dette er frekvensen – begge er logaritmiske fremstillinger.
Ellers ville man ikke se noe hvis det var lineært, og vi må bare huske på at jo høyere
frekvensen er, desto mindre er inntrengningsdybden.
Det ble sagt: «Det er jo bra, da går det ikke så langt inn.»
Jeg er blant annet utdannet strålevernspersonell, fordi jeg har jobbet med radioaktive stoffer i mange år.
Der lærte jeg at jo mindre inntrengningsdybden er, desto dårligere er det. Hvorfor?
Energitettheten – det spiller ingen rolle om det dreier seg om radioaktiv ioniserende stråling eller ikke-ioniserende stråling.
Jo mindre inntrengningsdybden er, desto mer energi lagres i et bestemt volum.
Og det er, tror jeg, ganske innlysende: jo mer energi som strømmer inn i et bestemt volum, desto større er
sjansen for at det kan oppstå problemer og forårsake skader.
Man har egentlig sagt ganske naivt: «Ja, ioniserende stråling – det er klart at den er skadelig, men det er jo slik – noe de
neste talerne sikkert vil gå nærmere inn på – at det også er problemer knyttet til denne ikke-ioniserende strålingen.»
Dette er kanskje det viktigste lysbildet av alle.
Lav inntrengningsdybde er ikke bra, men dårlig.
Så, til venstre ser vi en skjematisk fremstilling som er typisk for 5G.
Ikke hele 5G-nettet – det finnes jo ikke 5G på landsbygda – men i tettbebygde områder vil det fungere slik at man ikke bruker en
enkelt antenne, men en såkalt antennematrise, for eksempel 8x8 sendere, for å generere en
stråle ved hjelp av elektroteknisk manipulering.
Men når man hører ordet «stråle», tenker man kanskje på en lommelykt eller en laser, men det er ikke det.
Da jeg forberedte meg til dette foredraget, måtte jeg også lære det først.
Jeg hadde på en måte forestilt meg det på den måten også.
Men nei, det er ikke slik, man kaller dem også blyantstråler, men snarere slik: Dette er et såkalt polardiagram.
Dette viser i hvilken retning intensiteten ligger når så og så mange enkeltantenner sender koordinert mot
hverandre, og vi ser i retning 0 grader – det er hovedstrålen; man kaller disse tingene også for stråler.
Den er ikke like lokalisert og rettet, men den er selvfølgelig mye bedre egnet for bruksformålet enn hvis den hadde
vært en rundstråling, slik vi har sett med sfæriske bølger.
Den retter seg spesielt mot den som trenger den, og litt mot omgivelsene, mens resten ikke legger så mye merke til den.
Det er jo i alle fall en positiv ting, men den som står i strålingen – og det er ikke bare vedkommende,
men kanskje også en som tilfeldigvis står ved siden av ham – blir selvfølgelig også utsatt for den.
Men som jeg allerede har sagt, er den største faren egentlig ens egen enhet, i hvert fall hvis man bruker den slik .
Når man bruker håndfri-funksjonen og holder den i hånden på denne måten, fungerer det mye bedre, så jeg kan bare anbefale det.
Vel, 5G har altså 700 MHz, her står det opp til 26 GHz, så etter det jeg vet går 5G bare opp til 8
GHz – akkurat som Radio Eriwan: «Det kommer an på!»
Så hvis jeg har et landlig område, bruker jeg de lave frekvensene der.
Hvorfor? Fordi disse praktisk talt ikke absorberes av luften, trenger jeg derfor ikke en basestasjon for dette området.
Hvis jeg vil jobbe med en rettet stråle, altså med de høyeste frekvensene, trenger jeg da sannsynligvis – etter en grov
anslag – 100 mindre basestasjoner. Det blir jo mye dyrere.
Og så er det et mellomområde og et smalere område.
Og slik må man forestille seg det. Altså, Vilsbiburg er ikke spesielt stor; jeg tror den ligger mer i mellomstørrelsesklassen.
Og når vi er i en større by, vil det der hete 5G – svært sannsynlig, enten det er allerede i dag eller
en gang i nær fremtid – 5G, for det tar jo en viss tid før alt dette er teknisk på plass.
Det koster jo litt penger.
Greit, så dette er nå – la meg si det slik – jeg har bare gått gjennom det tekniske og
allerede antydet litt hvor det kan være problemer.
Generelt sett savner jeg det såkalte forsiktighetsprinsippet.
I EU har det jo hittil vært vanlig at en ny teknologi først blir innført når man gjennom en grundig risikoanalyse og en grundig
risikovurdering har overbevist seg om at den faktisk er trygg.
I USA er det litt omvendt.
Først gjør man det, så ser man om det skjer noe, og så bremser man opp hvis det skjer noe.
Vår kjære programleder Ronny nevnte jo også koronavaksinen tidligere, og der har
forsiktighetsprinsippet på langt nær ikke vært gjeldende.
Selv vår tidligere forbundskansler sa jo: «Vi er alle forsøkskaniner».
Men jeg er sikker på at det ikke er mange av dem som sitter her som har latt seg bruke som forsøkskaniner.
Og når det gjelder mobilnettet, mener jeg at forebyggingsprinsippet ikke har
blitt overholdt på et eller annet vis.
Og jeg holdt meg ganske nøyaktig til de 20 minuttene mine.
La meg oppsummere igjen: Radiobølger – man kan ikke se dem, de sprer seg i vakuum, men med enorm hastighet.
Og mobiltelefoni har uten tvil nyttige anvendelser, det har Ronny også allerede sagt.
Men, men som sagt, forsiktighetsprinsippet gjelder jo egentlig.
Jo høyere frekvens, desto større er energitilførselen, og i tettbebyggede områder
forekommer det eller vil det forekomme rettet stråling.
På den ene siden er det bra at den generelle belastningen reduseres litt, men på den andre siden er det
ikke så bra – den som befinner seg i strålen, blir jo da utsatt for litt større belastning.
Ja, det var alt. Takk.
Stråling fra mobiltelefoner og Wi-Fi skader mennesker, dyr og miljøet. Vi trenger strålingsfrie soner! asza.org