WEBVTT

00:00.125 --> 00:01.320
Теперь становится интересно.

00:01.320 --> 00:06.117
Критерий: чем выше частота, тем больше передаваемая энергия.

00:06.117 --> 00:14.020
Кто-то, возможно, знает, что радиосигнал — это волна,
но в то же время он похож на маленький пушечный ядро.

00:14.020 --> 00:19.041
И чем выше частота, тем больше
энергии содержится в этом предмете.

00:19.041 --> 00:25.450
Хорошо, тогда я бы хотел
наконец-то представить первого докладчика.

00:25.450 --> 00:32.402
Он известен как «красочная личность» не только в нашем кругу, но
и далеко за его пределами, ведь мой чрезвычайно симпатичный и

00:32.402 --> 00:39.079
всеми любимый коллега по правлению MWGFD, физик, профессор Вернер
Бергхольц, также является экспертом в составе различных

00:39.079 --> 00:45.994
следственных комиссий — например, по анализу ситуации с
коронавирусом в федеральных землях Бранденбург и Тюрингия.

00:45.994 --> 00:51.561
Он является бывшим профессором электротехники в Университете
Джейкобса в Бремене, а также в течение 17 лет

00:51.561 --> 00:58.017
работал в компании «Сименс» в Мюнхене и Регенсбурге в
качестве эксперта по управлению качеством и рисками.

00:58.017 --> 01:05.860
Дорогой Вернер, нам очень интересно, о чём ты расскажешь нам в
своём вступительном докладе по сегодняшней теме под названием

01:05.860 --> 01:15.648
«Технологии мобильной связи: физические основы и технические
преимущества 5G», и с этими словами я передаю тебе слово.

01:15.648 --> 01:19.351
Большое спасибо, дорогой Ронни, за эти теплые слова.

01:19.351 --> 01:27.030
Я ведь написал: «Физические основы и
технические преимущества». Но — точка, точка, точка...

01:27.030 --> 01:39.225
Сначала я расскажу об основах, и, как я уже
написал в пресс-релизе, начну с Адама и Евы.

01:39.225 --> 01:52.224
А сейчас я покажу вам короткое видео, в котором камень
бросают в воду, и видно, как распространяется волна.

01:52.224 --> 01:58.090
Именно так и можно представить себе
радиоволны, и я сразу же скажу об этом несколько слов.

01:58.090 --> 02:00.361
Давайте посмотрим, сработает ли это.

02:00.361 --> 02:06.688
Итак, еще раз кратко: Что такое радиоволна —
чтобы немного составить об этом представление.

02:06.688 --> 02:11.013
В чём же заключается разница между радиовещанием —
которое существует уже более 100 лет — и мобильной

02:11.013 --> 02:14.548
связью? Почему для неё используются такие высокие частоты?

02:14.548 --> 02:22.940
И самое главное: почему эти свойства
высоких частот не всегда безобидны?

02:22.940 --> 02:27.119
И об этом подробнее расскажут следующие докладчики.

02:27.119 --> 02:30.629
Итак, камень вот-вот упадет.

02:39.970 --> 02:45.282
Итак, мы заметили две вещи. Волна распространяется.

02:45.282 --> 02:53.007
В этом случае речь идет о
квазидвумерной волне. Это движение материи.

02:53.007 --> 02:57.811
И если присмотреться к этому снимку, то
можно заметить, что там есть и другие волны.

02:57.811 --> 03:03.654
И это в точности соответствует действительности,
что и составляет, в некоторой степени, всю опасность.

03:03.654 --> 03:11.232
Если у меня с собой мобильный телефон в такой комнате — и давайте
предположим, что мы сейчас не на лекции, — то, возможно, 20

03:11.232 --> 03:18.419
человек или больше в этот момент пользуются своими смартфонами,
а это означает, что возникает «радиочастотный хаос».

03:18.419 --> 03:20.394
Это похоже на вечеринку.

03:20.394 --> 03:28.290
Здесь всем придется повысить интенсивность,
а это сейчас не обязательно стоит делать.

03:28.290 --> 03:33.992
Ладно, итак, камень упал в воду —
мы это видели, и вода задвигалась.

03:33.992 --> 03:36.391
С радиоволнами дело обстоит примерно так же.

03:36.391 --> 03:44.820
Антенна излучает, однако теперь не в двухмерном
пространстве, а в виде сферического излучения.

03:44.820 --> 03:53.056
И самое главное — здесь нет никакой
материи, это работает даже в вакууме.

03:53.056 --> 03:58.380
И обычно ничего не видно, ничего не слышно.

03:58.380 --> 04:10.344
А то, что такое вообще существует и было научно изучено, мы
обязаны физику Генриху Герцу, который — внезапно отключил

04:10.344 --> 04:23.910
сильный ток, а затем соорудил приемник, и там произошло
небольшое искрение, и именно поэтому это называется «искрение».

04:23.910 --> 04:32.665
Есть ещё одно огромное различие, которое очень
важно для практики: как мы видели, волновые

04:32.665 --> 04:38.585
явления в воде распространяются со скоростью 20 см/с.

04:38.585 --> 04:46.657
Звуковые волны — мы их тоже знаем, скорость 300
м/с — каждый когда-нибудь слышал их во время грозы.

04:46.657 --> 04:53.131
Видишь вспышку, и в зависимости от того, где она
произошла, проходит от одной до десяти — а то и

04:53.131 --> 04:58.752
больше — секунд, прежде чем услышишь гром: 300 м/с.

04:58.752 --> 05:11.776
Скорость электромагнитных волн
немного выше: не 300 м/с, а 300 000 км/с.

05:11.776 --> 05:19.916
То есть 300 000 000 м/с, в миллион раз быстрее.

05:19.916 --> 05:24.704
Конечно, это очень важно для практического применения.

05:24.704 --> 05:41.055
Но чтобы понять масштаб: если кто-то на Луне включит лазер, то
пройдет примерно секунда, прежде чем это станет видно отсюда.

05:41.055 --> 05:44.524
Если бы то же самое произошло на
Солнце, на это ушло бы восемь минут.

05:44.524 --> 05:50.366
Вот это — для наглядности, чтобы
показать, насколько велики расстояния в космосе.

05:50.366 --> 06:07.456
Теперь это единственная формула: длина волны зависит от
скорости света c, равной 300 000 км/с, деленной на частоту.

06:07.456 --> 06:13.152
Вот так, мимо проплывает столько-то волн —
примерно так можно себе это представить.

06:13.152 --> 06:20.089
То есть, чем выше частота, тем короче длина волны.

06:20.089 --> 06:30.315
Итак, современный 5G — это волны длиной примерно в
этом диапазоне , а средние волны раньше ещё

06:30.315 --> 06:36.635
использовались — их длина составляла 1 000 или 1 600 метров.

06:36.635 --> 06:43.240
Так называемые короткие волны, например, составляли 49 метров,
то есть частоты ещё находились в диапазоне килогерц (кГц).

06:43.240 --> 06:49.528
И только с появлением UKW — ультракоротких волн, как тогда
говорили (хотя сегодня это, конечно, тоже считалось бы

06:49.528 --> 06:57.968
относительно длинной длиной волны), — перешли в диапазон
мегагерц (МГц), то есть в диапазон 1 млн колебаний в секунду.

06:57.968 --> 07:01.443
Итак, это пока что по поводу нескольких основных моментов.

07:01.443 --> 07:07.808
Итак, запомним: электромагнитные
волны нельзя ни услышать, ни увидеть.

07:07.808 --> 07:10.920
Некоторые её чувствуют, большинство — нет, я — нет.

07:10.920 --> 07:18.451
И они распространяются с невероятной скоростью,
причем длина волны или частота играют не последнюю роль.

07:18.451 --> 07:22.763
Ну что ж, у нас радио уже «целую вечность и три дня».

07:22.763 --> 07:29.628
Существовал один центральный передатчик — «вечность и три дня»
составляют примерно 100 лет, — много приемников,

07:29.628 --> 07:36.904
но, как уже было сказано, только один передатчик,
и поток информации шел только в одном направлении.

07:36.904 --> 07:43.971
И именно на средних волнах полоса
пропускания была небольшой, ведь в основном передавали

07:43.971 --> 07:47.640
речь или музыку не самого высокого качества.

07:47.640 --> 07:51.973
И это подводит нас к одному вопросу:

07:51.973 --> 07:59.974
Если я хочу передать информацию — речь,
музыкальные файлы или видео — то для этого требуется не

07:59.974 --> 08:05.152
просто частота, а определённая полоса пропускания.

08:05.152 --> 08:06.625
Значит, мне придется за это заплатить.

08:06.625 --> 08:19.653
В сфере мобильной связи мы не говорим о
килогерцах, сначала речь шла о мегагерцах, а сейчас — о

08:19.653 --> 08:27.687
гигагерцах: в случае 5G это диапазон до 6 или 8 ГГц.

08:27.687 --> 08:31.406
Я сейчас сразу же объясню, почему высокие частоты так важны.

08:31.406 --> 08:39.186
Итак, теперь о мобильной связи, всё ясно, у нас есть передатчик,
базовая станция, обычно расположенная на расстоянии одного или

08:39.186 --> 08:45.066
нескольких километров — в случае 5G это может быть всего 100
метров — много телефонов в качестве

08:45.066 --> 08:51.684
приемников и много телефонов одновременно в качестве
передатчиков, об этом я уже кратко упоминал.

08:51.684 --> 08:56.036
Получается красивый волнистый салат,
когда все они одновременно что-то делают.

08:56.036 --> 09:02.239
И мне всегда требуется большая пропускная
способность и более высокая скорость передачи данных.

09:02.239 --> 09:06.543
Кстати, это можно представить себе так
же, как и в случае с федеральным бюджетом:

09:06.543 --> 09:16.753
Это было раньше, около 1950 года, когда я
родился, — порядка 100 миллионов, сотни миллионов.

09:16.753 --> 09:20.074
Тогда я смог профинансировать проекты стоимостью 2–3 млн.

09:20.074 --> 09:24.610
Теперь речь идет о миллиардах, и, конечно,
для этого мне понадобится федеральный

09:24.610 --> 09:27.346
бюджет в размере 500 миллиардов или около того.

09:27.346 --> 09:30.839
Здесь ситуация примерно такая: если я хочу
передавать данные с высокой скоростью, мне

09:30.839 --> 09:33.260
требуется гораздо большая пропускная способность.

09:33.260 --> 09:42.272
Вот типичный пример: в эпоху аналогового
телевидения полоса пропускания составляла примерно 5 МГц.

09:42.272 --> 09:47.712
В цифровом формате осталось всего около 1 МГц и чуть больше.

09:47.712 --> 09:53.562
Что касается ГГц, то здесь всё зависит от того, какую
полосу пропускания я использую и какой объём данных хочу

09:53.562 --> 09:58.969
передать в данный момент, и это происходит динамически.

09:58.969 --> 10:04.697
Итак, вернёмся к вопросу о пропускной способности — я,
собственно, только что уже об этом говорил:

10:04.697 --> 10:11.226
аналоговое радиовещание подвержено помехам, а
цифровое телевидение и радиовещание устойчивы к помехам.

10:11.226 --> 10:21.608
Но я просто вскользь упомянул, что в цифровом
телевидении есть небольшие систематические ошибки.

10:21.608 --> 10:28.722
Если среди нас есть футбольные фанаты, обратите внимание: если
игрок невысокого роста, возможно, одет во что-то

10:28.722 --> 10:35.428
красное и бежит по зеленому газону, то, если
присмотреться, вокруг него всегда видна тоненькая линия.

10:35.428 --> 10:38.375
Это ошибка, но она не бросается в глаза.

10:38.375 --> 10:43.700
С математической точки зрения это так
называемый феномен Гиббса — больше я об этом не скажу.

10:43.700 --> 10:47.756
Итак, что касается передачи, я уже объяснил,
почему используются такие высокие частоты.

10:47.756 --> 10:55.919
Каждая передача требует определенного
частотного ресурса, то есть частотного диапазона.

10:55.919 --> 10:58.778
Это не должно пересекаться с остальным.

10:58.778 --> 11:04.298
А если у меня много каналов, то мне просто требуется
гораздо большая пропускная способность, а если я

11:04.298 --> 11:07.461
хочу передавать большой объем данных, то и того больше.

11:07.461 --> 11:13.976
Итак, видео, как я уже говорил, МГц,
большой объем данных — от 10 до 100 МГц.

11:13.976 --> 11:16.735
Возможно, можно добиться и большего
— в зависимости от обстоятельств.

11:16.735 --> 11:23.952
Что касается 6G, то, безусловно, — всё зависит
от того, какие требования у вас в данный момент.

11:26.571 --> 11:31.012
Ладно, я уже кратко упомянул об этом в разговоре — и сделал это
специально, потому что когда я просто

11:31.012 --> 11:37.500
рассказываю, люди прислушиваются к моим словам больше, чем
когда они одновременно видят то, о чём я говорю.

11:37.500 --> 11:49.554
Итак: 100 МГц соответствует примерно… мне нужен бюджет в
миллиарды евро или мне нужен частотный диапазон в гигагерцах.

11:49.554 --> 12:05.671
А на графике, справа, показаны диапазоны частот, которые,
например, использовал UMTS — это был 3G, затем LTE уже

12:05.671 --> 12:14.974
использовал значительно больше, а теперь 5G требует ещё больше.

12:14.974 --> 12:22.935
И, как уже говорилось, всё зависит от ситуации, подход
гибкий, но в общем-то так это и можно себе представить.

12:22.935 --> 12:33.348
Итак, теперь у нас, так сказать, есть основы, а далее мы
рассмотрим, так сказать, что является наиболее важным.

12:33.348 --> 12:38.925
Вот, в принципе, и все основные моменты. А вот ещё раз спектры.

12:38.925 --> 12:48.714
Как видно, для 5G требуется гораздо больше, чем для 4G или
LTE. Кстати, аббревиатура LTE означает «Long Term Evolution».

12:48.714 --> 12:54.831
Довольно бессмысленная штука, у неё тоже есть разные стадии.

12:54.831 --> 13:03.571
Теперь дело становится интересным с
точки зрения биологии или возможного вреда.

13:03.571 --> 13:13.473
Существует один критерий: чем выше
частота, тем больше передаваемая энергия.

13:13.473 --> 13:24.414
Кто-то, возможно, знает, что радиосигнал — это волна,
но в то же время он похож на маленький пушечный ядро

13:24.414 --> 13:31.282
или фотон — в случае со светом его тоже называют фотоном.

13:31.282 --> 13:38.380
И чем выше частота, тем больше
энергии содержится в этом предмете.

13:38.380 --> 13:53.709
И если эта волна 5G поглощается моей кожей или глазами, она
проникает на определённую глубину и поглощается полностью.

13:53.709 --> 14:03.679
И если я сейчас, скажем, говорю о 100 МГц по
сравнению с 8 ГГц, то это в 80 раз больше энергии на один

14:03.679 --> 14:09.067
энергетический пакет, который на меня воздействует.

14:09.067 --> 14:15.555
Это одновременно и волна, и некий пакет — в
зависимости от того, как на это смотреть.

14:17.329 --> 14:19.962
И это самое страшное из всего.

14:19.962 --> 14:27.078
Я слышал в какой-то лекции или
презентации: «Да, это же здорово», или что мы видим?

14:27.078 --> 14:36.389
Здесь мы видим: чем выше частота,
тем меньше глубина проникновения.

14:36.389 --> 14:41.693
Вот глубина проникновения, вот частота — оба
графика построены по логарифмической шкале.

14:41.693 --> 14:47.745
В противном случае ничего бы не было видно, если
бы это было линейным, и мы просто запомним: чем

14:47.745 --> 14:51.720
выше частота, тем меньше глубина проникновения.

14:51.720 --> 14:56.473
Было сказано: «Это же хорошо, тогда он не проникнет так глубоко».

14:56.473 --> 15:02.456
Кроме прочего, я прошел подготовку в
области радиационной безопасности, поскольку

15:02.456 --> 15:06.411
много лет работал с радиоактивными веществами.

15:06.411 --> 15:14.223
Там я узнал, что чем меньше
глубина проникновения, тем хуже. Почему?

15:14.223 --> 15:18.673
Плотность энергии — при этом не имеет
значения, идет ли речь о радиоактивном

15:18.673 --> 15:22.860
ионизирующем излучении или о неионизирующем излучении.

15:22.860 --> 15:30.722
Чем меньше глубина проникновения, тем
больше энергии накапливается в данном объеме.

15:30.722 --> 15:38.110
И это, как мне кажется, вполне логично: чем больше
энергии поступает в определенный объем, тем выше вероятность

15:38.110 --> 15:42.674
того, что это может привести к проблемам и нанести ущерб.

15:42.674 --> 15:53.400
На самом деле это прозвучало довольно наивно: да, ионизирующее
излучение, конечно, наносит вред, но дело в том — и последующие

15:53.400 --> 16:05.256
докладчики, несомненно, расскажут об этом более подробно —
что с этим неионизирующим излучением тоже возникают проблемы.

16:05.256 --> 16:08.960
Пожалуй, это самый важный слайд из всех.

16:08.960 --> 16:14.170
Небольшая глубина проникновения — это не хорошо, а плохо.

16:14.170 --> 16:21.360
Итак, слева мы видим схематическое
изображение, характерное для 5G.

16:21.360 --> 16:31.900
Не везде будет работать 5G — то есть в сельской местности его не
будет, — но в густонаселённых районах это будет работать так:

16:31.900 --> 16:40.850
вместо одной антенны будет использоваться так называемая антенная
матрица, например, из 8x8 передатчиков, с

16:40.850 --> 16:48.089
помощью которых посредством
электротехнических манипуляций будет формироваться луч.

16:48.089 --> 16:54.697
Но когда речь идет о луче, сразу
приходят на ум фонарик или лазер, но это не то.

16:54.697 --> 16:58.902
Готовясь к этой лекции, мне
сначала тоже пришлось этому научиться.

16:58.902 --> 17:01.011
Я тоже как-то так себе это представлял.

17:01.011 --> 17:14.303
Но нет, дело не в этом, их ещё называют «лучами карандаша»,
а скорее в следующем: это так называемая полярная диаграмма.

17:14.303 --> 17:22.537
Это показывает, в каком направлении при наличии такого-то
количества отдельных антенн, излучающих скоординированно,

17:22.537 --> 17:28.909
наблюдается наибольшая интенсивность, и мы
смотрим в направлении 0 градусов — это главный

17:28.909 --> 17:32.447
лепесток; эти элементы также называют лепестками.

17:32.447 --> 17:38.875
Оно не настолько локализовано и не настолько направленно, но,
конечно, для практического применения это гораздо

17:38.875 --> 17:44.516
лучше, чем если бы излучение было
всенаправленным, как мы видели в случае с сферическими волнами.

17:44.516 --> 17:53.539
Внимание сосредоточено именно на том, кому это нужно, и
немного на его окружение, а остальные уже не так много замечают.

17:53.539 --> 18:00.021
Это, конечно, уже хорошо, но тот, кто находится в зоне облучения
— а это не только он сам, но, возможно, и тот, кто случайно

18:00.021 --> 18:03.560
стоит рядом с ним, — естественно, тоже получает дозу облучения.

18:03.560 --> 18:09.156
Но, как я уже говорил, на самом деле большую
опасность представляет собственное устройство,

18:09.156 --> 18:12.624
по крайней мере, если им пользоваться вот так .

18:12.624 --> 18:17.757
Если пользоваться функцией громкой связи, держа
устройство в руке и удерживая его именно так, это

18:17.757 --> 18:21.764
гораздо удобнее, поэтому я могу только порекомендовать.

18:21.764 --> 18:36.669
Ладно, значит, у 5G частота 700 МГц, а здесь указано до 26
ГГц, так что, насколько я понимаю, 5G работает только до 8

18:36.669 --> 18:44.832
ГГц — как в передаче «Радио Ереван»: «Смотря как посмотреть!»

18:44.832 --> 18:50.947
То есть, если у меня есть сельская
местность, то там я использую низкие частоты.

18:50.947 --> 19:02.941
Почему? Потому что они практически не поглощаются
воздухом, поэтому мне не нужна базовая станция для этой зоны.

19:02.941 --> 19:08.974
Если я хочу работать с направленным лучом, то есть на самых
высоких частотах, то, судя по приблизительным

19:08.974 --> 19:14.205
расчетам, мне, вероятно, понадобится 100 небольших
базовых станций. А это, конечно, гораздо дороже.

19:14.205 --> 19:17.856
А ещё есть средняя зона и более узкая зона.

19:17.856 --> 19:25.333
Вот как это нужно себе представить. Так вот, Вильсбибург — это
не особо большой город, я думаю, он скорее средних размеров.

19:25.333 --> 19:35.556
А если мы окажемся в крупном городе, то там, скорее всего,
уже сегодня или в ближайшем будущем появится 5G — ведь на

19:35.556 --> 19:41.020
техническую реализацию всего этого уходит некоторое время.

19:41.020 --> 19:43.518
Это ведь тоже стоит немного денег.

19:43.518 --> 19:52.446
Хорошо, итак, это теперь — как бы сказать — я
только что изложил техническую сторону вопроса и уже

19:52.446 --> 19:56.185
немного намекнул, где могут возникнуть проблемы.

19:56.185 --> 20:03.254
В целом, мне не хватает так
называемого принципа предосторожности.

20:03.254 --> 20:13.826
В ЕС до сих пор, по сути, было принято вводить новую
технологию только после того, как на основе тщательного анализа

20:13.826 --> 20:19.940
рисков и их оценки убеждались, что она действительно безопасна.

20:19.940 --> 20:22.183
В США ситуация немного обратная.

20:22.183 --> 20:30.300
Сначала просто делаешь, потом смотришь, что из этого
выйдет, а если что-то происходит, то сбавляешь обороты.

20:32.252 --> 20:40.120
Наш уважаемый ведущий Ронни недавно также
упомянул о прививке от коронавируса — в этом случае

20:40.120 --> 20:45.120
принцип предосторожности уже давно не применялся.

20:45.120 --> 20:50.165
Ведь даже наш бывший канцлер
сказал: «Мы все — подопытные кролики».

20:50.165 --> 20:57.756
Но я уверен, что немногие из тех, кто здесь
сидит, согласились стать подопытными кроликами.

20:57.756 --> 21:10.759
И вот, что касается мобильной связи, я считаю, что
где-то здесь не был соблюден принцип предосторожности.

21:10.759 --> 21:14.212
И я почти точно уложился в свои 20 минут.

21:14.212 --> 21:23.860
Итак, подведем итог: радиоволны — их не видно, они
распространяются в вакууме, причем с огромной скоростью.

21:23.860 --> 21:28.149
И мобильная связь, без сомнения, находит
полезное применение — об этом уже говорил Ронни.

21:28.149 --> 21:33.709
Но, как уже было сказано, принцип
предосторожности всё-таки действует.

21:33.709 --> 21:41.111
Чем выше частота, тем выше приток энергии, а
в условиях плотной застройки наблюдается

21:41.111 --> 21:45.179
или будет наблюдаться направленное излучение.

21:45.179 --> 21:52.437
С одной стороны, это хорошо, что общая нагрузка немного
снижается, но с другой — не так уж и хорошо: тот, кто

21:52.437 --> 21:57.538
оказывается в луче, просто получает чуть большую нагрузку.

21:57.538 --> 22:00.796
Да, вот и всё. Спасибо.

22:05.105 --> 22:10.754
Излучение мобильных телефонов и Wi-Fi наносит
вред людям, животным и окружающей среде. Нам

22:10.754 --> 22:13.578
нужны зоны, свободные от излучения! asza.org