Zdaj pa bo zanimivo.
Merilo: Čim višja je frekvenca, tem večja je prenesena energija.
Morda nekateri vedo, da je radijski signal val, hkrati pa je tudi nekakšna majhna topovska krogla.
In čim višja je frekvenca, tem več energije je v tej stvari.
Dobro, potem pa bi rad končno predstavil prvega govorca.
Je znan kot barvit lik, ne le v našem krogu, ampak tudi daleč zunaj njega, saj je moj izjemno simpatičen in splošno priljubljen
kolega iz upravnega odbora MWGFD, fizik in profesor Werner Bergholz, tudi strokovni član različnih
preiskovalnih komisij – na primer komisij za obravnavo koronakrize v zveznih deželah Brandenburg in Turingija.
Je nekdanji profesor elektrotehnike na Univerzi Jacobs v Bremnu, 17 let pa je delal tudi pri podjetju Siemens v Münchnu in
Regensburgu kot strokovnjak za upravljanje kakovosti in tveganj.
Z zanimanjem pričakujemo, dragi Werner, kaj nam boš povedal v svojem uvodnem predavanju o današnji temi z naslovom
»Mobilna komunikacijska tehnologija: fizikalni temelji in tehnične prednosti 5G«, zato ti zdaj prepuščam besedo.
Hvala lepa, dragi Ronny, za te prijazne besede.
Saj sem napisal: »Fizikalni temelji in tehnične prednosti«. Ampak – pika, pika, pika...
Najprej bom spregovoril o osnovah in, kot sem zapisal v tiskovni mapi, bom začel z Adamom in Evo.
In zdaj vam bom pokazal kratek videoposnetek, v katerem nekdo vrže kamen v vodo in se vidi, kako se val širi.
Točno tako si lahko predstavljamo radijske valove, o tem pa bom takoj povedal nekaj besed.
Poglejmo, ali bo delovalo.
Torej, še enkrat na kratko: Kaj je radijski val – da si o tem ustvarimo vsaj približno predstavo.
Kakšna je torej razlika med radiodifuzijo – ki jo imamo že 100 let in več – in mobilno
telefonijo, zakaj so frekvence tako visoke?
In najpomembnejše: zakaj te lastnosti visokih frekvenc niso nujno povsem neškodljive?
O tem bodo več povedali naslednji govorniki.
No, kamen bo vsak trenutek padel.
Torej, videli smo dve stvari. Val se širi.
V tem primeru gre za tako rekoč dvodimenzionalni val. To je gibanje snovi.
In kar je zdaj še vidno na posnetku, so tudi druge valove.
In to popolnoma ustreza resničnosti, kar v določeni meri tudi prispeva k nevarnosti.
Če imam v takšnem prostoru svoj mobilni telefon – in recimo, da nismo ravno na predavanju –, bi morda 20 ljudi ali
več ravno uporabljalo svoje pametne telefone, kar bi pomenilo, da bi nastala prava zmeda signalov.
To je podobno kot na zabavi.
Vsi morajo povečati svojo intenzivnost, kar pa trenutno ni nujno zaželeno.
No, torej, kamen v vodo – to smo videli, in voda se giblje.
Pri radijskih valovih je podobno.
Antena oddaja signal, vendar tokrat ne dvodimenzionalno, temveč sferično.
In kar je najpomembnejše: v tem ni nobene snovi, deluje tudi v vakuumu.
In ponavadi nič ne vidiš, nič ne slišiš.
In da sploh obstaja nekaj takšnega in da je bilo znanstveno raziskano, se lahko zahvalimo fiziku Heinrichu Hertzu, ki je –
nenadoma izklopil močan tok, nato pa sestavil sprejemnik, pri čemer je prišlo do rahlega iskrenja, zato se temu reče »funken«.
Obstaja še ena ogromna razlika, ki je v praksi zelo pomembna: kot smo videli, se vodni valovi širijo s hitrostjo 20 cm/s.
Zvočni valovi, ki jih vsi poznamo, 300 m/s – vsakdo jih je že kdaj doživel med nevihto.
Vidimo blisk in, odvisno od tega, kje se je blisk pojavil, traja od ene do deset – ali celo
več – sekund, preden zaslišimo grom, 300 m/s.
Elektromagnetni valovi so nekoliko hitrejši, in sicer ne 300 m/s, ampak 300.000 km/s.
Torej 300.000.000 m/s, milijonkrat hitreje.
To je seveda zelo pomembno za praktično uporabo.
A da to postavimo v pravo perspektivo: če nekdo na Luni vklopi laser, traja približno sekundo, preden to vidimo tukaj.
Če bi se isto zgodilo na Soncu, bi za to potrebovali osem minut.
To je torej primer, ki ponazarja, kako velike so razdalje v vesolju.
To je zdaj edina formula: valovna dolžina je povezana s hitrostjo svetlobe c, 300.000 km/s, deljeno s frekvenco.
Tako in toliko valov te preplavi – tako si to lahko približno predstavljaš.
To pomeni, da je valovna dolžina tem krajša, čim višja je frekvenca.
Torej, sedanji 5G zajema valovne dolžine v tem območju , srednje valovne dolžine pa so se nekoč še
uporabljale, in sicer 1.000 metrov ali 1.600 metrov.
Tako imenovane kratkovalovne frekvence so bile na primer 49 metrov, kar je še vedno v območju kilohercev (kHz).
Šele pri UKW – ultrakratkih valovih, kot so jih takrat imenovali (danes bi to seveda še vedno veljalo za
razmeroma dolge valove) – so prešli v območje megahertzov (MHz), torej na 1 milijon nihanj na sekundo.
No, to je zaenkrat vse glede nekaterih osnovnih stvari.
Torej si zapomnimo: elektromagnetnih valov ni mogoče slišati niti videti.
Nekateri jo čutijo, večina pa ne, jaz tudi ne.
In se širijo neverjetno hitro, pri čemer valovna dolžina ali frekvenca nista ravno nepomembni.
No, radio imamo že »večno in tri dni«.
Obstajal je en osrednji oddajnik – »večno in tri dni« pomeni približno 100 let –, veliko sprejemnikov, a kot rečeno, le
en oddajnik, in pretok informacij je potekal le v eno smer.
Zlasti pri srednjih valovih je pasovna širina majhna, saj so se v glavnem prenašali govor ali glasba skromne kakovosti.
In to nas zdaj pripelje tudi do nečesa:
Če želim prenašati podatke – govor, glasbene datoteke ali videoposnetke –, to ni mogoče le z
eno frekvenco, ampak z določeno pasovno širino.
Torej moram za to plačati.
Pri mobilni telefoniji ne govorimo o kilohercih, na začetku o megahercih, zdaj pa o
gigahercih – to je območje do 6 ali 8 GHz pri 5G.
Takoj bom pojasnil, zakaj so visoke frekvence tako pomembne.
Torej, zdaj o mobilni telefoniji, jasno je, imamo oddajnik, bazno postajo, ki je običajno oddaljena en kilometer ali nekaj
kilometrov – pri 5G pa lahko tudi samo 100 metrov –, veliko telefonov kot sprejemnikov in veliko telefonov, ki
hkrati delujejo kot oddajniki, to sem že na kratko omenil.
Ko vsi hkrati počnejo nekaj, nastane lepa valovita zmešnjava.
In vedno potrebujem večjo pasovno širino in višjo hitrost prenosa podatkov.
To si lahko, mimogrede, predstavljamo podobno kot pri državnem proračunu:
To je bilo nekoč, okoli leta 1950, ko sem se rodil, v obsegu 100 milijonov, sto milijonov.
Takrat sem lahko financiral projekte v vrednosti 2–3 milijonov.
Zdaj govorimo o milijardah, zato seveda potrebujem proračun v višini 500 milijard ali kaj podobnega.
Tukaj je podobno: če želim prenašati velike količine podatkov, potrebujem veliko več pasovne širine.
Torej, tipični primer: pri prvotni analogni televiziji je pasovna širina znašala približno 5 MHz.
Digitalno le še približno 1 MHz in malo več.
Pri GHz je odvisno od tega, katero pasovno širino uporabljam in koliko podatkov želim trenutno prenesti, kar se izvaja dinamično.
Torej, še enkrat glede pasovne širine – pravzaprav sem to pravkar že povedal: analogno radiodifuzijo lahko
zlahka motijo motnje, digitalna televizija in radiodifuzija pa sta odporni proti motnjam.
Ampak sem le mimogrede omenil, da ima digitalna televizija majhne sistematične napake.
Če so med nami nogometni navijači, poglejte: če je igralec majhen, morda nosi kaj rdečega in teče po zelenem
travniku, ima vedno okoli sebe majhno črto, če se dobro ozrete.
To je napaka, vendar ni posebej opazna.
Matematično gre za tako imenovani Gibbsov pojav – več o tem ne bom povedal.
No, kar zadeva prenos, sem zdaj že pojasnil, zakaj so frekvence tako visoke.
Vsak prenos zahteva določen frekvenčni proračun, tj. frekvenčni pas.
To se ne sme prekrivati z drugimi.
In če imam veliko kanalov, potem preprosto potrebujem veliko več pasovne širine, če pa želim prenesti veliko podatkov, pa še več.
Torej, video, kot sem že rekel, MHz, veliko podatkov, od 10 do 100 MHz.
Verjetno je mogoče doseči še več, odvisno od okoliščin.
Kar zadeva 6G, zagotovo – seveda pa je to vedno odvisno od tega, kakšne so trenutne potrebe.
V redu, to sem že prej na kratko omenil ustno, in sicer namerno, saj če samo kaj povem, ljudje temu
posvečajo več pozornosti, kot če bi hkrati tudi kaj videli.
Torej: 100 MHz ustreza približno temu, da potrebujem proračun v višini milijard evrov ali pa
potrebujem frekvenčni proračun v gigahertzih.
Na grafu, tam desno, so prikazani pasovni širini, ki jih je na primer potreboval UMTS – to je bila tehnologija 3G –, nato je
LTE potreboval že precej več, zdaj pa 5G potrebuje še veliko več.
In, kot sem že rekel, je odvisno od situacije, ravnamo fleksibilno, ampak si to lahko približno tako predstavljate.
No, zdaj imamo, tako rekoč, osnove, in kar sledi, recimo, so ključne zadeve.
To so bile zaenkrat osnove. Tukaj so še enkrat prikazani spektri.
Kot je razvidno, 5G potrebuje bistveno več kot 4G ali LTE. LTE sicer pomeni »Long Term Evolution«.
Precej nepomembna stvar, ki ima tudi različne stopnje.
Zdaj postane zanimivo z vidika biologije ali morebitne škode.
Obstaja eno merilo: čim višja je frekvenca, tem večja je prenesena energija.
Morda nekateri vedo, da je radijski signal val, hkrati pa je tudi nekakšna majhna topovska krogla ali
foton – pri svetlobi ga prav tako imenujemo foton.
In čim višja je frekvenca, tem več energije je v tej stvari.
In če se ta 5G-val absorbira v moji koži ali v mojih očeh, ima določeno globino prodora in se v celoti absorbira.
In če zdaj govorim, recimo, o 100 MHz v primerjavi z 8 GHz, to pomeni 80-krat več energije na energijski paket, ki deluje name.
Je hkrati val in nekakšen paket, odvisno od tega, kako ga gledamo.
In to je najhujše, kar se lahko zgodi.
V nekem predavanju ali predstavitvi sem slišal: »Ja, to je super«, ali kaj vidimo?
Tukaj vidimo, da je globina prodora manjša, čim višja je frekvenca.
To je globina prodora, to pa je frekvenca – obe sta logaritmični prikazi.
Sicer ne bi nič videli, če bi bil linearen, in si le zapomnimo: čim višja je frekvenca, tem manjša je globina prodora.
To je bilo prikazano: »To je vendar dobro, tako se ne bo šlo tako globoko noter.«
Med drugim sem tudi usposobljen strokovnjak za varstvo pred sevanjem, saj sem več let delal z radioaktivnimi snovmi.
Tam sem se naučil, da je manjša globina prodora, slabše je. Zakaj?
Energijska gostota – pri tem ni pomembno, ali gre za radioaktivno ionizirajoče sevanje ali za neionizirajoče sevanje.
Čim manjša je globina prodora, tem več energije se shranijo v določenem volumnu.
In to se mi zdi logično: več energije pride v določen volumen, večja je verjetnost, da bo to morda povzročilo težave in škodo.
Pravzaprav so precej naivno rekli: »Ja, ionizirajoče sevanje je seveda škodljivo, to je jasno, ampak dejstvo je – to bodo
naslednji govorniki zagotovo še podrobneje pojasnili –, da tudi pri tem neionizirajočem sevanju obstajajo težave.«
No, to je morda sploh najpomembnejši diapozitiv.
Majhna globina prodora ni dobra, ampak slaba.
Na levi strani vidimo shematski prikaz, ki je značilen za 5G.
Ne gre za celoten 5G – torej na odročnih podeželskih območjih tega ni –, ampak v gosto pozidanih območjih bo to delovalo tako,
da se žarek ne bo ustvarjal z eno samo anteno, ampak s t. i. anteno matriko, npr. 8x8
oddajnikov, s pomočjo elektrotehničnih postopkov.
Ampak žarek – tu si predstavljaš svetilko ali laser, a to ni to.
Med pripravami na to predavanje sem se tega najprej moral naučiti tudi sam.
Tudi sam sem si to nekako tako predstavljal.
Ampak ne, ni tako, imenujejo jih tudi »svinčnikovi žarki«, ampak gre bolj za tole: to je tako imenovani polarni diagram.
To prikazuje, v katero smer je usmerjena intenzivnost pri toliko in toliko posameznih antenah, ki oddajajo
usklajeno med seboj, in gledamo v smer 0 stopinj – to je glavni žarek; te stvari se imenujejo tudi žarki.
To ni tako lokalizirano in usmerjeno, vendar je seveda za uporabo veliko boljše, kot če bi šlo za
krožno sevanje, kot smo to videli pri sferičnih valovih.
Usmerjeno je na tistega, ki to potrebuje, in nekoliko na njegovo okolico, ostali pa tega ne opazijo toliko.
To je sicer že samo po sebi pozitivno, vendar tisti, ki je izpostavljen sevanju – in to ni le on sam,
ampak morda tudi nekdo, ki slučajno stoji poleg njega –, seveda prav tako prejme del tega sevanja.
A kot sem že rekel, večja nevarnost je pravzaprav lastna naprava, vsaj če jo uporabljaš tako .
Če uporabljaš prostoročno telefoniranje in imaš telefon v roki ter ga držiš na ta način, je
to veliko boljše, zato ga lahko samo priporočam.
No, 5G ima torej 700 MHz, tukaj pa piše do 26 GHz, torej po mojem mnenju 5G sega le do 8 GHz – tako kot Radio Eriwan: »Odvisno!«
Torej, če imam podeželsko območje, tam uporabim nizke frekvence.
Zakaj? Ker jih zrak praktično ne absorbira, zato za to območje ne potrebujem bazne postaje.
Če želim delati z usmerjenim žarkom, torej z najvišjimi frekvencami, bom po »grobi oceni« verjetno potreboval
100 manjših baznih postaj. To je seveda precej dražje.
Poleg tega obstaja še srednji del in ožji del.
In tako si to je treba predstavljati. Torej, Vilsbiburg ni ravno velik, mislim, da je bolj srednje velik.
In če smo v večjem mestu, se tam imenuje 5G – zelo verjetno, pa naj bo to že danes ali kdaj v bližnji prihodnosti –
5G, saj traja nekaj časa, preden se vse to tehnično uresniči.
To pa vendarle stane nekaj denarja.
Dobro, torej to so zdaj – recimo – predstavil sem samo tehnične vidike in že malo namignil, kje bi lahko bile težave.
Na splošno rečeno, pogrešam tako imenovano previdnostno načelo.
V EU je bilo doslej namreč običajno, da se nova tehnologija uvede šele takrat, ko se s pomočjo ustrezne analize tveganj
in ustrezne ocene tveganj prepriča, da je dejansko varna.
V ZDA je situacija nekoliko obrnjena.
Najprej se lotiš dela, potem opazuješ, ali se kaj zgodi, in če se kaj zgodi, to ustaviš.
Naš dragi voditelj Ronny je pred kratkim omenil tudi cepivo proti koronavirusu; v tem primeru
načelo previdnosti že zdavnaj ni več veljalo.
Tudi naš nekdanji zvezni kancler je rekel: »Vsi smo poskusni zajčki.«
A sem prepričan, da se ni veliko tistih, ki sedijo tukaj, pustilo izkoristiti kot poskusne zajčke.
In kar zadeva mobilno telefonijo, menim, da se nekje ni upoštevalo previdnostnega načela.
In svojih 20 minut sem se držal precej natančno.
Torej, še enkrat na kratko: radijski valovi so nevidni, širijo se v vakuumu, vendar z ogromno hitrostjo.
Mobilna telefonija ima nedvomno koristne uporabe, kar je že omenil tudi Ronny.
Ampak, kot sem že rekel, načelo previdnosti dejansko velja.
Čim višja je frekvenca, tem večji je vnos energije, v gosto pozidanih območjih pa že
obstaja ali pa bo prišlo do usmerjenega sevanja.
Po eni strani je to dobro, saj se splošna obremenitev nekoliko zmanjša, po drugi strani pa to ni ravno dobro, saj je tisti,
ki se nahaja v tem curku, potem le nekoliko bolj obremenjen.
Ja, to je bilo vse. Hvala.
Sevanje mobilnih telefonov in Wi-Fi-ja škoduje ljudem, živalim in okolju. Potrebujemo območja brez sevanja! asza.org