Весной, когда коронавирус набрал силу во всем мире, британцы активно поджигали сотовые вышки 5G связи. Граждане считали, что новое поколение связи негативно влияет на иммунитет и способствует заражению Covid-19. Тем временем уже идет подготовка к запуску 6G, эксперты сходятся во мнении, что шестое поколение запустят в 2025-2030 годах. Скорости будут в сотни раз выше, как и сам частотный диапазон. Опасно ли это для здоровья? Рассказывает Дмитрий Лаконцев, руководитель Центра компетенций НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернету вещей.
2020 год давно перевалил через середину, оставив позади множество горячих информационных тем. Утихла и шумиха вокруг предположительной «опасности» 5G для здоровья (а также вокруг вопроса о связи 5G и пандемии вируса COVID-19). И это естественно, так как весь этот ажиотаж был эмоциональной реакцией, вызванной боязнью экономического кризиса, общей неопределенностью и высокой тревожностью «санитарной войны» на фоне введенного режима самоизоляции. Можно добавить, что теории заговора вокруг 5G так и остались бы достоянием узких (в чем-то даже маргинальных) групп, если бы не были поддержаны некоторыми известными людьми и даже политическими объединениями, использующими их как дешевый способ набрать очков в борьбе за аудиторию.
Никаких из обещанных ужасных финалов внедрения сетей 5G не произошло, исследования не показали опасности для здоровья со стороны 5G (как и в отношении технологий предыдущих поколений связи).
Даже Швейцария, которую приводили в пример апологеты антицифрового движения, все же построила сеть 5G и запустила ее на своей территории. При этом несколько регионов (т.н. «кантонов») пока отложили запуск сети, что говорит об особенностях регионального управления в конфедерации.
Так завершается очередная глава борьбы с воображаемой опасностью мобильной связи. Ведь стоит вдуматься – эта борьба длится уже без малого 40 лет! Каждое поколение связи рождало очередные статьи с обвинениями и выступления с требованиями запретить. И началось это еще в 80-х годах прошлого столетия. А общая история радиофобии насчитывает почти 70 лет! С 50-х годов XX века начались активные исследования воздействия радиоизлучения на человека и животных, тогда же стали появляться первые стандарты безопасности. По мере того, как развивалась индустрия – также развивалась стандартизация в области безопасности жизнедеятельности в части радиоизлучения. Добавилось регулирование для разных частотных диапазонов, появились раздельные правила для антенн базовых станций и для носимого оборудования (телефонов).
Какие выводы можно сделать из этой истории? Во-первых, история циклична, то есть мы еще столкнемся с новыми обвинениями и всплесками эмоциональных требований запретов (и с 6G это обязательно произойдет). Во-вторых, исследования воздействия радиоволн на живую материю не останавливаются.
Каждый человек беспокоится о своем здоровье, о здоровье своих близких и родных, друзьях и, очень надеюсь, о здоровье всего общества (так как общественное здоровье сильно влияет на здоровье каждого человека). Поэтому общество заинтересовано в том, чтобы исследования в области радиобиологии не останавливались и соответствовали высокому темпу развития телекоммуникационных технологий, которые мы наблюдаем последние 20 лет.
Анализ страхов
Можно задать себе вопрос: почему же сети 5G не представляют опасности для здоровья? Ведь они стали настолько «мощнее», «быстрее» и еще работают на «высоких частотах»? Все просто. Это особенность физических законов, которые не меняются от перехода от одного поколения к другому. Давайте рассмотрим их:
1. Мощность. Мощность излучателей базовых станций мобильной связи не меняется и составляет не более нескольких десятков ватт (до 40 Вт). С переходом на более высокие частоты – с единиц гигагерц (ГГц) на сотни гигагерц вплоть до 300 ГГц – мощность передатчиков базовых станций будет постепенно снижаться. Предел по излучаемой мощности определен диапазоном существующих в мире стандартов допустимого уровня электромагнитного поля, который находится в границах 9,5-1000 мкВт / см2 (для частот от 1-2 до 300 ГГц). Практически все национальные и наднациональные правила в этой сфере находятся в этих границах. Верхняя граница приведена, например, в базовых рекомендациях Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения ICNIRP для частоты от 2 ГГц до 300 ГГц: не более 1000 мкВт / см2.
Обратим внимание, что эти регуляционные нормы покрывают частоты и 5G, и 6G (в части до 300 ГГц). Это означает, что в этой части 6G не принесут никакой новой опасности.
2. Скорость. Высокая скорость передачи данных в мобильной связи достигается не за счет повышения мощности, а за счет:
1) Более широкой полосы используемых частот, включая технологии агрегации (складывания) полос между разными частотными диапазонами.
2) Более совершенных алгоритмов обработки данных, архитектуры системы и модулей, методов кодирования и одновременного доступа, способов организации данных и связи между уровнями сети.
3) Более производительных вычислительных мощностей.
4) Более современных материалов, которые позволяют улучшить характеристики радиооборудования, поднять характеристики всей радиосистемы без повышения требований к энергообеспечению.
5) Более эффективного, точного и управляемого антенно-фидерного оборудования.
Все используемые подходы можно назвать более «умными» (интенсификация), а не более энергоемкими (экстенсификация). Они уже применяются в развернутых 4G сетях, разворачиваемых базовых станциях 5G и будут использоваться в будущих сетях 6G.
3. «Высокие частоты». Скорее всего, то, что может быть сказано в этом пункте уже не станет для читателя сюрпризом. Переход к более высоким частотам позволяет мобильной связи:
1) Повысить скорость передачи данных (за счет того, что в более высоких частотах легче выделить более широкие частотные полосы для каждого подключенного устройства)
2) Улучшить характеристики антенно-фидерной подсистемы за счет уменьшения габаритов антенных систем и формирования более точно ориентированной диаграммы направленности.
При этом (о чем уже писалось выше в пункте про «Мощность») весь используемый диапазон частот от 2 до 300 ГГц регламентируется единой нормой, одинаковой для всех поколений связи – 4G, 5G и 6G. То есть в этой области риск для здоровья не изменится – его, по сути, нет.
Частоты выше 300 ГГц и вплоть до 3 ТГц для мобильной связи являются новой областью, и сложно сейчас сказать, будут ли действующие сейчас нормы для субмиллиметрового диапазона (от 300 ГГц до 3 ТГц) применяться национальными регулирующими агентствами для мобильной связи в том же виде, как они сейчас изложены, или будут доработаны.
Безопасный уровень радиоизлучения
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в 2020 году обновила свои рекомендации для 5G, и они говорят нам следующее:
1. 5G является продолжением развития предыдущих технологий и должна рассматриваться по тем же критериям, рекомендации следует применять безотносительно технологии (4G, 5G и т.д.);
2. Эти критерии не изменились и содержатся в рекомендациях The International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP, см. их выше).
3. Эти рекомендации действуют на все оборудование, работающее на частотах вплоть до 300 ГГц.
То есть, хотя ВОЗ еще не дала своих рекомендаций относительно 6G (и таких рекомендаций пока не может быть, так как 6G находится пока на ранних этапах формирования основных характеристик), но можно отметить следующие моменты:
1) опасность и безопасность для здоровья определяется не используемой технологией, а мощностью излучения на той или иной частоте;
2) текущие рекомендации покрывают весь диапазон частот для 5G и частично для 6G, вплоть до 300 ГГц;
3) пока рекомендации выполнены, угрозы для здоровья нет.
Следующее обновление рекомендаций ВОЗ запланировано на 2022 год.
Кроме общемировых стандартов, которые приведены выше, существуют и национальные стандарты, которые иногда устанавливают более жесткие требования. Россия как раз относится к таким государствам.
В России действует норматив для допустимых уровней излучения передающих радиотехнических объектов на уровне 10 мкВт / см2, т.е. в 100 раз меньше, чем наднациональная рекомендация от ICNIRP. То есть в обычной жизни (даже если у вас из окна видна базовая станция 5G) вы не столкнетесь с превышением уровня радиофона не только в соответствии наднациональными рекомендациями, но и в соответствии с национальным стандартом.
Что же все-таки опасно
Подождите, но ведь есть же какая-то опасность от радиоволн? Конечно, существуют ситуации, когда излучение может быть опасным. Пожалуй, стоит их перечислить:
1) Ионизирующее излучение. Оно обладает энергией, достаточной для отщепления электрона от ядра атома (явление ионизации). Наблюдается с крайних частот жесткого ультрафиолета и начала рентгеновского диапазона (3 ПГц, частота в 1000 раз больше, чем у 6G). Некоторые виды ионизирующего излучения нашли свое применение, например, рентгеновское излучение используется для медицины. Наиболее опасным для здоровья является гамма-излучение, которое соответствует частоте от 1019 Гц. Использование этого излучения всегда должно соотноситься с той потенциальной опасностью, которое оно несет.
2) Крайне высокая мощность радиоизлучения. Научные исследования не указывают какую-то конкретную общепринятую границу, выше которого возникают последствия для здоровья. Для работающих с радиооборудованием допускается кратковременное облучение с мощностью в 10 раз выше, чем стандартная наднациональная норма (1000 мкВт /см2 против кратковременного воздействия 10000 мкВт / см2). Воздействие такой частоты может привести к кратковременным эффектам для здоровья, таким как повышение температуры облученного участка на 1-2 градуса. Более опасные (более долгосрочные) последствия для здоровья возникают при воздействии энергии минимум на 1-2 порядка выше. Для сравнения, действующие в России нормы ниже минимально опасного уровня в 1000 раз.
Стоит добавить, что единственное доказанное влияние неионизирующего излучения на живой организм – это нагревание. И добиться такого эффекта можно только при использовании источника радиоизлучения крайне высокой мощности.
6G и терагерцовое излучение
Читатель, знакомый с передовыми исследованиями в области телекоммуникаций, справедливо укажет на то, что технология 6G будет работать и в диапазоне выше 300 ГГц. Действительно, перспективные сети связи предположительно задействуют диапазон до 3 ТГц. Означает ли это, что опасность кроется в этом участке электромагнитного спектра?
Исследования в этой сфере для конфигурации работы мобильной связи еще не проводились, поскольку таких сетей связи пока не существует. Однако никаких предпосылок для опасений нет. Дело в том, что, как было сказано выше, диапазон до 3 ТГц не относится к ионизирующему излучению. К нему не относится также видимый свет или инфракрасное излучение (мы же не боимся ИК-пульта от телевизора), а они находятся ближе к ионизирующему излучению, чем диапазон до 3 ТГц.
Так что можно уверенно заключить, что технология 6G будет безопасна для здоровья живых организмов. Следует ожидать, что соответствующие правила и стандарты для сетей 6G установят в перспективе 5-7 лет, когда появятся первые разработки новой технологии.