Disclaimer
Данная статья носит общий информационный характер и не является санитарным вердиктом о безопасности излучения. В каждом конкретном случае/месте необходимо производить независимые замеры и оценку.
Очевидно, что мощные источники радио-излучения и фазированные антенны (в т.ч. терминалы StarLink) в направлении своей работы превышают безопасные нормы, но эти зоны всегда обозначены предупредительными знаками и/или инструкциями.
Всем здоровья, и погнали разбираться!
Вводная
По итогам прошлой статьи я получил большой фидбек в личку и понял, что необходимо срочно внести ясность про дозы облучения и связанные с ними зоны покрытия беспроводных сетей.
Начну с конца - от спутников точно не получить сколь-нибудь значимой дозы облучения, т.к. на самом деле проблема диаметрально противоположная: энергия кубически падает с расстоянием (UPD: в стандартном приближении - квадратно), и сложно вообще хоть что-то принять :)
А вот современный телеком, и особенно бездумно натыканный Wi-Fi в помещениях с толстыми стенами - в некоторых случаях действительно может стать причиной повышенного облучения.
Стены то тут причём?
Чем толще/плотнее стены, тем лучше они поглощают высокочастотные сигналы. Увы, вместо оптимизации расположения источников и потребителей, зачастую выкручивается мощность или плотность расположения Wireless аппаратуры.
А чем больше радио-источников, тем меньше их КПД из-за интерференции, что приводит к рекурсии.
Что такое SAR?
"Удельный коэффициент поглощения (англ. specific absorption rate, SAR) электромагнитной энергии — показатель, определяющий энергию электромагнитного поля, поглощающуюся в тканях тела человека за одну секунду."
Таким образом, SAR это буквально Дж/с/кг = что есть "мощность на единицу массы" Вт/кг.
Худой/толстый взрослый/ребенок, есть ли бонус?
В общем случае масса тела совершенно не важна, потому что SAR следует понимать скорее как плотность излучения, обычно применимую на локальных объёмах - например, когда мы подносим телефон к уху, ближайшие ткани действительно могут испытывать превышение допустимой величины SAR в разы.
С другой стороны, есть данные, что дети подвергаются вдвое бОльшим радио-нагрузкам, чем взрослые, но детально ознакомиться с методикой измерений мне не удалось.
С килограммами всё более-менее понятно, но что такое мощность (Ватт) излучения? Если не вдаваться в фундаментальные дебри и упростить до бытового уровня, то это произведение несущей частоты на амплитуду (величину) сигнала.
В точности, как на морском пляже: пока невысокие и редкие волны ласкают вам ноги - вроде всё ок, но чем выше и чаще становятся эти самые волны - становится как-то уже не ок :) Собственно, для генерации более частых и/или высоких водяных волн - ветру требуется потратить бОльшую энергию за единицу времени, что и есть передаваемая мощность.
Продолжая аналогию: у тканей тела есть определённая механическая прочность, и, очевидно, есть морские волны такой мощности, что уже приводят к повреждениям и травмам.
Для справки: в разных странах стандарты SAR разные (и, к слову, санитарные нормы ЭМИ РЧ в СНГ являются одними из самых строгих в мире), имея значения порядка 1.2-2 Вт/кг.
Возвращаемся к телекому
Волновое излучение работает абсолютно так же: чем меньше частота и величина сигнала (волны) - тем безопаснее для всех, кого эти сигналы достигают.
Думаю, искушенный читатель уже понял, в чём фундаментальное противоречие, но я обязан озвучить этот риторический вопрос: так почему же индустрия связи хочет исключительно повышать И частоту И амплитуду?
Величина сигнала буквально пропорциональна расстоянию, с которого его можно зарегистрировать: чем сильнее сигнал источника, тем дальше от этого источника вы сможете получить связь.
В свою очередь, рабочая частота - это буквально битрейт: чем чаще следуют сигналы, тем больше данных за единицу времени возможно передать.
Получается, что "идеальная" связь - это бесконечно высокая частота с бесконечно высокой амплитудой сигнала.
Вот тут-то и выходит на сцену регламентированный предел излучения (SAR), чтобы мы буквально не поджарились от этого "идеального" телекома, в котором нет места ничему живому. Всё современное оборудование связи обязано соответствовать санитарным регламентам, предотвращающим сколь-нибудь значимый ущерб здоровью человека.
Тем не менее, рекомендую пользоваться гарнитурами...
Есть действительно тревожные исследования, где показано, что в момент установления связи (1900МГц) мобильным телефоном у уха предельная доза облучения локально превышается почти в 5 раз. Это тот самый момент, когда в окружающих динамиках раздаётся этот известный всем пик-пипик.
При этом, уже на расстоянии нескольких сантиметров сигнал значительно ослабевает.
Пользуйтесь гарнитурами! - и это отнюдь не реклама.
Гигабиты или покрытие
Наконец, переводим всю боль связистов в бытовые понятия: либо скорость, либо дальность связи.
При этом, основной запрос на связь формируют жители городов, которые требуют роста в первую очередь скорости, даже ценой зоны покрытия. В связи с чем производителям телеком оборудования приходится осознанно снижать силу сигнала, чтобы сохранить итоговую предельную мощность неизменной.
С каждым поколением связи частота растёт всё больше, а радиус становится всё меньше.
Стоит отметить, что благодаря развитию механизмов и алгоритмов модуляции, а также огромному прогрессу в фильтрации сигналов - падение радиуса всегда меньше, чем рост скорости.
Апогей проблемы
Шутки шутками, но текущие стандарты Cell-5G и Wi-Fi6 в реальной городской среде уже имеют радиус [всего] в сотни, а порой и десятки метров.
Разумеется, было придумано бесчисленное количество ухищрений - кодировок, модуляций амплитуды и фазы, а также фазирования сигнала в конкретном направлении. Это хорошо видно на примере поколений Wi-Fi, где также сохраняется общий баланс битрейта и дальности.
Стоит особо отметить, что грядущие Next-gen Cell/Wi-Fi (6,7G) на частотах 30-100 ГГц(!) и подавно декларируруется как "микросоты", т.е. вышки связи или роутер должен стоять буквально рядом с вами.
Крайне иронично, что с необходимостью сидеть буквально вплотную к роутеру, а также ростом взаимных шумов от беспроводных источников - "старый добрый" кабель внезапно снова становится чуть ли не "вершиной развития" текущего телекома.
Послесловие
Именно вынужденное, но вполне обоснованное движение мирового телекома в сторону снижения зоны покрытия и стало мощным импульсом к развитию низкоорбитальных группировок связи StarLink, OneWeb, Kuiper, GuoWang, BlueWalker (см. IT-HW: в чём РЕволюция StarLink-V2? (Часть 1)).
Очевидно, спутники не могут дать сопоставимые наземной инфраструктуре скорости каналов, но они эффективно закрывают львиную долю обитаемой планеты гарантированной связью.