5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

Włączyłeś powszechnie dostępny miernik PEM. Miernik wskazał jakiś wynik. Brawo! Właśnie wykonałeś pomiar PEM. Super, to już prawie sukces! Ale teraz pora na refleksję, bo musisz zdać sobie sprawę z tego, że sam pomiar to nie wszystko. Musisz wiedzieć, czym mierzysz – czy profesjonalnym przyrządem pomiarowym, takim jak stosowane w akredytowanych laboratoriach, czy jednak powszechnie dostępnym „budżetowym” miernikiem, który mierzy wszystko co tylko jego detektor napotka na swojej drodze. Taki miernik nie potrafi rozróżnić źródła PEM (nie można określić skąd pochodzi PEM). Może to być PEM pochodzące z Wi-Fi, może wychwycić PEM wytwarzane przez telefon komórkowy, który służy do nagrywania filmiku (dowodu wykonywania pomiaru PEM), jak i przez stację bazową, którą widzimy w pobliżu. Równie dobrze może także mierzyć PEM wytwarzane przez kable elektryczne biegnące w ścianie jeśli pomiaru dokonujemy z domu. Może dokonać pomiaru dosłownie wszystkich urządzeń, które w danym momencie emitują PEM. Nie wiemy jednak jaka jest odporność, czy też podatność miernika na silne PEM o częstotliwości 50 Hz. W przypadku niektórych mierników pole o częstotliwości sieci energetycznej zaburza pomiar PEM o częstotliwości radiowej. To niestety częsta przypadłość tanich mierników.

W internecie krąży filmik, w którym autor nagrania w okolicy gorzelni w Jeleniej Górze dokonał pomiaru PEM. Na wspomnianym filmie zastosowano budżetowy miernik, który kosztuje mniej niż 1000 zł. Z prawdopodobieństwem graniczącym z pewnością można przyjąć, że żadne akredytowane laboratorium nie prowadzi pomiarów PEM z wykorzystaniem tego typu miernika. Dla każdego zadania pomiarowego (nie tylko pomiarów PEM) należy dobrać właściwe narzędzie, czyli odpowiedni przyrząd pomiarowy – to sprawa zasadnicza. Tymczasem miernik wskazany na filmie, ze względu na zakres pomiarowy, nie jest właściwym przyrządem. Pokazuje wartości z końca zakresu pomiarowego i piszczy, co może sugerować, że poziom mierzonego PEM jest skrajnie wysoki, podczas gdy tak naprawdę realnie ma bardzo małą wartość. Największa wyświetlona wartość gęstości mocy S (bo taki wynik raportuje przyrząd) to 19,572 mW/m², czyli po zaokrągleniu w górę: 19,6 mW/m², a więc po prostu 19,572 mW/m². Stosując znaną zależność wiążącą gęstość mocy S z natężeniem składowej elektrycznej E pola elektromagnetycznego z

można łatwo ustalić, że gęstości mocy 0,0196 W/m² odpowiada natężenie pola o wartości ok. 2,7 V/m. A to może prowadzić do jedynie słusznego wniosku, że żadnych przekroczeń nie ma, więc sytuacja zagrożenia nie istnieje. Dlaczego? Chociażby z tego powodu, że najbardziej rygorystyczny poziom dopuszczalny dla częstotliwości radiowych to 2 W/m² lub 28 V/m.

Kolejna ważna rzecz to prawidłowe odczytanie wyniku pomiaru, który składa się z liczby oraz odpowiedniej jednostki, zależnej od mierzonej wielkości. W przypadku pomiaru natężenia pola elektrycznego E stosuje się jednostkę wolt na metr [V/m], a w przypadku natężenia pola magnetycznego H – amper na metr [A/m]. Mierniki pozwalają również na określenie gęstości mocy S wyrażanej w watach na metr kwadratowy [W/m²]. Choć obydwie miary (natężenie i gęstość mocy) dotyczą tego samego zjawiska, nie wolno ich ze sobą mylić i odnosić do niewłaściwych poziomów dopuszczalnych.

Producenci tanich mierników stosują często zabieg pokazywania wyników w jednostkach podwielokrotnych, takich jak np. "mili" (oznaczenie m), czy "mikro" (oznaczenie µ). I tak "mili" oznacza część tysięczną (czyli 0,001), a "mikro" – część milionową (czyli 0,000001).

Jeśli miernik zaczyna piszczeć, ponieważ „kończy” się zakres pomiarowy, koniecznie trzeba zwrócić uwagę na jednostki, w których podawany jest wynik. Na przykład gęstość mocy o wartości 19 000 µW/m² będzie wskazana na ekranie profesjonalnego miernika jako 0,019 W/m², a najprawdopodobniej w ogóle nie jako gęstość mocy, lecz typowo jako natężenie pola elektrycznego o wartości 2,7 V/m. Do takiego sposobu prezentacji wyników pomiarów, zgodnego z tzw. dobrą praktyką inżynierską, osoby zajmujące się pomiarami PEM w sposób profesjonalny po prostu są przyzwyczajone.

Czy używanie jednostek podwielokrotnych jest złe? Oczywiście nie i tak naprawdę często korzystamy z nich w życiu codziennym, czasem nawet nie zdając sobie z tego sprawy (np. podajemy wymiar 2 mm, ale nie mówimy, że są to 2 tysięczne metra). Jednostki podwielokrotne powinny być jednak używane w sposób określony i świadomy, w celu prawidłowego określenia wartości liczbowej, a nie wywołania efektu wielkiej liczby.

Używanie przez producentów budżetowych mierników jednostek podwielokrotnionych w połączeniu z wielkimi liczbami może wywoływać strach i niepokój w użytkowniku. Wprowadza to niepotrzebne zamieszanie. To tak jakby podawać długość stołu w mm, np. 1600 mm lub 1600000 µm, podczas gdy to tak naprawdę 1,6 m lub zwyczajowo 160 cm. Albo koszt auta określać w groszach (np. 5 000 000 gr równe 50 000 zł), a wzrost człowieka w km – i wówczas ktoś może nagle mierzyć zaledwie 0,0018 km, choć jego wzrost wcale nie uległ zmianie i wciąż wynosi dokładnie 1,8 m czyli 180 cm!

W przypadku PEM jest podobnie, a ponadto podanie wyniku w jednostkach podwielokrotnych utrudnia odniesienie do obowiązujących poziomów dopuszczalnych PEM.

Wyświetlona na budżetowym mierniku wartość gęstości mocy 19,572 mW/m² (0,0196 W/m²) jest mniejsza niż poziom dopuszczalny. I to nie tylko ten obowiązujący poziom dopuszczalny, ale nawet niż ten, który został już wycofany. Jak jeszcze niektórzy pamiętają, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 30.10.2003 r. dopuszczalny poziom gęstości mocy w zakresie częstotliwości od 300 MHz do 300 GHz wynosił 0,1 W/m². A to oznacza, że zmierzona wartość jest ponad 5 razy mniejsza niż „stary” poziom dopuszczalny. Aktualnie, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z 17.12.2019 r., obowiązują następujące poziomy dopuszczalne:

• 2 W/m² dla częstotliwości od 10 MHz do 400 MHz,
• f/200 W/m² dla częstotliwości od 400 MHz do 2 GHz, gdzie f to częstotliwość w [MHz],
• 10 W/m² dla częstotliwości od 2 GHz do 300 GHz.

Zatem nawet dla najniższego poziomu dopuszczalnego 2 W/m² zmierzona wartość jest ponad 100 razy mniejsza! Można więc mówić, że w miejscu wykonania pomiaru mamy do czynienia z bardzo dużym zapasem, zapewniającym bezpieczeństwo. Tym bardziej, że obowiązujące wartości dopuszczalne, w zakresie częstotliwości radiowych, są zharmonizowane z europejskim zaleceniem 1999/519/EC, czyli dodatkowo zapewniają aż 50-krotny margines bezpieczeństwa.

O projekcie

Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" realizowany przez KPRM we współpracy z Instytutem Łączności - Państwowym Instytutem Badawczym w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa Działanie 3.4. Kampania ma na celu zwiększenie świadomości Polaków w zakresie działania, wykorzystania, bezpieczeństwa i znaczenia mobilnych sieci telekomunikacyjnych, a tym samym usług (w tym publicznych) opartych o te sieci. W ramach projektu zrealizowane zostaną działania w następujących obszarach: walka z dezinformacją, edukacja, podstawy prawne procesu inwestycyjnego, bezpieczeństwo i jakość życia.