5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

W artykule autorzy przedstawiają wyniki eksperymentu polegającego na pomiarach tłumienia sygnału o częstotliwościach radiowych wprowadzanego przez „czapki” wykonane z folii aluminiowej. Czy czegoś nam to nie przypomina? Oczywiście – brzmi znajomo. 16 lat po ukazaniu się wspomnianego opracowania wiara, w korzystny wpływ na nasze zdrowie kawałka folii aluminiowej nałożonej na głowę ma się znakomicie, nawet wydaje się, że jest jeszcze bardziej mocna niż przed laty. Przejdźmy więc do konkretów. Autorzy pokazują zgoła inne podejście do aluminiowych czapek ochronnych niż obecne środowisko anty-komórkowe. Jak na naukowców przystało, w warunkach laboratoryjnych wytworzyli sygnały RF z zakresu częstotliwości od 10 kHz do 3 GHz, a następnie zmierzyli jakie tłumienie tych sygnałów na drodze propagacji powoduje wprowadzenie przeszkody wykonanej w formie „czapki” z folii aluminiowej. I tu przechodzimy do sedna, czyli wyników.

Niezależnie od sposobu ukształtowania „czapki” (zdjęcie powyżej) wyniki pomiarów tłumienia przedstawiały się podobnie. Autorzy, wbrew wcześniejszym przewidywaniom, stwierdzili, że przeszkoda w postaci „czapki” z folii aluminiowej, dla pewnych częstotliwości powoduje nie tłumienie, lecz wręcz przeciwnie – wzmocnienie sygnału i to istotne, bo aż o 30 dB dla częstotliwości 2,6 GHz oraz o 20 dB dla częstotliwości 1,2 GHz. Natomiast już dla częstotliwości około 1,5 GHz zarejestrowano jednak tłumienie sygnału o wartości 20 dB, a w innych zakresach częstotliwości tłumienie wynosiło poniżej 10 dB. Jak to zwykle bywa, po części eksperymentalnej przychodzi czas na wnioski. Do pewnych wniosków doszli również autorzy eksperymentu i wydaje się to najciekawszą częścią całego opracowania.

Częstotliwości rzekomo wzmacniane przez czapkę zostały przez nich zidentyfikowane, jako te, które pozostają w dyspozycji rządu USA lub międzynarodowych korporacji. No a stąd już krok od wywołania lawiny domysłów, naturalnie w obszarze teorii spiskowych. Otóż na tej podstawie został dalej wyprowadzony wniosek, że „moda” związana z „czapkami” z folii aluminiowej została celowo zapoczątkowana przez rząd USA przy wsparciu i udziale Federalnej Komisji Łączności (FCC). Autorzy wprawdzie wprost nie podają celu, w jakim takie działania miałyby być przeprowadzane, jednak we wstępie nawiązują do obaw społeczeństwa przed kontrolowaniem umysłów  obywateli przez rząd. Czy to szczyt podejrzliwości jeśli chodzi o działania rządów różnych krajów ukierunkowane w celu kontroli umysłu obywateli? Oczywiście, że… nie. Wystarczy przenieść się na stronę pewnego bloga. Ale przed wejściem ostrzegamy – tylko dla tych o mocnych nerwach! Na stronie znajdziemy również odniesienia do eksperymentu naukowców z MIT i wniosków z niego płynących. Bez szczegółowej analizy „najciekawsze” wnioski autora strony są następujące:

• wysoka cena urządzeń pomiarowych ma zniechęcać do weryfikacji eksperymentu,
• przedstawienie opisu eksperymentu w takiej formie, jak to przez autorów zostało dokonane, ma w istocie ośmieszyć słuszność eksperymentu i dystansować czytelników do wysuniętych wniosków,
• autorzy opracowania są powiązani z jednostkami państwowymi oraz agencjami rządowymi.

Niestety bardzo łatwo się pogubić w gąszczu spekulacji, teorii spiskowych o teoriach spiskowych oraz atmosferze wszechobecnej podejrzliwości. Zatem zerknijmy na sprawę w sposób bardziej przyziemny i pragmatyczny.

Eksperci z Instytutu Łączności przeprowadzili kilka eksperymentów, które miały zweryfikować na ile ekranowanie materiałami metalicznymi powoduje obniżenie wartości sygnału docierającego od nadajnika do ekranowanego odbiornika. W tym celu umieścili smartfon w profesjonalnym etui dedykowanym do wytłumiania sygnału radiowego, w taki sposób, aby smartfon „nie widział” sieci komórkowej. Budowa etui, co do zasady działania, przypomina klatkę Faradaya. Ma zapewnić szczelność elektromagnetyczną, czyli skutecznie tłumić zarówno sygnały docierające z zewnątrz do wnętrza etui, jak i sygnały wytwarzane wewnątrz, aby jak najmniejsza ich część wydobywała się na zewnątrz etui.

Co wykazały eksperymenty? Najpierw smartfon umieszczono w etui tylko częściowo – fragment smartfonu po prostu wystawał z etui – po czym wykonano próbę połączenia ze smartfonem. Oczywiście próba zakończyła się sukcesem. Następnie smartfon został całkowicie wsunięty do etui, ale nie zostało ono zamknięte. Ponownie wykonano próbę połączenia ze smartfonem – nadal można było odbierać połączenia. Na koniec etui szczelnie zamknięto i ponowiono próbę połączenia. Tym razem połączenie nie zostało zrealizowane, pojawił się komunikat, że „Abonent jest poza zasięgiem”, co wskazywało na „odcięcie” smartfonu od sieci komórkowej.

Podobny eksperyment został przeprowadzony z wykorzystaniem „specjalnej” czapki, którą sprzedawca reklamuje, jako środek zaradczy chroniący głowę przed wnikaniem pola elektromagnetycznego. Pierwszą próbę, podobnie jak z otwartym etui, wykonano umieszczając smartfon w czapce dość swobodnie. Natomiast podczas drugiej – smartfon dokładnie zawinięto czapką. W obydwu sytuacjach próba połączenia ze smartfonem zakończyła się sukcesem. Czy takie doświadczenie wystarcza do stwierdzenia, że czapka realnie nie ma absolutnie żadnego wpływu na poziom sygnału RF? Raczej nie. W celu weryfikacji dokonano pomiaru wartości PEM w bezpośrednim otoczeniu smartfonu. Użyto szerokopasmowy miernik pola elektromagnetycznego. Znów wykonano dwie próby. Podczas pierwszej – zestawiono połączenie ze smartfonem, który leżał swobodnie na pustym biurku. Zarejestrowane wyniki wynosiły około 4 V/m. Podczas drugiej – smartfon oraz sondę miernika umieszczono w czapce i ponownie dokonano pomiaru. Wówczas zarejestrowane wyniki wynosiły około 7 V/m, a więc były wyższe niż przy pierwszej próbie. Szybki wniosek? Oczywiście – czapka wzmocniła sygnał. No bo skoro sonda miernika na zewnątrz czapki pokazuje mniej niż wewnątrz czapki, to czapka musi przecież wzmacniać. Proste. Hmm… na pewno?

Jeśli tak by było, to Szwedzka Królewska Akademia Nauk mogłaby być zainteresowana tym odkryciem. Prawda natomiast jest zupełnie inna.  Aby to wytłumaczyć wystarczy wrócić do podstaw funkcjonowania telefonu w sieci komórkowej. Wiadomo, że wraz z obniżaniem wartości sygnału docierającego do smartfonu ze stacji bazowej (np.: w wyniku oddalania od stacji bazowej lub wprowadzenia elementu tłumiącego sygnał radiowy) musi on nadawać z coraz wyższą mocą, aby utrzymywać łączność ze stacją bazową. Tak więc, im dalej od stacji bazowej, tym faktyczne natężenie pola elektromagnetycznego od stacji bazowej jest mniejsze, ale jednocześnie smartfon musi nadawać z większą mocą, wytwarzając tym samym lokalnie pole elektromagnetyczne o większym natężeniu. Wracając do drugiej próby podczas eksperymentu, należy stwierdzić, że materiał czapki częściowo wytłumił sygnał docierający do smartfonu ze stacji bazowej, w wyniku czego musiał on nadawać z wyższą mocą, co skutkowało wytworzeniem większej wartości pola elektromagnetycznego.

Można jeszcze postawić pytanie, dlaczego pomimo dokładnego zawinięcia smartfonu w czapkę wykonaną z materiału tłumiącego pole elektromagnetyczne wciąż można było z nim nawiązać połączenie. Należy także zauważyć, że w przypadku eksperymentów z etui, smartfon był w nim zamknięty w sposób bardzo szczelny. Etui wprowadzało bardzo silne tłumienie sygnału radiowego – na tyle silne, że poziom sygnału radiowego docierającego do wnętrza etui był niewystraczający do prawidłowej pracy smartfonu. W przypadku czapki tak wysoka szczelność elektromagnetyczna nie mogła zostać zachowana.  Natomiast na podstawie wyników pomiarów można stwierdzić, że materiał, z którego wykonano czapkę rzeczywiście w pewnym stopniu tłumi sygnał radiowy. Zatem, aby czapka była skuteczna, musiałaby bardzo szczelnie otaczać zewsząd cały „chroniony” obiekt, czyli głowę, tak jak etui szczelnie zamykało cały smartfon, a nie tylko jego fragment. Gdy smartfon tylko częściowo wsunięto do etui lub etui nie zostało szczelnie zamknięte, wówczas skuteczność efektu ekranowania była pomijalna. Pamiętajmy też, że pole elektromagnetyczne otacza nas zewsząd, a nie działa punktowo, np. tylko od góry. 

W warunkach laboratoryjnych można zasymulować oddziaływanie pola elektromagnetycznego skierowanego „równomiernie” do konkretnej płaszczyzny, czyli zupełnie inaczej niż w warunkach rzeczywistych, gdy pole otacza nas z każdej strony i dociera do odbiorcy wieloma drogami. Aby to sprawdzić wystarczy umieścić sondę w komorze GTEM pozwalającej na wytworzenie pola elektromagnetycznego na określonej częstotliwości i o wymaganym natężeniu. Przyjmijmy, że wytwarzamy pole elektromagnetyczne na częstotliwości 900 MHz, a zmierzone natężenie wynosi 10 V/m. Po nakryciu sondy  czapką od góry, nie zmieniając częstotliwości ani natężenia pola elektromagnetycznego , miernik pokazuje natężenie bliskie 0 V/m. Sytuacja jednak ulega zmianie, gdy czapka zostanie nałożona na sondę od dołu (co wymaga zmiany pozycji urządzenia pomiarowego). Wówczas  czapka nie „chroni” już sondy przed polem i miernik wskazuje niezerowe natężenie pola elektromagnetycznego. Jak to więc się dzieje, że czapka założona na sondę od góry tak dobrze ekranuje? Otóż w tym przypadku znaczący wpływ na wysoką wartość tłumienia mają niewielkie wymiary detektora sondy pomiarowej w porównaniu z objętością obejmowaną przez czapkę. To dzięki temu m.in. sygnał został tak skutecznie stłumiony. Ale nie tylko. Nie bez znaczenia pozostaje fakt, że pole elektromagnetyczne było skierowane z jednej strony (właśnie tej, z której czapka otaczała sondę), a nie jak w warunkach rzeczywistych z każdej.

Powyższe eksperymenty wykazują, że istnieją materiały, które mogą skutecznie tłumić pole elektromagnetyczne. Muszą być jednak prawidłowo wykorzystywane. Ewidentnie zauważalny jest istotny wpływ zachowania dokładnego odizolowania elementu chronionego przed polem elektromagnetycznym od otoczenia, najlepiej w sposób zapewniający maksymalną szczelność – tak jak ma to miejsce w przypadku profesjonalnego etui na telefon komórkowy. Jeżeli zapewnienie pełnej szczelności elektromagnetycznej nie jest możliwe, a w przypadku głowy otoczenie jej zewsząd materiałem ekranującym jest raczej trudne do zrealizowania, wówczas nie bardzo można mówić o działaniu ochronnym, wymiernie wpływającym na nasze zdrowie czy komfort życia. Chyba, że w sferze psyche. Głowa osoby, która założy czapkę „chroniącą” przed polem elektromagnetycznym wciąż będzie poddana ekspozycji na sygnały pochodzące ze smartfonów, przeróżnych urządzeń bezprzewodowych, stacji bazowych, czy w końcu wszystkich urządzeń elektrycznych i elektronicznych. W normalnych warunkach odizolowanie od świata elektromagnetycznego po prostu nie jest możliwe. No chyba, że zamieszkamy w klatce Faraday’a. Ale jak zareaguje organizm człowieka na całkowite pozbawienie wpływu pola elektromagnetycznego? Lepiej nie eksperymentować…  

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.