Излучение мобильного телефона. Разрушение мифов. Опять.
Больше материалов по по электромагнитной совместимости и испытаниям на сайте www.Emctestlab.ru
Уж сколько раз твердили миру. Народ наш ни в какую не хочет слушать специалистов, хотя казалось бы, кому, как не им доверять в том или ином вопросе. Нет, будем лечиться боярышником вместо врачей, а на телефоны покупать «защиту».
Если Вас все-таки этим заманили ответьте на 3 вопроса:
1. Если электромагнитное поле между Вами и телефоном, зачем клеить наклейку на заднюю часть? Спросите об этом продавца, его дело побыстрее втюхать, а не объяснять.
2. Если наклейка убирает 95-99% излучения, то как получается, что Ваш телефон все-таки звонит?
3. Что они называют «вредным» излучением? Или Для них любое вредное?
Выложим сначала эксперимент, проведенный нами в специальной для таких экспериментов радиопоглащающей полубезэховой экранированной камере, при отсутствии побочных излучений.
Мы расположили мобильные телефоны 2х моделей Samsung и модели Nokia в различных положениях относительно приемной антенны. Расстояние до приемной антенны выбиралось таким, чтобы телефон находился в ближней и дальней зоне от антенны. Положение телефона изменялось в горизонтальной и вертикальной плоскостях на 360 градусов относительно антенны. Таким образом измерялась амплитуда сигнала от мобильника в произвольной точке пространства относительно телефона (снималась его диаграмма направленности).
Результаты экспериментов оказались довольно легко объяснимыми:
Также, надо заметить, что пластинкой необходимо закрыть практически всю антенну телефона (нужно знать где примерно находится антенна). При экспериментах 1 из телефонов Samsung не показывал описанных выще результатов, пока пластинка не была наклеяна непосредственно в район антенны. Так, что кружочек по центру телефона или в уголке Вам не поможет, да и помогать-то не от чего.
На сайте Apple, например, производителя iPhone, уже много лет назад был опубликован материал, что именно изменением диаграммы телефона формой антенны и свойствами корпуса и вашей руки, они добиваются минимизации излучения в сторону головы.
Во всем мире, и наша страна не исключение, любой товар на рынке должен быть сертифицирован, а значит быть безопасным в первую очередь. И проверяется это не лжепродавцами наклеек, а настоящими специалистами. Одним из параметров при сертификационных испытаниях является удельный коэффициент поглощения (англ. Specific Absorption Rate — SAR) электромагнитной энергии — показатель, определяющий энергию электромагнитного поля, поглощающуюся в тканях тела человека за одну секунду. Данным показателем, в частности, измеряют величину вредного воздействия мобильных телефонов на человека. В Европе допустимое значение излучения составляет 2 Вт/кг для 10 граммов тканей. В США используется другая система измерений — Федеральное агентство по связи (FCC) сертифицирует только те сотовые аппараты, SAR которых не превышает 1,6 Вт/кг для 1 грамма тканей. В России своя система измерения излучаемой мощности — в ваттах на квадратный сантиметр. Посмотрите видео для лучшего понимания.
В iPhone 6 (A1586) и iPhone 6 Plus (A1524) уровень SAR находится на отметке 1,18 и 1,19 Вт/кг одинаково для головы и тела, соответственно.
Какой вред наносит излучение от телефона? Или почему не следует обращать внимание на SAR
На прошлой неделе интернет активно обсуждал «сенсационное» заявление независимой лаборатории RF Exposure Lab о том, что уровень электромагнитного излучения от iPhone 11 Pro более, чем в 2 раза превышает допустимые нормы.
Об этом сообщили буквально все популярные интернет-ресурсы, посвященные мобильным технологиям, вызвав определенную панику у многих читателей. «Чернобыль в кармане» — так назвали iPhone 11 Pro некоторые сайты в погоне за «хайпом».
Я не вижу смысла обсуждать саму новость, но поговорить об «облучении», вызываемом смартфонами, было бы очень полезно. Ведь, несмотря на то, что телефонами и Wi-Fi мы пользуемся уже десятки лет, до сих пор людей волнует проблема «радиации», излучаемой современной техникой.
Прежде, чем делать какие-то выводы об опасности излучения и его дозах, важно понять, что вообще такое электромагнитное излучение и как оно влияет на организм человека. Без привязки к телефонам, Wi-Fi, новым 5G-сетям и пр. Если не знать этого, можно долго продолжать споры об опасности микроволновок или линий высоковольтных передач.
«Радиация» повсюду!
Давайте для начала определимся в терминах. Подавляющее большинство новостей на русскоязычных техно-ресурсах — это перевод англоязычных источников. Так вот, в английском языке есть слово radiation, созвучное с нашим словом радиация. Отсюда возникает первая путаница, приводящая к появлению абсурдных заголовков, вроде «Чернобыля в кармане».
У нас под радиацией подразумевается лишь вредное излучение и никому бы в голову не пришло сказать, что фонарик в телефоне или настольная лампа — это маленький «Чернобыль», излучающий радиацию.
А вот в англоязычной среде назвать лампочку источником электромагнитной радиации (electromagnetic radiation) — вполне себе корректно, так как слово radiation означает лишь излучение.
И если мы говорим об электромагнитном излучении, тогда необходимо принять простой факт — оно повсюду. Все предметы, вещи, живые существа, еда — всё излучает энергию. И от этого невозможно скрыться.
Хотите обнять человека? Приготовьтесь получить дозу облучения! Съели банан — облучились радиоактивным изотопом калия-40. Что и говорить об ультрафиолетовом или инфракрасном излучении.
Но логика и опыт подсказывают, что не может свет от лампочки или тепло от домашней батареи наносить такой же вред, как рентгеновский аппарат или длительное пребывание на солнце в жаркий день. В чем же дело?
Хорошая и плохая «радиация»
Каким образом вся энергия переносится в пространстве? Верно, ее переносят электромагнитные волны. То есть, видимый нами свет, рентгеновские лучи или радио сигнал распространяются в виде волн.
Соответственно, каждая волна имеет две характеристики — длину и частоту:
Если с длиной все понятно по картинке, то частота — это количество повторений волны за 1 секунду. Когда волна повторяется 10 раз в секунду, мы говорим, что ее частота = 10 Герц (Гц). Если бы за секунду проходило 1 000 волн, частота равнялась бы 1 000 Гц или 1 кГц.
Внимательный читатель может увидеть простую зависимость — чем короче волна, тем больше этих волн пройдет за 1 секунду, при условии, что скорость распространения волны будет всегда одинаковая. И действительно, скорость любой электромагнитной волны всегда одинаковая и равняется скорости света (
300 000 километров в секунду).
Нужно еще уточнить, что электромагнитные волны испускаются маленькими «порциями» — фотонами. И теперь самое главное:
Чем выше частота волны (чем короче волна), тем выше энергия одного фотона.
Например, волна, длиною в 10 километров, будет нести в 1000 раз меньше энергии фотонов, чем волна, длиною в 10 метров. Это очень важно понять прежде, чем говорить об излучении телефонов. Поэтому я повторю еще раз ключевые мысли:
Но причем здесь энергия фотонов?
Когда фотоны на сумасшедшей скорости (около 300 тысяч километров в час) проникают внутрь человеческого тела, они способны выбивать электроны из атомов. А если электрон — это отрицательно заряженная частица, тогда атом, потерявший такой электрон, превращается в положительный ион.
Говоря научным языком, происходит ионизация атома. В результате этого появляются свободные радикалы, которые вступают в реакцию с ДНК и другими молекулами, повреждая спираль ДНК и разрушая клетки. В итоге, клетка не может нормально делиться.
Именно так действует радиация. Все самые страшные последствия радиоактивного облучения являются результатом одного простого процесса — частицы электромагнитного излучения выбивают электроны из атомов.
Например, молекула воды (H2O), из которой мы состоим на 60%, под ударами ионизирующего излучения распадается на две частицы — H и OH, которые вступают в реакцию с белками, молекулами ДНК и жирами. Все это приводит к очень печальным последствиям.
Так вот, частица может выбить электрон (ионизировать атом) только в одном единственном случае — если она обладает достаточной для этого энергией. Каким бы длительным и мощным ни было облучение, оно не сможет ионизировать атом, если частота (и соответственно энергия фотона) электромагнитной волны не достаточно высокая.
Можно включить фонарик и часами светить на свою руку, электромагнитная волна все равно не сможет начать выбивать электроны из атомов в нашем теле. Формально, она не сможет даже проникнуть внутрь, так как будет отражаться от кожи.
И даже если вместо фонарика вы возьмете лазерную указку, а затем увеличите мощность лазера в сотни и даже тысячи раз, энергия фотона электромагнитного излучения лазера от этого никак не увеличится. Конечно, лазер сожжет руку заживо, но вряд ли это спровоцирует мутацию генов или развитие раковых опухолей.
Неионизирующее излучение мобильных телефонов
Как вы уже могли догадаться, электромагнитное излучение от мобильных телефонов не является ионизирующим по своей природе. То есть, не зависимо от мощности антенн или интенсивности облучения, СВЧ (сверхвысокочастотное) излучение от телефона не способно даже теоретически выбить электрон из атома, спровоцировав появление свободных радикалов или разрушение клетки, а затем и опухоли.
Чтобы лучше осознать, насколько мобильному излучению далеко до ионизирующего (опасного радиоактивного) облучения, просто посмотрите на спектр всех существующих в природе электромагнитных волн:
После микроволн, на частоте которых и работают телефоны, идет инфракрасное излучение, затем весь спектр видимого света и только потом начинаются волны в ультрафиолетовом диапазоне. Часть ультрафиолетового излучения с длиной волны 
Credits: The University of Melbourne
Здесь хорошо видны «очаги» нагрева тканей. Проблема с подобными картинками заключается лишь в том, что ровно такие же последствия будут, если просто почитать эту статью, подперев голову рукой.
Более того, даже аккумулятор смартфона может сильнее нагревать ткани, нежели СВЧ-излучение любого (пусть и «самого вредного») телефона. Не говоря уже о нагреве тканей обычным солнечным светом. Повторюсь, UV-излучение (ультрафиолет) от солнца также проникает в ткани и нагревает их в несколько раз быстрее телефонов. И не только область возле уха, но и все тело человека, не прикрытое одеждой.
Если говорить конкретнее, то за пол часа разговора по телефону, при условии, что его радиомодуль будет работать на максимальной мощности, температура головы поднимется на 0.03 градуса. Учитывая это незначительное повышение температуры и высокое кровоснабжение головы, можно просто игнорировать электромагнитное излучение телефоном.
Но ВОЗ классифицирует телефоны как «возможный канцероген»
Всемирная Организация Здравоохранения на самом деле отнесла радиоволны к возможному канцерогену. Но в действительности, ВОЗ лишь заявляет, что несмотря на полное отсутствие каких-либо доказательств тому, что телефоны увеличивают риск возникновения опухолей мозга, ученые будут продолжать изучать этот вопрос.
Если бы телефоны не были настолько популярны (а их количество превышает население планеты!), этот вопрос, вероятно, давно бы закрыли. Но с учетом того, что смартфонами и планшетами с Wi-Fi пользуются даже самые маленькие дети, ученые продолжают исследовать влияние СВЧ-волн на здоровье людей.
Буквально все опыты и исследования, которые уже проводились либо опровергают вред телефонов, либо проводились с грубыми нарушениями и не могут претендовать на звание «научных».
Да и вообще сама идея провести такие исследования на людях обречена на провал. Во-первых, где взять контрольную группу? Ведь нужно сравнивать людей, которые активно пользуются телефонами с теми, кто не пользуется ими вообще (контрольная группа).
Но, что самое главное, таких людей нужно взять не 100 и не 1000 человек. Дело в том, что опухоль мозга является одной из самых редких. По данным статистики, в среднем от 6 до 19 мужчин на 100 000 мужского населения и от 4 до 18 женщин на 100 000 женского населения заболевают различными опухолями мозга, включая менингиомы. Соответственно, исследование должно включить сотни тысяч и даже миллионы людей, чтобы выборка была репрезентативной. И проводить это исследование нужно годами, так как опухоли развиваются очень медленно.
Если же просто посмотреть статистику заболеваемости глиомой (самая распространенная первичная опухоль мозга) за 20 лет, то мы не увидим ни малейшей корреляции с развитием и ростом популярности мобильных телефонов:
Очень важно отметить года, за которые собиралась эта статистика. В то время уровень излучения от мобильных телефонов в несколько раз превышал современные показатели и, тем не менее, это никак не спровоцировало рост опухолей.
Что в сухом остатке?
Но закончить материал я бы хотел ответом на другой вопрос:
Почему не стоит обращать внимание на уровень SAR при выборе телефона?
Каждый телефон обязан пройти проверку на максимально допустимый уровень электромагнитных излучений. И если такая проверка успешно пройдена, Федеральное агенство по связи (FCC) сертифицирует и допускает к продаже устройство.
Значение SAR показывает, какая энергия электромагнитного излучения поглощается в тканях тела человека за 1 секунду. Производитель всегда указывает это значение для каждой конкретной модели своего смартфона.
Существуют определенные нормы, которым должны соответствовать все телефоны. В Европе и США немного отличаются методологии измерений, соответственно, отличаются и сами нормы:
Но фактически, эти цифры ни о чем не говорят, за исключением лишь того, что смартфон в любом случае безопасен, так как прошел сертификацию.
Дело в том, что во время теста радиомодуль смартфона работает на максимально возможной мощности во всех поддерживаемых частотах, в самых различных положениях (прикладывается к «голове» и экраном, и спинкой). После чего записывается лишь одно значение — максимальное из того, что было зарегистрировано. Повторюсь, при самом худшем сценарии использования.
Само же Федеральное агенство по связи на своем официальном сайте прямо призывает людей игнорировать эти значения и не сравнивать телефоны по уровню SAR.
Даже если у Смартфона-X выше значение SAR, чем у Смартфона-Y, вполне вероятно, что в реальной жизни радиочастотное облучение от Смартфона-X будет ниже. Вот как это может получаться:
Если вы немного запутались — не страшно. В любом случае, все эти «облучения» не играют никакой роли и вы можете смело общаться по мобильному телефону, игнорируя показатели SAR или очередные громкие заголовки в «желтой прессе».
Алексей, главный редактор Deep-Review (alexeysalo@gmail.com)
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?
Излучение телефонов: мифы и легенды — и отчего зависит мощность передатчика телефона
Рассмотрим, насколько безопасно пользоваться такими штуками
Тема излучения базовых станций вызвала явный интерес читателей. Однако базовые станции, как правило, находятся далеко от нас — висят на вышках и зданиях. А мобильные телефоны, планшеты и другие мобильные терминалы, которые тоже являются источниками радиоизлучений, мы носим с собой и даже прикладываем к голове во время разговора. К сожалению, тема излучения мобильных телефонов уже обросла множеством ложных мифов и легенд, которые порождены иногда невежеством или некомпетентностью, а иногда и созданы намеренно, возможно даже с неблагородными целями.
Сначала рассмотрим нормативы на излучение мобильных терминалов GSM-UMTS-LTE, и как происходит управление выходной мощностью в сетях, основанных на этих технологиях радиодоступа. А затем уже обратимся к рассмотрению мифов и легенд, которые возникли и созданы вокруг этой темы.
Поскольку и нормативы на выходную мощность, и управление выходной мощностью различны для разных технологий радиодоступа, рассмотрим каждую технологию отдельно.
Чтобы не утонуть в мелких деталях, которые важны лишь для специалистов, я затрону только наиболее важные моменты.
В стандартах GSM 05.05 и 3GPP-ETSI TS 45.005 предусмотрены несколько классов мобильных терминалов с разной максимальной выходной мощностью:
Рисунок 1. Таблица выходных мощностей мобильных терминалов GSM.
Однако на практике, в настоящее время мобильные терминалы выпускаются только с выходной мощностью до 2 Вт в диапазоне GSM 900, и до 1 Вт в диапазоне GSM 1800 (который по старой памяти называют еще и DCS 1800).
Уместно ещё вспомнить, что в сети GSM используется частотно временной принцип разделения каналов (FDMA/TDMA). Передатчик мобильного терминала излучает в определенной полосе частот, но излучает не непрерывно, а лишь в течение определенных интервалов времени (таймслотов). В режиме разговора, излучение происходит лишь в один интервал из 8 (или из 16, если используется режим Half Rate), а значит усредненная выходная мощность терминала, для наиболее распространенных устройств не будет превышать 250 (125 для HR) и 125 мВт (63 для HR) в диапазонах GSM 900 и GSM1800 соответственно.
Терминалы с более высокими значениями выходной мощности (до 8 Вт) раньше ставили на автомобили, где проблема с запасом энергии и длительностью автономной работы от батареи не столь остры, как для носимых устройств, зато можно обеспечить связь на большем удалении от базовых станций, что важно в сельской местности. Но по мере улучшения покрытия территории сотовыми операторами необходимость в более мощных передатчиках начала уменьшаться, а носимые телефоны отвоёвывали всё большую долю рынка. К тому же, сотовые операторы с помощью параметров настройки в сети ограничивали максимальную выходную мощность, с которой может работать мобильный терминал, на уровне носимых устройств, что делало бессмысленным использование телефонов с более мощными передатчиками. В результате в последнее время новых устройств с большими выходными мощностями на рынке практически не наблюдается. Устройства с меньшей выходной мощностью (0,8 Вт и 0,25 Вт соответственно) на рынке тоже практически отсутствуют, хотя иногда производители GSM-трекеров (устройств для отслеживания местоположения объектов) заявляют о такой выходной мощности, что в принципе должно увеличить длительность их автономной работы при малых габаритах. Однако на практике такие выходные мощности не всегда подтверждаются.
Кроме ограничения на максимальную выходную мощность, стандарты предусматривают возможность регулирования выходной мощности передатчика терминала GSM по командам базовой станции с шагом 2 дБ.
Управление выходной мощностью передатчика мобильного терминала со стороны базовой станции имеет несколько сторон.
Прежде всего, каждая базовая станция GSM на канале управления передает «системную информацию», в состав которой входит параметр MS_TXPWR_MAX_CCH, указывающий телефону максимальную выходную мощность, которую мобильный терминал может использовать в начале сеанса связи до тех пор, пока БС не примет на себя управление выходной мощностью передатчика терминала. Настройка именно этого параметра сотовыми операторами сделала бессмысленным изготовление телефонов с мощными передатчиками.
Рисунок 2. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM в хороших условиях связи.
Из графика видно, что после непродолжительной работы на максимальной выходной мощности в самом начале сеанса связи, мобильный терминал, работающий в диапазоне GSM 900, по командам базовой станции достаточно быстро снизил максимальную выходную мощность с 33 дБм (2 Вт) до 7 дБм (5 мВт).
Кстати, многие наверняка слышали уменьшающиеся по громкости помехи — трели, которые издают радиоприемники и иные электронные устройства, находящиеся рядом с сотовым телефоном GSM непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить. Эти звуки появляются в результате преобразования сигналов передатчика телефона в транзисторах и иных компонентах с нелинейными вольт-амперными характеристиками и затухают по мере того, как БС уменьшает выходную мощность передатчика телефона.
Конечно, в случае ухудшения сигнала в приемнике БС, она обязательно скомандует терминалу увеличить выходную мощность, и далее будет регулировать ее так, чтобы поддерживать оптимальные условия передачи информации, что хорошо видно на следующей картинке. Когда мобильный терминал начал перемещаться в место совсем плохими условиями связи, БС командами постепенно увеличила выходную мощность до максимальной.
Рисунок 3. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM, перемещаемого из места с хорошими условиями связи в место с плохими условиями связи.
Выходные мощности мобильных терминалов UMTS регламентируются в TS 25.101:
Рисунок 4. Выходные мощности передатчиков мобильных терминалов UMTS.
Наиболее распространены сейчас мобильные терминалы UMTS, соответствующие по выходной мощности 3-му классу. В переводе на более привычные единицы, выходная их мощность составляет 250 мВт (1/4 Ватта).
Однако в сетях UMTS управление выходной мощностью мобильных терминалов происходит иначе, чем в сетях GSM. Мобильные терминалы UMTS, обслуживаемые в пределах одного и того же сектора, принимают и передают информацию в одной и той же полосе частот. Если бы мобильный терминал UMTS действовал так же, как и в сети GSM, то в начальный момент он создавал бы очень сильные помехи, мешающие БС принимать сигналы других терминалов, обслуживаемых в той же полосе частот. Чтобы поддерживать наименьший уровень помех на входе приемников БС, в UMTS предусмотрены более строгие требования к управлению выходной мощностью терминалов. Это касается и точности регулирования выходной мощности (шаг изменения может достигать 1 дБ по сравнению с 2 дБ в GSM), так и частоты регулировки – в UMTS она равна 1500 раз в секунду.
Чтобы не создавать помехи на начальной стадии установления соединения, передача начинается с небольшого уровня, который рассчитывается мобильным терминалом исходя из уровня принимаемого сигнала базовой станции – чем выше уровень принимаемого сигнала, тем меньше выходная мощность терминала при начале сеанса. Если базовая станция не ответила, то мобильный терминал повторяет запрос с чуть более высоким уровнем сигнала, пока не получит отклик БС или не исчерпает максимальное число попыток, предписанное базовой станцией в системной информации. После установления соединения уже БС своими командами тщательно регулирует выходную мощность передатчика терминала UMTS, поддерживая ее на минимально необходимом уровне.
Рисунок 5. Регулирование выходной мощности передатчика телефона UMTS.
Рисунок 6. Статистика выходных мощностей передатчиков телефонов UMTS в условиях городской застройки.
25 мВт).
Учитывая такую разницу в выходных мощностях передатчиков в сетях GSM и UMTS, сильно озабоченные своим здоровьем абоненты могут сделать правильные выводы о том, стоит ли переключать свои телефоны в режим «GSM Only». 🙂
Выходные мощности мобильных терминалов, работающих в сетях LTE, регламентируются в стандарте 3GPP-ETSI TS 36.101, причем разнообразие вариантов максимальных выходных мощностей передатчиков выродилось практически в один «Class 3» с +23 дБм ± 2 дБ. (200 мВт).
Теоретически возможен вариант терминалов «Class 1» с + 31 дБм ± 2 дБ, однако он предусмотрен только в одном частотном диапазоне (Band 14), использование которого в России не разрешено.
К сожалению картинок, иллюстрирующих регулирование выходной мощности передатчика мобильного терминала LTE, пока получить не удалось, но принцип управления выходной мощностью в LTE, где терминалы также работают в одной полосе частот, похож на UMTS. Мобильный терминал начинает сеанс связи с небольшой выходной мощности, рассчитанной исходя из уровня предписанного БС и прогнозируемого затухания сигнала на пути до БС. Если ответ на запрос не получен, то терминал повторяет запросы, постепенно увеличивая выходную мощность, до получения ответа БС или исчерпания максимально разрешенного числа попыток. После установления связи, БС принимает на себя управление выходной мощностью передатчика терминала и может отсылать команды управления до 1000 раз в секунду.
В LTE становятся актуальными темы агрегации частот и MIMO (Multiple Input, Miltiple Output) – использование нескольких параллельно работающих каналов. Однако на тему выходной мощности передатчиков мобильных терминалов это радикального влияния не окажет. При использовании этих режимов максимальная выходная мощность должна быть равна сумме выходных мощностей на антенных разъемах каждого канала.
Выходные мощности вспомогательных передатчиков
Помимо основного передатчика современные мобильные терминалы могут иметь в своем составе устройства Bluetooth и Wi-Fi, которые тоже могут излучать радиосигналы, поэтому в контексте темы уместно обратить внимание и на эти источники радиоизлучений.
Bluetooth
Спецификации Bluetooth можно найти на сайте организации (https://www.bluetooth.org/en-us/specification/adopted-specifications).
Они предусматривают работу в диапазоне частот, выделенном для промышленных, научных и медицинских целей (ISM) 2.400-2.4835 ГГц, и три класса устройств по уровням выходной мощности передатчика:
Рисунок 7. Выходные мощности передатчиков Bluetooth.
Однако в российских требованиях к мобильным терминалам GSM-UMTS-LTE разрешенная выходная мощность дополнительных передатчиков (в том числе и Bluetooth) ограничена уровнем 2,5 мВт, то есть вторым классом.
Хотя устройства Bluetooth могут использовать разные способы модуляции, указанные выше значения выходных мощностей не должны превышаться в любых случаях.
Регулировка выходной мощности передатчика в обязательном порядке требуется от устройств Class 1, и только при работе на уровнях выше +4 дБм (2,5 мВт), однако может опционально присутствовать и в устройствах других классов. Регулировка должна быть монотонной с шагом от 8 до 2 дБ. Назначение такой регулировки – предотвратить перегрузку входных каскадов находящегося рядом устройства-партнера, и оптимизировать расход энергии батареи.
Таким образом, максимальные выходные мощности устройств Bluetooth во многих случаях ниже, чем выходные мощности передатчиков для мобильной связи, если только, в руки к вам не попало устройство, купленное в стране, где такие ограничения не действуют, или завезенное в Россию «серым» путем.
Стандарты на устройства Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n) предусматривают меньшее разнообразие при управлении выходной мощностью передатчиков устройств. К тому же, на требования, установленные в самих стандартах, накладываются ограничения, установленные региональными (например, для Европы) и национальными (российскими) нормами.
В европейских требованиях выходная мощность передатчиков абонентских терминалов Wi-Fi ограничена значением 100 мВт (+20 дБм).
В российских нормах присутствует правовая коллизия. С одной стороны, во всех Правилах применения абонентских терминалов, установленных для сетей GSM, UMTS и LTE установлено ограничение на выходную мощность вспомогательных передатчиков, работающих в диапазоне 2.400-2.4835 ГГц, на уровне не более 2,5 мВт.
Но с другой стороны, в реальных абонентских терминалах (телефонах, роутерах и т.п.) выходные мощности передатчиков Wi-Fi соответствуют европейским ограничениям и обычно, по сертификационным документам не превышает 60… 70 мВт.
Реальные выходные мощности дополнительных передатчиков Bluetooth и Wi-Fi, встроенных в мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE будет зависеть от режима их работы.
В режиме «клиента» устройство включает передатчик лишь в отведенные интервалы времени для передачи информации на другие устройства. Таким образом, средняя выходная мощность передатчика в режиме «клиента» в среднем будет заметно ниже, чем в режиме «мастера».
Поскольку предсказать среднюю выходную мощность в реальных условиях использования устройств Bluetooth и Wi-Fi затруднительно, будем ориентироваться на максимальные значения, как на наихудший вариант.
После того, как мы разобрались с возможными значениями выходных мощностей терминалов, взаимодействующих с разными сетями радиодоступа, давайте проанализируем некоторые мифы и легенды, существующие вокруг выходной мощности терминалов.
Можно ли узнать текущее значение уровня выходной мощности своего телефона и уровень принимаемого телефоном сигнала?
Обычному пользователю доступна очень условная информация об уровне принимаемого сигнала, в виде отображения нескольких «палок» или «точек», увеличение количества которых соответствует большему уровню принимаемого сигнала. Но отображение уровня принимаемого сигнала не регламентируется стандартами, поэтому на устройствах разных производителей одно и то же количество «палок» может соответствовать разным уровням принимаемого сигнала. А информация о выходной мощности передатчика обычно пользователю вообще недоступна.
Но иногда такая возможность появляется, если в телефоне включена встроенная в программное обеспечение функция нетмонитора, или в смартфон установлена специальная программа, способная показывать значение выходной мощности передатчика. Уровень принимаемого сигнала БС предоставляют практически все программы подобного рода.
Что касается выходной мощности собственного передатчика, то такая информация встречается нечасто, главным образом, в программах, предназначенных для профессионального использования. Причем, чаще всего отображается не само значение выходной мощности в милливаттах или дБм, а указывается условный номер уровня выходной мощности. В этом случае для выяснения реальной выходной мощности пользователю потребуется таблица пересчета условного номера в значение выходной мощности, что для профессионалов не представляет проблемы.
Радиоизлучение телефонов во время разговоров греет мозг!
В попытках убедить в этом снимали даже видеоролики, показывающие, что излучением телефонов можно сварить яйцо.
Но давайте трезво проанализируем ситуацию и для начала обратимся к цифрам.
Предположим, что в режиме максимальной выходной мощности все 0,25 Вт не излучаются в окружающее пространство, а преобразуются в тепло, нагревая голову, и утечка этого тепла отсутствует. Например, как будто источник излучения находится в центре головы-термоса. Тогда за 600 секунд разговора на нагрев головы будет использовано (0,25 Вт * 600 сек) 150 Джоулей, или 35,82 калории. Такой энергии хватит на то, чтобы нагреть 35,82 г воды на 1 градус. Если посчитать голову за 4 литра воды, то такой энергии излучения телефона хватит для того, чтобы нагреть «голову» менее чем на 0,01 градуса.
Однако, из-за того, что тело и голова человека представляют собой полупроводящее вещество (много жидкости с растворенными солями), то внутрь тела проникает лишь очень небольшая часть излучения и на небольшую глубину. Основная же часть излучения телефона, находящегося вблизи тела человека, от него отражается!
Таким образом, даже расчеты баланса энергии показывают, что нагрев головы излучением телефона является чистым вымыслом. Откуда же возникает ощущение нагрева головы?
Во время разговора в телефоне работает не только передатчик, но и много других электронных компонентов. При этом только часть энергии, потребляемой от батареи, преобразуется в излучаемый радиосигнал, а существенная часть выделяется в виде тепла, точно так же, как и в любом компьютере, где во время работы греются электронные компоненты. Не зря ведь на процессоры цепляют радиаторы. По приблизительным оценкам, в тепло может преобразоваться около половины энергии, потребляемой телефоном от батареи. В телефонах отвод тепла от нагревающихся деталей затруднен, но в конечном итоге тепло выходит на поверхность корпуса, нагревая его. При тестировании USB-модемов мы наблюдали, как в неудачных конструкциях температура деталей в районе SIM-карты достигала 85 градусов. А во время длительного разговора по телефону человек обычно ещё плотно прижимает телефон рукой к уху, улучшая тепловой контакт с ухом/головой и одновременно ухудшая рукой отвод тепла от поверхности корпуса телефона. Через этот контакт тепло и передается от постепенно нагревающегося корпуса к голове.
Если приложить к уху нагретый утюг, то ощущение тепла может оказаться еще более впечатляющим, но на вредное радиоизлучение утюга народ особо не жалуется.
«Телефон излучает на максимальной мощности во время поиска сети»
Это довольно распространенное заблуждение, которое, к сожалению, встречается не только в рассуждениях в Интернете, но и в печатной литературе.
Но нелепость этого становится достаточно очевидной, если задуматься о том, а для кого терминал должен излучать сигнал с высокой мощностью, с какой целью? Ведь в это время терминал ищет сигналы базовых станций, а не пытается привлечь внимание базовых станций к себе! Так зачем понапрасну тратить энергию батареи на безадресное излучение передатчика в никуда?
На самом деле, во время поиска сети в мобильном терминале передатчик молчит, а активно работает только приемник, потребляющий лишь чуть больше энергии, чем в режиме ожидания. Убедиться в том, что при поиске сети передатчик не работает на максимальной мощности можно и экспериментально. Полностью зарядите батарею телефона, и положите телефон в плотно закрытую жестяную банку. Она будет экранировать сигналы базовых станций, и заставит телефон начать поиск сети. Для надежности экранирования можно сделать «матрешку» из нескольких банок, вложенных одна в другую.
Посмотрите, сколько проработает телефон до автоматического выключения вследствие разряда батареи, и сравните это значение с тем, сколько времени по обещаниям производителя телефон должен проработать в режиме разговора. Вы легко убедитесь, что телефон проработает в режиме поиска сети (внутри экранирующей банки) значительно дольше, чем в режиме разговора, хотя и меньше, чем указывает производитель для режима ожидания.
Иногда встречаются рекомендации выключать телефон на время поездки в метро, мотивированные как раз «заботой о здоровье», чтобы не подвергать себя воздействию излучения телефона. Смысла в выключении телефона в метро мало, потому что, во-первых, сейчас во многих местах телефон может нормально работать и в метро, а во-вторых, даже потеряв сеть, телефон излучать и вредить здоровью не будет.
Устройства для защиты от вредного излучения телефона
Учитывая приведенные выше расчеты, сама по себе тема необходимости дополнительной защиты выглядит странновато. Ведь устройства мобильной связи проходят сертификацию по защите здоровья пользователей. Тем не менее, попытки продать пользователям мобильных телефонов различные «снадобья», надежно защищающие от вредного излучения телефонов, отмечались многократно.
Я видел несколько вариантов наклеек, которые предлагалось размещать под батареей телефона или на задней крышке телефона. Производители обещали снижение излучения аж на 99,9%.
Однако опыт работы с экранированными помещениями, и измерения степени затухания радиосигналов, которые такие помещения обеспечивают, показывают, что даже металлическая комната, выполненная путем сварки из стали толщиной 4-6 мм, в случае наличия дефектов сварных швов, щелей в дверных проемах, или утечках в фильтрах, через которые в комнату вводятся проводные коммуникации, не сможет обеспечить такого уменьшения сигнала, как заявляют производители чудо-наклеек.
А результаты измерений, якобы подтверждающие эффективность уменьшения поля «чудо-наклейками», чаще всего или выполнены технически неграмотно, или сфальсифицированы. По сути дела, это мошенничество, попытки заработать денег на фобиях людей, не разбирающихся в вопросе.
Кстати, через несколько лет, после того, как кто-то из импортеров предлагал продавать в офисах «Билайн» наклейки для защиты от излучения телефонов, я увидел в Интернете, что хозяева «конторы» — производителя были осуждены в США за мошенничество.
Некоторые дельцы пытаются продавать подобного рода наклейки, не как экранирующие устройства, а как «модифицирующие электромагнитные поля», что не меняет в корне их сущности – попытки вытянуть деньги, спекулируя на опасениях людей.
Ну, а целесообразность использование шапочек из фольги уже обсуждалась, и является скорее вопросом веры, чем реальной пользы.
Использование гарнитуры (проводной или Bluetooth), как средства защиты от излучения телефона
Принимая во внимание расчеты теплового воздействия излучения передатчиков телефонов, становится понятным, что мотивом для пользования гарнитурами должны быть не столько защита от вредного воздействия излучения телефона, а в первую очередь удобство и, что важнее, безопасность при вождении автомобиля! Ведь при обычном пользовании телефоном во время вождения автомобиля водитель вынужден держать его рукой, что ограничивает его возможности по управлению машиной. Ведь даже автомобиль с автоматической коробкой передач не исключает необходимости в определенных условиях выполнять действия одновременно двумя руками. Что уж говорить о вождении автомобилей с механической коробкой передач.
Как пользователь может уменьшить выходную мощность передатчика телефона?
После информации о том, что выходной мощностью передатчика телефона во время сеансов связи управляет базовая станция, вопрос, на первый взгляд выглядит странно. Тем не менее, у пользователя есть возможности влияния на выходную мощность передатчика телефона!
Вспомним о том, что при регулировании выходной мощности базовая станция стремится поддерживать уровень принимаемого ею сигнала от мобильного терминала в оптимальных пределах. А уровень принимаемого базовой станцией сигнала зависит и от мощности радиосигнала, излучаемого телефоном, и от затухания радиосигнала на пути от передатчика мобильного терминала до входа приемника базовой станции. Уменьшая затухание радиосигнала на пути от телефона до базовой станции, пользователь может уменьшать выходную мощность передатчика телефона, требуемую для получения нужного сигнала на входе приемника БС.
Чтобы уменьшить затухание сигнала нужно стараться соблюдать достаточно простые правила, о которых я уже писал ранее.