5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

W ciągu ostatnich kilkunastu lat telefonia komórkowa, zarówno na świecie, jak i w Polsce, stała się jednym z podstawowych atrybutów życia codziennego. Z urządzenia służącego wyłącznie do komunikacji telefony komórkowe stały się narzędziem pracy i rozrywki, bez którego codzienne funkcjonowanie okazuje się często coraz trudniejsze.

Pole elektromagnetyczne (ang. ElectroMagnetic Field, EMF) jest jednym z czynników fizycznych, które towarzyszą nam w życiu codziennym i są konsekwencją szybkiego rozwoju technologii. Często zamiennie używa się również określeń: promieniowanie elektromagnetyczne albo fala elektromagnetyczna, chociaż znaczenia tych terminów są nieco odmienne.

Rozwój cywilizacji, szczególnie w perspektywie ostatnich kilkuset lat, jest nierozerwalnie związany z modyfikacją środowiska naturalnego. Wynikiem działalności człowieka są, na przykład, zmiany składu atmosfery ziemskiej zarówno w aspekcie zmian koncentracji różnych substancji, jak i pojawienia się w atmosferze związków chemicznych, które wcześniej w atmosferze nie występowały.

Urządzenia radiowe (zwane powszechnie, choć nie w pełni poprawnie, "bezprzewodowymi") na stałe wpisały się w wyposażenia naszych domów, mieszkań czy biur. Różnego rodzaju urządzenia radiowe otaczają nas właściwie zewsząd. Trudno chociażby wyobrazić sobie codzienne życie bez smartfonu, który zyskał sobie status tak powszechnego elementu wyposażenia osobistego, jakim kiedyś był zegarek. Dziś bramę wjazdową na posesję, szlaban na parkingu, czy drzwi garażowe otwieramy zdalnie "pilotem". Również zdalnie, korzystając z aplikacji na smartfonie, możemy sterować wyposażeniem inteligentnego budynku i jego otoczenia, jak chociażby oświetleniem czy podlewaniem w ogrodzie. Także nasze samochody stały się "radiowe" oferując, np. wbudowane łącze standardu Bluetooth. Korzystamy z klawiatury i myszki, które już nie są "przywiązane" do komputera kablami, a z laptopem przemieszczamy się pozostając w zasięgu sieci Wi-Fi.

Ostatnie lata to obok dynamicznego rozwoju naziemnych systemów telekomunikacyjnych – zarówno tych przewodowych, jak i radiowych – także rozwój rozwiązań wykorzystujących do łączności satelity umieszczone na orbicie okołoziemskiej. Szczególne zainteresowanie wzbudzają tutaj rozwiązania systemu Starlink, za których produkcję i wystrzelenie w przestrzeń kosmiczną odpowiada amerykańska firma SpaceX. Pierwsze satelity tego systemu pojawiły się na orbicie stosunkowo niedawno, bo w połowie 2019 roku. W tym miejscu warto zauważyć, że Internet dostarczany drogą satelitarną dostępny dla konsumentów nie jest w zasadzie żadną nowinką technologiczną, ponieważ pojawił się w ofercie jeszcze na początku XXI wieku, czyli praktycznie 20 lat temu. Prawdą jest, że był to wówczas jednak produkt drogi, zarezerwowany głównie dla przedsiębiorców operujących w lokalizacjach, które nie były wyposażone w żadną infrastrukturę telekomunikacyjną, ani nie znajdowały się w zasięgu naziemnych sieci radiowych. Z czasem produkt – usługa dostępu do sieci Internet z wykorzystaniem łączy satelitarnych – stał się bardziej dostępny ekonomicznie oraz terytorialnie. Na chwilę obecną użytkownik zainteresowany usługą w Polsce może wybierać spośród wielu krajowych dostawców.

Temat wpływu pola elektromagnetycznego (PEM) na zdrowie zyskał w Polsce ostatnio dużą popularność, za co odpowiedzialne jest m.in. stopniowe wdrażanie standardu telefonii komórkowej piątej generacji, powszechnie znanej jako 5G. Z racji dużego zainteresowania medialnego i szerokiej debaty publicznej podnoszone są liczne potencjalne niepożądane skutki oddziaływania PEM z zakresu częstotliwości radiowych na zdrowie, jednak w większości argumenty te nie są poparte rzetelną analizą naukową, a raczej przesłankami na podstawie oderwanych, codziennych obserwacji i dowodów anegdotycznych.

Problem wpływu pól elektromagnetycznych (PEM) na nasze zdrowie i życie zaistniał w sposób istotny w świadomości społecznej w naszym kraju stosunkowo niedawno. Jeśli weźmiemy pod uwagę rozwój jedynie telefonii komórkowej, to przynajmniej w Polsce z technologiami tego rodzaju mamy do czynienia na większą skalę mniej więcej od połowy lat 90-tych. Wtedy to zaczęły pojawiać się pierwsze komercyjne systemy analogowe. Zanim pojawiły się systemy cyfrowe piątej generacji (5G), które zaczynają być wprowadzane obecnie, powstawanie i wprowadzanie poprzednich czterech generacji telefonii komórkowej nie zostało praktycznie w ogóle zauważone, przynajmniej w kontekście ich oddziaływania na zdrowie. Czy nie miały, nie mają i nie mogą mieć wpływu na nasze zdrowie? Czy systemy 5G są pod tym względem wyjątkowe? Co takiego nowego i groźnego mają w sobie te rozwiązania, że wywołują tak ożywioną dyskusję i tak ogromny sprzeciw niektórych osób i środowisk?

W opisie biofizycznym układów biologicznych, który powinien dostarczać ilościowych informacji o funkcjonowaniu układu, z reguły stosujemy przybliżenia liniowe, czyli zakładamy, że odpowiedź układu jest proporcjonalna do działającego bodźca. Podejście to jest prostą konsekwencją ograniczeń w matematycznym opisie dynamiki układów.

Efekt termiczny to jeden z najczęściej badanych i jedyny bezsprzecznie potwierdzony skutek oddziaływania pola elektromagnetycznego (PEM) o częstotliwościach radiowych na organizm ludzki. Rozważając PEM o częstotliwościach radiowych rozpatrujemy zakres promieniowania niejonizującego o częstotliwościach w zakresie od 300 MHz do 300 GHz [1]. Efekty termiczne, wywołane tego rodzaju PEM uważa się za główny czynnik mogący wpływać na procesy fizjologiczne w ciele człowieka [2].

O pomiarach pola elektromagnetycznego (PEM) powiedziano i napisano już wiele, nawet bardzo wiele. Pomiar PEM tylko pozornie może się wydawać prostą czynnością – bo cóż tu mogłoby być trudnego: przecież włączamy miernik, odczytujemy wynik i już!