«Пандемия» удаленной жизни. Часть 3: Экология и 5G
Операторы телеком рынка и международные организации в области связи перегрузку сетей прогнозировали, поэтому в отрасли идёт интенсивная подготовка и даже экспериментальная эксплуатация сетей связи 5G. В ряде стран, в т. ч. России, практическое внедрение нового стандарта задерживается в первую очередь по экономическим причинам. До ситуации с пандемией и карантином гиганты отрасли не имели стимула к огромным капиталовложениям в новую инфраструктуру, эксплуатируя и развивая сети 4G, из которых «выжато» далеко не всё как технически, так и финансово.
Вторая причина задержки во внедрении 5G - серьезные административные ограничения на внедрение нового стандарта, связанные с полосой частот, которые требуются для сетей нового поколения. Ситуация предельно сложная и до сегодняшнего момента так и не разрешенная. Частотный диапазон - ресурс не бесконечный и, по объективным причинам, накладывающий массу ограничений на реализацию глобального проекта 5G. Дело не только в конкуренции между операторами связи и ведомствами, которые претендуют на одинаковые диапазоны частот, но и в проблеме экологической безопасности нового стандарта связи. Этот вопрос редко выносится в общественное пространство, потому что является узкопрофессиональным и малопонятным для людей без специальных знаний. За рубежом тема публично обсуждается, в России об этом мало кто слышал, кроме узких специалистов. Но, в случае преодоления экономических ограничений и достижения договоренностей с ведомствами, этот вопрос станет номер один. Решение может задержать развитие нового стандарта на годы. Всё выльется в дополнительные финансовые затраты, которые придется нести операторам связи при строительстве сетей связи 5G с соблюдением всех стандартов экологической безопасности.
Постараюсь описать ситуацию простым языком. Основная сложность — это выбор диапазона частот для работы сетей 5G. Условно, таких диапазонов всего три — нижний, средний и верхний. Нижний диапазон (дециметровый) это частоты 600-800 МГц. Именно на них работало телевидение до эпохи цифрового ТВ. Этот диапазон постепенно освобождается, но на него, помимо сетей 5G, много других претендентов. У него есть ряд преимуществ: за годы эксплуатации хорошо изучено распространение сигнала, а по экологическим и физическим факторам он наиболее безопасен для человека. Базовые станции можно располагать на большом расстоянии друг от друга и при этом использовать достаточно высокие мощности излучения. Вроде как одни плюсы, однако, из-за узкой полосы частот у этого диапазона есть серьезное ограничение скорости потока, которые вполне возможны в стандарте 5G.
Средний диапазон (сантиметровый) это частоты 3-6 ГГц, такого ограничения не имеет, но при эксплуатации возникают экономические проблемы, связанные с экологическими и физическими ограничениями. Такие частоты ограничивают возможную мощность базовых станций, чтобы соблюсти стандарты безопасности влияния на человека электромагнитного излучения. При этом качество распространения сигнала в этом диапазоне хуже и для уверенного приема базовые станции нужно ставить намного чаще и ближе друг к другу. Их количество в этом диапазоне существенно увеличивается, что особенно неудобно в условиях городской застройки.
С верхним диапазоном (миллиметровый) и частотами до 50 ГГц ситуация крайне неопределенная. Диапазон недостаточно хорошо изучен, в том числе с позиций электромагнитной безопасности. Исходя из этих ограничений, окончательно неизвестен уровень возможных предельных мощностей. В любом случае этот диапазон частот представляет серьезную опасность для человека и мощности будут жестко ограничены. Распространение сигнала в верхнем диапазоне затруднено, поэтому для уверенного приема необходимо очень частое расположение базовых станций, в реальных городских условиях фактически на каждом отдельном доме или через 100-200 метров. Потому что сеть с этими рабочими частотами характеризуется значительными затуханиями сигнала и крайне низкой проникающей способностью в помещениях. Получается, что при самых высоких показателях доступных скоростей для потребителя, этот диапазон самый затратный для оператора связи, ограниченного в первую очередь экологическим фактором.
Но и это еще не все. При реализации проекта 5G в среднем и верхнем диапазоне необходимо много базовых станций, для которых надо найти места размещения и связать друг с другом. Расположение базовых станций, с одной стороны, должно быть безопасным для людей, а с другой - они должны быть равномерно распределены по площади для уверенной связи, что непросто в условиях города. В большинстве случаев станции объединяются высококачественными кабелями с высокой пропускной способностью. И это в ситуации, когда в городах идёт беспощадная борьба с "воздушкой". Кабельные соединения придется убирать под землю и подводить к базовым станциям по конструкциям. Даже для среднего города это десятки километров дорогостоящего кабеля, а для мегаполиса — сотни и даже тысячи километров. Для операторов связи это выльется в крупные затраты на 5G. Сколько времени займут согласование, размещение и подключение базовых станций, проверка электромагнитной совместимости и устранение помех? По оценке Еврокомиссии 56 миллиардов евро - первоначальный объем вложений в создание 5G инфраструктуры на территории Европы.
Также выяснилось, что при строительстве 5G в верхнем диапазоне на частотах 23-24 ГГц частично возникают проблемы «пересечения» частот с метеорологическими службами, которые используют аналогичные частоты для сбора данных. Если не «развести» частоты, то это может сказаться на точности метеоисследований. В западном обществе вообще сильно развито «зеленое» движение, которое имеет серьезное политическое влияние на принятие решений в масштабах государства. По теме влияния электромагнитного излучения на здоровье человека согласованность не достигнута даже на экспертном уровне. Проблема получила название «electrosmog», что означает загрязнение окружающей среды электромагнитными полями электроприборов, радио и телевизионных передатчиков, корпоративной радиосвязи, базовых станций сотовой связи, сетей Wi-Fi и т.д. Многие эксперты считают уже существующий общий уровень излучения опасным и категорически протестуют против внедрения сетей 5G в среднем и особенно верхнем диапазонах, для которых необходима установка сотен или даже тысяч новых базовых станций. Недавно 180 авторитетных ученых и врачей из разных стран отправили письмо в Европейскую комиссию, требуя ввести мораторий на реализацию проекта 5G.
Чтобы успокоить взволнованную общественность потребуются дополнительные исследования в области электромагнитного излучения диапазона 3-50 ГГц, а также определение максимально допустимых и безопасных для человека мощностей излучения и это потребует дополнительного финансирования. Задача сложная и противоречивая: для устойчивости и качества связи базовая станция должна находиться близко от пользователя, а для минимизации вреда здоровью человека как можно дальше. Исследования помогут найти «золотую середину» и определить допустимые мощности и безопасные дистанции.
Возможно, пандемия коронавируса ускорит внедрение 5G в России. Ведь хорошая связь это фактор развития экономики страны, а в критических ситуациях, подобных сегодняшней - вопрос выживания.
С Уважением,
Ведущий эксперт компании VIDAU Systems
Юрий Оникиенко
Вам будет интересно: