V poslednej dobe som sa bavil s viacerými ľuďmi o ne-ionizujúcom žiarení (napríklad WiFi, mobilné siete a pod.). Pobavilo ma, že ľudia majú úplne pomýlené predstavy, dokonca o niekoľko rádov, čo a ako vysiela. Preto som sa rozhodol urobiť simuláciu.
Bežné myslenie je – nechcem mať WiFi router „v spálni“, aby na mňa nesmažil. A potom si zapnú mobil na nabíjačku, majú zapnutého mobilného operátora. Pritom ak si dáme WiFi router bližšie k sebe (k nášmu zariadeniu), vyžarovaný výkon to zníži. A celé WiFi je oproti mobilným sieťam prakticky úplne zanedbateľný. Urobil som preto simuláciu a môžeme sa pozrieť na rôzne scenáre. Pohrajte sa, návod nižšie.
Ponorenie do prázdna
V šesťdesiatych rokoch zaviedla neukojiteľná zvedavosť fyzika Richarda Feynmana do laboratória Johna C. Lillyho – neurológa, ktorý vynašiel nádrž na senzorickú depriváciu zvanú ako floating tank. Išlo o úplne tmavú, zvukotesnú nádobu („vajíčko“) naplnenú slanou vodou s teplotou ľudského tela, navrhnutú tak, aby sa v nej rozplynula hranica medzi telom a prázdnotou. Feynman, vždy dychtivý preskúmať „halucinácie“ bez toho, aby si „zahrával s mozgom“ pomocou drog, bol pripravený ponoriť sa.
Keď sa však chystal vstúpiť, zastavilo ho rytmické mechanické syčanie: vzduchové pumpy.
Feynman sa spýtal, čo to je za hluk. Lilly mu vysvetlil, že pumpy sú nevyhnutné na prísun čerstvého kyslíka. Vo väčšine ľudí vyvoláva uzavretá, rakve podobná schránka strach z udusenia. Ako tam tak stál v plavkách, urobil rýchly výpočet v hlave: porovnal objem vzduchu v nádrži s metabolickým príjmom kyslíka človeka v pokoji. Potom sa pozrel na Lillyho a povedal mu, že pumpy sú úplne zbytočné – človek by tam mohol zostať zatvorený celé hodiny, kým by sa začal dusiť. Ako neskôr Feynman opísal vo svojej knihe Surely You’re Joking, Mr. Feynman!:
„Povedal som: ‚Vypočítal som, že vzduch tu vnútri vydrží osem hodín… prečo to sakra nevypneš?'“
Lilly fyziku pravdepodobne poznal, ale pumpy nechával bežať, aby upokojil „normálne“ obavy ostatných ľudí. Len sa usmial a súhlasil. Stlačil vypínač, nastalo absolútne ticho a Feynman sa vznášal v tme. Bol to klasický „feynmanovský moment“: kým ostatných viedol inštinktívny strach, jeho viedla tichá, neochvejná istota fyzikálnych zákonov.
Tento príbeh je inšpiráciou k tomuto blogu. Vidíme anténky WiFi routrov a obrovské antény vykrývačov mobilných sietí na strechách a hneď máme pocit, že sme ožarovaní nebezpečným žiarením. Poďme sa pozrieť na fyziku a možno budete prekvapení, že oveľa horším zdrojom žiarenia je váš mobil, čo máte celý deň vo vrecku alebo v ruke.
Vysielanie vs. prijímanie
Obrázok: Vysielanie vášho zariadenia ak ste v inej miestnosti je 90mW, oveľa viac ako intenzita žiarenia, ktoré sa k vám dostane z WiFi routra.
Najväčší zdroj ne-ionizujúceho žiarenia pri WiFi aj mobilných sieťach je skoro vždy vaše zariadenie. Aj keď robíte niečo pasívne (napríklad pozeráte video), zariadenie vysiela (potvrdenie prijatia, vyžiadanie ďalšej časti videa, …). Pri hovore (najmä videohovore) dokonca vysiela oveľa viac.
Intenzita tohto žiarenia je nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti. Teda ak máte mobil jeden centimeter pri uchu, dostanete veľkú „šupu“, ak vzdialenosť zdesaťnásobíte (desať centimetrov), dostanete stotinu (desať na druhú) žiarenia. Ak dáte zariadenie meter od seba, dostanete desaťtisíckrát menšiu šupu ako keď ho máte pri uchu.
Ak máte WiFi vysielač v rovnakej miestnosti, je pravdepodobne od vás ďalej ako vaše zariadenie, s ktorým pracujete. Teda veľká väčšina ne-ionizujúceho žiarenia pochádza z vášho zariadenia, s ktorým pracujete, nie z WiFi routra.
Prispôsobovanie výkonu
Vaše zariadenia (ak nie sú úplne staré) prispôsobujú vysielací výkon potrebám. Týka sa to aj WiFi, aj mobilnej siete a týka sa to oboch strán – prístupového bodu aj vášho zariadenia. To znamená, že ak máte WiFi router v rovnakej miestosti ako ste vy (teda nemusí ísť cez stenu), obe zariadenia vysielajú oveľa menej.
Obrázok: Užívateľ sa presunul do rovnakej miestnosti ako WiFi router. Žiarenie z routra sa trochu zvýšilo, ale vysielanie vášho zariadenia sa radikálne znížilo.
Toto sa paradoxne týka aj mobilnej siete – čím bližšie máte vysielač, tým menej vysiela vaše zariadenie – a vysielanie vášho zariadenia vám dá oveľa väčšiu šupu ako tá veľká desivá anténa na streche.
WiFi access pointy v mesh sieti
Obrázok: Zariadenie „smaží“, lebo signál musí prejsť cez stenu
Ak chcete minimalizovať vašu expozíciu voči vyžarovaniu a nosíte so sebou mobilný telefón, prípadne sedíte pri počítači napojenom na WiFi, je dobré, aby ste mali WiFi prístupový bod blízko pri sebe. „Strašidelná“ krabička s anténkami zníži vašu expozíciu.
Obrázok: Vďaka mesh sieti celková expozícia je oveľa nižšia, lebo naše zariadenie vysiela oveľa menej. Expozícia prostredia (človeka ktorý nemá vysielač) sa mierne zvýši vďaka tomu, že prístupové body sú medzi sebou prepojené cez WiFi.
Keďže WiFi prístupové body sú prepojené tiež cez rádio, vyžarovanie do prostredia je trochu vyššie, ale stále zanedbateľné. Tento problém sa dá vyriešiť tak, že access pointy prepojíte káblom (Ethernet).
Obrázok: Prístupové body sú prepojené pomocou kábla.
Ak chcete mať bezdrôtové pripojenie vašich zariadení na Internet, toto je dnes asi najlepší prakticky realizovateľný scenár. Aspoň kým sa nerozšíri už existujúca technológia LiFi – pripojenie pomocou svetla, nie rádiového vysielania.
WiFi vs. mobilný signál
V praxi váš mobil vysiela v prípade mobilnej siete 20x-100x vyšším výkonom ako na WiFi.
Ak sa chcete ochrániť pred žiarením tým, že nepoužívate WiFi a namiesto toho ste na mobilnej sieti, dostanete najväčšiu šupu žiarenia. A čím ďalej ste od prístupovej stanice, tým horšie.
Obrázok: Váš mobil musí „smažiť“ 20-100x viac na to, aby sa dovysielal cez stenu vášho domu von.
Zaujímavosťou sú 5G siete, ktoré môžu používať technológiu mmWave. Z nej sú ľudia vydesení, lebo prístupové body sú rozmiestnené niekoľko sto metrov od seba. Praktický dopad je výrazné zníženie vysielacieho výkonu. Okrem toho používajú technológiu beamforming, kedy je vysielanie stanice smerujú priamo k mobilnému zariadeniu a zbytočne nevyžarujú do celého sektora.
Je to podobná technológia ako tá, čo používa StarLink a vďaka čomu môže pokryť obrovské územie bez toho, aby bolo rádiové spektrum zarušené vo veľkej oblasti. Je to tak trochu ako „laser“ v rádiových vlnách.
Obrázok: Technológia beamforming v 5G mmWave.
Vďaka tomu je možné používať nízky vysielací výkon a vysielať priamo k zariadeniam.
Tu je dôležité povedať, že technológia mmWave nie je nasadená široko, používa sa skôr na miestach s extrémnou koncentráciou ľudí.
Čo som nepovedal, čo robiť
Neviem povedať, nakoľko je neionizujúce žiarenie naozaj problém – sú o tom siahodlhé debaty a názor som si neurobil. Nejaký efekt určite má, tepelný a síce nie všetkými akceptovaný, ale efekt na tzv. Voltage-Gated Calcium Channels (VGCCs). Tento blog je pre ľudí, ktorým na neionizujúcom žiarení záleží, ale nebudeme tu skúmať, nakoľko je to problém. Ľudia často robia chyby v tom, že vďaka obavám z tohto žiarenia majú menej prístupových bodov, prípadne používajú iba mobilnú sieť namiesto WiFi. Preto tento blog vychádza z toho, že toto žiarenie je problém a za tohto predpokladu skúma, ako to žiarenie obmedziť, bez radikálneho obmedzenia kvality života.
Samozrejme, ak vám na tomto žiarení naozaj veľmi záleží, používate zariadenia iba cez kábel a nepoužívate ani WiFi ani mobilnú sieť.
Ak vám však takéto niečo obmedzí kvalitu života (ako väčšine ľudí), odporúčam mať mobil v letovom režime so zapnutou WiFi (tým vypnete mobilný signál – nestačí vypnúť mobilné dáta). Ak by ste chceli, aby sa vám dalo aj napriek tomu dovolať, môžete použiť VoIP a presmerovať hovory na VoIP číslo v prípade, že nie ste zastihnuteľní. Ľudia sa vám tak dovolajú cez WiFi. Niektorí operátori používajú aj volanie cez WiFi priamo. A samozrejme, najlepšie je nepoužívať volania cez operátora vôbec a telefonovať cez šifrované aplikácie ako napríklad Signal (ale aj WhatsApp, ak to ináč nejde). Napríklad v Latinskej Amerike sa na komunikáciu používa takmer výhradne WhatsApp. Tieto hovory idú cez akékoľvek dáta, ktoré sú dostupné.
Kritici 5G mmWave technológie hovoria, že šírka pásma a prenosová rýchlosť je tak veľká, že dochádza k oveľa silnejšiemu žiareniu, ktoré je dané čisto množstvom odvysielaných dát. Niečo na tom bude, aj keď otázka je, či by ste rovnaké dáta nepreniesli aj tak, len by to trvalo dlhšie. Nemusí to tak byť vždy – napríklad spomínaný videohovor často zníži kvalitu (a teda aj množstvo dát) ak je na pomalšej linke. A okrem toho sa nedá vylúčiť ani „zmena režimu“ (regime change), teda od istého množstva žiarenia sa môžu diať v tele kvalitatívne iné veci.
Asi najhoršie riešenie je vypínať WiFi na noc, ale nechať zapnutého operátora („keby sa niečo stalo“). Ak necháte zapnutú WiFi, budete mať celkovo menšiu expozíciu. Okrem toho mobilné zariadenia sa často cez noc aktualizujú, teda dochádza k prenosom dát.
Dobrá možnosť je teda nechať mobil zapnutý, zapnutú WiFi a prípadne vypnúť operátora. Ale aj so zapnutým operátorom je lepšie nechať zapnutú aj WiFi, lebo mobilné zariadenia preferujú dátové prenosy cez WiFi a celková expozícia bude nižšia.
Konkrétne čísla v simulácii berte s rezervou. Napríklad najvyšší výkon pri mobilnej sieti ukazuje aplikácia ako 1.8W, ale väčšina mobilov nevysiela viac ako 400mW. Podstatné sú rádové rozdiely – 20x-100x vyšší výkon pri mobilných sieťach vs. WiFi platí. A fyzikálny zákon ktorý hovorí, že efektívne žiarenie klesá s druhou mocninou vzdialenosti platí. Sú to naozaj rádové rozdiely. Či zariadenie vysiela 1mW alebo 5mW nie je až také podstatné ako rozdiel 1mW vs 200mW.
Aplikácia
S aplikáciou, z ktorej pochádzajú obrázky sa môžete pohrať tu. Popisuje jednotlivé scenáre, môžete si vybrať videohovor (teda dosť vysielania) vs. sťahovanie (streamovanie) videa a jednotlivé scenáre pripojenia. Klikaním môžete presúvať užívateľa medzi jednotlivými miestnosťami alebo ho presunúť von.