GSM медленно убивает людей

Тирас

Старший участник
Существующие темпы увеличения числа абонентов мобильной связи в нашей стране значительно опережают все оптимистические прогнозы. На этом фоне продолжаются исследования и сопровождающие их споры о влиянии мобильных телефонов на здоровье человека. Отечественные эксперты так же проводят подобные изыскания, — результаты одного из них, посвященного телефонам и базовым станциям стандарта СDMA, представлены ниже.

Исследования безопасности для человека мобильных телефонов ведутся уже давно. При этом в настоящее время во всем мире нет однозначного подхода1 к проблеме нормирования электромагнитного излучения носимого радиотелефона.
Перспективный CDMA

Научно-технический прогресс не стоит на месте. Если буквально 3-4 года назад в основном использовали сотовые телефоны мощностью 2-5 Вт, то в настоящее время сотовый телефон мощностью более одного ватта уже является редкостью.
Особую актуальность приобретает вопрос приоритетного развития систем сотовой радиосвязи, у которых при прочих равных потребительских свойствах, меньше уровень ЭМИ абонентской и базовой станции, а создание сети связи требует меньшего количества базовых станций. С этой точки зрения наиболее перспективной является система мобильной радиосвязи на основе стандарта СDMA.
В отечественной и зарубежной литературе имеется много публикаций, подчеркивающих экологичность стандарта CDMА. В то же время практически отсутствуют конкретные результаты исследований сравнительных эколого-технических характеристик абонентских и базовых станций этого стандарта с наиболее распространенным в России стандартом GSM.
Саратовский государственный университет совместно с компанией «Народный Телефон Саратов» (НТС) провел сравнительные исследования эколого-технических характеристик сетей сотовой радиотелефонной связи стандарта CDMA компании «НТС» и сетей операторов сотовой связи г. Саратова2, работающих по технологии GSM. Результаты этих работ представлены ниже.
Какой 3G-путь выбирает Россия?
Напомним, что до настоящего времени во всем мире с переменным успехом продолжается дискуссия о путях перехода к сотовым сетям третьего поколения , которые, кроме всего прочего должны предоставлять услуги высокоскоростного доступа в интернет.
Но в основном все сводится к двум вариантам : европейскому, который поддерживают страны Западной Европы и североамериканскому, который поддерживают США, Канада, Китай, Япония, страны Юго-Восточной Азии. По какому же пути пойдет Россия? Здесь у нас появился реальный шанс ликвидировать допущенное технологическое отставание.
Оба варианта создания сетей сотовой связи третьего поколения предполагают использовать технологию кодового разделения каналов. Еще в 1935 году выдающийся советский ученый Д. Агеев, почти на 10 лет раньше К. Шеннона, в своей работе «Линейные методы селекции и проблема пропускной способности эфира» теоретически обосновал технологию кодового разделения каналов.
Исторически военные связисты США и СССР применяли технологию кодового разделения каналов при создании закрытых систем связи. И в этом не имели себе равных в мире. Сейчас у нас появился реальный шанс ликвидировать допущенное технологическое отставание и занять достойное положение на рынке услуг сотовой связи.
Разработаны и готовятся к внедрению все новые и новые упоминаемые выше системы сотовой связи с кодовым разделением каналов (CDMA). Максимальная мощность ЭМИ носимого радиотелефона в таких системах не превышает 0,01 Вт (что меньше, чем у «практически безопасного» с этой точки зрения бесшнурового домашнего радиотелефона).
Проведенные на территории г. Саратова исследования также показали, что из всех применяемых технологий сотовой связи самой экологичной является технология CDMA. Однако темпы внедрении этого стандарта в нашей стране достаточно медленны, если не говорить о весьма странном курсе на сворачивание целого ряда этих сетей протокола IS-95 (массово используемого в Северной Америке и Юго-Восточной Азии), основанном не на технико-экономических, а скорее на политических факторах (но, отражающих жесткую конкурентную борьбу; политика, как известно, — это «концентрированная экономика»).
CDMA: контроль и экспертиза
Известно, что из всех видов мобильной связи сотовая является самой безопасной. Это обеспечивается достаточным количеством базовых станций и наличием системы регулирования мощности абонентского аппарата. Основным критерием экологичности абонентского аппарата становится эффективность работы системы регулирования мощности.
Для измерения уровня излучаемой мощности и контроля работы системы регулирования мощности абонентского аппарата был изготовлен макет лабораторной установки, функциональная схема которого представлена ниже.
Функциональная схема установки для контроля работы системы регулировки мощности абонентского аппарата
association02_1.gif

Активирование абонентского аппарата в установке проводилось непосредственной ближайшей базовой станцией. Расстояние до базовой станции составляло 920 метров. Ориентировочное затухание в антенно-фидерном тракте — 4 дБ. Измерение мощности проводилось ваттметром М3-56. Имитирование изменений условий приема, увеличения расстояния до базовой станции проводилось дискретным аттенюатором, расположенном в антенном плече делителя мощности.
На основании проведенных измерений было проведено моделирование изменения расстояния до базовой станции. Результаты моделирования представлены ниже.
Зависимость уровня излучаемой мощности от расстояния до базовой станции
association02_2.gif

Расчетная зависимость уровня ЭМИ, действующего на абонента, от расстояния до базовой станции
association02_3.gif

При проведении моделирования предполагалась, что связь абонентского аппарата осуществляется с сектором базовой станции при расхождении азимутов направления диаграммы направленности сектора и направления на точку измерения 9-100. По углу места точка измерений находится практически в центре диаграммы направленности антенны сектора. Предполагалась квадратичная зависимость затухания сигнала от расстояния.
При проведении аналогичных измерений с абонентским аппаратом стандарта GSM активирование радиотелефона проводилось базовой станцией «Би-лайн», находящейся на расстоянии менее 500 метров от точки измерений.
Из сопоставления данных об уровне ЭМИ в реальных условиях города и данных о плотности потока мощности сотовых радиотелефонов, полученных в лабораторных условиях, работы, видно, что они практически одинаковы. Исходя из этого, был сделан вывод о том, что условия, смоделированные в лаборатории, максимально близки (с определённой долей вероятности) к реальным условиям городской застройки.
Здесь следует отметить, что проведенные в рамках работы измерения уровня ЭМИ абонентских аппаратов количественно и качественно совпадают с результатами измерений Центра электромагнитной безопасности3.
В процессе выполнения работы проведены измерения уровней электромагнитного излучения около 700 абонентских станций. Статистическая обработка результатов представлена в таблице (см. ниже)
Результаты измерений уровней ЭМИ абонентских аппаратов на территории 6 корпуса Саратовского госуниверситета

Значения Значение плотности потока электромагнитной энергии, мкВт/см2
CDMA GSM-900 GSM-1800
Среднее 2,4 58 34
Минимальное 2,2 25 12,6
Максимальное 5,6 105 48

Результаты инструментальных измерений уровня ЭМИ абонентских станций в зависимости от расстояния до базовой станции приведены в таблице ниже.
Зависимость уровня ЭМИ абонентского аппарата от расстояния до базовой станции

Расстояние до базовой станции Уровень электромагнитного излучения, мкВт/см2
Стандарт GSM Стандарт CDMA
0,5 22-25 1-1.5
1 28-30 1,5-2
2 50-55 4-5
3 100-110 12-14
5 210-220 25-30
7 400-500 60-70
10 500-600 80-100
15 500-600 200-220
20 500-600 400-450
25 500-600 400-450

Обобщенные результаты выполненных Центром электоромагнитной безопасности при ГНЦ «Биофизика» измерений плотности потока электромагнитной энергии, создаваемой базовыми станциями сотовой связи всех стандартов, приведены в таблице ниже.
Обобщенные значения плотности потока электромагнитной энергии ЭМП базовых станций сотовой связи

Значения Значение плотности потока электромагнитной энергии, мкВт/см2
По всем точкам измерения Помещения зданий Прилегающая селитебная территория У антенн (до 2 м) На крышах зданий
Среднее (p < 0,05) 1,44 ± 0,10 0,32±0,06 0,65±0,04 3,45±1,04 1,34±0,16
Минимальное < 0,17 < 0,17 < 0,17 0,60 < 0,17
Максимальное 31,20 3,21 4,63 31,20 5,20

Обобщенные данные результатов измерений ЭМП прочих источников радиочастотного диапазона показывают, что тенденция, отражающая наличие максимальных интенсивностей ЭМП у средств мощных теле- и радиопередатчиков и РЛС остается неизменной по сравнению с результатами тридцатилетней давности. Однако, как было показано, сотовая связь является наиболее массовым по распространению и охвату населения источником ЭМП в радиочастотном диапазоне, при этом воздействие характеризуется относительно невысокими уровнями ЭМП, но существенно большей продолжительностью. Здесь следует говорить о многолетнем режиме постоянного воздействия на людей со стороны ЭМП, — прежде всего в городах.
Для достижения функциональных задач сотовой связи имеет место устойчивая тенденция увеличения зоны «радиопокрытия» и максимального приближения излучающих антенн к пользователю, что является ничем иным, как глобальным увеличением электромагнитного фона в окружающей среде в соответствующих радиочастотных диапазонах.
Рассматривая эколого-технические характеристики базовых станций, следует отметить значительные различия работы одиночной базовой станции и базовой станции в сети для стандартов CDMA и GSM. Отдельно расположенный сектор базовой станции GSM-900 способен одновременно обслуживать 7 абонентов. Через отдельно расположенный сектор базовой станции IS-95 в полосе 1,23 МГц может передаваться до 61 информационного канала (плюс 3 канала служебных). При этом, как правило, используется 20-25 разговорных каналов. Если сравнить эти показатели с любой реальной сетью какого-нибудь другого стандарта, где нельзя использовать одинаковые частоты в соседних ячейках сети и надо заниматься частотным планированием, то при всех прочих равных условиях абонентская емкость сети CDMA получается выше.
Экспертиза безопасности: GSM или CDMA?
gsm-cdma.jpg
Все свойства, названные выше, определяют основные экономические выгоды от использования CDMA — увеличение перекрытия, обеспечиваемого ячейками при начале обслуживания и увеличение емкости сети и ячеек при запланированном уровне проникновения на рынок.
К примеру, «мягкое переключение» по меньшей мере, вдвое уменьшает количество базовых станций, которые необходимо развернуть в момент на начало обслуживания, а емкость сети при технологии CDMA (IS-95) увеличивается в 3-5 раз по сравнению с TDMA (D-AMPS, GSM, DCS) и в 10-20 раз по сравнению с аналоговым FDMA (AMPS, NMT).
Здесь следует отметить, что нельзя однозначно говорить о том, что у технологии CDMA выше и абонентская емкость, и помехоустойчивость. Строго говоря, это взаимоисключающие характеристики. Выше одно — ниже другое. И наоборот. Тем не менее, эксперименты показали, что (повторим это еще раз) при всех прочих равных условиях (размер зоны обслуживания, количество ячеек, популяция и распределение абонентов) указанные характеристики системы стандарта CDMA (IS-95) все же превосходят существующие стандарты технологии TDMA.
В приведенной ниже таблице представлены сравнительные эколого-технические характеристики сетей сотовой связи оператора «Мегафон» (на первое полугодие 2002 г.) и ЗАО «НТС» (на второе полугодие 2003 г.)1. Для сравнения взята территория городов Саратова и Энгельса с пригородами.
Эколого-технические характеристики базовых станций технологий GSM и CDMA

Наименование характеристики GSM CDMA
Количество абонентов 50000 50000
Площадь обслуживаемой территории, км2 490 490
Количество секторов 57 30
Суммарная мощность передатчиков базовых станций? Вт 890 75
Удельная мощность передатчиков базовых станций (в пересчете на одного абонента), мВт 17,8 1,5
Территориальная плотность мощности базовых станций, Вт/км2 1,82 0,15
Средняя суммарная мощность передатчиков абонентский станций, Вт 1250 100
Суммарная мощность передатчиков базовых и абонентских станций 2140 175
Удельная мощность передатчиков базовых и абонентских станций (в пересчете на одного абонента), мВт 42,8 3,5
Территориальная плотность мощности базовых и абонентских станций, Вт/км2 4,4 0,36

Полученные результаты показывают, что в зоне уверенного приема уровень ЭМИ абонентских аппаратов CDMA на 10-15 дБ меньше, чем у абонентских аппаратов стандарта GSM.
Столь значительные различия эколого-технических характеристик радиотелефонов стандартов GSM и CDMA частично могут быть объяснены техническими характеристиками абонентских и базовых станций (3-4 дБ), а также технологией передачи сигнала. Во многом же это объясняется тем, что технология CDMA протокола IS-95 предполагает жесткую, не зависящую от оператора, связь уровня мощности и принимаемого сигнала радиотелефона. Технические требования к абонентскому аппарату стандарта GSM (РД 45.187-2001 Минсвязи) регламентируют лишь качественные требования к системе регулировки мощности и даже допускают возможность отключения. Некоторые операторы пытаются компенсировать недостатки частотно-территориального планирования сети сотовой радиосвязи (особенно на первом этапе ее развертывания) изменением параметров системы регулирования мощности.
При проведении исследований были проведены измерения уровня электромагнитного излучения радиотелефонов, принадлежащих студентам СГУ. Статистическая обработка результатов измерений уровня ЭМИ абонентских аппаратов позволила определить средний уровень облучения абонента. Результаты представлены на диаграмме.
Плотность ЭМИ
association03_1.gif

Следует обратить внимание на то, что разброс параметров ЭМИ всех радиотелефонов стандарта CDMA лежал в пределах погрешности измерений и статистической погрешности. Так, при проведении измерений на территории СГУ уровень ЭМИ абонентских аппаратов стандарта CDMA лежал в пределах 2-3 мкВт/см2. При тех же условиях разброс параметров в стандарте GSM превышал порядок величины. Так для различных аппаратов одной и той же модели Siemens А35 уровень ЭМИ колебался от 25 до 140 мкВт/см2.
Проведенные исследования2 позволили сформулировать основные эколого-технические преимущества стандарта CDMA.

  1. Уровень электромагнитного излучения в режиме без звуковой нагрузки не превышает уровень электромагнитного излучения практически безопасного бесшнурового радиотелефона при удалении от базовой станции на расстоянии до 12 км, с максимальной звуковой нагрузкой — до 6 км.
  2. Особенно проявляются преимущества радиотелефонов CDMA на расстояниях до 10 км, где по статистике расположено наибольшее количество абонентов (уровень электромагнитного излучения в среднем меньше, чем у радиотелефонов с временным разделением каналов в 10 раз).
  3. Значительно выше полученный в результате исследований при конкретных условиях измерений динамический диапазон работы системы регулировки мощности (10 дБ и 40 дБ соответственно).
  4. Более эффективна система регулирования мощности от уровня голосовой нагрузки.
  5. Радиотелефон стандарта GSM выходит на полную мощность на расстоянии 10 км от базовой станции — CDMA на расстоянии 40 км.
  6. Организация сети сотовой связи в стандарте CDMA требует меньшего количества базовых станций, чем в стандарте GSM, при одинаковой площади зоны обслуживания и абонентской емкости. Так, территории городов Саратова и Энгельса обслуживают 12 базовых станций стандарта CDMA мощностью 7,5 Вт. Для обслуживания аналогичной территории оператор стандарта GSM использует 28 базовых станций мощностью 60-80 Вт.
Сомов Александр / СГУ3, специально для CNews.ru



1По состоянию на сентябрь месяц 2003 г. число абонентов оператора «Смартс» насчитывало 20000; сеть — 25 базовых станций GSM-1800; суммарная мощность передатчиков базовых станций — 3000 Вт.

2При выполнении исследований эколого-технических характеристик абонентских аппаратов было проверено более 800 телефонов, принадлежащих студентам Саратовского государственного университета.
Кроме проведения измерений проводился ряд социологических исследований, — их результаты приведены ниже. В то время как менее 10% населения Саратовской области пользуются услугами сотовой связи, в Саратовском госуниверситете почти 25% студентов имеют радиотелефоны. Из них: 62% — девушки, 38% — юноши. В России наибольшей популярностью пользуются радиотелефоны фирмы Nokia (27%). Студенты СГУ предпочтение отдают аппаратам фирм Motorola (28%) и Siemens (23%). Более половины девушек — владельцев сотовых трубок имеют аппараты фирмы Motorola, у молодых людей пристрастия более-менее разделились между Siemens, Nokia, Alcatel и LG. Наибольшей любовью у студентов СГУ пользуется цифровые стандарты GSM (73%), CDMA (19 %), D-AMPS (8%). Радиотелефоны стандарта NMT-450 у студентов СГУ не обнаружены.
Абсолютное большинство девушек предпочитают аппараты стандарта GSM (86%), у молодых людей, как и в случае с телефонными аппаратами, нет такого ярко выраженного пристрастия. Наибольшей популярностью в СГУ пользуется оператор Мегафон (36% стандат GSM 900/1800), далее следуют Би-Лайн (31%, стандарт GSM 900/1800), НТС (19%, стандарт CDMA), Мобайл (8%, стандарт D-AMPS), СМАРТС (6%, стандарт GSM 1800).
Потенциальными владельцами сотовых телефонов являются практически все студенты. Ожидается, что к концу года владельцами сотовых телефонов станет 50% студентов.
Среди студентов СГУ утвердилось мнение, что по качеству речевой связи стандарт CDMA значительно уступает стандарту GSM.
Основные выводы социологических опросов:
    1. Реклама CDMA должна иметь женское лицо
  • Лишь 17% опрошенных знают, что стандарт CDMA самый экологичный (из них 67% юноши).
  • Стандарту CDMA необходим абонентский аппарат стоимостью 100-150$ современного привлекательного вида.
  • Необходима доказательная база, что качество речевой связи в стандарте CDMA не уступает качеству речевой связи в стандарте GSM

3Сомов Александр Юрьевич — к ф-м н, зав. Лабораторией Саратовского государственного университета; руководитель научно-исследовательской работы, проведенной в сентябре-ноябре 2003 г.; по материалам этой работы написана представленная выше материал, разбитый на статьи «Сотовая проблема городов», «Российские ученые: GSM медленно убивает горожан» и «Экспертиза: GSM или CDMA?» (один из соисполнителей работ — компания «Народный телефон»).




1Как отмечают специалисты в этой области, — одними из самых жестких в мире считаются именно российские нормы излучения сотовых телефонов.

2Население Саратовской области — 2674 тыс. чел.; число абонентов сотовой связи 280 тыс. чел. (почти 10%); в зоне охвата всех операторов сотовой связи проживает 1700 тыс. чел.; в зоне охвата ЗАО «НТС» проживает 1400 тыс. чел.; в зоне охвата операторов GSM проживает 1600 тыс. чел.

3Испытательная лаборатория Центра электромагнитной безопасности (ИЛ ЦЭМБ) по заказу Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений проводила последнее исследование возможного вреда от мобильных телефонов (его результаты были представлены в феврале текущего года — см. выше).

4Сомов Александр Юрьевич — к ф-м н, зав. Лабораторией Саратовского государственного университета; руководитель научно-исследовательской работы, проведенной в сентябре-ноябре 2003 г.; по материалам этой работы написана представленная выше материал, разбитый на статьи «Сотовая проблема городов», «Российские ученые: GSM медленно убивает горожан» и «Экспертиза: GSM или CDMA?» (один из соисполнителей работ — компания «Народный телефон»).
 
Сверху